遼寧凌源柏杖子金礦床地質(zhì)特征及成礦模式

王曉鷗

（遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，遼寧 沈陽 110031）

遼寧凌源柏杖子金礦床地質(zhì)特征及成礦模式

王曉鷗

（遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，遼寧 沈陽 110031）

柏杖子金礦系遼西凌源地區(qū)重要的巖漿熱液型金礦.礦區(qū)出露的地層主要為中元古代長(zhǎng)城系大紅峪組，其次為太古宙建平群變質(zhì)巖系.長(zhǎng)城系大紅峪組為金礦的主要容礦圍巖，太古宙建平群變質(zhì)巖系為金礦的礦源層.柏杖子巖體為區(qū)域上大柱子巖體的分支巖體，柏杖子巖體由地殼深部上侵的過程中萃取了建平群變質(zhì)巖系中的成礦物質(zhì)，沿北北東—北東方向上侵并在長(zhǎng)城系大紅峪組地層中形成金礦體.通過總結(jié)、分析成礦的主要過程，建立了柏杖子金礦的成礦模式.

建平群；大紅峪組；柏杖子巖體；巖漿熱液型金礦床；成礦模式；遼寧凌源

1 區(qū)域地質(zhì)背景

遼寧柏杖子金礦位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)燕遼臺(tái)褶帶遼西臺(tái)陷朝陽穹斷褶束南側(cè)，青龍-錦西東西向斷裂與喜峰口-凌源北東向斷裂交叉處，都山雜巖體北東端.

區(qū)域出露地層有太古宙建平群變質(zhì)巖系和中元古界—古生界長(zhǎng)城系、薊縣系、青白口系及奧陶系.太古宙建平群變質(zhì)巖系原巖為一套以基性、超基性—中酸性火山巖為主的火山-沉積巖系，以含金、鐵為特征.中元古界—古生界長(zhǎng)城系、薊縣系、青白口系、奧陶系地層區(qū)域出露面積最廣，主要由碎屑巖-黏土巖-碳酸鹽巖沉積建造組成，以含有鉛、鋅、金、銀、鐵、錳等多金屬成礦物質(zhì)為特征.

區(qū)域巖漿侵入活動(dòng)以燕山期最為強(qiáng)烈，為多期次侵入，巖體多呈巖株產(chǎn)出.主要巖性為花崗斑巖、花崗閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖.該期侵入巖與成礦關(guān)系密切［1-2］.

2 成礦地質(zhì)環(huán)境

礦區(qū)位于中生代地殼活化形成的喜峰口-凌源斷裂帶內(nèi)，該斷裂帶由一系列北北東向斷裂組成.斷裂構(gòu)造帶巖漿活動(dòng)頻繁強(qiáng)烈，形成一系列以中酸性侵入巖為主的巖體，由南西向北東方向巖體規(guī)模變小.其中以都山巖體（床）最大.伴隨構(gòu)造-巖漿活動(dòng)形成了一系列多金屬礦床，構(gòu)成了冀東-遼西一條重要的金多金屬成礦帶（圖1）.該成礦帶長(zhǎng)150 km（冀東段長(zhǎng)40 km，遼西段長(zhǎng)110 km），寬20～40 km.沿成礦帶金多金屬礦的形成與分布具有如下規(guī)律：1）金多金屬礦床多位于具備礦源層-構(gòu)造-巖漿巖三位一體條件的地段；2）成礦帶由南向北礦種分布規(guī)律是金→金銀鉛鋅→金銅鉬；3）喜峰口-凌源斷裂帶與北東或近東西向斷裂帶交匯部控制著礦集區(qū)的展布.成礦帶由南向北分布有金廠峪-峪耳崖金礦集中區(qū)；毛家店-柏杖子金多金屬礦集區(qū)；滴答水-岔不岔金多金屬礦集區(qū)（圖1）.迄今為止，在隆起帶上已經(jīng)探明金廠峪、峪耳崖、柏杖子大型金礦床3處，毛家店等中型金礦床4處.滴答水小型銅（鉬）床1處.

圖1 喜峰口-凌源成礦帶地質(zhì)圖Fig.1Geologic map of the Xifengkou-Lingyuan metallogenic belt

2.1 賦礦地層

賦礦地層以元古宇長(zhǎng)城系為主，局部有太古宇建平群小塔子溝組變質(zhì)巖系.

已探明礦體除巖體中以外，多分布在大紅峪組地層，特別是該組下段巖石中.在礦化帶中心東部以大紅峪組脆性砂巖為主.在巖體接觸外帶100～200 m內(nèi)賦存有礦脈群.

2.2 成礦巖體

礦區(qū)巖漿巖主要為燕山期花崗巖，包括大石柱子花崗巖體、柏杖子花崗巖體及虎頭石花崗巖體.大石柱子巖體呈北東向展布，柏杖子金礦床東南2 km處為該巖體北東傾沒端.此外，礦區(qū)還發(fā)育呈巖株產(chǎn)出的柏杖子花崗巖和虎頭石花崗巖侵入體，它們均傾向東南，是大石柱子花崗巖體的分枝體，為同源、同期不同階段的產(chǎn)物.柏杖子花崗巖延長(zhǎng)5000 m，控制延深600 m，寬50～200 m.巖體形態(tài)地表為大脈狀，深部巖枝、巖舌發(fā)育，局部構(gòu)成株脈聯(lián)合體.淺部或邊部巖石具斑狀結(jié)構(gòu)，屬花崗斑巖相.深部膨大部位為均?；◢徑Y(jié)構(gòu)，屬花崗巖相.巖石的礦物成分為：石英10%～25%，斜長(zhǎng)石30%～40%，正長(zhǎng)石20%～30%，黑云母、白云母2%～10%，副礦物極少.巖石普遍具礦化蝕變.深部膨大突出體是礦化良好地段.礦帶常發(fā)育在陡緩、窄寬、簡(jiǎn)復(fù)變化部位，即發(fā)育在半封閉巖石接觸構(gòu)造圈內(nèi)外帶及其突出體前緣［1-3］.

按照J(rèn)·R·懷特的分類方法，屬巖漿成因的I型花崗巖.K-Ar法測(cè)定地質(zhì)年齡為104 Ma.

2.3 控礦構(gòu)造

柏杖子金礦與喜峰口-凌源斷裂帶內(nèi)其他金礦床一樣，主要受區(qū)域性北北東—北東向壓扭性斷裂及其次級(jí)斷裂控制.由于南北擠壓力作用的結(jié)果，在北東、北西向斷裂交匯處伴隨有：1）張扭性北東—北北東向斷裂；2）張扭性北西向斷裂；3）張性南北向斷裂.中生代各類巖漿沿?cái)嗔亚秩耄鸬V化沿次級(jí)斷裂分布，顯示斷裂、巖漿、礦化三者在局部空間分布上共同控制的特點(diǎn).

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

已控制礦化帶長(zhǎng)1000 m，延深500～600 m以下.帶內(nèi)礦體根據(jù)圍巖不同可分花崗巖中礦體及大紅峪組石英砂巖中礦體，以前者為主.大約以200 m標(biāo)高為界，前者發(fā)育在下，后者分布在上（圖2）.主要礦體產(chǎn)狀走向北東，傾角40～70°.基本與花崗巖體產(chǎn)狀或脈巖產(chǎn)狀一致，總體顯示上陡下緩.

圖2 柏杖子金礦剖面圖Fig.2Profile of the Baizhangzi gold deposit

礦體以脈狀、扁豆?fàn)顬橹?已發(fā)現(xiàn)9個(gè)礦脈系統(tǒng)共62條礦體.金品位平均14×10-6，最高301.6×10-6，銀品位平均30.69×10-6，最高316.57×10-6.并伴有銅、硫、鉬.礦床屬礦體小而多的富礦床.

3.2 礦石類型及礦物組合

在巖體內(nèi)外帶，礦化類型及礦物組合略有不同，見表1所示.

3.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，以半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)為主，次為壓碎及包含結(jié)構(gòu)、交代溶蝕結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)等.

礦石構(gòu)造以浸染狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造為主，部分為條帶狀和角礫狀構(gòu)造.

3.4 礦化階段

熱液礦化作用可劃分3個(gè)階段.

1）早期石英脈-黃鐵礦階段：形成不含金的乳白色石英和晶粒大的黃鐵礦.

2）中期石英-多金屬硫化物-銀金礦階段：形成大量細(xì)顆粒黃鐵礦和少量黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、銀金礦和灰白色石英.礦石呈角礫巖狀，角礫巖狀礦石反映含礦斷裂在成礦期間曾再次啟開，中期迭加、膠結(jié)了早期礦石.

3）晚期碳酸鹽階段：以方解石、白云石等碳酸鹽礦物為主，切穿充填交代前兩期礦石，此階段金屬礦化微弱.

3.5 蝕變類型及分帶性

圍巖蝕變?cè)趲r體的不同部位有明顯的分帶性，同時(shí)這種分帶性體現(xiàn)出了圍巖蝕變發(fā)生時(shí)溫度的變化.

1）巖體上部礦體發(fā)育在巖體突出部位前緣，圍巖蝕變以硅化、云英巖化、納長(zhǎng)石化、鉀長(zhǎng)石化為主.早期與二期迭加，屬中高溫階段.

2）巖體深部礦石圍巖蝕變以硅化、黃鐵絹云母化為主，碳酸鹽細(xì)脈增多.顯示礦化具中低溫特點(diǎn).

3）巖體外帶礦石以石英大脈塊狀、條帶狀礦石為主，硅化強(qiáng).屬中溫階段.

綜合上述，自巖體中心向外帶或深部（下部）邊界，成礦溫度逐步由中高溫向中低溫過渡，顯示礦石在上水平方向?yàn)檎蚍謳В怪狈较驗(yàn)槟嫦蚍謳У奶卣?，可作為深部找礦預(yù)測(cè)標(biāo)志.

表1 礦體不同空間分布特征表Table 1Characteristics of orebodies with different distribution

4 礦床成因

4.1 成礦物質(zhì)來源

據(jù)22件礦石硫同位素測(cè)定，δ34S變化范圍為-0.5‰～+1.2‰，石英砂巖中礦石δ34S的變化范圍為-3.6‰～+1.25‰.計(jì)算成礦熱液總硫δ34S為0.8‰～6.9‰.硫源為巖漿和地層雙重來源.綜合硫同位素資料，礦石硫主要來自花崗巖，砂巖中有部分地層硫參與成礦.

礦石石英氧同位素測(cè)定δ18O為11.05‰～14.68‰.計(jì)算成礦溶液中水的δ18O為2.99‰～6.42‰，說明成礦溶液為巖漿水和大氣降水的混合.

鉛同位素研究表明，各類礦石鉛同位素特征值Pb206/Pb204為16.6643～17.5842、Pb207/Pb204為15.0749～ 15.4480、Pb208/Pb204為36.6782～36.7538.通過模式年齡方法計(jì)算求得鉛模式年齡值亦接近100～120 Ma［4］.

賦存礦體的同一巖漿構(gòu)造帶的花崗巖K～Ar年齡本區(qū)是104～155 Ma，鄰區(qū)是146～169 Ma.據(jù)此，推斷礦石鉛與古老變質(zhì)地層老礦石鉛的帶入和重熔有關(guān)，是本礦床為再生-重熔巖漿熱液作用成因的重要依據(jù).

太古宙建平群小塔子溝組變質(zhì)巖系，經(jīng)微量金查定該地層巖石金平均含量24×10-9，高出克拉克值6倍.初始沉積巖中金的高豐度為本礦床形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，是金礦形成的初始礦源層.

4.2 礦床成因類型

礦床成因類型屬于中高溫?zé)嵋旱V床.

5 成礦模式

該礦床附近的太古宙礦源層經(jīng)過多次區(qū)域變質(zhì)和混合巖化，造成了各種礦源層中的礦質(zhì)活化、轉(zhuǎn)移和富集，為燕山期小侵入體集聚成礦奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)，即侵入體同下伏古老地層中金礦源層的重熔或捕獲古老含金豐度高的層位堆積在時(shí)代甚晚的巖體內(nèi)外帶.形成本區(qū)金礦床的形成具有長(zhǎng)期性、多期性和再生性的特點(diǎn)［5-7］.

金礦床成礦演化過程可用下述模式圖（圖3）表示.

圖3 柏杖子金礦成礦模式圖Fig.3Metallogenic model of Baizhangzi gold deposit

［1］王剛，玄力.遼寧柏杖子金礦床地質(zhì)特征及找礦方向探討［J］.有色礦冶,2008,24（3）:5—6.

［2］賈廣寧，金成洙.遼寧柏杖子巖體特征及找礦標(biāo)志［J］.有色礦冶, 2006,22（6）:1—3.

［3］李祥才，張志偉，敖穎鋒，等.激電法在遼寧柏杖子金礦勘查中的作用及意義［J］.地質(zhì)與勘探,2009,45（2）:75—77.

［4］王文清，王長(zhǎng)峰.遼寧省金礦成礦系列劃分及特征［J］.遼寧地質(zhì), 2001,18（1）:21—26.

［5］宋建潮，王恩德，張承帥，等.遼寧桓仁夕卡巖型銅鋅礦床成礦模式及深部預(yù)測(cè)［J］.地質(zhì)與資源,2007,16（4）:281—283.

［6］王啟東.柏杖子金礦金的遷移、沉淀機(jī)制研究［J］.礦產(chǎn)與地質(zhì),1989, 3（1）:50—52.

［7］劉建中，鄧一嗚，劉川勤，等.貴州省貞豐縣水銀洞層控特大型金礦成礦條件與成礦模式［J］.中國地質(zhì),2005,33（1）:170—175.

GEOLOGICAL CHARACTERISTICS AND METALLOGENIC MODEL OF THE BAIZHANGZI GOLD DEPOSIT IN LINGYUAN,LIAONING PROVINCE

WANG Xiao-ou
（Liaoning Institute of Geology and Mineral Exploration,Shenyang 110031,China）

The Baizhangzi gold deposit is an important magmatic hydrothermal type of gold deposit in Lingyuan,Western Liaoning Province.The outcrop in the orefield is dominated by Dahongyu Formation of Changcheng System,which serves as the host rocks.The metamorphic series of Archean Jianping Group is the main resource bed of Baizhangzi gold deposit.The Baizhangzi ore body is the branch of Dazhangzi intrusive rocks,which intruded upward from deep crust and extracted oreforming material from Jianping Group,finally formed gold orebody in Dahongyu Formation.With analysis of the ore-forming process,themetallogenicmodelofBaizhanggolddepositissetup.

Jianping Group;Dahongyu Formation;Baizhangzi intrusive rock body;magmatic hydrothermal type of gold deposit;metallogenic model;Lingyuan,Liaoning Province

1671-1947（2014）04-0339-04

P618.51

A

2012－11－23；

2014-06-05.編輯：李蘭英．

王曉鷗（1973—），女，高級(jí)工程師，從事水文地質(zhì)方面的研究工作，通信地址遼寧省沈陽市皇姑區(qū)寧山中路42號(hào)羽豐大廈2510，E-mail//lzfboy521@126.com