遼寧五龍金礦成礦規(guī)律及找礦方向

王明志 魏俊浩 白小鳥 李景晨 蔡文春 胡 義 楊志軍

(1.陜西省地質(zhì)調(diào)查中心；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)資源學(xué)院)

遼寧五龍金礦成礦規(guī)律及找礦方向

王明志1魏俊浩2白小鳥1李景晨1蔡文春1胡 義1楊志軍1

(1.陜西省地質(zhì)調(diào)查中心；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)資源學(xué)院)

遼寧五龍金礦為一大型石英脈型礦床，主要為斷裂構(gòu)造控礦，礦體賦存于近SN、NW向斷裂組成的格子狀構(gòu)造中。在分析該礦區(qū)成礦地質(zhì)條件、礦體地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，討論了礦體定位特征和礦化富集規(guī)律，建立了礦體的空間產(chǎn)狀模型，并對(duì)找礦前景進(jìn)行了預(yù)測(cè)，為區(qū)內(nèi)找礦工作提供參考。

成礦地質(zhì)條件 礦體地質(zhì)特征 礦體定位特征 礦化富集規(guī)律 空間產(chǎn)狀模型 找礦前景

遼寧五龍金礦是大型的石英脈型礦床，已有70多a的開采歷史，隨著服務(wù)年限和開采深度的增加，目前已步入危機(jī)礦山行列，解決五龍金礦深-邊找礦問題，增加資源儲(chǔ)量，延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限已迫在眉睫[1]。由于該礦開采深度較大，找礦難度也隨之增加，但該礦主要是斷裂構(gòu)造控礦，因此，分析礦床控礦規(guī)律和礦體定位規(guī)律，對(duì)于找礦及礦床開采工作具有一定的參考價(jià)值。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

遼寧五龍金礦位于環(huán)太平洋全球性金礦帶中，大地構(gòu)造單元為中朝準(zhǔn)地臺(tái)、膠遼臺(tái)隆營(yíng)口—寬甸臺(tái)拱鳳城凸起的東部地段，東部與朝鮮著名的平北金礦集區(qū)隔江相望，具有形成大型金礦床的潛力。區(qū)域上大面積出露印支期黑云母-二云母花崗巖，區(qū)內(nèi)地層不發(fā)育，僅在礦區(qū)南部見有遼河群變質(zhì)巖系呈不連續(xù)的殘留體產(chǎn)出，巖性為黑云巖、角閃片巖、黑云母變粒巖及大理巖。區(qū)內(nèi)花崗巖類為脆性巖石，因此多期次構(gòu)造活動(dòng)的地質(zhì)記錄幾乎全部以斷裂的形式體現(xiàn)。位于礦區(qū)東部15 km的日照—鴨綠江斷裂，為一級(jí)斷裂構(gòu)造，走向NE，傾向SE，具有多期次活動(dòng)的特點(diǎn)。區(qū)內(nèi)發(fā)育了一組走向?yàn)镹E20°±的斷裂，屬二級(jí)斷裂，該組斷裂大致平行、等間距產(chǎn)出，傾向NW，傾角40°～60°，自東向西發(fā)育有黑溝斷裂、雞心溝斷裂、楊家斷裂等，延長(zhǎng)數(shù)千米，寬幾米至40余m，斷裂內(nèi)賦存有大量的擠壓斷層泥，并有細(xì)粒閃長(zhǎng)巖、含金石英脈等不同巖性的構(gòu)造透鏡體，體現(xiàn)多期次的活動(dòng)特點(diǎn)。金礦化區(qū)集中于黑溝斷裂和雞心溝斷裂之間，礦化中心區(qū)域靠近雞心溝斷裂，反映出雞心溝斷裂在五龍金礦區(qū)成礦過程中起到了重要作用。區(qū)內(nèi)礦脈定位產(chǎn)出的主要構(gòu)造為近SN向和NW向的1組共軛斷裂，屬三級(jí)斷裂。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地 層

礦區(qū)內(nèi)出露地層簡(jiǎn)單，主要為新生界第四系和大小不一的遼河群殘留體，后者零星分布于印支期片麻狀花崗巖中，礦區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育，但厚度不大，為2～10 m，局部最大厚度可達(dá)數(shù)十米。地層主要為殘坡積和洪積層，由砂質(zhì)巖土和基質(zhì)碎塊組成，由砂質(zhì)黏土和含砂質(zhì)黏土組成，砂礫主要為長(zhǎng)石、石英。

2.2 構(gòu) 造

2.3 巖漿巖

礦區(qū)巖漿巖主要為燕山期侵入的花崗巖-三股流巖體，以及三股流巖體固結(jié)之后貫入的中—基性和中—酸性脈巖。三股流巖體位于五龍金礦東南側(cè)，呈小巖株?duì)町a(chǎn)出，平面上為NEE向的橢圓或不規(guī)則菱形，長(zhǎng)軸為11.4 km，短軸為5.2 km，面積約50 km2。經(jīng)年齡測(cè)定, 其成巖年齡為130 Ma[2-3], 為燕山期產(chǎn)物。巖體圍巖為早元古代遼河群蓋縣組的變質(zhì)砂巖和具有較強(qiáng)韌性變形的印支期糜棱巖化黑云母花崗巖，巖體與圍巖呈侵入接觸關(guān)系。巖體內(nèi)含有較多的圍巖捕虜體，且發(fā)生較強(qiáng)的塑性變形，同時(shí)巖體內(nèi)部還發(fā)育多種脈巖，如花崗斑巖脈、細(xì)粒閃長(zhǎng)巖脈、閃長(zhǎng)玢巖脈和煌斑巖脈。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體空間展布

五龍金礦數(shù)十條工業(yè)礦脈在平面上主要集中在3條近SN向的強(qiáng)礦化帶和2條NW向的強(qiáng)化帶中，極少部分產(chǎn)出于強(qiáng)礦化帶之間的弱帶中。3個(gè)近SN向強(qiáng)礦化帶由西至東依次為：①由161#、107#脈為主組成的強(qiáng)化帶，該帶主要分布于雞心溝斷裂東側(cè)，已控制和開采的工業(yè)礦體分別為107-3#、107#脈；②中部強(qiáng)化帶分別以42#、33#、53#、10#礦體為主構(gòu)成，其中10#礦體規(guī)模最大，其次為33#、32#礦體；③東部強(qiáng)化帶分別由5#、4#、3#和2#礦體構(gòu)成。2條NW向強(qiáng)礦化帶分別分布于礦區(qū)的北部和南部：①北部NW向強(qiáng)化帶主要由76#、75#、6#、8#、1#工業(yè)礦體構(gòu)成；②南部強(qiáng)礦化帶由80#、50#脈群構(gòu)成，二者間為弱礦化帶，產(chǎn)出11-1#、11-2#、20#、163#等小規(guī)模工業(yè)礦體。

礦體間的組合關(guān)系在近SN，NW向礦化帶中表現(xiàn)出了明顯的區(qū)別：①近SN向礦化帶中礦體之間表現(xiàn)為左形右階的組合形式，也就是一種尖滅側(cè)現(xiàn)的特征；②NW向礦體主要以尖滅再現(xiàn)的形式產(chǎn)出，礦帶與礦帶之間在平面上構(gòu)成了十分特殊的礦體定位的棱形格式。

3.2 礦體形態(tài)、規(guī)模

礦體(含石英脈)總體形態(tài)以脈狀為主，規(guī)模大者一般多為脈狀，但由于膨縮現(xiàn)象，使礦體不同部位厚度差別較大，在大脈中形成相應(yīng)規(guī)模的透鏡體。小規(guī)模的礦體一般延長(zhǎng)僅有十幾米(32-2#礦體)，大規(guī)模的礦體延長(zhǎng)可達(dá)數(shù)百米(10#礦體)，礦體延長(zhǎng)和延深比大多為1∶2～1∶3。

3.3 礦體產(chǎn)狀

SN向礦體傾角較陡，近于直立。東部帶礦體多向E傾，傾角多大于70°；中部帶礦體近于直立；西部帶礦體多向W傾，淺部稍緩，傾角一般大于55°，深部逐漸變陡，可能是雞心溝斷裂的影響。五龍金礦近SN向的礦體中有部分產(chǎn)于礦區(qū)南部的幾個(gè)礦體到了深部產(chǎn)狀發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，如10#、80-15#、80#礦體在深部300，400 m標(biāo)高附近產(chǎn)狀變?yōu)镋傾，NW走向的礦體，傾向SW，傾角變化較大，一般淺部較陡，傾角多大于60°，延伸至深部局部地段傾角小于30°。

4 礦體定位特征

4.1 礦床定位

對(duì)于脈狀礦床的空間定位，構(gòu)造是必不可少的條件。巖漿侵入與構(gòu)造活動(dòng)有關(guān)，成礦物質(zhì)聚集成礦的空間受控于構(gòu)造裂隙。遼寧五龍金礦區(qū)含金石英脈的分布格局完全受成礦期構(gòu)造變形的控制。在成礦期，以雞心溝斷裂和100#脈斷裂為邊界的局部扭動(dòng)作用較強(qiáng)，使近SN，NW向巖脈構(gòu)造重新活動(dòng)。由于存在斷裂構(gòu)造的制約，構(gòu)造應(yīng)力分布不均勻，出現(xiàn)局部應(yīng)力集中帶，從而造成構(gòu)造裂隙呈帶狀分布，形成具有一定規(guī)模的近SN，NW向的礦脈帶。

4.2 構(gòu)造分帶與礦化分帶

在礦區(qū)內(nèi)直接控制脈狀礦床分布的二級(jí)斷裂構(gòu)造，即NW，近SN向斷裂構(gòu)造均具有等間距分布的特征。斷裂構(gòu)造的分帶性決定了含金石英脈的帶狀分布。NW，近SN向2組斷裂構(gòu)造被成礦前的閃長(zhǎng)脈巖和花崗巖脈充填，而含金石英脈又是沿上述脈巖構(gòu)造賦存的，且主要位于脈巖的一側(cè)或兩側(cè)。但并非所有的脈巖中都分布有含金石英脈，石英脈產(chǎn)生的部位僅僅是脈巖構(gòu)造在成礦期構(gòu)造應(yīng)力作用下重新活動(dòng)的地段，因此，石英脈在礦區(qū)的分布具有一定的局限性，成礦期活動(dòng)最為強(qiáng)烈的地段往往是石英脈發(fā)育最好的地段。在礦區(qū)范圍內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的石英脈達(dá)300余條，但具有一定規(guī)模的、有工業(yè)意義的礦脈主要集中分布于雞心溝斷裂與100#脈斷裂之間，并沿NW，近SN向以一定間距呈帶狀分布。

4.3 礦體定位機(jī)制

五龍金礦SN，NW向礦體是在一個(gè)統(tǒng)一的剪切應(yīng)力場(chǎng)中定位的，但礦體的定位樣式有所不同，見圖1、圖2。五龍金礦主體是以右階右傾式為主，東部礦帶以此為主，中部礦帶某些礦體組合也有類似的特征，同時(shí)也有部分礦體以圖1(a)模式產(chǎn)出，如32-2#礦體；西部礦帶淺部礦體則主要以圖1(b)模式為主。在右形剪切應(yīng)力作用下，同一個(gè)控礦構(gòu)造帶內(nèi)，礦體呈尖滅再生形式產(chǎn)出，主體向SE側(cè)伏，不同礦體之間多有頂、尾部重疊現(xiàn)象，該類礦體多出現(xiàn)在閃長(zhǎng)巖脈的上、下盤(如76#脈)，或產(chǎn)出于相鄰的2條閃長(zhǎng)巖脈(6#脈)中，整個(gè)礦體定位多存在于閃長(zhǎng)巖脈與花崗斑巖脈交匯點(diǎn)的北西端。

圖1 礦區(qū)近SN向礦體構(gòu)造定位機(jī)制模型

5 成礦規(guī)律

5.1 礦體側(cè)伏規(guī)律

礦體側(cè)伏是許多脈狀金礦床普遍存在的現(xiàn)象[4-7]。沈遠(yuǎn)超等[8]認(rèn)為礦體側(cè)伏是由側(cè)伏構(gòu)造引起的，側(cè)伏構(gòu)造一般由2組交叉構(gòu)造形成，可以是不同時(shí)期或不同階段形成的不同方向2組構(gòu)造的疊加在交匯部位形成，也可以是同一時(shí)期或同一階段在同一應(yīng)力場(chǎng)形成的共扼斷裂；劉偉等[9]認(rèn)為礦體的側(cè)伏不僅受構(gòu)造的控制，最根本的是受成礦流體的運(yùn)移方向控制。遼寧五龍金礦主礦體普遍呈SN向，NW向側(cè)伏，近SN向礦體側(cè)伏方向?yàn)镾SW向，側(cè)伏角為40°～70°，由礦區(qū)北部向南，側(cè)伏角逐漸增大，并近于直立；NW向礦體多向SE向側(cè)伏，側(cè)伏角為40°～60°，76#脈最為明顯。

圖2 礦區(qū)NW向構(gòu)造定位機(jī)制模型

5.2 礦體側(cè)列分布規(guī)律

側(cè)列分布是脈狀礦體的普遍現(xiàn)象，不僅表現(xiàn)在礦床與礦床之間，在礦床內(nèi)部各礦體之間也可呈側(cè)列分布，側(cè)列是斷裂在剪切過程中產(chǎn)生的張裂形成的雁列式組合，為很多礦床常見的現(xiàn)象[10]。遼寧五龍金礦床礦體在斷裂帶中的分布，不論在平面還是在剖面上都具有側(cè)列分布的規(guī)律。在平面上近SN向礦化帶中的礦體一般表現(xiàn)為左行右階的組合形式，即為一種尖滅側(cè)現(xiàn)的特征；NW向礦體主要以尖滅再現(xiàn)的形式產(chǎn)出。在剖面上礦體排列表現(xiàn)為：東部礦帶以左階式為主，中部礦帶既有左階式又有右階式，西部礦帶為右階式。

5.3 礦化富集規(guī)律

(1)遼寧五龍金礦所有工業(yè)礦體均定位于3個(gè)強(qiáng)礦化帶中，近SN向展布的礦體呈右階式側(cè)列展布，NW向礦體沿閃長(zhǎng)脈巖構(gòu)造帶呈尖滅再現(xiàn)形式產(chǎn)出。NW，近SN向構(gòu)造交叉部位并非礦化的最佳部位，而是遠(yuǎn)離交匯點(diǎn)約50 m位置即工業(yè)礦體的產(chǎn)出部位。

(2)礦區(qū)斷裂活動(dòng)具有多期次、多階段的特點(diǎn)，成礦前已存在，成礦期多次脈沖性活動(dòng)的斷裂，往往易于形成多階段礦化疊加，成為有利的礦化富集部位。

(3)礦區(qū)幾乎所有的工業(yè)礦體均定位于閃長(zhǎng)脈巖構(gòu)造帶中，其伴生關(guān)系為同構(gòu)造空間關(guān)系，即含金石英脈多產(chǎn)出于閃長(zhǎng)巖脈的構(gòu)造帶內(nèi)。但并非所有的閃長(zhǎng)巖脈構(gòu)造帶內(nèi)均有連續(xù)的含金石英脈產(chǎn)出，含金石英脈多產(chǎn)出于某一部位。形成礦體定位的變種局部因素有：①閃長(zhǎng)巖脈走向發(fā)生變化的地段，一般來說，近SN走向的閃長(zhǎng)巖脈走向西拐(反時(shí)針)的部位以及NW走向的閃長(zhǎng)巖脈走向東拐(順時(shí)針)的部位多為礦體的產(chǎn)出部位；②閃長(zhǎng)巖脈與礦體的互補(bǔ)關(guān)系，即閃長(zhǎng)巖脈厚度變大，則礦體變薄，閃長(zhǎng)巖脈厚度變薄，則礦體變厚。楊春福[11]稱該類關(guān)系為“反消長(zhǎng)關(guān)系”，形成該類互補(bǔ)關(guān)系的根本原因是巖性條件以及形成構(gòu)造時(shí)的力學(xué)性質(zhì)，與后期斷裂運(yùn)動(dòng)方式等因素有關(guān)。

(4)區(qū)內(nèi)地質(zhì)工程揭露表明，淺部花崗斑巖脈內(nèi)或其與圍巖接觸帶尚無成規(guī)模的工業(yè)礦體產(chǎn)出，多見一些蝕變和礦化，但在花崗斑巖脈西側(cè)的閃長(zhǎng)脈巖中是礦體產(chǎn)出的最佳位置，同時(shí)花崗斑巖脈與NW向閃長(zhǎng)巖脈的交匯點(diǎn)北西部地段是工業(yè)礦體產(chǎn)出的有利部位；深部已發(fā)現(xiàn)達(dá)到工業(yè)開采品位的花崗斑巖脈[12]。

(5)近礦石英細(xì)脈發(fā)育地段是礦體的有利富集部位。近礦石英脈帶是指示含金石英脈存在的重要特征之一，該類細(xì)脈帶主要發(fā)育于近SN向礦體的近礦圍巖中，石英細(xì)脈帶大致平行于石英脈礦體，且主要分布于礦體上部?jī)蓚?cè)的近礦圍巖中，而礦體的中、下部不發(fā)育。

(6)金礦化與石英脈關(guān)系密切，特別是煙灰色石英對(duì)金礦化富集十分有利。金礦化與金屬硫化物關(guān)系最為密切，一般來說，金與黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、毒砂、輝鉍礦密切共生，該類礦物富集地段是最好的富礦標(biāo)志。

5.4 礦體空間產(chǎn)狀模型

根據(jù)遼寧五龍金礦區(qū)巷道中所揭示的礦體產(chǎn)狀及斷裂產(chǎn)狀和性質(zhì)，并結(jié)合區(qū)域內(nèi)侵入巖地產(chǎn)狀、成礦模式[13]，建立了區(qū)內(nèi)揭露礦體的空間產(chǎn)狀模型，見圖3。五龍金礦可供工業(yè)開采的礦體有數(shù)十條，圖3中僅標(biāo)出3個(gè)強(qiáng)礦化帶的代表性礦體。由圖3可知：近SN向礦體在平面上為左行右階側(cè)列方式展布，北向礦體沿構(gòu)造帶呈尖滅再現(xiàn)形式展布，東部礦帶礦體主體向E傾，中部礦帶礦體近直立，西部礦帶礦體向W傾。在垂向上-400 m標(biāo)高線為礦區(qū)最大的礦化減弱帶，除10#，32#脈帶連續(xù)到-400 m標(biāo)高以下外(雖然連續(xù)，但礦化仍減弱)，其他礦體均在-400 m標(biāo)高線以上尖滅。通過進(jìn)一步探礦，在該線之下又出現(xiàn)較富的2-3#，4-2#盲礦體，這說明區(qū)內(nèi)深部找礦前景較大。

圖3 五龍金礦礦體產(chǎn)狀模型

6 找礦方向

(1)五龍金礦Ⅲ#礦帶北部為探礦空白區(qū)，建議沿NW向斷裂構(gòu)造帶向雞心溝斷裂方向探礦。

(2)對(duì)五龍金礦床上部中段有一定礦化信息，但礦化不成規(guī)模的地段，在深部中段探礦應(yīng)引起重視，往往由于上部中段弱的礦化信息指示，預(yù)示深部可能存在盲礦體，如2-3#脈，在-300 m標(biāo)高上僅有一些弱礦化信息，而在深部中段形成有一定規(guī)模的礦體。

(3)Ⅲ#礦帶3#坑西北側(cè)至雞心溝斷裂為一探礦空白區(qū)，含礦構(gòu)造分布特征和地表礦化顯示，該區(qū)產(chǎn)出礦體的可能性較大。在遼寧五龍金礦地形地質(zhì)圖上，149#～165#線至雞心溝斷裂見203#、6-1#、204#礦脈，考慮礦體側(cè)伏規(guī)律及富礦標(biāo)高，預(yù)測(cè)六中段上下141#～149#線可能存在礦體；在地表149#線附近，204#、6-1#脈與花崗斑巖相交，花崗斑巖走向由南端近SN向轉(zhuǎn)為NNW向，結(jié)合巷道揭露花崗斑巖脈情況分析，地表礦體與花崗斑巖交匯部位反推至六中段應(yīng)位于119#線附近，綜合花崗斑巖脈對(duì)成礦的控制，應(yīng)有良好的找礦前景。

(4)目前76#脈開采中段主要集中于十四中段(-400 m)以上，控礦構(gòu)造規(guī)模大。-400 m標(biāo)高是礦化減弱地段，與近SN向礦體對(duì)應(yīng)尋找NW向礦體的第二富集段，結(jié)合NW向主礦體聯(lián)合縱投影圖所揭示的開采深度和富礦標(biāo)高推斷，在76#脈深部可能存在一盲礦體。

(5)75#脈西北段控制的最深標(biāo)高已超過十一中段，而南東段才至八中段，且NW向8-1#脈在十中段已經(jīng)過176#線，根據(jù)礦體側(cè)伏規(guī)律及富礦標(biāo)高，結(jié)合構(gòu)造延深方向，利用趨勢(shì)外推法和類比法推斷，在168#～176#線附近，75#脈東南段下延仍有可能存在礦化體。

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Metallogenic Regularity and Prospecting Direction of Wulong Gold Deposit in Liaoning Province

Wang Mingzhi1Wei Junhao2Bai Xiaoniao1Li Jingchen1Cai Wenchun1Hu Yi1Yang Zhijun1

(1.Shaanxi Center of Geological Survey；2.School of Earth Resources, China University of Geosciences(Wuhan))

Wulong gold deposit mainly controlled by fault structures is a large-sized quartz-vein-type deposit in Liaoning province, the ore-bodies of Wulong gold deposit distribute in the internal of lattice structures composed of nearly SN and NW trending faults. Based on analyzing the ore-forming geological conditions in the mining area and the geological characteristics of the ore-bodies,the location features of the ore-bodies in the mining area and mineralization enrichment regularity are discussed,besides that,spatial occurrence model of the ore-bodies in the mining area is established, the prospecting prospect of the mining are is predicted. The above research results of the paper can provide some reference for the prospecting work in the area of Wulong gold mine.

Ore-forming geological conditions, Geological characteristics of ore-body, Location features of ore-body, Mineralization enrichment regularity, Spatial occurrence model, Prospecting prospect

2015-05-21)

王明志(1982—)，男，工程師，碩士,710068 陜西省西安市碑林區(qū)友誼西路243號(hào)。