吉林省樺甸市冰湖溝隱爆角礫巖型金礦床地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志

曹建鋒，寧 林，孟祥秋，牛庭瑞

1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院， 吉林 長(zhǎng)春 130061；2.吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六〇八隊(duì)，吉林 長(zhǎng)春 130033

0 引言

冰湖溝隱爆角礫巖型金礦床位于吉林省樺甸市三道溜河地區(qū)，毗鄰著名的夾皮溝金礦田，北距六批葉金礦4 km。區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)隱爆角礫巖體5個(gè)，只有Ⅴ號(hào)隱爆角礫巖體內(nèi)發(fā)現(xiàn)金礦體。目前在Ⅴ號(hào)隱爆角礫巖體內(nèi)共發(fā)現(xiàn)20余條金礦體，初步估算金礦石量約50萬(wàn)噸，金金屬量約1 t。自1985年美國(guó)《經(jīng)濟(jì)地質(zhì)》角礫巖型礦床專輯出版以來(lái),角礫巖型礦床引起了礦床地質(zhì)學(xué)家很大的重視。在角礫巖型礦床中，隱爆角礫巖型礦床具有重要的價(jià)值[1]。隱爆角礫巖型金礦石國(guó)內(nèi)外重要的金礦類型[2-3]，由于規(guī)模較大、伴生組分多、礦化集中、延深大和易采選等特點(diǎn)而引起地質(zhì)學(xué)家的廣泛關(guān)注[4-6],成為金礦床的主要類型之一。研究冰湖溝隱爆角礫巖型金礦床對(duì)于擴(kuò)大本區(qū)深、邊部找礦遠(yuǎn)景，具有重要意義。

1 成礦地質(zhì)背景

冰湖溝隱爆角礫巖型金礦床產(chǎn)于華北地臺(tái)北緣東段，會(huì)全棧古穹窿構(gòu)造南東緣，屬于吉林省太古宙克拉通龍崗地塊，其成礦域位于輝南—樺甸—和龍金（銀）成礦帶的中段（圖1）。屬太古代高級(jí)變質(zhì)區(qū)。區(qū)域分布的巖石主要為太古宙的結(jié)晶基底，局部分布一些變質(zhì)表殼巖，顯生宙的巖石均以侵入或噴發(fā)的巖漿巖形式存在。受近EW向、NW向和NE向三組韌性剪切帶和斷裂帶聯(lián)合影響，本區(qū)構(gòu)造比較發(fā)育，并有多期次活動(dòng)的特點(diǎn)，早期構(gòu)造具有韌性變形特征，晚期構(gòu)造具有脆性斷裂特征。多期構(gòu)造在空間上交叉、交匯、相互切割，形成網(wǎng)格狀區(qū)域構(gòu)造格架，為本區(qū)礦體的形成提供了空間條件。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)巖石主要見(jiàn)有太古宙大規(guī)模侵入的二長(zhǎng)花崗巖，其次為T(mén)TG組合巖石（奧長(zhǎng)花崗巖-英云閃長(zhǎng)巖-花崗閃長(zhǎng)巖），為本區(qū)的主體巖石和金礦床的圍巖；次之為長(zhǎng)英質(zhì)片麻巖類和變質(zhì)表殼巖，多呈孤島或殘塊狀分布在花崗巖體中，多為金礦體的近礦圍巖；再者為顯生宙以來(lái)的基—中—酸性小巖株和脈巖類，呈侵入或溢出等形式分布，常與金礦體密切伴生。

2.1 地層

通過(guò)多年野外實(shí)地工作，并結(jié)合前人資料查明：礦區(qū)地層僅零星見(jiàn)有太古界變質(zhì)表殼巖，呈規(guī)模很小的孤島狀小捕虜體形式殘存于太古宙深成變質(zhì)侵入巖中。

2.2 巖漿活動(dòng)

區(qū)內(nèi)大面積分布為花崗巖，約占總面積的80%以上。主要為鈉質(zhì)系列和鉀質(zhì)系列兩類花崗巖體，呈巖基狀產(chǎn)出，其次為由古老深成巖變質(zhì)而成，稱灰色片麻巖類，巖石有黑云斜長(zhǎng)片麻巖、角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖及二長(zhǎng)片麻巖，在其次為廣泛分布的基性—酸性脈巖以及次火山巖或隱爆角礫巖體。

2.3 變質(zhì)作用

區(qū)內(nèi)區(qū)域變質(zhì)、動(dòng)力變質(zhì)和接觸變質(zhì)三種存在，以區(qū)域變質(zhì)作用為主。

區(qū)內(nèi)大面積出露的變質(zhì)巖，多為太古代（宙）花崗質(zhì)巖石，根據(jù)同期生成或同期變質(zhì)的基性巖的礦物組合及某些特征礦物，區(qū)域變質(zhì)作用以高角閃巖相為主，局部麻粒巖相。變質(zhì)礦物組合有：PI+Hy+Di；PI+Aim（鐵鋁榴石）+Bi（+Q）；PI+Di+Hb等。多屬中-高級(jí)變質(zhì)，高溫高壓變質(zhì)產(chǎn)物，為中深變質(zhì)巖。

圖 1 溜河區(qū)地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of Liuhe district

動(dòng)力變質(zhì)主要表現(xiàn)在區(qū)內(nèi)韌性剪切帶和其它斷裂構(gòu)造帶上，形成一系列的壓碎巖石或碎裂巖、片理化帶和糜棱巖化巖石。接觸變質(zhì)作用主要發(fā)生在巖體的外接觸帶和脈巖的上下盤(pán)附近。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

3.1.1 礦體特征

金礦體賦存于花崗閃長(zhǎng)巖與NE向韌性剪切帶聯(lián)合控制下的隱爆角礫巖筒中的碎裂角礫巖中，主礦體大致呈“弧形”分布，其他礦體呈脈狀、透鏡狀沿NE向分布（圖2）。其中②號(hào)金礦體規(guī)模最大。礦體向深部呈不規(guī)則透鏡狀、蛇曲狀，分支復(fù)合與收縮膨脹現(xiàn)象普遍，走向尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象明顯。②號(hào)主礦體控制長(zhǎng)360 m，幅寬4.0～17.2 m，平均寬8.76 m，礦化帶延深＞400 m。主要金（銀）礦體特征如表1。

3.1.2 隱爆角礫巖特征

區(qū)內(nèi)含礦角礫巖按照構(gòu)造和碎裂程度角礫成分可分為碎裂角礫巖和震裂巖兩種類型，其中碎裂角礫巖含礦好，品位高。

（1）碎裂角礫巖位于角礫巖體中心部位，由各種巖石成分的震碎角礫巖組成，角礫巖中角礫成分復(fù)雜，以二長(zhǎng)花崗巖、奧長(zhǎng)花崗巖等圍巖角礫為主，少量為變輝長(zhǎng)輝綠巖、偶見(jiàn)閃長(zhǎng)巖等早期形成的脈巖及殘留體角礫。角礫礫徑大小懸殊，一般為2～200 mm，分選性差，大小混雜，但總體上中心部位角礫的粒徑小，邊緣角礫粒徑大。角礫形態(tài)從棱角狀-渾圓狀均有，以次棱角狀常見(jiàn)。角礫巖的膠結(jié)物主要由圍巖的巖屑、晶屑、巖粉和深部巖漿上侵帶來(lái)的硅質(zhì)、鐵質(zhì)及一些蝕變礦物組成。膠結(jié)方式以孔隙式膠結(jié)為主，少量呈接觸式膠結(jié)。已控制礦體為②號(hào)金礦體，呈“弧形”產(chǎn)出，礦體總體走向NE、傾向SE、傾角65°～80°，金最高品位78.68×10-6、銀最高品位1 090.00×10-6。礦體的形態(tài)與隱爆角礫巖筒的形狀和規(guī)模有關(guān)。

（2）震裂巖分布于角礫巖筒的周邊部，巖石以碎裂為主要特征，與震碎角礫巖界線不明顯，屬漸變關(guān)系。從角礫巖中心至邊緣，巖石震碎與碎裂程度有逐漸減弱的特征。但震裂巖總體均末改變?cè)瓗r的基本成分。已控制礦體為①③④⑤⑥號(hào)，多呈脈狀，總體走向10°～80°，傾向SE，傾角80°～85°。金平均品位5.75×10-6，平均品位16.30×10-6。

3.1.3 礦化蝕變特征

圖 2 冰湖溝礦體地質(zhì)圖Fig.2 Geological map of Binghugou ore bodies

表 1 主要礦體特征簡(jiǎn)表Table 1 Characteristics of main ore bodies

角礫巖型金礦化是礦區(qū)主要礦化類型，礦體產(chǎn)在隱爆角礫巖的震碎角礫巖中，地表多呈帶、面狀分布，深部呈密集的枝脈狀。金屬礦化主要為褐鐵礦化、黃鐵礦化和少量方鉛礦化、閃鋅礦化、黃銅礦化等。蝕變主要以面狀蝕變?yōu)橹?，常?jiàn)有硅化、綠泥石化、高嶺土化、絹云母化、碳酸鹽化，次為綠簾石化、紅長(zhǎng)石化。礦化蝕變較強(qiáng)地段金礦化略有集中。礦化蝕變無(wú)明顯分帶性，屬漸變過(guò)渡關(guān)系。從礦化與蝕變特征來(lái)看屬中—低溫礦化蝕變組合。

3.1.4 金賦存特征

V號(hào)角礫巖體4條礦體地表采集的4件樣品，對(duì)含金礦物經(jīng)電子探針測(cè)定結(jié)果及結(jié)合鏡下觀察表明，金是以金銀礦和銀金礦、次為自然金、自然銀、輝銀礦形式存在。金的成色在316～560之間變化，平均為409（見(jiàn)表2）。

載金礦物主要是褐鐵礦、針鐵礦、黃鐵礦和脈石礦物石英等（光片由北京地質(zhì)礦產(chǎn)研究院巖礦鑒定實(shí)驗(yàn)室鑒定）。在選擇五角十二面體褐鐵礦中，見(jiàn)有包裹的金粒（圖3AB），說(shuō)明是原生黃鐵礦氧化產(chǎn)物。金多分布在石英晶界上，鑲嵌石英顆粒金粒邊部，少量的金呈細(xì)脈狀、粒狀分布褐鐵礦裂隙中（圖3CD）。表明金是以間粒金和裂隙金及包裹金狀態(tài)賦存。金礦物形態(tài)多為他形粒狀、不規(guī)則狀、角礫狀、渾圓狀等。

圖 3 冰湖溝金礦光片照片(400×)A.氧化帶中金礦物在褐鐵礦、石英、礦物晶界上；B.原生礦中金礦物產(chǎn)在褐鐵礦中、石英之間；C.褐鐵礦中銀金礦呈細(xì)脈狀、粒狀產(chǎn)出；D.銀金礦石脈石中的金銀礦Fig.3 Photos of the polished sections in Binghugou Au deposit(400×)

表 2 冰湖溝金礦區(qū)電子探針金成分析結(jié)果表Table 2 Analytical result of gold by electron probe of Binghugou mining area

表 3 金礦物嵌布粒度測(cè)量結(jié)果Table 3 Measurement result of gold mineral embedded granularity

3.1.5 金礦物粒度特征

通過(guò)對(duì)該礦石中金、銀礦物的粒度測(cè)量表明，該礦石中金、銀礦物主要以中、細(xì)粒為主，體積分?jǐn)?shù)分別為46.50%和40.55%、粗粒金體積分?jǐn)?shù)10.85%、微粒金僅占2.10%。其詳細(xì)結(jié)果見(jiàn)表3。

3.1.6 金礦物嵌布形態(tài)特征

該礦石中金銀礦物多呈角粒狀、長(zhǎng)角粒狀、麥粒狀、次呈渾園粒狀、針狀等。其測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表4。

4 成礦期次劃分

根據(jù)礦物共生組合、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，可將冰湖溝金礦床成礦劃分為兩期三個(gè)成礦階段。

4.1 內(nèi)生熱液期

第一礦化階段（石英—黃鐵礦化階段），中-酸性巖漿侵入期后巖漿氣液階段氣液中成礦物質(zhì)上升、結(jié)晶、沉淀，形成的礦物為石英及自形的黃鐵礦，并攜帶少量的包裹金。

第二礦化階段（石英-多金屬硫化物階段），金礦化形成的重要階段。其礦物組合為石英、黃鐵礦及少量方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、金銀礦和銀金礦等。金屬硫化物主要分布在角礫巖的膠結(jié)物及巖石裂隙中，黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦交代早期或穿插早期的礦物，形成礦物集合體，大量的粒間金、裂隙金形成。

第三礦化階段（石英—碳酸鹽階段），本階段做為礦化末期，主要礦物有：石英、方解石和他形晶的黃鐵礦，并伴有少量黃銅礦等。并見(jiàn)含有黃鐵礦、黃銅礦的石英細(xì)脈、石英方解石細(xì)脈、網(wǎng)脈，穿插先期形成的黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦集合體。

表 4 金礦物外形形態(tài)測(cè)量結(jié)果Table 4 Measurement results of gold mineral form

4.2 表生氧化期

主要形成地表氧化礦，金在礦石及硫化物中解離成單體金。經(jīng)風(fēng)化剝蝕、搬運(yùn)到低洼處或溝谷河流里，形成砂金礦。目前在三道溜河及冰湖溝內(nèi)還見(jiàn)有砂金采掘遺跡。

5 找礦標(biāo)志

5.1 巖性找礦標(biāo)志

（1）震裂巖和碎裂巖是主要找礦標(biāo)志，具有成分復(fù)雜、蝕變強(qiáng)、礦化類型多、含金品位高等特點(diǎn)。

（2）中-酸性脈巖出露密集部位，在脈巖上、下盤(pán)及脈巖之間地段或脈巖膨脹、狹縮、交匯及由陡變緩轉(zhuǎn)折部位，是找金的重要部位。

5.2 構(gòu)造標(biāo)志

韌性剪切帶與脆性斷裂是主要的找礦標(biāo)志，多組構(gòu)造交匯部位是角礫巖體及角礫巖型金礦體賦存部位，如Ⅴ號(hào)角礫巖體中賦存的金礦體。

5.3 礦化蝕變標(biāo)志

巖石中見(jiàn)較強(qiáng)的黃鐵礦化和少量方鉛礦化、閃鋅礦化、黃銅礦化；且見(jiàn)硅化（特別是煙灰色含硫化物石英細(xì)脈）絹云母化、綠泥石化、高嶺土化的蝕變組合，預(yù)示有金礦（化）體存在。特別是黃鐵礦或褐鐵礦，晶形為半自形—他形或保留有五角十二面體假晶褐鐵礦，對(duì)找礦更為有利。角礫巖體中尋找金礦體具有巨大的啟發(fā)意義。

6 結(jié)論

（1）太古代二長(zhǎng)花崗巖中心NE向韌性剪切帶與NW向壓性斷裂交匯部位是重要的控礦因素。

（2）隱爆角礫巖中碎裂巖是重要的找礦巖相標(biāo)志，硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化是主要的礦化蝕變標(biāo)志。

（3）礦床內(nèi)生熱液期的多金屬硫化物階段是金礦的主要成礦階段。

（4）典型的隱爆角礫巖型金礦床縱向延伸規(guī)模往往大于橫向延長(zhǎng)規(guī)模，間接說(shuō)明礦區(qū)內(nèi)深部找金任存在巨大潛力。

（5）區(qū)內(nèi)還有四處隱爆角礫巖體未發(fā)現(xiàn)金工業(yè)礦體，V號(hào)角礫巖體金礦體的發(fā)現(xiàn)對(duì)于在其他隱爆

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