遼西排山樓金礦深部成礦地質(zhì)特征與找礦標(biāo)志

王佐滿　王恩德　李　達(dá)　任志強(qiáng)　金亮亮

(1.遼寧排山樓黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司；2.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院)

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遼西排山樓金礦深部成礦地質(zhì)特征與找礦標(biāo)志

王佐滿1王恩德2李達(dá)1任志強(qiáng)2金亮亮2

(1.遼寧排山樓黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司；2.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院)

摘要針對賦存于韌性剪切帶內(nèi)的遼西排山樓金礦，分別從地層、構(gòu)造、巖漿巖、蝕變礦化等方面對該礦的深部成礦地質(zhì)特征進(jìn)行了深入分析并對找礦標(biāo)志進(jìn)行了總結(jié)，結(jié)果表明：深部找礦以NE向成礦構(gòu)造帶為主，礦化類型主要為黑云斜長質(zhì)糜棱巖型，存在糜棱巖化巖石→初糜棱巖帶→糜棱巖帶→蝕變糜棱巖帶→金礦體→蝕變糜棱巖帶→糜棱巖帶→初糜棱巖帶的巖性控礦序列和綠化蝕變帶→碳酸鹽化蝕變帶→鉀長石化蝕變帶→黃鐵礦-絹云母化蝕變分帶，且表現(xiàn)出糜棱巖化越強(qiáng)、蝕變越強(qiáng)，礦化越發(fā)育的特征。

關(guān)鍵詞韌性剪切帶深部找礦成礦地質(zhì)特征找礦標(biāo)志

排山樓金礦位于遼寧阜新地區(qū)，為與韌性剪切帶關(guān)系密切的大型金礦床[1]。目前，該礦逐漸由露天開采全部轉(zhuǎn)為地下開采，隨著開采深度的加大，有必要對深部地質(zhì)控礦規(guī)律進(jìn)行研究，以便更好地開展深部找礦預(yù)測，不斷擴(kuò)大遠(yuǎn)景資源儲量。本研究結(jié)合該礦區(qū)大量地質(zhì)勘探資料，對深部賦礦地層、控礦構(gòu)造、圍巖蝕變、礦體賦存空間、礦化類型等進(jìn)行系統(tǒng)分析，在此基礎(chǔ)上闡述礦床深部地質(zhì)控礦規(guī)律，總結(jié)深部找礦標(biāo)志。

1區(qū)域成礦地質(zhì)背景

排山樓金礦大地構(gòu)造位置屬華北板塊北緣，遼西凹陷與北鎮(zhèn)古隆起接觸部靠近隆起一側(cè)，NE向大巴—后三角山韌性剪切帶與EW向排山樓—馬家荒韌性剪切帶交匯部位。金礦床產(chǎn)于遼西太古代綠巖帶中，形成于中深層次構(gòu)造環(huán)境，賦存于變火山-沉積巖系內(nèi)，為受韌性剪切帶控制的大型微—細(xì)浸染型金礦床，巖礦石均高度糜棱巖化，巖礦區(qū)別標(biāo)志不清。區(qū)內(nèi)出露地層主要有太古界建平群變質(zhì)巖和中元古界長城系地層，其次為零星出露的第四系沉積物。太古界建平群主要為一套老變質(zhì)巖系，巖性主要為斜長角閃巖、角閃斜長片麻巖、輝石斜長片麻巖、黑云斜長片麻巖、磁鐵石英巖等，其間夾有一層白云質(zhì)大理巖。中元古界長城系主要為一套白云質(zhì)灰?guī)r。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要有韌性剪切帶和脆性構(gòu)造。韌性剪切帶分為EW，NNE向2組，EW向韌性剪切帶分為南、中、北3帶，北帶為排山樓—馬家荒，中帶為寨子溝—上朝和尚溝北山，南帶為上兩家子北山一帶，3帶近EW向平行展布，長5～10 km不等，寬1～2 km不等。排山樓金礦賦存于北帶，上兩家子高品位金礦賦存于南帶。NNE向韌性剪切帶主要為尖山溝—排山樓東溝，長約6 km，寬約0.6 km。區(qū)內(nèi)脆性構(gòu)造主要有EW、NE、NW向3組，其中NE向構(gòu)造較發(fā)育，在區(qū)內(nèi)出露較多，且主要為壓扭性斷裂。區(qū)內(nèi)巖漿活動強(qiáng)烈，侵入巖和脈巖較發(fā)育。礦區(qū)及其附近侵入巖體主要有大石頭溝黑云母花崗巖、靳家店花崗巖和北營子花崗巖等。區(qū)內(nèi)脈巖主要有石英閃長玢巖、煌斑巖、玄武玢巖、花崗斑巖等。

2深部成礦地質(zhì)特征

2.1賦礦地層

排山樓金礦主要賦存于太古界建平群大營子組地層中，大營子組是一套中級變質(zhì)程度的區(qū)域變質(zhì)巖，分布較廣，厚1 738～7 131 m，巖石類型為黑云母斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖、斜長角閃巖扁豆體、白云質(zhì)大理巖薄層等。礦體總體呈近EW向展布，傾向N，傾角45°～55°。成礦部位由于受韌性剪切活動的影響，逐漸形成黑云斜長質(zhì)糜棱巖和長英質(zhì)糜棱巖2類，由北向南存在糜棱巖化巖石→初糜棱巖帶→糜棱巖帶→蝕變糜棱巖帶→金礦體→蝕變糜棱巖帶→糜棱巖帶→初糜棱巖帶的巖性控礦序列，淺部賦礦地層以長英質(zhì)糜棱巖為主，深部以黑云斜長質(zhì)糜棱巖為主，礦體頂板主要為白云質(zhì)大理巖。

2.2控礦構(gòu)造

韌性剪切帶是排山樓金礦的主要控礦構(gòu)造，對含礦熱液具有圈閉作用，控制著含礦熱液的運移，也是一種成礦構(gòu)造。韌性剪切構(gòu)造造就了排山樓金礦低品位、大儲量的特征。排山樓金礦在淺部主要受排山樓—馬家荒EW向韌性剪切帶控制，其內(nèi)礦脈體也呈近EW向分布，但隨著開采的進(jìn)行，向深部礦體逐漸轉(zhuǎn)為NE向分布，深部出現(xiàn)受NE向韌性剪切帶控制的金礦床(體)。

2.3成礦相關(guān)巖漿巖

燕山期大石頭溝似斑狀黑云母花崗巖位于礦區(qū)東北部，呈不規(guī)則扁圓形小巖株出露于大石頭溝附近，向東延伸出礦區(qū)，巖體分布面積約3 km2。巖體與太古宙TTG巖系和長城系呈侵入接觸關(guān)系。礦物成分主要為石英、鉀長石、斜長石及少量黑云母、角閃石。燕山期黑云母花崗巖地表位于礦體以北，地下部分隨深度的加大逐漸向南侵入礦體中，在250 m中段可見黑云母花崗巖細(xì)脈，至225 m中段可發(fā)現(xiàn)成片分布的黑云母花崗巖，即越往下，黑云母花崗巖向南侵入越深入。黑云母花崗巖所到之處，礦體被侵蝕，黑云母花崗巖附近礦化較弱，說明近礦巖體對礦體進(jìn)行了強(qiáng)烈改造。遠(yuǎn)離巖體出現(xiàn)的鉀長石化與金礦化具有密切關(guān)系，即鉀長石化越發(fā)育，礦化越佳。對與富金礦化相關(guān)的鉀長石化樣品進(jìn)行Ar/Ar法測年，可知其活動于約116 Ma前，該時期為中國東部構(gòu)造巖漿活動期，說明燕山期的巖漿活動對金礦化也有一定的富集作用[2-3]。

2.4深部礦脈(體)特征

排山樓金礦深部主要有呈NE向分布的4#、5#礦體，與地表出露的近EW向分布的1#礦體存在明顯區(qū)別。1#礦體呈似層狀位于區(qū)內(nèi)F1斷層下盤，長630 m，厚1.42～19.74 m，平均厚6.89 m，走向EW，傾向N，傾角35°～55°，傾向上表現(xiàn)為上陡下緩。4#礦體以似層狀產(chǎn)于F1斷層上盤，出露長250 m，深部向西側(cè)伏，NE走向。5#礦體亦產(chǎn)于F1上盤，長622 m，平均厚4.84 m。區(qū)內(nèi)已控制的礦脈體平均品位約4 g/t，品位穩(wěn)定。礦體空間上受蝕變糜棱巖控制，深部與頂板白云質(zhì)糜棱巖地質(zhì)產(chǎn)狀一致，并隨其變化而變化，淺部以近EW向礦體為主，到深部逐漸轉(zhuǎn)為以NE向礦體為主。

2.5深部金礦石特征

排山樓金礦礦石類型主要有長英質(zhì)糜棱巖型(白礦)和黑云斜長質(zhì)糜棱巖型(黑礦)2類，具糜棱結(jié)構(gòu)，糜棱面理構(gòu)造。礦石結(jié)構(gòu)以自形、半自形、他形粒狀結(jié)構(gòu)為主，其次為壓碎結(jié)構(gòu)和交代殘留結(jié)構(gòu)等；礦石構(gòu)造以浸染狀構(gòu)造為主，并有細(xì)脈狀和條帶狀構(gòu)造。礦石礦物主要有自然金、黃鐵礦及少量磁黃鐵礦、黃銅礦、磁鐵礦等，偶見鈦鐵礦、方鉛礦和閃鋅礦等；脈石礦物主要由石英、斜長石、鉀長石及少量黑云母、綠泥石、絹云母等蝕變礦物組成。金礦石類型隨著開采深度的變化而變化，淺部以長英質(zhì)糜棱巖型為主，向深部轉(zhuǎn)為長英質(zhì)糜棱巖型和黑云斜長質(zhì)糜棱巖型共存，直至一定深度后以黑云斜長質(zhì)糜棱巖為主。

2.6深部圍巖蝕變類型與特征

排山樓金礦圍巖蝕變發(fā)育，主要有碳酸鹽化、硅化、鉀長石化、絹云母化、黃鐵礦化、黑云母化、綠泥石化等。在地表及淺部呈現(xiàn)明顯的蝕變分帶(圖1)，由外至內(nèi)依次為綠泥石化帶、鐵白云石化帶和黃鐵礦-絹云母化帶，其中硅化、黃鐵礦化、絹云母化與礦化關(guān)系最為密切。隨著開采的加深，特別是由330 m中段以下，發(fā)現(xiàn)存在鉀長石化，顯示受巖漿熱液作用的影響，鉀長石化發(fā)育區(qū)礦化也較發(fā)育，形成了一條垂向上與礦化密切相關(guān)的蝕變帶。

圖1　排山樓金礦床蝕變帶分布[4]

3礦床成因

排山樓金礦位于華北板塊北緣的遼西地區(qū)，處于古亞洲洋與太平洋兩大構(gòu)造成礦域的疊加部位，從太古代結(jié)晶基底形成、中—晚元古代裂陷槽形成(造就該區(qū)礦床總體NE向的空間展布特征)、海西及印支期構(gòu)造巖漿活動、一直到燕山期強(qiáng)烈的構(gòu)造巖漿活動(中國東部成礦大爆發(fā))，歷經(jīng)多次構(gòu)造巖漿活動，成礦條件優(yōu)越，使得該區(qū)形成了豐富的礦產(chǎn)資源[5-7]。金礦床賦存于遼西太古代綠巖帶內(nèi)，形成于中深層次構(gòu)造環(huán)境中，賦存于一套變火山—沉積巖系內(nèi)，礦脈體空間展布嚴(yán)格受控于韌性剪切帶。礦化程度較弱，但礦化規(guī)模較大，且礦化體位于韌性剪切帶構(gòu)造應(yīng)力最強(qiáng)的部位(超糜棱巖帶)，反映含礦流體受構(gòu)造應(yīng)力圈閉的作用。排山樓金礦體頂部即為覆蓋的白云質(zhì)糜棱巖，深部白云質(zhì)糜棱巖層具有地球化學(xué)圈閉及物理圈閉作用，使得礦體緊隨白云質(zhì)糜棱巖頂板在空間分布。此外，排山樓金礦蝕變較發(fā)育，且具有分帶現(xiàn)象，即外帶綠泥石化帶，中帶鐵白云石化帶和內(nèi)帶黃鐵礦-絹云母化帶，直至深部出現(xiàn)鉀化蝕變發(fā)育現(xiàn)象。

區(qū)內(nèi)金礦床成礦物質(zhì)具有相似的深部來源特征，揭示了區(qū)內(nèi)金礦成礦物質(zhì)與古陸形成初期的基性—超基性巖漿噴發(fā)攜帶的大量幔源成礦物質(zhì)有關(guān)，形成于統(tǒng)一的太古界變質(zhì)結(jié)晶基底中[5]。排山樓金礦礦化主期約在125 Ma前，基本代表了區(qū)內(nèi)金礦的形成年齡[8-9]，可見，區(qū)內(nèi)金礦主要就位于燕山運動的中晚期。

排山樓金礦成礦經(jīng)歷了3個階段：①成礦物源儲集期，地殼形成初期太古代強(qiáng)烈的構(gòu)造運動帶來基性—超基性巖漿的大爆發(fā)，使得深部成礦物質(zhì)初步聚集，形成了含金建造——太古代老變質(zhì)巖系；②構(gòu)造活化成礦期，在燕山期發(fā)生了強(qiáng)烈的構(gòu)造巖漿活動，排山樓地區(qū)中深層次構(gòu)造再次活動，在韌性活動為主的深度，金活化遷移形成含礦流體，受制于韌性剪切帶形成的應(yīng)力圈閉圈內(nèi)，在上升過程中，因抬升速率或物化條件的改變在中深層次突然釋放成礦，因礦液未得到充分的遷移富集，便形成了品位低、儲量大的排山樓蝕變巖型金礦床；③成礦后的改造期，排山樓金礦形成后，由于受區(qū)域構(gòu)造活動的影響，部分被抬升露出地表被發(fā)現(xiàn)，或遭受剝蝕損失殆盡，部分則因斷陷盆地等活動繼續(xù)深埋地下，形成隱伏礦床。

4找礦標(biāo)志

(1)賦礦圍巖。深部賦礦圍巖以黑云斜長質(zhì)糜棱巖為主，且存在糜棱巖化巖石→初糜棱巖帶→糜棱巖帶→蝕變糜棱巖帶→金礦體→蝕變糜棱巖帶→糜棱巖帶→初糜棱巖帶的巖性控礦序列，金礦體位于糜棱巖化最強(qiáng)烈的部位。

(2)控礦構(gòu)造。深部金礦脈(體)主要受NE向構(gòu)造帶控制，并呈NE向反S型礦帶展布。

(3)巖漿巖。與燕山期構(gòu)造巖漿活動密切相關(guān)，并對礦體有再次富集的作用。

(4)圍巖蝕變分帶。在深部，由遠(yuǎn)及近礦圍巖蝕變依次為綠化蝕變帶→碳酸鹽化蝕變帶→鉀長石化蝕變帶→黃鐵礦-絹云母化蝕變帶，該4個蝕變帶在空間上相互重疊，由外向內(nèi)顯示蝕變逐漸增強(qiáng)、金礦化強(qiáng)度逐漸提高的特點。

(5)找礦深度。深部以NE向礦體為主，礦石類型主要表現(xiàn)為黑云斜長質(zhì)糜棱巖型。

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(收稿日期2015-06-29)

王佐滿(1966—)，男，高級工程師，123000 遼寧省阜新市海州區(qū)前進(jìn)路58號。