遼東半島濱海砂金礦成礦規(guī)律*

劉長(zhǎng)純　姚志宏　孫鵬慧

(遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院)

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遼東半島濱海砂金礦成礦規(guī)律*

劉長(zhǎng)純姚志宏孫鵬慧

(遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院)

遼東半島濱海砂金礦不發(fā)育、資源量少，為進(jìn)一步加強(qiáng)尋找濱海砂金礦，對(duì)濱海砂金礦的成礦條件進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：①區(qū)內(nèi)具有新太古、古中元古代地層，侵入巖和原生金礦床(點(diǎn))具有多物質(zhì)來源和形成的多階段性；②半島黃海沿岸的氣候條件有利于風(fēng)化剝蝕作用的進(jìn)行，伴隨著降雨較多、河流運(yùn)砂能力較強(qiáng)，為濱海砂金礦輸送了大量的成礦物質(zhì)；③豐富的陸地、海底地貌，海岸類型和沖積-沖洪積成因的第四紀(jì)類型地貌為濱海砂金礦提供了良好的成礦環(huán)境；④新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以整體抬升為主，致使整個(gè)第四紀(jì)半島均遭受了強(qiáng)烈的剝蝕，為砂金礦提供了充足的物質(zhì)來源。在上述分析的基礎(chǔ)上，分別從成礦物質(zhì)供給條件、氣候與水動(dòng)力條件、沉積環(huán)境等方面總結(jié)了遼東半島濱海砂金礦成礦物質(zhì)來源、成礦動(dòng)力、成礦環(huán)境等成礦規(guī)律，對(duì)于區(qū)內(nèi)濱海砂金礦找礦工作有一定的參考價(jià)值。

濱海砂金礦成礦條件成礦物質(zhì)來源成礦動(dòng)力成礦環(huán)境成礦規(guī)律

1　區(qū)域地質(zhì)概況

遼東半島范圍廣大，大地構(gòu)造單位屬于柴達(dá)木—華北板塊(Ⅰ級(jí))、華北陸塊(Ⅱ華北陸塊)、遼東新元古代—古生代坳陷帶(Ⅲ)，橫跨7個(gè)構(gòu)造單元，由北至南依次為龍崗隆起、太子河新元古代—古生代坳陷、遼吉古元古代古裂谷、鞍山太古宙古陸核、城子坦—莊河太古宙基底隆起、大連新元古代—古生代坳陷、遼東中新生代盆地帶[1]。區(qū)內(nèi)廣泛出露鞍山群古老變質(zhì)巖系、遼河群變質(zhì)巖系及混合巖與花崗巖，印支期—燕山期多期次侵入巖(圖1)，該類巖系不同程度地發(fā)育有含金石英微細(xì)脈及細(xì)脈。區(qū)內(nèi)基巖裸露，長(zhǎng)期遭受風(fēng)化剝蝕作用，為濱海砂金及其他重礦物富集提供了豐富的物質(zhì)來源。遼東半島面臨開闊的渤海、黃海，有利于重礦物的富集[2]。

圖1　遼東半島區(qū)域地質(zhì)概況

2　成礦物質(zhì)供給條件

2.1變質(zhì)巖2.1.1變質(zhì)巖主要特征

區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖以新太古界、古元古界和中元古界變質(zhì)巖系為主，主要巖組及巖性特征如表1所示。變質(zhì)深成巖以混合巖、混合花崗巖為主，巖性有片麻狀黑云母混合花崗巖、白云母混合花崗巖、變粒狀混合花崗巖等。

2.1.2變質(zhì)巖供源條件

結(jié)晶基底巖層Au的豐度將直接影響后期金礦的形成，尤其對(duì)濱海砂金礦的形成具有舉足輕重的作用，一般流經(jīng)Au豐度較高的太古界及元古界老地層的水系，在其松散堆積物中都有不同程度的金異常。遼東半島結(jié)晶基底巖層Au含量較高，經(jīng)后期疊加作用的影響，其相對(duì)濃集程度較明顯：①新太

表1　遼東地區(qū)變質(zhì)巖系特征

古代濃集系數(shù)大于1，個(gè)別可達(dá)1.92；②古元古代濃集系數(shù)多集中于0.33～2.06；③中元古界濃集系數(shù)為0.42。說明新太古界鞍山群城子坦組和古元古界浪子山組、大石橋組、蓋縣組及中元古界榆樹砬子群均可構(gòu)成金的控礦有利巖層或金的礦源層。區(qū)內(nèi)混合巖及混合花崗巖也含Au，平均含量5.5×10-6，混合巖中含Au最高可達(dá)30×10-6，而混合花崗巖的Au含量多為(5～12)×10-6，表明混合巖及混合花崗巖含金量較高，可作為濱海砂金成礦的直接物質(zhì)來源。

2.2巖漿巖2.2.1巖漿巖特征

區(qū)內(nèi)巖漿巖出露廣泛，由老至新可劃分為鞍山、遼河、燕遼、華力西、印支、燕山、喜山等7個(gè)旋回，其中以印支期—燕山期巖漿活動(dòng)最強(qiáng)烈，巖類齊全、巖性繁多，以酸性花崗巖占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。印支期巖漿侵入活動(dòng)十分強(qiáng)烈，與金礦的形成關(guān)系最為密切，巖石類型有基性、中性、酸性、堿性巖，以酸性巖最為發(fā)育，巖性以二長(zhǎng)花崗巖、片麻狀花崗巖及花崗閃長(zhǎng)巖類為主。燕山期是區(qū)內(nèi)侵入活動(dòng)最強(qiáng)烈的時(shí)期之一，巖石類型有中—基性、酸鹽巖，巖性為一套閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖及花崗巖類組成，統(tǒng)稱為花崗雜巖體。

2.2.2巖漿巖供源條件

遼東半島金礦床(點(diǎn))多數(shù)分布于印支期—燕山期花崗巖體附近，特別是印支期五龍背—大堡及岫巖—雙塔等巖體附近。結(jié)合丹東地區(qū)與金礦有關(guān)的各類地質(zhì)體的含金量，發(fā)現(xiàn)燕山早期花崗雜巖、晚期花崗巖類和三股流花崗雜巖體含金量也較高，說明印支期—燕山期的侵入巖與金礦的形成有密切的空間關(guān)系。區(qū)內(nèi)印支期—燕山期酸性巖的巖相分帶不明顯，缺少邊緣相，表現(xiàn)其風(fēng)化剝蝕深度較大，因此中生代酸性巖體的風(fēng)化物可作為濱海砂金礦成礦物質(zhì)的一個(gè)重要來源[3]。

2.3原生金礦床(點(diǎn))

根據(jù)原生金礦床(點(diǎn))的分布特點(diǎn)，按水系可將其劃分為鴨綠江中下游集中區(qū)、大洋河上游集中區(qū)、英那河上游集中區(qū)、莊河下游集中區(qū)、碧流河與登沙河集中區(qū)等，該類原生金礦集中區(qū)與濱海砂金礦相伴產(chǎn)出，具有空間分布一致性，表明二者具有明顯的補(bǔ)給關(guān)系。該類原生金礦集中區(qū)內(nèi)，重砂礦物大部分(60%以上樣品)都含Au，個(gè)別樣品可達(dá)邊界品位，說明區(qū)內(nèi)大量的原生金礦床(點(diǎn))為松散堆積物中Au的分布提供了豐富的物質(zhì)來源。遼東半島濱海砂金礦成礦物質(zhì)來源十分豐富，并且具有多階段性(新太古界、古元古界、中元古界、印支期—燕山期、原生金礦床(點(diǎn))形成以后)。結(jié)合上述分析，總結(jié)了如圖2所示的濱海砂金礦礦質(zhì)供給序列圖。

圖2　遼東半島濱海砂金礦礦質(zhì)供給序列

3　氣候與水動(dòng)力條件對(duì)濱海砂金成礦的作用

(1)氣候條件。遼東半島的氣候特征有利于金礦體及含金巖系物理化學(xué)風(fēng)化作用的進(jìn)行，有利于濱海砂金礦的形成。從黃海沿岸氣候分區(qū)看，莊河以東至鴨綠江入?？诟欣跒I海砂金的成礦作用。自第四紀(jì)早更新世至晚更新世，遼東半島經(jīng)歷了多次冰期、間冰期，氣候發(fā)生了多次的冷暖交替及多次海進(jìn)、海退作用，有利于從巖石和原生金礦中淋濾出成礦物質(zhì)，并隨著海水進(jìn)行遷移和沉淀，可見遼東半島的古氣候條件有利于砂金礦的形成。

(2)水系特征。遼東半島黃海沿岸河流水系發(fā)育、河流順直、坡降大、水流集中、輸砂量大，有利于濱海砂金礦的形成，特別是鴨綠江、大洋河、英那河、莊河等漂流流域內(nèi)的原生金礦床、礦點(diǎn)較集中，地層、巖漿巖含金量較高，因此在該類河流的入海口形成的砂脊、砂堤、階地、沖積扇或地下三角洲等地貌單元，是形成砂金的有利部位。

(3)海水運(yùn)動(dòng)。海水運(yùn)動(dòng)是濱海砂金形成的主要水動(dòng)力之一，決定著近岸地區(qū)陸源含金碎屑物質(zhì)的再分配和海底泥砂運(yùn)動(dòng)以及分布規(guī)律，海水運(yùn)動(dòng)與濱海砂金形成密切相關(guān)的因素有波浪、潮汐和沿巖流。波浪對(duì)濱海地區(qū)的作用可分為以破壞為主的侵蝕作用區(qū)、以建設(shè)為主的堆積作用區(qū)和介于二者之間的平衡海岸作用區(qū)，平衡型海岸對(duì)濱海砂金的形成最有利，主要表現(xiàn)在波浪的正向流速大于反向流速，使從海底搬運(yùn)至岸邊的含金碎屑物質(zhì)在其回流作用下將部分輕的、細(xì)的碎屑物運(yùn)回海底(圖3)，較大的含金碎屑物質(zhì)再次富集而形成濱海砂金礦床。潮汐作用是砂質(zhì)海岸形成的主要?jiǎng)恿?，?duì)潮間帶砂金礦的形成尤為重要，由于潮汐的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，不斷地對(duì)潮間帶內(nèi)的沉積物進(jìn)行沖刷、淘洗、篩選，使含金重礦物富集、形成濱海砂金礦。沿巖流較強(qiáng)的海區(qū)對(duì)近岸海底沉積物的分異作用不明顯，因此不利于濱海砂金礦的形成。

圖3　平衡海岸均衡剖面塑造示意

4　沉積環(huán)境對(duì)濱海砂金的控制作用

4.1地貌和海岸類型4.1.1地貌的控制作用

遼東半島地貌類型劃分結(jié)果如表2所示。

表2　遼東半島地貌類型劃分

(1)陸地地貌對(duì)濱海砂金礦的控制作用。半島上注入渤、黃海兩大水系，多源于半島中脊地帶，流程短，河床坡降較大，河流流勢(shì)較猛，粗而重的陸源碎屑物易于被搬運(yùn)至濱海地段，為濱海砂金礦的形成與富集提供了有利條件。

(2)海底地貌對(duì)濱海砂金礦的控制作用。海蝕階地具有風(fēng)化殼的平坦基巖海底，表面雖無殘留沉積物，但海蝕作用剝落的風(fēng)化殼碎屑在海浪的作用下可作為潮間帶砂金形成的物質(zhì)來源。濱岸水下淺灘是河流輸砂覆蓋波及區(qū)，后期海流作用使含金物質(zhì)重新富集形成砂金礦。水下階地發(fā)現(xiàn)有砂金含量較高的異常點(diǎn)，可能是砂金形成的部位之一。淺海堆積平原位于北黃海劇烈斷陷、拗陷部位，來自陸源的成礦物質(zhì)在一定的古氣候和古動(dòng)力條件下可富集成礦。水下三角洲呈微向海傾斜的扇狀砂質(zhì)突起形態(tài)，在縱向上砂金易富集于三角洲上緣、橫向上易富集于軸部和底部。

4.1.2海岸類型的控制作用

依據(jù)現(xiàn)代海岸形成過程受外動(dòng)力、形態(tài)結(jié)構(gòu)和物質(zhì)組成原則，可將遼東半島劃分為以侵蝕作用為主的侵蝕巖(包括港灣型和島礁型基巖海岸)、以堆積作用為主的堆積巖(平原型淤泥質(zhì)海岸)和侵蝕與堆積并存的侵蝕堆積岸(岬灣型淤泥質(zhì)、岬灣型砂質(zhì)、堤壩型砂質(zhì)海岸)。對(duì)成礦有利的海岸類型為堤壩型沙質(zhì)海岸和岬灣型砂質(zhì)海巖，該2種類型的海岸近鄰低丘在長(zhǎng)期的穩(wěn)定上升過程中，含礦風(fēng)化物質(zhì)易于被流水直接搬運(yùn)入海，為砂金礦富集提供了豐富的物質(zhì)來源，同時(shí)，該2種海岸類型往往具有較寬的空間位置，為接收大量碎屑沉積提供了有利部位[4]。

4.2第四紀(jì)沉積作用

(1)殘坡積成因。分布于低山丘陵及剝蝕平原、山前斜坡和濱海地形平坦的基巖面上，形成于更新世，巖性為含礫砂質(zhì)黏土或含礫黏土質(zhì)砂，由于分選性差，一般不具備富集成礦條件。

(2)坡洪積成因。分布于山前地帶，零星出露于大河上游兩側(cè)，形成于更新世，以黏土含砂、礫石含黏土和礫石層為主，附近有含礦豐富的成礦母巖，有一定的成礦前景。

(3)沖積-沖洪積成因。分布于河谷、平原區(qū)以及丘間谷口地帶，形成于全新世，覆蓋面積大，多構(gòu)成河流一級(jí)階地和漫灘相堆積，以亞黏土、亞砂土、砂、砂礫石為主，是遼東半島砂金礦形成的主要成因類型。

(4)海積成因。分布于渤、黃海沿巖地帶的海積階地、海積平原及潮灘部位，主要形成于全新世的海侵和自此以后的海岸線逐漸后退時(shí)期，巖性為淤泥質(zhì)亞黏土、淤泥質(zhì)細(xì)砂、細(xì)砂、中—粗砂、砂礫石，由于細(xì)粒懸浮質(zhì)的沉積物中含重砂礦物少，不利于成礦，但粗粒中的中—粗砂和砂礫中含有砂金[5]。

4.3新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和海平面變化4.3.1新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)

遼東半島為長(zhǎng)期構(gòu)造隆起區(qū)，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較活躍和明顯，主要表現(xiàn)在地勢(shì)高程分布、階地分布、海蝕遺跡和第四紀(jì)堆積物厚度變化等方面。區(qū)內(nèi)由南至北、由海至陸，地貌變化為濱海平原→海蝕臺(tái)地→高臺(tái)地→低丘→高丘→低山→中低山，該地貌組合是地殼階段性升降運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，主要河流谷地中均有Ⅰ級(jí)階地，個(gè)別較大水系(如碧流河、英娜河)兩岸局部保留有Ⅱ、Ⅲ 級(jí)堆積和基底階地。海蝕遺跡在半島的渤、黃海沿岸均較發(fā)育，旅大地區(qū)分布有Ⅰ、Ⅱ 級(jí)兩級(jí)海蝕階地，東溝縣大孤山分布有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 級(jí)三級(jí)階地，該類海蝕遺跡均是遼東半島在新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下可能至少發(fā)生過2～3次間歇性上升。從第四紀(jì)堆積物厚度變化來看，遼東半島東西邊緣差異運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，第四紀(jì)厚度西部邊緣可達(dá)400 m，而半島內(nèi)一般僅數(shù)米至數(shù)十米厚[6]。

4.3.2新構(gòu)造對(duì)濱海砂金的控制

由于區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以整體抬升為基礎(chǔ)，兼有間歇性不一的升降運(yùn)動(dòng)，致使半島陸區(qū)在整個(gè)第四紀(jì)過程中均遭受了強(qiáng)烈的侵蝕、剝蝕作用，風(fēng)化殼十分發(fā)育、準(zhǔn)平原化明顯，為砂金礦的形成提供了充足的物質(zhì)來源。大量的含礦物質(zhì)隨徑流運(yùn)移至半島周邊、山間谷地和河谷地段堆積，尚有部分含礦物質(zhì)隨徑流繼續(xù)攜帶入海區(qū)堆積，在海岸地緩慢上升引起海退，又為該類堆積提供了廣闊的空間位置，在海岸緩慢下降引起的海進(jìn)又促使該類堆積空間縮小和增強(qiáng)陸域堆積。當(dāng)堆積速度小于或接近河水動(dòng)力速度和海岸動(dòng)力改造速度時(shí)，含礦物質(zhì)得以被充分淘洗、分選，利于成礦。

5　成礦規(guī)律

(1)形成濱海砂金礦的物質(zhì)來源具有多源性，各時(shí)代地層、巖漿巖、原生金礦床均是形成濱海砂金礦的成礦物質(zhì)來源。

(2)濱海砂金的成礦作用具有多期性、繼承性，砂金礦床是在一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)形成的，砂金礦形成之前須經(jīng)歷一個(gè)長(zhǎng)期有利于化學(xué)風(fēng)化的溫?zé)釟夂驐l件下的準(zhǔn)平原化階段。

(3)濱海砂金礦床是由海岸的波浪、潮汐對(duì)含金的碎屑物質(zhì)進(jìn)行分選作用形成的，海浪對(duì)自然金等重礦物發(fā)生分離、富集的最理想地帶是海灘上的潮汐帶及海巖階地。

(4)多次海侵、海退，有利于濱海砂金形成，緩慢的海退作用導(dǎo)致了濱海砂金礦呈帶狀平行于海岸呈階梯狀分布。

(5)大型砂金礦都產(chǎn)于河流入?？谛纬傻臎_積扇(三角洲)的中下部，具有工業(yè)價(jià)值的濱海砂金礦床產(chǎn)于高階地、現(xiàn)代海灘、海岸階地、砂堤及海水掩埋的階地與古河床中。

(6)濱海砂金的含金層常見于沖積層下部層位的基巖面上或假基底上，沉積間斷面是砂金富集的重要部位，高能量形成的砂礫石是含Au的重要層位，砂礫石層中Au含量與礫石層中礫石大小成正比。

(7)濱海砂金常呈層狀、似層狀、透鏡狀平行海岸帶呈帶狀展布，是由地層間歇性的上升或上升—穩(wěn)定交替導(dǎo)致垂直方向多層礦的形成，海侵—海退導(dǎo)致礦體呈帶狀斜列分布。

[1]孫鵬慧，馮麗杰，烏愛軍，等.遼寧省礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)成果報(bào)告[R].沈陽：遼寧省礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查院，2013.

[2]楊占興.遼寧省成礦系列與成礦區(qū)帶研究[D].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)，2006.

[3]劉國(guó)海，莊德厚，李培英.遼東半島黃海沿岸濱海砂金成礦條件及開發(fā)前景[J].海洋與海洋帶開發(fā)，1993(2)：9-13.

[4]劉國(guó)海，李培英，莊德厚.遼東半島黃海沿岸濱海砂金成礦環(huán)境及成礦模式探討[J].海洋地質(zhì)與紀(jì)地質(zhì)，1993，13(3)：44-46.

[5]劉國(guó)海，李培英，莊德厚.遼寧省東溝平原的深化與砂金成礦關(guān)系探討[J].貴金屬地質(zhì)，1994(1)：53-56.

[6]譚起新，孫巖，王志喜，等.對(duì)我國(guó)濱海砂礦的一些基本認(rèn)識(shí)[J].海洋地質(zhì)與紀(jì)地質(zhì)，1985(4)：46-47.

Metallogenic Regularity of the Coastal Gulch-gold Deposit in Liaodong Peninsula

Liu ChangchunYao ZhihongSun Penhui

(Liaoning Institute of Geology and Mineral Resources)

Liaodong peninsula coastal gulch-gold mine is not development, less resources,in order to provide the theoretical reference for the prospecting work of coastal gulch-gold deposit in Liaodong peninsula,the metallogenic conditions of the coastal gulch-gold deposit are analyzed,the results show that:①the new archean strata and ancient proterozoic strata are developed in Liaodong peninsula,intrusive rocks and native gold deposits (points) with the characteristics of more material source and multi-stage formation;②the climatic conditions along the Yellow sea coast are conducive to weathering and erosion,with more rainfall and large rive transport capacity,a large number of ore-forming materials are transported for the gulch-gold deposit;③the favorable metallogenic environment for the formation of coastal gulch-gold deposits is provided by the abundant land physiognomy,sea bottom physiognomy,coastal types physiognomy and Quaternary type physiognomy with alluvial-diluvial causes;④the new tectonic movement is mainly for overall lift long up,which caused the the peninsula suffered the strong erosion in the entire Quaternary,so,the sufficient material source for the gulch-gold deposit is provided.Based on the above analysis results,the metallogenic material source,metallogemnic dynamic and metallogenic environment are discussed from the aspects of ore-forming material supply conditions,climate and hydrodynamic conditions and sedimentary environment.The above study results can provide some reference for the prospecting work of coastal gulch-gold deposit in Liaodong peninsula.

Coastal gulch-gold deposit, Metallogenic condition, Metallogenic material source, Metallogenic dynamic,Metallogenic environment, Metallogenic regularity

2016-06-03)

*中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局基金項(xiàng)目(編號(hào)：DD20160346)。

劉長(zhǎng)純(1986—)，男，工程師，碩士，110031 遼寧省沈陽市皇姑區(qū)寧山中路42號(hào)。