吉林六道崴子鐵銅多金屬礦床成因及找礦方向研究

王 樂

(吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六〇三隊(duì)，吉林 延吉 133000)

吉林六道崴子鐵銅多金屬礦床成因及找礦方向研究

王 樂

(吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六〇三隊(duì)，吉林 延吉 133000)

目的 針對(duì)吉林白石砬子白鎢礦礦床的發(fā)現(xiàn)，研究礦床成因，建立找礦標(biāo)志，為深入研究礦床地質(zhì)特征和區(qū)域找礦提供參考依據(jù)。方法 在結(jié)合前人研究成果的基礎(chǔ)上，通過對(duì)區(qū)域地質(zhì)背景、礦區(qū)(床)地質(zhì)特征、礦體特征和礦物生成順序的研究，探討該礦床的成因和找礦方向。結(jié)果 六道崴子鐵銅多金屬礦床共發(fā)現(xiàn)7條銅礦體，伴生鐵、銀、金、錫，礦體產(chǎn)于二疊系廟嶺組大理巖與燕山早期石英閃長巖接觸部位，賦礦巖石主要為石榴子石矽卡巖，礦化階段大致劃分為矽卡巖階段、石英硫化物階段、低溫?zé)嵋弘A段、表征氧化階段。結(jié)論 研究表明，成礦作用與古太平洋板塊向吉黑東部的俯沖作用有關(guān)，發(fā)生在活動(dòng)大陸邊緣的島弧環(huán)境，礦床類型為與巖漿期后熱液作用有關(guān)的接觸交代(矽卡巖)型鐵銅多金屬礦床。應(yīng)重視異常類比法在找礦中的運(yùn)用，同時(shí)加強(qiáng)礦床周邊巖體及古生界地層的研究，注意新類型找礦，擴(kuò)大礦床資源遠(yuǎn)景。

鐵銅多金屬礦床；礦床成因；找礦方向；六道崴子；吉林

六道崴子鐵銅多金屬床地處吉黑兩省交界線南側(cè)，隸屬于吉林省延邊朝鮮族自治州汪清縣復(fù)興鎮(zhèn)。近年來，吉林省愛普勒冶金地質(zhì)勘查有限公司委托吉林有色金屬地質(zhì)勘查局603隊(duì)進(jìn)行了地質(zhì)詳查工作，對(duì)銅和伴生鐵、銀、金、錫、硫金屬量進(jìn)行了估算。筆者在總結(jié)該礦床勘查成果的基礎(chǔ)上，對(duì)區(qū)域地質(zhì)背景和礦區(qū)地質(zhì)特征進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)礦床成因、成礦類型和控礦條件進(jìn)行了深入分析，以期對(duì)今后的礦床開發(fā)利用提供參考依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

六道崴子鐵銅多金屬礦床大地構(gòu)造位置處于吉黑褶皺系延邊優(yōu)地槽褶皺帶延邊復(fù)向斜的北部春化-四道溝中間凸起的東側(cè)開山屯-復(fù)興深斷裂的北東端、敦化至大北城東西向構(gòu)造成礦帶的東段[1-3]，區(qū)域上經(jīng)歷了極其復(fù)雜的地質(zhì)演化歷史。

該區(qū)出露地層由老至新有上古生界二疊系廟嶺組(P1m)凝灰質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)板巖、大理巖，柯島組(P1k)板巖、角巖、凝灰質(zhì)粉砂巖和礫巖，開山屯組(P2k)凝灰質(zhì)砂礫巖、板巖，中生界三疊系托盤溝組(T3t)含礫凝灰?guī)r、黑色安山巖和鬧枝溝組(T3n)熔巖集塊巖、熔巖角礫巖-熔巖，新近系上新統(tǒng)船底山組(βΝ2ch)橄欖玄武巖、安山玄武巖和第四系全新統(tǒng)(Q4)沖、洪積物，主要為礫石、砂、亞砂土、亞粘土。其中廟嶺組(P1m)頂部大理巖與中酸性侵入巖接觸部位或附近常見有接觸交代蝕變，并伴有銅礦化，局部形成銅礦體。

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，巖漿巖發(fā)育，主要為燕山早期中酸性巖和燕山晚期酸性巖。燕山早期侵入巖呈深成相巖基狀產(chǎn)出，其邊部多發(fā)育混染帶，巖性主要為黑云母斜長花崗巖、花崗閃長巖、閃長巖等。燕山晚期侵入巖呈巖基、淺成小巖株及巖脈狀產(chǎn)出，巖相變化較大，它們之間沒有明顯界限，為漸變過渡關(guān)系。巖體由花崗斑巖、石英斑巖、二長花崗斑巖、鉀長花崗巖等組成。

區(qū)域資料表明，受后期巖漿活動(dòng)及斷裂破壞，區(qū)內(nèi)北東向的復(fù)雜褶皺構(gòu)造僅存有六道崴子復(fù)式背斜。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造對(duì)巖漿侵入活動(dòng)、中生代火山盆地級(jí)火山機(jī)構(gòu)的產(chǎn)生起到重要作用，主要為北東向斷裂和北西向斷裂構(gòu)造，兩組斷裂構(gòu)造基本屬于一對(duì)共軛斷裂系，形成于三迭系晚期。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

由于燕山期強(qiáng)烈而頻繁的構(gòu)造巖漿活動(dòng)，造成礦區(qū)內(nèi)出露的古生界二疊系廟嶺組和柯島組、三疊系鬧枝溝組地層殘缺不全，并發(fā)生了強(qiáng)烈的褶皺及變質(zhì)，期間伴隨著較強(qiáng)烈的含礦熱液活動(dòng)。

圖1 六道崴子鐵銅多金屬礦床大地構(gòu)造及礦區(qū)地質(zhì)圖注：Q4-第四系；T3n-三疊系上統(tǒng)鬧枝溝組；P1k-二疊系下統(tǒng)柯島組；P1m-二疊系下統(tǒng)廟嶺組；λπ53-燕山晚期石英斑巖；γi53-燕山晚期花崗細(xì)晶巖；γ52(2)-燕山晚期鉀長花崗巖；γδ43(1)-華力西期花崗閃長巖；δο43(1)-華力西期石英閃長巖；δ43(1)-華力西期閃長巖；νδ43(1)-華力西期輝長閃長巖；Cα-次安山巖脈；SK-矽卡巖；1-銅礦體及編號(hào)；2-地質(zhì)界線；3-地質(zhì)產(chǎn)狀；4-背斜構(gòu)造；5-壓性斷層；6-扭性斷層；7-性質(zhì)不明斷層。

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為二疊系廟嶺組(P1m)、柯島組(P1k)和三疊系鬧枝溝組(T3n)(見圖1)。其中二疊系廟嶺組(P1m)巖石類型有凝灰質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)板巖、矽質(zhì)角巖、大理巖，主要分布在礦區(qū)中東部的六道崴子至八道崴子一帶；二疊系柯島組(P1k)巖石類型比較簡單，主要為黑色凝灰質(zhì)砂巖，多分布在該礦區(qū)西北部的五道崴子一帶；三疊系鬧枝溝組(T3n)巖石類型主要為酸性火山巖，主要分布在礦區(qū)的東北部。

2.2 巖漿巖

礦區(qū)侵入巖發(fā)育，主要為燕山早期中酸性巖，主要巖石類型有花崗閃長巖、石英閃長巖、閃長巖和輝長閃長巖；燕山晚期酸性巖，主要巖石類型有石英斑巖、花崗細(xì)晶巖和鉀長花崗巖。前者呈深成相巖基狀產(chǎn)出，后者呈淺成小巖株及巖脈狀產(chǎn)出。石英斑巖中見有裂隙，裂隙里充填硅質(zhì)和褐鐵礦的細(xì)脈。

2.3 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)的構(gòu)造主要表現(xiàn)為北東向褶皺帶、壓(壓扭)性斷裂及其伴生的北西向張(張扭)性斷裂。

其中北東向褶皺帶主要有六道崴子復(fù)式背斜，呈北東向展布。該復(fù)式背斜核部和西翼為燕山早期巖漿巖占據(jù)，西翼見有部分互層之凝灰砂板巖、大理巖殘塊，走向10～45 °，傾向北西，傾角63 °；東翼為凝灰質(zhì)砂板巖、大理巖，走向25～88 °，傾向南東，傾角54～79 °。該復(fù)式背斜主要由八道崴子向斜和六道崴子背斜組成。

斷裂構(gòu)造主要為北東向、北西向近于正交的兩組斷裂組成。前者多為巖脈和礦脈充填，后者多為脈巖充填，形成寬闊河谷，并將前者錯(cuò)斷。北東向斷裂為區(qū)內(nèi)最發(fā)育的一組斷裂，為本區(qū)主要導(dǎo)礦和熔礦構(gòu)造，如F3斷裂處在石英閃長巖與大理巖接觸帶上，為Ⅰ號(hào)礦體導(dǎo)礦和熔礦構(gòu)造，為壓性或壓扭性斷裂，再如F5、F7也歸屬于此組斷裂；北西向斷裂為張性斷裂或張扭性斷裂，沿?cái)嗔褍蓚?cè)與其平行或斜交的斷裂、小裂隙發(fā)育，此組斷裂將北東向斷裂錯(cuò)開；扭性斷與區(qū)域性北東向、北西向斷裂有成因聯(lián)系的有2組扭性斷層，如F6、F8斷層顯示出張扭性斷層特征。

2.4 礦化蝕變

地質(zhì)調(diào)查表明，礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變發(fā)育，種類較多，主要有矽卡巖化、角巖化、硅化、碳酸鹽化等。其中矽卡巖化主要產(chǎn)在廟嶺組大理巖與燕山早期閃長巖或石英閃長巖接觸帶中，局部產(chǎn)在與燕山期鉀長花崗巖接觸帶中，是賦存礦體的主要含礦帶。角巖化主要產(chǎn)在侵入巖與廟嶺組地層接觸帶中的凝灰質(zhì)板巖、砂巖中，形成硅質(zhì)板巖或硅質(zhì)角巖等巖石，并伴隨普遍的黃鐵礦化，但它與銅礦化關(guān)系不大。硅化、碳酸鹽化蝕變，一般形成均晚于矽卡巖化，多呈細(xì)脈狀或粒狀分布于矽卡巖礦物顆粒間或裂隙中，該蝕變普遍伴隨金屬硫化物，為成礦作用產(chǎn)物。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

經(jīng)槽探、鉆探、坑探工程揭露，共圈定7條銅礦體(見表1)，伴生鐵、銀、金、錫[1]。礦體分布比較分散，其中Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3號(hào)礦體分布在六道崴子北山，Ⅱ號(hào)礦體分布在六道崴子南山，Ⅳ、Ⅴ-1、Ⅴ-2號(hào)礦體分布在八道崴子北山。已發(fā)現(xiàn)的礦體均賦存于燕山早期石英閃長巖與廟嶺組大理巖接觸帶上，與圍巖界線清楚；總體走向43～63 °，傾向北西，傾角61～70 °，礦體平均真厚度2.75～6.02 m；礦體受北東向斷裂構(gòu)造控制，礦體形態(tài)以脈狀為主，個(gè)別形態(tài)呈扁豆?fàn)?，礦體具明顯的分枝復(fù)合現(xiàn)象；控制礦體最長為400 m，最大延深316 m。

表1 六道崴子鐵銅多金屬礦床礦(化)體特征參數(shù)表

Ⅰ-1號(hào)礦體，估算銅礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量(122b+333)礦石量279 000 t(占礦床43.75%)，銅金屬量2 311 t，銅品位0.38%～1.19%，平均品位0.83%，品位變化系數(shù)77%。伴生礦產(chǎn)資源量(333)礦石量279 000 t，全鐵礦石量2790 000 t，平均品位TFe14.98%；銀金屬量7 t，平均品位29.45×10-6；金金屬量42 kg，平均品位0.15×10-6；錫金屬量279 t，平均品位0.10%；硫金屬量3 062 t，平均品位1.10%。總體而言，礦體形態(tài)復(fù)雜，分枝復(fù)合明顯，產(chǎn)狀變化大。

Ⅱ號(hào)礦體，位于六道崴子南山，六道崴子背斜西翼，賦存在石英閃長巖與大理巖接觸帶上。礦體呈波狀彎曲，總體走向62 °，傾向北西，傾角65 °。賦礦標(biāo)高585～715 m，礦體真厚度0.50～7.16 m，平均真厚度2.50 m，厚度變化系數(shù)為85.23%。估算銅礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量(122b+333)礦石量301 000 t(占礦床46.87%)，銅金屬量2 151 t，銅品位0.30%～1.19%，平均品位0.72%，品位變化系數(shù)95.55%；伴生礦產(chǎn)資源量(333)礦石量300 000 t，鐵礦石量301 000 t，平均品位TFe14.80%；銀金屬量9 t，平均品位29.45×10-6；金金屬量45 kg，平均品位0.15×10-6；錫金屬量301 t，平均品位0.10%；硫金屬量3 309 t，平均品位1.10%。

礦石多元素分析、組合分析表明，伴生有益元素Ag平均29.45×10-6，Au平均0.15×10-6，Sn平均0.10%，S平均1.10%，TFe平均23.44%(mFe平均11.11%)。

3.2 礦石質(zhì)量

礦石的主要結(jié)構(gòu)有他形晶結(jié)構(gòu)、半自形-他形晶結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)、破裂狀結(jié)構(gòu)。礦石的主要構(gòu)造有塊狀構(gòu)造、斑雜構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造。

礦石中金屬礦物主要為黃銅礦和磁鐵礦。其次有孔雀石、銅藍(lán)、黃鐵礦、赤鐵礦、黝銅礦、斑銅礦、閃鋅礦、方鉛礦，還有自然金、含銀礦物、白鎢礦等。非金屬礦物有方解石、透輝石、石榴子石、石英、硅灰石、尖晶石、金云母、符山石、綠簾石、黝簾石、絹云母等。

根據(jù)礦石中的礦石礦物組合特征，劃分出3類礦石自然類型，分別為含磁鐵礦黃銅礦礦石、閃鋅礦黃銅礦礦石和閃鋅礦方鉛礦黃銅礦礦石，其中以致密塊狀鐵銅-浸染狀銅礦石為主，主要礦石工業(yè)類型為含磁鐵礦黃銅礦礦石。

3.3 礦化階段

根據(jù)礦石礦物和蝕變礦物組合及其相互關(guān)系，大致劃分為4個(gè)成礦期6個(gè)成礦階段[1](見圖2)。

(1)高溫?zé)嵋浩?，主要形成接觸交代硅酸礦物和鐵的氧化物礦物。第一階段為簡單矽卡巖階段，該階段所形成的礦物主要是鐵鋁石榴石、鈣鐵-鈣鋁榴石、透輝石等礦物。第二階段為復(fù)雜矽卡巖-磁鐵礦階段，該階段所形成的礦物主要為鈣鐵輝石、硅灰石、尖晶石、金云母、符山石、綠簾石、黝簾石及大量磁鐵礦。

(2)中溫?zé)嵋浩?，主要形成熱液蝕變礦物及金屬硫化物礦物，形成主要礦物有石英、絹云母、方解石、黃銅礦，相當(dāng)于高中溫?zé)嵋弘A段之產(chǎn)物。第一階段為簡單金屬硫化物階段，形成主要礦物有石英、絹云母、方解石、黃銅礦、黃鐵礦，相當(dāng)于高中溫?zé)嵋弘A段產(chǎn)物。第二階段為多金屬硫化物階段，該階段為銅的主要成礦階段，形成的礦物相當(dāng)于低中溫?zé)嵋弘A段之產(chǎn)物，主要有石英、方解石、閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦、黃鐵礦、斑銅礦，次為自然金、含銀礦物、白鎢礦等。

(3)低溫?zé)嵋浩?，主要形成玉髓、螢石、辰砂、沸石等礦物。

(4)表生氧化期，主要形成赤鐵礦、褐鐵礦、孔雀石、藍(lán)銅礦等。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因

該多金屬礦床產(chǎn)于二疊系廟嶺組上段大理巖與燕山早期閃長巖或石英閃長巖接觸帶中，礦體主要賦存于鈣鋁榴石矽卡巖帶中，主要有用組份以Cu元素為主，伴生有Fe、Ag、Au、Sn、S等元素。野外觀察和室內(nèi)鑒定表明，礦體形態(tài)復(fù)雜，產(chǎn)狀和品位變化大，礦體與圍巖界線清楚，其生成明顯晚于矽卡巖的形成，礦石自然類型以含磁鐵礦黃銅礦為主，屬于典型的接觸交代型礦床。

根據(jù)吉林大學(xué)侯鶴楠、任云生對(duì)該礦區(qū)成礦輝長閃長巖的研究成果[4]，六道崴子巖體主要為島弧或活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境的中酸性巖漿巖，具有類似于活動(dòng)大陸邊緣花崗巖的巖石組合特征和殼-?；煸吹奶卣鳎瑢倨X質(zhì)富鈉鈣堿性系列。該巖體形成于侏羅紀(jì)初期(燕山早期)，其成礦作用發(fā)生在活動(dòng)大陸邊緣的島弧環(huán)境，與古太平洋板塊向吉黑東部的俯沖作用有關(guān)。此成果與區(qū)域上小興安嶺-張廣才嶺中生代花崗巖多為偏鋁質(zhì)、高鉀鈣堿性系列的I型花崗巖[5,6]，且形成時(shí)代以侏羅紀(jì)為主[7,8]的總體特征相符合。

表2 六道崴子鐵銅多金屬礦床礦物生成順序

因此，根據(jù)成礦地質(zhì)條件、礦體特征、礦石組構(gòu)和圍巖蝕變特征，認(rèn)為該礦床屬于巖漿期后熱液作用有關(guān)的接觸交代(矽卡巖)型鐵銅多金屬礦床。

4.2 找礦標(biāo)志

(1)地層標(biāo)志。二疊系廟嶺組中的大理巖有利于形成矽卡巖，其中方解石大理巖更有利于形成矽卡巖。

(2)侵入巖標(biāo)志。與成礦作用有關(guān)的侵入巖為燕山早期鈣堿性系列石英閃長巖體，該巖石中親鐵、親硫元素Fe、Cu、Pb、Zn含量較高。

(3)構(gòu)造標(biāo)志。侵入巖與大理巖接觸面凹陷部位有利于形成矽卡巖及成礦，當(dāng)接觸面形成矽卡巖后又經(jīng)斷裂活動(dòng)時(shí)更有利成礦，未經(jīng)后期斷裂活動(dòng)的接觸面往往形成簡單的矽卡巖，并少見礦化，一般巖體突出部位及轉(zhuǎn)彎處往往銅鐵礦化較強(qiáng)。

4.3 找礦方向

從勘查角度看，土壤地球化學(xué)測(cè)量在尋找該類型礦產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用，特別是銅土壤地球化學(xué)異常具有良好的找礦效果，因此應(yīng)注重運(yùn)用異常類比法尋找同類型的礦產(chǎn)，如五道崴子、七道崴子等地均具有相似的成礦地質(zhì)條件，并發(fā)育有良好的土壤地球化學(xué)異常，找礦前景良好，有望發(fā)現(xiàn)鐵銅多金屬礦(化)體。同時(shí)也要加強(qiáng)對(duì)礦床周邊巖體及古生界地層的研究，注意新類型找礦，擴(kuò)大礦床資源遠(yuǎn)景。

5 結(jié) 論

六道崴子鐵銅多金屬礦床共發(fā)現(xiàn)7條銅礦體，伴生鐵、銀、金、錫，礦體產(chǎn)于二疊系廟嶺組大理巖與燕山早期石英閃長巖接觸部位。該礦床的形成于活動(dòng)大陸邊緣的島弧環(huán)境，與古太平洋板塊向吉黑東部的俯沖作用有關(guān)，礦床因類型為與巖漿期后熱液作用有關(guān)的接觸交代(矽卡巖)型鐵銅多金屬礦床。礦床形成與地層、構(gòu)造、巖漿巖關(guān)系密切。

[1]張軍,張和賓,王堆珍,等.吉林省汪清縣六道崴子銅礦詳查報(bào)告[R].延吉：吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局603隊(duì),2011.

[2]孔祥晶.汪清縣六道崴子地區(qū)堿長花崗巖地質(zhì)特征及構(gòu)造背景分析[J].吉林地質(zhì),2014，(02)：26-30.

[3]李峰,時(shí)俊峰,李志興,等.吉林省汪清縣六道崴子銅礦床地質(zhì)特征及找礦方向[J].吉林地質(zhì),2010,(04):32-34.

[4]侯鶴楠,任云生,楊群,等.吉林延邊六道崴子鐵銅礦床成礦輝長閃長巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡與地球化學(xué)特征[J].地質(zhì)通報(bào),2014,(09):1342-1352.

[5]孫德有，吳福元，高山，等.吉林中部晚三疊世和早侏羅世兩期鋁質(zhì)A型花崗巖的厘定及對(duì)吉黑東部構(gòu)造格局的制約[J].地學(xué)前緣,2005,12(02):263-275.

[6]葛文春，吳福元，周長勇，等.大興安嶺中部烏蘭浩特地區(qū)中生代花崗巖的鋯石U-Pb年齡及地質(zhì)意義[J].巖石學(xué)報(bào),2005,21(03):749-760.

[7]孫德有.張廣才嶺中生代花崗巖的時(shí)代、地球化學(xué)特征與構(gòu)造背景[D].長春:吉林大學(xué),2001.

[8]胡春廷.吉林和龍地區(qū)主要金屬礦床成礦地質(zhì)特征及找礦方向[J].河北北方學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2016,(01):24-33.

[責(zé)任編輯：王榮榮 英文編輯：劉彥哲]

Ore-genesis and Prospecting Direction of Liudaowaizi Iron-copper Polymetallic Deposit in Jilin Province

WANG Le

(Team 603,Bureau of Nonferrous Metals Geological Exploration of Jilin Province,Yanji,Jilin 133300,China)

Objective In view of the discovery of Jilin Baishilazi scheelite deposit,the genesis of the deposit was studied to establish the prospecting criteria for deposit,in-depth study the genesis of the deposit and provide reference for regional prospecting.Methods On the basis of previous research results,through the study of regional geological background,geological characteristics,ore body characteristics and mineral formation sequence,the genesis and prospecting direction of the deposit were discussed.Results There were 7 copper orebodies in the Liudaowaizi iron-copper polymetallic deposit.The staples were copper and ubordinate production were iron,silver,gold,tin,etc.The major orebodies occured along the contact zone between the Early Yanshanian gabbrodiorite and the Permian marble.The ore-hosting rock in the ore deposit was dominated by the garnet.Conclusion In combination with the evolution of tectonic background of Northeast China,both the gabbrodiorite and the associated iron-copper mineralization in the Liudaowaizi deposit were formed in island-arc environment resulted from the subduction of the Paleo Pacific plate to the Eurasian plate at the beginning of the Jurassic period.Based on the ore-forming geological factors and mineralization characteristics,the deposit belongs to the contact-metasomatic type.Attention should be paid to the application of abnormality analogy in prospecting minerals and study on magmatic body around ore deposit.The study on statum in the strate of Palaezoic should be strengthened at the same time to explore new mine and expand resources perspective.

iron-copper polymetallic deposit；ore-genesis；prospecting direction；Liudaowaizi；Jilin

王樂(1988-)，女，吉林白城人，助理工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查方面研究。

P 618.41

A

10.3969/j.issn.1673-1492.2016.11.005

來稿日期：2016-05-30