夾皮溝金礦床區(qū)域地質(zhì)及地球化學(xué)背景

程思智，徐翠微，宋文琪

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夾皮溝金礦床區(qū)域地質(zhì)及地球化學(xué)背景

程思智，徐翠微，宋文琪

（成都理工大學(xué) 地球科學(xué)院，成都 610059）

夾皮溝金礦位于吉林省燁甸縣東部，是我國(guó)黃金生產(chǎn)重要礦山之一。自上世紀(jì)五十年代末開(kāi)始至今，地質(zhì)學(xué)者對(duì)夾皮溝金礦的地球化學(xué)找礦工作已取得了較好的成果，本文在多年來(lái)生產(chǎn)、科研實(shí)踐資料基礎(chǔ)上對(duì)夾皮溝金礦的區(qū)域地質(zhì)及區(qū)域地球化學(xué)背景進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明，夾皮溝地區(qū)Au以自然金為主，夾皮溝金礦成礦屬于中溫成礦，成礦流體及含金石英脈成礦流體主要呈堿性，Au的含量從正常場(chǎng)?近礦圍巖?蝕變帶?含金石英脈依次增加一個(gè)數(shù)量級(jí)。

金礦；區(qū)域地質(zhì)；地球化學(xué)；夾皮溝

夾皮溝地區(qū)位于吉林省燁甸縣東部，大地構(gòu)造位置隸屬于天山-陰山東西向復(fù)雜構(gòu)造帶的東端，研究區(qū)出露的地層以太古界鞍山群變質(zhì)巖系為主，還有石炭～二疊系板巖、侏羅紀(jì)次火山巖及煤系、古近紀(jì)和第四紀(jì)玄武巖（圖1）。

圖1 夾皮溝地區(qū)及其外圍地質(zhì)略圖[1]（據(jù)金昌珍1989修改）

區(qū)內(nèi)巖漿巖分布很廣，主要有呂梁期混合花崗巖（g1-2）、海西期似斑狀黑云母花崗巖（g4）、燕山期鉀質(zhì)花崗巖（g5）。其中海西期以斑狀黑云母花崗巖分布最廣，占研究區(qū)中、北部的大部分地區(qū)。

斷裂構(gòu)造以北西向及北東向壓性、壓扭性斷裂為主。夾皮溝北西向弧形擠壓斷裂帶控制著整個(gè)金礦帶中金礦床的分布[2]。該礦帶長(zhǎng)約50km、寬3~5km，礦脈成群成帶出現(xiàn)。

礦床以含金石英脈型為主，含金石英脈一般長(zhǎng) 50~300m，最長(zhǎng)可達(dá) 600m；寬幾十厘米至20m，一般為1~3m； 品位一般為10~20g/t。礦石中脈石礦物以石英為主，金屬礦物以硫化物為主，礦石中約5%，以黃鐵礦為主，還有黃銅礦、方鉛礦等。圍巖蝕變以硅化、綠泥石化、黃鐵礦化和絹云母化為主，蝕變寬度從幾十厘米至2m左右。

1 地球化學(xué)特征

2.1 元素分布特征

為了解夾皮溝地區(qū)地球化學(xué)場(chǎng)的元素分布特征，我們?cè)诘V區(qū)外圍選擇幾條路線進(jìn)行了區(qū)域路線巖石地球化學(xué)測(cè)量，共采集319件樣品。夾皮溝地區(qū)元素背景值普遍低于克拉克值。

2.1.1 不同地質(zhì)體中元素的分布特征

1）金在夾皮溝地區(qū)不同地層及巖石中的含量是極不均勻的，即使在同一地層或同一巖體內(nèi)，樣品之間相差也極為懸殊。

2）Au的高含量點(diǎn)均勻分布在不同方向的斷裂帶上，說(shuō)明斷裂構(gòu)造及其活動(dòng)在夾皮溝地區(qū)具有明顯的控巖控礦作用。

3）Au的礦化是多期多階段的，從太古代一直延續(xù)到第四紀(jì)。

4）本區(qū)Au襯度最高的是鞍山群三道溝組下段及前震旦紀(jì)混合花崗巖[3]，其次為呼蘭群和三道溝組上段，在這些地層或巖體內(nèi)礦化相對(duì)集中，是有利于成礦的地質(zhì)體[4]。

5）該區(qū)沒(méi)有比相鄰地層或巖體含Au高幾十倍的所謂“礦源層”，鞍山群三道溝組下段及前震旦紀(jì)混合花崗巖中Au的高含量點(diǎn)均位于不同方向的斷裂帶上。說(shuō)明本區(qū)成礦物質(zhì)來(lái)源于深部，時(shí)間上本區(qū)金的成礦時(shí)代最主要的是太古代，其次為中生代。

2.1.2 各種單礦物中微量元素的分配特征

對(duì)黑云母、紅長(zhǎng)石、黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦、磁鐵礦及磁黃鐵礦等單礦物樣品光譜分析結(jié)果可以看出，夾皮溝地區(qū)主要的含金礦物為黃鐵礦。夾皮溝地區(qū)黃鐵礦中金的平均含量為69.5g/t，變化范圍為0~300g/t。三道岔金礦床自上而下采集的黃鐵礦單礦物分析結(jié)果表明，三道岔金礦床黃鐵礦中金的含量在同一剖面中自上而下遞減。Ag在黃鐵礦中的平均含量為15.23ppm，在同一剖面不同深度，黃鐵礦中Ag的含量也是自上而下遞減。

從單礦物分析結(jié)果還可以看出，黃鐵礦和磁黃鐵礦中Ni、Co的含量較高，黃鐵礦中Ni的平均含量為200ppm，Co的平均含量為82ppm。Au、Ag、Pb、Bi的含量在三道岔礦床不同標(biāo)高的黃鐵礦中自上而下遞減。Ba的含量在黑云母中最高，為500~1 000ppm。Pb、Ag、Bi等元素的含量在方鉛礦中最高。Zn的含量在不同礦物和不同地段、不同深度的黃鐵礦中變化不大，大都在30~50ppm，只有個(gè)別地段才有150ppm以上者，最高含量為600ppm。

夾皮溝地區(qū)含金的單礦物中都不含V，說(shuō)明在成礦過(guò)程中V是被帶出的，由此可以設(shè)想，該區(qū)V的低值帶很可能反映礦體所在。Ti的含量在含金的礦物中也相對(duì)減少，Ti也是在成礦過(guò)程中被帶出元素，其低值也可能反映礦體所在。

夾皮溝地區(qū)金礦床含金的礦石類型有：①金-黃鐵礦-黃銅礦型；②金-黃鐵礦-黃銅礦-方鉛礦型；③金-黃鐵礦-黃銅礦-方鉛礦-閃鋅礦型。其中以金-黃鐵礦型最為普遍。金一般呈乳滴狀、樹(shù)枝狀、細(xì)脈狀、葉片狀、蠕蟲(chóng)狀等不規(guī)則狀產(chǎn)出，其形狀取決于礦物顆粒的間隙和構(gòu)造裂隙。夾皮溝地區(qū)的金以顯微金-次顯微金為主，粒度為2~0.001mm。

光片上進(jìn)行的電子探針?lè)治鼋Y(jié)果表明，自然金中除含有Ag以外，還有Cu、Bi、Te，其次還有Mo、Ni、Co、Pt、Pd。自然金的電子探針圖像表明，Ag在自然金中分布均勻。金和銀屬于均值型分布。

2.2 夾皮溝地區(qū)金礦形成的物理化學(xué)條件

2.2.1 金礦的形成溫度

該區(qū)石英脈為多期不同溫度下形成的。區(qū)域性的硫化物-金成礦階段，其平均形成溫度為265℃，屬于中溫成礦[5]。

2.2.2 石英包裹體氣體成分特征

據(jù)三道岔礦床石英包裹體氣體成分的分析資料，含金石英脈和不含金石英脈包裹體氣體成分有明顯的差異。含金石英脈包裹體中CO2>22%，而且CO2的含量不隨深度而變化；無(wú)礦石英脈包裹體中CO2<12%，而且其含量隨深度而變化，自下而上由2.9%增至11.8%。含金石英脈包裹體中H2O>0.05%，而且自下而上由少變多，由0.052%增至0.09%；無(wú)礦石英脈包裹體中H2O<0.04，其含量隨深度變化不大。從以上分析可以初步確定，石英包裹體中CO2>22、H2O>0.05可作為含礦石英脈的指標(biāo)。

2.2.3 金礦形成的其他物理化學(xué)條件

據(jù)中國(guó)科學(xué)院貴陽(yáng)地化所施繼錫、李本超的估算資料[6]，夾皮溝三道岔金礦床石英脈的成礦壓力為933個(gè)大氣壓，成礦深度為3.7km。夾皮溝三道岔金礦床成礦流體的pH=8.82，含金石英脈成礦流體的pH=7.40。據(jù)中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司王義文同位素年齡資料表明[7]，該區(qū)自28億年以來(lái)至少發(fā)生了五次區(qū)域變質(zhì)和混合巖化。夾皮溝地區(qū)12個(gè)礦體的硫同位素d34S平均值=4.8‰~9.8‰（含金石英脈型）。

2.3 含金石英脈、蝕變片理化帶及近礦圍巖中的元素分布特征

三道岔金礦床的統(tǒng)計(jì)資料表明，石英脈型金礦床的含金石英脈，蝕變片理化帶及近礦圍巖中的元素分布具有如下特征：

2.3.1 含金石英脈元素分配特征

1）Au、Ag的含量高，Au高于1g/t，Ag高于2g/t。

2）在含金石英脈元素有垂向分帶特征，Ag、Pb在含金石英脈的上方富集，Cu、Mo、Mn、Ni、Co在含金石英脈中、下部富集。

3）V、Ti在含金石英脈中被帶出，因此，在含金石英脈中V、Ti呈現(xiàn)低值帶。

4）W、Ba、Sr等元素在含金石英脈中相對(duì)富集。

2.3.2 蝕變片理化帶元素分配特征

1）Au、Ag在蝕變片理化帶含量較高，Au的含量為0.1~0.5g/t。

2）W、Mo、Ni、Co、Mn等元素在含金石英脈周圍的蝕變片理化帶富集，但其含量不高，僅達(dá)到這些元素的異常下限值。

3）Ba、Sr在含金石英脈中、下部的蝕變片理化帶中富集，Sr在蝕變片理化帶中的含量比含金石英脈的含量高。

4）V、Ti在蝕變片理化帶中、下部貧化，呈現(xiàn)不太明顯的低值帶。

5）Cu、Pb、Zn在蝕變片理化帶只有個(gè)別弱異常。

2.3.3 近礦圍巖中的元素分配特征

1）Au、Ag在近礦圍巖中的含量在異常下限上下擺動(dòng)，其中Au的含量范圍為0.005~0.06g/t，平均為0.03g/t，而Au的含量范圍為0.053~0.17g/t，平均為0.1g/t。

2）W、Mo、Ni、Co、Mn等元素在近礦圍巖中含量略高，個(gè)別達(dá)到該元素的異常下限。

3）Cu、Zn在近礦圍巖中有個(gè)別弱異常，一般在近礦圍巖中無(wú)Cu、Pb、Zn異常。

4）Sr在近礦圍巖中仍顯示異常。

5）V、Ti在近礦圍巖中顯示不太明顯的低值帶。

歸納夾皮溝地區(qū)區(qū)域Au的分布特征可以看出，從正常場(chǎng)?近礦圍巖?蝕變帶?含金石英脈Au的含量都依次增加一個(gè)數(shù)量級(jí)（見(jiàn)表）。

夾皮溝金礦帶區(qū)域Au的分布特征表[8]

正常場(chǎng)近礦圍巖蝕變帶含金石英脈 Au含量（ppm）0.00n0.0n0.nn 濃度系數(shù)1101001000

3 結(jié)論

1）皮溝地區(qū)Au以自然金為主，而且是以不規(guī)則形狀顯微金-次顯微金為主，Au主要賦存在硫化物（黃鐵礦）及石英顆粒之間的微細(xì)裂隙中；夾皮溝地區(qū)主要的含金硫化物為黃鐵礦，本區(qū)含金的黃鐵礦中普遍含有Au、Ag、Cu、Pb、Ni、Co、Bi等元素，黃鐵礦中與Au密切相關(guān)的是Ba、Ag、Mo、Mn、Ni等元素。

2）夾皮溝地區(qū)在歷次成礦活動(dòng)中Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Mo、Bi等成礦元素富集成礦，還有Ba、Mn、V、Ti、Sr等成巖成礦元素的帶出帶入，其中比較明顯的是Mn、Ba的帶入及V、Ti的帶出。

3）Bi主要賦存在方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦中，其中方鉛礦中Bi的含量最高，一般大于150ppm，黃銅礦中Bi的含量為50~60ppm，在黃鐵礦中Bi的含量變化最大，為0~3 000ppm，一般含量為20~100ppm，而且同一剖面上隨深度自上而下Bi的含量有減少的趨勢(shì)。黃鐵礦中Au、Ag、Pb、Bi的含量在同一剖面上隨深度自上而下有減少的趨勢(shì)。

4）夾皮溝金礦成礦平均溫度265℃，屬于中溫成礦。根據(jù)夾皮溝含金石英脈包裹體的測(cè)量結(jié)果，可將包裹體中CO2>22、H2O>0.05 作為含礦石英脈的指標(biāo)。夾皮溝三道岔金礦床成礦流體的pH=8.82，含金石英脈成礦流體的pH=7.40，反映了夾皮溝金礦床成礦流體及含金石英脈成礦流體主要呈堿性特點(diǎn)。

5）夾皮溝地區(qū)區(qū)域Au的分布特征反映出夾皮溝金礦床Au的含量從正常場(chǎng)?近礦圍巖?蝕變帶?含金石英脈依次增加一個(gè)數(shù)量級(jí)。

[1] 金昌珍. 吉林夾皮溝地區(qū)金礦床成礦模式及找礦模式[A]. 國(guó)際金礦地質(zhì)與勘探學(xué)術(shù)會(huì)議論文集. 1989. 258-261.

[2]顏世忠, 錢秀珍, 楊玉清, 等. 夾皮溝主剪切帶基本特征及找礦方向[J]. 礦產(chǎn)勘查, 2010, 01（s1）:43-46.

[3]朱泰天, 葉勝勇. 夾皮溝地區(qū)金礦地球化學(xué)異常模式及深部成礦預(yù)測(cè)[J]. 礦產(chǎn)與地質(zhì), 1991（1）:54-59.

[4]朱泰天, 葉勝勇. 夾皮溝地區(qū)金礦地球化學(xué)異常模式及深部成礦預(yù)測(cè)[J]. 礦產(chǎn)與地質(zhì), 1991（1）:54-59.

[5]于海軍. 吉林省夾皮溝金礦床地質(zhì)地球化學(xué)及成因模式研究[D]. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）, 2009.

[6]王秀璋, 程景平, 施繼錫, 等. 我國(guó)混合巖化后改造型金礦床的地球化學(xué)及其成因討論[J]. 中國(guó)科學(xué)化學(xué):中國(guó)科學(xué), 1983, 13（5）:455-465.

[7]王義文. 夾皮溝金礦床同位素地質(zhì)學(xué)研究[J]. 地球科學(xué), 1984（4）:27-38.

[8] 吉林省冶金地質(zhì)勘探公司604地質(zhì)隊(duì). 夾皮溝-老牛溝金礦床地質(zhì)規(guī)律及找礦勘探方向[D]. 1966.

[9] 張鵬，陳燃，等. 若爾蓋熱爾金礦地質(zhì)特征及成果[J]. 四川地質(zhì)學(xué)報(bào)，2017，37（3）：438-440.

Regional Geological and Geochemical Background of the Jiapigou Au Deposit

CHENG Si-zhi XU Cui-wei SONG Wen-qi

（College of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059）

The Jiapigou Au mine lying in the east of Huadian, Jilin is one of important Au mines in China. Many results of study of geochemical prospecting have been obtained since 1950s. This paper sums up regional geological and geochemical background of the Jiapigou Au deposit on the basis of productive practice and science research for many years. Gold occurs as native gold. Ore fluids were alkaline. The Au deposit is a mesothermal deposit.

Au deposit; regional geology; geochemistry; Jiapigou

2017-10-12

程思智（1994-），女，黑龍江人，碩士研究生在讀，專業(yè)：地質(zhì)學(xué)，研究方向：礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)

P618.51

A

1006-0995（2018）03-0410-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.03.013