吉東南玄武巖覆蓋區(qū)地球物理特征及找礦方向

孫念仁 許志河 牛軍平 李福文 鐘立平 李志闖

摘要：吉林省長白玄武巖覆蓋區(qū)位于重點(diǎn)成礦區(qū)帶遼東—吉南成礦帶北東段，圍繞玄武巖覆蓋區(qū)金、多金屬礦床（點(diǎn)）星羅棋布。研究區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)典型矽卡巖型金礦床——八道溝金礦床，綜合分析研究區(qū)地質(zhì)特征，認(rèn)為研究區(qū)具有尋找矽卡巖型金礦床的潛力。通過對(duì)高精度重力異常特征分析，在研究區(qū)內(nèi)布置了重-磁-電-地綜合剖面，對(duì)該綜合剖面地球物理特征進(jìn)行了總結(jié)，推測(cè)玄武巖蓋層下碳酸鹽巖與中酸性侵入巖的分布及接觸位置。綜合分析認(rèn)為，重-磁-電-地綜合剖面10110—10280點(diǎn)段與11400—11700點(diǎn)段2處具有尋找矽卡巖型金礦床的潛力。在研究區(qū)內(nèi)進(jìn)一步開展地球物理工作，有望實(shí)現(xiàn)玄武巖覆蓋區(qū)的找礦突破。

關(guān)鍵詞：地球物理特征;找礦方向;綜合剖面;矽卡巖型金礦床;吉東南

中圖分類號(hào)：TD15 P631文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

文章編號(hào)：1001-1277（2020）04-0020-05doi：10.11792/hj20200405

引 言

研究區(qū)大地構(gòu)造位置為華北板塊北緣東段，膠-遼-吉古元古造山帶中老嶺隆起帶內(nèi)。老嶺隆起帶自太元代以來經(jīng)歷了復(fù)雜的地質(zhì)作用，構(gòu)造-巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，成礦條件優(yōu)越，是吉林省重要的金多金屬成礦帶，已發(fā)現(xiàn)荒溝山、板廟子大型金礦床和八里溝、南岔、大松樹、淘金溝、五道陽岔、小石人及大青溝等眾多中小型金礦床[1-3]。吉東南鴨綠江對(duì)岸的朝鮮民主主義人民共和國北部地區(qū)，礦產(chǎn)資源更加豐富，知名的礦床有惠山超大型銅金礦床、檢德超大型鉛鋅礦床[4]。鴨綠江沿岸由于新生界玄武巖覆蓋，多年來未實(shí)現(xiàn)大型—超大型礦床的找礦突破。關(guān)于老嶺成礦帶內(nèi)金礦床的成因尚存在爭(zhēng)議，有的學(xué)者認(rèn)為該區(qū)絕大多數(shù)金礦為蝕變硅質(zhì)巖型熱液金礦床，部分學(xué)者認(rèn)為該區(qū)為典型的古太古代綠巖帶型熱液金礦床，但由于玄武巖大面積覆蓋，地表基巖出露較少，常規(guī)地質(zhì)、化探工作的找礦效果有限，為該區(qū)開展外圍及深部礦床研究及找礦帶來一定困難。因此，在研究區(qū)內(nèi)開展地球物理找礦工作就顯得尤為必要。本文在分析研究區(qū)高精度重力異常特征基礎(chǔ)上，布置重-磁-電-地綜合剖面，推測(cè)有利于形成矽卡巖型金礦床的位置，初步達(dá)到了“揭蓋”的目的，為覆蓋區(qū)找礦提供了依據(jù)。

1 區(qū)域與研究區(qū)地質(zhì)特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)特征

研究區(qū)大地構(gòu)造位置位于華北地臺(tái)北緣東段，基底由太古宙片麻巖和古元古界老嶺群變質(zhì)巖組成，沉積蓋層為元古宙—中生界碳酸鹽巖和火山沉積巖系。區(qū)域西側(cè)出露三疊系長白組火山碎屑巖及大面積船底山組玄武巖，在切割的溝谷中可零星發(fā)現(xiàn)古元古界老嶺群。區(qū)域主要構(gòu)造為鴨綠江斷裂及其次級(jí)斷裂。區(qū)域巖漿巖分布廣泛，以燕山期中、酸性侵入巖為主，與臨江銅礦床成礦作用密切相關(guān)。區(qū)域礦產(chǎn)資源種類豐富，主要有金、銀、銅、鉛、鋅、鐵等[5]。

1.2 研究區(qū)地質(zhì)特征

研究區(qū)主要出露新太古代花崗片麻巖（Ar3gg）、古元古界老嶺群珍珠門組（Pt1z）和大栗子組（Pt1d）、震旦系橋頭—八道江組（Z1-2q-b）、寒武系崮山組（∈3g）和炒米店組（∈3c）、奧陶系冶里組（O1y）和亮甲山組（O1l）、侏羅系果松組（J2-3g）及林子頭組（J3l）、第三系土門子組（N1t）及船底山組（N1c）（見圖1）。其中，珍珠門組、崮山組、炒米店組均為碳酸鹽巖，是研究區(qū)內(nèi)的含金建造及礦源層，為成礦提供了成礦物質(zhì)。研究區(qū)近三分之二的面積被土門子組、船底山組覆蓋，斷裂多分布于研究區(qū)西側(cè)及南側(cè)，以北東向、近東西向斷裂為主。巖漿巖分布于研究區(qū)南北兩側(cè)，主要為晚侏羅世中酸性侵入巖，巖性以二長花崗巖（J3ηγ）、閃長巖（J3δ）為主，其與成礦關(guān)系密切。

2 地球物理特征

2.1 高精度重力異常特征

剩余重力異常反映的是淺部信息，主要與近地表或出露的巖性有直接關(guān)系，可以反映不同時(shí)代，不同巖性地層的空間分布情況[6]。

在研究區(qū)剩余重力異常圖（見圖2）中，剩余重力異常整體呈北東向、北西向展布，局部北東向剩余重力異常展布方向略有改變。研究區(qū)古元古界、新元古界、下古生界地層表現(xiàn)為剩余重力高異常，中生界三疊系、白堊系和新生界地層，以及中生代中酸性侵入巖表現(xiàn)為剩余重力低異常。剩余重力低異常呈線狀、串珠狀是斷裂的反映，研究區(qū)剩余重力低異常表現(xiàn)為呈北西向串珠狀展布，局部被北東向剩余重力高異常錯(cuò)斷，表明北東向斷裂切割或錯(cuò)斷北西向斷裂，反映了構(gòu)造多期活動(dòng)的特點(diǎn)。研究區(qū)南部東西向剩余重力異常內(nèi)出現(xiàn)近東西向剩余重力低異常，出現(xiàn)在大栗子組與釣魚臺(tái)組和寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)地層界線附近，推測(cè)與東西向斷裂有關(guān)[7]。

2.2 重-磁-電-地綜合剖面特征

為進(jìn)一步確定研究區(qū)找礦方向，根據(jù)研究區(qū)地質(zhì)特征，在成礦潛力較好地段布置1條北北西向重-磁-電-地綜合剖面（P—P′）（見圖3），該剖面北起臨江銅礦床附近（10000點(diǎn)），南至八道溝金礦床附近（12100點(diǎn)），全長近21 km，點(diǎn)距100 m。

1）剩余重力異常。布格重力異常曲線從剖面北端起至南端具有二高三低的特征（見圖3-a））。10000—10080點(diǎn)段表現(xiàn)為未封閉剩余重力低異常;10080—10250點(diǎn)段表現(xiàn)為對(duì)稱單峰曲線，其中10110—10280點(diǎn)段表現(xiàn)是珍珠門組大理巖的反映;10280—10700點(diǎn)段表現(xiàn)為低緩對(duì)稱曲線，地表大面積出露林子頭組火山巖;10700—11400點(diǎn)段表現(xiàn)為低緩不對(duì)稱曲線，剩余重力異常最高值為4.5×10-5 m/s2;11400—12100點(diǎn)段表現(xiàn)為不規(guī)則低緩曲線，剩余重力異常最小值為-4.4×10-5 m/s2，由南至北逐漸降低。

2）磁異常。磁異常曲線表現(xiàn)為鋸齒狀或突跳狀，局部有小范圍低緩磁異常（見圖3-b）），磁異常ΔT最高值2 177 nT，最小值-1 780 nT。10000—11360點(diǎn)段有3個(gè)磁異常;11360—11560點(diǎn)段表現(xiàn)為低緩磁異常，個(gè)別點(diǎn)磁異常ΔT值達(dá)到595 nT，其余均小于200 nT;11560—12100點(diǎn)段表現(xiàn)為低緩對(duì)稱磁異常特征，疊加小規(guī)模突跳磁異常，是二長花崗巖的反映。

3）可控源音頻大地電磁法（CSAMT）。CSAMT視電阻率二維反演斷面圖（見圖3-c））顯示，反演視電阻率大部分變化范圍為500～1 500 Ω·m。以此為背景，疊加了規(guī)模大小不等、產(chǎn)狀多變的低阻（小于500 Ω·m）和高阻（2 000～50 000 Ω·m）異常，形成與具有二高三低特征的剩余重力異常形態(tài)相對(duì)應(yīng)的視電阻率異常。10000—10220點(diǎn)段表現(xiàn)為相對(duì)高阻異常，反演視電阻率為800～2 500 Ω·m，深部向南延深，局部近地表表現(xiàn)為小規(guī)模低阻異常（120～500 Ω·m）;10220—10660點(diǎn)段表現(xiàn)為低阻異常，反演視電阻率為20～500 Ω·m，地表首層以下，反演視電阻率由淺至深表現(xiàn)為逐漸增高;10660—10980點(diǎn)段表現(xiàn)為由盆狀低阻異常向高阻異常過渡;10980—11700點(diǎn)段表現(xiàn)為高阻異常，反演視電阻率主要為1 000～25 000 Ω·m，以11470點(diǎn)為界，反映北部高阻異常體傾向南，南部傾向北，傾角較陡;11700—12100點(diǎn)段表現(xiàn)為中高阻異常，反演視電阻率主要為1 000～5 000 Ω·m，反映深部異常體傾向南。

3 典型矽卡巖型金礦床地質(zhì)特征

區(qū)域上典型矽卡巖型金礦床為八道溝金礦床。八道溝金礦區(qū)主要出露古元古界老嶺群花山組、新元古界釣魚臺(tái)組、寒武系崮山組和炒米店組、奧陶系冶里組和馬家溝組、新近系土門子組和船底山組。其中，馬家溝組巖性是以灰?guī)r為主的碳酸鹽巖，為成礦提供了成礦物質(zhì)，是成礦母巖。此外，寒武系崮山組和炒米店組同樣是以灰?guī)r為主的碳酸鹽巖，可能也為成礦提供了成礦物質(zhì)。礦區(qū)出露巖漿巖主要為晚侏羅世二長花崗巖，局部被船底山組玄武巖覆蓋，與馬家溝組地層呈侵入接觸關(guān)系，該接觸帶為礦體產(chǎn)出地段。礦區(qū)斷裂發(fā)育，近東西向斷裂規(guī)模最大，控制了地層及巖體的展布，是礦區(qū)內(nèi)的主要控礦構(gòu)造。

礦區(qū)內(nèi)共圈定2條礦化蝕變帶，均產(chǎn)于晚侏羅世二長花崗巖與馬家溝組的接觸帶上。礦化蝕變帶內(nèi)圈定2條金礦體、1條銀礦體。規(guī)模較大的1條金礦體平均品位為9.59×10-6，長650 m，走向近東西，傾角20°～80°，受近東西向斷裂控制明顯，具有品位、厚度變化大，沿走向尖滅再現(xiàn)的特征。

礦石類型主要為蝕變巖型。礦石結(jié)構(gòu)以自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)為主，礦石構(gòu)造以浸染狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造為主。金屬礦物主要為黃鐵礦、褐鐵礦、黃銅礦等，非金屬礦物主要為方解石、石英、絹云母等。圍巖蝕變主要有硅化、絹云母化、綠泥石化、黃鐵礦化等。

八道溝金礦床金的成礦作用主要與晚侏羅世二長花崗巖與奧陶系馬家溝組地層接觸帶有關(guān)，成礦物質(zhì)來源于奧陶系馬家溝組。馬家溝組為一套淺海相灰?guī)r，該灰?guī)r是碳酸鹽巖的一種，碳酸鹽巖與中酸性侵入巖（晚侏羅世二長花崗巖）接觸，可形成矽卡巖型金礦床。因此，認(rèn)為研究區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖與中酸性侵入巖接觸部位具有形成矽卡巖型金礦床的可能。

4 找礦標(biāo)志及找礦方向

4.1 找礦標(biāo)志

1）研究區(qū)含金建造主要是碳酸鹽巖建造，碳酸鹽巖的存在是矽卡巖型金礦床形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。研究區(qū)內(nèi)存在珍珠門組大理巖，其為碳酸鹽巖經(jīng)變質(zhì)作用形成的巖石。珍珠門組大理巖Au、Ag、Cu等元素豐度值高于地殼克拉克值，為礦區(qū)金及多金屬礦成礦的重要礦源層[8-10]。崮山組和炒米店組巖性同樣為碳酸鹽巖，也可能為研究區(qū)成礦提供成礦物質(zhì)。因此，具有高重力異常特征的珍珠門組大理巖、崮山組和炒米店組是研究區(qū)尋找矽卡巖型金礦床的重要地層標(biāo)志。

2）中酸性巖漿侵入活動(dòng)為矽卡巖型金礦床提供成礦流體及熱源。研究區(qū)燕山期巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，且多形成中酸性巖。因此，碳酸鹽巖地層中呈層狀或多層狀高磁異常的侵入巖為研究區(qū)尋找矽卡巖型金礦床的巖漿巖標(biāo)志。

3）高精度重力異常梯度帶反映了研究區(qū)內(nèi)斷裂呈北東向、北西向展布。重力、磁法梯度帶及地球物理場(chǎng)形態(tài)的扭曲部位通常是構(gòu)成成礦物質(zhì)運(yùn)移的通道和成礦物質(zhì)的富集場(chǎng)所。因此，重力、磁法梯度帶及地球物理場(chǎng)形態(tài)的扭曲部位是重要的地球物理找礦標(biāo)志。

4）矽卡巖型金礦多賦存于侵入接觸帶附近，具有明顯的分帶性，因此見礦效果較好的部位在地球物理場(chǎng)多表現(xiàn)為剩余重力高異常、高磁異常及條帶狀低阻異常。因此，綜合分析重、磁、電等地球物理場(chǎng)高低異常變化可區(qū)分圍巖、巖漿巖及金礦化蝕變帶，是尋找矽卡巖型金礦床的地球物理標(biāo)志。

4.2 找礦方向

根據(jù)重力、磁法及可控源音頻大地電磁法測(cè)量結(jié)果，結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)特征，認(rèn)為在重-磁-電-地綜合剖面10110—10280點(diǎn)段與11400—11700點(diǎn)段2處具有尋找矽卡巖型金礦床的潛力。

10110—10280點(diǎn)段解譯出地表下層分布有大量隱伏珍珠門組大理巖及晚侏羅世花崗閃長巖（見圖3-d））。該點(diǎn)段局部存在小規(guī)模低阻異常（120～500 Ω·m），認(rèn)為是珍珠門組大理巖與晚侏羅世花崗閃長巖的接觸帶。中酸性侵入巖（晚侏羅世花崗閃長巖）侵入到碳酸鹽巖（珍珠門組大理巖）中，該接觸帶上具有形成矽卡巖型金礦床的可能。此外，在10250點(diǎn)處解譯出1條傾向南的斷裂（F2），可為成礦熱液的運(yùn)移提供通道及空間。該點(diǎn)段成礦條件優(yōu)越，因此認(rèn)為10110—10280點(diǎn)段是研究區(qū)重要的找礦位置。

11400—11700點(diǎn)段解譯出崮山組和炒米店組與中酸性侵入巖（晚侏羅世二長花崗巖）呈相間排列。此外，解譯出3條斷裂（F7、F8、F9），其中F7斷裂傾向南，其北側(cè)為寒武系炒米店組，南側(cè)為晚侏羅世二長花崗巖，推測(cè)晚侏羅世二長花崗巖沿該斷裂侵位上升，與寒武系炒米店組接觸，在該斷裂及巖性接觸面上是尋找矽卡巖型金礦床的重要位置。同理，F(xiàn)8、F9斷裂處具有相同的特征。該點(diǎn)段成礦條件優(yōu)越，因此認(rèn)為11400—11700點(diǎn)段是研究區(qū)重要的找礦位置。

5 結(jié) 論

1）研究區(qū)剩余重力異常整體呈北東向、北西向展布，表明北東向斷裂切割或錯(cuò)斷北西向斷裂，反映了構(gòu)造多期活動(dòng)的特點(diǎn)。

2）根據(jù)重-磁-電-地綜合剖面測(cè)量結(jié)果，該剖面上剩余重力異常整體具有二高三低特征;磁異常表現(xiàn)為鋸齒狀或突跳狀;視電阻率異常與具有二高三低特征的剩余重力異常有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，表明該綜合剖面解譯出的地質(zhì)結(jié)果具有良好的一致性。

3）綜合分析認(rèn)為，重-磁-電-地綜合剖面10110—10280點(diǎn)段與11400—11700點(diǎn)段2處具有尋找矽卡巖型金礦床的潛力。在研究區(qū)內(nèi)進(jìn)一步開展地球物理工作，有望實(shí)現(xiàn)玄武巖覆蓋區(qū)的找礦突破。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1] 劉洪文，邢樹文，周永昶.吉南地區(qū)斑巖—熱液脈型金多金屬礦床成礦模式[J].地質(zhì)與勘探，2002，38（2）：28-32.

[2] 王建新，臧興運(yùn).吉林樺甸板廟子金礦與外圍控礦條件及靶區(qū)預(yù)測(cè)[J].黃金，2009，30（4）：17-20.

[3] 王鍵.吉林省西岔金銀礦床礦化富集規(guī)律及成因研究[D].長春：吉林大學(xué)，2013.

[4] 王速.中國長白—朝鮮惠山地區(qū)成礦帶劃分、延伸及對(duì)比分析[J].吉林地質(zhì)，2014，33（2）：1-7，12.

[5] 武殿英，楊翼，宋群.吉南集安群金、鉛鋅層控特征[J].吉林地質(zhì)，1992，21（4）：8-16.

[6] 柳建新.地球物理勘探在危機(jī)礦山深邊部接替資源勘探中的應(yīng)用[J].國土資源導(dǎo)刊，2006，3（3）：120-124.

[7] 李春華，路來君，畢明麗，等.吉林白山地區(qū)金礦綜合信息找礦模型[J].世界地質(zhì)，2010，29（1）：71-77.

[8] 孫超.吉林省南部老嶺地區(qū)金礦床成礦地質(zhì)條件分析及成礦預(yù)測(cè)[J].黃金，1996，17（9）：7-10.

[9] 王義文.華北地臺(tái)北緣東段金礦床類型劃分及不同時(shí)代金礦床的基本特征[J].黃金，1994，15（2）：2-8.

[10] 陳繼軍，商貴軍，高鵬偉.吉林白山地區(qū)金礦床類型、成礦帶劃分及找礦前景[J].黃金，2013，34（5）：27-31.

Abstract：The Changbai basalt-covered area of Jilin Province is located in the northeast section of the East Liao-ning-South Jilin national key ore belt.A great deal of gold and polymetallic deposits are distributed around the basalt-covered area.A typical skarn type gold deposit—Badaogou Gold Deposit，is discovered in the study area.Based on comprehensive geological characteristics analysis of the area，it is deemed that the study area has prospecting potentials for skarn type gold deposit.Through high precision gravity anomaly characteristics analysis，a gravity-magnetism-electricity-ground comprehensive profile is arranged in the study area and summarized the geophysical characteristics of the comprehensive profile.The distribution of carbonatite and mid-acidity intrusion rock under the basalt-covered layer as well as their contact location is inferred.Comprehensive analysis takes that the gravity-magnetism-electricity-ground comprehensive profile 10110-10280 spot and 11400-11700 spot have prospecting potentials for skarn type gold deposits.Further geophysical work in the study area could lead to prospecting breakthroughs in basalt-covered area.

Keywords：geophysical characteristics;prospecting direction;comprehensive profile;skarn type gold deposit;Southeast Jilin