遼寧趙家溝金礦地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志

董方升，張德慶，邊祥山，張雪航，孫東賓，王生文

（1.遼寧省地礦集團(tuán)能源地質(zhì)有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110013；2.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110013）

0 引言

1 區(qū)域地質(zhì)特征

研究區(qū)地處新華夏構(gòu)造體系遼河斷陷以及彰武至黑山中生代盆地的北東緣（趙東波等，2009；許云鵬等，2011），位于重要的冀東—遼西金成礦帶的東部，區(qū)域上發(fā)育有著名的金廠峪、峪耳崖、排山樓、金廠溝梁、二道溝等金礦床（圖1）。研究區(qū)內(nèi)發(fā)育的地層主要為白堊系義縣組內(nèi)陸湖相碎屑巖和中基性、酸性火山巖系。區(qū)域構(gòu)造主要分為3個構(gòu)造體系：東西向構(gòu)造體系、北東向構(gòu)造體系以及北北西向構(gòu)造體系。東西向構(gòu)造體系主要位于阜新北部，北東向構(gòu)造體系位于區(qū)域東部，北北西向構(gòu)造體系主要位于區(qū)域的東北部，趙家溝金礦周邊，金礦床與北北西向斷裂構(gòu)造密切相關(guān)。區(qū)域上巖漿巖主要為白堊紀(jì)中酸性侵入巖及火山巖（魏軍等，2014；李占春等，2019；王偉等，2020）。

圖1 遼寧趙家溝金礦區(qū)域構(gòu)造位置圖（據(jù)賈三石等，2011修改）

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)出露地層主要為白堊系義縣組和第四系。其中義縣組為一套火山碎屑巖沉積，巖性包括流紋巖（λ）、安山巖（α）、安山質(zhì)火山角礫巖（αbl）、流紋質(zhì)火山角礫巖（λbl）、流紋質(zhì)凝灰?guī)r（tf）。第四系由坡積、坡洪積物構(gòu)成，主要分布在工作區(qū)低洼區(qū)及沖溝中（圖2）。

圖2 趙家溝金礦礦區(qū)地質(zhì)圖

礦區(qū)構(gòu)造相對比較發(fā)育，主要以斷裂構(gòu)造為主，可識別出19條，整體走向?yàn)?30°～350°，傾角為60°～80°，傾向總體呈北東向，構(gòu)造帶規(guī)模大小不一，以壓性構(gòu)造為主，兼扭性特征，構(gòu)造破碎帶內(nèi)見網(wǎng)格狀石英脈、浸染狀和星點(diǎn)狀黃鐵礦以及薄膜狀褐鐵礦。流紋質(zhì)及安山質(zhì)火山角礫巖的孔隙中常見有石英晶簇，有較強(qiáng)的硅化、黃鐵礦化。

區(qū)內(nèi)巖漿巖以晚侏羅世酸性侵入巖為主，巖性主要為花崗巖，呈淺肉紅色，中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，見于礦區(qū)北部，呈巖柱狀，產(chǎn)于安山巖內(nèi)部，該期火山活動范圍相對較小，對金成礦的影響不大。

2.2 圍巖蝕變

礦區(qū)及其周邊安山巖具有較強(qiáng)的蝕變現(xiàn)象，并表現(xiàn)出不同的期次，其類型比較復(fù)雜。蝕變種類有硅化、黃鐵礦化、絹云母化、綠泥石化、高嶺土化和褐鐵礦化，其中硅化、黃鐵礦化表現(xiàn)最強(qiáng)、最普遍。硅化和黃鐵礦化相伴發(fā)生，可分為三期，其中第二期硅化與該區(qū)金成礦關(guān)系最為密切，其次為第三期硅化，該期硅化相對較弱，為金成礦次要階段。

2.3 礦化特征

礦區(qū)金礦化受斷裂構(gòu)造蝕變帶控制，主要產(chǎn)于斷裂構(gòu)造蝕變帶內(nèi)部，與主斷裂斜交或平行的次級構(gòu)造以及蝕變裂隙帶也有不同程度的金礦化，區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)19條斷裂構(gòu)造蝕變帶，它們均存在著不同程度的礦化。斷裂構(gòu)造蝕變帶一般呈北北西向展布，少量呈南北向，傾向呈北東向，傾角60°～80°，19條斷裂構(gòu)造在全區(qū)均有展布，部分地段由于覆蓋構(gòu)造跡象不能反映出來。礦區(qū)具有構(gòu)造蝕變帶發(fā)育程度高、礦化點(diǎn)帶多、礦化普遍存在等特點(diǎn)。

試驗(yàn)主要研究焊接工藝參數(shù)、攪拌頭前進(jìn)側(cè)材料和攪拌頭偏置對焊縫成型及性能的影響。通過大量的工藝試驗(yàn)表明，當(dāng)鎂板置于攪拌頭前進(jìn)側(cè)時(shí)，焊縫存在大量溝槽缺陷，無法獲得成型良好的焊縫。而鋁板置于前進(jìn)側(cè)時(shí)，當(dāng)攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度為900 r/min，焊接速度為50 mm/min時(shí)，可獲得成型較好的焊縫。相同條件下，攪拌頭偏置鎂側(cè)1 mm時(shí)，焊縫表面出現(xiàn)裂紋，而攪拌頭偏置鋁側(cè)1 mm可獲得成型最佳的焊縫，如圖1所示。

礦區(qū)F2、F5、F6、F7、F9、F10、F11為主要含礦構(gòu)造，通過地表槽探揭露，發(fā)現(xiàn)工業(yè)礦（化）存在，平均品位為3.18 g/t，最高 14.30 g/t。

礦化圍巖可分為中性火山巖和酸性火山巖兩種，其中F5構(gòu)造蝕變帶圍巖以中性火山巖為主，巖性主要為安山巖和安山質(zhì)角礫熔巖，其他構(gòu)造蝕變帶圍巖以流紋巖和流紋質(zhì)角礫熔巖為主。

礦化蝕變巖主要為構(gòu)造蝕變巖（以硅化、黃鐵礦化為主），原巖成分和相應(yīng)的圍巖一致，構(gòu)造蝕變巖可分角礫狀蝕變巖、碎裂狀蝕變巖、裂隙狀蝕變巖。其中角礫狀蝕變巖含礦性較好，常形成富大礦體，礦化蝕變帶一般沿主構(gòu)造上下盤分布，發(fā)育寬度從幾十厘米到幾十米，局部裂隙狀蝕變帶可遠(yuǎn)離主構(gòu)造帶，但一般規(guī)模較小。

2.4 礦體特征

通過槽探及鉆探工程，在礦區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)36條金礦化體，其中主礦體8條，為T1、T2、T6、T7、T8、T9、T11、T35（表1），主 要 分布在Sb5、Sb6、Sb7、Sb2構(gòu)造蝕變帶中（圖3）。礦體長度40～270 m，斜深30～108 m，傾向 60°～95°，傾角 70°左右，礦體形態(tài)主要為脈狀，部分為透鏡狀，礦體圍巖主要是安山巖和安山質(zhì)火山角礫巖、流紋巖和流紋質(zhì)火山角礫巖，礦體中主要的蝕變礦化有硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化和碳酸鹽化。

圖3 趙家溝金礦區(qū)重點(diǎn)勘探線剖面圖

表1 礦體特征一覽表

2.5 礦石特征

礦石構(gòu)造類型以角礫狀、脈狀為主，其次為網(wǎng)脈狀。脈狀礦石的含金品位較高。角礫狀礦石（圖4a）是礦區(qū)中主要的礦石類型，分布于各礦體中。為淺黃色、灰白色石英膠結(jié)流紋巖、流紋質(zhì)角礫熔巖碎塊。

脈狀礦石（圖4b）也是礦區(qū)主要礦石類型，主要由白色、灰白色石英單脈或復(fù)脈組成，含角礫比較少，礦石品位高，但不穩(wěn)定。網(wǎng)脈狀礦石（圖4c）是礦區(qū)中次要礦石類型，主要分布在角礫狀礦石和脈狀礦石的邊緣，金品位較低，一般為1～3 g/t。

圖4 趙家溝金礦區(qū)礦石類型野外照片

（1）礦石礦物成分。礦石中有用的礦石礦物為自然金和銀金礦，其中自然金約占85%，銀金礦約占15%，另見少量自然銀，金礦物的賦存狀態(tài)主要為包裹金，占90%以上，主要包裹在石英和黃鐵礦中，其次分布在黃鐵礦晶粒之間的為粒間金。金礦物形態(tài)以它形中細(xì)粒狀為主，約占80%，部分金礦物呈葉片狀產(chǎn)出。脈石礦物主要為石英、黃鐵礦、褐鐵礦、綠泥石、絹云母等，其中石英呈半自形或他形，多呈網(wǎng)格狀，局部呈團(tuán)塊狀分布在角礫裂隙之間；黃鐵礦含量變化較大，多呈浸染狀分布，部分呈細(xì)粒分散狀，黃鐵礦結(jié)晶程度以自形、半自形為主；褐鐵礦、綠泥石、絹云母等脈石礦物含量較少且分布不均勻，另外礦石中可見黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等礦物，呈浸染狀分布，含量甚微。

（2）礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。礦石具有他形粒狀結(jié)構(gòu)（圖5a），金的粒級以中細(xì)粒為主，局部可達(dá)粗粒、巨粒級別，部分鉆孔中見到明金；角礫狀、脈狀構(gòu)造為主，局部見網(wǎng)脈狀構(gòu)造。載金礦物黃鐵礦呈自形、半自形粒狀（圖5b）；浸染狀構(gòu)造為主，可見團(tuán)塊狀或似脈狀構(gòu)造。

圖5 趙家溝金礦區(qū)礦石結(jié)構(gòu)顯微照片

（3）礦石品位。礦石中金品位變化較大，多數(shù)樣品金品位小于10 g/t，少數(shù)樣品超過10 g/t，在鉆孔中出現(xiàn)一個特高的金品位，達(dá)到74.01 g/t，礦床平均金品位為3.26 g/t。

（4）礦石中其它化學(xué)成分。對金品位較高的樣品進(jìn)行成礦元素分析，其中金的測定用火試金富集-原子吸收分光光度法，銀的測定用原子吸收分光光度法，銅、鉛、鋅、鈷、砷的測定用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法，鉬、鎢的測定用示波極譜法，硫的測定用高溫管式爐燃燒后滴定法。發(fā)現(xiàn)除金和銀元素外，礦石中其他成分（Cu、Pb、Zn、Mo、WO3、S、As、Co）的含量都非常低，均低于可利用指標(biāo)含量的10倍以上，有害元素砷的含量僅為0.021%，對選礦有影響的銅元素含量僅為0.004%，可以忽略不計(jì)（表2）。

表2 礦石多元素分析結(jié)果表及伴生元素可利用指標(biāo)

3 礦床成因及找礦標(biāo)志

3.1 礦床成因

趙家溝礦區(qū)金成礦與金背景值較高的中低溫?zé)嵋哼\(yùn)移以及硅化、黃鐵礦化密切相關(guān)，成礦可分為3個階段：①微含金的偏膠體玉髓狀石英伴隨著火山噴發(fā)活動，充填于原生裂隙中；②白色石英沿?cái)嗔褬?gòu)造帶充填并穿插第一期硅化，呈晶洞或晶簇，并伴隨有黃鐵礦化；③含金白色石英脈沿北北西構(gòu)造裂隙充填，穿插一、二期石英，呈脈狀、網(wǎng)脈、不規(guī)則塊狀，并伴隨有細(xì)脈狀、浸染狀黃鐵礦（褐鐵礦）分布，本期為主要成礦期，含金量較高。

該礦床礦體嚴(yán)格受北北西向張扭斷裂控制，金礦主要賦存于發(fā)生薄膜狀褐鐵礦化以及細(xì)粒狀黃鐵礦化的硅化構(gòu)造角礫巖中，礦區(qū)金元素隨著白堊紀(jì)火山活動發(fā)生活化，金背景值較高的低溫?zé)嵋涸谘乇北蔽飨驍嗔褬?gòu)造運(yùn)移過程中發(fā)生富集。礦區(qū)礦物成分中大多含有玉髓狀石英、褐色隱晶石英、晶芽和蛋白石等典型的低溫脈石礦物。

本礦區(qū)金品位淺部較深部高，礦區(qū)賦礦深度大多在150 m以內(nèi)，低溫脈石礦物發(fā)育，且發(fā)育的大小不等的晶洞、晶簇，說明有自由空間存在，是低壓產(chǎn)物。綜上，可認(rèn)為趙家溝金礦為低溫?zé)嵋盒徒鸬V（郭玉乾等，2009；毛光武等，2015；侯華江，2016）。

3.2 找礦標(biāo)志

（1）斷裂構(gòu)造。金礦主要發(fā)育在硅化構(gòu)造蝕變帶中，最明顯的找礦標(biāo)志為構(gòu)造蝕變帶，北北西向斷裂構(gòu)造是主要控礦構(gòu)造，按此構(gòu)造追索礦體最為有效（關(guān)玉波，2011；陳少鋒和白文龍，2019；韓華等，2020）。同時(shí)斷裂構(gòu)造分支復(fù)合部位、斷裂構(gòu)造產(chǎn)狀變異部位是存在工業(yè)礦化的有利部位。

（2）石英脈。含金量高的巖石中多見網(wǎng)格狀以及細(xì)脈狀石英脈，顏色多呈灰色、灰白色，因此石英脈是有效的找礦標(biāo)志之一。

（3）礦化蝕變。構(gòu)造破碎帶中蝕變較強(qiáng)的巖石中金含量較高，其中強(qiáng)烈的硅化、薄膜狀褐鐵礦化以及細(xì)粒狀黃鐵礦化與金成礦最為密切（劉高杰等，2020），因此找礦過程中要著重注意發(fā)生該類蝕變的安山質(zhì)火山角礫巖、安山巖等。

4 找礦預(yù)測

趙家溝金礦礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造相對發(fā)育較好，金成礦與北北西向構(gòu)造密切相關(guān)，經(jīng)野外地質(zhì)調(diào)查在地表發(fā)現(xiàn)，多條小型北東向及東西向構(gòu)造的下部可能存在硅化構(gòu)造蝕變帶。前期勘查工程多布置在構(gòu)造蝕變帶露頭處，構(gòu)造兩側(cè)多被第四系覆蓋，可布置相應(yīng)的槽探工程對構(gòu)造破碎帶沿走向延伸方向進(jìn)行探索，擴(kuò)大礦體長度。同時(shí)，前期鉆探工程的終孔深度大多在200 m以內(nèi)，控制的礦體斜深在110 m以內(nèi)，經(jīng)施工發(fā)現(xiàn)，深度在150～230 m也存在多層構(gòu)造破碎帶，亦具備金礦富集的可能。

5 結(jié)論

（1）趙家溝地區(qū)構(gòu)造發(fā)育，金礦主要發(fā)育在構(gòu)造蝕變帶中，區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)19條構(gòu)造蝕變帶，36條金礦體，其中8條為主礦體。

（2）趙家溝金礦礦石礦物以自然金和銀金礦為主，以他形粒狀結(jié)構(gòu)，角礫狀、脈狀構(gòu)造為主，金平均品位為3.26 g/t，礦石中其它成分含量較低。

（3）趙家溝礦床礦體受北北西向張扭斷裂控制，為低溫?zé)嵋盒徒鸬V，區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造、石英脈以及礦化蝕變?yōu)橹饕恼业V標(biāo)志，后期工作中應(yīng)加強(qiáng)對構(gòu)造蝕變帶及深部礦體的控制。