吉林夾皮溝金礦田二道溝金礦區(qū)地球物理特征、地球化學(xué)特征及找礦效果

王學(xué)陽(yáng)，李 慧，郭廷峰，張繼武，戴臺(tái)鵬

(1.長(zhǎng)春黃金研究院有限公司；2.中國(guó)建設(shè)銀行股份有限公司長(zhǎng)春第一汽車集團(tuán)公司支行；3.青海省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局)

引 言

二道溝金礦床位于夾皮溝金礦田內(nèi)，該礦田內(nèi)已發(fā)現(xiàn)金礦床(點(diǎn))數(shù)十處[1-3]。20世紀(jì)50年代，長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院吉中區(qū)測(cè)大隊(duì)進(jìn)行了1∶20萬(wàn)吉林市—磐石縣幅地質(zhì)調(diào)查，為區(qū)域內(nèi)找礦奠定了基礎(chǔ)。1983年，吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六〇四隊(duì)、六〇七隊(duì)、六○八隊(duì)聯(lián)合開展了1∶5萬(wàn)輝南—樺甸—和龍成礦帶區(qū)域化探普查工作，在溜河地區(qū)獲得了6處較好的Au、Ag、Pb、As組合異常，為溜河地區(qū)開展普查找礦工作提供了靶區(qū)。1991年，吉林省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所進(jìn)行了1∶5萬(wàn)白山鎮(zhèn)—會(huì)全棧幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查，圈定了物化探異常。1994—2001年，吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六〇四隊(duì)在二道溝金礦區(qū)進(jìn)行了地質(zhì)普查工作。2009—2012年，中化地質(zhì)礦山總局吉林地質(zhì)勘查院在該區(qū)進(jìn)行了1∶1萬(wàn)地質(zhì)填圖、1∶1萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量、1∶1萬(wàn)磁法測(cè)量及槽探等工作[4-6]，為后續(xù)找礦工作奠定了基礎(chǔ)。

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，多源信息找礦逐漸成為地學(xué)研究的熱點(diǎn)和前沿[7-10]，其基于地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、遙感等多源信息，通過(guò)選擇不同方法組合、主攻礦種、組合模型等進(jìn)行綜合研究，以獲得找礦突破。趙鵬大等[7]通過(guò)將地質(zhì)、地球化學(xué)、地球物理、遙感等相結(jié)合，提取相關(guān)找礦信息，圈定了找礦靶區(qū)并獲得了找礦突破，為金屬礦找礦工作提供了理論及實(shí)踐基礎(chǔ)。趙希剛等[11]利用地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、遙感、水文地質(zhì)等多源信息進(jìn)行綜合找礦研究，提取了找礦識(shí)別標(biāo)志。

二道溝金礦床目前開采已超過(guò)1 410 m中段，正朝著更深的探礦深度前進(jìn)[12-13]。但是，夾皮溝金礦田已有超過(guò)200 a的采礦歷史，保有儲(chǔ)量幾近枯竭，噸礦成本居高不下[1-3,14-16]，因此進(jìn)行深邊部找礦工作迫在眉睫。本文在充分收集已有資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)綜合分析地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)及遙感信息，圈定了找礦靶區(qū)，并在具有找礦潛力的位置布設(shè)了探礦工程，探獲了多條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶，取得了一定的找礦突破，可為夾皮溝金礦田內(nèi)進(jìn)一步找礦提供借鑒。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

二道溝金礦床位于中亞造山帶東部(見(jiàn)圖1-A)，華北地臺(tái)北緣東段，吉黑地塊南側(cè)，敦化—密山斷裂上，依蘭—伊通斷裂東側(cè)(見(jiàn)圖1-B)[17-19]。

1—松江河金礦床 2—海溝金礦床 3—六批葉金礦床 4—八家子金礦床 5—立山金礦床 6—二道溝金礦床 7—廟嶺金礦床 8—四道岔金礦床 9—三道岔金礦床 10—大線溝金礦床 11—小北溝金礦床 12—熱鬧溝金礦床 13—菜搶子金礦床 14—板廟子金礦床 15—砂金溝金礦床

區(qū)域地層發(fā)育，從太古宇到新生界地層均有出露(見(jiàn)圖1-C)，巖性以斜長(zhǎng)角閃巖、黑云角閃輝石變粒巖、輝石角閃巖、榴輝黑云斜長(zhǎng)片麻巖、角閃斜長(zhǎng)片麻巖、混合片麻巖、混合花崗巖為主。區(qū)域構(gòu)造以斷裂為主，主要斷裂為北部的北東向輝發(fā)河斷裂(為敦化—密山斷裂的組成部分)和東南部的北東向集安—松江斷裂，以及中部的北西向富爾河斷裂、金銀別斷裂、夾皮溝斷裂，區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)礦床多產(chǎn)于北西向斷裂中，但結(jié)合礦區(qū)尺度的斷裂，控礦構(gòu)造方向主要有北西向、北東向和南北向。區(qū)域巖漿活動(dòng)十分強(qiáng)烈，具有多期次活動(dòng)的特點(diǎn)，其中太古宙鉀質(zhì)花崗巖、古生代花崗巖、中生代花崗巖均有出露，花崗巖多呈巖株?duì)町a(chǎn)出[20]。

區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)豐富，夾皮溝金礦田內(nèi)已發(fā)現(xiàn)金礦床(點(diǎn))數(shù)十處。其中，以板廟子、菜搶子、三道岔及二道溝等金礦床為代表，礦床類型多為石英脈型，也有少量破碎帶蝕變巖型。溜河地區(qū)主要產(chǎn)出金礦床并伴生銀礦床，礦床類型為蝕變巖型，局部有少量含金石英脈型。吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六○八隊(duì)在二道溝金礦床東側(cè)發(fā)現(xiàn)了六批葉中型金礦床，在南側(cè)發(fā)現(xiàn)了頭道溜河頭道岔金礦床；在北側(cè)，吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六○四隊(duì)發(fā)現(xiàn)了老嶺金礦床[4,12,16-17]。區(qū)域內(nèi)一系列金礦床(點(diǎn))的發(fā)現(xiàn)，表明二道溝金礦區(qū)具有進(jìn)一步找礦的潛力。

2 礦區(qū)及礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)地層發(fā)育，主要為太古宙表殼巖組合，巖性主要為斜長(zhǎng)角閃巖、角閃斜長(zhǎng)片麻巖、黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖、花崗質(zhì)片麻巖，局部夾磁鐵石英巖(見(jiàn)圖2)。此外，第四系分布在溝谷地區(qū)。礦區(qū)構(gòu)造以斷裂為主，根據(jù)遙感解譯斷裂(見(jiàn)圖3)，北西向、北東向及南北向斷裂構(gòu)成了礦區(qū)基底的基本構(gòu)造格架，為成礦提供了良好的構(gòu)造空間。其中，北西向和南北向斷裂形成較早，是主要容礦構(gòu)造；北東向斷裂錯(cuò)斷礦體，是成礦期后形成或多期活動(dòng)斷裂。礦區(qū)巖漿巖出露較少，僅在北部見(jiàn)細(xì)粒閃長(zhǎng)巖出露，中部出露少量石英脈及輝長(zhǎng)巖，在鉆孔中見(jiàn)到隱伏的二長(zhǎng)花崗巖，前人研究結(jié)果顯示，二長(zhǎng)花崗巖與成礦關(guān)系密切[1,14]。

1—第四系 2—東北岔片麻巖 3—古家溝片麻巖 4—富家溝片麻巖 5—白山鎮(zhèn)片麻巖 6—會(huì)全棧片麻巖 7—斜長(zhǎng)角閃巖 8—角閃斜長(zhǎng)片麻巖 9—角閃變粒巖 10—黑云變粒巖 11—淺色麻粒巖 12—角閃石巖 13—磁鐵石英巖 14—細(xì)粒閃長(zhǎng)巖 15—輝長(zhǎng)巖 16—石英脈 17—斷裂 18—找礦靶區(qū)及編號(hào) 19—探槽及編號(hào)

圖3 二道溝金礦區(qū)遙感解譯斷裂

2.2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)金礦化主要有2種類型：含金石英脈型、蝕變巖型。其中，含金石英脈型金礦化主要產(chǎn)于蝕變帶中，含金石英脈呈扁豆?fàn)罘植?，受外部因素影響，其走向延長(zhǎng)尚未得到控制，走向北東，傾向北西，傾角60°～70°，寬0.1～0.3 m，最高金品位5.5×10-6。蝕變巖型金礦化主要產(chǎn)于蝕變破碎帶中，其內(nèi)產(chǎn)出的礦體規(guī)模相對(duì)較大，走向北東，常位于蝕變破碎帶邊部，長(zhǎng)50～100 m，礦石呈半膠結(jié)狀態(tài)，具有細(xì)脈浸染狀結(jié)構(gòu)，金品位2.2×10-6～3.5×10-6。

電氣自動(dòng)化技術(shù)的使用范圍廣泛，不論是人們?nèi)粘５纳钣玫碾娖髟O(shè)備還是工業(yè)企業(yè)的制造類設(shè)備都需電氣自動(dòng)化技術(shù)的支持。目前，電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展到了一定階段，隨著大規(guī)模的制造與使用也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，比較嚴(yán)重的就是資源緊張以及電能消耗問(wèn)題。

礦區(qū)內(nèi)礦體分為上、下2個(gè)富集區(qū)段。其中，上富集區(qū)段為150～650 m標(biāo)高，主要產(chǎn)出1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、5號(hào)礦體；下富集區(qū)段在150 m標(biāo)高以下，以0號(hào)、新1號(hào)、新2號(hào)礦體為主。礦體走向長(zhǎng)為50～250 m，部分礦體長(zhǎng)可達(dá)400 m。礦體傾向延伸差距較大，部分只有50 m，但也有延伸到1 410 m中段仍未尖滅的礦體，表明礦區(qū)深部具有巨大的成礦潛力。礦體水平厚度為0.4～3.5 m，局部可達(dá)7.0 m。礦體形態(tài)主要為似板狀、透鏡狀、扁豆?fàn)畹取?/p>

礦石中金屬礦物主要為黃鐵礦，其次為方鉛礦、黃銅礦，還見(jiàn)少量閃鋅礦、磁黃鐵礦、輝鉍礦、黑鎢礦、白鎢礦、白鐵礦、磁鐵礦、自然金等。脈石礦物主要為石英，局部有少量方解石、綠泥石等。金含量與硫化物含量，尤其與黃鐵礦含量呈正相關(guān)，細(xì)粒黃鐵礦金含量高。與夾皮溝金礦田內(nèi)其他金礦床的區(qū)別是，其粗粒黃鐵礦也含金，其他礦石礦物金含量很少或不含金。

礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變發(fā)育，類型主要為硅化、褐鐵礦化、絹云母化等。其中，硅化主要發(fā)育在褐鐵礦化蝕變帶中，寬度1 mm且成群分布，總體寬度20～30 cm。褐鐵礦化主要產(chǎn)于蝕變破碎帶中，相對(duì)石英脈較厚大，寬度0.1～2.0 m。硅化、褐鐵礦化與金礦化關(guān)系密切，是礦區(qū)找礦的重要標(biāo)志[3,17-20]。

3 地球物理特征及地球化學(xué)特征

為實(shí)現(xiàn)找礦突破，在系統(tǒng)總結(jié)地質(zhì)特征、礦床地質(zhì)特征、礦體賦存規(guī)律的基礎(chǔ)上，結(jié)合已有探礦資料，在礦區(qū)內(nèi)圈定了3處找礦靶區(qū)，編號(hào)為Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ(見(jiàn)圖2)。為確定找礦靶區(qū)的找礦潛力，采用激電中梯測(cè)量和土壤地球化學(xué)測(cè)量，以查明地球物理特征及地球化學(xué)特征，并對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。

3.1 地球物理特征

3.1.1 Ⅰ找礦靶區(qū)

Ⅰ找礦靶區(qū)激電中梯異常圖見(jiàn)圖4。電阻率異常整體走向?yàn)楸蔽飨颍娮杪蕿?50～3 020 Ω·m，平均值為1 212 Ω·m。極化率異常整體走向?yàn)楸蔽飨?，極化率為0.58 %～2.49 %，平均值為1.67 %。礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)礦體具有低阻高極化特征，Ⅰ找礦靶區(qū)西部及中部同樣具有低阻高極化特征，認(rèn)為此處具有進(jìn)一步找礦的潛力。

圖4 Ⅰ找礦靶區(qū)激電中梯異常圖

3.1.2 Ⅲ找礦靶區(qū)

圖5 Ⅲ找礦靶區(qū)激電中梯異常圖

3.1.3 Ⅴ找礦靶區(qū)

Ⅴ找礦靶區(qū)激電中梯異常圖見(jiàn)圖6。電阻率異常整體走向?yàn)楸睎|向，電阻率為481～2 056 Ω·m，平均值為1 204 Ω·m。極化率異常整體走向?yàn)楸睎|向，極化率為0.87 %～1.85 %，平均值為1.36 %。礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)礦體具有低阻高極化特征，Ⅴ找礦靶區(qū)東部、南部及北部同樣具有低阻高極化特征，認(rèn)為其具有進(jìn)一步找礦的潛力。

圖6 Ⅴ找礦靶區(qū)激電中梯異常圖

3.2 地球化學(xué)特征

3.2.1 Ⅰ找礦靶區(qū)

Ⅰ找礦靶區(qū)土壤地球化學(xué)單元素異常圖見(jiàn)圖7。Au異常在Ⅰ找礦靶區(qū)西部及中部，具有多處濃集中心，異常面積中等、襯度高，走向?yàn)楸睎|向，Au最大值為1.59×10-9。As異常高值濃集中心位于Ⅰ找礦靶區(qū)中部，與Au異常套合較好，As最大值為12.39×10-6。Sb異常位于Ⅰ找礦靶區(qū)中部，Sb最大值為8.64×10-6。Bi異常分布廣泛，在Ⅰ找礦靶區(qū)中部尤為集中，與Au異常套合較好，Bi最大值為0.25×10-6。Hg異常較少，分布在Ⅰ找礦靶區(qū)南部，Hg最大值為0.14×10-6。結(jié)合Ⅰ找礦靶區(qū)激電中梯異常特征，認(rèn)為其西部及中部具有良好的找礦潛力。

圖7 Ⅰ找礦靶區(qū)土壤地球化學(xué)單元素異常圖

3.2.2 Ⅲ找礦靶區(qū)

Ⅲ找礦靶區(qū)土壤地球化學(xué)單元素異常圖見(jiàn)圖8。Au異常位于Ⅲ找礦靶區(qū)西部，異常面積中等、襯度中等，走向?yàn)楸睎|向，Au最大值為49.84×10-9。As異常高值濃集中心位于Ⅲ找礦靶區(qū)東部，As最大值為11.40×10-6。Sb異常位于Ⅲ找礦靶區(qū)東南部，Sb最大值為2.00×10-6。Bi異常分布在Ⅲ找礦靶區(qū)北部及中南部，北部Bi異常與Au異常套合較好，Bi最大值為0.28×10-6。Hg異常較多，分布在Ⅲ找礦靶區(qū)中部，Hg最大值為0.09×10-6。結(jié)合Ⅲ找礦靶區(qū)激電中梯異常特征，認(rèn)為其中部及北部具有良好的找礦潛力。

圖8 Ⅲ找礦靶區(qū)土壤地球化學(xué)單元素異常圖

3.2.3 Ⅴ找礦靶區(qū)

Ⅴ找礦靶區(qū)土壤地球化學(xué)單元素異常圖見(jiàn)圖9。Au異常位于Ⅴ找礦靶區(qū)東部及北部，異常面積中等、襯度中等，走向?yàn)榻媳毕?，Au最大值為50.40×10-9。As異常高值濃集中心位于Ⅴ找礦靶區(qū)中部，As最大值為11.61×10-6。Sb異常位于Ⅴ找礦靶區(qū)東部及西部，Sb最大值為1.19×10-6。Bi異常分布在Ⅴ找礦靶區(qū)中部，Bi最大值為0.31×10-6。Hg異常分布在Ⅴ找礦靶區(qū)東部、中部及北部，Hg最大值為0.11×10-6。結(jié)合Ⅴ找礦靶區(qū)激電中梯異常特征，認(rèn)為其中部及北部具有良好的找礦潛力。

圖9 Ⅴ找礦靶區(qū)土壤地球化學(xué)單元素異常圖

4 探礦效果

以二道溝金礦床地質(zhì)特征、成礦特征為基礎(chǔ)，結(jié)合對(duì)地球物理特征及地球化學(xué)特征的分析與評(píng)價(jià)，在認(rèn)為具有找礦潛力的位置布設(shè)探礦工程，以期取得找礦突破。其中，在Ⅰ找礦靶區(qū)西部布設(shè)探槽ⅠTC-1，在Ⅲ找礦靶區(qū)南部及北部分別布設(shè)探槽ⅢTC-1、ⅢTC-2，在Ⅴ找礦靶區(qū)中部至北部依次布設(shè)探槽ⅤTC-2、ⅤTC-3、ⅤTC-4(見(jiàn)圖2)。

探槽ⅠTC-1探獲了3條褐鐵礦化蝕變帶。其中，第1條褐鐵礦化蝕變帶位于5.3～16.4 m處，寬11.1 m，整體產(chǎn)狀82°∠46°；第2條褐鐵礦化蝕變帶位于24.0～30.3 m處，寬6.3 m，整體產(chǎn)狀62°∠47°；第3條褐鐵礦化蝕變帶位于31.0～33.0 m處，寬2.0 m，整體產(chǎn)狀83°∠58°。

探槽ⅢTC-1探獲了1條褐鐵礦化蝕變帶，其位于18.0～36.0 m處，寬18.0 m，褐鐵礦化呈薄膜狀分布在斜長(zhǎng)角閃片麻巖中，片麻理清晰可見(jiàn)，但產(chǎn)狀不清，在35.0～36.0 m處有破碎現(xiàn)象。探槽ⅢTC-2探獲了3條褐鐵礦化蝕變帶。其中，第1條褐鐵礦化蝕變帶位于2.5～3.5 m處，寬1.0 m，整體產(chǎn)狀55°∠45°；第2條褐鐵礦化蝕變帶位于6.5～7.5 m處，寬1.0 m，整體產(chǎn)狀240°∠50°；第3條褐鐵礦化蝕變帶位于21.1～22.1 m處，寬1.0 m，整體產(chǎn)狀250°∠25°。

探槽ⅤTC-2探獲了4條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶。其中，第1條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶位于2.0～2.8 m處，寬0.8 m，整體產(chǎn)狀125°∠35°；第2條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶位于5.6～6.3 m處，寬0.7 m，整體產(chǎn)狀90°∠60°；第3條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶位于20.9～21.3 m處，寬0.4 m，整體產(chǎn)狀90°∠64°；第4條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶位于22.6～23.3 m處，寬0.7 m，整體產(chǎn)狀112°∠70°。探槽ⅤTC-3探獲了1條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶，寬約 1.0 m，走向210°，傾角不清晰。

探槽ⅤTC-4探獲了7條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶(見(jiàn)圖10)。其中，第1條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶位于2.5～4.7 m處，寬2.2 m，整體產(chǎn)狀155°∠43°；第2條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶位于8.6～9.6 m處，寬1.0 m，走向70°，傾角近直立；第3條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶位于13.8～14.0 m處，寬0.2 m，整體產(chǎn)狀170°∠69°；第4條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶位于20.0～20.7 m處，寬0.7 m，整體產(chǎn)狀285°∠74°；第5條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶位于21.2～21.7 m處，寬0.5 m，整體產(chǎn)狀170°∠38°；第6條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶位于40.1～41.7 m處，寬1.6 m，整體產(chǎn)狀315°∠41°；第7條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶位于44.2～45.0 m處，寬0.8 m，整體產(chǎn)狀150°∠59°。

1—第四系 2—片麻巖 3—二長(zhǎng)花崗巖 4—褐鐵礦化(硅化)蝕變帶 5—產(chǎn)狀

綜上所述，二道溝金礦區(qū)地表已探獲多條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶，而已探明金礦化與硅化、褐鐵礦化關(guān)系密切，因此，在沿已探明的褐鐵礦化(硅化)蝕變帶繼續(xù)追索，有望獲得較大找礦突破。

5 結(jié) 論

1)二道溝金礦區(qū)內(nèi)金礦化類型主要有2種：含金石英脈型、蝕變巖型。硅化、褐鐵礦化與金礦化關(guān)系密切，是礦區(qū)找礦的重要標(biāo)志。

2)結(jié)合已有探礦資料，在礦區(qū)內(nèi)圈定了3處找礦靶區(qū)，編號(hào)為Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ，采用激電中梯測(cè)量和土壤地球化學(xué)測(cè)量，結(jié)果表明找礦靶區(qū)內(nèi)存在多處低阻高極化、元素異常集中、具有找礦潛力的位置，并布設(shè)了探礦工程。

3)經(jīng)探礦工程找礦，探獲了多條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶，取得了找礦突破,表明結(jié)合地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、遙感等多源信息找礦方法在二道溝金礦區(qū)較為適用，可為夾皮溝金礦田的進(jìn)一步探礦工作提供借鑒。

致謝：在收集資料過(guò)程中，吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院王晰教授提供了部分資料，在此表示感謝。