于宗延，李丁丁

(吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六○六隊(duì)，吉林 通化 134002)

0 引言

人類(lèi)進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)資源的需求也在不斷增長(zhǎng)。據(jù)全球范圍和中國(guó)境內(nèi)統(tǒng)計(jì)，礦產(chǎn)資源作為不可再生資源，已探明的金屬礦產(chǎn)保有儲(chǔ)量正在逐年減少(地質(zhì)勘查導(dǎo)報(bào)，2004)。目前，露頭礦和近地表礦已越來(lái)越少，尋找有一定埋藏深度的隱伏礦、大型、特大型礦產(chǎn)將是今后礦產(chǎn)普查的主要目標(biāo)，為此，特別需要選區(qū)的正確和成礦理論的指導(dǎo)。

愛(ài)林金礦田地處吉林省東南部地區(qū)，為華北地臺(tái)北緣與吉黑海西地槽褶皺系合部位，該區(qū)有著豐富的礦產(chǎn)資源，已發(fā)現(xiàn)大、中、小型金礦近百處，成礦類(lèi)型復(fù)雜，然而，隨著地質(zhì)找礦難度的增大，20世紀(jì)投產(chǎn)的幾十座金礦山中的大部分已經(jīng)因資源枯竭閉坑停產(chǎn)或?yàn)l臨停產(chǎn)，急需新的接續(xù)資源維系經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定。在這種情況下，搞清該區(qū)成礦地質(zhì)背景與資源儲(chǔ)量潛力，為今后的礦山深部找礦和礦區(qū)外圍找礦顯得尤為重要和迫切。

1 成礦區(qū)域大地構(gòu)造

愛(ài)林金礦田所處大地構(gòu)造位置為兩個(gè)Ⅰ級(jí)大地構(gòu)造單元接觸部位。以撫順—敦化斷裂帶(密山—撫順深大斷裂南段)為界，東南部屬臺(tái)區(qū)，北西部屬槽區(qū)。該礦區(qū)位于鐵嶺—靖宇隆起中段之龍崗背斜西冀，輝發(fā)河深大斷裂的南側(cè)。在這樣的地質(zhì)背景條件下發(fā)育有近東西向脆—韌性剪切帶(圖1)。

1.第四系;2.第三系、白至系;3.侏羅系;4.下古生界;5.震旦系;6.太古界龍崗群;7.喜山期玄武巖;8.燕山—印支期花崗巖;9.海西期花崗巖;10.太古宙花崗巖;11.地質(zhì)界線;12.斷層圖1 梅河口市愛(ài)林金礦田大地構(gòu)造位置圖

2 金礦田地質(zhì)

2.1 礦田地層

礦田出露地層主要為太古代表殼巖系，其次為中生界侏羅系侯家屯組和砬子門(mén)組。巖石類(lèi)型有石榴石黑云斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖、黑云變粒巖、淺粒巖和磁鐵石英巖等。侏羅系侯家屯組和砬子門(mén)組為陸相紫色—灰紫色泥質(zhì)粉砂巖夾紫色砂巖、碳質(zhì)頁(yè)巖及劣質(zhì)煤，正常碎屑巖夾安山巖、晶屑凝灰?guī)r和凝灰熔巖。

2.2 礦田巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖主要形成于太古宙、海西期和燕山期。太古宙巖漿巖主要為石英閃長(zhǎng)質(zhì)—英云閃長(zhǎng)質(zhì)—花崗質(zhì)片麻巖和變輝綠巖，據(jù)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)研究院礦床研究所測(cè)得香爐碗子太古代混合花崗巖U-Pb法同位素年齡為(2 492±15) Ma，海西期主要為輝綠巖—輝綠玢巖、閃長(zhǎng)巖—閃長(zhǎng)玢巖等脈巖，海西期閃長(zhǎng)巖株為(277±24) Ma，燕山期主要為淺成—超淺成的次火山隱爆角礫巖、霏細(xì)巖及煌斑巖脈，用K-Ar法測(cè)得香爐碗子次火山隱爆角礫巖體(脈)的年齡為160～170 Ma(李長(zhǎng)順等，1996)，霏細(xì)巖脈的年齡為124～129 Ma(李長(zhǎng)順等，1996)。

2.3 礦田構(gòu)造

金礦(化)主要產(chǎn)于次火山隱爆角礫巖體(脈)和太古代花崗質(zhì)巖石韌性剪切帶、破碎蝕變帶及霏細(xì)巖脈的上、下盤(pán)。在太古代時(shí)期產(chǎn)生的深大斷裂在旁側(cè)伴生形成近東西向的韌性剪切帶，它產(chǎn)在構(gòu)造單元接觸帶。燕山期巖漿活動(dòng)噴發(fā)，主要沿著韌性剪切帶構(gòu)造方向形成了裂隙式火山通道(圖2)。

J3h.侏羅系侯家屯組；AR.太古宙變質(zhì)巖；燕山期隱爆角礫巖體；海西期石英閃長(zhǎng)巖；γ1.太古宙花崗巖；βμ.輝綠巖脈；χ.煌斑巖脈；δ.閃長(zhǎng)巖脈；υπ.霏細(xì)巖脈；1.脆韌性剪切帶；2.構(gòu)造片理化帶；3.壓扭性斷裂；4.性質(zhì)不明斷裂圖2 愛(ài)林金礦田地質(zhì)略圖

礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要有東西向和北東向，其次為南北向和北西向。煙囪橋子—龍頭東西向脆—韌性剪切帶呈近東西走向橫貫礦區(qū)，該剪切帶控制礦體分布，同時(shí)也控制流紋質(zhì)火山巖和隱爆角礫巖體分布。帶內(nèi)巖石均為遭受強(qiáng)烈變形的變晶糜棱巖，具有典型的糜棱巖組構(gòu)，如鞘褶皺、條帶狀、條紋構(gòu)造、sc組構(gòu)等，該脆—韌性剪切帶中充填有中酸性脈巖。

2.4 礦體特征

香爐碗子金礦床由香爐碗子?xùn)|山、西山、荷包褶子礦段組成，礦體(脈)多呈細(xì)脈或復(fù)脈、網(wǎng)脈帶產(chǎn)出，受控于北東、北西及部分近東西向的斷裂。脈幅寬度較窄，一般0.3～1 m，最寬可達(dá)4 m，延長(zhǎng)百余m，長(zhǎng)者可達(dá)千余m，延深幾十m至數(shù)百m不等。礦體沿走向、傾向呈波狀起伏，礦體呈似脈狀、網(wǎng)脈狀、板狀、透鏡狀。其產(chǎn)狀與圍巖體產(chǎn)狀基本一致，傾向北，傾角60°～85°，礦石品位不穩(wěn)定，平均品位(6～7)×10-6。主要礦石礦物有黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等。

煙囪橋子金礦床由西山礦段和東山礦段組成，礦體賦存于東西向火山通道內(nèi)及脈巖的上、下盤(pán)，容礦圍巖為隱爆角礫巖、霏細(xì)巖、變輝綠巖及花崗質(zhì)片麻巖等。礦體長(zhǎng)50～390 m，寬0.10～1.63 m，形態(tài)呈似板狀和脈狀，膨縮現(xiàn)象明顯，且有分枝、復(fù)合、尖滅再現(xiàn)的特點(diǎn)。礦體產(chǎn)狀與火山通道產(chǎn)狀基本一致，走向東西，傾向北，傾角80°～85°。主要礦石礦物有黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、銀金礦、黃銅礦、褐鐵礦等。

3 區(qū)域含礦背景

從區(qū)域構(gòu)造圖上看，該區(qū)域位于兩個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元接壤部位，為華北地臺(tái)北緣與吉黑海西地槽褶皺系合部位的地臺(tái)一側(cè)，即處在了地臺(tái)和地槽兩個(gè)性質(zhì)截然不同構(gòu)造單元的接觸帶，為兩個(gè)地殼活動(dòng)極強(qiáng)烈、構(gòu)造極復(fù)雜的系統(tǒng)，金礦田就發(fā)育在太古界古老地層基底上，該套地層金豐度值較高，原始金含量為4.3×10-9～2.3×10-9，而太古宙花崗巖漿的侵入活動(dòng)使金重新分配聚集，礦區(qū)太古宙花崗巖107個(gè)樣品平均金含量8.92×10-9。而燕山期的構(gòu)造巖漿活動(dòng)使金進(jìn)一步富集，并帶去豐富的成礦物質(zhì)，愛(ài)林礦田中的次火山角礫巖成礦元素含量為：Au(4.5～40)×10-9，平均值為14.6×10-9；霏細(xì)巖成礦元素含量為：Au(3.0～190)×10-9，平均值為57.6×10-9。上述說(shuō)明古老的華北地臺(tái)北緣東段與燕山期的火山活動(dòng)具有良好的含礦背景。

4 區(qū)域成礦背景

如上所述，古老的華北地臺(tái)北緣東段和燕山期的火山活動(dòng)有良好的含礦背景，同時(shí)也有良好的成礦背景。這些巖石中的金屬元素，在地質(zhì)發(fā)展演化來(lái)看，由太古代一直到新生代所伴隨的每一次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生程度不同的金礦化，區(qū)域上的深大斷裂——特別是連接吉林優(yōu)地槽與華北地臺(tái)兩個(gè)構(gòu)造單元長(zhǎng)期活動(dòng)的古洞河—富爾河—輝發(fā)河深斷裂韌性剪切帶是形成金礦極為有利的地段。吉林省90%以上的金礦主要限制于輝發(fā)河—富爾河—古洞河韌性剪切帶中，并根據(jù)前人資料，將這些成礦背景可以概括為：1)吉南地臺(tái)型金礦成礦背景。吉南地臺(tái)演化經(jīng)歷了太古代龍崗陸核的發(fā)生、發(fā)展、固結(jié)，早元古宙拗拉槽的形成、發(fā)展及地臺(tái)形成后的穩(wěn)定發(fā)展3個(gè)階段。形成的金礦類(lèi)型較多，臺(tái)緣多產(chǎn)石英脈型金礦，臺(tái)內(nèi)金礦多為蝕變巖型金礦。2)吉林褶皺帶(地槽)型金礦成礦背景。地槽的演化經(jīng)歷了加里東期及華力西期兩個(gè)階段的褶皺造山運(yùn)動(dòng)。到早印支期，絕大部分地區(qū)褶皺成山，殘留海盆也相繼上升為陸，從而結(jié)束了槽區(qū)演化歷史。形成的金礦類(lèi)型主要為石英脈型金礦。3)槽臺(tái)過(guò)渡帶型金礦成礦背景。槽臺(tái)過(guò)渡帶的演化具有地臺(tái)和地槽的共同特點(diǎn)，形成的金礦類(lèi)型多，主要為韌性剪切帶型、破碎蝕變巖型、石英脈型金礦、火山巖型也有發(fā)育。

5 礦田成礦機(jī)制

愛(ài)林金礦田具有多期成礦(富集)的特點(diǎn)，在太古宙初期，本區(qū)有大量的超基性—中基性火山巖噴發(fā)，該巖石中具有較高的金含量。后期的強(qiáng)烈變質(zhì)作用。使金發(fā)生初步富集，為本區(qū)提供了第一代金源。沉積之后不久即發(fā)生了地幔上涌作用。大約在2 500 Ma左右，幔源巖漿上涌作用達(dá)到極限，發(fā)生了較大規(guī)模的TTG巖漿—中基性巖漿侵入活動(dòng)，使太古代沉積的巖石發(fā)生了麻粒巖相區(qū)域變質(zhì)變形作用。在地幔上涌造成的應(yīng)力聚集與釋放過(guò)程中，變形變質(zhì)作用逐漸趨向于地殼相對(duì)薄弱的低壓帶，在地殼深部下構(gòu)造層中易轉(zhuǎn)變?yōu)榫哌B續(xù)緩慢蠕變的剪應(yīng)力，在地殼淺部的中上構(gòu)造層中則形成以韌—脆性為主的剪切帶，即愛(ài)林金礦田中的煙囪橋子—龍頭韌性剪切帶就是這個(gè)時(shí)期形成的，剪切帶為金礦創(chuàng)造了成礦空間，在之后的變形活動(dòng)過(guò)程中，活化和溶解了大量的金，尤其在韌性剪切帶內(nèi)金更具有高度的聚集。隨著地殼的逐漸抬升演化，到海西—燕山期，特別是中生代后期處于濱太平洋活動(dòng)帶，進(jìn)入強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)時(shí)期，在區(qū)域構(gòu)造巖漿活化作用的影響下，礦區(qū)附近的大陸殼深部，由于地慢熱流的再次作用，大陸殼下部發(fā)生選擇性重熔形成酸性巖漿。隨區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的加強(qiáng)，剪切帶也隨之發(fā)生強(qiáng)烈活動(dòng)，深部巖漿沿剪切帶向地表低壓帶運(yùn)動(dòng)，并沿剪切帶不斷開(kāi)拓上升通道。巖漿上侵到近地表處，由于壓力的突然釋放，同地下一起產(chǎn)生強(qiáng)烈的地下爆炸，形成礦區(qū)的火山隱爆角礫巖體，這種地下爆炸可能經(jīng)過(guò)了多次。其后由于壓力的釋放，巖漿房剩余巖漿已無(wú)力再次爆發(fā)，就沿火山作用時(shí)產(chǎn)生的構(gòu)造裂隙侵入，形成后期的流紋斑巖、霏細(xì)巖以及一些中基性脈巖等。

因?yàn)榻鹪诘貧ぶ械呢S度很低，因此對(duì)形成一個(gè)金礦床，尤其對(duì)形成一個(gè)規(guī)模巨大的金礦化集中區(qū)來(lái)說(shuō)，由單一成礦物質(zhì)來(lái)源，單一地質(zhì)營(yíng)力(例如花崗巖漿)，一次完成的可能性很小。換言之，金的成礦作用應(yīng)具有多源、多營(yíng)力、多期和長(zhǎng)期性的特點(diǎn)。綜上所述，筆者認(rèn)為該愛(ài)林礦田同時(shí)具有韌性剪切帶型金礦和次火山巖型金礦的雙重特征，金礦田具有多源、多期、多階段同時(shí)疊加有次火山巖型韌性剪切帶。

6 資源潛力分析

綜上所述，金來(lái)自地殼內(nèi)的深處，因此，成礦與深大斷裂關(guān)系密切。兩個(gè)大地構(gòu)造單元的連接處，板塊邊沿的縫合線附近，或地臺(tái)與地槽的過(guò)渡地帶等，往往是金礦集中分布的地區(qū)，是找金的有利地區(qū)。而愛(ài)林金礦田，具有比較有利的成礦背景，而古洞河—富爾河—輝發(fā)河深斷裂韌性剪切帶是吉林省重要產(chǎn)金區(qū)，又是我省最有潛力的金礦資源遠(yuǎn)景區(qū)。吉南臺(tái)區(qū)目前已發(fā)現(xiàn)了具有明顯控礦作用的韌性剪切帶10余條，吉北槽區(qū)下古生界中也發(fā)現(xiàn)了控礦剪切帶，而吉南臺(tái)區(qū)是韌性剪切帶集中發(fā)育地區(qū)，愛(ài)林金礦田中的韌性剪切帶為古洞河—富爾河—輝發(fā)河深斷裂韌性剪切帶中的一小部分，筆者認(rèn)為愛(ài)林金礦田仍有很大資源潛力，依據(jù)如下：

陳柏林等針對(duì)韌性剪切帶研究認(rèn)為，韌性剪切帶中的Au元素活化分異與聚集成礦區(qū)體現(xiàn)在剪切帶剖面的不同層次上，目前所見(jiàn)的賦存礦體的韌性剪切帶是被抬升剝蝕的稍早的淺層次的脆性或脆—韌性剪切帶，而含金熱液形成的韌性剪切帶的韌性—超韌性深層次變形域仍處在地下，尚未出露地表。而愛(ài)林金礦田中的韌性剪切帶屬于脆—韌性質(zhì)，理論上說(shuō)符合陳柏林先生提出的觀點(diǎn)。

而夾皮溝金礦于1845年發(fā)現(xiàn)至今已有整整168 a的歷史。夾皮溝本區(qū)于1960年因資源枯竭曾閉坑停產(chǎn)，20世紀(jì)80年代由于地質(zhì)探礦工作取得3大突破而恢復(fù)生產(chǎn)。因而，夾皮溝金礦田也成為亞洲開(kāi)采最深的金礦，最深豎井開(kāi)采深度已達(dá)1 320 m，世界上開(kāi)采的類(lèi)似大型、超大型金礦床金礦體延深達(dá)3 500 m。而愛(ài)林金礦田與夾皮溝金礦田(成礦作用最早發(fā)生在2 452～2 469 Ma，最晚在180～90 Ma)形成時(shí)代基本一致又同處在古洞河—富爾河—輝發(fā)河深斷裂韌性剪切帶區(qū)域上，而愛(ài)林金礦田開(kāi)采深度不過(guò)幾百m，根據(jù)韌性剪切帶金礦一般具有尖滅再現(xiàn)的特點(diǎn)，而愛(ài)林金礦田同時(shí)也具有膨縮現(xiàn)象，且有分枝、復(fù)合、尖滅再現(xiàn)的特點(diǎn)，所以筆者通過(guò)陳柏林先生理論研究與夾皮溝金礦田類(lèi)比分析認(rèn)為愛(ài)林金礦田深部具有樂(lè)觀的金礦資源潛力。

7 資源潛力估計(jì)

愛(ài)林金礦田地下為太古宙花崗巖體，根據(jù)太古宙花崗巖107個(gè)樣品金測(cè)定結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析平均金含量8.92×10-9，假定該區(qū)整體為一個(gè)太古宙花崗巖體構(gòu)成，太古宙花崗巖體不僅含金豐度高，而且假定有1/5的樣品中含易活化金。根據(jù)金易活化理論，并從活化成礦觀點(diǎn)出發(fā)，可計(jì)算該巖體的資源總量。

其公式為

P=S·h·d·Δ·r

式中：P為預(yù)測(cè)區(qū)資源總量(t)；s為預(yù)測(cè)區(qū)面積，取水道鎮(zhèn)面積為85×106m2；h為預(yù)測(cè)區(qū)厚度，取值1×103m；d為花崗巖體重，取值2.6 t/m3；Δ為易活化金，取值8.92×10-9×20%；r為成礦系數(shù)，取值20%。

取成礦系數(shù)20%，根據(jù)1/5的樣品中含易活化金，由此計(jì)算得太古代巖體的資源總量：P=85×106×103×2.6×8.92×10-9×20%×20%=78.852 8 t，減去累計(jì)探明儲(chǔ)量12.123 t(數(shù)據(jù)為1988年—1992年核工業(yè)部244隊(duì)，對(duì)香爐碗子金礦床探獲(122b+333)和吉林省有色地質(zhì)勘查局606隊(duì)分別在1995年—1997年和1999年—2003年在煙囪橋子勘探探獲資源量總和)，該礦田尚有潛在儲(chǔ)量66.729 8 t。

筆者利用豐度估算法估算愛(ài)林金礦田的資源潛力，數(shù)據(jù)采用可信度較高的吉林省有色地質(zhì)勘查局606隊(duì)，在1999年提交的《梅河口市煙囪橋子金礦床詳查地質(zhì)報(bào)告》基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，金平均品位6.9×10-6，礦石比重為2.86，所使用的金元素背景豐度為太古宙花崗巖107個(gè)樣品、次火山隱爆角礫巖體(脈)和霏細(xì)巖脈三者平均值為27.04×10-9，最后用豐度估算法推算整個(gè)水道鎮(zhèn)金資源潛力，愛(ài)林金礦田煙囪橋子勘查區(qū)面積3.12 km2，探明金金屬量(122b+333)4.624 t(數(shù)據(jù)采用吉林省有色地質(zhì)勘查局606隊(duì)分別于1995年—1997年和1999年—2003年在煙囪橋子勘探探獲資源量總和)，計(jì)算得到富集因子γR為0.000 019 164，最后計(jì)算水道鎮(zhèn)地區(qū)金資源總量為32.146 t，水道鎮(zhèn)地區(qū)已探明的金礦儲(chǔ)量為4.624 t，則水道鎮(zhèn)尚有潛在儲(chǔ)量為27.552 t。豐度法計(jì)算只是筆者粗淺計(jì)算，真實(shí)的資源潛力與本次計(jì)算值要有偏差。

8 結(jié)語(yǔ)

1)兩種估算方法潛在儲(chǔ)量都挺可觀，而前人在柳河金廠溝金礦—愛(ài)林金礦—輝南石道河金多金屬成礦帶預(yù)測(cè)潛在資源量金金屬量120 t左右(李慧菲等，2011)，說(shuō)明愛(ài)林金礦田金礦資源儲(chǔ)量巨大。

2)礦區(qū)外圍與深部找礦的工作程度尚低，只要加大該區(qū)的找礦投入，加強(qiáng)攻深找盲，正確地選區(qū)選點(diǎn)，綜合研究，鍥而不舍，相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，完全有可能取得突破性進(jìn)展。