韓曉濤,金秀英,高 倩,代顯峰,張 一,邱海成,陳軍典*

(1.遼寧省物測勘查院有限責(zé)任公司; 2.遼寧省地礦集團(tuán)海洋生態(tài)監(jiān)測中心有限責(zé)任公司;3.遼寧省自然資源事務(wù)服務(wù)中心; 4.遼寧五龍黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司)

*通信作者:陳軍典(1985—),男,正高級(jí)工程師,從事地質(zhì)與生態(tài)修復(fù)工作;E-mail:850449274@qq.com

遼東是遼寧省重要的金多金屬礦集中地,金礦床主要分布于貓嶺、青城子、五龍等礦集區(qū)內(nèi)[1-4]。其中,貓嶺礦集區(qū)位于遼東半島西部,呈近北西向分布,長約30 km,寬約10 km,面積約300 km2,產(chǎn)有貓嶺、大東溝、金廠溝、王家崴子等大中型金礦床[5],以及二十多處小型金礦床(點(diǎn))。其中,貓嶺金礦床金資源儲(chǔ)量已達(dá)183 t[6];大東溝金礦床金資源儲(chǔ)量已達(dá)6.4 t,平均金品位為2.03 g/t[7-9]。前人研究成果多集中于單個(gè)金礦床,很少從礦集區(qū)尺度探究金礦床地質(zhì)特征和空間分布規(guī)律。本文簡要介紹貓嶺礦集區(qū)內(nèi)的2個(gè)典型礦床(貓嶺金礦床和大東溝金礦床)的地質(zhì)特征,總結(jié)找礦要素,對(duì)于貓嶺礦集區(qū)金礦勘查工作具有重要的理論與實(shí)踐意義。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

貓嶺礦集區(qū)大地構(gòu)造位于華北克拉通北緣遼—吉造山帶內(nèi)(見圖1-A)。遼—吉造山帶屬于龍崗地塊和狼林地塊間的碰撞造山帶。古元古代末期,遼東演化到穩(wěn)定華北克拉通階段。晚古生代—中生代,該地區(qū)經(jīng)歷強(qiáng)烈的構(gòu)造-巖漿熱液活動(dòng)[1,10]。

1—蓋縣組二段 2—蓋縣組一段 3—大石橋組和里爾峪組 4—晚三疊紀(jì)花崗巖 5—晚侏羅紀(jì)花崗巖 6—古元古代花崗巖 7—榆樹砬子組 8—青白口系永寧組 9—Au異常 10—Ag異常 11—Cu異常 12—Pb異常 13—Zn異常 14—As異常 15—Sb異常 16—Hg異常 17—巖體年齡 18—中、大型金礦床及編號(hào) 19—小型金礦床、礦點(diǎn)及編號(hào) 20—小型鉛鋅礦床、礦點(diǎn)及代號(hào) 21—構(gòu)造 22—產(chǎn)狀 23—復(fù)向斜 鉛鋅礦床(點(diǎn))名稱:TD—頭道溝 ZJW—張家崴子 LJ—呂家堡子 DH—大壕溝 WB—望寶蓋 MJ—馬家堡子 LT—駱駝磊山 DD—大德堂 ZJ—趙家溝 ZZ—展子溝

區(qū)域出露地層主要為古元古代遼河群蓋縣組(Pt1gx)、大石橋組和里爾峪組(Pt1d+Pt1lr)。其中,蓋縣組由2段組成(見圖1-B)。一段(Pt1gx1)以二云片巖為主,夾黑云斜長片麻巖和變粒巖;二段(Pt1gx2)以絹云千枚巖為主,夾變質(zhì)石英砂巖[1]。遼河群與中生代花崗巖及巖脈呈侵入接觸關(guān)系。

區(qū)域地層經(jīng)歷過綠片巖相至角閃巖相的區(qū)域變質(zhì)作用。其中,蓋縣組原巖為一套以黏土、半黏土質(zhì)陸源碎屑沉積夾中酸性火山巖或火山碎屑巖的沉積建造。

區(qū)域構(gòu)造較發(fā)育,規(guī)模較大的褶皺為近東西(北西西)向的巨型復(fù)向斜,即蓋縣—岫巖復(fù)向斜,該復(fù)向斜廣泛發(fā)育次級(jí)構(gòu)造。斷裂以北東(北北東)向和北西向斷裂為主,是主要控礦構(gòu)造。北東向斷裂是區(qū)域深大斷裂體系,呈現(xiàn)為壓性或壓扭性斷裂及一些中基性巖脈組,在區(qū)域航磁及重力場反映為較明顯的梯度密集帶[11];北西向斷裂以一定規(guī)模的韌性剪切帶形式產(chǎn)出,表現(xiàn)為左行剪切,常呈韌脆性特征[12]。北東(北北東)向和北西向斷裂是重要的控礦-含礦系統(tǒng)[13]。

區(qū)域巖漿巖主要有2期,分別為:①小面積出露的古元古代侵入巖,前人研究較多的為礦洞溝巖體,如二長花崗巖鋯石U-Pb年齡為1 871 Ma[14],正長巖及閃長巖鋯石U-Pb年齡為1 870～1 879 Ma[15],角閃輝石正長巖鋯石U-Pb年齡為1 850 Ma[16],這些年齡數(shù)據(jù)較好地限定了礦洞溝巖體的形成時(shí)代。②大面積出露的中生代侵入巖,如古道嶺巖體主體為細(xì)粒黑云母二長花崗巖,侵位時(shí)代為112～127 Ma[17];臥龍泉巖體主要為似斑狀黑云母二長花崗巖,鋯石U-Pb年齡為183 Ma[16]和194 Ma[18],臥龍泉巖體侵位時(shí)代限定為早侏羅世。貓嶺巖株年齡為128 Ma,侵位時(shí)代為早白堊紀(jì)[6]。岫巖龍?zhí)兜貐^(qū)似斑狀黑云母二長花崗巖形成時(shí)代為晚三疊世[19]。

此外,貓嶺礦集區(qū)內(nèi)出露較多的巖脈有閃長玢巖脈、花崗斑巖脈等,巖脈內(nèi)常見花崗巖捕虜體。部分花崗巖和巖脈本身具有金礦化蝕變現(xiàn)象,其年齡多在130～211 Ma[13],如大東溝金礦區(qū)石英閃長巖脈為140 Ma[7]。

貓嶺礦集區(qū)位于營口—寬甸金重砂異常區(qū),自然重砂礦物組合以自然金、鉛、銅、白鎢礦、辰砂、黃鐵礦組合為主[20]。以金、銀為主的重砂礦物主要受古元古界遼河群與金礦有關(guān)的層位及以北東向或北西向?yàn)橹鞯膶?dǎo)礦斷裂、有關(guān)巖體控制。水系沉積物和土壤次生暈地球化學(xué)異常以Au、Ag、As、Pb、Sb、Hg、Cu、Zn等為指示元素(見圖1-B)。地質(zhì)資料顯示,As元素是貓嶺礦集區(qū)內(nèi)重要的化探指示元素[11]。這些化探異常對(duì)于圈定金找礦靶區(qū)起到關(guān)鍵作用。

2 金礦床(點(diǎn))空間分布特征

貓嶺礦集區(qū)位于遼東半島西部,已探明特大型金礦床1處,中型金礦床3處,以及二十多處小型金礦床(點(diǎn))。貓嶺礦集區(qū)金礦床(點(diǎn))地質(zhì)特征見表1。通過研究貓嶺礦集區(qū)的32個(gè)金礦床(點(diǎn))的空間位置關(guān)系,認(rèn)為該礦集區(qū)呈近北西向帶狀分布,與遼河群蓋縣組空間展布基本一致,具一定的金成礦專屬性。同時(shí),貓嶺礦集區(qū)也是近東西向大石橋—草河口復(fù)向斜(斷坳)及虎皮峪—寬甸復(fù)背斜(斷隆)區(qū)域主體構(gòu)造的一部分。金礦床(點(diǎn))集中分布于褶皺兩翼和北西向斷裂及其派生的次級(jí)斷裂附近,受東西向褶皺和北西向斷裂聯(lián)合控制。

表1 貓嶺礦集區(qū)金礦床(點(diǎn))地質(zhì)特征

金礦床(點(diǎn))主要圍繞中生代巖漿巖(臥龍泉巖體)分布,按照熱液成礦理論,劃分為3種礦床成因類型,分別為:巖體外圍主要為熱液蝕變巖型,巖體與圍巖接觸帶主要為熱液蝕變-石英脈型,巖體內(nèi)部主要為熱液石英脈型。具體為:

1)熱液蝕變巖型,為貓嶺礦集區(qū)金礦床的主要成因類型,占比達(dá)50 %。礦體主要賦存于遼河群上部碎屑巖沉積建造(蓋縣組二段千枚巖),分布有貓嶺金礦床(特大型)、大東溝金礦床(中型)等,金資源儲(chǔ)量大。

2)熱液蝕變-石英脈型,為貓嶺礦集區(qū)的過渡類型,占比為25 %。礦體主要賦存于遼河群上部碎屑巖沉積建造(蓋縣組一段片巖)與巖體接觸帶,主要分布有王家崴子金礦床(中型)、金廠溝金礦床(中型)等,金資源儲(chǔ)量可觀。

3)熱液石英脈型,占比為25 %。礦體主要賦存于中生代巖漿巖系統(tǒng),巖性主要為似斑狀黑云母二長花崗巖,金資源儲(chǔ)量整體較小。

此外,貓嶺礦集區(qū)內(nèi)礦化類型因圍繞臥龍泉巖體而不同。該巖體以西主要為金礦化,分布約十余處金礦床(點(diǎn));以東主要表現(xiàn)為鉛鋅礦化,分布約十余處鉛鋅礦化點(diǎn),見圖1-B。

3 典型金礦床地質(zhì)特征

貓嶺金礦床勘查開始于20世紀(jì)90年代,前人在礦床地質(zhì)特征、構(gòu)造、侵入巖、礦床成因和外圍成礦遠(yuǎn)景區(qū)預(yù)測等方面做了大量工作[12,21-24]。大東溝金礦床勘查始于2009年,基礎(chǔ)研究相對(duì)較少。

3.1 貓嶺金礦床

貓嶺金礦床位于遼寧省蓋州市太平莊鄉(xiāng)。礦區(qū)地層主要為遼河群蓋縣組二段(見圖2),巖性為絹云千枚巖等,礦體受該層位控制。礦區(qū)構(gòu)造處于北東向與北西向古老基底斷裂交會(huì)處。礦體主要賦存于太平莊向斜的層間滑動(dòng)帶。其中,北北東向斷裂具有明顯的構(gòu)造片理化,是主要的導(dǎo)礦容礦構(gòu)造,其次為北西向斷裂。

1—似斑狀黑云母二長花崗巖 2—蓋縣組二段 3—巖脈 4—榆樹砬子組 5—礦化帶及編號(hào) 6—礦體 7—主要構(gòu)造 8—巖體年齡

礦區(qū)及其外圍中生代巖漿雜巖發(fā)育,其中與金成礦關(guān)系最密切的白堊紀(jì)貓嶺似斑狀黑云母二長花崗巖巖株(貓嶺巖株),年齡為128 Ma[6]。該巖株邊緣具片麻狀構(gòu)造,局部發(fā)育細(xì)脈浸染狀金礦化。礦區(qū)出露閃長玢巖、閃長巖等巖脈,呈北西向和北北東向產(chǎn)出。區(qū)域航磁顯示,貓嶺巖株與臥龍泉巖體在深部應(yīng)連接為一體。

礦區(qū)圍巖蝕變可細(xì)分內(nèi)、外蝕變帶,內(nèi)蝕變帶以硅化為主,伴有鉀化和碳酸鹽化。外蝕變帶以綠泥石化為主,次為黑云母化,伴有弱硅化和磁黃鐵礦化。

礦區(qū)共探明4條礦化帶,探明金資源儲(chǔ)量183 t,平均金品位0.87 g/t,具有規(guī)模大、品位低的特點(diǎn)。其中,Ⅰ號(hào)礦化帶發(fā)育主要礦體,長約1 500 m,寬80～470 m,延伸300～500 m,傾向288°～315°,傾角50°～70°。礦體與圍巖界線不明顯,需靠化學(xué)分析界定。

礦石類型主要為細(xì)脈浸染狀礦石、揉曲狀硫化物礦石,其次為網(wǎng)脈狀多金屬礦石等。礦石結(jié)構(gòu)以他形粒狀結(jié)構(gòu)為主。礦石構(gòu)造以細(xì)脈浸染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造為主。

礦石礦物主要為自然金、銀金礦、毒砂、磁黃鐵礦等;脈石礦物主要為石英、長石、綠泥石等。礦石有益組分為Au、Ag、Cu、Pb、Zn,有害組分為As。毒砂含量最高及黃鐵礦含量低是該礦床的特征之一。

早期研究認(rèn)為,貓嶺金礦床形成于古元古代。例如,喻鋼等[22]獲得貓嶺金礦床毒砂Re-Os等時(shí)線年齡為2 316 Ma±140 Ma;邱小平[12]依據(jù)遼河群變形、變質(zhì)作用及其與金礦化關(guān)系,推斷貓嶺金礦床成礦時(shí)代為古元古代后期,年齡為2 000～2 200 Ma。但是,近期研究認(rèn)為,貓嶺金礦床成礦與中生代的花崗巖有關(guān)。例如,張朋等[14]獲得臥龍泉二長花崗巖、貓嶺似斑狀黑云母二長花崗巖鋯石U-Pb年齡分別為194 Ma 和196 Ma,因此認(rèn)為該礦床形成于早侏羅世;劉軍等[6]報(bào)道臥龍泉二長花崗巖、貓嶺似斑狀黑云母二長花崗巖鋯石U-Pb年齡分別為183 Ma和129 Ma,認(rèn)為貓嶺金礦床形成于燕山期。新的高精度測年數(shù)據(jù)表明,這些巖體可能為復(fù)式巖體,為多階段產(chǎn)物。結(jié)合區(qū)域金多金屬爆發(fā)成礦特點(diǎn)[25],推測貓嶺礦集區(qū)內(nèi)金礦床的形成可能與中生代多階段巖漿活動(dòng)有關(guān)[26],主成礦期可能發(fā)生在晚侏羅世—早白堊世。

3.2 大東溝金礦床

大東溝金礦床位于遼寧省蓋州市。礦區(qū)整體位于蓋縣—古樓子復(fù)向斜西端北翼,華銅—分水金多金屬成礦帶中部。礦區(qū)賦礦地層為遼河群蓋縣組二段(見圖3),局部發(fā)育磁黃鐵礦等硫化物,金含量較低。礦區(qū)構(gòu)造按展布方向大致分為北西向、北西西向—東西向、北東向3組。其中,北西向構(gòu)造是主要控礦構(gòu)造[9]。

1—黑云母石英閃長巖 2—蓋縣組二段 3—黑云母化絹云千枚巖 4—變質(zhì)石英砂巖 5—變質(zhì)巨厚層石英砂巖 6—巖體年齡 7—礦化蝕變帶 8—主要構(gòu)造 9—構(gòu)造行跡 10—背斜 11—向斜

礦區(qū)巖漿巖主要為侏羅紀(jì)臥龍崗巖株及巖脈,近東西向展布,巖石類型主要為黑云母石英閃長巖,年齡為140 Ma[7]。黑云母石英閃長巖與金成礦關(guān)系密切。礦區(qū)內(nèi)巖脈較發(fā)育,巖性主要為石英閃長巖斑巖等。

礦區(qū)圍巖蝕變主要為硅化,其次為絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化。

現(xiàn)階段,共圈定礦體33 個(gè)。其中,3個(gè)礦體出露地表,其余為隱伏礦體,金資源儲(chǔ)量6.4 t,平均金品位2.03 g/t。礦體均呈脈狀或似層狀,近北西向展布。多數(shù)礦體呈寬緩的背斜,北東翼傾角15°～31°,南西翼傾角10°～18°。礦體與圍巖呈漸變過渡關(guān)系。

礦石類型與貓嶺金礦床基本一致。礦石結(jié)構(gòu)以半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)為主,碎裂結(jié)構(gòu)、糜棱結(jié)構(gòu)次之。礦石構(gòu)造常為條帶狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、致密塊狀構(gòu)造等。

礦石礦物為黃鐵礦、磁黃鐵礦、毒砂,毒砂含量相對(duì)貓嶺金礦床較少。脈石礦物主要為絹云母、石英、綠泥石等。

礦區(qū)內(nèi)臥龍崗黑云母石英閃長巖巖株侵位年齡為140 Ma[7],形成于早白堊世,與區(qū)域上晚侏羅世—早白堊世重要的成巖成礦事件吻合。黑云母石英閃長巖的外接觸帶普遍發(fā)育寬約300 m的黑云母蝕變帶,該蝕變帶內(nèi)發(fā)育透鏡狀黑云母角巖,為熱接觸交代變質(zhì)作用的產(chǎn)物。

4 找礦要素

貓嶺礦集區(qū)出露大面積中生代巖漿巖,以花崗雜巖為主[27-28],屬地殼重熔型花崗巖[11-19],斑巖等脈巖廣泛發(fā)育。蓋縣組本身具有較高金豐度,可作為金的原始礦源層,現(xiàn)有年齡、同位素地球化學(xué)資料和巖體、巖脈的時(shí)空關(guān)系表明:絕大部分情況下,含礦流體來源于中生代花崗巖類,成礦熱液多以熱液為主。貓嶺礦集區(qū)容礦圍巖蓋縣組較老(古元古代),但成礦過程較新(中生代)。

綜上所述,貓嶺礦集區(qū)是一個(gè)賦存于古元古代遼河群沉積建造,與中生代侵入巖相關(guān)的熱液成礦系統(tǒng)。成因類型以熱液蝕變巖型為主。礦床具有規(guī)模大、品位低的特點(diǎn)。貓嶺礦集區(qū)金找礦要素見表2。

表2 貓嶺礦集區(qū)金找礦要素

5 結(jié) 論

1)貓嶺礦集區(qū)金礦床成因類型可劃分3種:熱液蝕變巖型、熱液蝕變-石英脈型、熱液石英脈型。

2)貓嶺礦集區(qū)空間上呈近北西向分布,與遼河群蓋縣組空間展布基本一致,具有一定的金成礦專屬性。金礦床圍繞中生代巖漿巖分布,礦化類型在臥龍泉巖體以西主要表現(xiàn)為金礦化,以東主要表現(xiàn)為鉛鋅礦化。

3)貓嶺礦集區(qū)是一個(gè)賦存于古元古代遼河群沉積建造、與中生代侵入巖相關(guān)的熱液成礦系統(tǒng)。金礦床具有規(guī)模大、品位低的特點(diǎn)。