遼寧省二道溝金礦床成礦機制探討

■　弓帥　王娜

（1遼寧省物測勘查院遼寧沈陽110121；2遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局遼寧沈陽110032）

遼寧省二道溝金礦床成礦機制探討

■弓帥1王娜2

（1遼寧省物測勘查院遼寧沈陽110121；2遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局遼寧沈陽110032）

二道溝金礦床位于建平-馬戶溝斷裂與北票-金廠溝梁斷裂兩條構(gòu)造帶的交匯部位，已發(fā)現(xiàn)金礦脈按走向可劃分為北北東向、近東西向、北西向三組，累計已發(fā)現(xiàn)礦（化）脈60多條。成礦階段可劃分為印支期巖漿活動期、燕山早期構(gòu)造巖漿強烈活動期、燕山晚期次火山～淺生巖漿侵入期、燕山晚期金銅成礦期，礦床成因類型為與侏羅-白堊紀(jì)中酸性火山活動有關(guān)的火山-侵入巖型中溫?zé)嵋航鸬V床。

成礦階段成礦機制礦床成因二道溝金礦床

二道溝金礦床大地構(gòu)造位置處于中朝準(zhǔn)地臺北緣（Ⅰ）內(nèi)蒙地軸（Ⅱ）東段北側(cè)建平臺拱（Ⅲ）寶國老斷凸（Ⅳ）的中部，北東向建平-馬戶溝斷裂與北西向北票-金廠溝梁斷裂兩條構(gòu)造帶的交匯部位，屬于漢金廠溝梁-北票二道溝金銅礦田的重要組成部分。

1　區(qū)域地質(zhì)背景

該礦床所屬區(qū)域結(jié)晶基底由太古宇建平群小塔子溝組變質(zhì)中基性、中酸性火山-硅鐵質(zhì)沉積建造巖組成。蓋層為古生代-中生代沉積-火山巖系。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，分布有北東向的凌源-北票和建平-馬戶溝深大斷裂及北西向的北票-金廠溝梁斷裂，以及NE向、E-W向和NW向次級斷裂構(gòu)造，金礦體形態(tài)、規(guī)模和產(chǎn)狀受次級NE、E-W、NW向斷裂構(gòu)造控制。區(qū)內(nèi)巖漿侵入活動頻繁，主要表現(xiàn)為海西晚期和燕山期的巖漿侵入和侏羅紀(jì)火山噴發(fā)活動。巖體的多期侵入導(dǎo)致成礦具多階段性，成礦期主要在晚侏羅世到早白堊世，成礦與早白堊世花崗閃長巖類密切相關(guān)。二道溝金礦床金礦脈按走向可劃分為北北東向、近東西向、北西向三組，具有工業(yè)意義的礦脈走向多為近東西向、北西向。已發(fā)現(xiàn)60多條礦（化）脈。

2　礦床形成機制

2.1礦體包裹體特征

為確定金礦成礦溫度，在礦脈的不同標(biāo)高水平坑道中采取了石英包裹體樣品18件。

2.1.1包體特征

據(jù)觀察，包體物態(tài)以液相為主，次為氣相，氣液比一般為20～30%；與硫化物密切共生的石英，具環(huán)帶狀構(gòu)造，內(nèi)環(huán)帶較寬，外環(huán)帶較窄，其核部含少量氣液包體，一部分包體沿生長層（環(huán)帶）分布；石英中僅見很少的原生包體和假次生包體，形態(tài)為負(fù)晶形、管狀、桶狀，大小在幾微米～十幾微米間。

2.1.2成礦溫度

同一樣品采用均一與爆裂兩種方法測溫，石英各部分形成溫度不同，核部溫度最高在300°～290°，內(nèi)環(huán)帶溫度在270°～250°，外環(huán)帶形成溫度最低，在210°～150°之間，即由核心向外逐漸降低。

采用均一法測溫，金礦成礦溫度介于213-298℃之間。其中2-1號脈成礦溫度較高，平均為281℃，21與5-1號脈成礦溫度接近，為256.9℃及253.6℃。全礦區(qū)金礦平均溫度為263℃，屬中溫?zé)嵋悍懂牎２捎帽逊y溫，其結(jié)果一般比均一法高60～70℃，均一法溫度高時爆裂法也高，因此爆裂法測溫結(jié)果僅供參考。

對面溝花崗閃長斑巖體邊緣，細(xì)脈-浸染型銅（鉬）礦帶尚無測溫資料，但巖體內(nèi)含銅石英細(xì)脈形成溫度為365～370℃，遠(yuǎn)較金礦形成溫度高。結(jié)合礦區(qū)礦化與巖石蝕變特征，推測礦田內(nèi)銅（鉬）礦形成于高～中溫階段，其外側(cè)金銀礦帶形成于中～低溫階段。

2.2礦液的運移

2.2.1礦液的組成

礦區(qū)礦石石英包裹體成分測定結(jié)果表明，礦液中包括三類組分，即成礦組分，非金屬組分和揮發(fā)性組分。結(jié)合礦石礦物中經(jīng)常出現(xiàn)的黃鐵礦、銀金礦、黝銅礦及輝鉪礦等，脈石礦物經(jīng)常出現(xiàn)石英和絹云母等，成礦溶液組分應(yīng)為下列各項。

（1）成礦組分：Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Fe、Sb、As。

（2）非金屬組分：K、Na、Ca、Mg、Si、Al。

（3）揮發(fā)性組分：CO、CO2、CH4、H2、O2、N2、S、F、Cl。

上列組分，基本能代表成礦溶液的主要成分。但其運移過程中會受到溫度、壓力的改變，氧化-還原因素的影響以及圍巖相互作用發(fā)生的復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)而改變其原來的成分和性狀。

2.2.2礦液的性質(zhì)

是指從礦源分餾析離出來，具有揮發(fā)性組分的氣液流體，由超臨界狀態(tài)轉(zhuǎn)變到礦質(zhì)沉淀前這段時間的物理化學(xué)性質(zhì)。

（1）礦液溫度。金礦實測成礦溫度為213°～298°，最高達(dá)322°，金廠溝梁礦區(qū)實測成礦溫度較高，為260～300℃，最高為380℃。

據(jù)文獻(xiàn)資料，純水的臨界溫度為374℃，但含5%NaCl重量相當(dāng)?shù)柠}水溶液其臨界點溫度能增至420℃，因此推測本區(qū)金成礦溶液的最高溫度為400℃左右。

（2）化學(xué)性質(zhì)。根據(jù)熱液作用地球化學(xué)原理，結(jié)合本區(qū)礦床地質(zhì)特點，成礦溶液中應(yīng)含有Au3+、Cu2+、Pb2+、Zn2+、Sb2+、Fe2+、K+等金屬陽離子及S2-、Cl-、F-、NO3-、CO32-等酸根的陰離子。這些半徑小、電價高的離子不可能以簡單化合物形式被搬運很遠(yuǎn)的距離，而是以氯化物絡(luò)合物或硫化物絡(luò)合物等易溶絡(luò)合物的形式存在和進(jìn)行搬運的。富含金屬絡(luò)合物的成礦溶液需要弱酸性-弱堿性即近中性環(huán)境能保持最大的溶解度和穩(wěn)定性。Au的搬運需要穩(wěn)定不變的環(huán)境，而Au的沉淀需要一個變動的環(huán)境，如溫度下降，不同性質(zhì)的流體混合，PH值的改變會引起金的凝聚和沉淀。

本區(qū)金礦成礦溶液初始最高溫度為400℃，Au等貴金屬以氯化物絡(luò)合物或硫化物絡(luò)合物的形式在溶液中存在和搬運，含有金屬絡(luò)合物的溶液具最大的溶解度和穩(wěn)定性，PH值接近于中性。

2.2.3礦液運移方向

（1）礦體水平方向溫度變化特征：從所測定的21、101、107及2號礦脈中石英爆裂溫度分布情況看，其爆裂溫度均顯示出由北西端向南東端或由西端向東端逐漸降低的變化趨勢。

（2）礦體垂向溫度變化特征。對21號礦脈沿垂直方向按地表548m中段、508m中段進(jìn)行了石英樣品采集并進(jìn)行爆裂溫度測定顯示，礦脈深部溫度高于淺部。礦體石英的平均爆裂溫度，深部508m中段為390℃，548m中段為370℃，而地表則為360℃。雖然礦體的深部與淺部溫度差異不大，但已顯示出深部石英與淺部石英爆裂溫度的梯度變化，總的看從礦體淺部向深部爆裂溫度具有增高的趨勢。

據(jù)上述有關(guān)礦脈水平方向和垂直方向溫度變化特點，考慮到本區(qū)北西與東西向兩組控礦斷裂的存在，認(rèn)為成礦熱液應(yīng)來自礦區(qū)北西深部并沿導(dǎo)礦構(gòu)造向南東淺部運移。成礦溶液在其運移過程中，當(dāng)溫度壓力下降、PH值改變、不同性質(zhì)流體的流合及近地表氧化作用的加強，便會引起Au、Ag等成礦物質(zhì)的集中沉淀。

2.3成礦階段劃分

以構(gòu)造-巖漿活動分階段演化背景，以礦床地質(zhì)特征、控礦因素、金礦時空分布為主線，本區(qū)金成礦作用是按以下四個階段進(jìn)行的。

（1）印支期巖漿活動期。開始于印支運動晚期本區(qū)發(fā)生了構(gòu)造巖漿活動，形成了西臺子大型斑狀花崗巖基。巖體侵入于太古界片麻巖中，成巖過程，分割、捕虜，熔融了片麻巖類巖石，使其中金質(zhì)活化，遷移初步聚集，同時也增強了巖體自身的含金性。

（2）燕山早期構(gòu)造巖漿強烈活動期。北西向斷裂構(gòu)造發(fā)育，酸性火山活動強烈。樓上-東對面溝北西向邊緣斷裂帶，控制了二道溝斷陷盆地內(nèi)英安流紋質(zhì)火山巖類的分布。

近火山中心形成隱爆角礫巖和侵入角礫巖，主火山通道為熔結(jié)角礫巖所充填。寄生火山通道侵入次火山～淺成相流紋斑巖及石英閃長巖，無礦化顯示。

（3）燕山晚期次火山～淺生巖漿侵入期。火山活動減弱，次火山～淺層侵入活動增強。在強烈的火山活動誘發(fā)下深部幔源花崗閃長質(zhì)熔漿沿火山通道近側(cè)上沖侵位，主期侵入了中細(xì)粒花崗閃長斑巖。伴隨巖漿上侵，周圍巖塊隆起，形成對面溝侵入穹窿構(gòu)造與其配套的放射狀斷裂系統(tǒng)，為而后成礦溶液的填充，滲透提供了有利的空間。當(dāng)深部含金豐度高的熔漿于穹窿構(gòu)造中心進(jìn)一步分異，并侵入花崗閃長斑巖體過程中，又從太古界圍巖中萃取了大量的金質(zhì)，使含礦流體進(jìn)一步富化。因此，花崗閃長斑巖為金礦的同源巖體。

（4）燕山晚期金銅成礦期。伴隨花崗閃長質(zhì)熔漿，侵入和成巖，后期形成富含B、F、Cl等揮發(fā)分、水和多種元素（以Au、Ag、Cu、Sb為主）的含礦熱流體。當(dāng)溫度、壓力及物理化學(xué)環(huán)境適應(yīng)時在花崗閃長斑巖體近側(cè)相對封閉條件下形成細(xì)脈-侵染型銅鉬礦化，在巖體外側(cè)1～3公里范圍相對開放的環(huán)境，沿控礦斷裂形成的脈型金、銀礦化。

2.4礦床成因類型判定

（1）對面溝花崗閃長斑巖體。為與金銅成礦密切有關(guān)的“斑巖”體，屬燕山晚期火山-侵入活動末期的產(chǎn)物，巖石斑狀結(jié)構(gòu)明顯，基質(zhì)微-細(xì)粒級，淺成相特征明顯。成巖與成礦時間接近，巖體與礦體空間分布和物質(zhì)成分有一致性。

（2）礦脈與次火山相脈巖體伴生。礦脈與閃長玢巖、正長斑巖、石英鈉長斑巖脈伴生。如與5-1號脈伴生的閃長玢巖屬次火山相無疑，巖石除具細(xì)粒-隱晶結(jié)構(gòu)外，尚含氣孔與杏仁構(gòu)造。巖脈與礦脈形成時間接近，但巖脈稍早于成礦，處于同一斷裂空間，為不同演化階段的產(chǎn)物，具有同源關(guān)系。

（3）熱液角礫巖。主礦脈中常見“熱液角礫巖”，是本類型金礦的重要特征。礫石成分復(fù)雜呈棱角或磨蝕圓形，礫間為含金硫化物、石英所膠結(jié)。

（4）火山—侵入巖型金礦床的標(biāo)志礦物。礦石礦物組合和礦石人工重砂中，除常見含金黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦、黝銅礦外，時常可見輝銻礦、辰砂，脈石礦物中可見到螢石，后者是本類型金礦床的標(biāo)志礦物。

3　結(jié)語

（1）石英包裹體測溫顯示，金礦成礦溫度介于213-298℃之間，屬中～溫范疇，成礦物質(zhì)來源具有深源的特征。石英包裹體成分測定顯示，金成礦溶液的最高溫度為400℃左右，成礦熱液應(yīng)來自礦區(qū)北西深部并沿導(dǎo)礦構(gòu)造向南東淺部運移。

（2）參照區(qū)域構(gòu)造深化和礦床特點，成礦階段可劃分為印支期巖漿活動期、燕山早期構(gòu)造巖漿強烈活動期、燕山晚期次火山～淺生巖漿侵入期、燕山晚期金銅成礦期，礦床成因類型為與侏羅-白堊紀(jì)中酸性火山活動有關(guān)的火山-侵入巖型中溫?zé)嵋航鸬V床。

F416.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-3-224-2

弓帥（1985～），學(xué)士，地質(zhì)工程師，研究方向為地質(zhì)找礦與地球化學(xué)勘查。