小西南岔金銅礦北山礦段礦床地質特征及礦化富集規律

李長哲

(1.吉林大學地球科學學院，長春 130061； 2. 吉林省有色金屬地質勘查局六○三隊，吉林 琿春 133300)

?

小西南岔金銅礦北山礦段礦床地質特征及礦化富集規律

李長哲1,2

(1.吉林大學地球科學學院，長春 130061； 2. 吉林省有色金屬地質勘查局六○三隊，吉林 琿春 133300)

摘要：小西南岔金銅礦床是吉林省東部一個大型的淺成熱液型金銅礦床，礦床主要受NW向的帚狀斷裂構造系統控制。在研究小西南岔礦區地質及北山礦段礦體地質特征的基礎上，對其礦化富集規律進行了初步的分析和總結，指出礦體嚴格受斷裂構造控制，主要賦存于五道溝群、花崗巖與閃長巖接觸帶、閃長巖體內密集裂隙帶及閃長玢巖脈上下盤，礦體及圍巖變形強烈的部位、金和銅礦化及其近礦圍巖蝕變疊加部位品位相對較高，以期對該區外圍及深部進一步找礦勘探工作提供參考。

關鍵詞：地質特征；礦化富集規律；小西南岔金銅礦；吉林省

0引言

小西南岔金銅礦床位于吉林省琿春市東部，地處天山—興蒙造山帶東段，夾于華北板塊、興凱地塊、佳木斯地塊之間[1](圖1)，是一個20世紀60年代發現并勘探的大型礦床。礦區主要出露有古生代淺變質巖系、中生代火山—沉積巖系以及古生代、中生代深層侵入巖系，斷裂構造十分發育，巖漿活動強烈并具有多期性，成礦地質條件優越。筆者在充分挖掘及綜合分析前人研究成果的基礎上，根據新開拓的勘探工程資料，對北山礦段礦床地質特征及礦化富集規律作了進一步的分析和總結，以期為該區外圍及深部找礦勘探提供一定依據。

1礦區地質概況

礦區內地層出露較為簡單，主要為下古生界五道溝群、侏羅系和第四系。五道溝群在全區分布廣泛，巖性主要為中淺變質巖，從巖石組合特點可將其分為3個巖性段：云母(黑云母或白云母)長英角巖巖性段、(含碳)紅柱石角巖(板巖)和含碳石榴石云英角巖巖性段、斜長角閃巖或斜長角閃片巖巖性段，地表出露形態表現為條帶狀和團塊狀，與周圍花崗巖、閃長巖體呈侵入接觸關系。侏羅系僅在礦區西部小范圍出露，主要巖性為安山巖、安山質礫巖、含礫安山巖等。第四系主要為沖積砂礫石，多沿緩坡地、河流及溝谷分布。

1.第四系；2.下古生界五道溝群；3.燕山期花崗巖；4.華力西晚期斜長花崗巖；5.華力西晚期閃長巖；6.閃長玢巖；7.脈狀金銅礦體；8.浸染狀金銅礦體(當量金0.60 g/t)；9.采礦許可范圍

圖1 小西南岔金銅礦區大地構造位置(a)及地質簡圖(b)

區內構造分為斷裂和褶皺，以斷裂構造為主。褶皺構造主要為五道溝復向斜，呈SN向貫穿全區。斷裂在全區十分發育，其形成和活動不僅為成礦物質的遷移和富集提供了上升通道和賦存空間，而且為成礦元素活化、成礦溶液遷移提供了動力能和熱能[2]。根據斷裂構造走向可分為SN、NNE、NW和NNW向等4組。從全區礦化特征來看，礦區內金—銅礦化主要受控于斷裂構造[3]，斷裂表現為一個帚狀構造系統，南部收斂，北部撒開，控礦特征明顯。

礦區范圍內巖漿巖出露面積較大，巖漿活動強烈并具有多期性，主要為華力西期和燕山期。華力西期以閃長巖和斜長花崗巖為主，閃長巖呈串珠狀SN向展布，從南至北有輝石閃長巖、角閃閃長巖、中粗粒閃長巖、閃長巖、石英閃長巖等，基性程度逐漸降低，為礦體的主要圍巖；斜長花崗巖呈巖基大面積分布，由斜長花崗巖，黑云母斜長花崗巖，片麻狀黑云母斜長花崗巖等組成。燕山期巖漿巖以花崗巖和花崗斑巖為主，分布于礦區西側，呈巖體、巖株狀產出。此外，礦區還出露有閃長玢巖、細晶巖、閃長斑巖等脈巖，規模大小不一，寬度不等。

2礦床地質特征

2.1礦體特征

小西南岔金銅礦區礦體嚴格受斷裂構造控制[4]，主要賦存于下古生界五道溝群、華力西期閃長巖體內和燕山期閃長玢巖脈的上、下盤，以香房河為界，分為北山礦段、南山礦段(圖1)。下面以北山礦段為例介紹研究區礦體地質特征。

根據近年來選礦工業試驗并由礦山提出的工業指標(Au0.57 g/t，Cu0.20%)，在北山礦段圈定了2條主礦體，分別為東側1號礦體和西側2號礦體(圖1和圖2)，東側1號礦體東西長600～700 m，寬400～500 m，厚幾十米至280 m，礦體賦存標高640～290 m，埋藏深度0～340 m，整體上呈現為巨大透鏡體，在平面上呈近東西方向延展的橢圓形，在剖面上呈凸鏡狀，總體上接近水平產出，礦體規模屬大型；西側2號礦體南北長300～400 m，東西寬200～400 m，厚幾十米至170 m，礦體賦存標高640～280 m，埋藏深度0～350 m，整體上呈現為巨大透鏡體，在平面上呈近東西方向延展的橢圓形，在剖面上呈凸鏡狀，總體上接近水平產出，礦體規模屬大型。兩條主礦體旁側零星分布若干條小礦體(圖2)，礦體受花崗巖體與下古生界五道溝群角巖接觸帶控制，在外接觸帶附近的角巖中，通常能夠達到工業品位，到花崗巖中則品位迅速降低，直至無礦。礦體厚度較大，一般幾十米至280m，厚度變化較穩定，有用組分分布較均勻，金平均品位0.45～0.58 g/t，銅平均品位0.18%～0.21%(表1)。

礦體號礦體規模長/m寬/m厚度/m礦體形態礦體產狀平均品位Au(10-6)Cu(10-2)1600～700400～50010～280大透鏡體近水平0.580.212300～400200～40010～170大透鏡體近水平0.450.18

2.2礦石特征

2.2.1礦石礦物組成及結構構造

通過對研究區礦石手標本及礦物的鏡下鑒定發現，本區主要礦石礦物為自然金類和黃銅礦，其次為磁黃鐵礦、黃鐵礦，少量的白鐵礦、方鉛礦、斑銅礦、輝銅礦、輝鉬礦、閃鋅礦、毒砂、含鉍的硫鹽礦物、褐鐵礦、自然銅、孔雀石等。脈石礦物有石英、長石、方解石、綠泥石、絹云母等。金屬礦物占礦石總量的3%左右。

礦石結構主要為半自形、自形粒狀結構和交代結構，少量為熔蝕、包含結構等。礦石構造以浸染狀構造、網脈、細網脈或細脈狀構造為主；次要的有塊狀構造、條帶狀構造、角礫構造、膠狀構造等。

2.2.2礦石化學成分

根據研究區不同類型礦石全分析結果，礦石中SiO2平均含量52.34%、Fe2O3平均含量5.02%、Al2O3平均含量14.37%、CaO平均含量6.51%、MgO平均含量3.98%、TiO2平均含量0.59%、P2O5平均含量0.02%、S平均含量1.74%、MnO平均含量0.08%、K2O平均含量2.06%、Na2O平均含量1.32%，根據礦石酸堿度計算公式ω(CaO+ MgO)/ ω( SiO2+ Al2O3)可得酸堿度為0.16，本區礦石為酸性礦石。據礦區內礦石組合分析結果(表2)，礦石中主要有用組分為Au、Cu，伴生有用組分有銀、硫、鉍，可以在選礦過程中回收，但品位不高， 銀品位 2.8～8.2×10-6； 鉍品位 (6.1～276.0) ×

表2　礦石組合分析結果表

注：ω(Cu、Pb、Zn、Te)/10-2，ω(W、Mo、V、Sr、As、Bi、Co、Ni、Au、Ag)/10-6。

10-6。礦石中含微量重金屬(Pb、Cr、Cd、As、Hg)，含量較低。

2.2.3礦石中金礦物特征及賦存狀態

研究區金礦物主要為自然金和銀金礦，金銀礦少量。銀礦物含量甚少，主要為碲銀礦、自然銀、硫碲銀鉍鉛礦和含銀自然鉍等，金礦物成分見表3。通過鏡下觀察，自然金的特點是金粒表面清潔、反射色純正、顆粒分布不均勻，在浸染狀礦石中主要與金屬硫化物關系密切，在網脈、細脈或脈狀礦石中主要與脈石礦物(主要是石英)關系密切。

表3　自然金電子探針定量分析結果表

注：測試單位為長春地質學院電鏡室。

礦石中金元素主要呈自然金和銀金礦產出，自然金粒度較細，形態也較復雜。從光片統計結果來看，與自然金連生關系密切的主要是石英、黃銅礦、磁黃鐵礦和含鉍的硫鹽類礦物，黃鐵礦中少(見表4)。

表4　金礦物的載金礦物(光片)

2.2.4礦石類型

礦石自然類型可分為氧化礦石和硫化礦石；按容礦圍巖的巖石類型可以將礦石分為閃長巖型金銅礦石、角巖型金銅礦石、花崗巖型金銅礦石3種類型。按銅、金組分，礦石工業類型可劃分為金礦石、銅礦石、金銅礦石3種。在北山礦段金礦石及銅礦石均極少，不足5%，絕大部分是金銅礦石，占95%以上。

2.3圍巖蝕變特征

礦區內圍巖蝕變主要有鉀長石化、黑云母化、陽起石化、透閃石化、硅化、絹云母化、碳酸鹽化等[5],蝕變的強度和規模受控于斷裂、裂隙的性質和礦液運移動力的強度。區內蝕變作用相互疊加，蝕變分帶較明顯，其特點表現為：成礦前的蝕變(如鉀長石化、黑云母化)多分布于燕山早期花崗巖體中斷裂帶和細晶巖脈中；成礦期的陽起石化、透閃石化、綠泥石化產于容礦斷裂帶中, 呈微細網脈狀或浸染狀、團塊狀分布于蝕變巖中；絹云母化和硅化常相伴產出，是礦區最發育的近礦圍巖蝕變，也是弱蝕變帶的主要蝕變類型。

2.4成礦期及成礦階段劃分

通過對小西南岔金銅礦床主礦體周圍含金閃長玢巖做K-Ar年齡測定，其結果為110 Ma，可以推測該礦床主成礦期為燕山期[6]。礦床北山礦段是由多期多階段成礦作用疊加形成的，根據礦石特征、成礦的物理化學條件、成礦物質來源等特點，將本區成礦作用劃分為巖漿熱液成礦期、次火山熱液成礦期和表生成礦期。[7]

2.4.1巖漿熱液成礦期

成礦作用與華力西晚期閃長巖侵入活動有關，形成浸染狀、細脈狀黃銅礦化和磁黃鐵礦礦化，礦化分布范圍廣，且強度較弱。

2.4.2次火山熱液成礦期

成礦作用與燕山期閃長玢巖次火山巖脈侵入活動有關，此期成礦溫度為中溫，成礦深度小于1 km[8]，為本區主成礦期。根據礦物生成順序、礦石特征，此期可以劃分為5個成礦階段：

1)石英—毒砂—輝鉬礦階段。石英脈沿近南北向裂隙充填, 含微量毒砂、輝鉬礦等。

2)白鐵礦石英脈階段。礦脈沿裂隙充填, 金屬礦物為白鐵礦，碎裂結構發育, 被硫化物礦石及石英—方解石脈膠結，形成角礫狀構造。

3)含金硫化物石英方解石脈階段。含礦熱液沿斷裂及早期形成的石英脈裂隙貫入，由于溫度壓力等條件的變化，金屬礦物大量沉淀，最早生成的黃鐵礦、膠黃鐵礦被磁黃鐵礦、黃銅礦交代，自然金最后析出。此期成礦作用晚期，含金銀硫鹽礦物及碲礦物的次火山熱液交代早期的硫化物，使金礦化更富。整個階段持續時間較長，礦液組分沉淀較徹底，為本區最重要的金屬礦物沉淀階段。

4)黃鐵礦脈階段。沿裂隙呈網脈狀穿切早期硫化物礦石，黃鐵礦呈自形、半自形立方體。

5)石英—方解石脈階段。成礦作用進入尾聲，石英—方解石脈沿裂隙充填呈脈狀和網脈狀，或膠結被壓碎的硫化物礦石，形成角礫狀構造。

2.4.3表生成礦期

形成褐鐵礦、孔雀石、銅藍、輝銅礦、鉍華、黃鉀鐵礬等。

2.5礦床成因探討

小西南岔金銅礦床北山礦段具有多期多階段成礦的特點。據區域同類型礦床研究資料及前人在該區的研究成果，五道溝群地層為本區的礦源層。華力西晚期構造巖漿活動使五道溝群中分散的金元素活化，生成金氯、金硫等穩定絡合物，初步富集于閃長巖體中。燕山期巖漿侵入，使閃長巖體中的金再次活化，并與巖漿熱液、次火山熱液攜帶的來源于深部的成礦物質(Au、Cu等)融為一體，通過斷裂構造遷移并在五道溝群、花崗巖與閃長巖的外接觸帶、閃長巖體內密集裂隙帶及閃長玢巖脈上下盤富集成礦。綜上所述，根據本區主成礦期成礦溫度及礦區圍巖蝕變類型及特征，初步認為該礦床為高中溫淺成熱液型金銅礦床。

3礦化富集規律

小西南岔金銅礦床北山礦段礦化類型主要為蝕變巖型礦化，礦體主要賦存于五道溝群、閃長巖體內密集裂隙帶和閃長玢巖脈上下盤，其分布富集規律主要有如下特征：

1)金礦化主要與石英—硫化物細脈或網脈、方解石—硫化物細脈或網脈關系密切，銅礦化則主要與浸染狀、團塊狀黃銅礦化關系密切，金銅兩種礦化疊加部位，金、銅品位都相應較高。

2)礦體及其圍巖擠壓變形強烈的部位品位相對較高。

3)金礦化主要與硅化蝕變有關，銅礦化則主要與黑云母化、絹云母化、綠泥石化有關。兩種近礦圍巖蝕變疊加部位，金和銅的品位相對較高。

4)五道溝群既是礦源層，也是容礦地層。燕山期構造巖漿活動使來源于深部的成礦物質向上運移，與再次活化的金融為一體，通過次火山熱液作用在五道溝群及閃長巖體內裂隙帶、花崗巖與閃長巖接觸帶、閃長玢巖脈上下盤等有利部位富集成礦。

5)金主要成礦階段晚于銅主要成礦階段，二者礦化范圍基本重合，但銅礦化范圍比金礦化范圍略大一些。

4結語

1)礦區內出露的地層較為簡單，主要為下古生界五道溝群、侏羅系和第四系，其中侏羅系僅在小范圍出露。區內構造以斷裂構造為主，斷裂表現為一個帚狀構造系統，南部收斂，北部撒開，控礦特征明顯。礦區內巖漿巖分布范圍廣，巖漿活動主要有華力西期和燕山期。礦體嚴格受斷裂構造控制，主要賦存于五道溝群、閃長巖體密集裂隙帶、花崗巖與閃長巖接觸帶和燕山期閃長玢巖脈的上、下盤。

2)礦石中礦石礦物主要為自然金、銀金礦和黃銅礦，脈石礦物主要有石英、長石、絹云母等；礦石結構主要為半自形、自形粒狀結構和交代結構；礦石構造以浸染狀構造、網脈、細網脈或細脈狀構造為主。礦區內圍巖蝕變主要有鉀長石化、黑云母化、陽起石化、透閃石化、硅化、絹云母化、碳酸鹽化等。初步分析認為，該礦床成因為高中溫淺成熱液型金銅礦床。

3)礦體整體上呈現為巨大透鏡體，在平面上呈近東西方向延展的橢圓形，在剖面上呈凸鏡狀，總體上接近水平產出，有用組分分布較均勻，厚度變化較穩定。礦體及圍巖變形強烈的部位、金和銅礦化及其近礦圍巖蝕變疊加部位品位相對較高。

參考文獻

[1] 崔圣哲，王曉志，李殿東.吉林琿春小西南岔金—銅礦床控礦因素研究[J].吉林地質，2011,30(4):1-5.

[2] 張湘炳，李志純，譚克仁，等.構造與金成礦規律[M].北京:地質出版社，1993.

[3] 徐國才.江西大石笏金礦床地質特征及礦化富集規律[J].有色金屬科學與工程，2012,3(2):80-86.

[4] 時峻峰.小西南岔金銅礦床地質特征及成因機制[J].貴金屬地質, 1998,7(4):274-280.

[5] 常成，孫景貴.斑巖型多金屬礦床成礦規律及成礦條件研究——以吉林省東部小西南岔金銅礦床為例[J].長春工程學院學報：自然科學版,2007,8(3):56-60.

[6] 時峻峰.小西南岔金銅礦床地質特征及成因機制[J].貴金屬地質，1998,7(4)：274-280.

[7] 孫超.吉林小西南岔金銅礦床的成因探討[J].黃金，1995,16(4)：2-8.

The Geological Characteristics and Mineralization Enrichment Regularity of the Beishan Ore Block belong to Xiaoxinancha Gold-copper Deposit

LI Chang-zhe

(TheGeoscientificInstituteofJilinUniversity,Changchun130061,China)

Abstract：Xiaoxinancha gold-copper deposit is a large and shallow hydrothermal type epithermal gold copper deposits in eastern part of Jilin province,which is mainly controlled by the NW brush fracture tectonic system. Based on the study of the Xiaoxinancha mining area geological and Beishan ore block geological characteristics of orebody, this article analyzes and summarizes the regularity of mineralization and enrichment, and points out the ore bodies are strictly controlled by fracture structure. The ore bodies mainly occurs in Pzwd, granite and diorite contact zone, diorite rock mass dense fracture belt and diorite Bin dike over & under wall. The gold-copper mineralization is related to high grade in positions of the ore body or surrounding rock deformation intense parts All of these research work is in order to offer help for further prospecting exploration work of the periphery and deep area.

Key words：geological characteristics; mineralization enrichment regularity;Xiaoxinancha gold-copper deposit;Jilin Province

文獻標志碼：A

文章編號：1009-8984(2016)01-0087-05

中圖分類號：P618.2

作者簡介：李長哲(1987-)，男(漢)，吉林樺甸，助理工程師

收稿日期：2016-01-27

doi:10.3969/j.issn.1009-8984.2016.01.020

主要研究礦產勘查。