遼東半島濱海砂金礦成礦規律*

劉長純　姚志宏　孫鵬慧

(遼寧省地質礦產調查院)

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遼東半島濱海砂金礦成礦規律*

劉長純姚志宏孫鵬慧

(遼寧省地質礦產調查院)

遼東半島濱海砂金礦不發育、資源量少，為進一步加強尋找濱海砂金礦，對濱海砂金礦的成礦條件進行了分析，結果表明：①區內具有新太古、古中元古代地層，侵入巖和原生金礦床(點)具有多物質來源和形成的多階段性；②半島黃海沿岸的氣候條件有利于風化剝蝕作用的進行，伴隨著降雨較多、河流運砂能力較強，為濱海砂金礦輸送了大量的成礦物質；③豐富的陸地、海底地貌，海岸類型和沖積-沖洪積成因的第四紀類型地貌為濱海砂金礦提供了良好的成礦環境；④新構造運動以整體抬升為主，致使整個第四紀半島均遭受了強烈的剝蝕，為砂金礦提供了充足的物質來源。在上述分析的基礎上，分別從成礦物質供給條件、氣候與水動力條件、沉積環境等方面總結了遼東半島濱海砂金礦成礦物質來源、成礦動力、成礦環境等成礦規律，對于區內濱海砂金礦找礦工作有一定的參考價值。

濱海砂金礦成礦條件成礦物質來源成礦動力成礦環境成礦規律

1　區域地質概況

遼東半島范圍廣大，大地構造單位屬于柴達木—華北板塊(Ⅰ級)、華北陸塊(Ⅱ華北陸塊)、遼東新元古代—古生代坳陷帶(Ⅲ)，橫跨7個構造單元，由北至南依次為龍崗隆起、太子河新元古代—古生代坳陷、遼吉古元古代古裂谷、鞍山太古宙古陸核、城子坦—莊河太古宙基底隆起、大連新元古代—古生代坳陷、遼東中新生代盆地帶[1]。區內廣泛出露鞍山群古老變質巖系、遼河群變質巖系及混合巖與花崗巖，印支期—燕山期多期次侵入巖(圖1)，該類巖系不同程度地發育有含金石英微細脈及細脈。區內基巖裸露，長期遭受風化剝蝕作用，為濱海砂金及其他重礦物富集提供了豐富的物質來源。遼東半島面臨開闊的渤海、黃海，有利于重礦物的富集[2]。

圖1　遼東半島區域地質概況

2　成礦物質供給條件

2.1變質巖2.1.1變質巖主要特征

區內變質巖以新太古界、古元古界和中元古界變質巖系為主，主要巖組及巖性特征如表1所示。變質深成巖以混合巖、混合花崗巖為主，巖性有片麻狀黑云母混合花崗巖、白云母混合花崗巖、變粒狀混合花崗巖等。

2.1.2變質巖供源條件

結晶基底巖層Au的豐度將直接影響后期金礦的形成，尤其對濱海砂金礦的形成具有舉足輕重的作用，一般流經Au豐度較高的太古界及元古界老地層的水系，在其松散堆積物中都有不同程度的金異常。遼東半島結晶基底巖層Au含量較高，經后期疊加作用的影響，其相對濃集程度較明顯：①新太

表1　遼東地區變質巖系特征

古代濃集系數大于1，個別可達1.92；②古元古代濃集系數多集中于0.33～2.06；③中元古界濃集系數為0.42。說明新太古界鞍山群城子坦組和古元古界浪子山組、大石橋組、蓋縣組及中元古界榆樹砬子群均可構成金的控礦有利巖層或金的礦源層。區內混合巖及混合花崗巖也含Au，平均含量5.5×10-6，混合巖中含Au最高可達30×10-6，而混合花崗巖的Au含量多為(5～12)×10-6，表明混合巖及混合花崗巖含金量較高，可作為濱海砂金成礦的直接物質來源。

2.2巖漿巖2.2.1巖漿巖特征

區內巖漿巖出露廣泛，由老至新可劃分為鞍山、遼河、燕遼、華力西、印支、燕山、喜山等7個旋回，其中以印支期—燕山期巖漿活動最強烈，巖類齊全、巖性繁多，以酸性花崗巖占絕對優勢。印支期巖漿侵入活動十分強烈，與金礦的形成關系最為密切，巖石類型有基性、中性、酸性、堿性巖，以酸性巖最為發育，巖性以二長花崗巖、片麻狀花崗巖及花崗閃長巖類為主。燕山期是區內侵入活動最強烈的時期之一，巖石類型有中—基性、酸鹽巖，巖性為一套閃長巖、花崗閃長巖及花崗巖類組成，統稱為花崗雜巖體。

2.2.2巖漿巖供源條件

遼東半島金礦床(點)多數分布于印支期—燕山期花崗巖體附近，特別是印支期五龍背—大堡及岫巖—雙塔等巖體附近。結合丹東地區與金礦有關的各類地質體的含金量，發現燕山早期花崗雜巖、晚期花崗巖類和三股流花崗雜巖體含金量也較高，說明印支期—燕山期的侵入巖與金礦的形成有密切的空間關系。區內印支期—燕山期酸性巖的巖相分帶不明顯，缺少邊緣相，表現其風化剝蝕深度較大，因此中生代酸性巖體的風化物可作為濱海砂金礦成礦物質的一個重要來源[3]。

2.3原生金礦床(點)

根據原生金礦床(點)的分布特點，按水系可將其劃分為鴨綠江中下游集中區、大洋河上游集中區、英那河上游集中區、莊河下游集中區、碧流河與登沙河集中區等，該類原生金礦集中區與濱海砂金礦相伴產出，具有空間分布一致性，表明二者具有明顯的補給關系。該類原生金礦集中區內，重砂礦物大部分(60%以上樣品)都含Au，個別樣品可達邊界品位，說明區內大量的原生金礦床(點)為松散堆積物中Au的分布提供了豐富的物質來源。遼東半島濱海砂金礦成礦物質來源十分豐富，并且具有多階段性(新太古界、古元古界、中元古界、印支期—燕山期、原生金礦床(點)形成以后)。結合上述分析，總結了如圖2所示的濱海砂金礦礦質供給序列圖。

圖2　遼東半島濱海砂金礦礦質供給序列

3　氣候與水動力條件對濱海砂金成礦的作用

(1)氣候條件。遼東半島的氣候特征有利于金礦體及含金巖系物理化學風化作用的進行，有利于濱海砂金礦的形成。從黃海沿岸氣候分區看，莊河以東至鴨綠江入海口更有利于濱海砂金的成礦作用。自第四紀早更新世至晚更新世，遼東半島經歷了多次冰期、間冰期，氣候發生了多次的冷暖交替及多次海進、海退作用，有利于從巖石和原生金礦中淋濾出成礦物質，并隨著海水進行遷移和沉淀，可見遼東半島的古氣候條件有利于砂金礦的形成。

(2)水系特征。遼東半島黃海沿岸河流水系發育、河流順直、坡降大、水流集中、輸砂量大，有利于濱海砂金礦的形成，特別是鴨綠江、大洋河、英那河、莊河等漂流流域內的原生金礦床、礦點較集中，地層、巖漿巖含金量較高，因此在該類河流的入?？谛纬傻纳凹?、砂堤、階地、沖積扇或地下三角洲等地貌單元，是形成砂金的有利部位。

(3)海水運動。海水運動是濱海砂金形成的主要水動力之一，決定著近岸地區陸源含金碎屑物質的再分配和海底泥砂運動以及分布規律，海水運動與濱海砂金形成密切相關的因素有波浪、潮汐和沿巖流。波浪對濱海地區的作用可分為以破壞為主的侵蝕作用區、以建設為主的堆積作用區和介于二者之間的平衡海岸作用區，平衡型海岸對濱海砂金的形成最有利，主要表現在波浪的正向流速大于反向流速，使從海底搬運至岸邊的含金碎屑物質在其回流作用下將部分輕的、細的碎屑物運回海底(圖3)，較大的含金碎屑物質再次富集而形成濱海砂金礦床。潮汐作用是砂質海岸形成的主要動力，對潮間帶砂金礦的形成尤為重要，由于潮汐的往復運動，不斷地對潮間帶內的沉積物進行沖刷、淘洗、篩選，使含金重礦物富集、形成濱海砂金礦。沿巖流較強的海區對近岸海底沉積物的分異作用不明顯，因此不利于濱海砂金礦的形成。

圖3　平衡海岸均衡剖面塑造示意

4　沉積環境對濱海砂金的控制作用

4.1地貌和海岸類型4.1.1地貌的控制作用

遼東半島地貌類型劃分結果如表2所示。

表2　遼東半島地貌類型劃分

(1)陸地地貌對濱海砂金礦的控制作用。半島上注入渤、黃海兩大水系，多源于半島中脊地帶，流程短，河床坡降較大，河流流勢較猛，粗而重的陸源碎屑物易于被搬運至濱海地段，為濱海砂金礦的形成與富集提供了有利條件。

(2)海底地貌對濱海砂金礦的控制作用。海蝕階地具有風化殼的平坦基巖海底，表面雖無殘留沉積物，但海蝕作用剝落的風化殼碎屑在海浪的作用下可作為潮間帶砂金形成的物質來源。濱岸水下淺灘是河流輸砂覆蓋波及區，后期海流作用使含金物質重新富集形成砂金礦。水下階地發現有砂金含量較高的異常點，可能是砂金形成的部位之一。淺海堆積平原位于北黃海劇烈斷陷、拗陷部位，來自陸源的成礦物質在一定的古氣候和古動力條件下可富集成礦。水下三角洲呈微向海傾斜的扇狀砂質突起形態，在縱向上砂金易富集于三角洲上緣、橫向上易富集于軸部和底部。

4.1.2海岸類型的控制作用

依據現代海岸形成過程受外動力、形態結構和物質組成原則，可將遼東半島劃分為以侵蝕作用為主的侵蝕巖(包括港灣型和島礁型基巖海岸)、以堆積作用為主的堆積巖(平原型淤泥質海岸)和侵蝕與堆積并存的侵蝕堆積岸(岬灣型淤泥質、岬灣型砂質、堤壩型砂質海岸)。對成礦有利的海岸類型為堤壩型沙質海岸和岬灣型砂質海巖，該2種類型的海岸近鄰低丘在長期的穩定上升過程中，含礦風化物質易于被流水直接搬運入海，為砂金礦富集提供了豐富的物質來源，同時，該2種海岸類型往往具有較寬的空間位置，為接收大量碎屑沉積提供了有利部位[4]。

4.2第四紀沉積作用

(1)殘坡積成因。分布于低山丘陵及剝蝕平原、山前斜坡和濱海地形平坦的基巖面上，形成于更新世，巖性為含礫砂質黏土或含礫黏土質砂，由于分選性差，一般不具備富集成礦條件。

(2)坡洪積成因。分布于山前地帶，零星出露于大河上游兩側，形成于更新世，以黏土含砂、礫石含黏土和礫石層為主，附近有含礦豐富的成礦母巖，有一定的成礦前景。

(3)沖積-沖洪積成因。分布于河谷、平原區以及丘間谷口地帶，形成于全新世，覆蓋面積大，多構成河流一級階地和漫灘相堆積，以亞黏土、亞砂土、砂、砂礫石為主，是遼東半島砂金礦形成的主要成因類型。

(4)海積成因。分布于渤、黃海沿巖地帶的海積階地、海積平原及潮灘部位，主要形成于全新世的海侵和自此以后的海岸線逐漸后退時期，巖性為淤泥質亞黏土、淤泥質細砂、細砂、中—粗砂、砂礫石，由于細粒懸浮質的沉積物中含重砂礦物少，不利于成礦，但粗粒中的中—粗砂和砂礫中含有砂金[5]。

4.3新構造運動和海平面變化4.3.1新構造運動特點

遼東半島為長期構造隆起區，新構造運動較活躍和明顯，主要表現在地勢高程分布、階地分布、海蝕遺跡和第四紀堆積物厚度變化等方面。區內由南至北、由海至陸，地貌變化為濱海平原→海蝕臺地→高臺地→低丘→高丘→低山→中低山，該地貌組合是地殼階段性升降運動的結果，主要河流谷地中均有Ⅰ級階地，個別較大水系(如碧流河、英娜河)兩岸局部保留有Ⅱ、Ⅲ 級堆積和基底階地。海蝕遺跡在半島的渤、黃海沿岸均較發育，旅大地區分布有Ⅰ、Ⅱ 級兩級海蝕階地，東溝縣大孤山分布有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 級三級階地，該類海蝕遺跡均是遼東半島在新構造運動作用下可能至少發生過2～3次間歇性上升。從第四紀堆積物厚度變化來看，遼東半島東西邊緣差異運動強烈，第四紀厚度西部邊緣可達400 m，而半島內一般僅數米至數十米厚[6]。

4.3.2新構造對濱海砂金的控制

由于區內新構造運動以整體抬升為基礎，兼有間歇性不一的升降運動，致使半島陸區在整個第四紀過程中均遭受了強烈的侵蝕、剝蝕作用，風化殼十分發育、準平原化明顯，為砂金礦的形成提供了充足的物質來源。大量的含礦物質隨徑流運移至半島周邊、山間谷地和河谷地段堆積，尚有部分含礦物質隨徑流繼續攜帶入海區堆積，在海岸地緩慢上升引起海退，又為該類堆積提供了廣闊的空間位置，在海岸緩慢下降引起的海進又促使該類堆積空間縮小和增強陸域堆積。當堆積速度小于或接近河水動力速度和海岸動力改造速度時，含礦物質得以被充分淘洗、分選，利于成礦。

5　成礦規律

(1)形成濱海砂金礦的物質來源具有多源性，各時代地層、巖漿巖、原生金礦床均是形成濱海砂金礦的成礦物質來源。

(2)濱海砂金的成礦作用具有多期性、繼承性，砂金礦床是在一個相當長的時間內形成的，砂金礦形成之前須經歷一個長期有利于化學風化的溫熱氣候條件下的準平原化階段。

(3)濱海砂金礦床是由海岸的波浪、潮汐對含金的碎屑物質進行分選作用形成的，海浪對自然金等重礦物發生分離、富集的最理想地帶是海灘上的潮汐帶及海巖階地。

(4)多次海侵、海退，有利于濱海砂金形成，緩慢的海退作用導致了濱海砂金礦呈帶狀平行于海岸呈階梯狀分布。

(5)大型砂金礦都產于河流入?？谛纬傻臎_積扇(三角洲)的中下部，具有工業價值的濱海砂金礦床產于高階地、現代海灘、海岸階地、砂堤及海水掩埋的階地與古河床中。

(6)濱海砂金的含金層常見于沖積層下部層位的基巖面上或假基底上，沉積間斷面是砂金富集的重要部位，高能量形成的砂礫石是含Au的重要層位，砂礫石層中Au含量與礫石層中礫石大小成正比。

(7)濱海砂金常呈層狀、似層狀、透鏡狀平行海岸帶呈帶狀展布，是由地層間歇性的上升或上升—穩定交替導致垂直方向多層礦的形成，海侵—海退導致礦體呈帶狀斜列分布。

[1]孫鵬慧，馮麗杰，烏愛軍，等.遼寧省礦產資源潛力評價成果報告[R].沈陽：遼寧省礦產地質調查院，2013.

[2]楊占興.遼寧省成礦系列與成礦區帶研究[D].北京：中國地質大學(北京)，2006.

[3]劉國海，莊德厚，李培英.遼東半島黃海沿岸濱海砂金成礦條件及開發前景[J].海洋與海洋帶開發，1993(2)：9-13.

[4]劉國海，李培英，莊德厚.遼東半島黃海沿岸濱海砂金成礦環境及成礦模式探討[J].海洋地質與紀地質，1993，13(3)：44-46.

[5]劉國海，李培英，莊德厚.遼寧省東溝平原的深化與砂金成礦關系探討[J].貴金屬地質，1994(1)：53-56.

[6]譚起新，孫巖，王志喜，等.對我國濱海砂礦的一些基本認識[J].海洋地質與紀地質，1985(4)：46-47.

Metallogenic Regularity of the Coastal Gulch-gold Deposit in Liaodong Peninsula

Liu ChangchunYao ZhihongSun Penhui

(Liaoning Institute of Geology and Mineral Resources)

Liaodong peninsula coastal gulch-gold mine is not development, less resources,in order to provide the theoretical reference for the prospecting work of coastal gulch-gold deposit in Liaodong peninsula,the metallogenic conditions of the coastal gulch-gold deposit are analyzed,the results show that:①the new archean strata and ancient proterozoic strata are developed in Liaodong peninsula,intrusive rocks and native gold deposits (points) with the characteristics of more material source and multi-stage formation;②the climatic conditions along the Yellow sea coast are conducive to weathering and erosion,with more rainfall and large rive transport capacity,a large number of ore-forming materials are transported for the gulch-gold deposit;③the favorable metallogenic environment for the formation of coastal gulch-gold deposits is provided by the abundant land physiognomy,sea bottom physiognomy,coastal types physiognomy and Quaternary type physiognomy with alluvial-diluvial causes;④the new tectonic movement is mainly for overall lift long up,which caused the the peninsula suffered the strong erosion in the entire Quaternary,so,the sufficient material source for the gulch-gold deposit is provided.Based on the above analysis results,the metallogenic material source,metallogemnic dynamic and metallogenic environment are discussed from the aspects of ore-forming material supply conditions,climate and hydrodynamic conditions and sedimentary environment.The above study results can provide some reference for the prospecting work of coastal gulch-gold deposit in Liaodong peninsula.

Coastal gulch-gold deposit, Metallogenic condition, Metallogenic material source, Metallogenic dynamic,Metallogenic environment, Metallogenic regularity

2016-06-03)

*中國地質調查局基金項目(編號：DD20160346)。

劉長純(1986—)，男，工程師，碩士，110031 遼寧省沈陽市皇姑區寧山中路42號。