吉林小梨河金礦床地質特征及成因

王玉波，張 洲，李佳言，王 洋

(吉林省有色金屬地質勘查局 六〇六隊，吉林 通化 134001)

1 區域地質背景

本區大地構造位于吉黑褶皺系(Ⅰ)，吉林優地槽褶皺帶(Ⅱ)，吉林復向斜(Ⅲ)，雙陽—磐石褶皺束(Ⅳ)的吉中弧形構造上，伊蘭—伊通和輝發河深大斷裂之間，地質構造較復雜，位于雙河鎮—二道甸子金成礦帶的西部[1]。

1.1 地層

區域上出露地層主要有古生界石炭系、二疊系、三疊系，其次為中生界侏羅系、白堊系。石炭系余富屯組(C1y)、鹿圈屯組(C1l)、磨盤山組(C2m)、石嘴子組(C3s)；二疊系大河深組(P1d)、范家屯組(P1f)；三疊系大醬缸組(T3d)；侏羅系玉興屯組(J1yx)、南樓山組(J3n)、久大組(J3j)、安民組(J3a)；白堊系營城子組(K1y)、泉頭組(K1q)[1]。

1.2 構造

區域上處于吉中弧形構造頂部由北北東向轉向南北向的轉折部位。構造特點是華力西期以北北東向褶皺構造為主，并伴有北北東向和北西向的斷裂構造；燕山期主要以斷裂構造為主，控制了巖漿巖及相關礦產的分布[1]。

1.3 巖漿巖

區域上巖漿活動強烈，華力西期—燕山期均有大規模的巖漿活動，以中酸性侵入活動為主[2]。侵入體呈巖基、巖株狀(見圖1)。

圖1 小梨河一帶區域地質

2 礦床地質特征

2.1 礦區地質概況

2.1.1 地層

出露地層主要為石炭系下統鹿圈屯組(C1l)，其次為余富屯組(C1y)[2]。

余富屯組(C1y)，出露在測區南東側的豆夾溝—東梨河一帶。以變質火山巖為主夾有碎屑巖和大理巖的一套地層。

鹿圈屯組(C1l)，在礦區大面積分布，以灰色碎屑巖為主，夾薄層灰巖或灰巖透鏡體的一套地層。主要巖石組合為灰、褐色中粒砂巖、細砂巖、灰巖或粉砂巖、頁巖，灰巖為基本程序的多個旋回層。東南部巖石組合為安山質凝灰巖、流紋質凝灰巖、英安質凝灰巖等中酸性火山熔巖，沿走向其巖性由北向南由熔巖向層凝灰巖過渡，與下部砂板巖為整合接觸關系。小梨河—豆夾溝一帶巖石組合為鈣質片巖、絹云母石英片巖、變質(安山巖、流紋質凝灰巖、英安質凝灰巖)夾大理巖透鏡體等。

2.1.2 構造

區內近南北向的斷裂構造極為發育，以豆夾溝—小梨河—太平村擠壓帶為代表，南北向貫穿全區，總體傾向東，傾角70(°)～80(°)并表現多次活動的特點，對金的活化、遷移、富集有利，受其控制的擠壓破碎帶內巖石多為片狀、瓦狀及千枚狀或者成破碎角礫巖和糜棱巖帶，帶內出現不同規模的次一級牽引褶皺，絹云母化、綠泥石化發育，并有規模不等、形態各異的石英脈貫入，零星伴有金、銀、銅、鉛礦化。

東西向構造在地貌上表現為負地形，主要有振興屯—太平村斷裂和大風倒樹—東梨河斷裂分別位于詳查區南北部。這兩條斷裂兩側巖層相對位移不大，由北側溝旁出現的一些斷層三角面，大致可以判定為這兩條斷裂是北盤上升、南盤下降的逆斷層，為成礦后斷裂，對礦體沒有破壞作用。

北西向構造在本區多顯示負地形，地貌特征為北西向的溝谷，方向在300(°)左右。為一組扭性斷裂，傾向南西，傾角50(°)～73(°)，以強烈的揉皺和片理化為特征，斷距不大，大都是南西側向南東、北東側向北西錯動。斷層上盤為砂板巖，下盤主要為大理巖、結晶灰巖及鈣質片巖。對礦體有破壞作用，但斷距不大，對礦體破壞作用較小。

北東、北北東向構造在區內較發育，見有幾條斷裂顯出扭性特征。斷層傾向北西西，傾角35(°)～48(°)，沿斷裂破碎蝕變帶兩側有閃長玢巖脈和正長斑巖脈產出。斷裂破碎帶內巖性復雜，但均受強烈擠壓而發生破壞[3]。

2.1.3 巖漿巖

區內巖漿巖發育，巖性復雜，有華力西晚期和燕山期的酸性、中酸性侵入體，脈巖較發育。

1)小梨河巖體(γ43(2))

分布在礦區西部，巖體侵入于石炭系下統鹿圈屯組地層中，同位素年齡338 Ma，時代為華力西晚期。巖性有花崗巖和花崗閃長巖，兩者為相變關系。巖石普遍具碎裂結構，綠泥石化、綠簾石化，并有石英脈及與石英脈有關的鉛、鋅、銀、金的礦化。

2)燕山早期花崗巖(γ52(1))

燕山期花崗巖主要分布在礦區北東部，巖性為中粒結構花崗巖、細?；◢弾r。脈巖極為發育，主要有閃長玢巖、花崗閃長斑巖、花崗斑巖、正長斑巖等，主要呈北東—南西向，受斷裂構造控制，其中閃長玢巖脈、花崗閃長斑巖脈與金礦化關系密切。

2.2 礦體地質特征

2.2.1 礦體特征

礦區共發現14條礦體，地表發現7條礦體，鉆孔中發現7條盲礦體，Ⅴ號礦體為主礦體。

Ⅴ號礦體賦存標高112～324 m，埋深0～230 m，呈扁豆狀、脈狀，走向近南北，傾向西，傾角36(°)～68(°)，走向控制礦體長度125 m，最大傾斜延深260 m，厚度0.35～15.01 m，平均厚度4.10 m，厚度變化系數111.94%，屬較穩定型。礦體中金品位1.27×10-6～8.29×10-6，平均品位2.85×10-6，品位變化系數57.02%。礦體資源儲量(122b+333)礦石量451.91 kt，占全區總礦石量的64.38%。金金屬量1 287 kg，占全區總金屬量的50.51%。伴生銀平均品位15.46×10-6，伴生銀金屬量5.1 t(如圖2所示)[4]。

圖2 小梨河金礦床地質

2.2.2 礦石礦物組成

通過顯微鏡下測定，并結合MLA掃描電鏡能譜成份分析礦石中礦物種類，確定礦石中主要金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦，其次有閃鋅礦、毒礦、碲鉍礦、自然鉍、褐鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦、黝銅礦等；貴金屬礦物組成為自然金、銀金礦，以及碲銀礦、碲金銀礦；非金屬礦物以石英為主，其次有斜長石、絹云母、綠泥石、高嶺土、方解石等礦物組成(見表1)[5]。

表1 礦石礦物組成測量結果 %

黃銅礦(CuFeS)：為礦石中主要的金屬硫化物，占礦石礦物相對含量的0.51%(含黝銅礦)。主要呈他形晶塊狀結構產出，嵌布粒度較粗，主要以大于0.1 mm的粗粒為主，占含量的72.2%。黃銅礦在礦石中與磁黃鐵礦、閃鋅礦、褐鐵礦、黃鐵礦、毒砂嵌存關系都較密切。鏡下可見磁黃鐵礦呈塊狀及脈狀嵌存在黃銅礦裂隙中；也常見閃鋅礦呈他形晶粒狀及塊狀、褐鐵礦呈脈狀及塊狀嵌存在黃銅礦中；該礦石中的次生銅礦物主要為黝銅礦，其含量少，粒度細小，主要呈他形晶粒狀嵌布于黃銅礦中，也見有黃銅礦交代黃鐵礦嵌布(圖3)；另外，黃銅礦與貴金屬礦物碲銀礦、銀金礦、自然金、碲金銀礦等嵌存關系都較緊密，見有碲銀礦、碲金銀礦及銀金礦呈粒狀嵌存其中(碲銀礦中含有碲鉍礦見圖3)，說明黃銅礦是金的載體礦物之一。

圖3 黃銅礦顯微照片

黃鐵礦(FeS2)：粒度分布以中、細粒為主，主要呈半自形晶—他形晶碎粒狀結構產出，黃鐵礦粒間及裂隙見有褐鐵礦交代嵌布；毒砂在礦石中含量很少，鏡下見有部分毒砂被黃鐵礦交代(見圖4)。黃鐵礦與黃銅礦及磁黃鐵礦交代嵌布現象鏡下較常見；黃鐵礦與貴金屬礦物也存在一定的嵌存關系，由圖4可見，有碲銀礦及銀金礦嵌存在黃鐵礦裂隙中。

圖4 黃鐵礦顯微照片

氧化鐵礦物(褐鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦)：該礦石中褐鐵礦鏡下較常見，占礦石礦物相對含量的1.22%。褐鐵礦在礦石中分布粒度以中細粒為主，主要呈他形晶粒狀產出。其在礦石中交代黃鐵礦呈粒狀分布的較多，其次見有部分呈粒狀及脈狀嵌存在脈石粒間及裂隙中。褐鐵礦與黃銅礦嵌存關系也較密切，黃銅礦中見有褐鐵礦呈放射狀及脈狀嵌布其中。磁鐵礦與赤鐵礦在礦石中嵌布粒度比較細小，以細粒為主，主要呈他形晶粒狀產出。在鏡下常見磁鐵礦被赤鐵礦交代呈殘余結構(見圖5)。氧化鐵礦物與金礦化關系不密切。

圖5 銀金礦在石英中嵌存情況

2.2.3 礦石結構與構造

1)礦物結構

a 他形晶粒狀結構：礦石中金屬硫化物黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦等主要呈此結構分布。

b 乳濁狀結構：呈細小顆粒嵌存于閃鋅礦中的黃銅礦呈此結構。

c 包含結構：黃銅礦包含黝銅礦等呈此結構。

d 放射狀結構：部分褐鐵礦在黃銅礦中呈放射狀結構產出。

e 殘余結構：赤鐵礦交代磁鐵礦呈交代殘余結構。

2)礦石構造

a 脈狀構造：褐鐵礦沿脈石及黃銅礦裂隙嵌部呈脈狀構造。

b 塊狀構造：礦石中的主要金屬硫化物都呈此構造。

2.2.4 礦石中的有益組分和有害組分

通過組合分析(表2)、礦石全分析(表3)，礦石中主要有用組分為Au，伴生有益組分為Ag，其他元素含量甚微，無綜合利用價值。礦石中有害組分砷、汞、碳含量較低，對選礦的影響較小。

表2 ZH01(Ⅴ號礦體)組合分析結果

表3 巖石全分析結果 %

2.2.5 金的賦存狀態

經顯微鏡下查定結合MLA能譜分析，該礦石中的貴金屬礦物為自然金、銀金礦。采用光片鏡下測定并結合人工重砂檢測，進行綜合統計分析，結果表明該礦石中金礦物粒度分布以0.074～0.037 mm區間為主，占49.1%，其次為小于0.037 mm，占31%，大于0.074 mm含量19.9%(見表4)。

表4 金礦物嵌布粒度測量結果

對自然金及銀金礦進行MLA掃描電鏡能譜成份分析，結構可知自然金中金含量主要分布在87%～100% 左右，銀金礦中金含量在60%～70%之間。

2.2.6 礦石類型及品級

根據礦石氧化程度、圍巖巖性、結構構造等自然狀態，本礦床是以產在蝕變巖中的浸染狀、細脈—浸染狀原生礦石為主。礦石的自然類型主要有石英—黃鐵礦型、石英—多金屬硫化物類型兩種類型，二者在礦體中不能單獨劃分，一般含多金屬硫化物礦石含金性較好。金礦物主要與硫化物關系密切。礦石工業類型確定為含石英脈貧硫化物細粒浸染型礦石。

2.2.7 礦體圍巖和夾石

礦體主要分布在晚古生界鹿圈囤組地層中，礦體圍巖主要為鈣質片巖、粉砂質板巖和細粒閃長巖、閃長玢巖、花崗閃長斑巖。礦體受北北東向構造。礦體呈脈狀，金礦化與礦化蝕變強度有關，礦體于脈巖接觸界限清楚；于地層接觸界限不明顯，要用樣品圈定。區內各礦體品位一般比較均勻，單工程中局部品位低于邊界品位，但一般達不到夾石剔除厚度，僅Ⅴ號礦體有夾石，夾石主要為礦化較弱的蝕變巖。

3 礦床成因類型

晚古生代早期該區處于東西向巨型拉張盆地，該盆地是組成華北地臺北緣天山—吉林東西向海槽的一部分；同時處于南北向磐石—煙筒山轉換盆地，在它們相交的煙筒山—頭道川一帶構造活動十分強烈。早石炭世余富屯期、鹿圈囤期均為海底中基性火山噴發—沉積建造，其中余富屯期第Ⅱ旋回、鹿圈囤期Ⅰ旋回層位中均見銅礦化，形成含金、銅豐度較高的初始礦源層。海西運動使早石炭系地層發生變形變質，礦源層中金受到區域變質作用活化、并向壓力、溫度降低方向遷移，使其初步富集；燕山期多次強烈構造巖漿活動，提供了熱源、熱液活動通道，并萃取了圍巖中的金等元素，在燕山中晚期，伴隨細粒閃長巖、花崗閃長斑巖、閃長巖脈等侵入，使含金熱液沿構造破碎帶及有利部位在裂隙充填交代沉淀成礦。因此，成因類型為與燕山中晚期巖漿活動有關的中低溫熱液礦床。

4 找礦標志

斷裂構造找礦標志：層間構造和北北東向斷裂構造，是成礦的有利部位。

侵入巖找礦標志：細粒閃長巖、閃長玢巖、花崗閃長巖是直接找礦標志。

地層找礦標志：余富屯組、鹿圈囤組地層是金、銀及多金屬礦地層標志。

地球化學找礦標志：金、辰砂重砂異常和Au元素土壤地球異常，尤其是Au、Ag、As、Sb、Bi、Hg組合異常是重要找礦標志。

蝕變找礦標志：異常地段內出現硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化等蝕變是找礦標志。

礦物找礦標志：黃鐵礦化、磁黃鐵礦化、褐鐵礦化、黃銅礦化、方鉛礦化是直接找礦標志。

5 結 語

經過總結研究已經取得的地質資料，分析礦床成因，確定礦床成因類型為與燕山中晚期巖漿活動有關的中低溫熱液礦床，建立了區域找礦標志，認為斷裂構造、花崗(閃長)、余富屯組和鹿圈囤組地層、Au-Ag-As-Sb-Bi-Hg組合異常、硅化是重要的找礦標志，為今后本區及周邊部找礦指明了方向。