遼西大紅石砬子金礦地質成因探討

袁啟文

（江西省地質局第七地質大隊，江西 贛州 341000）

遼西大紅石砬子金礦床的地理位置在紅石金礦床西25Km處，其是2020年初遼西地區新發現的金礦床，從其類型方面來看，其是隱爆角礫巖型。現階段，該礦區內共圈定了五條礦體，且礦體局部能夠看到一些金、銀、鉛以及鋅等等礦化薄膜，其分別是以小團塊狀和浸染狀這兩種形式呈現，有一些屬于伴生有用組分。就目前對于該礦區的研究分析來看，已初步確定其找礦遠景良好，具備較大的找礦潛力。

1 礦區地質特征

1.1 礦區構造

整個礦區的斷裂構造發育，以北東向和北西向為主，同時，還存在環形斷裂。而北東向斷裂和環狀斷裂是控礦構造。

整個北東向斷裂屬于主要導礦構造，其總長為1500m，寬為0.3m～1.5m，整體傾向偏南西，在一些斷裂處都能夠看到小團塊狀的方鉛礦與黃銅礦等物質。斷裂特征：斷裂面沿走向、傾向較平直光滑，局部呈舒緩波狀。斷裂帶中見構造角礫巖、構造透鏡體及擠壓片理。構造角礫巖呈灰白色。碎裂結構，角礫狀構造。角礫形態為不規則棱角狀（裂隙切割）、次圓狀、次棱角狀、橢圓狀。大小不一，大者25cm×15cm，小者0.5cm×1.5cm，一般5cm×3cm。硅質、鐵質膠結。斷裂中具硅化現象，局部綠泥石化。可見黃鐵礦呈團塊狀、浸染狀分布，大部分已風化成褐鐵礦。呈現左型反時針扭動的壓扭性質，錯斷東西向及北東向斷裂，錯距達幾米。

環形斷裂和環狀斷裂處的形態是近橢圓形，由外環與內環所組成，其中外環長軸是東西向，總長為1600m左右，其短軸南北向，長大概有1200m左右。而內環是東西向，總長約有1100m，短軸為南北向，長大概在800m左右。這兩中斷裂形式作用就是在于控制礦化蝕變帶形態和產狀。斷裂特征：斷裂面沿走向、傾向呈舒緩波狀。斷裂帶中見構造角礫巖：灰白色。碎裂結構，角礫狀構造。角礫形態多呈次棱角狀、棱角狀、次圓狀。大小不一，大者5cm×4cm，小者1.2cm×0.5cm，一般4×2cm。膠結物為硅質、鐵質。斷裂主要為硅化，并見有肉網脈狀鐵質硅質脈，黃鐵礦化呈浸染狀、星點狀，大部分已風化成褐鐵礦。局部綠泥石化較強。

礦區地質圖見下圖圖1。

圖1 遼西大紅石砬子金礦床地圖（據參考文獻[4]）

1.2 礦區地層

整個礦區的地層較單一，主要是中侏羅統髫髻山組和下白堊統義縣組。

中侏羅統髫髻山組分布范圍較廣，主要巖性為安山巖、安山質火山角礫巖以及安山質凝灰巖，與下白堊統義縣組呈不整合接觸。

下白堊統義縣組集中在礦區中南部，其巖性為流紋巖，是賦礦地層。

流紋巖（λ）：呈淺灰綠色，斑狀結構，基質霏細結構，球泡構造。斑晶為正長石（10%）、石英（15%）；呈碎斑、晶屑狀。石英裂紋發育。基質由長英質組成。球泡大小不等，0.3mm～10mm；呈同心環球狀，核心包含有正長石、石英斑晶，外圈為長英質呈放射狀。球泡邊緣被絹云母交代。

兩地層在其接觸帶的位置存在一種隱爆角礫巖體，呈近北東向橢圓狀產出，規模較小，為100m×45m。角礫巖筒與圍巖界線局部清楚，筒內為隱爆（集塊）角礫巖、震裂角礫巖，筒外為網紋狀流紋質晶屑熔灰熔巖。（集塊）角礫巖為黃褐色、灰褐色，呈（集塊）角礫結構、塊狀構造，集塊含量為10%～30%，角礫含量為40%～60%。集塊、角礫均呈尖棱角狀～次棱角狀，直徑集塊為6cm～12cm、角礫為2cm～5cm或0.2cm～1cm，大小混雜，無定向排列。膠結物為流紋質碎屑、花崗質熔槳。

隱爆角礫巖筒具黃玉石英化、綠泥石化、硅化蝕變，發育裂隙，見硫化物風化淋濾后的空洞。隱爆角礫巖筒有一定的特殊性，其蝕變強，顏色呈現為灰白色和黃褐色，性狀大多都是破碎泥狀。這個地區的角礫成分單一，其巖性可以說是兩種地層的結合體，有安山巖，也有流紋巖，且在少部分區域還發現了英安巖。進一步的體現出該礦床的多樣性特征，可以說是具備了多種不同類型的巖體以及礦物質。

1.3 巖漿巖

在該礦區中有發育中生代淺成巖脈，其主要在礦區西北部，巖性是流紋斑巖脈和閃長玢巖。其整體走向為北東向，傾東偏西，其傾角為65°～80°。巖脈長在150m～300m左右，整體厚度為1m～30m。在整個巖漿巖當中，巖脈和火山盆地中成礦有很大的關系，而流紋斑巖脈和金礦化之間也有很大的聯系，這也正是其獨特的地質特征。

閃長玢巖脈，寬0.45m～2.73m，局部具分叉現象，沿斷裂充填。巖石呈灰綠色，變余斑狀結構，基質微晶結構，斑晶為角閃石（15%），呈自形柱狀，鏡下橫切面呈菱形假象，粒徑1mm～2mm，被綠泥石交代；基質為斜長石（60%）、綠泥石（20%）、石英（4%）。粒徑0.1mm～0.3mm。呈板條狀、它形粒狀，并有微量磁鐵礦、磷灰石。巖石具綠泥石絹云母化，局部具碳酸鹽化。值得注意的是，在有閃長玢巖出現的部位（或附近），往往伴有較富的金礦化。

2 礦石質量

2.1 礦石礦物成分

礦石中包含了多種礦物成分，其中主要礦物成分為毒砂、黃鐵礦，含量次之的為閃鋅礦、方鉛礦，含少量甚至微量的礦物成分為硫鹽、銅、鉛、銀硫化物及復硫化物。非金屬礦物主要有長石碳酸鹽、絹云母、綠泥石、褐鐵礦、銅蘭等等。

可用于工業生產用的礦石礦物為閃鋅礦、銀金礦、自然銀、金銀礦、方鉛礦、自然金。其中赤鐵礦、石英、絹云母、菱錳礦、褐鐵礦屬于脈石礦物。

依據礦體中礦石類型所占比例、礦石礦物成分含量，總結得出礦石中黃鐵礦的含量為11%、方鉛礦含量1.7%、菱錳礦1.6%、毒砂3%、石英53%、閃鋅礦1.7%、絹云母26%、黃銅礦0.1%。

2.2 礦石的化學成分

經過分析礦石的化學成分及所含的元素，礦石中的伴生化學成分有金、鋅、銀、鉛。礦物中所含的有害元素包括硫、砷、銻、鐵等，其中砷含量較高，對礦石工業應用造成一定影響。

2.3 礦石類型

從脈石礦物和含金硫化物中礦物的含量、礦石結構形態、產出形態、礦物組合方式、地質構造特征等等，將礦石大致劃分為兩種類型即石英脈型礦石、多金屬硫化物。

2.4 礦石的結構構造

2.4.1 礦石結構

自形粒狀結構：礦石結構構造形成初期斜方短柱狀毒砂晶體及粒狀黃鐵礦晶體展現出粒狀集合，這些粒狀集合分散在礦石的各結構中。他形粒狀結構：所含礦石包括閃鋅礦、他行、半自形晶黃鐵礦、方鉛礦集合形成的礦石。交代殘余結構：此種結構在研究區域內出露明顯，礦石結構形成初期黃鐵礦、毒砂產量較大，礦石結構形成晚期出露出大量的閃鋅礦、方鉛礦等，另外經過勘查發現閃鋅礦內部含有部分黃鐵礦。

2.4.2 礦石構造

脈狀構造：單脈充填產出礦脈有韓進石英硫化物脈。條帶狀構造：主要由方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦共同構成，出露形態為寬窄不等，呈條帶狀的礦物有絹云母、石英。浸染狀構造：毒砂、黃鐵礦等粒狀礦物全部分散在蝕變層中。研究區域內含金礦化蝕變地質構造出露更明顯。

3 近礦圍巖蝕變與礦化概述

區內圍巖均經受了區域動力變質和多次熱液蝕變迭加，不同程度地發生近礦圍巖蝕變，圍巖蝕變礦化受斷裂構造作用，主要有絹云母化、硅化、黃鐵礦化、毒砂礦化及碳酸鹽化、綠泥石化等。硅化石英在早期呈圓形顆粒狀，后期產生的硅石英其重結晶顆粒較小，結晶度較低，通常會出現金屬硫化物的沉淀和富集。方解石為碳酸鹽化為主，常分布于脈狀蝕變的巖石裂縫中，與硅化存在正相關，是礦化后期的產物，也標志著礦化的結束。硅化作用從礦體向外，由強逐漸降低，碳酸鹽化作用則表現為由弱轉強。黃鐵礦化為主要礦化表現，且粒度存在較大，容易自形，黃鐵礦主要存在于細顆粒的硅石英脈中，與金礦化密切相關[1]。詳述如下：

絹云母化：礦床內廣泛發育，形成于主要金礦化階段前，蝕變寬度一般不超過0.5m。常伴有硅化、黃鐵礦化和毒砂礦化。

硅化：是本礦床重要的蝕變類型之一，按形成先后可分為：礦化階段前期硅化，是最主要的一次硅化;中期硅化形成于主要成礦階段，蝕變寬度為數亳米至數厘米，硅化不強烈，不連續地分布于硫化物石英脈兩側的圍巖中;晚期硅化：伴隨成礦晚期的碳酸鹽-石英階段，形成一次弱硅化。

黃鐵礦化與毒砂礦化：是礦床具有代表性的一種蝕變類型，根據蝕變的順序，將礦化分為兩個時期，初期的毒砂化、黃鐵礦化，礦化發生與成礦早期，與絹云母化、初期硅化形成的產物相似，稀疏浸染于絹云母中，蝕變涉及范圍一般不超過半米，礦化后期的毒砂化、黃鐵礦化，出露于成礦階段，具體可體現為似脈狀充填、毒砂成線狀，礦脈的蝕變程度礦石出現裂隙多少呈正相關，蝕變涉及的范圍。

碳酸鹽化：形成于成礦晚期，表現為方解石、白云石散布于圍巖中。蝕變不甚強烈，但分布范圍較廣，與金成礦無關。

4 成礦機制

對于該礦區來說，根據其實際情況來看，其成礦機制和特定有以下兩點：

（1）巖漿巖控制：該區金礦床的形成與中酸性巖漿巖有關，與中酸性巖漿巖體、巖株的侵入有關。堿性主要為巖漿的成分演變，同時，淺成巖脈為成礦元素富集，形成自身及圍巖成礦，最后為活化和遷移熱源發展。

（2）控礦斷裂構造：硅化、絹云母化以及高嶺土化存在于該區斷裂帶中，斷裂構造活動性強，許多不同程度的斷裂帶穿過該區，碳酸鹽化、黃鐵礦等都極為發育，金礦化明顯。斷裂主要分布在NE和NW方向。區內大型斷裂構造為導礦構造和容礦構造，在熱液作用下，形成礦化體或礦體[2]。

5 礦區地球化學特征概況

該礦區的地球化學特征主要從以下兩個方面得以體現：

（1）1/5萬水系沉積物。異常以Au、As元素為主，伴以Pb、Sb、Ag等微弱異常。異常總面積約2km2。主要元素Au和As含量最高的分別是Au398.11×10-9和As449.0×10-6，平均含量是Au237.8×10-9，As244.6×10-6，異常區域是Au2km2，As1.5km2，異常強度大，濃度帶清晰。

（2）土壤地球化學。該異常主要由金、銀、砷和銻元素組成，各級各元素濃度帶較為明顯，彼此間的異常吻合程度較高。這些在集合異常的中心斷裂帶附近，有金礦（化）體出露區域。這些異常主要是受構造控制的成礦類型為構造控制礦化[3]。

6 成礦期與礦床成因概況

該礦區的成礦過程是以熱液活動為主，且是多階段性，但總礦物組合反映的成礦溫度屬于中低溫范圍，結合嶺島礦床的特點，參考前人經驗，嶺島礦床的成礦機制應為：成礦物質來自含礦層，構造作用產生的熱效應層為加熱循環地下水。而大氣降水使金元素活化溶解形成礦液，在應力的驅動下移動到有利的結構位置，然后冷卻、分解，該地區的大量構造活動使金元素經歷多次遷移和沉淀。

經過相關研究發現，該礦區的成礦期成因的分析是通過野外觀察與室內研究相結合而成，通過對礦區礦物組合和生成順序的探究，進而確定成礦作用存在熱液期與表生期[4]。熱液期有三個成礦階段，分別是：石英－金－黃鐵礦、石英－金－多金屬硫化物、石英－碳酸鹽。其中第一種會產生灰白色以及純灰色石英與粗大的黃鐵礦，其中后者具備壓碎特點，裂紋發育。而第二個階段則是金成礦的主要階段，通過前期結晶粗大黃鐵礦壓碎，進而導致其裂隙被多種元素以及硫化物穿插充填，最終形成金礦物，其形狀為粒狀。第三個階段會產生純白色的石英細脈和方解石細脈，且還會以一部分金屬硫化物存在，其中有少部分金銀礦物含量。而表生期則是指礦化蝕變帶在風化淋濾后，巖石會出現褐鐵礦、綠泥石以及碳酸鹽化這些蝕變現象，從而產生氧化帶，出現這種情況時，可根據地表巖石的顏色進行判斷，一般都為黃褐色破碎狀和泥狀[5，6]。

7 找礦標志

7.1 礦區脈巖

對于礦區的找礦來說，可通過其脈巖進行調查，金礦床形成過程中，其會與中酸性巖漿熱液的活動以及火山活動有著密切聯系，這也正是該礦區流紋斑巖脈以北東向分布的原因所在，可將流紋斑巖脈作為脈巖標志進而定位礦床。

7.2 礦區蝕變

這一標志是最直接的找礦標志，礦化蝕變帶經過風化會有褐鐵礦化、綠泥石化以及碳酸鹽化的現象出現，進而使其地表露出現大部分黃褐色物體，其大多為破碎和泥的狀態，因其產生與地表，進而容易發現。

7.3 地球物理

通過分析賦礦巖石低阻高極化特征，進而明確礦化體位置及產狀，這種方式便是地球物理標志的體現。

7.4 地球化學

按照1：1萬土壤地球化學測量來看，此次關于找礦標志的研究發現，該礦區存在土壤綜合異常的情況，進而大面積出現斷裂的情況，而在各類環形斷裂以及環狀斷裂的交匯處中，就能夠判定礦體的大概方向，這種方式便是地球化學標志，其更具科學性，根據礦區土壤物質來進行判斷，進而能夠推斷出哪一個地區，哪一個方位存在礦體。

7.5 礦區構造

對于找礦來說，一般首先都是通過了解礦區構造來進行，由于該礦區的東北方向存在大量斷裂以及環狀斷裂，進而在兩者交匯的位置中對于礦體產出起到了控制，這是找礦的關鍵性構造標志。

8 結語

此次研究以遼西大紅石砬子金礦床為例，進而深入金礦床地質特征及找礦標志，通過該礦區地質特征的分析和概述，進一步了解其實際情況和蘊含的礦產資源，進而為下一步找礦提供依據。文章經過對該金礦床相關事項的研究發現，礦物質的形成主要還是在于整個礦區的地質，其中巖性非常關鍵，其將影響整個地層的狀況，進而影響礦物質的沉淀。文章還簡要探析了該礦區的成礦機制以及成礦期與礦床的成因，進而體現出了遼西新發現的金礦床的多元化特性。