遼寧趙家溝金礦地質特征及找礦標志

董方升，張德慶，邊祥山，張雪航，孫東賓，王生文

（1.遼寧省地礦集團能源地質有限責任公司，遼寧 沈陽 110013；2.東北大學資源與土木工程學院，遼寧 沈陽 110013）

0 引言

1 區域地質特征

研究區地處新華夏構造體系遼河斷陷以及彰武至黑山中生代盆地的北東緣（趙東波等，2009；許云鵬等，2011），位于重要的冀東—遼西金成礦帶的東部，區域上發育有著名的金廠峪、峪耳崖、排山樓、金廠溝梁、二道溝等金礦床（圖1）。研究區內發育的地層主要為白堊系義縣組內陸湖相碎屑巖和中基性、酸性火山巖系。區域構造主要分為3個構造體系：東西向構造體系、北東向構造體系以及北北西向構造體系。東西向構造體系主要位于阜新北部，北東向構造體系位于區域東部，北北西向構造體系主要位于區域的東北部，趙家溝金礦周邊，金礦床與北北西向斷裂構造密切相關。區域上巖漿巖主要為白堊紀中酸性侵入巖及火山巖（魏軍等，2014；李占春等，2019；王偉等，2020）。

圖1 遼寧趙家溝金礦區域構造位置圖（據賈三石等，2011修改）

2 礦床地質特征

2.1 礦區地質

礦區出露地層主要為白堊系義縣組和第四系。其中義縣組為一套火山碎屑巖沉積，巖性包括流紋巖（λ）、安山巖（α）、安山質火山角礫巖（αbl）、流紋質火山角礫巖（λbl）、流紋質凝灰巖（tf）。第四系由坡積、坡洪積物構成，主要分布在工作區低洼區及沖溝中（圖2）。

圖2 趙家溝金礦礦區地質圖

礦區構造相對比較發育，主要以斷裂構造為主，可識別出19條，整體走向為330°～350°，傾角為60°～80°，傾向總體呈北東向，構造帶規模大小不一，以壓性構造為主，兼扭性特征，構造破碎帶內見網格狀石英脈、浸染狀和星點狀黃鐵礦以及薄膜狀褐鐵礦。流紋質及安山質火山角礫巖的孔隙中常見有石英晶簇，有較強的硅化、黃鐵礦化。

區內巖漿巖以晚侏羅世酸性侵入巖為主，巖性主要為花崗巖，呈淺肉紅色，中粗粒結構，塊狀構造，見于礦區北部，呈巖柱狀，產于安山巖內部，該期火山活動范圍相對較小，對金成礦的影響不大。

2.2 圍巖蝕變

礦區及其周邊安山巖具有較強的蝕變現象，并表現出不同的期次，其類型比較復雜。蝕變種類有硅化、黃鐵礦化、絹云母化、綠泥石化、高嶺土化和褐鐵礦化，其中硅化、黃鐵礦化表現最強、最普遍。硅化和黃鐵礦化相伴發生，可分為三期，其中第二期硅化與該區金成礦關系最為密切，其次為第三期硅化，該期硅化相對較弱，為金成礦次要階段。

2.3 礦化特征

礦區金礦化受斷裂構造蝕變帶控制，主要產于斷裂構造蝕變帶內部，與主斷裂斜交或平行的次級構造以及蝕變裂隙帶也有不同程度的金礦化，區內共發現19條斷裂構造蝕變帶，它們均存在著不同程度的礦化。斷裂構造蝕變帶一般呈北北西向展布，少量呈南北向，傾向呈北東向，傾角60°～80°，19條斷裂構造在全區均有展布，部分地段由于覆蓋構造跡象不能反映出來。礦區具有構造蝕變帶發育程度高、礦化點帶多、礦化普遍存在等特點。

試驗主要研究焊接工藝參數、攪拌頭前進側材料和攪拌頭偏置對焊縫成型及性能的影響。通過大量的工藝試驗表明，當鎂板置于攪拌頭前進側時，焊縫存在大量溝槽缺陷，無法獲得成型良好的焊縫。而鋁板置于前進側時，當攪拌頭旋轉速度為900 r/min，焊接速度為50 mm/min時，可獲得成型較好的焊縫。相同條件下，攪拌頭偏置鎂側1 mm時，焊縫表面出現裂紋，而攪拌頭偏置鋁側1 mm可獲得成型最佳的焊縫，如圖1所示。

礦區F2、F5、F6、F7、F9、F10、F11為主要含礦構造，通過地表槽探揭露，發現工業礦（化）存在，平均品位為3.18 g/t，最高 14.30 g/t。

礦化圍巖可分為中性火山巖和酸性火山巖兩種，其中F5構造蝕變帶圍巖以中性火山巖為主，巖性主要為安山巖和安山質角礫熔巖，其他構造蝕變帶圍巖以流紋巖和流紋質角礫熔巖為主。

礦化蝕變巖主要為構造蝕變巖（以硅化、黃鐵礦化為主），原巖成分和相應的圍巖一致，構造蝕變巖可分角礫狀蝕變巖、碎裂狀蝕變巖、裂隙狀蝕變巖。其中角礫狀蝕變巖含礦性較好，常形成富大礦體，礦化蝕變帶一般沿主構造上下盤分布，發育寬度從幾十厘米到幾十米，局部裂隙狀蝕變帶可遠離主構造帶，但一般規模較小。

2.4 礦體特征

通過槽探及鉆探工程，在礦區內共發現36條金礦化體，其中主礦體8條，為T1、T2、T6、T7、T8、T9、T11、T35（表1），主 要 分布在Sb5、Sb6、Sb7、Sb2構造蝕變帶中（圖3）。礦體長度40～270 m，斜深30～108 m，傾向 60°～95°，傾角 70°左右，礦體形態主要為脈狀，部分為透鏡狀，礦體圍巖主要是安山巖和安山質火山角礫巖、流紋巖和流紋質火山角礫巖，礦體中主要的蝕變礦化有硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化和碳酸鹽化。

圖3 趙家溝金礦區重點勘探線剖面圖

表1 礦體特征一覽表

2.5 礦石特征

礦石構造類型以角礫狀、脈狀為主，其次為網脈狀。脈狀礦石的含金品位較高。角礫狀礦石（圖4a）是礦區中主要的礦石類型，分布于各礦體中。為淺黃色、灰白色石英膠結流紋巖、流紋質角礫熔巖碎塊。

脈狀礦石（圖4b）也是礦區主要礦石類型，主要由白色、灰白色石英單脈或復脈組成，含角礫比較少，礦石品位高，但不穩定。網脈狀礦石（圖4c）是礦區中次要礦石類型，主要分布在角礫狀礦石和脈狀礦石的邊緣，金品位較低，一般為1～3 g/t。

圖4 趙家溝金礦區礦石類型野外照片

（1）礦石礦物成分。礦石中有用的礦石礦物為自然金和銀金礦，其中自然金約占85%，銀金礦約占15%，另見少量自然銀，金礦物的賦存狀態主要為包裹金，占90%以上，主要包裹在石英和黃鐵礦中，其次分布在黃鐵礦晶粒之間的為粒間金。金礦物形態以它形中細粒狀為主，約占80%，部分金礦物呈葉片狀產出。脈石礦物主要為石英、黃鐵礦、褐鐵礦、綠泥石、絹云母等，其中石英呈半自形或他形，多呈網格狀，局部呈團塊狀分布在角礫裂隙之間；黃鐵礦含量變化較大，多呈浸染狀分布，部分呈細粒分散狀，黃鐵礦結晶程度以自形、半自形為主；褐鐵礦、綠泥石、絹云母等脈石礦物含量較少且分布不均勻，另外礦石中可見黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等礦物，呈浸染狀分布，含量甚微。

（2）礦石結構、構造。礦石具有他形粒狀結構（圖5a），金的粒級以中細粒為主，局部可達粗粒、巨粒級別，部分鉆孔中見到明金；角礫狀、脈狀構造為主，局部見網脈狀構造。載金礦物黃鐵礦呈自形、半自形粒狀（圖5b）；浸染狀構造為主，可見團塊狀或似脈狀構造。

圖5 趙家溝金礦區礦石結構顯微照片

（3）礦石品位。礦石中金品位變化較大，多數樣品金品位小于10 g/t，少數樣品超過10 g/t，在鉆孔中出現一個特高的金品位，達到74.01 g/t，礦床平均金品位為3.26 g/t。

（4）礦石中其它化學成分。對金品位較高的樣品進行成礦元素分析，其中金的測定用火試金富集-原子吸收分光光度法，銀的測定用原子吸收分光光度法，銅、鉛、鋅、鈷、砷的測定用電感耦合等離子體發射光譜法，鉬、鎢的測定用示波極譜法，硫的測定用高溫管式爐燃燒后滴定法。發現除金和銀元素外，礦石中其他成分（Cu、Pb、Zn、Mo、WO3、S、As、Co）的含量都非常低，均低于可利用指標含量的10倍以上，有害元素砷的含量僅為0.021%，對選礦有影響的銅元素含量僅為0.004%，可以忽略不計（表2）。

表2 礦石多元素分析結果表及伴生元素可利用指標

3 礦床成因及找礦標志

3.1 礦床成因

趙家溝礦區金成礦與金背景值較高的中低溫熱液運移以及硅化、黃鐵礦化密切相關，成礦可分為3個階段：①微含金的偏膠體玉髓狀石英伴隨著火山噴發活動，充填于原生裂隙中；②白色石英沿斷裂構造帶充填并穿插第一期硅化，呈晶洞或晶簇，并伴隨有黃鐵礦化；③含金白色石英脈沿北北西構造裂隙充填，穿插一、二期石英，呈脈狀、網脈、不規則塊狀，并伴隨有細脈狀、浸染狀黃鐵礦（褐鐵礦）分布，本期為主要成礦期，含金量較高。

該礦床礦體嚴格受北北西向張扭斷裂控制，金礦主要賦存于發生薄膜狀褐鐵礦化以及細粒狀黃鐵礦化的硅化構造角礫巖中，礦區金元素隨著白堊紀火山活動發生活化，金背景值較高的低溫熱液在沿北北西向斷裂構造運移過程中發生富集。礦區礦物成分中大多含有玉髓狀石英、褐色隱晶石英、晶芽和蛋白石等典型的低溫脈石礦物。

本礦區金品位淺部較深部高，礦區賦礦深度大多在150 m以內，低溫脈石礦物發育，且發育的大小不等的晶洞、晶簇，說明有自由空間存在，是低壓產物。綜上，可認為趙家溝金礦為低溫熱液型金礦（郭玉乾等，2009；毛光武等，2015；侯華江，2016）。

3.2 找礦標志

（1）斷裂構造。金礦主要發育在硅化構造蝕變帶中，最明顯的找礦標志為構造蝕變帶，北北西向斷裂構造是主要控礦構造，按此構造追索礦體最為有效（關玉波，2011；陳少鋒和白文龍，2019；韓華等，2020）。同時斷裂構造分支復合部位、斷裂構造產狀變異部位是存在工業礦化的有利部位。

（2）石英脈。含金量高的巖石中多見網格狀以及細脈狀石英脈，顏色多呈灰色、灰白色，因此石英脈是有效的找礦標志之一。

（3）礦化蝕變。構造破碎帶中蝕變較強的巖石中金含量較高，其中強烈的硅化、薄膜狀褐鐵礦化以及細粒狀黃鐵礦化與金成礦最為密切（劉高杰等，2020），因此找礦過程中要著重注意發生該類蝕變的安山質火山角礫巖、安山巖等。

4 找礦預測

趙家溝金礦礦區內構造相對發育較好，金成礦與北北西向構造密切相關，經野外地質調查在地表發現，多條小型北東向及東西向構造的下部可能存在硅化構造蝕變帶。前期勘查工程多布置在構造蝕變帶露頭處，構造兩側多被第四系覆蓋，可布置相應的槽探工程對構造破碎帶沿走向延伸方向進行探索，擴大礦體長度。同時，前期鉆探工程的終孔深度大多在200 m以內，控制的礦體斜深在110 m以內，經施工發現，深度在150～230 m也存在多層構造破碎帶，亦具備金礦富集的可能。

5 結論

（1）趙家溝地區構造發育，金礦主要發育在構造蝕變帶中，區內共發現19條構造蝕變帶，36條金礦體，其中8條為主礦體。

（2）趙家溝金礦礦石礦物以自然金和銀金礦為主，以他形粒狀結構，角礫狀、脈狀構造為主，金平均品位為3.26 g/t，礦石中其它成分含量較低。

（3）趙家溝礦床礦體受北北西向張扭斷裂控制，為低溫熱液型金礦，區內的斷裂構造、石英脈以及礦化蝕變為主要的找礦標志，后期工作中應加強對構造蝕變帶及深部礦體的控制。