吉林夾皮溝礦集區二道溝金礦床稀土元素特征與成礦模式

于重遠 李躍東 張永哲

摘要：二道溝金礦床是夾皮溝礦集區內十分重要的典型金礦床，夾皮溝礦集區屬于濱太平洋成礦帶的重要礦集區之一。為確定二道溝金礦床稀土元素特征、礦床類型，對巖心樣品進行了采集與分析。結果表明：各類巖石均具有向右傾斜的輕稀土元素富集、重稀土元素分異不明顯、輕稀土元素曲線的斜率明顯大于重稀土元素的特征;發生蝕變與未發生蝕變的巖石輕稀土元素與重稀土元素分異程度高度一致，認為成礦流體來源與中生代中—酸性脈巖（如正長斑巖）關系密切;結合稀土元素特征，進一步確認二道溝金礦床為典型的巖漿熱液型金礦床。

關鍵詞：稀土元素特征;成礦模式;含礦構造帶;正長斑巖脈;二道溝金礦床

中圖分類號：TD11 P618.51文獻標志碼：A

文章編號：1001-1277（2022）05-0028-06doi：10.11792/hj20220505

夾皮溝礦集區自1820年發現以來，已有200多年的開采歷史，累計探明黃金資源儲量150 t以上，屬于中國重要的金礦集中區之一。該礦集區內成礦條件優越，前景良好[1-3]。但是，由于長期的開采，夾皮溝礦集區的資源已趨于枯竭，資源保有儲量急劇減少。因此，如何開拓思路，進一步尋找新的接替資源至關重要。二道溝金礦床為夾皮溝礦集區內目前開采深度最大的礦床，對其加強研究，有助于該礦集區內其他礦床的找礦勘查。本文通過對巖心樣品進行采集與分析，探討二道溝金礦床稀土元素特征，進一步確定了礦床類型，并對成礦模式進行了探討，以期為夾皮溝礦集區找礦突破提供理論支持。

1 成礦地質背景

夾皮溝礦集區位于吉林省樺甸市東南部，大地構造位置為中亞造山帶東部（見圖1-A），華北克拉通北緣東段，敦化—密山斷裂兩側（見圖1-B），北西西向夾皮溝—大石砬子構造帶控制著夾皮溝礦集區內礦床與礦化點的分布[4-6]。該礦集區屬于濱太平洋成礦帶的重要金礦集區之一。二道溝金礦床是夾皮溝礦集區內十分重要的典型金礦床，目前開采深度已超過1 500 m，且礦體向深部延伸的趨勢仍十分明顯，表明深部具有良好的找礦潛力。

區域出露地層以太古界和元古界為主，中生界和新生界分布面積較小（見圖1-C）。太古界夾皮溝巖群可細分為四道岔巖組和三道溝巖組，由中深變質的火山-沉積巖系和太古界侵入巖組成;新元古界色洛河群可細分為北甸子巖組、達連溝巖組、紅旗溝巖組，為一套鈣堿性火山巖，變質砂板巖及碳酸鹽巖組合，基本屬于一套中淺變質的層狀無序火山-沉積巖系。

區域構造較為復雜，斷裂發育，以北西向斷裂為主，北東向斷裂次之。褶皺多見于南部及南東部，主要為八家子背斜、夾皮溝向斜和會全棧背斜。

區域巖漿活動頻繁，分布廣泛，主要為五臺期花崗巖、加里東期花崗巖、華力西期花崗巖、燕山期花崗巖。區域各種脈巖發育，巖性主要有輝綠巖、煌斑巖、閃長巖、閃長斑巖、花崗閃長巖、正長斑巖、石英正長斑巖、霏細巖等。

2 礦區及礦床地質特征

2.1 礦區地質特征

礦區出露地層主要為夾皮溝群四道岔巖組，主要巖性為斜長角閃巖，呈殘留體狀分布于興安—夾皮溝一線南、北兩側的片麻巖內。礦區構造以斷裂為主，由早至晚可分為東西向、北西向和北東向3組斷裂，基本控制了礦化帶（體）、巖漿巖及脈巖的空間展布。礦區巖漿活動強烈，出露巖漿巖主要為五臺期啞鈴狀鉀質花崗巖，位于南西部興安—新立屯一帶，呈北西向帶狀分布。

2.2 礦床地質特征

2.2.1 一號含礦構造帶

一號含礦構造帶賦存在北西向構造帶上盤較近部位的擠壓片理化帶的斷裂中。斷裂長3 000余m，含金石英脈呈脈狀、似板狀產出。礦體走向0°～5°，北端受斷裂影響轉為350°～360°。傾向南東，傾角60°～88°，深部傾角近直立。工業礦體賦存標高為-900～620 m。礦區淺部，工業礦體由5條含金石英脈組成，自東至西分別為5號脈、2號脈、新1號脈、1號脈、0號脈。平面特征為南部以脈狀為主，北部以復脈狀為主，顯示南端收斂北端撒開的特征;剖面特征為深部礦體由南向北逐漸合為1條。工業礦體沿走向延長820 m，沿傾向延伸大于1 600 m。1號脈沿傾向延伸最大，目前1 410 m中段仍未尖滅（見圖2），且深部顯示礦體有局部反傾特征，分析其具有一定“絲帶效應”。

一號含礦構造帶控制了礦區內主要含礦構造及工業礦體，其內斷裂性質呈壓扭性特征，傾角變化引發礦脈分支復合，走向呈現尖滅再現特征，傾向上出現局部反傾特征，存在無礦間隔，間距為250～600 m。在淺部，一號含礦構造帶于6勘探線—8勘探線富集，至深部，逐漸變為1勘探線— 6勘探線富集，并逐漸向北收縮，具有向北側伏趨勢。

一號含礦構造帶為北西韌性剪切帶的平行構造帶，其走向北西、傾向北東，由富集規律推測一號含礦構造帶深部傾角將逐漸變緩，傾向整體北東，在傾角由陡變緩變化部位有利于成礦，推測盲礦體賦存標高為-1 700～-1 500 m。2019年，基于深地科研項目，于礦區深部1 410 m中段13勘探線、9勘探線施工鉆孔驗證，揭露了含金正長斑巖脈，厚度2～7 m，金平均品位3.00×10-6～5.11×10-6，金最高品位10.70×10-6。

2.2.2 二、三、四號含礦構造帶

二、三、四號含礦構造帶為一號含礦構造帶的平行構造帶，發育在一號含礦構造帶西部，地表由探槽控制，走向長度2 000余m。二、三、四號含礦構造帶與一號含礦構造帶地表規模相當，但前者內充填強烈蝕變的二長片麻巖等，其表現為脆性斷裂，以往鉆孔控制的四號含礦構造帶附近見有糜棱巖化現象，表明其深部剪切帶性質有由脆性向脆-韌性轉變的趨勢，是成礦的有利條件，推測二、三、四號含礦構造帶深部可能有規模較大的礦體存在。

2.2.3 圍巖蝕變

礦體中心為煙灰色石英脈，蝕變分帶自內向外依次是黃鐵礦化→絹英巖化→綠簾石+綠泥石化→鐵白云石化+方解石化;金屬礦物主要為黃鐵礦，其次為方鉛礦、黃銅礦。總體表現為明顯的較窄側向蝕變分帶，垂向上無明顯變化規律，蝕變強度隨遠離礦體而減弱。與礦化關系最為密切的蝕變為硅化和黃鐵礦化，出現在礦脈的兩側，緊靠糜棱巖化斜長角閃巖處，顯示圍巖對成礦有一定的貢獻。熱液期煙灰色石英廣泛交代圍巖中的斜長石和早期形成的石英，黃鐵礦多呈浸染狀分布于圍巖中或構造裂縫、葉理形成的細脈或網脈中。C73A5047-22BF-4A3F-973A-25B88C3E9A3E

3 稀土元素特征及其與成礦作用關系

3.1 樣品采集及測試

采集了5件含石英脈蝕變巖、4件斜長角閃巖、5件閃長玢巖及5件正長斑巖，這些樣品均為鉆孔巖心。稀土元素測試分析工作在中國冶金地質總局第一地質勘查院測試中心實驗室完成，采用電感耦合等離子體質譜法分析樣品，使用儀器型號為XSERIES-2。實驗室采用國家標準物質GBW 07158、GBW 07159、GBW 07160來監測實驗準確度，分析精度優于5 %。

3.2 稀土元素特征

二道溝金礦區巖石稀土元素分析結果見表1，稀土元素球粒隕石標準化配分模式圖見圖3。

閃長玢巖和斜長角閃巖稀土元素總量（REE）最高，平均值分別為139.49×10-6和121.20×10-6，正長斑巖較低，但接近于含石英脈蝕變巖。輕稀土元素（LREE）與重稀土元素（HREE）分異方面，正長斑巖明顯強于其他3類巖石，表現為w（La）N/w（Yb）N 值明顯偏高。銪異常差距較小，顯示除樣品SW24外，其余樣品δEu均接近1.00，無明顯異常。

由圖3可知：各類巖石稀土元素球粒隕石標準化配分模式曲線基本一致，反映成礦流體與賦礦圍巖具有一定的同源性和繼承性。各類巖石均具有向右傾斜的輕稀土元素富集、重稀土元素分異不明顯、輕稀土元素曲線的斜率明顯大于重稀土元素的特征。銪異常并不明顯或無異常，說明可能在巖漿演化過程中斜長石的結晶分異作用并不明顯。

含石英脈蝕變巖與正長斑巖的Eu、Ce元素特征十分吻合，顯示其成因上具有密切關系。稀土元素總量方面表現為：斜長角閃巖>蝕變斜長角閃巖>正長斑巖，推斷斜長角閃巖受后期液作用的影響使得稀土元素受淋濾而損失。雖然本次未直接測試礦石樣品的稀土元素含量，但從含石英脈蝕變巖與正長斑巖稀土元素球粒隕石標準化配分模式曲線來看，導致斜長角閃巖發生硅化蝕變的流體與正長斑巖關系密切，或許反映了成礦流體與上侵巖漿的物源一致性。斜長角閃巖和蝕變斜長角閃巖的輕稀土元素與重稀土元素分異程度高度一致，因此不排除變質地層中稀土元素發生遷移作用，或者斜長角閃巖地層中已有金的預富集。因此，從稀土元素特征分析來看，二道溝金礦床成礦流體來源與中生代中—酸性脈巖（如正長斑巖）關系密切，或為同一源區不同的流體過程和巖漿過程的產物，與變質地層的關系是否是金的晚太古代預富集仍需進一步討論。

本次在測試樣品中不包含無明顯遭受熱液蝕變的正長斑巖，但從井下正長斑巖與礦體的空間產出關系和蝕變分帶特征來看，推測稀土元素總量較低的巖漿侵位在前，同一源區的含高揮發分流體在后，流體運移至脈巖與斜長角閃巖地層的構造薄弱處，強烈的水巖反應使斜長角閃巖發生蝕變并產生元素遷移。

4 成礦模式

夾皮溝礦集區受太平洋板塊俯沖影響，燕山期深部巖漿流體沿構造運移，在運移過程中，萃取圍巖中大量成礦物質，并造成圍巖的強烈蝕變。在此過程中，金主要以金硫絡合物形式存在。由于流體向著低應力區運移，隨著壓力降低、含礦流體發生強烈的沸騰作用，CO2、CH4、N2和H2S等氣體分離進入氣相，分離出的H2S等氣體還會導致流體中總硫活度降低，使金硫絡合物不穩定，導致金溶解度迅速降低。同時，不混溶過程中釋放大量CO2，使成礦流體pH偏離近中性條件而促使金沉淀[7]。

近年來，越來越多的學者認為夾皮溝礦集區成礦與巖漿活動密切相關，而較早的韌性剪切帶及中高級變質作用對于成礦的作用更多為形成構造格架、控巖控礦、金的初步富集等。因此，夾皮溝礦集區內成礦區域為燕山期成礦巖漿活動有效影響范圍內的有利構造空間及接觸帶、巖突部位等巖漿侵入系統有利部位。結合二道溝金礦床井下地質特征，從成礦空間的角度考慮，在靠近韌性剪切帶上盤邊緣的北西向構造帶走向上及傾向上的轉折端是成礦有利空間（見圖4）。

二道溝金礦床為典型的巖漿熱液型金礦床，成礦時代為190～210 Ma[8-9]。地層為晚太古代斜長角閃（片麻）巖、蝕變花崗巖等，根據鉆孔揭露結果，垂向上沒有明顯受熱力梯度影響的元素分帶特征，以Au異常為主，不是典型的陸相火山巖-次火山巖相地層中產出、與火山機構關系密切的淺成低溫熱液型金礦床。但是，從與礦體緊密產出的一系列中基性—酸性脈巖，以及稀土元素特征分析來看，二道溝金礦床成礦流體來源與中生代中—酸性脈巖（如正長斑巖）關系密切，但無明顯證據說明成礦流體是淺部侵位脈巖之后出溶形成的，而且脈巖中的圍巖包體也無典型的熱液溶蝕邊，其作為成礦地質體的可能性較小。

二道溝金礦床深部可能存在隱伏中深成侵入體，井下大量細晶脈巖、偉晶脈巖顯示了部分脈巖的特征，推測其為深部中酸性巖漿房結晶分異晚期的產物，或者直接為深部隱伏巖體、巖枝。目前，認為二道溝金礦床成礦地質體為與已揭露正長斑巖脈關系密切的中深成隱伏巖體。

5 結 論

1）二道溝金礦床各類巖石稀土元素球粒隕石標準化配分模式曲線基本一致，反映成礦流體與賦礦圍巖具有一定的同源性和繼承性。斜長角閃巖和蝕變斜長角閃巖的輕、重稀土元素分異程度高度一致，因此不排除變質地層中稀土元素的遷移作用，或者斜長角閃巖地層中已有金的預富集。

2）二道溝金礦床為典型的巖漿熱液型金礦床，成礦流體來源與中生代中—酸性脈巖（如正長斑巖）關系密切，礦床深部可能存在隱伏中深成侵入體，為成礦地質體。

[參 考 文 獻]

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Rare earth elements characteristics and metallogenic pattern

of Erdaogou Gold Deposit，Jiapigou high ore concentration area，Jilin

Yu Zhongyuan1，Li Yuedong1，Zhang Yongzhe2

（1.Jiapigou Mining Industry Co.，Ltd.，China National Gold Group Co.，Ltd.;

2.Beijing Jinyou Geological Exploration Co.，Ltd.）

Abstract：Erdaogou Gold Deposit is a very important typical gold deposit in Jiapigou high ore concentration area，which belongs to one of the important high ore concentration areas in off-shore Pacific metallogenic belt.The rock core samples are collected and analyzed to determine the rare earth elements characteristics and deposit types in Erdaogou Gold Deposit.The results show that each type of rocks is characterized by right-inclined LREE enrichment，less obvious HREE differentiation，obviously greater inclination rate of LREE than HREE;the differentiation is highly consistent between altered and yet altered rock LREE and HREE，indicating close relation between ore-forming fluids source and Mesozoic medium-acidic vein rock such as orthophyre;given the LREE characteristics，Erdaogou Gold Deposit is further confirmed as typical magmatic hydrothermal fluid gold deposit.

Keywords：REE characteristics;metallogenic pattern;ore-hosting tectonic belt;orthophyre;Erdaogou Gold Deposit

收稿日期：2021-11-22; 修回日期：2022-02-20

基金項目：中國黃金集團有限公司地質科研專項基金項目（ZJ-KY/2018-ZY-07）

作者簡介：于重遠（1974—），男，吉林公主嶺人，高級工程師，從事礦山地質勘查、找礦及管理工作;吉林省樺甸市夾皮溝鎮，中國黃金集團夾皮溝礦業有限公司，132411;E-mail：ycybgs@126.comC73A5047-22BF-4A3F-973A-25B88C3E9A3E