吉林樺甸板廟子金礦床深部礦體地質特征及成礦機制討論

于景山，王建新，臧興運，王世波

1.樺甸市黃金有限責任公司，吉林 樺甸 132400；2.吉林大學地球科學學院，吉林 長春 130061；3.吉林省地質調查院，吉林 長春 130102

0 引言

吉林樺甸板廟子金礦床，距樺甸市89°方向、直距46 km，是一個有近40年開采歷史的老礦山，目前，礦山已開采至-243 m標高，653 m中段。為了增加礦山資源儲備，延長礦山服務年限，為礦山設計提供依據，受吉林省樺甸市黃金有限責任公司委托，吉林省第五地質調查所對板廟子金礦本區深部（-243 m標高以下）302-7號礦化帶和303-13號礦化帶進行勘探工作，野外工作時間2012年5月至2016年8月。本文在對深部礦體地質特征初步總結的基礎上，對本礦床的形成機制進行了討論，為本礦山、省內同類礦山的深部地質工作，提供一些線索和依據。

1 -243 m標高以上礦床及礦體地質

圖 1 吉林樺甸板廟子金礦床地質簡圖Fig.1 Geological sketch map of the Banmiaozi gold deposit in Huadian, Jilin Province

板廟子金礦床位于白山地塊與夾皮溝地塊之間的韌性剪切帶上，大砬子—夾皮溝金礦成礦帶中段西部（圖1）[1，2]。地表除大面積分布新太古代花崗閃長巖外，零星分布有新太古代夾皮溝巖群三道溝巖組，巖石類型主要有斜長角閃巖、磁鐵石英巖等，脈巖主要有輝綠巖、閃長玢巖、鉀質偉晶巖、花崗細晶巖等，巖石普遍遭受程度不等的糜棱巖化。在東西長2.55 km，南北寬0.86 km，面積約2.2 km2礦床范圍內，現已查明礦化帶（每條礦化帶均含有數量不等的含金石英單脈）35條，編號為301～332[3]。主要礦化帶走向為270°～295°,南西傾，基本與糜棱葉理走向一致（局部有＜10°交角），傾角75°～80°（與糜棱葉理一致），空間分布上具分支復合、尖滅再現特點，并多呈右行斜列，顯示出受脆性剪切裂隙控制的特點。

302號和303號是礦床中主要兩條礦化帶（圖1），沿走向、傾向均呈右行斜列式展布，至-243 m標高其編號已順序至302-7號和303-13號，礦化帶中單礦體主要為含金石英脈，多呈扁豆狀、透鏡狀，少數呈脈狀、似脈狀。沿走向或傾向變化復雜，具分支復合，尖滅再現特征明顯。單個礦體最長320 m，最短18 m，一般在50～200 m左右；最大延深240 m，延長與延深比近1∶1；礦體水平厚度最寬7 m，最小0.05 m，一般為0.2～1 m左右。礦體間產狀大致相同，走向 275°～295°，傾向南西，傾角75°～85°，局部地方反傾。輝綠巖或煌斑巖發育，并在礦脈中見煌斑巖或輝綠巖捕虜體和見含礦石英脈插入煌斑巖或輝綠巖脈中。礦化帶規模、產狀、形態均受煌斑巖或輝綠巖控制，并隨其變化而變化。鉀質偉晶巖脈也很發育，空間分布上與金礦體關系密切，主要分布于近地表的中淺部。

礦石的工業類型：以含硫化物石英脈型為主，含礦化物石英細脈帶型、碳酸鹽細脈帶型和硅質細脈帶型次之。自然類型依據穩定的礦物組合及其賦存狀態，劃分為四種類型：①含金黃鐵礦石英脈型礦石；②含金多金屬石英脈型礦石；③純金屬硫化物型礦石；④含金黃鐵礦石英細脈、網脈型礦石。

2 -243 m標高以下礦體地質

本次勘查按Ⅲ勘查類型布置探礦工程，利用鉆探和沿脈工程對302-7號和303-13號礦化帶進行深部揭露控制。

2.1 302-7號礦化帶

礦化帶走向285°～295°，傾向北東，傾角73°～84°，呈似脈狀、透鏡狀展布。目前-130 m標高以上已采空，-170 m標高、-210 m標高、-243 m標高間正在開采。

本次勘探在-243 m標高以下，礦體由YM-1、YM-2兩個工程及BZK3.0-1等32個鉆探工程控制。揭露結果表明礦化帶在-243 ～-523 m標高連續性較好，礦化帶總體走向295°，傾向25°，傾角70°～89°，控制斜深282 m。其中賦存的單礦體含金石英脈礦體長度80 ～175 m，厚度0.22 ～8.14 m，平均厚度2.25 m，厚度變化系數67%，厚度變化屬于較穩定；單樣品位0.08×10-6～101.90×10-6，品位變化系數75%，品位變化較均勻。根據見礦位置、巖蕊軸夾角及-243 m以上標高已知礦化帶特征，推測在-243 ～-523 m標高之間賦存的單礦體仍具有尖滅再現的特點，單礦體的產狀、形態變化穩定，如圖2所示。

表1可知，203號礦化帶各元素含量均未達到伴生組分評價標準，各標高含量基本穩定，變化不大。

圖 2 302-7號礦化帶分布形態示意圖Fig.2 Distribution pattern schematic of the No.302-7 mineralized belt

2.2 303-13號礦體

礦化帶-130 m標高以上于2009年以前采空，-130 m標高～-243 m標高之間由樺甸市黃金有限責任公司在生產勘探中進行了控制，本次工作是在生產勘探的基礎上對礦化帶在-243 m標高以下進行勘探。

礦化帶在-243 m標高以下由BZK23.4-2等7個鉆孔（見礦率100%）進行控制。揭露結果表明在-243 ～-375 m標高礦化帶邊續性較好。礦化帶總體走向280°～290°傾向南，傾角78°～84°。賦存的單礦體含金石英脈控制斜深為47 ～114 m，真厚度0.73 ～ -2.18 m，平均厚度1.41 m，厚度變化系數45%，厚度變化穩定。單樣品位1.45×10-6～46.94×10-6，品位變化系數88%，品位變化較均勻。

2.3 302-7-1號礦體

本礦體是此次勘探新發現的盲礦體，礦體由BZK5.6-2、BZK5.6-3、BZK5.6-4 、BZK5.6-7、BZK5.6-8、BZK5.6-9六個鉆孔控制，傾向北，傾角70°～-80°；賦存標高-253 ～ -303 m，礦體長40 m，控制礦體斜深50 m ，礦體厚度1.99 m～2.71 m，平均厚度1.56 m；厚度變化系數42%，厚度變化穩定。單工程平均品位0.37×10-6～19.30×10-6，品位變化系數113%。

3 討論

3.1 成礦物質來源

成礦物質來源一直是礦床學討論不休的問題之一[4]。夾皮溝巖群三道溝巖組是原巖為基性-中基性-酸性火山巖和火山碎屑巖及硅鐵質沉積巖，前人研究表明，該巖組下部鎂鐵層金的豐度很高（平均為5.0×10-9），是地殼豐度（克拉克值）的2倍，且歷經后期變形變質作用，是古老的原生含金建造，容易活化[5，6]，對金礦成礦無疑具有重要促進作用[6，7]。

3.2 成礦時代

包括本礦床在內的夾皮溝成礦帶上諸多金礦床的成礦時代，一直是關注的重點之一。上世紀八九十年代多認為以新太古代為主[8，9]；近年來的研究成果表明，傾向于以中生代燕山期為主[10-12]。

本礦床輝綠巖與含金石英脈空間上、成因上關系密切，是主要找礦標志之一[13，14]。本礦床及外圍輝綠巖等脈巖同位素測年結果如表2所示[15]，由此可知本礦床主要成礦期為早侏羅世。

表 1 302號礦化帶微量元素分析結果（wB /10-6 )Table 1 Trace element (ppm) data of No. 302 mineralized belt

3.3 成因類型

不同的學者從不同的角度，對本礦床及夾皮溝成礦帶上其它礦床的成因類型，進行了不同的劃分。主要有與太古代綠巖帶有關的脈型金礦[8，16]、造山帶型金礦[16]、韌性剪切帶型[6，7,18]等觀點。

本礦床處于大砬子—夾皮溝北西向韌性剪切帶中，區內巖石不同程度地發育糜棱巖化，已知礦化帶在走向、傾向上均受主剪切裂隙控制，且產狀較穩定，其分布規律已成為礦床探、采礦工程重要的布置依據[15]。根據控礦構造性質，將本礦床定義為韌性剪切帶型較為適宜。

韌性剪切帶型礦床是一類重要的礦床類型，有關研究成果較多[19-22]。根據剪切帶中巖石的變形將剪切帶分為脆性、脆- 韌性和韌性剪切帶三類，它們形成于地殼的不同深度，分別對應于上、中、下三個構造層次，上構造層次是位于地殼上部，主要由斷層巖組成；中部為兩者過渡類型，表現為脆-韌性變形特征；下部構造層次是深部的韌性剪切變形帶，由發育線理和面理組構的塑性變形的糜棱巖組成的。金礦富集沉淀往往是由韌性剪切帶及其內部發育的脆- 韌性剪切帶共同作用的結果[23-25]。

表 2 區內巖脈K －Ar年齡測定結果表Table 2 K-Ar data for the dike in the area

圖 3 吉林省韌性剪切帶型金礦礦化分帶示意圖Fig.3 Mineralization zoning sketch map of ductile shear zone type gold mine, Jilin Province

根據前人研究成果[25]，總結出韌性剪切帶型金礦礦化分帶示意圖，如圖3所示。在前期韌性剪切帶的基礎上，后期剪切作用疊加，由淺至深可分為四個礦化分帶：Ⅰ為微細脈帶，淺部構造層次，脆性剪切，形成的剪切裂隙以微細裂隙為主，含金石英脈呈微細脈狀；Ⅱ為中粗脈帶，中部構造層次，脆性剪切，形成的剪切裂隙以較具規模的裂隙為主，含金石英脈呈中、大脈狀；Ⅲ為礦化糜棱巖帶，中部構造層次下部，韌脆性剪切，已初步形成糜棱巖，但仍見有礦化，形成含金糜棱巖；Ⅳ為無礦糜棱巖帶，下部構造層次，韌性剪切，形成糜棱巖，無礦化，糜棱葉理與前期糜棱葉理有一定交角。礦床-43 m標高302號礦化帶中含金石英脈流體包裹體測溫結果表明[26]，含CO2三相包裹體均一溫度為250 ～ 326 ℃、w(NaCl)為4 .51 %～ 7 .14 %；氣液兩相包裹體均一溫度129 ～ 229 ℃、w(NaCl)為5 .25 %～7 .01 %。據此估算本礦床成礦壓力為34 .7～ 109 .6 MPa ，礦床形成深度6～7 km。同時表明礦區成礦流體以巖漿水為主，但可能有大氣降水的混入，反映該礦床成礦作用與區內中生代巖漿活動關系密切[26]。

3.4 成礦機制

中太古代吉遼陸核形成不久裂解，在夾皮溝地塊、白山地塊等各地塊間形成規模不等的洋盆，于盆地中便發育了碎屑沉積建造、基性火山巖建造和硅鐵質建造，新太古代各地塊相互拼合洋盆關閉，各類建造發生變質作用形成表殼巖[2]。夾皮溝地塊、白山地塊以大砬子—夾皮溝韌性剪切帶為界拚合，表殼巖夾皮溝巖群三道溝巖組富含Au元素，形成初始礦源層。

早侏羅世，在太平洋板塊俯沖歐亞大陸導致區域敦—密斷裂大規模左旋平移的構造背景下，大砬子—夾皮溝斷裂帶亦發生左旋剪切作用，并疊加在前期新太古代剪切帶上[7]，如圖4所示，由淺部至地下深處，逐漸由淺部構造層次過渡到中部構造層次。在持續強烈的韌性剪切作用中，深部的長英質組份熔融析出并沿剪切帶向上流動，由于熔點相對較低在較淺的剪切裂隙中充填結晶形成鉀質偉晶巖（稍后或與此同時，深部熔融的基性組份也向上流動，但熔點較高在較深的剪切裂隙中充填結晶形成輝綠巖脈），剩下的SiO2、S2-、H2O等組份繼續向上移動，在地殼淺部與大氣降水混合并沿表殼巖層理、礦物顆粒間隙等向下滲濾，由于Au元素的親硫性[27]，逐漸在地殼深部形成富含絡合物[Au(HS)2]-（也可能含有少量H2[AuCl2O]2等）、[H4SiO4]0、H2O等組合的混合流體，并向低壓區斷裂帶遷移。當在剪切帶中遇到輝綠巖脈時，由于物理化學條件的改變，[H4SiO4]0解體形成石英脈，隨后[Au(HS)2]-解體，其中的S2-與輝綠巖中的Fe2+等結合形成黃鐵礦等金屬硫化物，與此同時Au元素釋放賦存于黃鐵礦等金屬硫化物的裂隙中，與石英脈一起形成含金石英脈。這樣，在剪切帶、輝綠巖、鉀質偉晶巖、大氣降水、三道溝巖組等共同作用下，形成板廟子金礦床。

在含金石英脈形成過程中，有兩種特殊情況：有時混合流體中主要成分為[Au(HS)2]-，與輝綠巖接觸后形成不含硅質石英、純由黃鐵礦等金屬硫化物組成的高品位金礦體，俗稱“晶體塊”，在各礦化帶中均有發現，整個礦床中約有四分之一單礦體是這種類型；還有一種情況是，與圖4中相反，輝綠巖位于鉀質偉晶巖上方，由鉀質偉晶巖帶來的SiO2、S、H2O等組份與輝綠巖脈帶來的Fe2+等組合直接混合，其中的S2-與輝綠巖中的Fe2+等也形成純由黃鐵礦等金屬硫化物組成的脈體，但由于S2-沒有參與到表殼巖中滲濾作用而沒有形成[Au(HS)2]-，因此這種硫化物脈體不含金，俗稱“假晶體塊”，在礦床北部325、332等個別礦化帶中存在這類脈體。

礦床形成后，地殼抬升，礦床遭受剝蝕，如圖4所示。

圖 4 吉林樺甸板廟子金礦床成礦模式圖Fig.4 Metallographic pattern of Banmiaozi gold deposit in Huadian, Jilin Province

4 結論

（1）302-7號礦化帶在-243 m～-523 m標高總體走向295°，傾向25°，傾角70°～89°，賦存的單礦體含金石英脈礦體長度80 ～175 m，厚度0.22 ～8.14 m，厚度變化系數67%；單樣品位0.08×10-6～101.90×10-6，品位變化系數75%。

（2）303-13號礦化帶在-243 ～-375 m標高總體走向280°～290°傾向南，傾角78°～84°，賦存的單礦體含金石英脈控制斜深為47 ～114 m，真厚度0.73 ～-2.18 m，厚度變化系數45%；單樣品位1.45×10-6～ 46.94×10-6，品位變化系數88%。

（3）礦床類型為韌性剪切帶型，目前處于中部構造層次，其深部仍有找礦前景。

參考文獻：

[1] 齊成棟．吉南夾皮溝地塊地質特征[J]．吉林地質，2000，3（19）：6-15．

[2] 于宏斌，劉耀文，王延生，等．吉林1：25萬靖宇縣幅、渾江市幅、長白縣幅區域地質調查[M]．吉林省地質調查院，2007：1-273．

[3] 中國有色金屬工業總公司吉林地質勘探公司六○四隊，吉林省樺甸市夾皮溝礦區板廟子礦區中部礦帶勘探報告[D].樺甸市：吉林樺甸黃金集團， 1988：63-65．

[4] 趙元藝，馬志紅，李林茂.礦源層判別方法研究[J].世界地質，1995，14（4）：45-49.

[5] 吉林省地質礦產局. 吉林省區域地質志[M]. 北京: 地質出版社, 1988.

[6] 關鍵，孫豐月，劉洪文. 吉林省東部韌性剪切帶特征及其與金銀成礦關系[J].地質與勘探，2004，2（40）：7-11.

[7] 關鍵.吉林東南部貴金屬及有色金屬成礦規律研究（D）.吉林大學，2004.

[8] 李俊建，沈保豐，毛德寶，等．吉林夾皮溝金礦成礦時代的研究[J].地質學報，1996，4（70）：335-341.

[9] 沈保豐，李俊建，毛德寶，等．吉林夾皮溝金礦地質與成礦預測[M]．北京：地質出版社，1998：95-98．

[10] 孫忠實，馮亞民．吉林夾皮溝金礦床主成礦時代的確定及找礦方向[J]．地球學報，1997，4（18）：368-372．

[11] 李碧樂，陳廣俊，宋宗維.論吉林夾皮溝金礦成礦時代[J].世界地質，2004，23（4）：354-359．

[12] 馮云磊，袁萬明，曹建輝，等．應用鋯石裂變徑跡方法研究夾皮溝本區金礦成礦時代[J]．原子能科學技術，2015，49 （2）：379-384．

[13] 潘貴范，王東，臧興運．板廟子金礦區成礦階段劃分[J]．吉林地質，2006，25（2）：1-7．

[14] 王建新，臧興運．吉林樺甸板廟子金礦與外圍控礦條件及靶區預測[J]．黃金，2009，30（4）：13-17．

[15] 臧興運. 吉林省樺甸市板廟子金礦及外圍控礦地質條件與靶區預測（D），吉林大學，2007.

[16] 戴新義，蔣榮清，劉勁鴻，等．吉林省夾皮溝—金城洞花崗巖—綠巖區成礦及找礦方向的研究[R]．長春：吉林省地質科學研究所，1989：100-105．

[17] 楊利亞，楊立強，袁萬明，等．造山型金礦成礦流體來源與演化的氫-氧同位素示蹤:夾皮溝金礦帶例析[J]．巖石學報，2013，29（11）：4025-4035．

[18] 顏世忠，錢秀珍，楊玉清，等．夾皮溝主剪切帶基本特征及找礦方向[J]．礦產勘查，2010，1（增）：43-46．

[19] 何紹勛,段嘉瑞,劉繼順,等,韌性剪切帶與成礦[M].北京:地質出版社, 1996, 1-174.

[20] 陳柏林.糜棱巖型金礦金元素豐度與構造變形的關系[J].礦床地質，2000，19(1)：17-25.

[21] 李曉峰，華仁民，馮佐海.韌性剪切帶變形變質作用與金的礦化富集[J].桂林工學院學報，2001，21(3)：207-212.

[22] 邵世才.試論韌性剪切作用與金的成礦[M].貴金屬地質，1996，5(2)：142-145.

[23] 孫曉明.韌性剪切帶中的脆性構造及其對金礦化的控制[J].中山大學學報(自然科學版) ，1998，37(1)：98-102.

[24] 劉喜山，李樹勛.變形變質作用及成礦[M]. 北京：中國科學技術 出版社，1992：28-43.

[25] 陳柏林,董法先，李中堅.韌性剪切帶型金礦成礦模式[J].地質論評，1999，45(2)：186-192.

[26] 王建新，孫豐月，臧興運，等．吉林板廟子金礦床流體包裹體特征及其地質意義[J]．吉林大學學報(地球科學版)， 2010，40（5）：1053-1060．

[27] 劉英俊，曹勵明，李兆麟，等.元素地球化學[M].科學出版社，1984：200-350.