通化南部小巖體成礦初探
——以葦沙河巖體為例

張大偉，婁雪家，許志華，王 淼，李丁丁

(1.吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六○六隊(duì)，吉林 通化 134002；2.吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局，長(zhǎng)春 130000；3. 中化地質(zhì)礦山總局福建地質(zhì)勘查院，福州 350013)

1 小巖體成礦理論

1.1 小巖體成礦理論概述

“大巖體能夠?yàn)槌傻V提供充足的物質(zhì)來(lái)源和熱動(dòng)力”是國(guó)際上經(jīng)典找礦理論，我國(guó)結(jié)合實(shí)際情況在20世紀(jì)80年代提出“關(guān)于小巖體成礦”，認(rèn)為“小巖體的成礦作用是至關(guān)重要的”[1-3]。 湯中立院士對(duì)小巖體成礦體系的定義是出露面積n～n×10-2km2的地殼淺成、超淺成高位侵入巖漿成礦體系[4]，“小巖體的形態(tài)愈復(fù)雜，成礦和礦的富化便愈有利”[5]；90年代開(kāi)始湯中立院士提出“小巖體成大礦”[6]，并在生產(chǎn)實(shí)踐上取得一系列成果[7-10]，形成了“小巖體成礦體系”[11-15]。雖然有的觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為“巖漿熱液成礦理論是失敗的”[16]，就礦床成因本身，無(wú)論是“三位一體”，即層控、熱液交代和斑巖型三者共存[17]，還是“三元成礦理論”，即熱源、水源和礦源，或者同生論者，都不能否認(rèn)巖漿活動(dòng)是成礦的必要條件。

1.2 小巖體成礦實(shí)例

通過(guò)總結(jié)國(guó)內(nèi)外一系列大型、超大型礦床，筆者認(rèn)為“小巖體成礦”理論已經(jīng)比較成熟，也通過(guò)該理論發(fā)現(xiàn)了一批大、中型基性—超基性鎳(銅、鈷)、鉑族巖漿硫化物礦床，如甘肅金川(二輝橄欖巖)巨型銅鎳鈷鉑礦(1.84 km2)、新疆圖拉爾根(橄欖巖—輝長(zhǎng)巖)大型銅鎳鈷鉑礦(0.005 km2)、新疆喀拉通克(黑云角閃蘇長(zhǎng)巖)大型銅鎳鈷鉑礦(0.075 km2)、云南白馬寨(輝長(zhǎng)巖—橄欖巖)中型銅鎳鉑礦(0.009 km2)、吉林紅旗嶺7號(hào)(頑火輝石巖)大型銅鎳鈷鉑礦(0.02 km2)、俄羅斯Norol’sk-Talnaka(輝長(zhǎng)粗玄巖)巨型銅鎳鈷鉑礦(0.02 km2)、加拿大Voisey’s Bay(橄長(zhǎng)巖)巨型銅鎳鈷鉑礦(4.5 km2)、俄羅斯Pechenga(輝長(zhǎng)巖—輝石巖—橄欖巖)巨型銅鎳鉑礦(6.0 km2)、云南金寶山(含長(zhǎng)橄欖巖—輝長(zhǎng)巖—閃長(zhǎng)巖)大型鉑鈀礦(1.95～3.17 km2)、新疆荒山(橄欖巖—輝長(zhǎng)巖)大型銅鎳礦(3.04 km2)、新疆磁海(橄欖輝長(zhǎng)巖—輝綠巖)中型鐵鈷鎳銅礦(0.05 km2)、吉林赤柏松(輝綠輝長(zhǎng)巖—含長(zhǎng)二輝橄欖巖)中型銅鎳礦(0.22 km2)等眾多與小巖體有關(guān)的礦床。

圖1 吉林南部大地構(gòu)造圖Fig.1 Geological structures map of southern Jilin province1—遼東臺(tái)隆—吉黑優(yōu)地槽褶皺帶界線(xiàn)(Ⅱ)；2—Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元界線(xiàn)；3—Ⅳ級(jí)構(gòu)造單元界線(xiàn)；4—中生代構(gòu)造盆地；5—復(fù)背斜；6—印支—燕山期侵入巖；7—玄武巖；8—中生界；9—下古生界；10—上元古界；11—中—下元古界；12—太古界；13—花崗巖

1.3 中酸性小巖體成礦

對(duì)于小巖體成礦體系，湯中立院士2006年提出“兩類(lèi)巖漿的小巖體成大礦”[6]，北京大學(xué)陳景衍教授2012年就“為什么中酸性小巖體成大礦”的問(wèn)題，從成礦物質(zhì)來(lái)源、運(yùn)移和儲(chǔ)集三個(gè)方面進(jìn)行了論述[18]，但是在中酸性小巖體成礦[19]方面目前還沒(méi)有引起足夠的重視。雖然一些學(xué)者認(rèn)為“太新的巖體是不利于成礦的” ，而統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)證明“中國(guó)東部中生代成礦大爆發(fā)是具有中國(guó)特色的地質(zhì)事件”[20]。筆者在工作中也曾提出“非正常巖體(如SiO2不飽和的中性閃長(zhǎng)巖含石英)對(duì)成礦有著特殊意義”，通過(guò)與國(guó)內(nèi)外一些礦床對(duì)比發(fā)現(xiàn)很多金礦與花崗閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖關(guān)系十分密切[21-22]，例如國(guó)外智利El Teniente(石英閃長(zhǎng)巖)巨型銅鉬礦、巴布亞新幾內(nèi)亞的Porgera(二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖)超大型金礦、加拿大Snip(石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖)金礦、秘魯Parcoy-pataz(二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖)金礦、智利北部的Mantos de Punita-qui(二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖)金礦和國(guó)內(nèi)安徽獅子山(二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖)大型銅金鉬礦、甘肅大水(輝石閃長(zhǎng)巖—花崗閃長(zhǎng)巖)超大型金礦、吉林二密(石英閃長(zhǎng)巖)中型銅礦、吉林復(fù)興屯(石英閃長(zhǎng)巖)銅金礦都與中—新生代閃長(zhǎng)巖有關(guān)；國(guó)內(nèi)的新疆大紅山(閃長(zhǎng)巖)銅金礦、內(nèi)蒙古腦包溝、壕賴(lài)溝(閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖)金礦、云南張公嶺(花崗閃長(zhǎng)巖)金礦、新疆金窩子(花崗閃長(zhǎng)巖)金礦、吉林小西南岔(石英閃長(zhǎng)巖)銅金礦[23]等受晚古生代以來(lái)印支期—海西期中酸性巖體控制。

2 通化南部地質(zhì)特征

2.1 區(qū)域地質(zhì)特征

通化南部大地構(gòu)造位置處于中朝準(zhǔn)地臺(tái)(Ⅰ)，遼東臺(tái)隆(Ⅱ)，鐵嶺—靖宇臺(tái)拱(Ⅲ)南東翼和太子河—渾江陷褶斷束(Ⅲ)接觸部位，分別屬于龍崗斷塊(IV)和清河臺(tái)穹(IV) 兩個(gè)四級(jí)構(gòu)造單元[24]，成礦區(qū)帶屬濱西太平洋成礦域，華北陸塊成礦省，華北陸塊北緣東段太古代、元古代、中生代Au-Cu-Ag-Pb-Zn-Ni-Co-硫鐵礦成礦帶和渾江—集安金、銀、銅、鉛、鋅、鈷、鎳、銻、鉬等多金屬地球化學(xué)省中段。區(qū)內(nèi)以太古代陸核為基底，經(jīng)古元古代陸核活動(dòng)增生、新元古代—古生代陸核穩(wěn)定發(fā)展、中新生代陸核活化改造長(zhǎng)期地質(zhì)歷史發(fā)展歷程，為礦產(chǎn)資源形成提供了優(yōu)越的地質(zhì)條件。

2.2 區(qū)域巖漿巖分布

研究區(qū)巖漿巖比較發(fā)育，分布廣泛。巖漿活動(dòng)主要發(fā)生在前震旦紀(jì)、華力西期、印支早期、燕山期。前震旦紀(jì)巖漿活動(dòng)從基性—中酸性火山噴發(fā)開(kāi)始，終于混合巖化作用形成混合花崗巖，華力西期主要表現(xiàn)為中酸性巖漿侵入，燕山期巖漿活動(dòng)尤為強(qiáng)烈，顯示中酸性—酸性(偏堿性)巖漿侵入和火山噴發(fā)[25]。巖漿熱液不僅是礦物質(zhì)的來(lái)源體，也是運(yùn)移富集圍巖中元素的熱動(dòng)力源[26]。區(qū)域上主要巖漿巖分布見(jiàn)圖2。

2.3 巖體規(guī)模與成礦

通化南部具廣泛的巖漿活動(dòng)，按規(guī)模大小有龍頭巖體、崗山巖體和岔信子巖體等巖基(≥100 km2)，有復(fù)興屯巖體、葦沙河巖體、松頂山巖體等巖株(100～20 km2)，和正岔巖體、魚(yú)營(yíng)巖體、子城山巖體、赤柏松—金斗—高麗廟—下排—灣灣川基性巖墻—脈巖群和岔信子正長(zhǎng)斑巖脈群、正岔鈉長(zhǎng)斑巖脈群等一系列小巖體(<20 km2)。通化周邊已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的赤柏松銅鎳礦、二密銅礦、復(fù)興屯銅金礦、金廠(chǎng)溝金礦等礦床都與巖株和小巖體關(guān)系密切，其中通化南部的葦沙河巖體附近有11金礦點(diǎn)、3個(gè)銅礦點(diǎn)和1個(gè)鉛礦點(diǎn)，具有很好的找礦潛力。

3 葦沙河巖體與成礦

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告，葦沙河巖體指主要分布在小葦沙河—西大灣子一帶的石英閃長(zhǎng)巖體，呈北東向展布，長(zhǎng)約10 km，寬2～4.5 km，面積約24 km2。本文重新定義了葦沙河巖體，系指華力西晚期侵入到早元古代裂谷邊緣石英閃長(zhǎng)巖的統(tǒng)稱(chēng)，包括民主村以南(東西向，長(zhǎng)5 km，寬0.5 km)、民和(東西向，長(zhǎng)0.9 km，寬0.4 km)、姜家溝(東西向，長(zhǎng)0.4 km，寬0.2 km)、愛(ài)國(guó)以東(東西向，長(zhǎng)4.5 km，寬0.2～1.5 km)和新農(nóng)(2個(gè)直徑為0.65 km和0.35 km的圓形)閃長(zhǎng)巖。葦沙河巖體群整體呈近東西向—北東東向展布，西部呈近東西向帶狀—橢圓狀小侵入體產(chǎn)出，北側(cè)有岔信子巖體侵入；東部呈北東東向展布，北西側(cè)為岔信子巖體，中部為魚(yú)營(yíng)巖體所穿切。

3.1 巖體特征

圖2 通化南部地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.2 Sketch geological map of Southern Tonghua1—第四系；2—白堊系；3—侏羅系；4—中元古界；5—早元古界；6—正岔花崗斑巖；7—復(fù)興屯閃長(zhǎng)巖；8—崗山角閃鉀長(zhǎng)花崗巖；9—砬子溝黑云母花崗巖；10—龍頭似斑狀黑云母花崗巖；11—魚(yú)營(yíng)黑云母花崗巖；12—岔信子似斑狀黑云母花崗巖；13—葦沙河石英閃長(zhǎng)巖；14—葦沙河閃長(zhǎng)巖；15—子城山斜長(zhǎng)花崗巖；16—赤柏松輝綠輝長(zhǎng)巖；17—輝綠玢巖；18—正長(zhǎng)斑巖；19—鈉長(zhǎng)斑巖；20—鉛/金礦點(diǎn)；21—鎳/銅礦點(diǎn)；22—找礦預(yù)測(cè)區(qū)

構(gòu)造巖漿旋回超單元單元巖體名稱(chēng)代號(hào)微量元素特征含礦性侵入時(shí)代/Ma燕山晚期崗山復(fù)式巖體似斑狀鉀長(zhǎng)花崗巖幸福πγ3(1)5Nb、Ta、W、Cu、Pb、ZnNb、Ta、Cu128角閃鉀長(zhǎng)花崗巖崗山γ3(1)5Nb、Ta、Au、Ag、WNb、Ta、Au、Ag110 142燕山期松頂山復(fù)式巖體花崗斑巖J3DNi、V、Ti、B、P、Zn、Co、Cr石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖J3CCu、B、Pb、Zn、Sn、Sr中粒石英閃長(zhǎng)巖J3BCu、Co、V、Pb、Ba細(xì)粒石英閃長(zhǎng)巖J3AMn、Cu、Mo、Ag、GaCu166.6燕山早期龍頭復(fù)式巖體黑云母花崗巖砬子溝γ2(2)5143 150似斑狀黑云母花崗巖龍頭γ2(1)5Fe、S172燕山—印支期復(fù)興屯復(fù)式巖體花崗斑巖正岔γπ3(2)5Cu、Zn、W、Mo、CoCu、Mo、Pb、Zn81斑狀黑云母花崗巖南岔πγ3(2)5Cu、Zn、W、Mo、CoCu、Mo、Co、Au203閃長(zhǎng)巖復(fù)興屯δ1(1)5Co、PbPb、Zn213海西晚期民主超單元黑云母花崗巖魚(yú)營(yíng)γ3(3)4W高Au似斑狀黑云母花崗巖岔信子λ3(2)4Zn、WCu269石英閃長(zhǎng)巖—閃長(zhǎng)巖葦沙河—西趟溝—新農(nóng)δο3(1)4δ3(1)4Zn、Au、Ag、W、Co、CrAu271 272老嶺期巨斑狀花崗巖雙岔γ22Pb、AgPb、Au1651 1793集安期斜長(zhǎng)花崗巖輝綠輝長(zhǎng)巖子城山赤柏松γ12νβμCu、Co、Ni、PtCu、Co、Ni2562

表2 巖體地球化學(xué)特征一覽表

資料來(lái)源：①大泉源幅1:200000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告，②吉林有色地勘局606隊(duì)江沿鉆孔原生暈數(shù)據(jù)。*Au單位為10-9。

3.2 礦化線(xiàn)索

目前在葦沙河巖體北部零星開(kāi)展了部分地質(zhì)、物、化探工作，發(fā)現(xiàn)了一些積極的找礦線(xiàn)索。

3.2.1 葦沙河巖體深部低阻異常(鉬)

根據(jù)在葦沙河巖體北部施測(cè)的可控源音頻大地電磁測(cè)深剖面，在葦沙河巖體深400～500 m部位有低阻異常，推測(cè)由礦化體引起，經(jīng)鉆探工程(ZK0-1)驗(yàn)證在異常梯度帶見(jiàn)有18條鉬礦(化)體，累積厚度9.3 m，最高品位0.15×10-2，平均品位0.064×10-2。經(jīng)原生暈分析Mo、Re、Bi高出地殼克拉克值十幾至幾十倍，自上至下呈Cr-Ni-Co-Cu的分帶性，且高值主要產(chǎn)在中性巖閃長(zhǎng)巖體內(nèi)；在接觸帶附近Co、Mo、W、Bi呈現(xiàn)明顯的富集趨勢(shì)(圖2)；Mo、Re、In呈現(xiàn)多個(gè)高值區(qū)，且Re高值區(qū)在閃長(zhǎng)巖中比較集中，Mo高值區(qū)在花崗巖(魚(yú)營(yíng)巖體)中上部比較集中。根據(jù)原生暈數(shù)據(jù)及Re元素主要伴生在輝鉬礦中且比鉬的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的特性，認(rèn)為在葦沙河巖體、漁營(yíng)巖體一帶有鉬、錸的找礦遠(yuǎn)景，證明了鉬元素主要來(lái)源于葦沙河巖體。

圖3 ZKW0-1號(hào)鉆孔原生暈折線(xiàn)圖Fig.3 Primary halo line chat of drill ZKW0-1

3.2.2 江沿六隊(duì)接觸帶高極化異常區(qū)(金、鉬多金屬)

在江沿六隊(duì)一帶葦沙河巖體以北與太古界表殼巖接觸部位，局部開(kāi)展了激電中梯測(cè)量工作，發(fā)現(xiàn)在接觸帶附近普遍具有高極化反應(yīng)，視極化率一般可以達(dá)到4%～7%，最高達(dá)到13%，經(jīng)槽探、坑探工程驗(yàn)證主要由硫化物引起(黃鐵礦、少量輝鉬礦)，PD8坑道見(jiàn)有三處礦化段：115～150 m石英細(xì)脈帶，見(jiàn)有多條石英細(xì)脈，厚度一般5～30 cm，并伴有方鉛礦化和黃鐵礦化，采樣分析金品位一般為0.49×10-6～1.20×10-6，個(gè)別銀品位為52.3×10-6；156～171 m破碎蝕變帶發(fā)現(xiàn)鉬礦化體，礦帶寬7.80 m，礦體厚度4.0 m，平均品位0.103×10-2，其余地段品位為0.018×10-2～0.023×10-2；在200 m處見(jiàn)多金屬硅化帶，具較強(qiáng)方鉛礦化、黃鐵礦化，伴有硅化、碳酸鹽化，采樣分析金品位5.82×10-6，銀品位438×10-6，鉛品位1.19×10-2，鋅品位0.85×10-2。

3.2.3 甘家溝高極化異常區(qū)(金多金屬)

在葦沙河巖體以北5 km處發(fā)現(xiàn)一處長(zhǎng)500 m、寬25 m高極化異常(未封閉)，背景值在3%以下，異常區(qū)視極化率5%～7%，異常東側(cè)見(jiàn)一條寬20 m左右的角閃石二長(zhǎng)巖脈(與葦沙河巖體特征類(lèi)似)，目前發(fā)現(xiàn)18號(hào)、23號(hào)、24號(hào)金礦體，其中23號(hào)礦體長(zhǎng)150 m、延深180 m，賦存在角閃二長(zhǎng)斑巖脈(區(qū)域上定名為正長(zhǎng)斑巖)的上盤(pán)。由于金礦體中載金硫化物含量較少，不可能引起大面積高極化異常，推測(cè)其為閃長(zhǎng)巖脈深部硫化物引起。

3.2.4 葦沙河巖體西部礦點(diǎn)(銅金多金屬)

在葦沙河巖體西部發(fā)現(xiàn)姜家溝銅礦點(diǎn)、老虎磊子銅礦點(diǎn)和愛(ài)國(guó)鉛礦點(diǎn)、新農(nóng)金礦點(diǎn)，在以往礦點(diǎn)檢查時(shí)已被放棄，實(shí)際地質(zhì)勘查工作度較低，缺乏有效工程驗(yàn)證，需要進(jìn)一步分析研究。

3.3 巖漿作用與成礦

葦沙河巖體出露面積雖然比湯中立院士對(duì)“小巖體”的定義(<10 km2)大，但它是由一系列石英閃長(zhǎng)巖體群組成的，有多個(gè)單獨(dú)的小巖體或小巖株成群出現(xiàn)，根據(jù)其分布特點(diǎn)符合“小”和“廣”的規(guī)律[27]，具備小巖體成礦的前提條件。葦沙河巖體位于鴨綠江多金屬成礦帶中部，區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，巖漿巖廣布，成礦地質(zhì)條件十分優(yōu)越。民主超單元由中性—酸性多期次巖漿侵入構(gòu)成斑巖—熱液成礦系統(tǒng)，葦沙河巖體—岔信子巖體—魚(yú)營(yíng)巖體一系列巖漿活動(dòng)為成礦物質(zhì)遷移提供了礦物質(zhì)來(lái)源和充足的熱動(dòng)力，對(duì)比吉林省小西南岔銅金礦、二密銅礦和復(fù)興屯銅金礦等礦床皆是產(chǎn)在一套中性—酸性復(fù)式巖體中，是尋找銅、金、鉬多金屬礦的有利場(chǎng)所。

4 結(jié)論

通過(guò)研究認(rèn)為葦沙河巖體群目前雖然未發(fā)現(xiàn)較大的礦床，經(jīng)過(guò)“中生代成礦大爆發(fā)” 之前的預(yù)富集作用，形成了一系列銅金礦點(diǎn)和鉬的礦化線(xiàn)索，具有很好的找礦前景，具備尋找銅、金、鉬多金屬礦的潛力。綜合地球物理、地球化學(xué)特征，結(jié)合湯中立院士對(duì)小巖體成礦稟賦的5字特征，針對(duì)葦沙河巖體圈定了4個(gè)找礦有望區(qū)段，即甘家溝金多金屬找礦遠(yuǎn)景區(qū)、江沿六隊(duì)金鉬多金屬找礦遠(yuǎn)景區(qū)、葦沙河巖體深部低阻含鉬異常區(qū)(分布有6個(gè)金礦點(diǎn)、1個(gè)銅礦點(diǎn))和環(huán)繞岔信子巖體南部的石英閃長(zhǎng)巖(分布有2個(gè)銅礦點(diǎn)、1個(gè)鉛礦點(diǎn)、1個(gè)金礦點(diǎn))，同時(shí)以下多處小巖體也具有一定的找礦意義：

1)趙家街—興盛輝綠玢巖脈群，由八個(gè)小輝綠玢巖脈組成，長(zhǎng)度0.3～1 500 m，寬15～40 m，分布有金、銅水系沉積物異常。

2)腰營(yíng)子—馱道石英閃長(zhǎng)巖體群，位于復(fù)興屯巖體以北2 km，由四個(gè)小巖株組成，總面積約0.75 km2，與復(fù)興屯巖體是同源同期產(chǎn)物，分布有馱道銅礦點(diǎn)。

3)西岔—東岔鈉長(zhǎng)斑巖脈群，由十二條近南北向、北東向、北西向鈉長(zhǎng)斑巖脈組成，脈巖長(zhǎng)一般1～4 km，最長(zhǎng)8 km，寬一般30～160 m，主要受近南北向構(gòu)造控制，兩側(cè)分布有銅、鉛礦點(diǎn)。