內蒙古敖漢旗金廠梁金礦床地質特征及礦床成因探析

單子凌 孫國勝 孫九達 王剛 李雪 周桓

摘要：金廠梁金礦床是近年來在赤峰—朝陽金礦帶東北端發現的新礦床，礦體分布于大廟二長花崗巖外接觸帶建平群片麻雜巖碎裂巖帶的北東向、近東西向斷裂中，主要呈脈狀產出，由硫化物石英脈和蝕變巖組成，圍巖蝕變主要為硅化、黃鐵絹英巖化、綠泥石化和高嶺土化等。通過收集成礦巖體年代學、巖石地球化學、成礦流體及穩定同位素資料，探討了成巖成礦時代、構造背景、成礦物質來源及礦床成因。成礦巖體大廟二長花崗巖鋯石U-Pb年齡為245 Ma±1 Ma，為早印支期侵入體，Sr、Y含量表明其具有喜馬拉雅型花崗巖特征，暗示大廟二長花崗巖是在地殼加厚背景下，由下地殼泥質巖等沉積巖部分熔融形成的S型花崗巖，是對華北板塊和西伯利亞板塊在晚二疊世末—早三疊世初沿西拉木倫河—長春一線縫合碰撞造山的響應。石英流體包裹體完全均一溫度138 ℃～225 ℃，鹽度1.0 %～8.1 %，密度0.86～0.97 g/cm3，表明成礦流體為低鹽度、低密度成礦流體。黃銅礦δ34S為2.1 ‰～3.1 ‰，其成礦物質不是直接來自下地幔，而是源自下地殼中玄武巖等來自地幔巖石的部分熔融。金廠梁金礦床是在古亞洲洋閉合造山構造背景下形成的淺成中低溫造山型金礦床;晚二疊世末—早三疊世初為古亞洲洋閉合造山期，是華北板塊北緣重要的金礦成礦期。

關鍵詞：地質特征;礦床成因;構造背景;成礦物質來源;金廠梁金礦床

中圖分類號：TD11P618.51文獻標志碼：A開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2020）10-0013-06doi：10.11792/hj20201003

引 言

華北板塊北緣赤峰—朝陽金礦帶分布有金廠溝梁、二道溝、排山樓、紅花溝、安家營子、撰山子和岱王山等中—大型金礦床，是中國重要的金礦集中區。前人對其內金礦床的地質特征、成礦時代、成因類型及形成機制等方面進行了深入研究[1-4]，但由于成礦地質背景復雜，每個金礦床成礦均具有特殊性，導致對礦床成因類型存在較大爭議，主要觀點如下：①與太古代綠巖有關的綠巖型[2，5];②與燕山期巖漿活動有關的巖漿熱液脈型[6];③與中生代造山活動有關的造山帶型[4，7]。

金廠梁金礦床是近年來在赤峰—朝陽金礦帶東北端發現的新礦床。目前，該礦床研究程度較低，其與區域上典型金礦床（金廠溝梁、二道溝、安家營子等金礦床）不同之處主要表現在該礦床與成礦有關的巖體（大廟二長花崗巖）成巖年齡為245 Ma±1 Ma[8]，屬于印支早期巖體，礦體產于印支期大廟二長花崗巖與太古宇建平群接觸帶上。本文在系統闡述金廠梁金礦床地質特征的基礎上，通過收集成礦巖體年代學、巖石地球化學、成礦流體及穩定同位素資料，探討了成巖成礦時代、構造背景、成礦物質來源及礦床成因，為區域成礦作用研究提供新的依據。

1 區域地質背景

金廠梁金礦床位于華北板塊與興蒙造山帶東段的拼接部位（見圖1-A），努魯爾虎隆起帶東北段。區域結晶基底主要為太古宇建平群變質表殼巖和變質深成巖組成的中—深成變質巖系，蓋層建造為長城系砂礫巖系、晚古生界石炭系上統酒局子組和二疊系下統下石盒子組碎屑巖，以及廣泛分布的中—新生界地層。區域性深大斷裂包括該礦床北側近東西向的赤峰—開原斷裂，南側北東向的承德—北票斷裂，西側北東向—北北東向四官營子—林家地斷裂（見圖1-B）。區內的巖漿活動強烈，主要形成了中生代花崗巖。區域太古宙經歷了火山-沉積作用、構造-巖漿活動及角閃巖相—麻粒巖相的變質、變形作用，元古宙經歷了裂解、沉積作用，古生代和中生代經歷了沉積成巖作用、火山作用，尤其是中生代以來，由于古亞洲洋閉合，古太平洋板塊向華北板塊俯沖，區域發生了強烈的構造-巖漿活動，造成了大量中生代巖漿巖侵入并導致相關的有色、貴金屬富集成礦，已發現礦床的成礦條件均與區內基底-蓋層建造、多期次構造-巖漿活動等有關。

2 礦區地質特征

礦區出露地層主要為太古宇建平群片麻雜巖（Ar3J）（見圖2），位于礦區南部，巖石類型包括黑云斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖、黑云角閃斜長片麻巖、含輝石石榴角閃斜長片麻巖、二長片麻巖、斜長片麻巖、黑云斜長混合片麻巖、二長混合片麻巖等，以黑云斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖、黑云角閃斜長片麻巖為主。由于經歷多次變質、變形作用，原巖結構基本消失，偶見半自形板狀斜長石斑晶的變余巖漿結構、花崗變晶結構或不等粒結構;同時，見有大量的斜長石的環帶結構，反映巖漿巖特點;其原巖以英云閃長巖、花崗閃長巖和奧長花崗巖為主，總體屬于TTG巖系。前人在區域上獲得黑云斜長片麻巖、黑云角閃斜長片麻巖、黑云變粒巖鋯石U-Pb年齡分別為2 575 Ma、2 579 Ma、2 481 Ma[9]，并認為前二者為TTG巖系的形成年齡，后者為變質巖形成的峰期變質年齡。礦區中部的建平群片麻雜巖與大廟二長花崗巖接觸部位，片麻雜巖碎裂并發生動力變質作用，形成寬幾米至近百米的碎裂巖帶，其內片麻雜巖碎裂嚴重，并發生角巖化、硅化、綠泥石化、絹云母化和碳酸鹽化，含金石英脈就發育在碎裂巖帶內。該碎裂巖帶發生大面積角巖化，表明其形成與大廟二長花崗巖的侵入及伴隨的構造活動有關。

礦區侵入巖主要為早三疊世大廟二長花崗巖（T1ηγ），位于礦區北部，與建平群片麻雜巖呈侵入接觸，局部呈斷層接觸，外接觸帶為片麻雜巖碎裂巖帶，內接觸帶強烈蝕變混染的圍巖捕虜體較多。大廟二長花崗巖鋯石U-Pb年齡為245 Ma±1 Ma，巖石地球化學成分顯示出S型花崗巖特征[10]。此外，建平群片麻雜巖中有北東向閃長巖脈（δ）分布，苗來成等[10]測得鄰近的金廠溝梁—二道溝金礦田閃長玢巖鋯石U-Pb年齡100～118 Ma，為燕山期侵入巖。

礦區控礦構造為近東西向展布的建平群片麻雜巖與大廟二長花崗巖接觸帶構造，以及分布其中的北東向、近東西向斷裂。

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

礦區內已發現石英脈10余條，分布于大廟二長花崗巖外接觸帶建平群片麻雜巖碎裂巖帶內的北東向、近東西向斷裂中，石英脈寬0.5～15.0 m，長120～800 m，具有分支復合、尖滅再現等特征。其中，主要含金石英脈為27#脈，在27#脈內圈出11條礦體，礦體主要呈脈狀，其次呈透鏡狀、扁豆狀;礦體走向北東向25°～85°，長83～524 m，厚0.35～12.00 m，傾向南東，傾角45°～70°，最高品位23.97×10-6，平均品位大于3.00×10-6。Au礦體主要由硫化物石英脈和蝕變巖組成，圍巖蝕變主要為硅化、黃鐵絹英巖化、綠泥石化和高嶺土化等。主要礦體特征如下：

27-1號礦體位于礦區東部，走向85°，傾向175°，傾角48°～58°，屬隱伏礦體，呈脈狀產出，總體厚0.82 m，控制長128 m，Au平均品位5.16×10-6。

27-2號礦體位于礦區中部，走向87°，傾向177°，傾角65°～70°，呈脈狀產出，總體厚1.33 m，控制長201 m，Au平均品位5.29×10-6。

27-8號礦體位于礦區東部，走向86°，傾向176°，傾角50°～58°，屬隱伏礦體，呈脈狀產出，總體厚1.88 m，控制長306 m，Au平均品位6.09×10-6。

27-11號礦體為盲礦體，埋深17～40 m，位于礦區中部，總體厚1.09 m，控制長458 m;Au平均品位5.58×10-6。

27-12號礦體為盲礦體，礦體埋深19～55 m，位于礦區中部，礦體走向68°，傾向158°，傾角56°，呈脈狀產出，總體厚1.12 m，控制長524 m，Au平均品位5.37×10-6。

27-13號礦體為盲礦體，位于礦區西部，走向25°，傾向115°，傾角69°，呈脈狀產出，總體厚1.24 m，控制長452 m，Au平均品位5.46×10-6。

此外，礦區內還賦存27-3、27-4、27-5、27-9及27-14號礦體，但規模均較小。

3.2 礦石特征

礦石礦物主要為黃鐵礦，其次為方鉛礦、閃鋅礦和黃銅礦，偶見自然金。黃鐵礦是礦石中最主要的載金礦物，一般呈團塊狀、細脈狀、浸染狀分布于礦石中;而黃銅礦、方鉛礦二者常緊密共生，含量較少，常與自然金組成連晶，呈細脈狀或細粒狀充填于黃鐵礦裂隙或晶隙中。脈石礦物主要為石英、絹云母。

礦石結構主要有交代結構（見圖3-a）、b））、乳濁狀結構（見圖3-c））、細粒結構、碎裂結構及填隙結構等，礦石構造主要有塊狀構造（見圖3-d））、條帶狀構造（見圖4-a））、稀疏（稠密）浸染狀構造（見圖4-b））等。

依據礦石礦物、脈石礦物及礦化蝕變特征，礦石工業類型可劃分為硫化物石英脈型（見圖4-a））和蝕變巖型（見圖4-b））;根據礦石蝕變礦物組合及結構、構造等特征，礦石自然類型可劃分為含黃鐵礦碎裂石英脈型、浸染狀團塊狀方鉛礦黃鐵絹英巖化碎裂巖型、浸染狀細脈狀黃鐵絹英質破碎帶蝕變巖型和細脈狀黃鐵絹英巖化碎裂狀閃長巖型。其中，浸染狀細脈狀黃鐵絹英質破碎帶蝕變巖型為主要礦石類型。

3.3 成礦階段

根據金的成礦階段及礦物生成順序[11]，金廠梁金礦床成礦可分為3個階段：①石英-黃鐵礦-金階段，該階段形成白色塊狀石英脈，黃鐵礦呈粗粒自形—半自形，常被后期構造所壓碎，此階段有少量金沉淀;②石英-多金屬硫化物-金階段，該階段是金的主要成礦階段，石英呈細粒狀，常為煙灰色，各種金屬硫化物均有產出，黃鐵礦常呈細粒半自形膠狀;③方解石-石英-黃鐵礦-金階段，該階段發育碳酸鹽化，石英、黃鐵礦只有少量產出，有少量金沉淀。

4 礦床成因

石英中流體包裹體較發育，以氣液兩相包裹體為主，粒度2～12 μm，形態復雜多樣，常見圓形、長條狀、多邊形、橢圓形及不規則狀等多種形態。流體包裹體完全均一溫度138 ℃～225 ℃，平均195 ℃，表明具有中低溫熱液成礦特征;成礦流體鹽度1.0 %～8.1 %、密度0.86～0.97 g/cm3，為低鹽度、低密度成礦流體，成礦壓力53～111 MPa，估算成礦深度0.53～1.11 km;表明該礦床具有淺成成礦特點[12]。此外，孫珍軍[4]對金廠梁金礦床礦石石英中流體包裹體進行了測試，其完全均一溫度變化較大，為132 ℃～367 ℃，鹽度2.5 %～12.9 %，成礦壓力12.9～35.54 MPa，估算成礦深度為1.3～3.6 km。由于受樣品成礦階段或測試系統誤差的影響，二者測試結果差距較大，但均屬于中低溫、低鹽度、低密度成礦流體。根據石英流體包裹體溫、壓測試及估算結果，確定金廠梁金礦床為淺成中低溫熱液型金礦床。流體包裹體激光拉曼測試結果表明，成礦流體為H2O-CO2-NaCl體系[4]，與造山型金礦床成礦流體特征相吻合。

黃銅礦δ34S為2.1 ‰～3.1 ‰，均值為2.5 ‰[12]，具有幔源硫同位素特征;同時，該結果與建平群片麻雜巖全巖δ34S值（2.9 ‰～4.3 ‰）[11]也非常接近，考慮到成礦巖體大廟二長花崗巖為S型花崗巖，S型花崗巖的巖漿源區為下地殼，該礦床成礦物質來源與成礦巖體應同源，即也應來自下地殼。因此，硫等成礦物質不是直接來自下地幔，而是源自下地殼中玄武巖等來自地幔巖石的部分熔融。

現有的測試技術通常很難直接獲得礦體的形成年齡。因此，通過成礦巖體的年齡來限定成礦年齡不失為有效途徑。金廠梁金礦床位于大廟二長花崗巖與建平群的接觸帶上，成礦流體為H2O-CO2-NaCl體系，為與造山背景下中酸性巖漿活動有關的成礦流體;礦區內中酸性巖漿巖只有大廟二長花崗巖及建平群片麻雜巖中發育閃長巖脈，而閃長巖脈規模較小，其成巖作用不可能導致Au元素大量富集成礦，據此推測大廟二長花崗巖為金廠梁金礦床成礦巖體。大廟二長花崗巖鋯石U-Pb年齡為245 Ma±1 Ma，通常成礦年齡略滯后于成礦巖體的成巖年齡。因此，金廠梁金礦床的成礦年齡應為印支早期。在區域上，前人通過對金廠溝梁金礦床礦化石英脈輝鉬礦進行Re-Os同位素測試，獲得年齡為243.5 Ma±1.3 Ma[13];前人據此認為印支早期存在一期Mo礦化[6];金廠梁金礦床成礦時代表明，在印支早期應存在一期金成礦作用，但在其他金礦床中由于燕山期成礦的疊加改造而難以識別。

大廟二長花崗巖為S型花崗巖[8]，其w（Sr）為250.5×10-6～370.6×10-6、w（Y）為0.20×10-6～0.73×10-6，具有喜馬拉雅型花崗巖Sr、Y含量特征[14]。喜馬拉雅型花崗巖巖漿形成壓力較大，為0.8～1.5 GPa，相當于地殼厚度40～50 km處的壓力[14-15]，表明大廟二長花崗巖是在地殼加厚背景下，下地殼泥質巖等沉積巖部分熔融而形成的，這與華北板塊、西伯利亞板塊在晚二疊世末—早三疊世初沿西拉木倫河—長春一線縫合碰撞造山[16-17]的構造背景相吻合。因此，金廠梁金礦床是與古亞洲洋閉合造山有關的金礦床。區域上，撰山子金礦區與成礦巖體有關的中細粒花崗閃長巖鋯石U-Pb年齡為245.8 Ma±3.1 Ma;岱王山金礦區與成礦有關的石英二長巖鋯石U-Pb年齡為258.1 Ma±2.4 Ma;表明晚二疊世末—早三疊世初為古亞洲洋閉合造山期，是華北板塊北緣重要的金礦成礦期。

5 結 論

1）金廠梁金礦床礦體分布于大廟二長花崗巖外接觸帶建平群片麻雜巖碎裂巖帶的北東向、近東西向斷裂中，主要呈脈狀產出，由硫化物石英脈和蝕變巖組成。

2）金廠梁金礦床成礦溫度為中低溫，成礦流體為低鹽度、低密度、H2O-CO2-NaCl體系;硫等成礦物質主要源自下地殼中玄武巖等來自地幔巖石的部分熔融。

3）大廟二長花崗巖為成礦巖體，具有喜馬拉雅型花崗巖Sr、Y含量特征，是在地殼加厚背景下，由下地殼泥質巖等沉積巖部分熔融形成的S型花崗巖。

4）金廠梁金礦床形成于早印支期（245 Ma±1 Ma），是在古亞洲洋閉合造山的構造背景下形成的淺成中低溫造山型金礦床。晚二疊世末—早三疊世初為古亞洲洋閉合造山期，是華北板塊北緣重要的金礦成礦期。

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Geological characteristics and genesis of the Jinchangliang

Gold Deposit in Aohan Banner，Inner Mongolia

Shan Ziling，Sun Guosheng，Sun Jiuda，Wang Gang，Li Xue，Zhou Huan

（College of Earth Sciences，Jilin University）

Abstract：The Jinchangliang Gold Deposit is a newly discovered deposit in the northeast part of Chifeng-Chaoyang gold metallogenic belt in recent years.The ore bodies are distributed in NEtrending and near EWtrending faults of the gneiss complex cataclastic belt of Jianping group in the outer contact zone of Damiao monzogranite.They are mostly exposed as dikes and composed of sulfide quartz veins and altered rocks.The wallrock alterations mainly include silicification，beresitization，chloritization and kaolinization.By collecting the datum of chronology，petrogeochemistry，metallogenic fluid and stable isotopes of metallogenic rock body，the diagenetic and metallogenic epoch，tectonic setting，metallogenic material source and genesis of deposit are discussed.The Zircon U-Pb age of the Damiao monzogranite is 245 Ma±1 Ma，which is an early Indosinian intrusion.The contents of Sr and Y with the characteristics of Himalayan granite，suggesting that the Damiao monzogranite is Stype granite formed by partial melting of sedimentary rocks such as pelite in the lower crust under the background of crustal thickening，which is a response to the collision orogeny of North China Plate and Siberian Plate along the Xar Moron River-Changchun line at the end of late Permian to early Early Triassic.The complete homogenization temperature of quartz fluid inclusion is 138 ℃～225 ℃，the salinity is 1.0 %～8.1 %，the density is 0.86～0.97 g/cm3，indicating that the oreforming fluid is low salinity and low density.The δ34S of chalcopyrite is 2.1 ‰～3.1 ‰，and its metallogenic materials are not directly from the lower mantle，but from basalt in the lower crust from partial melting of the mantle rocks.The Jinchangliang Gold Deposit is a shallow medium-low temperature orogenic gold deposit formed under the tectonic setting of closed orogeny in the Paleo-Asian ocean.The closed orogenic period of the Paleo-Asian ocean is from the end of late Permian to the beginning of early Triassic，which is an important gold mineralization period on the northern margin of the North China Plate.

Keywords：geological characteristics;deposit genesis;tectonic setting;oreforming material source;Jinchangliang Gold Deposit