磐石—雙陽一帶成礦條件分析及找礦方向

徐傳波，趙 超，馬 俊，孫立偉，張天翼

吉林省勘查地球物理研究院，吉林 長春 130012

0 引言

磐石—雙陽地區地處吉林省中部的吉黑陸緣造山帶，位于北東向展布的依蘭—舒蘭斷裂帶、輝發河斷裂帶之間，受斷裂構造走滑平移的影響，形成了吉中弧形構造，即磐石—雙陽接觸帶。該帶內地層單元眾多，巖漿活動強烈，地質構造復雜，由老至新各時代均有成礦，具有多期次、多來源和多類型的成礦特征，成礦條件非常優越，蘊含豐富的礦產資源，開展綜合礦產勘查工作前景廣闊。

1 成礦條件分析

1.1 地質條件

1.1.1 地層

古生界主要分布于土頂鎮—煙筒山鎮—官馬鎮一帶，奧陶系、志留系、石炭系、二疊系均有出露，總體呈北西向展布，為海相—海陸交互相沉積建造。巖石類型為中性火山巖、凝灰巖、角礫巖夾厚層生物屑灰巖透鏡體、酸性熔巖及凝灰巖夾薄層灰巖板巖、石英角斑巖、細碧巖、角斑質凝灰巖互層夾凝灰質砂巖、碳酸鹽巖等[1]。其中石炭系、志留系等含碳酸鹽巖沉積建造是矽卡巖型、巖漿熱液型礦床的有利圍巖，為成礦提供了成礦物質，吉昌鐵礦、石嘴子銅礦均產自石炭系地層與侵入巖接觸帶的矽卡巖中。因此，石炭系、志留系等含碳酸鹽巖地層是鐵、銅多金屬礦產的重要找礦地段。

中生界在研究區東北部分布較廣，其中三疊系在南北兩側均有出露，侏羅系和白堊系主要分布于北側山河鎮、取柴河鎮一帶。地層總體呈斷塊狀產出，呈北東東、北西走向，為一套淺變質湖河相沉積-火山巖建造。巖石類型為中酸性火山熔巖及火山碎屑巖、砂巖、粉砂巖、板巖、頁巖、局部夾煤層。研究區內侏羅系賦存有多處小型煤礦，而侏羅紀火山活動形成的晚期次火山巖含有豐富的成礦物質，與金及多金屬成礦關系密切。

新生界第四系分布于研究區西北側，由黃土、亞砂土、砂礫石構成，地表為寬緩的溝谷。

1.1.2 侵入巖

研究區內侵入巖較發育，巖漿侵入活動以海西期、印支期及燕山期為主，其中燕山期構造-巖漿活動最為強烈，侵入巖分布最為廣泛。二疊紀侵入巖分布于官馬鎮、三棚鎮一帶，巖體總體呈北西向展布。巖體產狀受褶皺控制外，還與斷裂構造關系密切，局部具有片麻理構造，具有鐵、銅、鉛、鋅成礦專屬性。三疊紀侵入巖分布于土頂鎮、石咀鎮一帶，呈不規則狀展布，受褶皺構造控制，具有銅、鉛、鋅成礦專屬性。侏羅紀侵入巖在研究區西側大面積分布，總體構成北西向侵入巖帶，其分布基本貫穿研究區，受構造控制明顯，巖性分別有正長花崗巖、黑云母花崗巖、花崗閃長巖(含石英閃長巖)、斜長花崗巖，總體屬于富鋁、富堿、貧鈣鎂的堿性花崗巖，巖體內W、Mo、Cu、Pb、Zn元素含量偏高，具有鎢、鉬、銅多金屬的成礦專屬性。在土頂鎮—吉昌鎮—明城鎮一帶(即磐石—雙陽接觸帶西段)，侏羅紀侵入巖與志留系、石炭系碳酸鹽巖圍巖接觸部位常形成矽卡巖或角巖，內接觸帶易形成混染巖，與金屬礦產的形成關系非常密切，具備了良好的找礦前景。

1.1.3 構造

研究區地處北東走向的依蘭—舒蘭斷裂帶與輝發河斷裂帶之間，兩構造帶為區域上規模巨大、發育歷史悠久、多期次活動的區域性深大斷裂，構造帶分別具有左行平移(輝發河斷裂帶)和右旋張性(依舒斷裂帶)特征，因此形成了磐石—雙陽之間呈“弧”型的地質構造特征(圖1)。磐石—雙陽接觸帶由一系列北東向、北西向構造體系組成，同時伴有南北向、東西向次級斷裂。其中北東向構造為區內主要斷裂，主要分布于北部，為伊—舒斷陷帶的一部分，控制中生代巖漿活動和內生礦產的成礦作用。北西向構造為壓扭性斷層，糜棱巖化帶發育，不僅控制了燕山期的巖漿活動，而且嚴格控制了金及多金屬成礦帶的展布[2]。在吉昌鎮至土頂鎮一帶，不同規模的鐵、銅礦床(點)明顯呈北西向展布，構成了矽卡巖型的鐵、銅礦帶(如吉昌鐵礦、大汞洞鐵礦、彎月銅金礦等)。在石咀鎮至煙筒山一帶，金、銅、鉛鋅等礦床沿北西向構造斷續分布，構成了巖漿熱液型的金及多金屬成礦帶(如石咀銅礦、粗榆金礦、上馬達溝金及多金屬礦等)。

圖1 磐石—雙陽接觸帶區域地質圖Fig.1 Regional geological map of Panshi- Shuangyang contact zone1.黃土、亞砂土、砂礫石；2.中性火山角礫巖、集塊巖及熔巖和凝灰巖、砂巖、粉砂巖夾薄層煤；3.中酸性火山碎屑巖、砂巖、粉砂巖、頁巖夾煤層；4.中酸性火山巖系夾正常沉積碎屑巖及薄煤層；5.中性火山巖、凝灰巖、角礫巖夾厚層生物屑灰巖透鏡體、酸性熔巖及凝灰巖夾薄層灰巖板巖；6.石英角斑巖、細碧巖、角斑質凝灰巖互層夾凝灰質砂巖、碳酸鹽巖；7.中酸性熔巖夾結晶灰巖；8.碳酸鹽巖、二云斜長片麻巖、黑云斜長變粒巖、中酸性火山碎屑巖；9.侏羅紀正長花崗巖；10.侏羅紀黑云母花崗巖；11.侏羅紀花崗閃長巖、含石英閃長巖；12.侏羅紀正長巖；13.侏羅紀斜長花崗巖；14.三疊紀二長花崗巖；15.二疊紀正長花崗巖；16.二疊紀花崗閃長巖、石英閃長巖；17.性質不明斷層；18.正斷層；19.逆掩斷層；20.找礦遠景區。

1.1.4 礦產

研究區內礦產資源十分豐富，金屬礦產主要為磁鐵礦、褐鐵礦、錳鐵礦、銅鐵礦、銅、鎳、金、銀、鉛鋅、銻及多金屬等；非金屬礦主要為石英、螢石、磷灰石、白云母等。金屬礦產以矽卡巖型、巖漿熱液、火山-次火山熱液型礦床為主[3]，礦床的成礦時代主要為海西期和燕山期，與石炭紀淺海相火山-沉積建造及侏羅紀侵入巖體關系密切，尤其侏羅紀侵入巖為成礦提供了充分的熱源及物質基礎，在與碳酸鹽巖地層接觸帶附近形成了矽卡巖型礦床，在構造裂隙處往往形成熱液型礦床(表1)。

表1 區域礦床統計表Table 1 Statistical table of regional mineral deposits

1.2 地球物理條件

根據磁場總體面貌可將整個研究區分為4個磁場區，場態特征及初步推斷簡述如下：

朝陽山—三道崗正負變化磁場區(Ⅰ):位于研究區南部，表現為變化升高的正磁異常和平靜的正負磁場特征，局部磁異常呈北西向寬緩帶狀展布，磁場幅值變化范圍-300～+300 nT。場區東側出露古生界和中生界，為一套火山沉積建造巖系，與北西走向的負磁場對應，巖石表現為弱磁—無磁性特征，推斷負磁由地層引起。場區內廣泛分布二疊紀、三疊紀和侏羅紀中酸性侵入體，與正磁場對應，推斷由巖體引起了正磁異常。

吉昌—細林河平靜負磁場區(Ⅱ)：位于研究區中部，磁場區總體呈北東東向展布，該區大部分為平靜的負磁異常，局部零星出現規模較小的呈北東、北西向展布的正異常，磁場幅值變化范圍-600～+200 nT。研究區內地層分布面積較大，分別有石炭系、二疊系及三疊系。侏羅紀正長花崗巖分布于西部，地層和侵入巖表現為弱磁—無磁性特征，因此表現為具有一定規模的負磁場特征，局部正磁異常與中性侵入體關系密切。

土頂—山河正負變化磁場區(Ⅲ)：位于研究區西部，磁場以變化升高的正磁均勻分布為主要特征，局部磁異常相間斷續呈串珠狀以一定夾角匯聚，具有受斷裂構造控制特征，平面形態以帶狀、團塊狀為主，北西和北東走向，磁場幅值變化范圍-500～+300 nT。場區北部地層較發育，石炭系、三疊系、侏羅系、白堊系等地層均有出露。場區南部主要為三疊紀二長花崗巖、侏羅紀正長花崗巖和石英閃長巖等侵入體，局部出露志留系捕擄體。北西向及北東向斷裂構造發育，將北部地層切割成斷塊狀。推斷場區內局部正磁異常由侏羅紀侵入體引起。

煙筒山—七間房正磁場區(Ⅳ)：位于研究區東北部，表現為規模較大的正磁場區，異常多呈北東走向的團塊狀和帶狀，局部零星分布規模較小的帶狀負磁異常，該正磁場區幅值變化范圍-200～+600 nT。場區內地層出露較廣泛，主要為火山沉積建造，尤其中酸性火山巖較發育，侵入巖分別出露二疊紀花崗閃長巖、侏羅紀正長花崗巖，規模較大，北西向和北東向斷裂構造較發育。推斷場區內正磁由火山巖系及具有一定規模的中酸性侵入巖引起(圖2)。

圖2 磐石—雙陽接觸帶航磁等值線平面圖Fig.2 Aeromagnetic isoline plan of Panshi-Shuangyang contact zone

1.3 地球化學條件

研究區內地球化學異常(依據區域1/20萬地球化學測量成果)總體以Au為主，其次是Cu、Ag、Sb，但分布極不均勻。元素含量變化特征與巖漿巖性質關系極為密切。Au、Cu元素多與中—基性、基性巖漿巖有關，Ag、Pb、Zn、Sn、Sb元素多與中性巖漿巖有關。

研究區土頂鎮南至三棚鎮西部分布的海西期—印支期侵入巖，多期次的巖漿作用相當強烈，大量的巖漿物質上涌噴發和侵入，地球化學表現為親硫特征，主成礦元素組合為Mo、Zn、Pb、Au、Ag，巖漿侵入活動攜帶了豐富的成礦物質，晚期成礦元素在局部地段富集，形成了局部帶狀、面狀的中低溫元素異常組合，具有尋找金銀多金屬礦的找礦潛力[4]。

研究區石咀鎮至山河鎮晚古生代沉積建造，其物質組分復雜，加之火山-巖漿作用的結果，導致古生界地球化學特征復雜，主成礦元素組合為Mo、Pb、Zn、Ag、Fe、Mn，具有親硫、親鐵特征，是尋找金、鐵及多金屬礦床的有利地段[5]。

研究區三棚鎮至驛馬鎮和土頂鎮至取柴河鎮一帶，由西向東分布面積較大的海西期、燕山期侵入巖，巖漿作用非常強烈，巖漿物質的上涌侵入，攜帶了大量的金屬物質，地球化學表現為親硫特征，主成礦元素組合為Pb、Ag、Au，晚期成礦元素在局部地段富集，形成了局部低溫元素異常，具有尋找金、銀礦的找礦前景。

2 找礦方向

根據研究區內地層、侵入巖和構造的分布規律和基本特征，結合區域地球物理、地球化學成礦條件，參考研究區內典型礦床的成礦規律，初步在磐石—雙陽接觸帶內圈定了兩處找礦遠景區，簡述如下：

2.1 土頂—吉昌金、鐵找礦遠景區

出露地層為古生界石炭系、志留系等海相沉積建造，多呈斷塊狀分布，局部呈小規模捕虜體產出。侵入巖以侏羅紀為主，伴有三疊紀巖體發育。斷裂構造分別有北西向和北東向，巖體與地層接觸帶亦呈北西向展布。正磁異常位于土頂鎮與吉昌鎮之間，呈北西向、北東向帶狀展布。化探Au、Sn、Hg異常分布面積較廣，基本覆蓋找礦重點區。區內賦存有吉昌鐵礦、大汞洞鐵礦及多處金、銅、鐵礦化點。該遠景區具有尋找矽卡巖型鐵礦、熱液型金銀及多金屬礦的找礦前景。

2.2 煙筒山—石咀鎮金、銅及多金屬找礦遠景區

出露石炭紀、二疊紀、三疊紀火山-沉積建造，侵入巖為二疊紀、三疊紀侵入巖及侏羅紀脈巖，北西向及北東向斷裂構造較發育。正磁異常在找礦遠景區總體呈北西向串珠狀展布。化探Au、Cu、Pb元素異常在官馬鎮至石咀鎮一帶分布，近南北向帶狀展布。區內賦存有粗榆金礦、官馬金礦、石咀子銅礦及多處金、銅、鉛、鋅礦化點。該遠景區具有尋找巖漿熱液型金銀礦、矽卡巖型銅及多金屬的找礦前景。