吉林夾皮溝礦集區(qū)二道溝金礦床稀土元素特征與成礦模式

于重遠(yuǎn) 李躍東 張永哲

摘要：二道溝金礦床是夾皮溝礦集區(qū)內(nèi)十分重要的典型金礦床，夾皮溝礦集區(qū)屬于濱太平洋成礦帶的重要礦集區(qū)之一。為確定二道溝金礦床稀土元素特征、礦床類型，對(duì)巖心樣品進(jìn)行了采集與分析。結(jié)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(fā)生蝕變與未發(fā)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(rèn)為成礦流體來源與中生代中—酸性脈巖（如正長(zhǎng)斑巖）關(guān)系密切;結(jié)合稀土元素特征，進(jìn)一步確認(rèn)二道溝金礦床為典型的巖漿熱液型金礦床。

關(guān)鍵詞：稀土元素特征;成礦模式;含礦構(gòu)造帶;正長(zhǎng)斑巖脈;二道溝金礦床

中圖分類號(hào)：TD11 P618.51文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

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

夾皮溝礦集區(qū)自1820年發(fā)現(xiàn)以來，已有200多年的開采歷史，累計(jì)探明黃金資源儲(chǔ)量150 t以上，屬于中國(guó)重要的金礦集中區(qū)之一。該礦集區(qū)內(nèi)成礦條件優(yōu)越，前景良好[1-3]。但是，由于長(zhǎng)期的開采，夾皮溝礦集區(qū)的資源已趨于枯竭，資源保有儲(chǔ)量急劇減少。因此，如何開拓思路，進(jìn)一步尋找新的接替資源至關(guān)重要。二道溝金礦床為夾皮溝礦集區(qū)內(nèi)目前開采深度最大的礦床，對(duì)其加強(qiáng)研究，有助于該礦集區(qū)內(nèi)其他礦床的找礦勘查。本文通過對(duì)巖心樣品進(jìn)行采集與分析，探討二道溝金礦床稀土元素特征，進(jìn)一步確定了礦床類型，并對(duì)成礦模式進(jìn)行了探討，以期為夾皮溝礦集區(qū)找礦突破提供理論支持。

1 成礦地質(zhì)背景

夾皮溝礦集區(qū)位于吉林省樺甸市東南部，大地構(gòu)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(cè)（見圖1-B），北西西向夾皮溝—大石砬子構(gòu)造帶控制著夾皮溝礦集區(qū)內(nèi)礦床與礦化點(diǎn)的分布[4-6]。該礦集區(qū)屬于濱太平洋成礦帶的重要金礦集區(qū)之一。二道溝金礦床是夾皮溝礦集區(qū)內(nèi)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(shì)仍十分明顯，表明深部具有良好的找礦潛力。

區(qū)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(xì)分為四道岔巖組和三道溝巖組，由中深變質(zhì)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(xì)分為北甸子巖組、達(dá)連溝巖組、紅旗溝巖組，為一套鈣堿性火山巖，變質(zhì)砂板巖及碳酸鹽巖組合，基本屬于一套中淺變質(zhì)的層狀無(wú)序火山-沉積巖系。

區(qū)域構(gòu)造較為復(fù)雜，斷裂發(fā)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(huì)全棧背斜。

區(qū)域巖漿活動(dòng)頻繁，分布廣泛，主要為五臺(tái)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(qū)域各種脈巖發(fā)育，巖性主要有輝綠巖、煌斑巖、閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)斑巖、花崗閃長(zhǎng)巖、正長(zhǎng)斑巖、石英正長(zhǎng)斑巖、霏細(xì)巖等。

2 礦區(qū)及礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)出露地層主要為夾皮溝群四道岔巖組，主要巖性為斜長(zhǎng)角閃巖，呈殘留體狀分布于興安—夾皮溝一線南、北兩側(cè)的片麻巖內(nèi)。礦區(qū)構(gòu)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(qū)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，出露巖漿巖主要為五臺(tái)期啞鈴狀鉀質(zhì)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(zhì)特征

2.2.1 一號(hào)含礦構(gòu)造帶

一號(hào)含礦構(gòu)造帶賦存在北西向構(gòu)造帶上盤較近部位的擠壓片理化帶的斷裂中。斷裂長(zhǎng)3 000余m，含金石英脈呈脈狀、似板狀產(chǎn)出。礦體走向0°～5°，北端受斷裂影響轉(zhuǎn)為350°～360°。傾向南東，傾角60°～88°，深部?jī)A角近直立。工業(yè)礦體賦存標(biāo)高為-900～620 m。礦區(qū)淺部，工業(yè)礦體由5條含金石英脈組成，自東至西分別為5號(hào)脈、2號(hào)脈、新1號(hào)脈、1號(hào)脈、0號(hào)脈。平面特征為南部以脈狀為主，北部以復(fù)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(yè)礦體沿走向延長(zhǎng)820 m，沿傾向延伸大于1 600 m。1號(hào)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(yīng)”。

一號(hào)含礦構(gòu)造帶控制了礦區(qū)內(nèi)主要含礦構(gòu)造及工業(yè)礦體，其內(nèi)斷裂性質(zhì)呈壓扭性特征，傾角變化引發(fā)礦脈分支復(fù)合，走向呈現(xiàn)尖滅再現(xiàn)特征，傾向上出現(xiàn)局部反傾特征，存在無(wú)礦間隔，間距為250～600 m。在淺部，一號(hào)含礦構(gòu)造帶于6勘探線—8勘探線富集，至深部，逐漸變?yōu)?勘探線— 6勘探線富集，并逐漸向北收縮，具有向北側(cè)伏趨勢(shì)。

一號(hào)含礦構(gòu)造帶為北西韌性剪切帶的平行構(gòu)造帶，其走向北西、傾向北東，由富集規(guī)律推測(cè)一號(hào)含礦構(gòu)造帶深部?jī)A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(cè)盲礦體賦存標(biāo)高為-1 700～-1 500 m。2019年，基于深地科研項(xiàng)目，于礦區(qū)深部1 410 m中段13勘探線、9勘探線施工鉆孔驗(yàn)證，揭露了含金正長(zhǎng)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(hào)含礦構(gòu)造帶

二、三、四號(hào)含礦構(gòu)造帶為一號(hào)含礦構(gòu)造帶的平行構(gòu)造帶，發(fā)育在一號(hào)含礦構(gòu)造帶西部，地表由探槽控制，走向長(zhǎng)度2 000余m。二、三、四號(hào)含礦構(gòu)造帶與一號(hào)含礦構(gòu)造帶地表規(guī)模相當(dāng)，但前者內(nèi)充填強(qiáng)烈蝕變的二長(zhǎng)片麻巖等，其表現(xiàn)為脆性斷裂，以往鉆孔控制的四號(hào)含礦構(gòu)造帶附近見有糜棱巖化現(xiàn)象，表明其深部剪切帶性質(zhì)有由脆性向脆-韌性轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)，是成礦的有利條件，推測(cè)二、三、四號(hào)含礦構(gòu)造帶深部可能有規(guī)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(nèi)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(xiàn)為明顯的較窄側(cè)向蝕變分帶，垂向上無(wú)明顯變化規(guī)律，蝕變強(qiáng)度隨遠(yuǎn)離礦體而減弱。與礦化關(guān)系最為密切的蝕變?yōu)楣杌忘S鐵礦化，出現(xiàn)在礦脈的兩側(cè)，緊靠糜棱巖化斜長(zhǎng)角閃巖處，顯示圍巖對(duì)成礦有一定的貢獻(xiàn)。熱液期煙灰色石英廣泛交代圍巖中的斜長(zhǎng)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(gòu)造裂縫、葉理形成的細(xì)脈或網(wǎng)脈中。C73A5047-22BF-4A3F-973A-25B88C3E9A3E

3 稀土元素特征及其與成礦作用關(guān)系

3.1 樣品采集及測(cè)試

采集了5件含石英脈蝕變巖、4件斜長(zhǎng)角閃巖、5件閃長(zhǎng)玢巖及5件正長(zhǎng)斑巖，這些樣品均為鉆孔巖心。稀土元素測(cè)試分析工作在中國(guó)冶金地質(zhì)總局第一地質(zhì)勘查院測(cè)試中心實(shí)驗(yàn)室完成，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法分析樣品，使用儀器型號(hào)為XSERIES-2。實(shí)驗(yàn)室采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW 07158、GBW 07159、GBW 07160來監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度，分析精度優(yōu)于5 %。

3.2 稀土元素特征

二道溝金礦區(qū)巖石稀土元素分析結(jié)果見表1，稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖見圖3。

閃長(zhǎng)玢巖和斜長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)斑巖明顯強(qiáng)于其他3類巖石，表現(xiàn)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(wú)明顯異常。

由圖3可知：各類巖石稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)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(wú)異常，說明可能在巖漿演化過程中斜長(zhǎng)石的結(jié)晶分異作用并不明顯。

含石英脈蝕變巖與正長(zhǎng)斑巖的Eu、Ce元素特征十分吻合，顯示其成因上具有密切關(guān)系。稀土元素總量方面表現(xiàn)為：斜長(zhǎng)角閃巖>蝕變斜長(zhǎng)角閃巖>正長(zhǎng)斑巖，推斷斜長(zhǎng)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(cè)試礦石樣品的稀土元素含量，但從含石英脈蝕變巖與正長(zhǎng)斑巖稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式曲線來看，導(dǎo)致斜長(zhǎng)角閃巖發(fā)生硅化蝕變的流體與正長(zhǎng)斑巖關(guān)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(zhǎng)角閃巖和蝕變斜長(zhǎng)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(zhì)地層中稀土元素發(fā)生遷移作用，或者斜長(zhǎng)角閃巖地層中已有金的預(yù)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(zhǎng)斑巖）關(guān)系密切，或?yàn)橥辉磪^(qū)不同的流體過程和巖漿過程的產(chǎn)物，與變質(zhì)地層的關(guān)系是否是金的晚太古代預(yù)富集仍需進(jìn)一步討論。

本次在測(cè)試樣品中不包含無(wú)明顯遭受熱液蝕變的正長(zhǎng)斑巖，但從井下正長(zhǎng)斑巖與礦體的空間產(chǎn)出關(guān)系和蝕變分帶特征來看，推測(cè)稀土元素總量較低的巖漿侵位在前，同一源區(qū)的含高揮發(fā)分流體在后，流體運(yùn)移至脈巖與斜長(zhǎng)角閃巖地層的構(gòu)造薄弱處，強(qiáng)烈的水巖反應(yīng)使斜長(zhǎng)角閃巖發(fā)生蝕變并產(chǎn)生元素遷移。

4 成礦模式

夾皮溝礦集區(qū)受太平洋板塊俯沖影響，燕山期深部巖漿流體沿構(gòu)造運(yùn)移，在運(yùn)移過程中，萃取圍巖中大量成礦物質(zhì)，并造成圍巖的強(qiáng)烈蝕變。在此過程中，金主要以金硫絡(luò)合物形式存在。由于流體向著低應(yīng)力區(qū)運(yùn)移，隨著壓力降低、含礦流體發(fā)生強(qiáng)烈的沸騰作用，CO2、CH4、N2和H2S等氣體分離進(jìn)入氣相，分離出的H2S等氣體還會(huì)導(dǎo)致流體中總硫活度降低，使金硫絡(luò)合物不穩(wěn)定，導(dǎo)致金溶解度迅速降低。同時(shí)，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(xué)者認(rèn)為夾皮溝礦集區(qū)成礦與巖漿活動(dòng)密切相關(guān)，而較早的韌性剪切帶及中高級(jí)變質(zhì)作用對(duì)于成礦的作用更多為形成構(gòu)造格架、控巖控礦、金的初步富集等。因此，夾皮溝礦集區(qū)內(nèi)成礦區(qū)域?yàn)檠嗌狡诔傻V巖漿活動(dòng)有效影響范圍內(nèi)的有利構(gòu)造空間及接觸帶、巖突部位等巖漿侵入系統(tǒng)有利部位。結(jié)合二道溝金礦床井下地質(zhì)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(gòu)造帶走向上及傾向上的轉(zhuǎn)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(shí)代為190～210 Ma[8-9]。地層為晚太古代斜長(zhǎng)角閃（片麻）巖、蝕變花崗巖等，根據(jù)鉆孔揭露結(jié)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(chǎn)出、與火山機(jī)構(gòu)關(guān)系密切的淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V床。但是，從與礦體緊密產(chǎn)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(zhǎng)斑巖）關(guān)系密切，但無(wú)明顯證據(jù)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(wú)典型的熱液溶蝕邊，其作為成礦地質(zhì)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(xì)晶脈巖、偉晶脈巖顯示了部分脈巖的特征，推測(cè)其為深部中酸性巖漿房結(jié)晶分異晚期的產(chǎn)物，或者直接為深部隱伏巖體、巖枝。目前，認(rèn)為二道溝金礦床成礦地質(zhì)體為與已揭露正長(zhǎng)斑巖脈關(guān)系密切的中深成隱伏巖體。

5 結(jié) 論

1）二道溝金礦床各類巖石稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)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(zhǎng)角閃巖和蝕變斜長(zhǎng)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(zhì)地層中稀土元素的遷移作用，或者斜長(zhǎng)角閃巖地層中已有金的預(yù)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(zhǎng)斑巖）關(guān)系密切，礦床深部可能存在隱伏中深成侵入體，為成礦地質(zhì)體。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1] 李碧樂，孫豐月，姚鳳良.吉林省夾皮溝金礦區(qū)控礦構(gòu)造研究[J].地質(zhì)找礦論叢，2003，18（2）：113-117，121.

[2] 鄧軍，孫忠實(shí)，楊立強(qiáng)，等.吉林夾皮溝金礦帶構(gòu)造地球化學(xué)特征分析[J].高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，2000，6（3）：405-411.

[3] 孫忠實(shí)，馮本智，青曉.吉林夾皮溝金礦穩(wěn)定同位素地質(zhì)及找礦方向[J].長(zhǎng)春科技大學(xué)學(xué)報(bào)，1998，28（2）：23-28.C73A5047-22BF-4A3F-973A-25B88C3E9A3E

[4] 孟繼偉，齊麗娟，陳濤，等.夾皮溝金礦區(qū)控礦因素及找礦方向[J].吉林地質(zhì)，2004，23（3）：47-52.

[5] 楊言辰，馬志紅，楊寶俊.古元古代成礦帶礦床成礦系列研究[M].長(zhǎng)春：吉林人民出版社，2001.

[6] WU F Y，ZHAO G C，SUN D Y，et al.The Hulan Group：its role in the evolution of the Central Asian Orogenic Belt of NE China[J].Journal of Asian Earth Sciences，2007，30（3/4）：542-556.

[7] 曾慶棟，劉建明.遼吉黑有關(guān)地區(qū)金多金屬礦成礦規(guī)律總結(jié)研究[R].北京：中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，2012.

[8] 孫忠實(shí)，馮亞民.吉林夾皮溝金礦床主成礦時(shí)代的確定及找礦方向[J].地球?qū)W報(bào)，1997，18（4）：32-37.

[9] 劉舒飛，張永哲，楊昭克，等.吉林省樺甸市夾皮溝金礦深部找礦研究[R].北京：北京金有地質(zhì)勘查有限責(zé)任公司，2020.

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(xiàng)目：中國(guó)黃金集團(tuán)有限公司地質(zhì)科研專項(xiàng)基金項(xiàng)目（ZJ-KY/2018-ZY-07）

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