遼東貓嶺礦集區金礦床地質特征、空間分布及找礦要素

韓曉濤,金秀英,高 倩,代顯峰,張 一,邱海成,陳軍典*

(1.遼寧省物測勘查院有限責任公司; 2.遼寧省地礦集團海洋生態監測中心有限責任公司;3.遼寧省自然資源事務服務中心; 4.遼寧五龍黃金礦業有限責任公司)

*通信作者:陳軍典(1985—),男,正高級工程師,從事地質與生態修復工作;E-mail:850449274@qq.com

遼東是遼寧省重要的金多金屬礦集中地,金礦床主要分布于貓嶺、青城子、五龍等礦集區內[1-4]。其中,貓嶺礦集區位于遼東半島西部,呈近北西向分布,長約30 km,寬約10 km,面積約300 km2,產有貓嶺、大東溝、金廠溝、王家崴子等大中型金礦床[5],以及二十多處小型金礦床(點)。其中,貓嶺金礦床金資源儲量已達183 t[6];大東溝金礦床金資源儲量已達6.4 t,平均金品位為2.03 g/t[7-9]。前人研究成果多集中于單個金礦床,很少從礦集區尺度探究金礦床地質特征和空間分布規律。本文簡要介紹貓嶺礦集區內的2個典型礦床(貓嶺金礦床和大東溝金礦床)的地質特征,總結找礦要素,對于貓嶺礦集區金礦勘查工作具有重要的理論與實踐意義。

1 區域地質特征

貓嶺礦集區大地構造位于華北克拉通北緣遼—吉造山帶內(見圖1-A)。遼—吉造山帶屬于龍崗地塊和狼林地塊間的碰撞造山帶。古元古代末期,遼東演化到穩定華北克拉通階段。晚古生代—中生代,該地區經歷強烈的構造-巖漿熱液活動[1,10]。

1—蓋縣組二段 2—蓋縣組一段 3—大石橋組和里爾峪組 4—晚三疊紀花崗巖 5—晚侏羅紀花崗巖 6—古元古代花崗巖 7—榆樹砬子組 8—青白口系永寧組 9—Au異常 10—Ag異常 11—Cu異常 12—Pb異常 13—Zn異常 14—As異常 15—Sb異常 16—Hg異常 17—巖體年齡 18—中、大型金礦床及編號 19—小型金礦床、礦點及編號 20—小型鉛鋅礦床、礦點及代號 21—構造 22—產狀 23—復向斜 鉛鋅礦床(點)名稱:TD—頭道溝 ZJW—張家崴子 LJ—呂家堡子 DH—大壕溝 WB—望寶蓋 MJ—馬家堡子 LT—駱駝磊山 DD—大德堂 ZJ—趙家溝 ZZ—展子溝

區域出露地層主要為古元古代遼河群蓋縣組(Pt1gx)、大石橋組和里爾峪組(Pt1d+Pt1lr)。其中,蓋縣組由2段組成(見圖1-B)。一段(Pt1gx1)以二云片巖為主,夾黑云斜長片麻巖和變粒巖;二段(Pt1gx2)以絹云千枚巖為主,夾變質石英砂巖[1]。遼河群與中生代花崗巖及巖脈呈侵入接觸關系。

區域地層經歷過綠片巖相至角閃巖相的區域變質作用。其中,蓋縣組原巖為一套以黏土、半黏土質陸源碎屑沉積夾中酸性火山巖或火山碎屑巖的沉積建造。

區域構造較發育,規模較大的褶皺為近東西(北西西)向的巨型復向斜,即蓋縣—岫巖復向斜,該復向斜廣泛發育次級構造。斷裂以北東(北北東)向和北西向斷裂為主,是主要控礦構造。北東向斷裂是區域深大斷裂體系,呈現為壓性或壓扭性斷裂及一些中基性巖脈組,在區域航磁及重力場反映為較明顯的梯度密集帶[11];北西向斷裂以一定規模的韌性剪切帶形式產出,表現為左行剪切,常呈韌脆性特征[12]。北東(北北東)向和北西向斷裂是重要的控礦-含礦系統[13]。

區域巖漿巖主要有2期,分別為:①小面積出露的古元古代侵入巖,前人研究較多的為礦洞溝巖體,如二長花崗巖鋯石U-Pb年齡為1 871 Ma[14],正長巖及閃長巖鋯石U-Pb年齡為1 870～1 879 Ma[15],角閃輝石正長巖鋯石U-Pb年齡為1 850 Ma[16],這些年齡數據較好地限定了礦洞溝巖體的形成時代。②大面積出露的中生代侵入巖,如古道嶺巖體主體為細粒黑云母二長花崗巖,侵位時代為112～127 Ma[17];臥龍泉巖體主要為似斑狀黑云母二長花崗巖,鋯石U-Pb年齡為183 Ma[16]和194 Ma[18],臥龍泉巖體侵位時代限定為早侏羅世。貓嶺巖株年齡為128 Ma,侵位時代為早白堊紀[6]。岫巖龍潭地區似斑狀黑云母二長花崗巖形成時代為晚三疊世[19]。

此外,貓嶺礦集區內出露較多的巖脈有閃長玢巖脈、花崗斑巖脈等,巖脈內常見花崗巖捕虜體。部分花崗巖和巖脈本身具有金礦化蝕變現象,其年齡多在130～211 Ma[13],如大東溝金礦區石英閃長巖脈為140 Ma[7]。

貓嶺礦集區位于營口—寬甸金重砂異常區,自然重砂礦物組合以自然金、鉛、銅、白鎢礦、辰砂、黃鐵礦組合為主[20]。以金、銀為主的重砂礦物主要受古元古界遼河群與金礦有關的層位及以北東向或北西向為主的導礦斷裂、有關巖體控制。水系沉積物和土壤次生暈地球化學異常以Au、Ag、As、Pb、Sb、Hg、Cu、Zn等為指示元素(見圖1-B)。地質資料顯示,As元素是貓嶺礦集區內重要的化探指示元素[11]。這些化探異常對于圈定金找礦靶區起到關鍵作用。

2 金礦床(點)空間分布特征

貓嶺礦集區位于遼東半島西部,已探明特大型金礦床1處,中型金礦床3處,以及二十多處小型金礦床(點)。貓嶺礦集區金礦床(點)地質特征見表1。通過研究貓嶺礦集區的32個金礦床(點)的空間位置關系,認為該礦集區呈近北西向帶狀分布,與遼河群蓋縣組空間展布基本一致,具一定的金成礦專屬性。同時,貓嶺礦集區也是近東西向大石橋—草河口復向斜(斷坳)及虎皮峪—寬甸復背斜(斷隆)區域主體構造的一部分。金礦床(點)集中分布于褶皺兩翼和北西向斷裂及其派生的次級斷裂附近,受東西向褶皺和北西向斷裂聯合控制。

表1 貓嶺礦集區金礦床(點)地質特征

金礦床(點)主要圍繞中生代巖漿巖(臥龍泉巖體)分布,按照熱液成礦理論,劃分為3種礦床成因類型,分別為:巖體外圍主要為熱液蝕變巖型,巖體與圍巖接觸帶主要為熱液蝕變-石英脈型,巖體內部主要為熱液石英脈型。具體為:

1)熱液蝕變巖型,為貓嶺礦集區金礦床的主要成因類型,占比達50 %。礦體主要賦存于遼河群上部碎屑巖沉積建造(蓋縣組二段千枚巖),分布有貓嶺金礦床(特大型)、大東溝金礦床(中型)等,金資源儲量大。

2)熱液蝕變-石英脈型,為貓嶺礦集區的過渡類型,占比為25 %。礦體主要賦存于遼河群上部碎屑巖沉積建造(蓋縣組一段片巖)與巖體接觸帶,主要分布有王家崴子金礦床(中型)、金廠溝金礦床(中型)等,金資源儲量可觀。

3)熱液石英脈型,占比為25 %。礦體主要賦存于中生代巖漿巖系統,巖性主要為似斑狀黑云母二長花崗巖,金資源儲量整體較小。

此外,貓嶺礦集區內礦化類型因圍繞臥龍泉巖體而不同。該巖體以西主要為金礦化,分布約十余處金礦床(點);以東主要表現為鉛鋅礦化,分布約十余處鉛鋅礦化點,見圖1-B。

3 典型金礦床地質特征

貓嶺金礦床勘查開始于20世紀90年代,前人在礦床地質特征、構造、侵入巖、礦床成因和外圍成礦遠景區預測等方面做了大量工作[12,21-24]。大東溝金礦床勘查始于2009年,基礎研究相對較少。

3.1 貓嶺金礦床

貓嶺金礦床位于遼寧省蓋州市太平莊鄉。礦區地層主要為遼河群蓋縣組二段(見圖2),巖性為絹云千枚巖等,礦體受該層位控制。礦區構造處于北東向與北西向古老基底斷裂交會處。礦體主要賦存于太平莊向斜的層間滑動帶。其中,北北東向斷裂具有明顯的構造片理化,是主要的導礦容礦構造,其次為北西向斷裂。

1—似斑狀黑云母二長花崗巖 2—蓋縣組二段 3—巖脈 4—榆樹砬子組 5—礦化帶及編號 6—礦體 7—主要構造 8—巖體年齡

礦區及其外圍中生代巖漿雜巖發育,其中與金成礦關系最密切的白堊紀貓嶺似斑狀黑云母二長花崗巖巖株(貓嶺巖株),年齡為128 Ma[6]。該巖株邊緣具片麻狀構造,局部發育細脈浸染狀金礦化。礦區出露閃長玢巖、閃長巖等巖脈,呈北西向和北北東向產出。區域航磁顯示,貓嶺巖株與臥龍泉巖體在深部應連接為一體。

礦區圍巖蝕變可細分內、外蝕變帶,內蝕變帶以硅化為主,伴有鉀化和碳酸鹽化。外蝕變帶以綠泥石化為主,次為黑云母化,伴有弱硅化和磁黃鐵礦化。

礦區共探明4條礦化帶,探明金資源儲量183 t,平均金品位0.87 g/t,具有規模大、品位低的特點。其中,Ⅰ號礦化帶發育主要礦體,長約1 500 m,寬80～470 m,延伸300～500 m,傾向288°～315°,傾角50°～70°。礦體與圍巖界線不明顯,需靠化學分析界定。

礦石類型主要為細脈浸染狀礦石、揉曲狀硫化物礦石,其次為網脈狀多金屬礦石等。礦石結構以他形粒狀結構為主。礦石構造以細脈浸染狀構造、條帶狀構造為主。

礦石礦物主要為自然金、銀金礦、毒砂、磁黃鐵礦等;脈石礦物主要為石英、長石、綠泥石等。礦石有益組分為Au、Ag、Cu、Pb、Zn,有害組分為As。毒砂含量最高及黃鐵礦含量低是該礦床的特征之一。

早期研究認為,貓嶺金礦床形成于古元古代。例如,喻鋼等[22]獲得貓嶺金礦床毒砂Re-Os等時線年齡為2 316 Ma±140 Ma;邱小平[12]依據遼河群變形、變質作用及其與金礦化關系,推斷貓嶺金礦床成礦時代為古元古代后期,年齡為2 000～2 200 Ma。但是,近期研究認為,貓嶺金礦床成礦與中生代的花崗巖有關。例如,張朋等[14]獲得臥龍泉二長花崗巖、貓嶺似斑狀黑云母二長花崗巖鋯石U-Pb年齡分別為194 Ma 和196 Ma,因此認為該礦床形成于早侏羅世;劉軍等[6]報道臥龍泉二長花崗巖、貓嶺似斑狀黑云母二長花崗巖鋯石U-Pb年齡分別為183 Ma和129 Ma,認為貓嶺金礦床形成于燕山期。新的高精度測年數據表明,這些巖體可能為復式巖體,為多階段產物。結合區域金多金屬爆發成礦特點[25],推測貓嶺礦集區內金礦床的形成可能與中生代多階段巖漿活動有關[26],主成礦期可能發生在晚侏羅世—早白堊世。

3.2 大東溝金礦床

大東溝金礦床位于遼寧省蓋州市。礦區整體位于蓋縣—古樓子復向斜西端北翼,華銅—分水金多金屬成礦帶中部。礦區賦礦地層為遼河群蓋縣組二段(見圖3),局部發育磁黃鐵礦等硫化物,金含量較低。礦區構造按展布方向大致分為北西向、北西西向—東西向、北東向3組。其中,北西向構造是主要控礦構造[9]。

1—黑云母石英閃長巖 2—蓋縣組二段 3—黑云母化絹云千枚巖 4—變質石英砂巖 5—變質巨厚層石英砂巖 6—巖體年齡 7—礦化蝕變帶 8—主要構造 9—構造行跡 10—背斜 11—向斜

礦區巖漿巖主要為侏羅紀臥龍崗巖株及巖脈,近東西向展布,巖石類型主要為黑云母石英閃長巖,年齡為140 Ma[7]。黑云母石英閃長巖與金成礦關系密切。礦區內巖脈較發育,巖性主要為石英閃長巖斑巖等。

礦區圍巖蝕變主要為硅化,其次為絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化。

現階段,共圈定礦體33 個。其中,3個礦體出露地表,其余為隱伏礦體,金資源儲量6.4 t,平均金品位2.03 g/t。礦體均呈脈狀或似層狀,近北西向展布。多數礦體呈寬緩的背斜,北東翼傾角15°～31°,南西翼傾角10°～18°。礦體與圍巖呈漸變過渡關系。

礦石類型與貓嶺金礦床基本一致。礦石結構以半自形—他形粒狀結構為主,碎裂結構、糜棱結構次之。礦石構造常為條帶狀構造、浸染狀構造、致密塊狀構造等。

礦石礦物為黃鐵礦、磁黃鐵礦、毒砂,毒砂含量相對貓嶺金礦床較少。脈石礦物主要為絹云母、石英、綠泥石等。

礦區內臥龍崗黑云母石英閃長巖巖株侵位年齡為140 Ma[7],形成于早白堊世,與區域上晚侏羅世—早白堊世重要的成巖成礦事件吻合。黑云母石英閃長巖的外接觸帶普遍發育寬約300 m的黑云母蝕變帶,該蝕變帶內發育透鏡狀黑云母角巖,為熱接觸交代變質作用的產物。

4 找礦要素

貓嶺礦集區出露大面積中生代巖漿巖,以花崗雜巖為主[27-28],屬地殼重熔型花崗巖[11-19],斑巖等脈巖廣泛發育。蓋縣組本身具有較高金豐度,可作為金的原始礦源層,現有年齡、同位素地球化學資料和巖體、巖脈的時空關系表明:絕大部分情況下,含礦流體來源于中生代花崗巖類,成礦熱液多以熱液為主。貓嶺礦集區容礦圍巖蓋縣組較老(古元古代),但成礦過程較新(中生代)。

綜上所述,貓嶺礦集區是一個賦存于古元古代遼河群沉積建造,與中生代侵入巖相關的熱液成礦系統。成因類型以熱液蝕變巖型為主。礦床具有規模大、品位低的特點。貓嶺礦集區金找礦要素見表2。

表2 貓嶺礦集區金找礦要素

5 結 論

1)貓嶺礦集區金礦床成因類型可劃分3種:熱液蝕變巖型、熱液蝕變-石英脈型、熱液石英脈型。

2)貓嶺礦集區空間上呈近北西向分布,與遼河群蓋縣組空間展布基本一致,具有一定的金成礦專屬性。金礦床圍繞中生代巖漿巖分布,礦化類型在臥龍泉巖體以西主要表現為金礦化,以東主要表現為鉛鋅礦化。

3)貓嶺礦集區是一個賦存于古元古代遼河群沉積建造、與中生代侵入巖相關的熱液成礦系統。金礦床具有規模大、品位低的特點。