李長(zhǎng)哲

(1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 130061； 2. 吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六○三隊(duì)，吉林 琿春 133300)

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小西南岔金銅礦北山礦段礦床地質(zhì)特征及礦化富集規(guī)律

李長(zhǎng)哲1,2

(1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 130061； 2. 吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六○三隊(duì)，吉林 琿春 133300)

摘要：小西南岔金銅礦床是吉林省東部一個(gè)大型的淺成熱液型金銅礦床，礦床主要受NW向的帚狀斷裂構(gòu)造系統(tǒng)控制。在研究小西南岔礦區(qū)地質(zhì)及北山礦段礦體地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，對(duì)其礦化富集規(guī)律進(jìn)行了初步的分析和總結(jié)，指出礦體嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制，主要賦存于五道溝群、花崗巖與閃長(zhǎng)巖接觸帶、閃長(zhǎng)巖體內(nèi)密集裂隙帶及閃長(zhǎng)玢巖脈上下盤，礦體及圍巖變形強(qiáng)烈的部位、金和銅礦化及其近礦圍巖蝕變疊加部位品位相對(duì)較高，以期對(duì)該區(qū)外圍及深部進(jìn)一步找礦勘探工作提供參考。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)特征；礦化富集規(guī)律；小西南岔金銅礦；吉林省

0引言

小西南岔金銅礦床位于吉林省琿春市東部，地處天山—興蒙造山帶東段，夾于華北板塊、興凱地塊、佳木斯地塊之間[1](圖1)，是一個(gè)20世紀(jì)60年代發(fā)現(xiàn)并勘探的大型礦床。礦區(qū)主要出露有古生代淺變質(zhì)巖系、中生代火山—沉積巖系以及古生代、中生代深層侵入巖系，斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈并具有多期性，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。筆者在充分挖掘及綜合分析前人研究成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)新開拓的勘探工程資料，對(duì)北山礦段礦床地質(zhì)特征及礦化富集規(guī)律作了進(jìn)一步的分析和總結(jié)，以期為該區(qū)外圍及深部找礦勘探提供一定依據(jù)。

1礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)內(nèi)地層出露較為簡(jiǎn)單，主要為下古生界五道溝群、侏羅系和第四系。五道溝群在全區(qū)分布廣泛，巖性主要為中淺變質(zhì)巖，從巖石組合特點(diǎn)可將其分為3個(gè)巖性段：云母(黑云母或白云母)長(zhǎng)英角巖巖性段、(含碳)紅柱石角巖(板巖)和含碳石榴石云英角巖巖性段、斜長(zhǎng)角閃巖或斜長(zhǎng)角閃片巖巖性段，地表出露形態(tài)表現(xiàn)為條帶狀和團(tuán)塊狀，與周圍花崗巖、閃長(zhǎng)巖體呈侵入接觸關(guān)系。侏羅系僅在礦區(qū)西部小范圍出露，主要巖性為安山巖、安山質(zhì)礫巖、含礫安山巖等。第四系主要為沖積砂礫石，多沿緩坡地、河流及溝谷分布。

1.第四系；2.下古生界五道溝群；3.燕山期花崗巖；4.華力西晚期斜長(zhǎng)花崗巖；5.華力西晚期閃長(zhǎng)巖；6.閃長(zhǎng)玢巖；7.脈狀金銅礦體；8.浸染狀金銅礦體(當(dāng)量金0.60 g/t)；9.采礦許可范圍

圖1 小西南岔金銅礦區(qū)大地構(gòu)造位置(a)及地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b)

區(qū)內(nèi)構(gòu)造分為斷裂和褶皺，以斷裂構(gòu)造為主。褶皺構(gòu)造主要為五道溝復(fù)向斜，呈SN向貫穿全區(qū)。斷裂在全區(qū)十分發(fā)育，其形成和活動(dòng)不僅為成礦物質(zhì)的遷移和富集提供了上升通道和賦存空間，而且為成礦元素活化、成礦溶液遷移提供了動(dòng)力能和熱能[2]。根據(jù)斷裂構(gòu)造走向可分為SN、NNE、NW和NNW向等4組。從全區(qū)礦化特征來看，礦區(qū)內(nèi)金—銅礦化主要受控于斷裂構(gòu)造[3]，斷裂表現(xiàn)為一個(gè)帚狀構(gòu)造系統(tǒng)，南部收斂，北部撒開，控礦特征明顯。

礦區(qū)范圍內(nèi)巖漿巖出露面積較大，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈并具有多期性，主要為華力西期和燕山期。華力西期以閃長(zhǎng)巖和斜長(zhǎng)花崗巖為主，閃長(zhǎng)巖呈串珠狀SN向展布，從南至北有輝石閃長(zhǎng)巖、角閃閃長(zhǎng)巖、中粗粒閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖等，基性程度逐漸降低，為礦體的主要圍巖；斜長(zhǎng)花崗巖呈巖基大面積分布，由斜長(zhǎng)花崗巖，黑云母斜長(zhǎng)花崗巖，片麻狀黑云母斜長(zhǎng)花崗巖等組成。燕山期巖漿巖以花崗巖和花崗斑巖為主，分布于礦區(qū)西側(cè)，呈巖體、巖株?duì)町a(chǎn)出。此外，礦區(qū)還出露有閃長(zhǎng)玢巖、細(xì)晶巖、閃長(zhǎng)斑巖等脈巖，規(guī)模大小不一，寬度不等。

2礦床地質(zhì)特征

2.1礦體特征

小西南岔金銅礦區(qū)礦體嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制[4]，主要賦存于下古生界五道溝群、華力西期閃長(zhǎng)巖體內(nèi)和燕山期閃長(zhǎng)玢巖脈的上、下盤，以香房河為界，分為北山礦段、南山礦段(圖1)。下面以北山礦段為例介紹研究區(qū)礦體地質(zhì)特征。

根據(jù)近年來選礦工業(yè)試驗(yàn)并由礦山提出的工業(yè)指標(biāo)(Au0.57 g/t，Cu0.20%)，在北山礦段圈定了2條主礦體，分別為東側(cè)1號(hào)礦體和西側(cè)2號(hào)礦體(圖1和圖2)，東側(cè)1號(hào)礦體東西長(zhǎng)600～700 m，寬400～500 m，厚幾十米至280 m，礦體賦存標(biāo)高640～290 m，埋藏深度0～340 m，整體上呈現(xiàn)為巨大透鏡體，在平面上呈近東西方向延展的橢圓形，在剖面上呈凸鏡狀，總體上接近水平產(chǎn)出，礦體規(guī)模屬大型；西側(cè)2號(hào)礦體南北長(zhǎng)300～400 m，東西寬200～400 m，厚幾十米至170 m，礦體賦存標(biāo)高640～280 m，埋藏深度0～350 m，整體上呈現(xiàn)為巨大透鏡體，在平面上呈近東西方向延展的橢圓形，在剖面上呈凸鏡狀，總體上接近水平產(chǎn)出，礦體規(guī)模屬大型。兩條主礦體旁側(cè)零星分布若干條小礦體(圖2)，礦體受花崗巖體與下古生界五道溝群角巖接觸帶控制，在外接觸帶附近的角巖中，通常能夠達(dá)到工業(yè)品位，到花崗巖中則品位迅速降低，直至無礦。礦體厚度較大，一般幾十米至280m，厚度變化較穩(wěn)定，有用組分分布較均勻，金平均品位0.45～0.58 g/t，銅平均品位0.18%～0.21%(表1)。

礦體號(hào)礦體規(guī)模長(zhǎng)/m寬/m厚度/m礦體形態(tài)礦體產(chǎn)狀平均品位Au(10-6)Cu(10-2)1600～700400～50010～280大透鏡體近水平0.580.212300～400200～40010～170大透鏡體近水平0.450.18

2.2礦石特征

2.2.1礦石礦物組成及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

通過對(duì)研究區(qū)礦石手標(biāo)本及礦物的鏡下鑒定發(fā)現(xiàn)，本區(qū)主要礦石礦物為自然金類和黃銅礦，其次為磁黃鐵礦、黃鐵礦，少量的白鐵礦、方鉛礦、斑銅礦、輝銅礦、輝鉬礦、閃鋅礦、毒砂、含鉍的硫鹽礦物、褐鐵礦、自然銅、孔雀石等。脈石礦物有石英、長(zhǎng)石、方解石、綠泥石、絹云母等。金屬礦物占礦石總量的3%左右。

礦石結(jié)構(gòu)主要為半自形、自形粒狀結(jié)構(gòu)和交代結(jié)構(gòu)，少量為熔蝕、包含結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造以浸染狀構(gòu)造、網(wǎng)脈、細(xì)網(wǎng)脈或細(xì)脈狀構(gòu)造為主；次要的有塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、角礫構(gòu)造、膠狀構(gòu)造等。

2.2.2礦石化學(xué)成分

根據(jù)研究區(qū)不同類型礦石全分析結(jié)果，礦石中SiO2平均含量52.34%、Fe2O3平均含量5.02%、Al2O3平均含量14.37%、CaO平均含量6.51%、MgO平均含量3.98%、TiO2平均含量0.59%、P2O5平均含量0.02%、S平均含量1.74%、MnO平均含量0.08%、K2O平均含量2.06%、Na2O平均含量1.32%，根據(jù)礦石酸堿度計(jì)算公式ω(CaO+ MgO)/ ω( SiO2+ Al2O3)可得酸堿度為0.16，本區(qū)礦石為酸性礦石。據(jù)礦區(qū)內(nèi)礦石組合分析結(jié)果(表2)，礦石中主要有用組分為Au、Cu，伴生有用組分有銀、硫、鉍，可以在選礦過程中回收，但品位不高， 銀品位 2.8～8.2×10-6； 鉍品位 (6.1～276.0) ×

表2　礦石組合分析結(jié)果表

注：ω(Cu、Pb、Zn、Te)/10-2，ω(W、Mo、V、Sr、As、Bi、Co、Ni、Au、Ag)/10-6。

10-6。礦石中含微量重金屬(Pb、Cr、Cd、As、Hg)，含量較低。

2.2.3礦石中金礦物特征及賦存狀態(tài)

研究區(qū)金礦物主要為自然金和銀金礦，金銀礦少量。銀礦物含量甚少，主要為碲銀礦、自然銀、硫碲銀鉍鉛礦和含銀自然鉍等，金礦物成分見表3。通過鏡下觀察，自然金的特點(diǎn)是金粒表面清潔、反射色純正、顆粒分布不均勻，在浸染狀礦石中主要與金屬硫化物關(guān)系密切，在網(wǎng)脈、細(xì)脈或脈狀礦石中主要與脈石礦物(主要是石英)關(guān)系密切。

表3　自然金電子探針定量分析結(jié)果表

注：測(cè)試單位為長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院電鏡室。

礦石中金元素主要呈自然金和銀金礦產(chǎn)出，自然金粒度較細(xì)，形態(tài)也較復(fù)雜。從光片統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，與自然金連生關(guān)系密切的主要是石英、黃銅礦、磁黃鐵礦和含鉍的硫鹽類礦物，黃鐵礦中少(見表4)。

表4　金礦物的載金礦物(光片)

2.2.4礦石類型

礦石自然類型可分為氧化礦石和硫化礦石；按容礦圍巖的巖石類型可以將礦石分為閃長(zhǎng)巖型金銅礦石、角巖型金銅礦石、花崗巖型金銅礦石3種類型。按銅、金組分，礦石工業(yè)類型可劃分為金礦石、銅礦石、金銅礦石3種。在北山礦段金礦石及銅礦石均極少，不足5%，絕大部分是金銅礦石，占95%以上。

2.3圍巖蝕變特征

礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變主要有鉀長(zhǎng)石化、黑云母化、陽起石化、透閃石化、硅化、絹云母化、碳酸鹽化等[5],蝕變的強(qiáng)度和規(guī)模受控于斷裂、裂隙的性質(zhì)和礦液運(yùn)移動(dòng)力的強(qiáng)度。區(qū)內(nèi)蝕變作用相互疊加，蝕變分帶較明顯，其特點(diǎn)表現(xiàn)為：成礦前的蝕變(如鉀長(zhǎng)石化、黑云母化)多分布于燕山早期花崗巖體中斷裂帶和細(xì)晶巖脈中；成礦期的陽起石化、透閃石化、綠泥石化產(chǎn)于容礦斷裂帶中, 呈微細(xì)網(wǎng)脈狀或浸染狀、團(tuán)塊狀分布于蝕變巖中；絹云母化和硅化常相伴產(chǎn)出，是礦區(qū)最發(fā)育的近礦圍巖蝕變，也是弱蝕變帶的主要蝕變類型。

2.4成礦期及成礦階段劃分

通過對(duì)小西南岔金銅礦床主礦體周圍含金閃長(zhǎng)玢巖做K-Ar年齡測(cè)定，其結(jié)果為110 Ma，可以推測(cè)該礦床主成礦期為燕山期[6]。礦床北山礦段是由多期多階段成礦作用疊加形成的，根據(jù)礦石特征、成礦的物理化學(xué)條件、成礦物質(zhì)來源等特點(diǎn)，將本區(qū)成礦作用劃分為巖漿熱液成礦期、次火山熱液成礦期和表生成礦期。[7]

2.4.1巖漿熱液成礦期

成礦作用與華力西晚期閃長(zhǎng)巖侵入活動(dòng)有關(guān)，形成浸染狀、細(xì)脈狀黃銅礦化和磁黃鐵礦礦化，礦化分布范圍廣，且強(qiáng)度較弱。

2.4.2次火山熱液成礦期

成礦作用與燕山期閃長(zhǎng)玢巖次火山巖脈侵入活動(dòng)有關(guān)，此期成礦溫度為中溫，成礦深度小于1 km[8]，為本區(qū)主成礦期。根據(jù)礦物生成順序、礦石特征，此期可以劃分為5個(gè)成礦階段：

1)石英—毒砂—輝鉬礦階段。石英脈沿近南北向裂隙充填, 含微量毒砂、輝鉬礦等。

2)白鐵礦石英脈階段。礦脈沿裂隙充填, 金屬礦物為白鐵礦，碎裂結(jié)構(gòu)發(fā)育, 被硫化物礦石及石英—方解石脈膠結(jié)，形成角礫狀構(gòu)造。

3)含金硫化物石英方解石脈階段。含礦熱液沿?cái)嗔鸭霸缙谛纬傻氖⒚}裂隙貫入，由于溫度壓力等條件的變化，金屬礦物大量沉淀，最早生成的黃鐵礦、膠黃鐵礦被磁黃鐵礦、黃銅礦交代，自然金最后析出。此期成礦作用晚期，含金銀硫鹽礦物及碲礦物的次火山熱液交代早期的硫化物，使金礦化更富。整個(gè)階段持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，礦液組分沉淀較徹底，為本區(qū)最重要的金屬礦物沉淀階段。

4)黃鐵礦脈階段。沿裂隙呈網(wǎng)脈狀穿切早期硫化物礦石，黃鐵礦呈自形、半自形立方體。

5)石英—方解石脈階段。成礦作用進(jìn)入尾聲，石英—方解石脈沿裂隙充填呈脈狀和網(wǎng)脈狀，或膠結(jié)被壓碎的硫化物礦石，形成角礫狀構(gòu)造。

2.4.3表生成礦期

形成褐鐵礦、孔雀石、銅藍(lán)、輝銅礦、鉍華、黃鉀鐵礬等。

2.5礦床成因探討

小西南岔金銅礦床北山礦段具有多期多階段成礦的特點(diǎn)。據(jù)區(qū)域同類型礦床研究資料及前人在該區(qū)的研究成果，五道溝群地層為本區(qū)的礦源層。華力西晚期構(gòu)造巖漿活動(dòng)使五道溝群中分散的金元素活化，生成金氯、金硫等穩(wěn)定絡(luò)合物，初步富集于閃長(zhǎng)巖體中。燕山期巖漿侵入，使閃長(zhǎng)巖體中的金再次活化，并與巖漿熱液、次火山熱液攜帶的來源于深部的成礦物質(zhì)(Au、Cu等)融為一體，通過斷裂構(gòu)造遷移并在五道溝群、花崗巖與閃長(zhǎng)巖的外接觸帶、閃長(zhǎng)巖體內(nèi)密集裂隙帶及閃長(zhǎng)玢巖脈上下盤富集成礦。綜上所述，根據(jù)本區(qū)主成礦期成礦溫度及礦區(qū)圍巖蝕變類型及特征，初步認(rèn)為該礦床為高中溫淺成熱液型金銅礦床。

3礦化富集規(guī)律

小西南岔金銅礦床北山礦段礦化類型主要為蝕變巖型礦化，礦體主要賦存于五道溝群、閃長(zhǎng)巖體內(nèi)密集裂隙帶和閃長(zhǎng)玢巖脈上下盤，其分布富集規(guī)律主要有如下特征：

1)金礦化主要與石英—硫化物細(xì)脈或網(wǎng)脈、方解石—硫化物細(xì)脈或網(wǎng)脈關(guān)系密切，銅礦化則主要與浸染狀、團(tuán)塊狀黃銅礦化關(guān)系密切，金銅兩種礦化疊加部位，金、銅品位都相應(yīng)較高。

2)礦體及其圍巖擠壓變形強(qiáng)烈的部位品位相對(duì)較高。

3)金礦化主要與硅化蝕變有關(guān)，銅礦化則主要與黑云母化、絹云母化、綠泥石化有關(guān)。兩種近礦圍巖蝕變疊加部位，金和銅的品位相對(duì)較高。

4)五道溝群既是礦源層，也是容礦地層。燕山期構(gòu)造巖漿活動(dòng)使來源于深部的成礦物質(zhì)向上運(yùn)移，與再次活化的金融為一體，通過次火山熱液作用在五道溝群及閃長(zhǎng)巖體內(nèi)裂隙帶、花崗巖與閃長(zhǎng)巖接觸帶、閃長(zhǎng)玢巖脈上下盤等有利部位富集成礦。

5)金主要成礦階段晚于銅主要成礦階段，二者礦化范圍基本重合，但銅礦化范圍比金礦化范圍略大一些。

4結(jié)語

1)礦區(qū)內(nèi)出露的地層較為簡(jiǎn)單，主要為下古生界五道溝群、侏羅系和第四系，其中侏羅系僅在小范圍出露。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主，斷裂表現(xiàn)為一個(gè)帚狀構(gòu)造系統(tǒng)，南部收斂，北部撒開，控礦特征明顯。礦區(qū)內(nèi)巖漿巖分布范圍廣，巖漿活動(dòng)主要有華力西期和燕山期。礦體嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制，主要賦存于五道溝群、閃長(zhǎng)巖體密集裂隙帶、花崗巖與閃長(zhǎng)巖接觸帶和燕山期閃長(zhǎng)玢巖脈的上、下盤。

2)礦石中礦石礦物主要為自然金、銀金礦和黃銅礦，脈石礦物主要有石英、長(zhǎng)石、絹云母等；礦石結(jié)構(gòu)主要為半自形、自形粒狀結(jié)構(gòu)和交代結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造以浸染狀構(gòu)造、網(wǎng)脈、細(xì)網(wǎng)脈或細(xì)脈狀構(gòu)造為主。礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變主要有鉀長(zhǎng)石化、黑云母化、陽起石化、透閃石化、硅化、絹云母化、碳酸鹽化等。初步分析認(rèn)為，該礦床成因?yàn)楦咧袦販\成熱液型金銅礦床。

3)礦體整體上呈現(xiàn)為巨大透鏡體，在平面上呈近東西方向延展的橢圓形，在剖面上呈凸鏡狀，總體上接近水平產(chǎn)出，有用組分分布較均勻，厚度變化較穩(wěn)定。礦體及圍巖變形強(qiáng)烈的部位、金和銅礦化及其近礦圍巖蝕變疊加部位品位相對(duì)較高。

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The Geological Characteristics and Mineralization Enrichment Regularity of the Beishan Ore Block belong to Xiaoxinancha Gold-copper Deposit

LI Chang-zhe

(TheGeoscientificInstituteofJilinUniversity,Changchun130061,China)

Abstract：Xiaoxinancha gold-copper deposit is a large and shallow hydrothermal type epithermal gold copper deposits in eastern part of Jilin province,which is mainly controlled by the NW brush fracture tectonic system. Based on the study of the Xiaoxinancha mining area geological and Beishan ore block geological characteristics of orebody, this article analyzes and summarizes the regularity of mineralization and enrichment, and points out the ore bodies are strictly controlled by fracture structure. The ore bodies mainly occurs in Pzwd, granite and diorite contact zone, diorite rock mass dense fracture belt and diorite Bin dike over & under wall. The gold-copper mineralization is related to high grade in positions of the ore body or surrounding rock deformation intense parts All of these research work is in order to offer help for further prospecting exploration work of the periphery and deep area.

Key words：geological characteristics; mineralization enrichment regularity;Xiaoxinancha gold-copper deposit;Jilin Province

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1009-8984(2016)01-0087-05

中圖分類號(hào)：P618.2

作者簡(jiǎn)介：李長(zhǎng)哲(1987-)，男(漢)，吉林樺甸，助理工程師

收稿日期：2016-01-27

doi:10.3969/j.issn.1009-8984.2016.01.020

主要研究礦產(chǎn)勘查。