夹皮沟金矿床区域地质及地球化学背景

程思智，徐翠微，宋文琪



夹皮沟金矿床区域地质及地球化学背景

程思智，徐翠微，宋文琪

（成都理工大学 地球科学院，成都 610059）

夹皮沟金矿位于吉林省烨甸县东部，是我国黄金生产重要矿山之一。自上世纪五十年代末开始至今，地质学者对夹皮沟金矿的地球化学找矿工作已取得了较好的成果，本文在多年来生产、科研实践资料基础上对夹皮沟金矿的区域地质及区域地球化学背景进行研究。研究结果表明，夹皮沟地区Au以自然金为主，夹皮沟金矿成矿属于中温成矿，成矿流体及含金石英脉成矿流体主要呈碱性，Au的含量从正常场®近矿围岩®蚀变带®含金石英脉依次增加一个数量级。

金矿；区域地质；地球化学；夹皮沟

夹皮沟地区位于吉林省烨甸县东部，大地构造位置隶属于天山-阴山东西向复杂构造带的东端，研究区出露的地层以太古界鞍山群变质岩系为主，还有石炭～二叠系板岩、侏罗纪次火山岩及煤系、古近纪和第四纪玄武岩（图1）。

图1 夹皮沟地区及其外围地质略图[1]（据金昌珍1989修改）

区内岩浆岩分布很广，主要有吕梁期混合花岗岩（g1-2）、海西期似斑状黑云母花岗岩（g4）、燕山期钾质花岗岩（g5）。其中海西期以斑状黑云母花岗岩分布最广，占研究区中、北部的大部分地区。

断裂构造以北西向及北东向压性、压扭性断裂为主。夹皮沟北西向弧形挤压断裂带控制着整个金矿带中金矿床的分布[2]。该矿带长约50km、宽3~5km，矿脉成群成带出现。

矿床以含金石英脉型为主，含金石英脉一般长 50~300m，最长可达 600m；宽几十厘米至20m，一般为1~3m； 品位一般为10~20g/t。矿石中脉石矿物以石英为主，金属矿物以硫化物为主，矿石中约5%，以黄铁矿为主，还有黄铜矿、方铅矿等。围岩蚀变以硅化、绿泥石化、黄铁矿化和绢云母化为主，蚀变宽度从几十厘米至2m左右。

1 地球化学特征

2.1 元素分布特征

为了解夹皮沟地区地球化学场的元素分布特征，我们在矿区外围选择几条路线进行了区域路线岩石地球化学测量，共采集319件样品。夹皮沟地区元素背景值普遍低于克拉克值。

2.1.1 不同地质体中元素的分布特征

1）金在夹皮沟地区不同地层及岩石中的含量是极不均匀的，即使在同一地层或同一岩体内，样品之间相差也极为悬殊。

2）Au的高含量点均匀分布在不同方向的断裂带上，说明断裂构造及其活动在夹皮沟地区具有明显的控岩控矿作用。

3）Au的矿化是多期多阶段的，从太古代一直延续到第四纪。

4）本区Au衬度最高的是鞍山群三道沟组下段及前震旦纪混合花岗岩[3]，其次为呼兰群和三道沟组上段，在这些地层或岩体内矿化相对集中，是有利于成矿的地质体[4]。

5）该区没有比相邻地层或岩体含Au高几十倍的所谓“矿源层”，鞍山群三道沟组下段及前震旦纪混合花岗岩中Au的高含量点均位于不同方向的断裂带上。说明本区成矿物质来源于深部，时间上本区金的成矿时代最主要的是太古代，其次为中生代。

2.1.2 各种单矿物中微量元素的分配特征

对黑云母、红长石、黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、磁铁矿及磁黄铁矿等单矿物样品光谱分析结果可以看出，夹皮沟地区主要的含金矿物为黄铁矿。夹皮沟地区黄铁矿中金的平均含量为69.5g/t，变化范围为0~300g/t。三道岔金矿床自上而下采集的黄铁矿单矿物分析结果表明，三道岔金矿床黄铁矿中金的含量在同一剖面中自上而下递减。Ag在黄铁矿中的平均含量为15.23ppm，在同一剖面不同深度，黄铁矿中Ag的含量也是自上而下递减。

从单矿物分析结果还可以看出，黄铁矿和磁黄铁矿中Ni、Co的含量较高，黄铁矿中Ni的平均含量为200ppm，Co的平均含量为82ppm。Au、Ag、Pb、Bi的含量在三道岔矿床不同标高的黄铁矿中自上而下递减。Ba的含量在黑云母中最高，为500~1 000ppm。Pb、Ag、Bi等元素的含量在方铅矿中最高。Zn的含量在不同矿物和不同地段、不同深度的黄铁矿中变化不大，大都在30~50ppm，只有个别地段才有150ppm以上者，最高含量为600ppm。

夹皮沟地区含金的单矿物中都不含V，说明在成矿过程中V是被带出的，由此可以设想，该区V的低值带很可能反映矿体所在。Ti的含量在含金的矿物中也相对减少，Ti也是在成矿过程中被带出元素，其低值也可能反映矿体所在。

夹皮沟地区金矿床含金的矿石类型有：①金-黄铁矿-黄铜矿型；②金-黄铁矿-黄铜矿-方铅矿型；③金-黄铁矿-黄铜矿-方铅矿-闪锌矿型。其中以金-黄铁矿型最为普遍。金一般呈乳滴状、树枝状、细脉状、叶片状、蠕虫状等不规则状产出，其形状取决于矿物颗粒的间隙和构造裂隙。夹皮沟地区的金以显微金-次显微金为主，粒度为2~0.001mm。

光片上进行的电子探针分析结果表明，自然金中除含有Ag以外，还有Cu、Bi、Te，其次还有Mo、Ni、Co、Pt、Pd。自然金的电子探针图像表明，Ag在自然金中分布均匀。金和银属于均值型分布。

2.2 夹皮沟地区金矿形成的物理化学条件

2.2.1 金矿的形成温度

该区石英脉为多期不同温度下形成的。区域性的硫化物-金成矿阶段，其平均形成温度为265℃，属于中温成矿[5]。

2.2.2 石英包裹体气体成分特征

据三道岔矿床石英包裹体气体成分的分析资料，含金石英脉和不含金石英脉包裹体气体成分有明显的差异。含金石英脉包裹体中CO2>22%，而且CO2的含量不随深度而变化；无矿石英脉包裹体中CO2<12%，而且其含量随深度而变化，自下而上由2.9%增至11.8%。含金石英脉包裹体中H2O>0.05%，而且自下而上由少变多，由0.052%增至0.09%；无矿石英脉包裹体中H2O<0.04，其含量随深度变化不大。从以上分析可以初步确定，石英包裹体中CO2>22、H2O>0.05可作为含矿石英脉的指标。

2.2.3 金矿形成的其他物理化学条件

据中国科学院贵阳地化所施继锡、李本超的估算资料[6]，夹皮沟三道岔金矿床石英脉的成矿压力为933个大气压，成矿深度为3.7km。夹皮沟三道岔金矿床成矿流体的pH=8.82，含金石英脉成矿流体的pH=7.40。据中国有色金属工业总公司王义文同位素年龄资料表明[7]，该区自28亿年以来至少发生了五次区域变质和混合岩化。夹皮沟地区12个矿体的硫同位素d34S平均值=4.8‰~9.8‰（含金石英脉型）。

2.3 含金石英脉、蚀变片理化带及近矿围岩中的元素分布特征

三道岔金矿床的统计资料表明，石英脉型金矿床的含金石英脉，蚀变片理化带及近矿围岩中的元素分布具有如下特征：

2.3.1 含金石英脉元素分配特征

1）Au、Ag的含量高，Au高于1g/t，Ag高于2g/t。

2）在含金石英脉元素有垂向分带特征，Ag、Pb在含金石英脉的上方富集，Cu、Mo、Mn、Ni、Co在含金石英脉中、下部富集。

3）V、Ti在含金石英脉中被带出，因此，在含金石英脉中V、Ti呈现低值带。

4）W、Ba、Sr等元素在含金石英脉中相对富集。

2.3.2 蚀变片理化带元素分配特征

1）Au、Ag在蚀变片理化带含量较高，Au的含量为0.1~0.5g/t。

2）W、Mo、Ni、Co、Mn等元素在含金石英脉周围的蚀变片理化带富集，但其含量不高，仅达到这些元素的异常下限值。

3）Ba、Sr在含金石英脉中、下部的蚀变片理化带中富集，Sr在蚀变片理化带中的含量比含金石英脉的含量高。

4）V、Ti在蚀变片理化带中、下部贫化，呈现不太明显的低值带。

5）Cu、Pb、Zn在蚀变片理化带只有个别弱异常。

2.3.3 近矿围岩中的元素分配特征

1）Au、Ag在近矿围岩中的含量在异常下限上下摆动，其中Au的含量范围为0.005~0.06g/t，平均为0.03g/t，而Au的含量范围为0.053~0.17g/t，平均为0.1g/t。

2）W、Mo、Ni、Co、Mn等元素在近矿围岩中含量略高，个别达到该元素的异常下限。

3）Cu、Zn在近矿围岩中有个别弱异常，一般在近矿围岩中无Cu、Pb、Zn异常。

4）Sr在近矿围岩中仍显示异常。

5）V、Ti在近矿围岩中显示不太明显的低值带。

归纳夹皮沟地区区域Au的分布特征可以看出，从正常场®近矿围岩®蚀变带®含金石英脉Au的含量都依次增加一个数量级（见表）。

夹皮沟金矿带区域Au的分布特征表[8]

正常场近矿围岩蚀变带含金石英脉 Au含量（ppm）0.00n0.0n0.nn 浓度系数1101001000

3 结论

1）皮沟地区Au以自然金为主，而且是以不规则形状显微金-次显微金为主，Au主要赋存在硫化物（黄铁矿）及石英颗粒之间的微细裂隙中；夹皮沟地区主要的含金硫化物为黄铁矿，本区含金的黄铁矿中普遍含有Au、Ag、Cu、Pb、Ni、Co、Bi等元素，黄铁矿中与Au密切相关的是Ba、Ag、Mo、Mn、Ni等元素。

2）夹皮沟地区在历次成矿活动中Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Mo、Bi等成矿元素富集成矿，还有Ba、Mn、V、Ti、Sr等成岩成矿元素的带出带入，其中比较明显的是Mn、Ba的带入及V、Ti的带出。

3）Bi主要赋存在方铅矿、黄铜矿、黄铁矿中，其中方铅矿中Bi的含量最高，一般大于150ppm，黄铜矿中Bi的含量为50~60ppm，在黄铁矿中Bi的含量变化最大，为0~3 000ppm，一般含量为20~100ppm，而且同一剖面上随深度自上而下Bi的含量有减少的趋势。黄铁矿中Au、Ag、Pb、Bi的含量在同一剖面上随深度自上而下有减少的趋势。

4）夹皮沟金矿成矿平均温度265℃，属于中温成矿。根据夹皮沟含金石英脉包裹体的测量结果，可将包裹体中CO2>22、H2O>0.05 作为含矿石英脉的指标。夹皮沟三道岔金矿床成矿流体的pH=8.82，含金石英脉成矿流体的pH=7.40，反映了夹皮沟金矿床成矿流体及含金石英脉成矿流体主要呈碱性特点。

5）夹皮沟地区区域Au的分布特征反映出夹皮沟金矿床Au的含量从正常场®近矿围岩®蚀变带®含金石英脉依次增加一个数量级。

[1] 金昌珍. 吉林夹皮沟地区金矿床成矿模式及找矿模式[A]. 国际金矿地质与勘探学术会议论文集. 1989. 258-261.

[2]颜世忠, 钱秀珍, 杨玉清, 等. 夹皮沟主剪切带基本特征及找矿方向[J]. 矿产勘查, 2010, 01（s1）:43-46.

[3]朱泰天, 叶胜勇. 夹皮沟地区金矿地球化学异常模式及深部成矿预测[J]. 矿产与地质, 1991（1）:54-59.

[4]朱泰天, 叶胜勇. 夹皮沟地区金矿地球化学异常模式及深部成矿预测[J]. 矿产与地质, 1991（1）:54-59.

[5]于海军. 吉林省夹皮沟金矿床地质地球化学及成因模式研究[D]. 中国地质大学（北京）, 2009.

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[7]王义文. 夹皮沟金矿床同位素地质学研究[J]. 地球科学, 1984（4）:27-38.

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[9] 张鹏，陈燃，等. 若尔盖热尔金矿地质特征及成果[J]. 四川地质学报，2017，37（3）：438-440.

Regional Geological and Geochemical Background of the Jiapigou Au Deposit

CHENG Si-zhi XU Cui-wei SONG Wen-qi

（College of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059）

The Jiapigou Au mine lying in the east of Huadian, Jilin is one of important Au mines in China. Many results of study of geochemical prospecting have been obtained since 1950s. This paper sums up regional geological and geochemical background of the Jiapigou Au deposit on the basis of productive practice and science research for many years. Gold occurs as native gold. Ore fluids were alkaline. The Au deposit is a mesothermal deposit.

Au deposit; regional geology; geochemistry; Jiapigou

2017-10-12

程思智（1994-），女，黑龙江人，硕士研究生在读，专业：地质学，研究方向：矿物学、岩石学、矿床学

P618.51

A

1006-0995（2018）03-0410-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.03.013