辽东地区金矿床类型、成矿特征及找矿潜力*
2019-08-01曾庆栋陈仁义杨进辉孙国涛俞炳王永彬陈沛文
曾庆栋 陈仁义 杨进辉 孙国涛 俞炳 王永彬 陈沛文
1. 中国科学院矿产资源研究重点实验室,中国科学院地质与地球物理研究所, 北京 1000292. 中国科学院地球科学研究院, 北京 1000293. 中国科学院大学, 北京 1000494. 中国地质科学院矿产资源研究所,北京 1000375. 岩石圈演化国家重点实验室,中国科学院地质与地球物理研究所, 北京 100029
辽东地区是我国重要的金多金属矿产集中地,金矿床主要分布于青城子、五龙、猫岭等地区。其中青城子地区开采历史悠久,自明朝民间开采银矿开始至今已有400多年历史,区内先后发现大中型榛子沟、喜鹊沟等15个铅锌矿床,小佟家堡子、白云、林家三道沟等5个金矿床,高家堡子大型银矿床,以及若干小型矿床及矿点。五龙金矿于二十世纪初被发现开采以来,区内陆续发现一批小型矿床,近年在五龙金矿区内找矿取得突破,发现了目前规模最大的金矿脉(163号脉),其控制长度700多米,已控制深度大于900m。在猫岭金矿集区找矿同样取得重大突破,目前仅猫岭矿区金资源量已达183t(刘军等,2018)。但是,辽东地区为森林覆盖区,地质研究和找矿勘查工作程度仍相对较低,综合研究相对薄弱,对区域成矿规律、矿床类型及成因仍有较大的争论,比如,对青城子矿集区尽管已开展较多的研究工作(孙立民等,1997; 刘国平和艾永富,2000; 薛春纪等,2003; 刘志远等,2007; Yuetal., 2009; 王秀福等,2010; 王志高等,2014;Duanetal., 2017; 郝立波等,2017; 王玉往等,2017),基本查明了矿集区内矿床地质特征及找矿标志等,但对矿床成因等方面的认识分歧较大。对于区内金银矿床的成因,存在三种不同认识:同生沉积-变质-岩浆热液叠加再造型(孙立民等,1997)、印支期岩浆热液型(薛春纪等,2003)、浅成低温热液型(刘国平和艾永富,2000)等,这些认识的不统一也制约了本区找矿工作。因此,系统总结辽东地区金矿成矿特征,探讨辽东地区金矿成因、建立区域找矿地质模型对于区域找矿具有重要的理论与实践意义。
1 辽东地质概况
辽东地区位于华北克拉通东北部(图1a),其大地构造单元可进一步划分为北部鞍山-抚顺太古宙杂岩带(辽北地块)、南部金州太古宙杂岩带(辽南地块)和中间的辽河群与辽吉花岗岩带(辽吉古元古代造山带)(图1b)。辽北地块太古宙杂岩以TTG岩系为主, 并以存在3.8Ga古老地壳组分为特征(Liuetal., 1992; Songetal., 1996); 辽南地块太古宙杂岩向东与朝鲜的狼林地块连为一体;中间古元古代造山带向东经宽甸延深进入吉林省通化、白山地区,继而延入朝鲜北部(吴福元等,2005)。辽东地区多金属矿主要产于中间造山带辽河群地层内。
1.1 区域地层
鞍山群是辽东地区太古代基底的重要组成,分布于古元古代造山带南北两侧(图1b),主要由斜长角闪岩、黑云变粒岩和BIF组成,还包括变质超基性岩、角闪变粒岩、浅粒岩、云母石英片岩、(铬云母)石英岩、大理岩等岩石(Zhaietal., 1990;李厚民等,2014;张连昌等,2014)。鞍山群表壳岩锆石SHRIMP U-Pb定年大多获得2.50~2.55Ga岩浆锆石年龄,表明鞍山群含BIF表壳岩形成时代为新太古代晚期(万渝生等,2018)。鞍山式铁矿产于该组地层中。
辽河群分布于辽东中部(图1b),依据建造、组合特征和地域差别,以青龙山-枣儿岭断裂为边界分为北辽河群和南辽河群(图1b; Lietal., 2005; Li and Zhao, 2007)。
北辽河群以碎屑岩和碳酸盐岩为主,变质、变形较弱(卢良兆等,1996),由底部浪子山组、下部里尔峪组和高家峪组、中上部大石桥组和顶部盖县组组成。其中,浪子山组主要为一套陆缘碎屑沉积岩组合;里尔峪组和高家峪组为火山-沉积岩组合,高家峪组中发育Pb-Zn矿床和Cu-Au矿床(Zhai and Santosh, 2013),里尔峪组细粒石英片麻岩中发育超大型硼矿床(Peng and Palmer, 1995);大石桥组为碳酸盐岩组合,发育超大型菱镁矿床(汤好书等,2009);盖县组为泥质岩组合,发育金矿床。
图1 研究区区域地质图(a)华北克拉通主要金矿集区分布图(据Zhu et al., 2015);(b)辽东地区地质简图及主要金矿床分布图(据辽宁省地质矿产局, 1989修改)Fig.1 Regional geological maps of the study area(a) map of the North China Craton and distribution of major gold districts (after Zhu et al., 2015);(b) geological map of eastern Liaodong region showing the location of major deposits (modified after BGMRL, 1989)
南辽河群从下至上包括里尔峪组、高家峪组、大石桥组和盖县组,以变质火山岩的大量发育与北辽河群相区别(Zhaoetal., 2005; Mengetal., 2013; Li and Chen, 2014)。里尔峪组为浅粒岩、钠长浅粒岩、电气变粒岩,里尔峪组是区域上重要的含硼地层。高家峪组底部为二云片岩,中部为白云石大理岩,上部岩性为黑色碳质泥沙质板岩夹含碳质大理岩。大石桥组分为三个岩段,一段以灰白色条带状方解石大理岩为主,含石墨方柱方解大理岩、白云石大理岩、透闪透辉岩及菱镁矿层;二段由石榴二云片岩、夕线二云片岩、绢云石英片岩、夕线黑云斜长片麻岩、变质砂岩、黑云变粒岩及含石墨透闪透辉岩组成;三段由白色、灰白色中厚层白云石大理岩、透闪白云大理岩夹方解石大理岩及菱镁矿层组成。大石桥组是区域上铅、锌、金、银多金属及菱镁矿的主要赋存层位。盖县组分为两个岩段,一段以十字石榴夕线二云片岩为主,夹石墨黑云斜长片麻岩和黑云变粒岩;二段由二云片岩、千枚岩及变质砂岩组成,局部夹少量结晶灰岩。盖县组是区域上金矿的主要赋存层位。
1.2 中生代侵入岩
辽东地区中生代岩浆岩发育,以花岗质岩浆作用为主,划分为3个阶段:三叠纪(233~212Ma)、侏罗纪(180~156Ma)和早白垩世(131~117Ma),区内岩浆活动以早白垩世最为发育(吴福元等,2005)。
辽东三叠纪岩浆活动主要集中于晚三叠世,包括碱性杂岩、辉绿岩、辉长岩、基性岩墙、花岗岩等,分布广泛,如青城子矿田内新岭岩体和双顶沟岩体锆石U-Pb年龄为224~226Ma(吴福元等,2005)、岫岩岩体为211±1Ma (Yangetal., 2007b)等。花岗岩类是三叠纪最主要的侵入岩,主要岩石类型为二长花岗岩,其次为花岗闪长岩等,岩体多以岩株和岩基状产出;碱性岩类,岩石类型复杂,如赛马照山的霓霞正长岩、梁屯的正长霓辉岩、矿洞沟的碱性正长岩等(杨进辉等,2007a)。三叠纪岩浆活动受古亚洲洋和古特提斯洋闭合作用以及华北板块和扬子板块俯冲碰撞作用的影响(Yangetal., 2007a;裴福萍,2008;Duanetal., 2014)
侏罗纪岩浆活动主要以二长花岗岩为主,花岗闪长岩次之,形成时代介于156~180Ma (吴福元等,2005)。如小黑山岩体中的石英闪长岩、英云闪长岩和花岗闪长岩的形成时代介于173~175Ma (杨进辉等,2007b),韩家岭岩体中二长花岗岩锆石U-Pb年龄介于160~180Ma,高丽墩台花岗岩年龄为156±5Ma (Lietal.,2004)。辽东地区侏罗纪花岗岩显示埃达克质岩石的特点,同位素组成上显示古老地壳物质来源。侏罗纪岩浆活动主要受控于古太平洋板块北西向俯冲作用的影响(Wuetal., 2005;杨进辉等,2007b;徐义刚等,2009)。
辽东半岛白垩纪的岩浆岩大规模发育,岩石类型复杂,包括镁铁质-超镁铁质岩石、花岗质岩石以及少量的闪长质岩石,其中花岗岩类型多样,包括铝质A型花岗岩、过碱性A型花岗岩及I型花岗岩。侵入岩时代集中在早白垩世(137~119Ma)(裴福萍,2008),如饮马湾山岩体形成时代介于120~125Ma,五龙背岩体年龄介于120~127Ma,三股流岩体形成于120~131Ma等。白垩纪的岩浆岩地球化学特征指示该期岩浆事件是对华北克拉通破坏的响应(孙金凤和杨进辉,2009;刘永俊等,2018)。
1.3 区域构造演化
辽东古元古代造山带是胶-辽-吉古元古造山带的一部分,经历了复杂的构造演化历史。在造山带形成后经历了扬子板块向北俯冲、古太平洋板块向西俯冲及克拉通破坏等叠加构造作用。胶-辽-吉构造带代表龙岗地块和狼林地块之间的碰撞造山带,主要有两种成因认识:(1)弧陆碰撞模式(Luetal., 2006; Faureetal., 2007; Li and Chen, 2014; 许王等,2017) 该模式认为龙岗地块和狼林地块是两个相隔着大洋的独立地块,在2.2~2.0Ga洋壳向南俯冲到狼林地块之下,在狼林地块北缘形成活动大陆边缘,形成大陆岩浆弧和弧后盆地, 以辽河群火山沉积岩和同时代的片麻状花岗岩为代表。而龙岗地块南缘是被动大陆边缘,发育大陆边缘沉积。在1.9Ga洋陆俯冲结束,陆-陆碰撞形成胶-辽-吉构造带,辽河群火山沉积岩和辽吉花岗岩发生区域变形、变质作用。在1.85Ga左右,进入碰撞后拉伸阶段,发育未变形的A型花岗岩,正长岩等碰撞后岩浆活动。(2)陆内裂谷模式(Lietal., 2005; Zhaoetal., 2005; Li and Zhao, 2007; Tametal., 2011) 该模式认为太古代时存在单一的大陆地块,经历了早期地幔柱相关的底侵(2.5~2.4Ga),太古代基底在2.2Ga发生东西向裂谷作用,分裂成北部龙岗地块和南部狼林地块,在2.2~1.8Ga裂谷发育双峰式火山活动,以及花岗岩和基性岩浆侵位,在2.2~2.0Ga沉积形成辽河群。在1.9~1.88Ga,裂谷闭合发生主碰撞造山,主构造线为东西向,形成塑流变形-塑性变形-塑-脆性变形产生的弯形构造带和由塑性变形及塑-脆性变形产生的线性构造带(李三忠和刘永江等,1997)。在1.85Ga,为造山后拆沉阶段,形成造山后岩浆岩和伸展构造(刘俊来等,2002)。
古元古代末期华北克拉通化完成,进入长期的岩浆和构造活动的静寂期。至晚古生代-早中生代该区受两大构造域的双重影响:北部古亚洲洋闭合及中亚造山运动、南部扬子板块与华北板块深俯冲及碰撞作用,形成一系列NWW或EW向的逆冲断裂和褶皱,东西向的A型花岗岩和碱性岩带及NE向的晚三叠世火成岩带 (阎国翰等,2000);侏罗纪研究区受古太平洋板块NW向俯冲作用的影响,形成一系列NNE向逆冲断裂、褶皱和侏罗纪花岗质侵入体(李三忠等,2004;Wuetal.,2005);早白垩世,华北克拉通强烈岩石圈减薄并发生破坏,辽东地区广泛发育伸展构造,包括伸展断陷盆地、拆离断层和变质核杂岩,伸展构造总体发育于135~106Ma之间(刘俊来等,2011)。
2 辽东金矿集区
辽东地区中生代发育强烈的构造、岩浆活动,区内金矿床聚集成区分布,不同矿集区具有不同的成矿环境及成矿特点,按其空间分布及其特点,将辽东地区金矿分布划分为三个矿集区:青城子金矿集区、五龙金矿集区、猫岭金矿集区。
图2 青城子矿集区地质简图及矿床分布(据Duan et al., 2017修改)Fig.2 Geological map of Qingchengzi ore-concentrated district showing the location of major deposits (modified after Duan et al., 2017)
2.1 青城子金矿集区
青城子金多金属矿集区位于辽东中部,矿集区内先后勘查发现了铅锌矿、银矿、金矿及钼矿(图2),累计探明铅锌储量160余万吨,金300余吨,银4000余吨(王玉往等,2017)。
2.1.1 矿集区地质概况
矿区内辽河群地层包括盖县组、大石桥组、高家峪组(图2)。高家峪组由含石墨大理岩、角闪片岩、硅线石云母片岩、大理岩组成;大石桥组由白云质大理岩、云母条带大理岩、透闪石大理岩夹薄层变粒岩及石榴石云母片岩、硅线石云母片岩组成;盖县组由云母片岩、夕线石云母片岩、石榴石云母片岩、透闪石片岩夹薄层大理岩组成。
青城子矿集区发育中酸性岩体和各种脉岩,主要有古元古代大顶子二长花岗岩、印支期双顶沟二长花岗岩和新岭花岗斑岩、燕山期姚家沟花岗岩,锆石U-Pb年龄分别为1869±16Ma(宋运红等,2016)、224.2±1.2Ma、225.3±1.8Ma(Yuetal., 2009)及167.47±0.87Ma(张朋等,2016a)。脉岩主要为NW向闪长岩脉、NE向煌斑岩和花岗岩脉等(图2)。区内侏罗世姚家沟岩体发生强烈硅化、高岭土化、褐铁矿化。
青城子断裂构造发育,以脆性断裂为主,包括NW向尖山子断裂,NE向二道沟-喜鹊沟断裂(101断裂),区内矿床都分布在这两条断裂围限区域。晚期脆性断裂对该区铅锌、金、银矿的成矿具有重要控制作用。
2.1.2 矿集区典型金矿床特征
青城子矿集区分布有榛子沟铅锌矿、喜鹊沟铅锌矿、北山铅锌矿、南山铅锌矿、甸南铅锌矿、高家堡子银矿、小佟家堡子金矿、林家三道沟金矿、白云金矿、杨树金矿、桃源金矿等一系列大中型矿床,以及一系列铅锌、金、银、钼矿点或矿化点。区内铅锌矿分为二类:1)层状、似层状矿体,受层间断裂控制,赋存在浪子山组和大石桥组地层中,矿体与地层产状近于一致,矿体规模较大,以榛子沟、甸南为代表;2)脉状矿体,受切层断裂控制,赋存在大石桥组地层中,以喜鹊沟、北山为代表。区内银矿以高家堡子银矿为代表,受层间断裂控制。区内金矿主要集中分布于小佟家堡子金矿带、白云金矿带、林家三道沟金矿带,金矿化以蚀变岩型为主,少量石英脉型、隐爆角砾岩型矿(图3)。对区内铅锌、银矿床已有系统的研究工作(Yuetal., 2009; Duanetal., 2017),本文仅对区内典型金矿特征作简要介绍。
(1)小佟家堡子金矿: 金矿体赋存在大石桥组顶部,矿体受层间破碎带控制。容矿岩石为黑云母变粒岩、大理岩、片岩。矿体位于地表200m以下,为隐伏矿。矿床由三个矿化构造蚀变带组成(图4):1号带产于盖县组片岩与大石桥组大理岩接触带,2号带产于大石桥组顶部片岩与大理岩过渡带,3号带产于云母片岩与大理岩过渡带。1号带控制延长500m,延深200~600m,走向近东西,倾向北东,倾角25°,产有1号矿体;2号带控制延长600m,控制延深300m,走向285°,倾向北东,倾角25°,带宽为2~25m, 2号矿体产于此带;3号带延长约1000m,延深约500m,宽2~10m, 倾向北,倾角25°,但矿化较弱。1号金矿体为硅化大理岩型,单个工业矿体延长80~200m,厚0.7~5.86m,延深70~300m, 金平均品位3.06~6.67g/t。2号矿体为硅化大理岩型和蚀变黒云变粒岩型,单个矿脉延长70~200m,厚度0.96~29.63m,延深360m,倾向北,倾角10°~30°,金平均品位为4.5~21.5g/t。矿石构造为层纹构造、条带状构造、脉状构造、浸染状构造和角砾状构造(图4a, b)。矿石矿物组成简单,为黄铁矿和毒砂。围岩蚀变为硅化、絹云母化、黄铁矿化和碳酸盐化等(孙立民等,1997; 刘红霞等,2006)。
(2)白云金矿:位于青城子矿集区北部,产于盖县组地层内。矿体受层间破碎蚀变带控制,主要赋存于黑云母变粒岩与夕线石黑云母片岩中。含矿构造蚀变带地表延长8500m,宽100~300m,倾斜延深达1000m,倾向南,倾角30°左右。由东西向白云、二道沟、荒甸子三个矿段组成(图5)。主要有4、3、1、2、10、11、37、42号脉等组成。各矿脉由大小不等矿体组成。矿体呈脉状、扁豆状产出,常见尖灭再现、分枝复合的特点。矿体走向近东西,倾向南,倾角25°~40°,走向延长一般为100~350m,倾斜延深100~400m。矿体厚度0.5~12.48m,金品位一般为2.14~34.21g/t。矿石类型以破碎蚀变岩型为主,少量含金石英脉型(图3c, d)。矿石矿物组合简单,有黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、银金矿等。矿石构造主要为团块状、浸染状、细脉状、晶洞状和角砾状等构造。围岩蚀变种类主要为硅化、绿泥石化、碳酸盐化(杨新库,2011; Sunetal., 2019)。
(3)林家三道沟金矿:金矿体赋存于盖县组,受一平缓断层控制,该控矿断裂亦称为5号含矿构造带,延长大于2000m,延深800m,宽度1~11m总体走向NE,倾角10°~30°。构造带中主要为破碎蚀变黑云变粒岩、黑云母片岩、煌斑岩、花岗斑岩等。带内矿体为5号矿体,呈扁豆状产出,是矿区主矿体,其它规模较小。矿体总体近平卧状态,与片理斜交,具波状起伏变化(图6)。矿体控制断续延长1200m,控制延深800m。金矿体厚度0.8~11.63m,平均厚度2.92m。金品位1.00~19.48g/t,平均品位4.99g/t(杜祖权等,2008)。金属矿物有黄铁矿、毒砂,矿石构造为团块状、细脉状、稠密浸染或稀疏浸染状构造(图3e-g)。围岩蚀变主要为硅化、绿泥石化、绢云母化。
2.2 五龙金矿集区
2.2.1 地质概况
五龙金矿集区位于辽东东部(图1b),区内发育大型五龙金矿、四道沟金矿以及杨家、红石等一系列小型金矿床或矿点。以侵入岩发育为特点,有少量辽河群和青白口群地层分布(图7)。
矿集区内二云母花岗岩广泛分布,发育片麻状构造,其锆石U-Pb年龄为157~163Ma(吴福元等,2005), 是区内金矿床的主要围岩。其次,在区内还分布若干花岗岩岩株,侵入于二云母花岗岩及元古代地层内,如五龙金矿南侧的三股流岩体和北东侧的五龙背岩体。三股流花岗岩岩体中心相和过渡相为斑状花岗岩,边缘相为中细粒花岗闪长岩。岩体锆石U-Pb年龄为早白垩世(131~125Ma, 魏俊浩等,2003;吴福元等,2005)。五龙背花岗岩岩体锆石U-Pb年龄也为早白垩世(126~125Ma, 吴福元等,2005)。此外,在各矿区内发育大量中基性、酸性脉岩。
矿集区构造以NE向断裂发育为特点(图7)。区内一级断裂构造为鸭绿江断裂,走向NE,倾向SE,具有多期次活动的特点(夏怀宽和许东满,1993)。区内二级断裂为一组走向NE20°左右的平行断裂,等间距产出(图7),倾向北西,倾角40°~60°,延长数千米,宽几米至几十米,断裂内发育断层泥、构造透镜体,有细粒闪长岩、含金石英脉等贯入,反映多期次活动特点。
2.2.2 矿集区金矿床特征
矿集区内金矿化类型除四道沟金矿为蚀变岩型金矿外,其余均为含金石英脉型金矿, 四道沟蚀变岩型金矿产于盖县群地层内,其余含金石英脉型金矿均产于中生代花岗岩体内,受NNE及NW向断裂构造控制,以五龙、杨家、红石金矿为代表。
图3 青城子矿集区主要金矿床矿石特征(a)蚀变岩型矿(浸染状构造,原岩黑云片岩,小佟家堡子金矿);(b)角砾岩型矿(角砾状构造,原岩大理岩,小佟家堡子金矿); (c)蚀变岩型矿(浸染状构造,原岩黑云片岩,白云金矿);(d)石英脉型矿(团块状、网脉状构造,白云金矿);(e)蚀变岩型矿(细脉浸染状, 原岩煌斑岩,林家三道沟金矿);(f)蚀变岩型矿(细脉浸染状构造,原岩花岗斑岩,林家三道沟金矿);(g)蚀变岩型矿(网脉状、浸染状构造,原岩黑云片岩,林家三道沟金矿);(h)隐爆角砾岩型矿(角砾状构造,桃园金矿ZK171-4). Bs-黑云片岩;Mb-大理岩;Py-黄铁矿;Qz-石英;Qv-石英脉;Lp-煌斑岩Fig.3 The characteristics of the gold ores of the major gold deposits in Qingchengzi ore-concentrated district(a) altered rock type ore (disseminated structure, biotite schist protolith, Xiaotongjiapuzi); (b) breccia type ore (marble protolith, Xiaotongjiapuzi); (c) altered rock type ore (disseminated structure, biotite schist protolith, Baiyun); (d) quartz vein type ore (massive and veinlet structure, Baiyun); (e) altered rock type ore (veinlet-disseminated structure, lamprophyre protolith, Linjiasandaogou); (f) altered rock type ore (veinlet-disseminated structure, granite porphyry protolith, Linjiasandaogou); (g) altered rock type ore (veinlet, disseminated structure, biotite schist protolith, Linjiasandaogou); (h) cryptoexplosive breccia ore (breccia structure, Taoyuan, ZK171-4). Bs-biotite schist; Mb-marble; Py-pyrite; Qz-quartz; Qv-quartz vein; Lp-lamprophyre
(1)五龙金矿:金矿产于侏罗纪二云母花岗岩和早白垩世花岗闪长岩体内,石英脉型矿体受NNE和NW向断裂控制, 并伴有大量中酸性脉岩 (图8), 包括成矿前细粒闪长岩及花岗斑岩,成矿后煌斑岩和辉绿岩。含金石英脉与细粒闪长岩和花岗斑岩伴生,分布在脉岩的一侧或切穿脉岩。NNE向断裂为压扭性,倾向西,倾角75°~85°;NW向断裂为张扭性,南西倾,倾角50°~70°。NW向断裂的数目比NNE向断裂少,但断裂规模更大,平面延长上千米,贯穿整个矿区。
矿区内具工业价值的含金石英脉有20余条,规模较大矿脉有163号、80号、4-2号、4-3号、32号、33号、42号、100号脉等,矿体规模变化较大,一般延长为25~561m,延深为23~750m,矿脉厚薄不等,在0.1~20m之间,一般水平厚度0.84~5.52m。NNE向矿脉倾角较陡,近于直立,倾向西;NW向矿脉,除163脉之外一般规模较小,倾向南西,倾角60°~80°。矿体平均品位3.0~20.0g/t。金属矿物以黄铁矿、磁黄铁矿为主,脉石矿物以石英为主。矿石构造主要为块状、网状、条带状、脉状构造,其次为浸染状、斑杂状、晶洞、角砾状构造等(图9a-d)。近矿围岩主要为细粒闪长岩、二长花岗岩和花岗斑岩,细粒闪长岩蚀变为绿泥石化、硅化、碳酸盐化,二长花岗岩蚀变以硅化为主,其次为绢云母化、绿泥石化,花岗斑岩蚀变主要为硅化、绢云母化。蚀变带宽度一般为十几米至百余米。成矿阶段划分为石英-黄铁矿阶段、自然金-多金属硫化物阶段、碳酸盐阶段(Yuetal., 2018)。
(2)四道沟金矿:四道沟金矿产于盖县组中,矿化类型为含金硅化蚀变岩型,金矿体主要赋存围岩为盖县组变质砂岩。矿区断裂构造主要由NE向四条断裂及其次级层间破碎带构造组成(图10),次级层间破碎带是主要容矿构造。区内已圈定工业矿体26个,单个矿体规模变化较大,长由几米到100余米,一般30~50m,矿体延深50~250m(张晓东等,2008)。金矿体品位3.0~15.0g/t。矿石矿物组分简单,金属矿物以黄铁矿为主,脉石矿物有石英、绢云母、方解石、绿泥石等。矿石构造包括块状、细脉状、浸染状、角砾状、晶洞构造等(图9e, f)。近矿围岩热液蚀变类型有硅化、绢云母化、绿泥石化及碳酸盐化等,热液金成矿作用可划分为3个阶段:石英-少量黄铁矿阶段、石英-多金属硫化物阶段、石英-方解石阶段。
2.3 猫岭金矿集区
2.3.1 地质概况
猫岭金矿集区位于辽东西部,分布有猫岭、王家崴子、金厂沟等大中型金矿以及众多的金矿点、矿化点(图11),是辽东地区金的重要金成矿远景区之一(徐山等,2012;徐山,2013)。区内金矿化类型包括蚀变岩型和含金石英脉型两种,前者以猫岭金矿为代表,后者以王家崴子、金厂沟金矿为代表(孙宝亮等,2001)。除猫岭为超大型金矿外,其余均为中小型矿床或矿点。
矿集区地层包括古元古代辽河群盖县组、中元古代榆树砬子组。盖县组由上、下2个岩段组成,下段以片岩为主,夹石英岩和变粒岩;上段以绢云千枚岩和变质长石石英砂岩为主,夹石英砂岩和板岩(冯啸宇,2011;肖鹏,2017)。金矿体主要赋存于盖县组上段。榆树砬子组由厚层石英砂岩构成。NE向和NW向断裂为区内主要控矿构造。区域侵入岩体包括卧龙泉岩体、矿洞沟岩体以及猫岭岩体(图11)。卧龙泉岩体由二长花岗岩组成,矿洞沟岩体由二长花岗岩、正长岩及闪长岩组成。矿洞沟二长花岗岩锆石U-Pb年龄为1871Ma (张朋等,2016b)、正长岩及闪长岩锆石U-Pb年龄分别为1874Ma和1870Ma(杨进辉等,2007a);卧龙泉、猫岭黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄分别为183Ma和129Ma(刘军等,2018)。
2.3.2 猫岭金矿床
猫岭金矿床位于辽宁省盖州市太平庄乡,探明储量183t,平均品位0.87g/t(刘军等, 2018)。矿区地层为辽河群盖县组和榆树砬子群(图12a)。盖县组上段以绢云千枚岩为主,夹有薄层变质长石石英砂岩,下段为云母片岩,其中上段地层是金矿体赋存围岩。榆树砬子群主要为石英岩。矿区断裂构造主要为NE向和NNE向。矿区内岩体包括卧龙泉岩体和猫岭岩体(图12a),还发育闪长玢岩、闪长岩脉,呈NW及NNE向产出。猫岭金矿床主要有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号矿化蚀变带组成,其中Ⅰ、Ⅱ号矿化蚀变带赋存工业矿体(图12b)。Ⅰ号矿化蚀变带是主矿化带,矿化蚀变带长约1500m,宽80~470m,延伸300~500m,倾向288°~315°,倾角50°~70°,金矿体主要赋存此蚀变带中,矿体与蚀变岩呈渐变过渡关系(刘军等,2018)。矿体受NE向断裂控制,主要呈脉状、似层状、透镜状。矿石类型蚀变岩型为主,少量石英脉型。矿石构造为浸染状、细脉浸染状、脉状构造等。矿石矿物主要为毒砂和磁黄铁矿。脉石矿物主要为绢云母和石英。围岩蚀变主要为硅化、绢云母化和绿泥石化。热液成矿作用分为3个阶段:石英-毒砂±磁黄铁矿阶段、石英-磁黄铁矿±毒砂阶段、石英-多金属硫化物阶段及石英-碳酸盐阶段(刘军等,2018)。
3 金矿成矿作用
3.1 辽东金矿成矿时代
对于区域内金矿成矿时代的研究工作相对较弱,尽管已有部分研究工作,但仍缺少直接的精确的金矿成矿年龄。目前对辽东金矿成矿时代目前存在四种认识:古元古代、印支期三叠纪、燕山期侏罗纪及早白垩世。三个矿集区又有不同观点:
图4 小佟家堡子金矿中段平面图(a)及勘探线剖面图(b)(据国测黄金股份有限公凤城小佟家堡子金矿,2017[注]国测黄金股份有限公凤城小佟家堡子金矿. 2017. 辽宁省凤城市青城子铅矿外围湾地沟金矿地质详查报告)
Fig.4 Geological plan of mining level (a) and section map of the prospecting line (b) of the Xiaotongjiapuzi gold deposit
图5 白云金矿地质图及剖面图(据辽宁有色103队,2013[注]辽宁有色103队. 2000. 白云金矿区补充勘查报告)
Fig.5 Geological map and section of the prospecting line of the Baiyun gold deposit
图6 林家三道沟金矿150线剖面图(据国测黄金股份有限公司凤城林家三道沟金矿,2017[注]国测黄金股份有限公司凤城林家三道沟金矿. 2017. 辽宁省凤城市林家三道沟金矿地质详查补充报告)
Fig.6 The section map of the prospecting line 150, Linjiasandaogou gold deposit
图7 五龙矿集区地质简图(据Yu et al., 2018)Fig.7 Geological map of the Wulong ore-concentrated area (after Yu et al., 2018)
青城子矿集区金矿床矿时代:刘国平和艾永富(2000)对小佟家堡子金矿石绢云母40Ar-39Ar定年结果为167Ma,认为是燕山期侏罗纪成矿;薛春纪等(2003)对小佟家堡子含金硅化岩Rb-Sr定年结果为233±31Ma,对高家堡子金矿石英中流体包裹体Rb-Sr等时线定年结果为234±14Ma,石英40Ar-39Ar等时线分别为239Ma和240Ma,提出金银成矿与印支期岩浆热液事件有关。对于白云金矿,刘国平和艾永富(2000)利用石英单矿物样品通过40Ar/39Ar 快中子活化、阶段加热法获得的坪年龄分别为196~197Ma、207~209Ma,张朋等(2016c)利用含金黄铁矿进行了Re-Os同位素定年,获得其等时线年龄为225.3±7.0Ma,他们均认为白云金矿为印支期成矿。但近期根据与金矿体有相互穿切关系的脉岩锆石U-Pb年龄限定白云金矿形成于早白垩世(128~126Ma)(Sunetal., 2019)。
图8 五龙金矿地质简图(据Yu et al., 2018)Fig.8 Geological map of the Wulong gold deposit (after Yu et al., 2018)
图9 五龙(a-d)及四道沟(e、f)金矿矿石特征五龙163号脉脉状构造(a)、条带状构造(b)、网脉状构造(c)和角砾状构造(d);四道沟蚀变岩型矿石(e)和破碎蚀变岩型矿石(f). Pyr-磁黄铁矿; Dio-闪长岩Fig.9 The characteristics of the gold ores of the Wulong (a-d) and Sidaogou (e, f) gold depositsVeined structure (a), banded structure (b), network structure (c) and breccia structure (d) of No.163 vein in Wulong gold deposit; altered rock type ore (e) and fragmented altered rock type ore (f) in Sidaogou gold deposit. Pyr-pyrrohotite; Dio-diorite
猫岭矿集区金矿床成矿时代:缺少直接金矿成矿年龄。早期研究认为猫岭金矿形成于古元古代,如Yuetal. (2005)获得猫岭金矿中毒砂矿物Re-Os等时线年龄为2316±140Ma;邱小平(2004)依据辽河群变形、变质作用及其与金矿化关系,推断猫岭金矿的成矿时代为古元古代后期,绝对年龄范围为2000~2200Ma。但近期研究认为该金矿成矿与矿区邻近的花岗岩(卧龙泉岩体和猫岭岩体)有关,张朋等(2015)获得卧龙泉二长花岗岩、猫岭黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄分别为194Ma、196Ma,因此认为金矿成矿形成于早侏罗世。刘军等(2018)报道了卧龙泉、猫岭黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄分别为183Ma和129Ma,认为金矿形成于燕山期。这些新的高精度测年数据表明这些岩体可能为复式岩体,为多阶段的产物。结合区域金爆发成矿的特点,我们推测矿集区内金矿可能与晚阶段岩浆活动(129Ma)有关,主成矿期可能发生在早白垩世,但区内可能存在早侏罗世金的成矿作用。
五龙金矿集区金矿成矿时代:矿集区金矿主要产于中-晚侏罗世花岗岩中,少量产于早白垩世花岗岩和盖县组地层中。对这些金矿成矿时代研究虽不多,但争论不大,均认为它们形成于早白垩世。如魏俊浩等(2001,2003)对五龙金矿石英大脉阶段、多金属硫化物阶段进行了石英流体包裹体Rb-Sr法测年,分别获得120±3Ma和112±1Ma。此外,四道沟金矿西南部的庄河金矿石英流体包裹体Rb-Sr等时线年龄为143.0Ma(郭大招等,2005)。
图10 四道沟金矿地质图和剖面图(据吴兴华等,1990)Fig.10 Geological map and section of the prospecting line of the Sidaogou gold deposit (after Wu et al., 1990)
图11 猫岭金矿集区地质图(据徐山等,2012)Fig.11 Geological map of the Maoling ore-concentrated district (after Xu et al., 2012)
综合所述,尽管辽东地区金矿精确的定年数据较少,但根据这些金矿的特征及华北克拉通东部金矿爆发成矿的规律,我们认为辽东地区金矿可能大多形成于早白垩世。
3.2 成矿流体来源
区内金矿床矿化阶段石英的H-O同位素分析表明(图13),区内金矿床成矿阶段石英δD值多变化在-50‰~-110‰;δ18OH2O值在1.0‰~9.5‰,氧同位素数据反映成矿早阶段氧同位素值多在岩浆水范围附近,而晚期阶段氧同位素值为负值,说明这些矿床成矿流体来源于深部流体,以岩浆水为主,少量的大气降水参与了金的成矿过程。
区内金矿床均发育较为强烈的热液蚀变作用,蚀变类型包括硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化等,蚀变带总体上受断裂控制,分布于矿脉两侧,具有较为明显的蚀变强度分带,包括绢英岩化带、绢云母化带、绿泥石化带等。蚀变带宽度与热液作用强度不同而变化,宽度在几米至百余米,如白云金矿蚀变带宽度在几米至十米以上,五龙金矿主矿脉蚀变带宽度达100余米等。强烈的围岩蚀变作用反映了岩浆期后热液作用的特点。
3.3 成矿物质来源
3.3.1 硫同位素
辽东地区金矿床金属硫化物中硫同位素组成δ34S值具有明显的两种特征(图14),并与其赋矿环境明显相关。产于花岗质岩石中五龙金矿床金属硫化物中硫同位素组成δ34S值变化范围较小,为0‰~4‰,具有岩浆硫同位素组成特点;除白云金矿外,产于古元古代辽河群变质岩中金矿床金属矿化物硫同位素δ34S值变化较大,在3‰~17‰之间,与古元古代辽河群变质岩中黄铁矿硫同位素δ34S值(5‰~19‰)一致,反映其成矿物质中有来自围岩的重要贡献。白云金矿金属硫化物中硫同位素组成δ34S值明显与其它矿床不同,变化很大,从+3.0‰~-9.0‰,且负值较多,可能与成矿过程中明显的氧化环境有关。在矿石显微研究中重晶石矿物的发现已证明了成矿过程中氧化环境的存在(Sunetal., 2019)。
3.3.2 铅同位素
辽东地区主要金矿床金属硫化物及围岩铅同位素分析结果表明(图15),不同类型矿床及不同围岩铅同位素组成变化较大。其中五龙式金矿(五龙和庄河)金属硫化物铅同位素组成相似,206Pb/204Pb变化于16.99~17.79之间(平均17.53),207Pb/204Pb介于15.34~15.86之间(平均15.58),208Pb/204Pb介于38.17~39.52之间(平均38.59);猫岭金矿金属硫化物具有相对较低的铅同位素比值:206Pb/204Pb介于15.87~17.46之间(平均16.32),207Pb/204Pb介于15.09~15.63之间(平均15.41),208Pb/204Pb介于35.14~38.21之间(平均35.87);青城子式金矿(白云、小佟家堡子等)产于古元古代变质岩中,金属硫化物具有相对较高的206Pb/204Pb比值(图15),其206Pb/204Pb变化于17.32~19.19之间(平均18.20),207Pb/204Pb介于15.39~16.00之间 (平均15.65),208Pb/204Pb介于37.09~38.47之间(平均38.47)。区域内主要地层古元古代变质岩(片岩)铅同位素组成为206Pb/204Pb介于17.74~20.64之间(平均18.61),207Pb/204Pb介于15.59~16.00之间(平均15.69),208Pb/204Pb介于37.91~39.63之间(平均38.60);太古代变质岩铅同位素组成为206Pb/204Pb介于16.55~16.95之间(平均16.70),207Pb/204Pb介于15.25~15.46之间(平均15.33),208Pb/204Pb介于37.69~38.46之间(平均38.03);区域内主要中生代侵入岩侏罗纪和早白垩世花岗岩铅同位素组成各不相同(图15),早侏罗世花岗岩(猫岭地区)铅同位素组成为206Pb/204Pb介于18.27~18.37之间(平均18.33),207Pb/204Pb介于15.50~15.62之间(平均15.56),208Pb/204Pb介于38.37~38.86之间(平均38.60);中晚侏罗世与早白垩世花岗岩铅同位素组成相似,中晚侏罗世花岗岩206Pb/204Pb介于17.19~17.47之间(平均17.36),207Pb/204Pb介于15.46~15.59之间(平均15.53),208Pb/204Pb介于38.22~38.69之间(平均38.40), 早白垩世花岗岩206Pb/204Pb介于16.88~17.72之间(平均17.40),207Pb/204Pb介于15.34~15.64之间(平均15.55),208Pb/204Pb介于38.03~38.91之间(平均38.64)。在206Pb/204Pb-207Pb/204Pb图解中(图15),五龙式金矿床金属硫化物与中晚侏罗世及早白垩世花岗岩落入相同的区域,反映它们具有相似的物质来源,中晚侏罗世及早白垩世花岗岩可能均贡献了成矿物质;青城子式金矿床成矿物质中可能有来自早侏罗世及早白垩世岩体(Sunetal., 2019)的贡献;而猫岭金矿成矿物质具有多源特征。
图12 猫岭矿区地质图(a,据刘军等,2018)及1号矿体地质图(b,据张朋等,2015)Fig.12 Geological map of the Maoling gold deposit (a, after Liu et al., 2018) and geological map of the No.1 orebody (b, after Zhang et al., 2015)
图13 辽东主要金矿床成矿流体的氢氧同位素组成数据来源:吴兴华等,1990;申少华和裴喜璠,1994; 刘国平和艾永富,1999;沙德铭等,2006[注]沙德铭, 赵东芳, 张森, 田昌烈, 权恒, 寇林林, 刘斌. 2006. 辽东地区铜铅锌矿成矿规律研究. 沈阳: 沈阳地质矿产研究所, 293-319;张森等,2012;孙启明和李海山,2013;成曦晖,2017;郝立波等,2017;杨凤超等,2017;刘军等,2018;Yu et al., 2018Fig.13 H-O isotopic compositions of the ore-forming fluid of the major gold deposits in eastern Liaoning Province
图14 辽东主要金矿床矿石及围岩金属硫化物硫同位素组成数据来源:张秋生,1988;刘辉等,1990;申少华和裴喜璠,1994; 陈锦荣等,1995;赵广繁和孙立民,1997;沙德铭等,2006;赵鸿志等,2009;张森等,2012;成曦晖,2017;郝立波等,2017;杨凤超等,2017;刘军等,2018;Yu et al., 2018Fig.14 Sulfur isotopic compositions of the sulfides in gold ores and wallrocks of the major gold deposits in eastern Liaoning Province
图15 辽东主要金矿床金属矿化物及其围岩的207Pb/204Pb-206Pb/204Pb和208Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解数据来源:王义文,1982;李兆龙等,1987;吴兴华等,1990;刘辉等,1990;余昌涛等,1992;彭艳东,1994;彭省临和杨德江,1996;郝瑞霞和彭省临,1999;张可清等,2000;黄海波等,2005;张森等,2012;杨凤超等,2016;成曦晖,2017;Chen et al., 2005; Wei et al., 2004,2007;Yu et al., 2009, 2018Fig.15 207Pb/204Pb vs. 206Pb/204Pb and 208Pb/204Pb vs. 206Pb/204Pb diagrams of the metal sulfides and wallrocks of the major gold deposits in eastern Liaoning Province
3.4 辽东金矿成因
对于辽东地区金矿床成因,历来有较大的争论,包括同生沉积-变质-岩浆热液叠加再造成矿(孙立民等,1997)、古元古代变质热液成因(刘辉等,1990; 王宏和国家辉,1992; 孙宝亮等,2000; Yuetal., 2005)、印支期岩浆热液成矿(薛春纪等,2003;徐山等,2012;张鹏等,2016c;肖鹏,2017)、燕山期岩浆热液成矿(魏俊浩等,2001, 2003;Yuetal., 2018)等认识。但据我们的研究工作与近期一些学者最新的研究成果,我们认为辽东地区金矿主要形成于早白垩世,为岩浆期后热液矿床,其形成与克拉通破坏密切相关。
地质研究表明,辽东地区金矿主要产于两种环境中,一种为产于中生代花岗质岩石中,另一种产于古元古代变质岩石中,前者受高角度断裂构造体系控制(倾角大于65°),后者受低角度断裂构造体系控制(倾角小于50°)。无论哪种形式矿脉,均发育较强的围岩蚀变,并具有较为明显的蚀变分带,自矿脉向外侧围岩依次为(黄铁)绢英岩化-绢云母化(绿泥石化)-未蚀变岩,反映了明显的充填作用特征。辽东地区各金矿区普遍强烈发育酸性侵入体,花岗质侵入岩呈岩株侵入,且各矿区普遍发育中基性同时代的脉岩,空间上与金矿体紧密伴随,表明成矿作用与岩体有密切关系,这些与成矿关系密切的侵入体时代主要为早白垩世(宋建潮,2010;Yuetal., 2018;刘军等,2018; Sunetal., 2019)。
辽东地区典型金矿床流体包裹体研究表明,各矿区成矿阶段流体包裹体具有相似的特征,主要类型为气液两相包裹体和含CO2包裹体两类,成矿温度主要在240~300℃,盐度主要在2‰~15‰NaCl eqv., 成矿流体为H2O-CO2-NaCl体系,少量矿床深部见含NaCl子晶三相包裹体,反映了岩浆热液的特点(王可勇等,2008;杨凤超等,2017;Yuetal., 2018)。而已有氢氧同位素结果显示辽东地区金矿床成矿流体主要为岩浆流体,并发生了部分混合作用(图13)。
金矿床金属矿化物最新的硫同位素研究表明,金矿床硫同位素数值具有岩浆硫特点(Yuetal., 2018);区内大多数金矿床铅同位素研究结果也反映,金矿床铅同位素与区内晚中生代侵入体铅同位素具有相似的特点,反映具有相似的来源。目前,硫铅同位素特点都暗示辽东地区金矿成矿物质主要来源于岩浆作用,与典型的造山型金矿同位素特征(Zhuetal., 2015)不同。
目前研究表明,辽东地区金矿是与白垩纪岩浆岩有关的,受断裂构造控制,并以强烈硅化、绢云母化为特征标志的中温岩浆热液型矿床。金成矿过程可能是古太平洋板块俯冲有关的早白垩世华北克拉通破坏有关(Lietal., 2014, 2015; Zhuetal., 2015; Deng and Wang, 2016; Fanetal.,2016; Li and Santosh, 2017; Yuetal., 2018),太平洋板块俯冲引起的不稳定地幔流动体系,导致上地幔中熔流体含量增加和岩石圈粘度显著降低,促使华北克拉通东部古老岩石圈地幔经历了强烈的熔流体交代作用,同时导致华北克拉通东部巨量幔源流体形成,深部流体沿深大断裂上升,在循环上侵过程中与围岩发生水岩反应,萃取了围岩中部分成矿物质,形成富金成矿流体,当成矿流体继续上升进入浅部断裂构造体系时,随着温度、压力等条件的改变,成矿流体迅速发生沸腾/混合,造成金等成矿元素的沉淀而成矿。
4 辽东金矿找矿预测地质模型与找矿潜力
4.1 辽东金矿找矿预测地质模型
4.1.1 基本特征
辽东地区金矿为中温热液型金矿床,其成矿地质体为中酸性侵入体。成矿热液沿成矿断裂构造运移,在有利的断裂构造中因降压、降温及流体混合而使含金络合物分解而沉淀形成金矿,其成矿作用以充填作用为主。辽东地区金矿目前主要有两类金成矿系统,一个为高角度断裂构造体系控矿,矿区中酸性、中基性脉岩群极为发育,矿体(脉)受脆性剪切断裂控制,但区域内存在更高级别的区域断裂构造,成矿期蚀变以硅化、绢云母化、绢英岩化为主,这类金矿以五龙金矿为代表(图16a)。这种特点或这种类型金矿相关的成矿岩体可能距矿床较近,在2~4km或更近(叶天竺等,2014);另一类为低角度断裂构造体系控矿,矿区内与之相关的中酸性或中基性脉岩仅有少量发育,构不成脉岩群,矿体受辽河群中层间或切层低角度断裂控制,成矿期蚀变以硅化、绢云母化为特点,这类金矿以青城子等地产于古元古代辽河群变质岩系中金矿为代表(图16b)。这种特点的金矿相关的成矿岩体可能远离矿床(大于4km)(叶天竺等,2014)。
4.1.2 矿床空间结构
五龙式金矿矿体空间结构受区域断裂构造+次级断裂构造+侵入体外接触带+侧伏控制。目前控制矿体主要赋存于区域断裂构造边部的次级断裂构造中,形成石英大脉型矿体,为陡倾斜(倾角一般在75°~85°)。在空间上矿体矿化样式没有变化,主要受断裂构造侧伏规律控制,深部矿体沿浅部矿纵剖面侧伏方向延深。如五龙金矿矿体总体上向S或SE侧伏。目前在该类金矿区域断裂构造中尚未发现大规模金矿化。
青城子式金矿矿体空间结构受岩性界面+区域断裂构造+次级断裂构造+侵入体外接触带+侧伏控制。矿体主要赋存于沿岩性界面发育的低角度断裂构造带内,形成似层状矿体,硅化、绢云母化发育。如南部小佟家堡子金矿带受辽河群大石桥组与盖县组之间层间破碎带控制,矿带发育于大石桥组顶部片岩(变粒岩)与大理岩互层构成的破碎带内,矿体受断裂构造侧伏规律控制,总体向NWW侧伏;而北部白云金矿带受盖层组低部层间破碎带控制,矿体向W侧伏。
图16 辽东地区金矿找矿预测地质模型(a)青城子式(低角度断裂体系成矿); (b)五龙式(高角度断裂体系成矿)Fig.16 The geological model of prospecting and prediction for gold deposits in eastern Liaoning Province(a) Qingchengzi type (low-angle fault system); (b) Wulong type (high-angle fault system)
4.2 区域找矿潜力
辽东金矿集区位于华北克拉通东北部,主要发育于辽东裂谷内,是中生代古太平洋构造-岩浆活动强烈叠加部位,特别是燕山期花岗岩浆活动强烈,NE向、NW向断裂构造极为发育,表明了该区具有优越的构造-岩浆成矿条件。辽东地区同胶东地区相比,两者均处于华北克拉通东部,在早白垩世均处于克拉通破坏的部位:均发育了早白垩世酸性侵入活动,且辽东地区活动更为强烈(裴福萍, 2008; 孙金凤和杨进辉, 2009),辽东与胶东同时发育了大量的变质核杂岩与伸展构造(刘俊来等,2011; 林伟等,2011);辽东与胶东金矿化类型及特点相似,形成时代相近(Yuetal., 2018)。而胶东地区找矿已取得了重大的突破,目前控制金资源量已超过4500t(宋明春,2015)。而辽东地区由于森林覆盖严重及地勘投入不足等原因,导致辽东地区金矿找矿近30年来没有重大进展,目前控制金资源量在500t左右。已有初步研究表明辽东地区金矿成矿作用应与深部过程具有密切的相关性(Zhuetal., 2015; Yuetal., 2018)。辽东地区区域地球化学异常研究表明,该区域金异常发育,构成了多个重要的异常分布区(徐山,2013)。这些研究表明,辽东地区具有良好的成矿的条件。
辽东五龙、青城子金矿集区矿床空间结构研究表明,目前控制矿脉产于岩浆热液金成矿系统浅部,与金矿成矿直接相关的侵入体地球物理测量(核工业航测遥感中心,2018a[注]核工业航测遥感中心. 2018a. 辽宁省丹东地区青城子矿集区航空探测成果报告, b[注]核工业航测遥感中心. 2018b. 辽宁省丹东地区五龙矿集区航空探测成果报告)表明仍位于深部,在已知矿脉至隐伏成矿岩体仍有较大的找矿空间。近些年来,在辽东地区金矿找矿不断取得重要进展,如在青城子矿集区白云金矿找矿增储20t,发现了大型湾地沟金矿(小佟家堡子深部)、荒沟金矿,林家三道沟金矿增储为大型金矿等;在五龙矿集区五龙金矿我们确定163号脉为矿区主成矿断裂构造,矿山向深部控制已达1000m,仍未尖灭。在辽东地区许多中小型矿床和矿点绵延分布,且存在数以百计的物化探异常。优越的成矿断裂构造、岩浆及地层条件、明显的地球化学异常、不断的找矿进展,均显示了辽东地区具有巨大的金矿找矿潜力。
5 结论
(1)辽东地区发育石英脉型和蚀变岩型金矿,前者受陡倾断裂构造控制,后者受缓倾层间破碎带控制,金矿成矿以充填作用为主,两者均属岩浆期后热液金成矿系统,可分为三个亚系统:五龙式、青城子式和猫岭式。
(2)辽东地区金矿成矿主要成矿时代为早白垩世,其次为早侏罗世;H-O-S-Pb同位素研究结果表明辽东地区金矿成矿作用与区内中生代岩浆活动密切相关,其中早白垩世大规模金矿化形成于克拉通破坏环境。
(3)辽东地区具有与胶东地区相似的成矿条件,发育良好的大规模金矿化的成矿标志,具有巨大的找矿潜力。
致谢辽宁有色地勘局103队领导与技术人员、辽宁五龙黄金矿业有限公司领导与技术人员、丹东青城子矿业有限公司领导与技术人员、辽宁国策黄金有限公司林家三道沟金矿、小佟家堡子金矿领导与技术人员、辽宁金凤黄金矿业有限公司领导与技术人员、辽宁省宽甸县国土资源局王立春科长、辽宁省地质环境监测总站邵会文高级工程师等为我们在辽东地区考察期间提供了大量帮助与支持,在此一并感谢!范宏瑞研究员、孙景贵教授审阅了本文并提出了有益的修改意见,对本文水平的提高有很大的帮助。
谨以此文祝贺叶大年院士80华诞,感谢叶先生的关怀与指导。