青城子矿田白云金矿控矿机制研究

于婳

摘 要： 通过对青城子矿田白云金矿的岩浆作用以及矿物沉淀机制的分析，结合前人对该矿床成矿模式的研究，提出了以白云金矿成矿受到流体控制以及区域性断裂的控制，其成矿和青城子矿区广泛发育的晚三叠世岩浆作用密切相关。

关键词： 青城子矿田;白云金矿;控矿机制

【中图分类号】P618     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）04-0261-02

引言：辽东半岛（中国东北辽宁省东部）是华北克拉通地区重要的金多金属矿产大省，20世纪90年代以来，在该半岛发现了白云、小佟家堡子、高家堡子、林家三道沟等许多大中型金矿床。这些金矿床受元古界辽河群变质岩的控制，构造上受脆性-韧性剪切带的控制。

前人对辽东金矿的研究中，将其矿床成因类型总结为三种不同的类型，即：（1）层控矿床类型、（2）变质热液型以及（3）浅成热液型矿床。尽管目前对辽东半岛的金矿研究有很多，但是其实际成矿年龄和成矿机理、成矿流体的性质和来源以及成矿机制和控矿因素尚不清楚。因此本文在前人研究基础上对其成矿机理和控矿因素进行分析。

1 地质概况简介

辽东半岛位于华北太古宙克拉通东部，西部边界为郯庐断裂，辽东半岛青城子铅锌矿田具有400多年的开采历史，至今仍有新的发现矿床，这些新发现的矿床包括白云、小佟家堡子、桃园和杨树金矿，黄金储量约200吨。青城子金矿床均赋存于元古宙辽河群变质岩中，受区域脆性-韧性剪切带和中生代岩浆热液活动的明显控制和影响。青城子地区元古界花岗岩体包括侵入古元古界大石桥组和盖县组的大顶子黑云母花岗岩，区内的岩脉包括煌斑岩、辉长玄武岩、闪长岩、二长斑岩和石英斑岩，通常沿NE向和NW向断裂侵入。白云金矿位于青城子矿区北部，金矿储量约70吨，平均品位为3 g/t。白云地区古元古代变质基底岩石包括大石桥组白云岩、石榴石云母片岩和黑云母片岩，盖县组云母片岩和黑云母麻粒岩（曾庆栋等，2019）。

白云矿区脆性-韧性剪切带及其附属断裂在构造上受北东向断裂（倾角25°～ 35°）的控制。区内发育有北西向、东西向和北东向的中长石质和镁铁质岩脉，包括二长花岗岩斑岩、石英斑岩、闪长斑岩、辉长岩和煌斑岩，石英斑岩岩脉分布于白云中西部和东南部，产于含金钾硅蚀变带的上盘和下盘。在大石桥组最上层，沿层间裂隙发育多个矿体，矿脉主要表现为含金石英脉和少量浸染性硫化物交代物，斑岩脉周围金矿体为脉型透镜体。白云金矿为石英脉型和蚀变岩型金矿，以格状脉/细脉和浸染状构造为特征。矿石矿物主要有黄铜矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、原生金和银铜矿。脉石矿物主要有石英、长石和绢云母，还有少量方解石、绿泥石、绿帘石和钛矿等。沉积盖层包括碳质大理岩、大石桥组透闪石片岩、改县组硅线云母片岩和第四纪沉积物。大石桥组和盖县组矿体出露为脉状或层状构造，该区已识别出多种岩性的岩浆岩脉，包括煌斑岩脉、闪长斑岩、花岗斑岩、中斑岩和石英斑岩。闪长斑岩和石英斑岩与成矿关系密切，一般与矿体平行，限制成矿边界。

2 白云金矿成矿控制因素

2.1 区域构造的影响

我国北方辽东半岛经历了多期岩浆、构造改造，与我国最大的黄金产区胶东黄金省相似，表明辽东半岛具有巨大的新发现潜力。然而，到目前为止，在1.5公里以下还没有发现重大的金矿床，而1.5公里是可比的胶东金省含金系统的典型深度。辽东半岛北部青城子矿田主要控矿构造为尖山子断裂带，记录了多次岩浆期后热液金矿化事件。矿床受断层控制，具有强烈的硅化和绢云母化特征，深部含金热液通过断裂带的裂缝向上运移，浅部断层越宽，压力和温度越低，导致金属矿物沉淀形成矿体，金矿体已在断层较陡的浅部（约1000m）发现，金矿体也可能出现在倾角增大的断层深部。白云金矿的闪长斑岩和石英斑岩与成矿关系密切，一般与矿体平行，限制成矿边界（李德东等，2019）。

根据观察，白云金矿矿物沉淀可分为四个阶段。第1阶段（钾长石-黄铁矿阶段），以浅红色粗粒钾长石为主，以黄铁矿为代表。第二阶段（早期硅化阶段）为灰色石英和多金属硫化物组合，由黄铁矿（块状结构）、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿组成。第3阶段为石英乳状以及形成丰富的细粒黄铁矿矿物，第4阶段为碳酸盐-石英阶段，该阶段含微量黄铁矿，由碳酸盐和石英脉组成，其中第二和第三阶段是金沉积最关键的阶段。

2.2 流体对成矿的影响

白云金矿床的许多地质地球化学特征与典型的造山型金矿一致，具备在典型的造山形成的构造背景和金矿体受韧性剪切带控制，类似于许多在秦岭造山带造山中形成的金矿，其硫化物矿物主要为黄铁矿，含少量黄铜矿、闪锌矿和方铅矿，蚀变类型主要有硅质、绢云母、碳酸盐、绿泥石、绿帘石等; 成矿流体属于H2O-NaCl-CO2体系，因此目前认为该矿床属于造山型金矿类型。Liu et al.（2018）等人在C-H-O-Pb同位素分析的基础上提出白云金矿化与当地三叠系的侵入有关，局部的三叠纪中长石质岩脉可能为矿化作用提供了主要的熱源，同时也提供了部分流体和成矿物质，岩浆热液可能与变质流体和大气降水混合，溶解辽河群的金属和碳（来自有机物质），形成成矿流体，当成矿流体沿建山子断裂带上升到浅地壳时，发生了相分离/不混溶作用（伴随进一步的大气流体侵入），导致了二硫化金配合物的分解和金及多金属硫化物的析出。

2.3 金成矿作用与晚三叠世岩浆活动的成因联系

青城子矿区广泛存在晚三叠世岩浆作用，研究者对白云矿床二长斑岩、石英斑岩和闪长斑岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定结果为224 - 221 Ma（Duan et al.，2014）。地球物理调查还揭示出双顶沟岩基下可能存在的隐伏花岗岩体，覆盖了整个青城子地区的基底，从区域上看，这些晚三叠世花岗岩被很多研究者解释为同碰撞或碰撞后花岗岩，来源于变厚的下地壳的部分熔融，大量的地质年代学结果表明，青城子地区矿化与晚三叠世岩浆作用大致相当，结合青城子矿田存在金属分带现象，浅层金矿体向深部银-铅锌矿矿体过渡，因此可认为晚三叠世深源花岗岩体可能是驱动热液循环的热源，这些热液流体可能沿裂缝和渗透层序向上伸展，与大气水混合，从三叠纪花岗岩类和辽河群变质岩中过滤出成矿物质，最终成矿流体进入构造圈闭（如断层），沉积了金矿石。三叠纪岩浆-热液系统是青城矿田元素分带现象属于造山型矿物系统的元素分带，是青城矿田的重要控矿因素。

小结：青城子矿田内白云金矿成矿的断裂系统控制并聚积了丰富的成矿物质，后期岩浆-热液事件对成矿物质的活化与聚积有直接影响，矿床类型及其空间分带与区内的沉积环境相关，但是白云金矿属于新发现矿床，对其相关的地质年代学以及地球化学等相关的研究还比比较少，今后对该矿床全面的地质分析以及成矿机制研究将具有很大的空间和潜力。

参考文献

[1] 曾庆栋，陈仁义，杨进辉，等.辽东地区金矿床类型，成矿特征及找矿潜力[J].岩石学报，2019，35（7）： 1939-1963.

[2] 李德东，王玉往，张志超，等.辽宁白云金矿床成矿构造与成矿结构面特征浅析[J].地质力学学报，2019，25（S1）： 10-20.

[3] Liu，J.，Liu，F.-X.，Li，S.-H.，& Lai，C.-K.（2019）.Formation of the Baiyun gold deposit，Liaodong gold province，NE China： Constraints from zircon U–Pb age，fluid inclusion，and C-H-O-Pb-He isotopes.Ore Geology Reviews，104，686–706.doi：10.1016/j.oregeorev.2018.12.006.

[4] Duan，X.，Zeng，Q.，Yang，J.，Liu，J.，Wang，Y.，& Zhou，L.（2014）.Geochronology，geochemistry and Hf isotope of Late Triassic magmatic rocks of Qingchengzi district in Liaodong peninsula，Northeast China.Journal of Asian Earth Sciences，91，107-124.