吉东南玄武岩覆盖区地球物理特征及找矿方向

孙念仁 许志河 牛军平 李福文 钟立平 李志闯

摘要：吉林省长白玄武岩覆盖区位于重点成矿区带辽东—吉南成矿带北东段，围绕玄武岩覆盖区金、多金属矿床（点）星罗棋布。研究区内已发现典型矽卡岩型金矿床——八道沟金矿床，综合分析研究区地质特征，认为研究区具有寻找矽卡岩型金矿床的潜力。通过对高精度重力异常特征分析，在研究区内布置了重-磁-电-地综合剖面，对该综合剖面地球物理特征进行了总结，推测玄武岩盖层下碳酸盐岩与中酸性侵入岩的分布及接触位置。综合分析认为，重-磁-电-地综合剖面10110—10280点段与11400—11700点段2处具有寻找矽卡岩型金矿床的潜力。在研究区内进一步开展地球物理工作，有望实现玄武岩覆盖区的找矿突破。

关键词：地球物理特征;找矿方向;综合剖面;矽卡岩型金矿床;吉东南

中图分类号：TD15 P631文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2020）04-0020-05doi：10.11792/hj20200405

引 言

研究区大地构造位置为华北板块北缘东段，胶-辽-吉古元古造山带中老岭隆起带内。老岭隆起带自太元代以来经历了复杂的地质作用，构造-岩浆活动强烈，成矿条件优越，是吉林省重要的金多金属成矿带，已发现荒沟山、板庙子大型金矿床和八里沟、南岔、大松树、淘金沟、五道阳岔、小石人及大青沟等众多中小型金矿床[1-3]。吉东南鸭绿江对岸的朝鲜民主主义人民共和国北部地区，矿产资源更加丰富，知名的矿床有惠山超大型铜金矿床、检德超大型铅锌矿床[4]。鸭绿江沿岸由于新生界玄武岩覆盖，多年来未实现大型—超大型矿床的找矿突破。关于老岭成矿带内金矿床的成因尚存在爭议，有的学者认为该区绝大多数金矿为蚀变硅质岩型热液金矿床，部分学者认为该区为典型的古太古代绿岩带型热液金矿床，但由于玄武岩大面积覆盖，地表基岩出露较少，常规地质、化探工作的找矿效果有限，为该区开展外围及深部矿床研究及找矿带来一定困难。因此，在研究区内开展地球物理找矿工作就显得尤为必要。本文在分析研究区高精度重力异常特征基础上，布置重-磁-电-地综合剖面，推测有利于形成矽卡岩型金矿床的位置，初步达到了“揭盖”的目的，为覆盖区找矿提供了依据。

1 区域与研究区地质特征

1.1 区域地质特征

研究区大地构造位置位于华北地台北缘东段，基底由太古宙片麻岩和古元古界老岭群变质岩组成，沉积盖层为元古宙—中生界碳酸盐岩和火山沉积岩系。区域西侧出露三叠系长白组火山碎屑岩及大面积船底山组玄武岩，在切割的沟谷中可零星发现古元古界老岭群。区域主要构造为鸭绿江断裂及其次级断裂。区域岩浆岩分布广泛，以燕山期中、酸性侵入岩为主，与临江铜矿床成矿作用密切相关。区域矿产资源种类丰富，主要有金、银、铜、铅、锌、铁等[5]。

1.2 研究区地质特征

研究区主要出露新太古代花岗片麻岩（Ar3gg）、古元古界老岭群珍珠门组（Pt1z）和大栗子组（Pt1d）、震旦系桥头—八道江组（Z1-2q-b）、寒武系崮山组（∈3g）和炒米店组（∈3c）、奥陶系冶里组（O1y）和亮甲山组（O1l）、侏罗系果松组（J2-3g）及林子头组（J3l）、第三系土门子组（N1t）及船底山组（N1c）（见图1）。其中，珍珠门组、崮山组、炒米店组均为碳酸盐岩，是研究区内的含金建造及矿源层，为成矿提供了成矿物质。研究区近三分之二的面积被土门子组、船底山组覆盖，断裂多分布于研究区西侧及南侧，以北东向、近东西向断裂为主。岩浆岩分布于研究区南北两侧，主要为晚侏罗世中酸性侵入岩，岩性以二长花岗岩（J3ηγ）、闪长岩（J3δ）为主，其与成矿关系密切。

2 地球物理特征

2.1 高精度重力异常特征

剩余重力异常反映的是浅部信息，主要与近地表或出露的岩性有直接关系，可以反映不同时代，不同岩性地层的空间分布情况[6]。

在研究区剩余重力异常图（见图2）中，剩余重力异常整体呈北东向、北西向展布，局部北东向剩余重力异常展布方向略有改变。研究区古元古界、新元古界、下古生界地层表现为剩余重力高异常，中生界三叠系、白垩系和新生界地层，以及中生代中酸性侵入岩表现为剩余重力低异常。剩余重力低异常呈线状、串珠状是断裂的反映，研究区剩余重力低异常表现为呈北西向串珠状展布，局部被北东向剩余重力高异常错断，表明北东向断裂切割或错断北西向断裂，反映了构造多期活动的特点。研究区南部东西向剩余重力异常内出现近东西向剩余重力低异常，出现在大栗子组与钓鱼台组和寒武纪、奥陶纪地层界线附近，推测与东西向断裂有关[7]。

2.2 重-磁-电-地综合剖面特征

为进一步确定研究区找矿方向，根据研究区地质特征，在成矿潜力较好地段布置1条北北西向重-磁-电-地综合剖面（P—P′）（见图3），该剖面北起临江铜矿床附近（10000点），南至八道沟金矿床附近（12100点），全长近21 km，点距100 m。

1）剩余重力异常。布格重力异常曲线从剖面北端起至南端具有二高三低的特征（见图3-a））。10000—10080点段表现为未封闭剩余重力低异常;10080—10250点段表现为对称单峰曲线，其中10110—10280点段表现是珍珠门组大理岩的反映;10280—10700点段表现为低缓对称曲线，地表大面积出露林子头组火山岩;10700—11400点段表现为低缓不对称曲线，剩余重力异常最高值为4.5×10-5 m/s2;11400—12100点段表现为不规则低缓曲线，剩余重力异常最小值为-4.4×10-5 m/s2，由南至北逐渐降低。

2）磁异常。磁异常曲线表现为锯齿状或突跳状，局部有小范围低缓磁异常（见图3-b）），磁异常ΔT最高值2 177 nT，最小值-1 780 nT。10000—11360点段有3个磁异常;11360—11560点段表现为低缓磁异常，个别点磁异常ΔT值达到595 nT，其余均小于200 nT;11560—12100点段表现为低缓对称磁异常特征，叠加小规模突跳磁异常，是二长花岗岩的反映。

3）可控源音频大地电磁法（CSAMT）。CSAMT视电阻率二维反演断面图（见图3-c））显示，反演视电阻率大部分变化范围为500～1 500 Ω·m。以此为背景，叠加了规模大小不等、产状多变的低阻（小于500 Ω·m）和高阻（2 000～50 000 Ω·m）异常，形成与具有二高三低特征的剩余重力异常形态相对应的视电阻率异常。10000—10220点段表现为相对高阻异常，反演视电阻率为800～2 500 Ω·m，深部向南延深，局部近地表表现为小规模低阻异常（120～500 Ω·m）;10220—10660点段表现为低阻异常，反演视电阻率为20～500 Ω·m，地表首层以下，反演视电阻率由浅至深表现为逐渐增高;10660—10980点段表现为由盆状低阻异常向高阻异常过渡;10980—11700点段表现为高阻异常，反演视电阻率主要为1 000～25 000 Ω·m，以11470点为界，反映北部高阻异常体倾向南，南部倾向北，倾角较陡;11700—12100点段表现为中高阻异常，反演视电阻率主要为1 000～5 000 Ω·m，反映深部异常体倾向南。

3 典型矽卡岩型金矿床地质特征

区域上典型矽卡岩型金矿床为八道沟金矿床。八道沟金矿区主要出露古元古界老岭群花山组、新元古界钓鱼台组、寒武系崮山组和炒米店组、奥陶系冶里组和马家沟组、新近系土门子组和船底山组。其中，马家沟组岩性是以灰岩为主的碳酸盐岩，为成矿提供了成矿物质，是成矿母岩。此外，寒武系崮山组和炒米店组同样是以灰岩为主的碳酸盐岩，可能也为成矿提供了成矿物质。矿区出露岩浆岩主要为晚侏罗世二长花岗岩，局部被船底山组玄武岩覆盖，与马家沟组地层呈侵入接触关系，该接触带为矿体产出地段。矿区断裂发育，近东西向断裂规模最大，控制了地层及岩体的展布，是矿区内的主要控矿构造。

矿区内共圈定2条矿化蚀变带，均产于晚侏罗世二长花岗岩与马家沟组的接触带上。矿化蚀变带内圈定2条金矿体、1条银矿体。规模较大的1条金矿体平均品位为9.59×10-6，长650 m，走向近东西，倾角20°～80°，受近东西向断裂控制明显，具有品位、厚度变化大，沿走向尖灭再现的特征。

矿石类型主要为蚀变岩型。矿石结构以自形—他形粒状结构为主，矿石构造以浸染状构造、块状构造为主。金属矿物主要为黄铁矿、褐铁矿、黄铜矿等，非金属矿物主要为方解石、石英、绢云母等。围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化等。

八道沟金矿床金的成矿作用主要与晚侏罗世二长花岗岩与奥陶系马家沟组地层接触带有关，成矿物质来源于奥陶系马家沟组。马家沟组为一套浅海相灰岩，该灰岩是碳酸盐岩的一种，碳酸盐岩与中酸性侵入岩（晚侏罗世二长花岗岩）接触，可形成矽卡岩型金矿床。因此，认为研究区内碳酸盐岩与中酸性侵入岩接触部位具有形成矽卡岩型金矿床的可能。

4 找矿标志及找矿方向

4.1 找矿标志

1）研究区含金建造主要是碳酸盐岩建造，碳酸盐岩的存在是矽卡岩型金矿床形成的物质基础。研究区内存在珍珠门组大理岩，其为碳酸盐岩经变质作用形成的岩石。珍珠门组大理岩Au、Ag、Cu等元素丰度值高于地壳克拉克值，为矿区金及多金属矿成矿的重要矿源层[8-10]。崮山组和炒米店组岩性同样为碳酸盐岩，也可能为研究区成矿提供成矿物质。因此，具有高重力异常特征的珍珠门组大理岩、崮山组和炒米店组是研究区寻找矽卡岩型金矿床的重要地层标志。

2）中酸性岩浆侵入活动为矽卡岩型金矿床提供成矿流体及热源。研究区燕山期岩浆活动强烈，且多形成中酸性岩。因此，碳酸盐岩地层中呈层状或多层状高磁异常的侵入岩为研究区寻找矽卡岩型金矿床的岩浆岩标志。

3）高精度重力异常梯度带反映了研究区内断裂呈北东向、北西向展布。重力、磁法梯度帶及地球物理场形态的扭曲部位通常是构成成矿物质运移的通道和成矿物质的富集场所。因此，重力、磁法梯度带及地球物理场形态的扭曲部位是重要的地球物理找矿标志。

4）矽卡岩型金矿多赋存于侵入接触带附近，具有明显的分带性，因此见矿效果较好的部位在地球物理场多表现为剩余重力高异常、高磁异常及条带状低阻异常。因此，综合分析重、磁、电等地球物理场高低异常变化可区分围岩、岩浆岩及金矿化蚀变带，是寻找矽卡岩型金矿床的地球物理标志。

4.2 找矿方向

根据重力、磁法及可控源音频大地电磁法测量结果，结合研究区地质特征，认为在重-磁-电-地综合剖面10110—10280点段与11400—11700点段2处具有寻找矽卡岩型金矿床的潜力。

10110—10280点段解译出地表下层分布有大量隐伏珍珠门组大理岩及晚侏罗世花岗闪长岩（见图3-d））。该点段局部存在小规模低阻异常（120～500 Ω·m），认为是珍珠门组大理岩与晚侏罗世花岗闪长岩的接触带。中酸性侵入岩（晚侏罗世花岗闪长岩）侵入到碳酸盐岩（珍珠门组大理岩）中，该接触带上具有形成矽卡岩型金矿床的可能。此外，在10250点处解译出1条倾向南的断裂（F2），可为成矿热液的运移提供通道及空间。该点段成矿条件优越，因此认为10110—10280点段是研究区重要的找矿位置。

11400—11700点段解译出崮山组和炒米店组与中酸性侵入岩（晚侏罗世二长花岗岩）呈相间排列。此外，解译出3条断裂（F7、F8、F9），其中F7断裂倾向南，其北侧为寒武系炒米店组，南侧为晚侏罗世二长花岗岩，推测晚侏罗世二长花岗岩沿该断裂侵位上升，与寒武系炒米店组接触，在该断裂及岩性接触面上是寻找矽卡岩型金矿床的重要位置。同理，F8、F9断裂处具有相同的特征。该点段成矿条件优越，因此认为11400—11700点段是研究区重要的找矿位置。

5 结 论

1）研究区剩余重力异常整体呈北东向、北西向展布，表明北东向断裂切割或错断北西向断裂，反映了构造多期活动的特点。

2）根據重-磁-电-地综合剖面测量结果，该剖面上剩余重力异常整体具有二高三低特征;磁异常表现为锯齿状或突跳状;视电阻率异常与具有二高三低特征的剩余重力异常有良好的对应关系，表明该综合剖面解译出的地质结果具有良好的一致性。

3）综合分析认为，重-磁-电-地综合剖面10110—10280点段与11400—11700点段2处具有寻找矽卡岩型金矿床的潜力。在研究区内进一步开展地球物理工作，有望实现玄武岩覆盖区的找矿突破。

[参 考 文 献]

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Abstract：The Changbai basalt-covered area of Jilin Province is located in the northeast section of the East Liao-ning-South Jilin national key ore belt.A great deal of gold and polymetallic deposits are distributed around the basalt-covered area.A typical skarn type gold deposit—Badaogou Gold Deposit，is discovered in the study area.Based on comprehensive geological characteristics analysis of the area，it is deemed that the study area has prospecting potentials for skarn type gold deposit.Through high precision gravity anomaly characteristics analysis，a gravity-magnetism-electricity-ground comprehensive profile is arranged in the study area and summarized the geophysical characteristics of the comprehensive profile.The distribution of carbonatite and mid-acidity intrusion rock under the basalt-covered layer as well as their contact location is inferred.Comprehensive analysis takes that the gravity-magnetism-electricity-ground comprehensive profile 10110-10280 spot and 11400-11700 spot have prospecting potentials for skarn type gold deposits.Further geophysical work in the study area could lead to prospecting breakthroughs in basalt-covered area.

Keywords：geophysical characteristics;prospecting direction;comprehensive profile;skarn type gold deposit;Southeast Jilin