吉林省临江铜矿东北部玄武岩覆盖区找矿远景分析

陈 明，李 阳，徐 锋，李晓菲

1.吉林省区域地质矿产调查所，吉林 长春 130021；2.吉林省地质调查院，吉林 长春 130102

0 引言

与鸭绿江上游临江市—长白县隔江相望的朝鲜平安北道—两江道地区，发育有惠山铜矿、检德铅锌矿、云兴铜矿等世界知名的矿床，这些矿床具有类似的成矿条件，王速(2014)依据成矿地质单元，结合成矿地质背景及成矿作用的因果关系，将这一地区成矿带厘定为集安—长白金银铜铅锌钴钨成矿带(东段向南南东转入朝鲜为惠山—利源成矿带)和狼林金银铁成矿带[1]。然而，作为惠山—利源成矿带弧形进入中国境内后，成矿地质条件并没有明显变化，除早期勘查评价的临江铜矿外，一直以来没有发现大型金属矿产地。2007年，吉林省地质调查院在该带开展了1/5万矿产远景调查，发现一些找矿信息和矿(化)点(1)李 军，王 速，等. 临江铜矿等9幅矿产远景调查报告[R]. 吉林省地质调查院.2007.，其中个别矿点被认为具有一定找矿潜力[2]，虽几经勘查仍没有实现找矿突破。

究其原因，主要是该地区玄武岩覆盖严重，深部地质体产状不清。2013年，吉林省地勘基金管理中心组织实施了吉林省长白山玄武岩覆盖区及周边矿产资源调查项目，从成矿地质背景、区域地球物理、区域地球化学(包括气纳微金属测量)等方面开展了综合调查。作者参加了其中的成矿地质背景调查的子课题，对该地区成矿地质体、成矿构造进行了分析研究，对玄武岩下地质体和断裂构造进行了解释推断(2)孙 罡，王明永，陈 明，等.吉林省长白山玄武岩覆盖区及周边矿产资源调查成矿地质背景调查报告[R].吉林省区域地质矿产调查，2019.。依据这些成果，结合气纳微金属测量及深部钻探验证成果，对临江铜矿东北部玄武岩覆盖区找矿远景分析如下。

1 成矿地质背景

研究区位于集安—长白金-银-铜-铅-锌-钴-钨成矿带中段(3)陈尔臻，张宁克，彭玉鲸，等.中国主要成矿区(带)研究(吉林省部分)[R].吉林省地质矿产勘查开发局，2001.，大面积出露的地质体主要为新近系土门子组砂砾岩和第四系军舰山组玄武岩，基底地质体零星出露在沟谷底部，主要为古元古代沉积变质岩系和中生代火山-侵入杂岩(见图1)。

图1 研究区综合地质图Fig.1 Comprehensive geological map of the study area1.军舰山组；2.船底山组；3.土门子组；4.林子头组；5.果松组；6.崮山组；7.大栗子岩组；8.珍珠门岩组；9. 早白垩世花岗斑岩；10. 早白垩世花岗闪长岩；11. 早白垩世闪长岩-石英闪长岩；12.铜矿；13.铜矿点；14.铅锌矿点；15.钨矿；16.铅锌矿化点

古元古宙沉积变质岩系为老岭群，在研究区仅出露有珍珠门组和大栗子组。前者为一套白云质大理岩、含燧石条带大理岩、角砾状白云质大理岩；后者为一套变质粉砂岩、绢云千枚岩夹大理岩。尽管二者层序关系及其构造背景存在不同认识[3-9]，但二者是辽东—吉南，乃至朝鲜北部的重要的含矿地质体，属于众多地质学者的共识。在吉林省域内，珍珠门组中发育有大量金、铜和多金属等浅成低温热液型、矽卡岩型矿床[10-13]。大栗子组发育有沉积(变质)型铁矿，其中包括赤铁矿、磁铁矿和菱铁矿三种矿石类型[14-15]；同时，发育有沉积变质型钴铜矿[16-17]。近年来在铁矿区外围，硫化物型铜多金属矿体也有所发现。

中生代火山-侵入杂岩中火山岩主要为一套安山岩-流纹岩及其火山碎屑岩组合，根据区域岩石对比，分别置于晚侏罗世果松组和早白垩世林子头组。前者主要岩石类型为安山岩、安山质角砾凝灰岩、凝灰岩；后者主要岩石类型为流纹岩、流纹质凝灰岩的一套酸性火山岩。中生代侵入岩为一套闪长岩-石英闪长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩组合，侵入晚侏罗世果松组和早白垩世林子头组，同位素年龄为137～112 Ma[18]，时代为早白垩世。该期构造岩浆事件是集安—长白金-银-铜-铅-锌-钴-钨成矿带，乃至吉林省东部重要的成矿事件。

研究区处于鸭绿江断裂带(临江—两江段)主构造带东侧，次一级的北东向断裂构造发育，主要有四道沟—桦树断裂带和六道沟—青山里断裂带，分别从研究区西部和中部通过。总体上控制了临江—抚松中生代盆地和早白垩世侵入岩，特别是六道沟—青山里断裂带控制着临江—长白盆地中央隆起，二者可以认为是本区的控岩控矿构造。

2 典型矿床描述

临江铜矿床矿区位于临江市六道沟镇北东部，临江—长白中生代火山岩盆地的中间隆起地段。矿区内出露的地质体主要是古元古代老岭群珍珠门组厚层白云石大理岩和早白垩世闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩等。其中，闪长岩-石英闪长岩呈岩株状侵入体，闪长玢岩、英安玢岩和花岗斑岩或为岩枝、或为岩脉状侵入珍珠门组中，为侵入体的外延或分异产物。六道沟—青山里断裂从矿区穿过，次一级北东向构造和派生的北西向构造也有发育。

矿床共发现矿体60多条，矿体大小不等，形态复杂，多为扁豆状、似层状、透镜状、不规则脉状。矿体产状与地层产状基本一致，走向北西，倾向北东，倾角45°～60°。

矿体主要产于花岗闪长岩或石英闪长斑岩与珍珠门组厚层白云石大理岩及角岩夹大理岩的接触带的矽卡岩内，呈北西向展布。在石英闪长斑岩内可见钼矿化，局部发育有钼矿体。总的来说矿化具有明显的分带现象，其中矿化水平分带表现为内接触带(岩体)内发育钼矿化或铜钼矿化；接触带及外接触带矿化以铜为主并构成主要矿体；外接触带围岩中具铅、锌矿化。矿化垂直分带表现为600 m标高以上矿带宽，矿体条数多，矿化以铜为主，几乎没有单独钼矿体；600～400 m标高向下矿体条数变少，矿带变窄，矿化以铜为主，但局部有小型钼矿体；400 m标高以下矿化以钼为主，形成单独矿体，铜矿化明显减弱。

该矿床的围岩蚀变种类主要有钾长石化、钠长石化、绢云母化、硅化、矽卡岩化等。其中内接触带发育钾长石化、钠长石化、绢云母化；接触带以石榴石矽卡岩为主，过渡到透辉石矽卡岩，矿物颗粒由粗变细；外接触带绿帘石化较为发育。

3 找矿标志

(1)构造背景标志：中生代火山岩盆地边缘或盆地基底隆起带，基底碳酸盐岩石直接出露或中生代火山岩覆盖较浅，使得具有找矿意义的蚀变矿化信息可以识别，相关地球化学特征能够显示。

(2)地层学标志：老岭群珍珠门组厚层白云石大理岩、角砾状大理岩层，特别是不纯碳酸盐岩石以及互层泥质岩石(角岩)之间钙硅界面与岩浆流体具有良好的交代条件，是本区成矿的重要层位。

(3)侵入岩标志：临江铜矿为典型的矽卡岩型矿床，矿体主要赋存在早白垩世花岗闪长岩、石英闪长玢岩与碳酸盐接触的外接触带内。岩体或突出体之流动前缘、岩体凹陷部位以及较大岩枝下盘及分枝部位最为有利成矿。

(4)构造标志：北东向六道沟—青山里断裂带是区域上重要的控盆控岩构造，派生的北西向构造、近岩体的珍珠门组同变形的层间断裂带是岩浆流体运移的主要通道并为成矿物质交代空间。

(5)蚀变标志：矿区围岩蚀变主要为钾长石化、钠长石化、绢云母化、硅化、绿帘石化、矽卡岩化。其中复杂矽卡岩是赋矿直接围岩甚至是矿体；简单矽卡岩可以作为近矿直接标志；钾长石化、钠长石化、绢云母化主要发育在成矿岩体内部，局部见有一定钼铜矿化信息；绿帘石化发育在碳酸盐岩中，矿化不明显。

(6)地球化学标志：土壤地球化学Cu-Mo-Ag-Bi-Pb-Zn六种元素组合是本矿床的成矿指示元素。

4 找矿前景分析

4.1 玄武岩覆盖区基底地质

临江铜矿北东地区为大面积玄武岩覆盖，但覆盖厚度不大。作者等根据1/5区域重力资料、部分地球物理综合剖面(1/1万重力、磁法、激电测深和频谱激电测量)，结合覆盖区边部零星露头，对覆盖区下部基岩和构造进行了解释推断(见图2)。可以看出，六道沟—青山里断裂带过临江铜矿从玄武岩下穿过，通过该构造带的3条地球物理综合剖面均表现为重力、磁场和电阻率的梯度带。老龄群珍珠门组(重力高)延该构造带南东侧带状展布(重力高)，早白垩世闪长岩-石英闪长岩-花岗闪长岩(中等磁性)呈岩株侵入其中(中等磁性)；晚侏罗世—早白垩世火山岩(重力低)出露在构造带北西侧。

图2 研究区基岩地质图Fig.2 Geological map of bedrock in the study area1. 果松组；2. 崮山组；3.大栗子岩组；4.珍珠门岩组；5.花岗斑岩；6.二长花岗岩；7.闪长岩-石英闪长岩；8.地质界线； 9.角度不整合界线；10.实测性质不明断层；11.推测性质不明断层；12.遥感解译断层；13.铜矿； 14. 铜矿点；15. 铅锌矿点；16. 钨矿点；17. 铅锌矿化点

4.2 气纳微金属测量成果及深部验证

2014年开始吉林省地调院对临江铜矿幅进行1/5万气纳微金属测量[19]，在玄武岩覆盖区圈定38处异常，异常组合主要为As-Ag-Cu-Pb-Zn-W-Mo-Ni。而后，对近邻临江铜矿的LQ-3异常进行了200 m×40 m的加密采样，对亲硫元素Ag、Cu、Pb、Zn等含量比较高，元素套合较好的有利地区，结合物探资料，进行了深部钻探验证，发现铜矿体1条、钼矿化蚀变带6条。其中铜矿体垂厚1.60 m，主要金属矿物有黄铜矿、黄铁矿和磁黄铁矿；钼矿化蚀变带垂厚1.00～23.70 m，主要金属矿物有磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿和辉钼矿。

综上所述，研究区位于龙岗复合地块与辽吉古元古宙裂谷交接地区，玄武岩覆盖区下部六道沟—青山里大断裂北东向穿过，古元古代老龄群珍珠门组沿该构造带基本连续展布，其间有早白垩世侵入岩呈岩株状侵入，具有良好的成矿地质条件。1/5万气纳微金属测量，圈定了一批As-Ag-Cu-Pb-Zn-W-Mo-Ni组合异常，初步的深部钻探验证发现了重要的铜钼矿化信息。因此，运用地质、物探、化探(气纳微金属测量)综合研究方法在本区开展找矿工作，实现玄武岩深部找矿重要突破是可能的。

5 结论

(1)临江铜矿北东玄武岩覆盖区基底出露有珍珠门组和早白垩世闪长岩-石英闪长岩-花岗闪长岩，北东向断裂构造发育，具有与临江铜矿一致成矿地质条件，找矿潜力较大。

(2)玄武岩覆盖区已经圈定大量气纳微金属异常，个别异常经深部钻探验证发现了铜矿体和钼矿化体，是极其重要的找矿线索。

(3)通过1/1万重力、磁法、激电测深和频谱激电测量等综合地球物理手段对基底地质体、断裂构造进行合理解释推断，气纳微金属加密测量结合地球物理剖面确定工程施工位置是实现找矿突破的有效方法。