吉林省磐石市大旺地区综合信息及找矿预测

徐传波，马 俊，赵 超，张天翼，孙立伟

吉林省勘查地球物理研究院，吉林 长春 130012

0 引言

大旺研究区位于吉林省磐石市吉昌镇西部，通过航空物探异常查证，初步查明了地质、高磁、激电中梯和化探等成矿特征，圈定了一条绿帘石化、孔雀石化蚀变带，新发现了5条铜矿体，3条铜矿化体及1条金矿化体。蚀变矿化与闪长岩关系密切，且与北西向正磁异常、化探Cu、Au综合异常及激电中梯高阻中极化异常良好套合，反映后期构造-岩浆-热液活动含有丰富的成矿物质，在岩体内及地层接触带等成矿有利部位形成了矿体，并引起了物化探综合异常。研究区成矿地质条件优越，找矿潜力较大。

1 区域地质背景

大旺研究区地处吉黑陆缘造山带，辉发河—古洞河地体拼贴带以北，张广才岭、佳木斯—兴凯地块的南缘，总体上为被动大陆边缘。该带内地层单元众多，岩浆活动强烈，地质构造复杂，具有多期次、多来源和多类型的成矿特征。

区域地层由老至新分别有志留系下统石缝组、中统弯月组，呈不规则面状的捕掳体出露。区域岩浆侵入活动可划分为海西期、印支期、燕山期等三个旋回，时代为二叠纪、三叠纪及侏罗纪，为规模不等的岩基、岩珠等，总体上呈面状、带状或不规则状分布。区域伊通—黑石断裂由4条近平行的断裂构成，走向北西，延展长度约60 km，宽约15 km，该断裂在海西早期受辉发河深大断裂影响开始形成，从而控制了区域岩浆的侵入，具有多期活动的特点。

2 矿床综合信息

2.1 地质信息

2.1.1 地层信息

研究区内地层主要出露志留系石缝组、弯月组。

志留系下统石缝组(S1s)：分布于研究区中部至北部，呈不规则状残块分布于三叠纪侵入岩中，总体呈北东走向，岩性为大理岩化灰岩、结晶灰岩、二云石英片岩、绢云千枚状板岩、千枚状板岩等。石缝组含有丰富的成矿物质，易于含矿热液物质交换，有利于铜金矿床的形成，是区域上重要的矿源层[1]。

志留系中统弯月组(S2w)：分布于研究区中部，具有一定规模，呈带状残块分布于早三叠世侵入岩中，与下伏石缝组呈整合接触关系，走向近东西。岩性为英安岩、流纹岩。弯月组为海相火山沉积建造的一部分，成矿物质较为丰富，可为铜金矿床形成提供初始的矿源，是区域上有利的含矿层位。

2.1.2 侵入岩信息

研究区内侵入岩分布较广泛，以规模较大的岩基为主，局部出露小规模晚期脉岩。早三叠世花岗闪长岩分布于研究区西北部，面积约0.9 km2，西北两侧未封闭；早三叠世正长花岗岩分布非常广泛，东西两端均有分布，约占研究区面积的35%，总体呈北西向不规则带状展布，志留系被该岩体侵入。脉岩主要为闪长岩，分布于研究区中部，呈北西向展布，具有受断裂构造控制的特征，该闪长岩内及周边蚀变矿化较发育，反映晚期脉岩含有丰富成矿物质，在接触带附近有利于元素的富集沉淀[2]，铜、金在时间上、空间上与闪长岩关系密切，在岩体内和边界接触带是找矿标志之一。

2.1.3 构造信息

研究区内分布北西、北东向两组断裂构造，以北西向断裂构造为主，具有控岩、控矿作用。北西向断裂构造(F1、F2)在研究区南部通过，属黑石—烟筒山大断裂北段的一部分，总体走向320°，由多条近平行的断裂构成，总体倾向北东，倾角一般在60°～80°，断裂性质为压扭性，局部具有斜冲性质。该断裂区域上控制着海西期基性、超基性岩的侵入，控制着印支期至燕山期中—酸性岩体的产出，具有多期次活动的特征[3]。北东向断裂构造为北西向断裂的伴生构造，规模均不大，具有张扭性质。北西和北东向两组构造交汇部位有利于成矿物质的运移和沉淀，具备了有利的构造成矿条件。

2.1.4 矿化蚀变及矿体信息

(1 )矿化蚀变特征：研究区中部闪长岩内分布绿帘石化、孔雀石化蚀变带，走向北西，长度约970 m，宽度约400～470 m，化探Cu、Au异常与其良好套合，蚀变带南侧矿化蚀变强度高于北侧，矿物含量沿走向变化较大。矿化蚀变类型有绿帘石化、硅化、褐铁矿化、黄铁矿化、孔雀石化、黄铜矿化、斑铜矿化等。通过镜下鉴定，金属矿物特征如下：黄铜矿为他形粒状晶体，粒度一般在0.01～0.2 mm，部分晶体的边缘被蓝辉铜矿或斑铜矿交代，有的晶体分布在磁铁矿的边部，并沿边缘交代磁铁矿，质量分数约占0.5%；斑铜矿为他形粒状晶体，粒度一般在0.01～0.15 mm，晶体中见黄铜矿呈固溶体分离的网格状结构，边缘被蓝辉铜矿交代，有的晶体分布在黄铜矿的边缘，质量分数0.5%左右；蓝辉铜矿为粒状或无固定晶形，粒度一般在0.01～0.07 mm，晶体均沿边缘交代黄铜矿和斑铜矿，质量分数小于0.1%；磁铁矿为他形粒状晶体，粒度一般在0.01～0.4 mm，晶体呈星点状分布在岩石中，有的晶体边缘被黄铜矿交代，质量分数占6%左右。金属矿物生成顺序：磁铁矿→黄铜矿→斑铜矿→蓝辉铜矿。

(2)矿体特征：铜金矿(化)体产于蚀变闪长岩中，呈脉状、浸染状产出，初步圈定铜矿体5条，铜矿化体3条，金矿化体1条，矿(化)体总体呈北西向展布。闪长岩是含矿岩石也是矿体的围岩，岩石中构造裂隙较发育，晚期热液活动强烈，矿(化)体具有受北西向构造控制的特征。矿体特征见表1。

表1 矿(化)体特征一览表

2.2 地球物理信息

2.2.1 磁场信息

研究区磁场背景以平稳低缓的负磁场为主，幅值变化范围-50～-200 nT。磁异常为负背景场中规模较大的强正磁异常及孤立展布弱正磁异常。

C1磁异常区出露早三叠世花岗闪长岩及正长花岗岩，磁异常形态不完整，北西未封闭。异常总体呈北西向展布，东西两端梯度均较陡，中心略宽缓，异常峰值大于1 500 nT。异常北部花岗闪长岩测定磁性参数，表现为较强的磁性，初步认为该磁异常反映有一定规模的侵入体，与花岗闪长岩关系密切。

图1 大旺研究区地质图Fig.1 Geological map of Dawang study area1.砂、砾石；2.英安岩；3.流纹岩；4.千枚状板岩；5.绢云千枚状板岩；6. 二云石英片岩；7.结晶灰岩；8.大理岩化灰岩；9.正长花岗岩；11.花岗闪长岩；11.闪长岩；12.推断断裂；13.矿化蚀变带；14.矿体和矿化体；15.找矿靶区

C2磁异常为椭圆形封闭的强正磁异常，呈北西向展布，梯度较陡，北侧围绕正磁异常伴有较弱负磁，幅值变化范围-500～900 nT。异常中心出露蚀变闪长岩，四周分布志留系石缝组和弯月组，北西向断裂构造在磁异常西南通过。初步认为磁异常为闪长岩引起，闪长岩是含矿岩石也是铜金矿(化)体的围岩，是找矿的重点地段。因此，小规模正磁异常反映了晚期脉岩的赋存部位，是重要的地球物理找矿标志(图2)。

图2 大旺研究区ΔT高磁剖面平面图Fig.2 ΔT high magnetic profile of Dawang study area

2.2.2 电场信息

蚀变闪长岩内分布的绿帘石化、孔雀石化蚀变带具有正磁异常特征，垂直蚀变带和闪长岩体走向，穿过铜金矿(化)体完成了一条激电测深剖面。

剖面中出露弯月组英安岩、流纹岩和闪长岩。通过激电测深反演断面图，初步划分为三个电性层，即浅表的低阻区、中深部的相对高阻-低极化率异常区及深部高阻-高极化率异常区。

激电剖面284点至320点主要反映为中深部的相对高阻、高极化率异常区，其视极化率大于4.0%，视电阻率值大于1 000 Ω·m，该地段应为闪长岩引起。断面图显示岩体具有南西倾向趋势，倾角较陡，且断裂构造较发育。通过进一步反演，高阻体可划分为两条，在深部表现为近水平的极化率异常，推断认为不同方向的断裂构造切割了闪长岩，热液流体沿构造裂隙侵入，使得金属硫化物在有利成矿部位富集成矿[4]，所以引起了局部高阻、高极化率激电异常。激电剖面324点至336点反映为低阻、高极化率异常区，呈近于直立的椭圆状异常，视极化率小于4.5%，视电阻率值小于500 Ω·m，推断认为该异常带为断裂构造的反映。激电剖面336点至362点反映为中深部的相对中—低阻、高极化率异常区，与相邻异常区特征相似，推断为断裂构造的反映。

综合激电中梯异常特征，初步认为局部带状高阻、高极化率异常为富含金属硫化物石英脉的反映，晚期构造-热液活动富含成矿物质，在有利部位形成了脉状、浸染状的铜金矿体，引起了地质体的电性差异。因此，高阻、高极化率异常也是重要的地球物理找矿标志(图3)。

图3 大旺研究区激电测深反演断面图Fig.3 Inversion section of IP sounding in Dawang study area

2.3 地球化学信息

2.3.1 地球化学参数

研究区内变异系数大于0.5的元素依次为Au(0.76)、Ag(0.55)、Cu(0.50)、As(0.74)、Sb(0.70)，具有低温元素为主的特征。其变异系数反映地质体中元素分布、分配不均匀，离散程度大，分异性强，易于活动迁移形成强异常的特点。这些元素均是成矿元素，具有找矿意义。

研究区内富集系数大于1.0的元素有As(1.70)、Sb(1.29)，反映元素集中，指示地质体内可能存在含矿地层或岩体，为成矿提供物质来源，可以形成地球化学异常(高背景)区，分布于成矿地质条件有利的地段，具有较好的找矿前景。区内富集系数0.7～1.0之间的元素有Pb(0.92)、Ag(0.85)、Cu(0.84)、Au(0.73), 反映元素相对集中，为成矿提供物质来源，可以形成地球化学异常(高背景)区，具备有利的成矿条件。

2.3.2 化探异常信息

化探异常Ht1位于研究区中部，总体呈北西向宽缓带状展布，面积约2.7 km2，主要由Cu、Au、Pb、Zn、Ag、As、Sb等7种元素组成，以Cu、Au、Ag元素为主，分布在组合异常的中部，规模较大，其他Pb、Zn、As、Sb元素分布于Cu、Au异常的边部及外侧。该异常为中—低温成矿元素组合，元素的分带性较好，浓集中心清晰，强度高、面积大，初步反映引起化探异常的地质体具有一定程度的剥蚀。异常内Au、Ag、As、Sb等4种元素可划分出外、中、内带，元素质量分数特征为Au平均值1.32×10-9、Au最高值12.16×10-9；Ag平均值0.13×10-6、Ag最高值0.84×10-6；As平均值15.87×10-6、As最高值131.32×10-6；Sb平均值0.85×10-6、Sb最高值8.22×10-6。Cu、Pb元素可划分出外、中带，元素质量分数特征为Cu平均值27.80×10-6、Cu最高值97.4×10-6；Pb平均值21.27×10-6、Pb最高值111.70×10-6。Zn元素仅现外带，其平均值57.83×10-6、最高值109.20×10-6。化探异常北部出露志留系下统石缝组二云石英片岩、千枚状板岩及大理岩化灰岩，中—南部出露志留系中统弯月组流纹岩、英安岩和北西走向的闪长岩，东部出露早三叠世正长花岗岩。该异常中心分布矿化蚀变带，发育绿帘石化、硅化、褐铁矿化、黄铁矿化、孔雀石化、黄铜矿化、斑铜矿化等。异常内通过工程揭露发现了9条铜、金矿(化)体。初步认为北西向断裂构造控制着晚期岩浆热液活动，形成了铜金矿体[5]，引起了中—低温元素为主的化探异常。因此，Cu、Au、Ag异常是重要的地球化学找矿标志，As、Sb异常是间接的地球化学找矿标志(图4)。

图4 大旺研究区Ht1化探异常剖析图Fig.4 Analysis diagram of Ht1 geochemical anomaly in Dawang study area

表2 地球化学特征一览表

3 找矿预测

依据大旺地区地质、地球物理、地球化学综合找矿标志，系统研究赋矿岩系、矿化蚀变、矿体等特征，结合高精度地磁测量、激电中梯测深、地球化学测量等工作中的异常信息，对研究区圈定了找矿靶区(见图1)，简述如下：

①号找矿靶区:靶区主体位于闪长岩中，岩体四周分布志留系下统石缝组千枚状板岩、二云石英片岩和志留系中统弯月组英安岩、流纹岩，闪长岩内蚀变带绿帘石化、硅化、褐铁矿化、黄铁矿化等矿化蚀变较发育。正磁异常与蚀变闪长岩良好套合，通过小波多尺度分解后显示岩体垂向上具有一定延伸，激电中梯测深显示闪长岩深部具有高阻-高极化率异常。化探Cu、Au、Ag异常强度高、浓集中心清晰、分带性好。地表工程初步控制了5条铜矿体，3条铜矿化体和1条金矿化体，矿(化)体总体呈北西向展布，主要赋存于闪长岩中，呈脉状、浸染状产出，Cu最高加权平均品位0.347%、金最高品位0.52×10-6。该靶区找矿价值较大，应以工程控制为主，按合理工程间距在矿体走向、倾向进行控制，并加强化探异常高值地段的山地工程揭露验证，进一步扩大矿体规模，是寻找岩浆热液型铜金矿的重点地段。

②号找矿靶区:靶区西部出露志留系下统石缝组结晶灰岩、千枚状板岩、大理岩化灰岩和志留系中统弯月组流纹岩，东部出露早三叠世正长花岗岩。靶区位于正磁异常向负磁背景的过渡带，化探Au、Ag异常分布在流纹岩中，毗邻与正长花岗岩接触带，As异常分布于流纹岩、大理岩化灰岩与正长花岗岩接触带，元素具有外中内带，浓集中心清晰。岩体与地层接触带是成矿的有利部位，交代作用可以使成矿物质富集沉淀，是寻找接触交代型或岩浆热液型金矿的重点地段[6]。该靶区受工作量限制，未能揭露验证，下步工作应投入山地工程进行地表揭露，并开展具有深穿透、高识别性的物探方法，定位深部矿体、异常体的赋存部位，预期达到发现矿体扩大矿床规模的目的。