吉林夹皮沟矿集区二道沟金矿床稀土元素特征与成矿模式

于重远 李跃东 张永哲

摘要：二道沟金矿床是夹皮沟矿集区内十分重要的典型金矿床，夹皮沟矿集区属于滨太平洋成矿带的重要矿集区之一。为确定二道沟金矿床稀土元素特征、矿床类型，对岩心样品进行了采集与分析。结果表明：各类岩石均具有向右倾斜的轻稀土元素富集、重稀土元素分异不明显、轻稀土元素曲线的斜率明显大于重稀土元素的特征;发生蚀变与未发生蚀变的岩石轻稀土元素与重稀土元素分异程度高度一致，认为成矿流体来源与中生代中—酸性脉岩（如正长斑岩）关系密切;结合稀土元素特征，进一步确认二道沟金矿床为典型的岩浆热液型金矿床。

关键词：稀土元素特征;成矿模式;含矿构造带;正长斑岩脉;二道沟金矿床

中图分类号：TD11 P618.51文献标志码：A

文章编号：1001-1277（2022）05-0028-06doi：10.11792/hj20220505

夹皮沟矿集区自1820年发现以来，已有200多年的开采历史，累计探明黄金资源储量150 t以上，属于中国重要的金矿集中区之一。该矿集区内成矿条件优越，前景良好[1-3]。但是，由于长期的开采，夹皮沟矿集区的资源已趋于枯竭，资源保有储量急剧减少。因此，如何开拓思路，进一步寻找新的接替资源至关重要。二道沟金矿床为夹皮沟矿集区内目前开采深度最大的矿床，对其加强研究，有助于该矿集区内其他矿床的找矿勘查。本文通过对岩心样品进行采集与分析，探讨二道沟金矿床稀土元素特征，进一步确定了矿床类型，并对成矿模式进行了探讨，以期为夹皮沟矿集区找矿突破提供理论支持。

1 成矿地质背景

夹皮沟矿集区位于吉林省桦甸市东南部，大地构造位置为中亚造山带东部（见图1-A），华北克拉通北缘东段，敦化—密山断裂两侧（见图1-B），北西西向夹皮沟—大石砬子构造带控制着夹皮沟矿集区内矿床与矿化点的分布[4-6]。该矿集区属于滨太平洋成矿带的重要金矿集区之一。二道沟金矿床是夹皮沟矿集区内十分重要的典型金矿床，目前开采深度已超过1 500 m，且矿体向深部延伸的趋势仍十分明显，表明深部具有良好的找矿潜力。

区域出露地层以太古界和元古界为主，中生界和新生界分布面积较小（见图1-C）。太古界夹皮沟岩群可细分为四道岔岩组和三道沟岩组，由中深变质的火山-沉积岩系和太古界侵入岩组成;新元古界色洛河群可细分为北甸子岩组、达连沟岩组、红旗沟岩组，为一套钙碱性火山岩，变质砂板岩及碳酸盐岩组合，基本属于一套中浅变质的层状无序火山-沉积岩系。

区域构造较为复杂，断裂发育，以北西向断裂为主，北东向断裂次之。褶皱多见于南部及南东部，主要为八家子背斜、夹皮沟向斜和会全栈背斜。

区域岩浆活动频繁，分布广泛，主要为五台期花岗岩、加里东期花岗岩、华力西期花岗岩、燕山期花岗岩。区域各种脉岩发育，岩性主要有辉绿岩、煌斑岩、闪长岩、闪长斑岩、花岗闪长岩、正长斑岩、石英正长斑岩、霏细岩等。

2 矿区及矿床地质特征

2.1 矿区地质特征

矿区出露地层主要为夹皮沟群四道岔岩组，主要岩性为斜长角闪岩，呈残留体状分布于兴安—夹皮沟一线南、北两侧的片麻岩内。矿区构造以断裂为主，由早至晚可分为东西向、北西向和北東向3组断裂，基本控制了矿化带（体）、岩浆岩及脉岩的空间展布。矿区岩浆活动强烈，出露岩浆岩主要为五台期哑铃状钾质花岗岩，位于南西部兴安—新立屯一带，呈北西向带状分布。

2.2 矿床地质特征

2.2.1 一号含矿构造带

一号含矿构造带赋存在北西向构造带上盘较近部位的挤压片理化带的断裂中。断裂长3 000余m，含金石英脉呈脉状、似板状产出。矿体走向0°～5°，北端受断裂影响转为350°～360°。倾向南东，倾角60°～88°，深部倾角近直立。工业矿体赋存标高为-900～620 m。矿区浅部，工业矿体由5条含金石英脉组成，自东至西分别为5号脉、2号脉、新1号脉、1号脉、0号脉。平面特征为南部以脉状为主，北部以复脉状为主，显示南端收敛北端撒开的特征;剖面特征为深部矿体由南向北逐渐合为1条。工业矿体沿走向延长820 m，沿倾向延伸大于1 600 m。1号脉沿倾向延伸最大，目前1 410 m中段仍未尖灭（见图2），且深部显示矿体有局部反倾特征，分析其具有一定“丝带效应”。

一号含矿构造带控制了矿区内主要含矿构造及工业矿体，其内断裂性质呈压扭性特征，倾角变化引发矿脉分支复合，走向呈现尖灭再现特征，倾向上出现局部反倾特征，存在无矿间隔，间距为250～600 m。在浅部，一号含矿构造带于6勘探线—8勘探线富集，至深部，逐渐变为1勘探线— 6勘探线富集，并逐渐向北收缩，具有向北侧伏趋势。

一号含矿构造带为北西韧性剪切带的平行构造带，其走向北西、倾向北东，由富集规律推测一号含矿构造带深部倾角将逐渐变缓，倾向整体北东，在倾角由陡变缓变化部位有利于成矿，推测盲矿体赋存标高为-1 700～-1 500 m。2019年，基于深地科研项目，于矿区深部1 410 m中段13勘探线、9勘探线施工钻孔验证，揭露了含金正长斑岩脉，厚度2～7 m，金平均品位3.00×10-6～5.11×10-6，金最高品位10.70×10-6。

2.2.2 二、三、四号含矿构造带

二、三、四号含矿构造带为一号含矿构造带的平行构造带，发育在一号含矿构造带西部，地表由探槽控制，走向长度2 000余m。二、三、四号含矿构造带与一号含矿构造带地表规模相当，但前者内充填强烈蚀变的二长片麻岩等，其表现为脆性断裂，以往钻孔控制的四号含矿构造带附近见有糜棱岩化现象，表明其深部剪切带性质有由脆性向脆-韧性转变的趋势，是成矿的有利条件，推测二、三、四号含矿构造带深部可能有规模较大的矿体存在。

2.2.3 围岩蚀变

矿体中心为烟灰色石英脉，蚀变分带自内向外依次是黄铁矿化→绢英岩化→绿帘石+绿泥石化→铁白云石化+方解石化;金属矿物主要为黄铁矿，其次为方铅矿、黄铜矿。总体表现为明显的较窄侧向蚀变分带，垂向上无明显变化规律，蚀变强度随远离矿体而减弱。与矿化关系最为密切的蚀变为硅化和黄铁矿化，出现在矿脉的两侧，紧靠糜棱岩化斜长角闪岩处，显示围岩对成矿有一定的贡献。热液期烟灰色石英广泛交代围岩中的斜长石和早期形成的石英，黄铁矿多呈浸染状分布于围岩中或构造裂缝、叶理形成的细脉或网脉中。C73A5047-22BF-4A3F-973A-25B88C3E9A3E

3 稀土元素特征及其与成矿作用关系

3.1 样品采集及测试

采集了5件含石英脉蚀变岩、4件斜长角闪岩、5件闪长玢岩及5件正长斑岩，这些样品均为钻孔岩心。稀土元素测试分析工作在中国冶金地质总局第一地质勘查院测试中心实验室完成，采用电感耦合等离子体质谱法分析样品，使用仪器型号为XSERIES-2。实验室采用国家标准物质GBW 07158、GBW 07159、GBW 07160来监测实验准确度，分析精度优于5 %。

3.2 稀土元素特征

二道沟金矿区岩石稀土元素分析结果见表1，稀土元素球粒陨石标准化配分模式图见图3。

闪长玢岩和斜长角闪岩稀土元素总量（REE）最高，平均值分别为139.49×10-6和121.20×10-6，正长斑岩较低，但接近于含石英脉蚀变岩。轻稀土元素（LREE）与重稀土元素（HREE）分异方面，正长斑岩明显强于其他3类岩石，表现为w（La）N/w（Yb）N 值明显偏高。铕异常差距较小，显示除样品SW24外，其余样品δEu均接近1.00，无明显异常。

由图3可知：各类岩石稀土元素球粒陨石标准化配分模式曲线基本一致，反映成矿流体与赋矿围岩具有一定的同源性和继承性。各类岩石均具有向右倾斜的轻稀土元素富集、重稀土元素分异不明显、轻稀土元素曲线的斜率明显大于重稀土元素的特征。铕异常并不明显或无异常，说明可能在岩浆演化过程中斜长石的结晶分异作用并不明显。

含石英脉蚀变岩与正长斑岩的Eu、Ce元素特征十分吻合，显示其成因上具有密切关系。稀土元素总量方面表现为：斜长角闪岩>蚀变斜长角闪岩>正长斑岩，推断斜长角闪岩受后期液作用的影响使得稀土元素受淋滤而损失。虽然本次未直接测试矿石样品的稀土元素含量，但从含石英脉蚀变岩与正长斑岩稀土元素球粒陨石标准化配分模式曲线来看，导致斜长角闪岩发生硅化蚀变的流体与正长斑岩关系密切，或许反映了成矿流体与上侵岩浆的物源一致性。斜长角闪岩和蝕变斜长角闪岩的轻稀土元素与重稀土元素分异程度高度一致，因此不排除变质地层中稀土元素发生迁移作用，或者斜长角闪岩地层中已有金的预富集。因此，从稀土元素特征分析来看，二道沟金矿床成矿流体来源与中生代中—酸性脉岩（如正长斑岩）关系密切，或为同一源区不同的流体过程和岩浆过程的产物，与变质地层的关系是否是金的晚太古代预富集仍需进一步讨论。

本次在测试样品中不包含无明显遭受热液蚀变的正长斑岩，但从井下正长斑岩与矿体的空间产出关系和蚀变分带特征来看，推测稀土元素总量较低的岩浆侵位在前，同一源区的含高挥发分流体在后，流体运移至脉岩与斜长角闪岩地层的构造薄弱处，强烈的水岩反应使斜长角闪岩发生蚀变并产生元素迁移。

4 成矿模式

夹皮沟矿集区受太平洋板块俯冲影响，燕山期深部岩浆流体沿构造运移，在运移过程中，萃取围岩中大量成矿物质，并造成围岩的强烈蚀变。在此过程中，金主要以金硫络合物形式存在。由于流体向着低应力区运移，随着压力降低、含矿流体发生强烈的沸腾作用，CO2、CH4、N2和H2S等气体分离进入气相，分离出的H2S等气体还会导致流体中总硫活度降低，使金硫络合物不稳定，导致金溶解度迅速降低。同时，不混溶过程中释放大量CO2，使成矿流体pH偏离近中性条件而促使金沉淀[7]。

近年来，越来越多的学者认为夹皮沟矿集区成矿与岩浆活动密切相关，而较早的韧性剪切带及中高级变质作用对于成矿的作用更多为形成构造格架、控岩控矿、金的初步富集等。因此，夹皮沟矿集区内成矿区域为燕山期成矿岩浆活动有效影响范围内的有利构造空间及接触带、岩突部位等岩浆侵入系统有利部位。结合二道沟金矿床井下地质特征，从成矿空间的角度考虑，在靠近韧性剪切带上盘边缘的北西向构造带走向上及倾向上的转折端是成矿有利空间（见图4）。

二道沟金矿床为典型的岩浆热液型金矿床，成矿时代为190～210 Ma[8-9]。地层为晚太古代斜长角闪（片麻）岩、蚀变花岗岩等，根据钻孔揭露结果，垂向上没有明显受热力梯度影响的元素分带特征，以Au异常为主，不是典型的陆相火山岩-次火山岩相地层中产出、与火山机构关系密切的浅成低温热液型金矿床。但是，从与矿体紧密产出的一系列中基性—酸性脉岩，以及稀土元素特征分析来看，二道沟金矿床成矿流体来源与中生代中—酸性脉岩（如正长斑岩）关系密切，但无明显证据说明成矿流体是浅部侵位脉岩之后出溶形成的，而且脉岩中的围岩包体也无典型的热液溶蚀边，其作为成矿地质体的可能性较小。

二道沟金矿床深部可能存在隐伏中深成侵入体，井下大量细晶脉岩、伟晶脉岩显示了部分脉岩的特征，推测其为深部中酸性岩浆房结晶分异晚期的产物，或者直接为深部隐伏岩体、岩枝。目前，认为二道沟金矿床成矿地质体为与已揭露正长斑岩脉关系密切的中深成隐伏岩体。

5 结 论

1）二道沟金矿床各类岩石稀土元素球粒陨石标准化配分模式曲线基本一致，反映成矿流体与赋矿围岩具有一定的同源性和继承性。斜长角闪岩和蚀变斜长角闪岩的轻、重稀土元素分异程度高度一致，因此不排除变质地层中稀土元素的迁移作用，或者斜长角闪岩地层中已有金的预富集。

2）二道沟金矿床为典型的岩浆热液型金矿床，成矿流体来源与中生代中—酸性脉岩（如正长斑岩）关系密切，矿床深部可能存在隐伏中深成侵入体，为成矿地质体。

[参 考 文 献]

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Rare earth elements characteristics and metallogenic pattern

of Erdaogou Gold Deposit，Jiapigou high ore concentration area，Jilin

Yu Zhongyuan1，Li Yuedong1，Zhang Yongzhe2

（1.Jiapigou Mining Industry Co.，Ltd.，China National Gold Group Co.，Ltd.;

2.Beijing Jinyou Geological Exploration Co.，Ltd.）

Abstract：Erdaogou Gold Deposit is a very important typical gold deposit in Jiapigou high ore concentration area，which belongs to one of the important high ore concentration areas in off-shore Pacific metallogenic belt.The rock core samples are collected and analyzed to determine the rare earth elements characteristics and deposit types in Erdaogou Gold Deposit.The results show that each type of rocks is characterized by right-inclined LREE enrichment，less obvious HREE differentiation，obviously greater inclination rate of LREE than HREE;the differentiation is highly consistent between altered and yet altered rock LREE and HREE，indicating close relation between ore-forming fluids source and Mesozoic medium-acidic vein rock such as orthophyre;given the LREE characteristics，Erdaogou Gold Deposit is further confirmed as typical magmatic hydrothermal fluid gold deposit.

Keywords：REE characteristics;metallogenic pattern;ore-hosting tectonic belt;orthophyre;Erdaogou Gold Deposit

收稿日期：2021-11-22; 修回日期：2022-02-20

基金項目：中国黄金集团有限公司地质科研专项基金项目（ZJ-KY/2018-ZY-07）

作者简介：于重远（1974—），男，吉林公主岭人，高级工程师，从事矿山地质勘查、找矿及管理工作;吉林省桦甸市夹皮沟镇，中国黄金集团夹皮沟矿业有限公司，132411;E-mail：ycybgs@126.comC73A5047-22BF-4A3F-973A-25B88C3E9A3E