黑龙江伊春市伊东林场金银矿矿床地质特征及找矿标志

王 兴, 刘旭光, 万太平, 李德胜, 苏永强, 唐 伟

(1.黑龙江省自然资源调查院,黑龙江 哈尔滨 150036;2.黑龙江省矿业集团有限责任公司,黑龙江 哈尔滨 150036)

0 引言

伊东林场金银矿床为近年新发现的矿床。2010—2012年,原黑龙江省地质调查研究总院齐齐哈尔分院在该区开展1∶5万区域地质矿产调查,开展了1∶5万水系沉积物测量工作,并对该区HS-26组合异常进行了查证工作,发现了金矿化点。2014—2018年,黑龙江省地质调查研究齐齐哈尔分院对该处金矿化点开展普查工作,进行了1∶2万土壤测量、1∶2万高精度磁测、激电中梯测量和槽探、钻探等工作,相继发现了26条矿体,其中,金银矿体11条,金矿体5条,银矿体6条,铅锌矿体2条,钼矿体2条,取得了较好找矿突破。截至目前为止,估算Ⅰ2、Ⅰ5、Ⅰ23工业及低品位矿体预测的资源量(334):金4971.78 kg,平均品位为2.71×10-6;银186 830.43 kg,平均品位为101.44×10-6。

但是,该矿区勘查程度较低,矿体工程控制程度低,今后继续增加勘查力度,有望达到中型金银矿床。近些年,一些专家、学者对矿区地质和物化探特征进行了研究[1-4],但对矿床地质特征及找矿标志方面的研究有待深入。本文通过矿床地质特征研究,并进一步总结找矿标志,为下一步探矿增储提供依据。

1 区域地质概况

东北地区的浅成低温热液矿床集中分布于德尔布干矿集区、呼玛矿集区、小兴安岭矿集区和吉东矿集区等4个区带内[5-6](图1)。伊东林场矿区位于小兴安岭矿集区,矿集区内已发现多个浅成低温热液金矿,如高松山大型金矿、团结沟大型金矿和东安大型金矿[6-12]。与太平洋板块俯冲挤压有关的小兴安岭—张广才岭岩浆弧,是浅成低温热液矿床形成的有利部位[1-6],伊东林场金银矿床便分布于此。

图1 东北地区浅成低温热液型金矿矿集区及其地质背景图[1-2]

区域内出露地层有下白垩统板子房组(K1b)和宁远村组(K1n)。板子房组区域上大面积出露,岩性主要为一套灰绿色、灰紫色安山岩、辉石安山岩及其火山碎屑岩、沉火山碎屑岩等夹少量英安岩及火山碎屑岩组合。宁远村组出露面积相对较小,岩性主要为一套灰白色流纹岩及其火山碎屑岩,以流纹质含角砾凝灰岩为主。区域上岩浆活动较为强烈,为中生代岩浆岩。侵入岩为酸性岩,为晚三叠世花岗闪长岩(T3γδ)、晚三叠世二长花岗岩(T3ηγ)和早白垩世花岗闪长岩(K1γδ)。晚三叠世花岗闪长岩呈岩株产出,岩性为细中粒花岗闪长岩,呈浅肉红色,以细中粒结构为主,块状构造。晚三叠世二长花岗岩在矿区南部和东北部呈岩基状大面积出露,岩性为细中粒似斑状二长花岗岩,呈浅肉红色,以似斑状结构为主,块状构造。早白垩世花岗闪长岩呈小岩株零星分布,岩性为中细粒花岗闪长岩,呈深灰色,以中细粒结构为主,块状构造。区域内构造表现为滨太平洋活动大陆边缘活动[7]。三叠纪形成规模较大的南北向构造岩浆带,白垩纪岩浆活动主要表现为大规模火山喷发及少量岩浆活动。断裂较为发育,可分为NE向、NEE向和NW向3组。其中,NE向和NEE向断裂控制岩体侵位,NEE向和NW向断裂为控制火山盆地的主要断裂,且均具有多期活动特征。

2 矿区地质特征

矿区内出露地层简单,为下白垩统板子房组(K1b)和第四系松散堆积物(Qh)(图2)。板子房组岩性主要为灰绿色、灰紫色安山岩、辉石安山岩、英安岩、安山质角砾凝灰岩、含角砾凝灰岩、安山质含角砾岩屑晶屑凝灰岩、安山质角砾熔岩、凝灰质砂砾岩等。在矿区西南部岩石蚀变强,发育有绿帘石化、绿泥石化、绢云母、碳酸盐化、黏土化、黄铁矿化、黄铜矿化、闪锌矿化、方铅矿化、辉银矿化和银金矿化等。含金石英脉位于该组地层。第四系出露河谷中,地势平坦,向河谷两侧微倾斜,堆积物主要为砂、砾石、亚黏土等。

矿区出露大面积的板子房组火山岩,以中性火山喷发—溢流相为主。出露侵入岩有晚三叠世花岗闪长岩(T3γδ)、晚三叠世二长花岗岩(T3ηγ)及早白垩世花岗闪长岩(K1γδ)。晚三叠世花岗闪长岩小面积出露于矿区东北部,岩性主要为细中粒花岗闪长岩,呈浅灰色,以细中粒结构为主,块状构造。晚三叠世二长花岗岩出露于矿区东北部及西北角,岩性为细中粒似斑状二长花岗岩和中粗粒似斑状二长花岗岩,呈浅肉红色,以似斑状结构为主,块状构造。早白垩世花岗闪长岩呈岩株状出露于矿区东南部,岩性为细中粒花岗闪长岩,呈深灰色,以中细粒结构为主,块状构造。

脉岩有安山玢岩、英安玢岩及闪长玢岩等,其中英安玢岩脉多呈NE向平行分布。

矿区内断裂较为发育,主要分为NE向、NW向断裂和火山构造。其中,NE向断裂及其次级构造是主要的控矿和容矿构造。NW向断裂及其次生构造为成矿后构造,对矿体有一定的破环作用。火山作用形成的放射状断裂,各期构造交汇处为导矿、容矿的有利部位。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

目前,矿区共发现矿体26条,达到一定规模的Ⅰ5、Ⅰ2矿体产于板子房组火山岩内(图3),形态为脉状,空间展布与构造方向一致,受断裂控制明显,赋矿围岩主要为英安岩、英安玢岩为主,黄铁矿化、硅化、绢云母化、碳酸盐化、黏土化等矿化蚀变现象普遍,节理裂隙多被碳酸盐细脉、石英细脉充填。

图3 伊东林场金银矿区67勘探线剖面图

最大的Ⅰ5矿体规模最大(图3)。Ⅰ5矿体地表由 63TC103、59-1TC55、59TC63、55TC47等槽探工程控制,深部由ZK6101、ZK6504、ZK6701、ZK6702、ZK6703、ZK6704、ZK6705、ZK6901、ZK7102、ZK7301 等钻探工程控制。矿体呈脉状,总体呈NE向展布,长度大于800 m,沿倾向延伸600多米,走向和倾向都未完全封闭。矿体走向NE60°～70°,倾向330°～340°,倾角70°～75°,总体向SW侧伏,为不规则脉状分布,整体呈舒缓波状,膨胀收缩、分支复合特征。矿体平均水平厚度3.95 m,最大厚度7.99 m,金平均品位2.73×10-6,银平均品位99.17×10-6。赋矿岩石主要为石英脉。

Ⅰ2矿体为隐伏矿体,位于Ⅰ5矿体上部,由 ZK6504、ZK6705、ZK6901、ZK6702、ZK7102 等钻探工程控制。矿体总体呈NE向展布,长度大于600 m,最大倾斜延伸大于600多米。矿体走向NE60°～70°,倾向330°～340°,倾角70°～75°,向SW侧伏,为不规则脉状分布。矿体由工业矿体和低品位矿体相互连接而成。矿体的平均水平厚度1.95 m,最大厚度4.13 m,矿体金平均品位为2.63×10-6,银平均品位为115.70×10-6。赋矿岩石主要为石英脉,其次为硅化角砾岩。

3.2 矿石特征

矿石中金属矿物有辉银矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿(图4)及方铅矿等。金属硫化物含量与金品位呈正相关,反映了金属硫化物与金矿化关系密切。脉石矿物以石英、方解石为主,含少量石膏、斜长石和绢云母。

图4 伊东林场金银矿区矿石显微矿相照片

金、银矿物主要为银金矿、辉银矿、自然银(图5)。银金矿,形状多样,硬度较低,粒度细,主要嵌布于辉银矿边部。辉银矿,呈他形粒状,反射色灰白色带绿色调,具均质性,低硬度,粒度小。自然银,片状,形态近四边形,粒度小,含量很低。

图5 贵金属矿物扫描电镜能谱分析图

矿石结构多呈自形—半自形—他形粒状结构、碎裂结构、交代结构、包含结构。矿石构造有致密块状构造、角砾状构造、稀疏浸染状构造、孔洞状构造、梳状构造、晶簇状构造、脉状构造、网脉状构造、胶状构造、叶片状构造。

矿石自然类型有两种:一种是含金多金属硫化物石英脉型,为主要类型;另一种是含金蚀变岩性,多分布在矿体边部。

3.3 围岩蚀变

矿体围岩蚀变强烈而普遍,分带性明显,由内向外发育硅化 → 绢云母化硅化 → 泥化。

硅化: 以脉状硅化+碳酸盐化+黄铁矿化组合,矿(化)体主要分布于此,为成矿期矿化蚀变。呈脉状、网脉状、细脉状沿岩石断裂、裂隙发育。硅化表现为灰色、灰白色,杂乱穿插于岩石中。石英脉为金矿载体,目前发现的矿体主要为石英脉,是找矿重要标志。

绢云母化硅化: 以面状硅化+绢云母化+黄铁矿化组合,岩石多呈浅灰色,为早期的热液角砾岩有一定关系,一般不含矿。

泥化: 以黏土化+黄铁矿化为主,以泥化为主的岩石多呈灰白色、灰黄色,岩石有褪色、退磁的现象,为早期深部岩体的热液蚀变。泥化带中黄铁矿含量高可圈出黄铁矿化泥化带,激电中梯视极化率上表现为明显的高极化异常。

其中,硅化与金矿化关系最为密切,矿体均分布于硅化带内。

3.4 矿化阶段划分

根据对矿区不同的矿化蚀变特征,初步将矿床成矿过程划分为热液期和表生期。其中,热液期划分5个矿化阶段。

(1)热液期: 为成矿期,碳酸盐石英脉,伴随矿化有辉银矿化、银金矿、黄铁矿化、黄铜矿化、闪锌矿化等。根据矿物组合特征及矿石微观特征(图6),该矿床热液期成矿作用可划分为5个矿化阶段:

第Ⅰ矿化阶段:浅灰色碳酸盐硅质阶段,含少量黄铁矿等金属硫化物,多以稀疏浸染状分布,金品位较低。

第Ⅱ矿化阶段:灰色金属硫化物硅质阶段,含有大量辉银矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等,呈团块状分布,金属矿物较小,为金的主矿化阶段,金品位高。

第Ⅲ矿化阶段:浅黄色碳酸盐硅质阶段,含金属硫化物,金属矿物颗粒较大,金品位很低。

第Ⅳ矿化阶段:白色—浅黄色碳酸盐阶段,部分已结晶形成方解石,不含黄铁矿等金属硫化物,岩石比较纯净,金品位极低。

第Ⅴ矿化阶段:无色—白色石膏阶段,以单独细脉发育,伴有天青石、重晶石等,形成明显晚于碳酸盐硅质,含少量或不含金属硫化物,为金银矿成矿后期,金品位极低。

(2)表生期:成矿后,主要发生表生氧化作用,表现地表为原生矿物被氧化水解成氧化物,长石氧化水解成黏土,黄铁矿氧化成褐铁矿等。

4 控矿因素及找矿标志

4.1 控矿因素

4.1.1 地层因素

东北地区的浅成低温热液矿床,初步确定白垩纪陆相中酸性火山岩为主要赋矿围岩,矿床集中形成于晚侏罗世和早白垩世[5]。板子房组火山岩是含矿地层,从时间、矿体产状看,板子房期可能是热液活动和成矿期。矿体含矿围岩岩性主要为英安岩、其次为角砾岩和英安斑岩,以喷溢相为主,少量为潜火山相。岩石整体较致密坚硬,在冷却中形成的节理和裂隙,是热液充填矿体的贮矿场所,矿体多呈脉状。

4.1.2 岩浆岩因素

晚三叠世花岗岩分布于矿区东北及西北角。早白垩世花岗闪长岩呈岩株状出露于矿区东南部。矿区内Ⅰ号矿化蚀变区整体呈面状,蚀变特征为浅成低温热液蚀变特征。矿区内在矿体附近英安玢岩等次火山岩脉特别发育,主体展布呈NE向,与矿体展布方向基本相同,而且岩石发育矿化蚀变较强,在次火山岩深部发育石英闪长玢岩,石英闪长玢岩与英安岩接触部位硅化强,金品位达到边界以上,同时发育黄铜矿化、闪锌矿化、方铅矿化等,所以推测成矿地质体为石英闪长玢岩或英安玢岩。

4.1.3 构造因素

矿区内成矿期构造主要为NE向构造,这些构造大体平行排列,成群出现,走向50°～70°,倾角60°～80°,同时矿区内发育火山机构,火山作用形成的放射状断裂,各期构造交汇处为导矿、容矿的有利部位,为浅成低温热液矿床的主要赋存部位。

4.2 找矿标志

地层和岩性标志: 赋矿岩石为碳酸盐石英脉,碳酸盐石英脉发育在下白垩统板子房组英安岩。矿体赋存在板子房组,板子房组是伊东林场金银矿床的赋矿地层。因此,下白垩统板子房组、碳酸盐石英脉石主要的地层和岩性标志。

构造标志: NE向断裂及其次级构造是主要的控矿和容矿构造。NW向断裂及其次生构造为成矿后构造,对矿体有一定的破环作用。矿体均产于NE向断裂及其次级构造,控制着矿体的产出,因此NE向断裂为重要的构造标志。

脉岩标志: 区域内金银矿床的形成在时、空上与中酸性火山活动关系密切,矿区内英安玢岩脉多呈NE向平行分布,因此英安玢岩脉是重要的脉岩标志。

蚀变标志: 矿体围岩蚀变强烈而普遍,分带性明显,由内向外发育硅化 → 绢云母化硅化 → 泥化。矿(化)体分布于硅化带内,以脉状硅化+碳酸盐化+黄铁矿化组合,为成矿期矿化蚀变。呈脉状、网脉状、细脉状分布。石英脉为金矿载体,目前发现的矿体主要为石英脉。因此,其中硅化与金矿化关系密切,为主要蚀变标志。

地球化学标志: 根据1∶2万土壤测量结果,金矿化带与 Au-Ag-As-Sb 综合异常相吻合,Au、Ag、As、Sb 异常套合紧密,Au元素异常强度高。因此,Au元素异常强度高,与银、砷、锑套合紧密,为地球化学标志。

地球物理标志: 根据1∶5000高磁测量结果,矿化蚀变带位于负低磁异常内,为热液蚀变退磁的表现。根据1∶2万激电中梯测量结果(图7),矿化蚀变带视极化率表现为高极化背景中低极化,视电阻率表现为中高阻。因此,低磁低阻高极化率背景中高阻低极化为重要的地球物理标志。

图7 伊东林场金银矿区67号勘探线综合剖面图(据文献[2])

5 矿床成因类型

综上所述,区内金矿(化)体与断裂构造和岩浆热液活动关系密切,矿体地质特征显示成矿过程中成矿流体沿断裂带裂隙运移至减压部位成矿,从而在脆性剪切断裂破碎带内形成蚀变岩型金矿体,在张性裂隙中形成石英脉型金矿体。因此,矿床成因类型为与陆相火山—次火山岩(或与火山机构)有关的热液型金银矿[13-16],工业类型为蚀变岩型和石英脉型。

6 结论

(1)伊东林场金银矿区已发现26条矿体,均赋存下白垩统板子房组中的碳酸盐石英脉中,呈脉状产出,围岩蚀变发育,硅化与成矿关系密切。

(2)矿床成因类型为与陆相火山—次火山岩(或与火山机构)有关的热液型金银矿,成矿阶段可划分5个阶段,灰色金属硫化物硅质阶段为主成矿阶段。

(3)金银矿体受近NE向断裂控制,沿次级断裂及裂隙侵入的英安玢岩脉为寻找金银矿体的有利脉岩找矿标志。Au元素异常强度高,与Ag、As、Sb套合紧密,为地球化学找矿标志,低磁低阻高极化率背景中高阻低极化为重要的地球物理找矿标志。