辽东猫岭矿集区金矿床地质特征、空间分布及找矿要素

2023-09-12韩晓涛金秀英代显峰邱海成陈军典

黄金 2023年8期

韩晓涛,金秀英,高倩,代显峰,张一,邱海成,陈军典*

(1.辽宁省物测勘查院有限责任公司; 2.辽宁省地矿集团海洋生态监测中心有限责任公司;3.辽宁省自然资源事务服务中心; 4.辽宁五龙黄金矿业有限责任公司)

*通信作者:陈军典(1985—),男,正高级工程师,从事地质与生态修复工作;E-mail:850449274@qq.com

辽东是辽宁省重要的金多金属矿集中地,金矿床主要分布于猫岭、青城子、五龙等矿集区内[1-4]。其中,猫岭矿集区位于辽东半岛西部,呈近北西向分布,长约30 km,宽约10 km,面积约300 km2,产有猫岭、大东沟、金厂沟、王家崴子等大中型金矿床[5],以及二十多处小型金矿床(点)。其中,猫岭金矿床金资源储量已达183 t[6];大东沟金矿床金资源储量已达6.4 t,平均金品位为2.03 g/t[7-9]。前人研究成果多集中于单个金矿床,很少从矿集区尺度探究金矿床地质特征和空间分布规律。本文简要介绍猫岭矿集区内的2个典型矿床(猫岭金矿床和大东沟金矿床)的地质特征,总结找矿要素,对于猫岭矿集区金矿勘查工作具有重要的理论与实践意义。

1 区域地质特征

猫岭矿集区大地构造位于华北克拉通北缘辽—吉造山带内(见图1-A)。辽—吉造山带属于龙岗地块和狼林地块间的碰撞造山带。古元古代末期,辽东演化到稳定华北克拉通阶段。晚古生代—中生代,该地区经历强烈的构造-岩浆热液活动[1,10]。

1—盖县组二段 2—盖县组一段 3—大石桥组和里尔峪组 4—晚三叠纪花岗岩 5—晚侏罗纪花岗岩 6—古元古代花岗岩 7—榆树砬子组 8—青白口系永宁组 9—Au异常 10—Ag异常 11—Cu异常 12—Pb异常 13—Zn异常 14—As异常 15—Sb异常 16—Hg异常 17—岩体年龄 18—中、大型金矿床及编号 19—小型金矿床、矿点及编号 20—小型铅锌矿床、矿点及代号 21—构造 22—产状 23—复向斜铅锌矿床(点)名称:TD—头道沟 ZJW—张家崴子 LJ—吕家堡子 DH—大壕沟 WB—望宝盖 MJ—马家堡子 LT—骆驼磊山 DD—大德堂 ZJ—赵家沟 ZZ—展子沟

区域出露地层主要为古元古代辽河群盖县组(Pt1gx)、大石桥组和里尔峪组(Pt1d+Pt1lr)。其中,盖县组由2段组成(见图1-B)。一段(Pt1gx1)以二云片岩为主,夹黑云斜长片麻岩和变粒岩;二段(Pt1gx2)以绢云千枚岩为主,夹变质石英砂岩[1]。辽河群与中生代花岗岩及岩脉呈侵入接触关系。

区域地层经历过绿片岩相至角闪岩相的区域变质作用。其中,盖县组原岩为一套以黏土、半黏土质陆源碎屑沉积夹中酸性火山岩或火山碎屑岩的沉积建造。

区域构造较发育,规模较大的褶皱为近东西(北西西)向的巨型复向斜,即盖县—岫岩复向斜,该复向斜广泛发育次级构造。断裂以北东(北北东)向和北西向断裂为主,是主要控矿构造。北东向断裂是区域深大断裂体系,呈现为压性或压扭性断裂及一些中基性岩脉组,在区域航磁及重力场反映为较明显的梯度密集带[11];北西向断裂以一定规模的韧性剪切带形式产出,表现为左行剪切,常呈韧脆性特征[12]。北东(北北东)向和北西向断裂是重要的控矿-含矿系统[13]。

区域岩浆岩主要有2期,分别为:①小面积出露的古元古代侵入岩,前人研究较多的为矿洞沟岩体,如二长花岗岩锆石U-Pb年龄为1 871 Ma[14],正长岩及闪长岩锆石U-Pb年龄为1 870～1 879 Ma[15],角闪辉石正长岩锆石U-Pb年龄为1 850 Ma[16],这些年龄数据较好地限定了矿洞沟岩体的形成时代。②大面积出露的中生代侵入岩,如古道岭岩体主体为细粒黑云母二长花岗岩,侵位时代为112～127 Ma[17];卧龙泉岩体主要为似斑状黑云母二长花岗岩,锆石U-Pb年龄为183 Ma[16]和194 Ma[18],卧龙泉岩体侵位时代限定为早侏罗世。猫岭岩株年龄为128 Ma,侵位时代为早白垩纪[6]。岫岩龙潭地区似斑状黑云母二长花岗岩形成时代为晚三叠世[19]。

此外,猫岭矿集区内出露较多的岩脉有闪长玢岩脉、花岗斑岩脉等,岩脉内常见花岗岩捕虏体。部分花岗岩和岩脉本身具有金矿化蚀变现象,其年龄多在130～211 Ma[13],如大东沟金矿区石英闪长岩脉为140 Ma[7]。

猫岭矿集区位于营口—宽甸金重砂异常区,自然重砂矿物组合以自然金、铅、铜、白钨矿、辰砂、黄铁矿组合为主[20]。以金、银为主的重砂矿物主要受古元古界辽河群与金矿有关的层位及以北东向或北西向为主的导矿断裂、有关岩体控制。水系沉积物和土壤次生晕地球化学异常以Au、Ag、As、Pb、Sb、Hg、Cu、Zn等为指示元素(见图1-B)。地质资料显示,As元素是猫岭矿集区内重要的化探指示元素[11]。这些化探异常对于圈定金找矿靶区起到关键作用。

2 金矿床(点)空间分布特征

猫岭矿集区位于辽东半岛西部,已探明特大型金矿床1处,中型金矿床3处,以及二十多处小型金矿床(点)。猫岭矿集区金矿床(点)地质特征见表1。通过研究猫岭矿集区的32个金矿床(点)的空间位置关系,认为该矿集区呈近北西向带状分布,与辽河群盖县组空间展布基本一致,具一定的金成矿专属性。同时,猫岭矿集区也是近东西向大石桥—草河口复向斜(断坳)及虎皮峪—宽甸复背斜(断隆)区域主体构造的一部分。金矿床(点)集中分布于褶皱两翼和北西向断裂及其派生的次级断裂附近,受东西向褶皱和北西向断裂联合控制。

表1 猫岭矿集区金矿床(点)地质特征

金矿床(点)主要围绕中生代岩浆岩(卧龙泉岩体)分布,按照热液成矿理论,划分为3种矿床成因类型,分别为:岩体外围主要为热液蚀变岩型,岩体与围岩接触带主要为热液蚀变-石英脉型,岩体内部主要为热液石英脉型。具体为:

1)热液蚀变岩型,为猫岭矿集区金矿床的主要成因类型,占比达50 %。矿体主要赋存于辽河群上部碎屑岩沉积建造(盖县组二段千枚岩),分布有猫岭金矿床(特大型)、大东沟金矿床(中型)等,金资源储量大。

2)热液蚀变-石英脉型,为猫岭矿集区的过渡类型,占比为25 %。矿体主要赋存于辽河群上部碎屑岩沉积建造(盖县组一段片岩)与岩体接触带,主要分布有王家崴子金矿床(中型)、金厂沟金矿床(中型)等,金资源储量可观。

3)热液石英脉型,占比为25 %。矿体主要赋存于中生代岩浆岩系统,岩性主要为似斑状黑云母二长花岗岩,金资源储量整体较小。

此外,猫岭矿集区内矿化类型因围绕卧龙泉岩体而不同。该岩体以西主要为金矿化,分布约十余处金矿床(点);以东主要表现为铅锌矿化,分布约十余处铅锌矿化点,见图1-B。

3 典型金矿床地质特征

猫岭金矿床勘查开始于20世纪90年代,前人在矿床地质特征、构造、侵入岩、矿床成因和外围成矿远景区预测等方面做了大量工作[12,21-24]。大东沟金矿床勘查始于2009年,基础研究相对较少。

3.1 猫岭金矿床

猫岭金矿床位于辽宁省盖州市太平庄乡。矿区地层主要为辽河群盖县组二段(见图2),岩性为绢云千枚岩等,矿体受该层位控制。矿区构造处于北东向与北西向古老基底断裂交会处。矿体主要赋存于太平庄向斜的层间滑动带。其中,北北东向断裂具有明显的构造片理化,是主要的导矿容矿构造,其次为北西向断裂。

1—似斑状黑云母二长花岗岩 2—盖县组二段 3—岩脉 4—榆树砬子组 5—矿化带及编号 6—矿体 7—主要构造 8—岩体年龄

矿区及其外围中生代岩浆杂岩发育,其中与金成矿关系最密切的白垩纪猫岭似斑状黑云母二长花岗岩岩株(猫岭岩株),年龄为128 Ma[6]。该岩株边缘具片麻状构造,局部发育细脉浸染状金矿化。矿区出露闪长玢岩、闪长岩等岩脉,呈北西向和北北东向产出。区域航磁显示,猫岭岩株与卧龙泉岩体在深部应连接为一体。

矿区围岩蚀变可细分内、外蚀变带,内蚀变带以硅化为主,伴有钾化和碳酸盐化。外蚀变带以绿泥石化为主,次为黑云母化,伴有弱硅化和磁黄铁矿化。

矿区共探明4条矿化带,探明金资源储量183 t,平均金品位0.87 g/t,具有规模大、品位低的特点。其中,Ⅰ号矿化带发育主要矿体,长约1 500 m,宽80～470 m,延伸300～500 m,倾向288°～315°,倾角50°～70°。矿体与围岩界线不明显,需靠化学分析界定。

矿石类型主要为细脉浸染状矿石、揉曲状硫化物矿石,其次为网脉状多金属矿石等。矿石结构以他形粒状结构为主。矿石构造以细脉浸染状构造、条带状构造为主。

矿石矿物主要为自然金、银金矿、毒砂、磁黄铁矿等;脉石矿物主要为石英、长石、绿泥石等。矿石有益组分为Au、Ag、Cu、Pb、Zn,有害组分为As。毒砂含量最高及黄铁矿含量低是该矿床的特征之一。

早期研究认为,猫岭金矿床形成于古元古代。例如,喻钢等[22]获得猫岭金矿床毒砂Re-Os等时线年龄为2 316 Ma±140 Ma;邱小平[12]依据辽河群变形、变质作用及其与金矿化关系,推断猫岭金矿床成矿时代为古元古代后期,年龄为2 000～2 200 Ma。但是,近期研究认为,猫岭金矿床成矿与中生代的花岗岩有关。例如,张朋等[14]获得卧龙泉二长花岗岩、猫岭似斑状黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄分别为194 Ma 和196 Ma,因此认为该矿床形成于早侏罗世;刘军等[6]报道卧龙泉二长花岗岩、猫岭似斑状黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄分别为183 Ma和129 Ma,认为猫岭金矿床形成于燕山期。新的高精度测年数据表明,这些岩体可能为复式岩体,为多阶段产物。结合区域金多金属爆发成矿特点[25],推测猫岭矿集区内金矿床的形成可能与中生代多阶段岩浆活动有关[26],主成矿期可能发生在晚侏罗世—早白垩世。

3.2 大东沟金矿床

大东沟金矿床位于辽宁省盖州市。矿区整体位于盖县—古楼子复向斜西端北翼,华铜—分水金多金属成矿带中部。矿区赋矿地层为辽河群盖县组二段(见图3),局部发育磁黄铁矿等硫化物,金含量较低。矿区构造按展布方向大致分为北西向、北西西向—东西向、北东向3组。其中,北西向构造是主要控矿构造[9]。

1—黑云母石英闪长岩 2—盖县组二段 3—黑云母化绢云千枚岩 4—变质石英砂岩 5—变质巨厚层石英砂岩 6—岩体年龄 7—矿化蚀变带 8—主要构造 9—构造行迹 10—背斜 11—向斜

矿区岩浆岩主要为侏罗纪卧龙岗岩株及岩脉,近东西向展布,岩石类型主要为黑云母石英闪长岩,年龄为140 Ma[7]。黑云母石英闪长岩与金成矿关系密切。矿区内岩脉较发育,岩性主要为石英闪长岩斑岩等。

矿区围岩蚀变主要为硅化,其次为绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化。

现阶段,共圈定矿体33 个。其中,3个矿体出露地表,其余为隐伏矿体,金资源储量6.4 t,平均金品位2.03 g/t。矿体均呈脉状或似层状,近北西向展布。多数矿体呈宽缓的背斜,北东翼倾角15°～31°,南西翼倾角10°～18°。矿体与围岩呈渐变过渡关系。

矿石类型与猫岭金矿床基本一致。矿石结构以半自形—他形粒状结构为主,碎裂结构、糜棱结构次之。矿石构造常为条带状构造、浸染状构造、致密块状构造等。

矿石矿物为黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂,毒砂含量相对猫岭金矿床较少。脉石矿物主要为绢云母、石英、绿泥石等。

矿区内卧龙岗黑云母石英闪长岩岩株侵位年龄为140 Ma[7],形成于早白垩世,与区域上晚侏罗世—早白垩世重要的成岩成矿事件吻合。黑云母石英闪长岩的外接触带普遍发育宽约300 m的黑云母蚀变带,该蚀变带内发育透镜状黑云母角岩,为热接触交代变质作用的产物。

4 找矿要素

猫岭矿集区出露大面积中生代岩浆岩,以花岗杂岩为主[27-28],属地壳重熔型花岗岩[11-19],斑岩等脉岩广泛发育。盖县组本身具有较高金丰度,可作为金的原始矿源层,现有年龄、同位素地球化学资料和岩体、岩脉的时空关系表明:绝大部分情况下,含矿流体来源于中生代花岗岩类,成矿热液多以热液为主。猫岭矿集区容矿围岩盖县组较老(古元古代),但成矿过程较新(中生代)。

综上所述,猫岭矿集区是一个赋存于古元古代辽河群沉积建造,与中生代侵入岩相关的热液成矿系统。成因类型以热液蚀变岩型为主。矿床具有规模大、品位低的特点。猫岭矿集区金找矿要素见表2。