辽宁省三道沟金矿床地质特征和矿床成因探讨.docx
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辽宁省三道沟金矿床地质特征和矿床成因探讨
辽宁省三道沟金矿床地质特征和矿床成因探讨
【摘要】三道沟金矿位于辽宁省凤城市北部，大地构造位置为华北断块北缘，辽东裂谷中段，大石桥―草河口断坳与营口―宽甸断隆的衔接地带。
区域为辽东元古代裂谷环境，经历了漫长的地质作用，地层变质作用较深，构造发育，岩浆活动频繁。
具有良好的成矿地质背景。
本文通过对该矿床地质特征的研究，对矿床成因和成矿机理进行了探讨，认为该矿是受层位、岩浆岩、构造联合控制的复合热液成因金矿。
【关键词】金矿地质特征矿床成因
辽宁省三道沟金矿为近几年勘查的一个中型金矿。
位于辽宁省凤城市北部，行政隶属于凤城市青城子镇林家村。
地理坐标：
东经：
123°40′13″，北纬：
40°45′52″。
本文旨在通过对该矿床特征的研究，探讨该矿床成因，指导该类型金矿进一步找矿工作?
1矿区地质特征
三道沟金矿床位于著名的辽宁省青城子矿田东部。
大地构造位置为华北断块北缘，辽东裂谷中段，大石桥―草河口断坳与营口―宽甸断隆的衔接地带。
区域为辽东元古代裂谷环境，经历了漫长的地质作用，地层变质作用较深，构造发育，岩浆活动频繁。
具有良好的成矿地质背景。
辽河群对区域矿产具明显的层控性，自下而上有硼铁―铅锌―金银之变。
区域上东南部，主要为辽河群下部层位，出露有硼铁矿床等。
南部主要为辽河群大石桥组中、下部层位，以铅锌矿床为主。
北、中部主要出露辽河群上部层位，主要分布有金银矿床，区域上具有一定的元素分带特征。
主要矿床有通远堡硼铁矿、青城子铅锌矿、白云金矿、杨树金银矿、小佟家堡子金银矿，高家堡子金银矿、桃源金矿、白云金矿、冯家金矿、大磨岭金矿等。
1.1地层
矿区仅有辽河群盖县组出露，为一套泥砂质岩石建造。
主要岩性有二云母片岩、黑云母片岩、矽线石云母片岩、黑云变粒岩、变粒岩、浅粒岩等，局部夹有大理岩及透闪变粒岩薄层。
各岩性层呈渐变过渡关系。
其含矿岩石多为黑云变粒岩。
层厚大于700米。
1.2构造
1.2.1褶皱构造
褶皱构造有两组。
一组为东西向线状背向斜，形成时代相当于吕梁期；一组为北北东向倾没背向斜相当于印支―燕山期的产物。
东西向构造以桃源同倾倒转向斜为主体，北邻白云山背斜（区外），南为青城子复背斜中的新岭背斜，属草河口复向斜南翼的次一级褶皱构造。
全长20公里，呈舒缓的反“S”型中间向南凸出，走向由东西转北西西，两翼为大石桥组三段互层带，中心为盖县组片岩，倾向北或北北东，倾角不一。
北翼略陡，南翼略缓。
北东向构造为新岭倾没背斜，基座为东西向新岭背斜核部，二者呈轴迭相交，向北北东向倾没，倾没角10°～20°，延长2千米，与东西向背斜联合控制了新岭花岗岩侵入体的空间位置。
由于倾没背斜的抬起，使原来平缓开阔的桃源向斜，呈局部狭缩状态。
1.2.2断裂构造
按展布方向分为近东西、北西、北东、近南北向四组。
按与成矿关系可分为三期。
①成矿前断裂。
区内较大的为尖山子断裂。
为区内一级断裂，南起杨家岭，经本区至林家-桃源金矿区，一直延伸至白云金矿区，控制区域上金矿展布。
延长约15～20千米，走向330°，局部近南北，倾向北东，倾角60°～80°，断裂带幅宽10～20米，最宽180米。
带内有强烈的片理化、石墨化、泥化、，靠近尖山子地段出现大理岩角砾。
带内发育塑性变形特征，片理化明显、小褶皱发育，枢纽产状不尽一致多为310°方向，反映了主压力方向。
并有早期的刚性岩石被拉断，塑性岩石产生绕流现象。
脆性变形也较明显，反映在破碎物松散。
总之，该断裂带具多期活动特点。
另对其微量元素分布特征研究，金、银、砷元素与之关系较为密切，铅、锌、铜元素与之关系不大。
通过化探次生晕资料，在其边部约几百米范围内（上、下盘），存在金的低缓异常带（5PPb～80PPb），说明了此断裂带与金的成矿有着一定的渊源关系。
②成矿期断裂：
区内成矿期断裂主要为北东向展布的一组平缓断裂。
该组断裂呈现压扭性结构面特征。
总体近水平状态分布，局部有波状起伏变化。
起伏角一般10°～30°。
该组断裂为区内主要的含矿构造。
一般厚度0.2～5.0米。
并有分支复合、膨缩等特征。
厚大金矿体往往出现在一组断裂（倾角稍陡一点）与平缓构造相交部锐角区一定范围内。
或构造明显起伏部，即构造转折部位。
1.3岩浆岩
三道沟金矿的岩浆活动经历了吕梁期，海西期，印支期-燕山期多期活动，就矿区而言，南西侧岩浆活动较强烈，而北东侧岩浆活动影响较弱。
1.3.1吕梁期
①龙庙北沟斜长花岗岩：
位于龙庙北沟与户家堡子沟的分水岭上，岩体形态呈圆球状，直径300-350米，面积约0.32平方千米，侵位于大石桥组PtLd43层中，内倾，倾角25°～60°不等，岩相单一，接触部无蚀变矿化。
②尖山子斜长花岗岩，位于尖山子主峰及两侧，被动侵位于尖山子断裂中，岩体形态为长透镜状，延长1100米，幅宽100米，出露面积0.1平方千米。
两侧大理岩中有铅、锌矿化和铁锰碳酸盐化，花岗岩体本身也有破碎和高岭土化。
1.3.2海西期
在区域范围内海西期岩浆岩以浅成脉状侵入体的形式贯穿于辽河群地层中。
本区龙庙北沟辉石闪长岩脉即是其中之一。
岩脉走向330°～340°，倾向北东或南西，倾角较陡，延深成楔形尖灭。
延长大于4000米，幅宽50～100米，岩石呈灰黑色，中粗粒结构，次辉绿结构，块状构造。
矿物万分主要为斜长石、角闪石、普通辉石，次要矿物有石英、黑云母，付矿物有榍石、磷灰石。
与本区成矿作用关系不明显。
1.3.3印支―燕山期
在林家乃至整个青城子地区，印支期―燕山期岩浆活动之强烈，分布之广泛，对成矿影响之深远，是以往任何时代岩浆活动所不可比拟的。
就本区而言，以新岭花岗岩为中心，向外围辐射的各类脉岩控制着金矿化的分布范围。
新岭花岗岩，位于矿区西南角，侵位于新岭背斜轴部。
岩体形态呈椭圆形，长轴近东西，面积2km2。
接触界线不规则，边缘多岩枝岩脉穿插，且有片岩、大理岩捕掳体。
产状内倾，倾角50°～60°。
岩性为斑状黑云母花岗岩，灰白或淡肉红色，中粗粒斑状结构，块状构造。
节理发育。
矿物成分，斑晶多正长石，长柱状，粒径2×1×1厘米，基质为正长石、石英、黑云母等。
付矿物有锆石、磷灰石、榍石等。
从岩体中心向边缘岩相变化是粒度渐细，斑晶渐少且小，二者渐变过渡。
外接触带有硅化、矽卡岩化。
查氏数值特征属铝过饱和正常成分岩石，怀特数值为S―I型花岗岩，微量元素中Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo等含量高。
稀土元素含量高，ΣREE82.12～148.81，轻稀土远高于重稀土，标准化模式右倾，Eu有负异常，但峰值不明显[]。
K-Ar法同位素年龄217.6～226.7Ma。
成因为印支期同熔花岗岩。
脉岩类：
主要为花岗斑岩和煌斑岩。
花岗斑岩，直接脱胎于母岩，由岩体周边部的岩枝向外演变为岩脉，以岩体北侧的西甸南沟一带分布最多，以北东方向为主，成群成带出现。
岩石呈灰白色―浅肉红色，中细粒或细粒斑状结构，斑晶为斜长石或为正长石，也有石英呈圆颗粒状出现者；即使同一脉体，不同部位也可以有不同的岩性，因此统称为花岗斑岩。
与金的关系和与铅锌的关系一样，只起构造空间和含矿介质作用。
煌斑岩，亦为新岭花岗岩成岩后期分异产物，以岩体南端姜家沟里一带分布最密集，规模最大。
切割花岗斑岩。
岩石呈灰黑―灰绿色，中细粒斑状结构，块状构造。
矿物成分有斜长石、角闪石及少量黑云母等。
根据岩性又分为云斜煌斑岩和闪斜煌斑岩，云斜煌斑岩中有大颗粒的正长石呈斑晶出现，粒径2×1×1厘米。
由于岩脉急剧冷却边缘有“淬火”作用岩石呈浅灰白色致密块状。
向中心相渐变深绿色，粒度渐变粗些。
与金矿关系密切，为容矿主要围岩之一。
2矿床地质特征
2.1矿体特征
林家三道沟金矿床经钻孔和坑道控制，主矿体为5号矿体，其次还有规模较小的5-1、5上平、5下平及5-2、3、4、4-1、6、8脉等。
5号矿体：
含矿岩石主要为硅化破碎黑云母变粒岩及黑云母片岩，局部为蚀变煌斑岩。
矿体呈似层状，与片理斜交，总体近平卧状态，具波状起伏变化。
矿体平面上呈一丁字型，北侧为北西向展布，控制断续延长500米，南侧为北东向展布，控制延深300米。
矿体沿104线非常稳定，且金品位较高。
东部连续性差，品位降低。
金矿体垂厚1.0～6.3米，平均厚度2.11米。
金品位1.00～26.12×10-6，最高28.90×10-6，平均品位5.05×10-6。
由于北东向断裂切割，矿体呈阶梯状，控制标高+290～+369米。
5-1号金矿体：
位于5号矿体上部，含矿岩石为蚀变黑云变粒岩。
总体近北西向，北东倾，倾角25°。
控制延长35米，延深30米，垂厚1.23米，金品位1.14～12.98×10-6，平均3.99×10-6，控制标高+325米。
5-1-1号矿体上盘平行脉，含矿岩石为蚀变黑云变粒岩，总体走向近北东向展布，南东倾，倾角5°。
控制延长140米，延深40米，垂厚0.89～1.49米；金品位3.25～3.40×10-6，平均3.34×10-6，控制标高+345米。
5-1-2号矿体，为5号矿体下盘平行脉，含矿岩石蚀变黑云变粒岩，总体走向近北东向，南东倾，倾角5°，垂厚2.29米，金品位2.68～4.18×10-6，平均3.46×10-6。
控制标高+322米。
2.2矿石质量特征
2.2.1矿石矿物组合及结构构造
①矿石矿物组合。
该区矿石类型单一，矿石中的金属矿物有黄铁矿、毒砂、砷黝铜矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿等。
以黄铁矿为主，在矿石中含量达7%以上，毒砂次之，占1%左右，其它金属矿物含量均小于0.2%。
非金属矿物以石英为主，其次为绢云母、长石和碳酸盐，其中石英含量高达43%以上，绢云母、长石占8～19%。
余者矿物含量都在4%以下。
②矿石结构构造。
矿石的金属矿物（主要指黄铁矿、毒砂等）呈团块状细脉状，稠密浸染或稀疏浸染分布于脉石矿物中。
矿石结构主要有自形粒状、自形―半自形粒状，它形不规则粒状等。
构造主要为团块状、浸染状、细脉状、晶洞状和角砾状等。
2.2.2金银矿物赋存特征
①金银矿物相对含量和粒度。
矿石中主要见到二种金银矿物，即自然银和银金矿，其含量前者高于后者，银金矿占46.74%，自然银占53.26%。
从镜下观察得知，该区金矿物成色较低。
镜下统计金银矿物粒度发现，该区金银矿物粒度均较细，一般均在10微米以下，二种金银矿物自然银粒度比银金矿粒度略粗，就0.01-0.005mm粒级比较，自然银含量85.75%，而银金矿仅为24.29%，二者含量相差60%左右（见表1）。
金银矿物粒度统计结果表1
矿物不同粒级含量（%）
0.01-0.0050.005-0.001<0.001合计
银金矿24.2973.961.75100
自然银85.7514.130.12100
银金矿多以粒状，麦粒状分布为主，其它颗粒形态、产出较少；自然银均以粒状分布，其它颗粒形态未见。
②银矿物赋存状态。
通过可见金银矿物嵌存状态统计，发现金银矿物主要分布在脉石矿物中，仅有少量分布在黄铁矿中。
金银矿物主要以包裹金形式存在。
但有相当数量的不可见金赋存于金属硫化物中（见表2）。
金银矿物嵌存状态统计结果表2
嵌存类型不同赋存类型金银矿物含量（%）
银金矿自然银
银金矿在黄铁矿中7.12 银金矿在石英中88.99
自然银在石英中99.53
银金矿在黄铁矿裂隙0.51
银金矿在石英裂隙3.38
自然银在石英裂隙0.47
合计100100
2.2.3成矿期、成矿阶段及矿物生成顺序
根据矿石中矿物相互关系，成矿期、成矿阶段及矿物生成顺序见表3。
成矿期、成矿阶段及矿物生成顺序表3
成矿期
矿物铅锌银成矿期金成矿期独立银
成矿期氧化期
黄铁矿-
铅锌阶段铅锌-
银阶段毒砂-
金阶段石英-碳酸盐阶段
石英---------------------------------------------
黄铁矿--------------------------
毒砂--------------------------
磁黄铁矿--------------------------
方铅矿-----------------
闪锌矿-----------------------
黄铜矿---------------
砷黝铜矿--------
深红银矿--------------
银金矿---------------
自然银-------
磁铁矿-----------------------
赤铁矿-------
褐铁矿-------
长石----------------------------------------------
绢云母--------------------------
碳酸盐-------
高岭土--------
石墨--------
2.2.4矿体围岩
矿体上下盘围岩，主要是黑云母片岩、黑云变粒岩及少量的煌斑岩等，矿物成分是黑云母、白云母、斜长石、石英等，化学成分主要为SiO2、Al2O3，其次为FeO（Fe2O3）、K2O、Na2O等。
含金硅化蚀变岩带与围岩介线尚属清楚，为断层接触关系，但矿体在蚀变岩带内需用样品圈定，矿体边界为技术边界。
3矿床成因探讨
林家三道沟金矿位于高家堡子―小佟家堡子矿床北部，并与之相毗邻，有相似的成矿地质环境。
由于青城子东部大中型金银矿床的发现，近来年有不少学者和专家对高家堡子―小佟家堡子矿床围绕着矿床成因进行系统的研究工作，根据他们分析测试数据，结合野外区域及矿床观测资料分析认为，矿床成因为：
金银等成矿物质主要来自下元古界赋矿地层；成矿流体为大气降水，经构造―岩浆地温场的驱动（主要为印支―燕山期）形成的渗流热卤水为主；硫源由赋矿层提供。
成矿热液为中低温（230°～130°），高盐度（8～10.9wt%），贫铅富银，富金，富锌，相对低的硫逸度（logas2-17.5～-18.0），强还原的成矿介质中成矿。
因此，矿床成因为复合热液成因金矿。
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