吉林四平市山门银矿床地质特征及找矿标志

冯明，陈力，周鹏富，崔立新

（1.吉林大学应用技术学院，吉林长春130022；2.吉林大学建设工程学院，吉林长春130026；3.吉林省地质矿产局第二地质调查所，吉林省吉林市132000；4.吉林省地质矿产局第五地质调查所，吉林九台131000）

吉林四平市山门银矿床地质特征及找矿标志

冯明1，陈力2，周鹏富3，崔立新4

（1.吉林大学应用技术学院，吉林长春130022；2.吉林大学建设工程学院，吉林长春130026；3.吉林省地质矿产局第二地质调查所，吉林省吉林市132000；4.吉林省地质矿产局第五地质调查所，吉林九台131000）

山门银矿床位于大黑山断隆南部，为浅成低温热液银矿床.通过对矿床地质特征、地球物理特征、矿石类型、成矿期次、流体包裹体及稳定同位素地球化学特征的研究，确定该矿床的找矿标志为北北东向张性断裂，硅化，Ag、Au、Pb、Zn为主的土壤化学异常，低电阻率异常.成矿温度为低温，低盐度，成矿流体为以大气降水为主.该标志对于在大黑山条垒一带寻找同类矿床具有一定的指导意义.根据以上标志，划分出3个成矿远景区.

银矿；找矿标志；山门；吉林省

山门银矿大地构造位置属依兰-伊通断陷西缘大黑山断隆南部，距华北板块北缘50 km.该矿区正处于布格重力正异常与负异常梯度带上并在正异常处.中生代以来本区主要受滨太平洋构造域活动的影响，断裂构造十分发育.燕山运动早期，以韧性变形为主，在本区出露3条北北东向韧性剪切带，其中银、金均有少量富集［1］.燕山中期，受太平洋板块的影响，形成了一系列北北东向的脆性断层，叠加在韧性剪切带之上.主要构造线以北北东向为主，控制了区内岩浆活动和成矿作用.区域火山活动频繁，火山岩极为发育，岩石类型从早期的基性岩浆到晚期的酸性岩浆均有，形成一个完整的火山活动旋回.

1 矿床地质特征

矿区出露地层主要为奥陶系中统黄莺屯组（O2h），其总体展布方向为北北东向，由于受到后期的构造-岩浆活动和改造作用，多呈不连续带状或孤立岛状分布.黄莺屯组主要分布于艾家沟以南，断续延伸到盘岭一带，呈不完整的背斜分布.主要岩性，下部为片岩、变流纹岩和变英安岩；中部为大理岩及变质砂岩；上部为变质粉砂岩、变质细砂岩及板岩.该组岩系中银的背景值高（大理岩原岩光谱分析表明银含量为0.72×10-6；变质粉砂岩原岩光谱分析表明银含量为1.17×10-6），一般为地壳克拉克值的十几倍，对成矿极为有利.该岩层由于岩石孔隙发育，化学性质活泼，有利于成矿热液的渗透和交代，是矿区矿化富集最有利的围岩（图1）.

图1 山门银矿区地质简图Fig.1 Geologic sketch map of the Shanmen silver orefield

矿区侵入岩为印支期靠道子闪长岩体（δ51）和燕山期东粉房屯二长花岗岩体（ηγ52-2）.

靠道子闪长岩体主要分布于矿区西侧，位于矿体的上盘.由于岩浆分异作用，岩体边部相对碱硅质成分增高，形成了石英闪长岩，呈北北东向带状分布.该岩体岩石化学特征表现为，稳定同位素87Sr/86Sr=0.70544，δEu=0.9082，化学成分Na2O＞K2O，Al/（K+Na+2Ca）＜1，副矿物组合为榍石-磷灰石-磁铁矿型，属壳幔同熔型岩浆岩，锆石U-Th-Pb法年龄为193.3 Ma，属于印支晚期产物.

东粉房屯二长花岗岩体出露于张家屯-大窝堡一带，在矿区呈北北东向狭长带状分布，在高家店、南大架子山一带呈小岩株产出，主体位于北北东向韧性剪切带底板.区域上，南北长大于20 km，东西宽1～2 km，主要沿印支期靠道子闪长岩体边缘展布，并侵入于石英闪长岩体中.岩浆期后自交代作用表现为钾长石化和黑云母、石英水化现象.该岩体岩石化学特征表现为，87Sr/86Sr=0.71576，δEu=0.45，岩石富碱，化学成分K2O＞Na2O，Al/（K+Na+2Ca）＞1，副矿物组合为锆石-磷灰石-磁铁矿型，石英矿物δ18O（SMOW）9.2‰，K-Ar法年龄为158 Ma；锆石U-Th-Pb等时线年龄为150 Ma，属燕山中期产物.另外矿区发育有成矿期的脉岩，如辉绿岩、煌斑岩（122 Ma）、闪长玢岩和斑状流纹岩（67 Ma）.

矿区内主要构造线方向为北北东向.成矿前断裂以韧性剪切带为特征，矿区主要发育3条呈北北东向平行排列的韧性剪切带，其长度均在10 km以上，贯穿整个矿区.剪切带中部（古洞屯附近）均被北西走向的晚期脆性断层错断，使得韧性剪切带走向发生明显的改变，北段韧性剪切带走向为20～30°，南段走向为40°左右，总体倾向北西，倾角一般在50～65°.在强糜棱岩带，银、金元素有一定程度的富集.成矿期构造为脆性断裂，叠加在韧性剪切带之上.该断裂带由15条张性断层组成，成为银矿的控矿和容矿构造，晚期的北西向断裂构造对银矿具有破坏作用［2］.

山门银矿床呈北北东向分布，从张家屯往南西方向，可以划分成5个矿段：张家屯矿段、龙王矿段、卧龙矿段、营盘矿段和古洞矿段.卧龙矿段处于矿区中部，是最重要的矿段，由3个矿带组成，平面上呈左行斜列，倾向上向下盘斜列，受控于北北东向张性断裂带.Ⅲ号银矿带地表出露300 m，大部分隐伏地下，埋深50～100 m，延长2000 m，平均厚度3.08 m，矿化主要富集在0～200 m标高区间，矿化连续，银平均品位175.55×10-6，金平均品位1.5×10-6，共圈出5条矿体.Ⅱ号银矿带位于Ⅲ号银矿带的下盘，相距100 m，银矿体呈不规则脉状产出.矿体厚度变化大，局部膨大，厚度可达9 m，平均厚度1.99 m，银平均品位185.84×10-6，金平均品位1.92×10-6.Ⅰ号银矿带位于Ⅱ号银矿带的斜列下盘，最大连续长度大于650 m，向南延伸进入营盘矿段.矿体呈脉状，局部（43勘探线）呈透镜状，平均厚度2.3 m，银平均品位242.99×10-6，金平均品位1.63×10-6，共圈出3条矿体.

2 矿石特征

银矿石呈灰黑色、深灰色和黑色，半自形—他形粒状结构、碎裂结构、交代结构、包含结构和填隙结构，角砾状构造、浸染状构造、团块状构造，局部呈多孔、细脉状构造.矿石中银主要以自然银、银金矿、辉银矿和锌银黝铜矿分布于金属矿物颗粒之间或裂隙中.银矿物形态为不规则粒状、树枝状、叶片状.银矿物颗粒主要集中在0.01～0.05 mm，占78.6%；大于0.1 mm者占6.8%；小于0.01 mm者占11.8%.矿石中以独立矿物存在的银占78.5%；分散到黄铁矿、方铅矿和闪锌矿中的银占20.31%，以显微包体或类质同象形式存在.矿石含银硫化物很少，占3.04%，且颗粒细小，呈星点状分布.脉石矿物有石英、方解石、绢云母、长石等.

3 成矿阶段

矿化作用分成3个阶段.第一阶段为黄铁矿-绢云母化阶段，早期成矿热液沿着构造带充填交代，形成含少量黄铁矿和绢云母的蚀变变质粉砂岩、大理岩，微量元素特征为，银22×10-6，金0.21×10-9，为弱的银、金矿化阶段；第二阶段为石英-银、金多金属阶段，该阶段成矿热液交代围岩及前期蚀变岩石，形成角砾岩型矿石，含少量黄铜矿、方铅矿等，为主要的银、金矿化阶段，该阶段微量元素银平均为312×10-6，金为8.65×10-9；第三阶段为石英-铅锌阶段，表现为铅、锌大量出现，该阶段微量元素银平均为347×10-6，金为4.5×10-9，银矿化较弱.

4 蚀变特点

围岩蚀变总体呈带状，蚀变分带明显，围绕着矿体两侧呈对称分布，自矿体向两侧依次为银金矿化带—强硅化带—黄铁绢英岩化带—伊利石水云母化带—碳酸盐化带—泥化、冰长石化带.各种蚀变相互叠加，由矿体向两侧蚀变逐渐减弱.

硅化主要发生在矿体两侧的变质粉砂岩、大理岩中，呈网脉状、细脉状和团块状沿围岩微裂隙进行充填和交代.硅化有3期，早期为灰黑色石英脉，充填交代构造带两侧围岩，由于交代不彻底，显微镜下可见围岩的残留体阴影，主要有自然银、辉银矿和锌银黝铜矿，银的平均品位117×10-6，金为1.65×10-9.中期以白色石英脉为主，呈网脉状，穿插交代灰黑色含矿蚀变岩，形成高品位含矿地段，银的平均品位1500×10-6，金为4.5×10-9.晚期硅化以似脉状产出，分布于矿体下盘，银、金品位较低.银、金矿化与硅化关系密切，硅化强烈地段矿化好.黄铁矿化主要发育于蚀变变质粉砂岩中，黄铁矿呈星点状分布，早期呈五角十二面体晶形，较自形，粒度在0.5～1 mm；晚期黄铁矿为半自形—他形晶，以五角十二面体和立方体聚形为主，粒度在0.1～0.05 mm.伊利石-绢云母化呈线形分布，镜下观察到除分解置换斜长石外，还呈细脉、网脉沿裂隙分布.碳酸盐化表现为方解石细脉密集分布，充填在变质粉砂岩裂隙中.

矿石类型主要为蚀变岩型银矿石，矿体中心为细脉浸染状和团块状银矿石，边部为网脉状银矿石.在矿体外侧围岩中矿石则为黄铁矿化、硅化角砾岩型.

5 地球物理场特征

山门银矿视电阻率（ρs）的展布规律，表现出低阻异常呈北北东向展布，均由银矿体、含银变质粉砂岩、含银石墨硅化大理岩和含碳构造角砾岩引起.银矿石和银矿化地质体具有高充电率和相对低的电阻，与围岩有明显差异，因而构成本区电法找矿的良好的地球物理前提.但含碳和石墨化岩石构成电场干扰，其中含碳大理岩充电率为10%，高于围岩而低于矿化体，电阻率高于含银矿化体.石墨化碎裂大理岩充电率最高，高于矿体，而电阻率又较低，电场特征不明显.矿区岩石磁性普遍低，作为围岩的中酸性侵入岩、变质火山岩和脉岩都有一定的弱磁性，而地层中各种岩石磁性极弱，可视为零.银矿产于构造带中，构造岩无磁性，因而构造带可以是负磁场带.

6 流体包裹体特征

山门银矿流体包裹体样品均采自矿体及强蚀变岩石，石英、方解石中原生流体包裹体比较发育.流体包裹体测温数据及物理化学参数特征见表1.流体包裹体类型为气液相，少数为单相液相包裹体，包裹体的颜色常呈淡黑色和淡灰色，大多数介于5～10 μm,最大为0.025 mm，形态多呈不规则状、椭圆状、多边形状，个别呈圆状或负形晶.包裹体数量少，分布无规律，多呈孤岛状或杂乱分布.气液比例为1∶5～1∶10.成矿阶段包裹体均一温度在152～185℃之间，平均温度169.4℃，包裹体盐度介于2.45%～5.2%之间，平均盐度为4.25%.

同时，可以将仿真教学直接引入课堂，而不仅仅是在实验室，在上课理论讲解的同时，通过仿真，演示电机的运行状态，直观地展示控制策略对被控对象的控制效果，学生接受度会提高很多。目前的教学改革方案中加大了课堂仿真分析和演示的课时分配，编写了课堂仿真实验教案，积极推行教学改革，提高教学水平。

表1 山门银矿包裹体特征及物理化学参数Table1 Features of the fluid inclusions in the Shanmen silver deposit

7 同位素地球化学特征

7.1 硫同位素组成

山门银矿硫化物含量较少，约占3.4%，黄铁矿和方铅矿占3.2%，用黄铁矿和方铅矿δ34S值近似代表了成矿流体中全硫δ34S的值，分析结果（表2）表明，δ34S值为+1.79‰～-12.6‰，极差14.39‰，均值-4.3‰，分布范围比较分散.如此显著的负值难以由物理化学条件的变化解释，应考虑生物硫的贡献，由于生物硫只能由地球表层的生物作用提供［4］，因此，硫等成矿物质应主要来源并沉淀于地壳表层.

表2 山门银矿硫同位素组成特征Table2 Sulfur isotope composition of the Shanme silver deposit

7.2 氢氧同位素组成

山门银矿床矿石和矿化蚀变岩氢氧同位素测试结果（表3）显示，δ18O变化范围：12.0‰～18.5‰，δD变化范围：-104‰～-90‰.利用均一温度数据与采用分馏方程1000 ln α适应-水=3.65×106T-2.59（Bitner,1975）计算获得的δ18O：0.88‰～-11.84‰.所有δD均低于-90‰，反映成矿流体明显受大气降水的影响.在δD-δ18O关系图（图2）上，投影点落在岩浆水和大气降水线之间，表明成矿流体主要由大气降水组成，岩浆水也参与了成矿作用.

表3 山门银矿氢氧稳定同位素分析结果Table3 Stable isotope analysis of samples from the Shanmen silver deposit

图2 流体氢氧同位素组成特征（据张理刚，1989）Fig.2 The δDSMOW-δ18O correlation of the ore-forming fluid in the Shanmen silver deposit（after ZHANG Li-gang,1989）

7.3 铅、碳同位素

运用铅和碳同位素结果，分析岩浆岩与银矿的关系.山门银矿矿石铅同位素组成206Pb/204Pb=18.017～18.149，207Pb/204Pb=15.418～15.525.东粉房屯二长花岗岩铅同位素组成，206Pb/204Pb=18.890～18.054，207Pb/204Pb=15.646～15.445，铅同位素组成基本一致.从碳同位素特征分析结果，二长花岗岩中石英CO2气体的δ13C值（-11.9‰）与矿石中石英包裹体的δ13C值（-4.3‰～-12.6‰）变化范围相同，表明它们的碳质来源相同.

另外，二长花岗岩中的含矿丰度为1484×10-9，为地壳克拉克值的18.6倍，说明二长花岗岩与银矿关系更为密切，岩浆岩为成矿提供了热源，也提供了成矿物质.

8 找矿标志

山门银矿床是一处半隐伏的受北东向断裂构造控制的大型低温热液矿床，具有独自的特征，从该矿床的控矿条件、矿体特征等矿床的描述模式中可获得多方面的找矿信息.概括起来有如下找矿标志.

8.1 地质特征

（1）产于北北东向深断裂旁侧隆起区边缘次级平行断裂带；

（3）多期次的岩浆活动形成的岩体间混杂带以及沿构造分布的岩浆期后的钾-硅质交代带；

（4）中酸性火山碎屑岩夹碳酸岩建造，尤其是含泥质、碳质较高的具有薄层岩性分布区与其他找矿标志在空间一致的部位；

（5）发育硅化、黄铁绢云岩化的蚀变带，蚀变分带清楚的地段；

（6）蚀变岩中见有金属硫化物矿化地段.

8.2 地球化学标志

1/5万水系沉积物测量Ag、Pb、Co浓度克拉克值大于1.1的异常区，Ag、Au、Cu、Mo等元素组合其变差系数Cv＞0.2，成矿元素有富集成矿的可能.用0.22×10-6圈定的Ag异常，基本可确定Ag的矿化分布范围，尤其与Ag、Au、Pb、Zn、Mo套合异常的存在，找矿更为有利.

1/2万土壤化探Ag、Au及Cu、Pb、Zn五种元素综合异常与矿化蚀变带的分布范围基本吻合，单一异常的强度可以指示矿化的规律和深度.

地电化学的Ag、Au及Cu、Pb、Zn异常可指示矿化或蚀变带的存在，尖峰状、梯度变化大的高异常，反映地表矿体的存在.而盲矿体则为低缓的小梯度异常.提取程度Ag一般0.3×10-6～2×10-6，最高达21×10-6.

原生晕异常指示元素有Sb、As、Ag、Au、Cu、Pb、Zn、Hg等.原生晕具有水平、垂直及轴向分带，前缘晕和外晕为Sb、As、Ag、Hg，尾晕为Cu、Pb、Au.可根据晕的套合程度及分布特征，确定矿体的存在.Ag为直接的指示元素，从矿体向两侧表现为扩散晕.

8.3 物探异常标志

0～-100 nT的线形低缓负磁异常是追索控矿构造进行见解的找矿标志；

Ms为10×10-2～16×10-2的高激化率异常，常常可指示含矿破碎带或含矿层位的存在；

ρs为300～2000 Ωm的低阻带，可指示矿化蚀变带的存在.

8.4 矿物标型特征标志

矿体中黄铁矿以五角十二面体为主，所占比例大于50×10-2，非矿化体黄铁矿以立方体为主.黄铁矿中微量元素Ag含量以30×10-6为标志，高于此值为矿体中黄铁矿；微量元素Au含量大于10×10-6为矿体，1～10×10-6为矿化体，小于此值为非矿体中黄铁矿.

石英中微量元素标志表现在，Al2O3+K2O+Li2O含量以0.1×10-6为标志，矿化石英高于此值，非矿化石英低于此值；Au含量以30×10-9为标志，矿化石英高于此值，非矿化石英低于此值；Cu+Pb+Zn含量以50×10-6为标志，矿化石英高于此值，非矿化石英低于此值.

8.5 成矿预测

区内沿着依兰-伊通断陷盆地两侧均有断续的银矿化及矿点分布，充分反映了矿化受深断裂控制的特点.通过对山门银矿床成矿条件的研究，结合物、化探异常特征及矿化蚀变特征等认为山门银矿深部和外围具有良好的找矿潜力，规划出龙王-卧龙1个深部成矿预测区及张家屯一带和古洞-大窝堡一带2个外围成矿预测区.

龙王-卧龙深部成矿预测区具有良好的地层、构造和岩浆等成矿条件，通过物探频率测深［5］，控矿构造及矿体仍向下延深.经验证在84线ZK84-5号孔在-220 m标高处见有一层工业矿体.

张家屯一带外围成矿预测区位于龙王矿段的北延部分，出露岩性为黄莺屯组变质粉砂岩夹大理岩及燕山期二长花岗岩.该区北部北东—北北东向构造发育，沿构造带有黄铁矿化、硅化等强蚀变岩.激电正异常与低负异常明显，具有化探Ag、Au、As、Sb、Hg套合异常.

古洞-大窝堡一带外围成矿预测区位于卧龙矿段的南西延长带上，出露岩性为黄莺屯组变质粉砂岩夹大理岩和石英闪长岩、燕山期二长花岗岩.低负磁异常、激电异常与水系沉积物异常呈带状分布.北东—北北东向构造发育，并见有绢云母化、硅化、赤铁矿化等蚀变.地表见有Ag、Au矿化，含Ag 66×10-6，Au 2.0×10-6.按矿化蚀变带产状，施工钻孔进行深部验证，见一层3.29 m厚的Ag、Au矿体，含Ag 96.33×10-6，含Au最高为13.0×10-6.

9 结论

通过对山门银矿床地质、地球物理特征、石英中流体包裹体测温、类型及稳定同位素地球化学特征的研究，认为该矿床成因为低硫化型浅成低温热液银矿床.在对找矿标志充分分析的基础上，规划出3个成矿远景区，为进一步寻找银矿床指出了方向.

［1］冯明，郭华.吉林山门银矿韧性剪切带变形特征及其研究意义［J］.现代地质，1995，9（3）:337—342.

［2］FengMing，Liu Li，et al.Study on engineering geological stability of rockmassatShanmensilverdeposit［J］.GlobalGeology，2006，9（2）:242—246.

［3］赵明.吉林省四平山门银矿床地质特征及深部、外围成矿预测［D］.吉林大学硕士学位论文，2006:17—18.

［4］刘浩，钟卫世，魏发.吉林省银矿成因类型、地质特征及成矿规律［J］.吉林地质，2004，23（2）:9—12.

［5］冯明，吕建生.延边海沟金矿控矿构造类型及成矿动力学机制探讨［J］.世界地质，2008，26（3）:275—282.

Abstract：The Shanmen silver deposit,located in the south part of Daheishan faulted uplift,is of epithermal type.Based on the study on geology,geophysics,types of ores,stages of mineralization,fluid inclusions and stable isotope of the deposit,the significant prospecting indicators for the deposit are determined,i.e.NNE-trending tensional faults,silicification,low resistivity electric field,soil chemical anomalies of Ag,Au,Pb and Zn.The metallogenesis is in low temperature,with low salinity.Meteoric water dominates the ore-forming fluid.

Key words：Shanmen silver deposit;prospecting indicator;Jilin Province

GEOLOGIC CHARACTERISTICS AND PROSPECTING INDICATORS OF THE SHANMEN SILVER DEPOSIT IN SIPING,JILIN PROVINCE

FENG Ming1,CHEN Li2,ZHOU Peng-fu3,CUI Li-xin4
（1.College of Applied Technology,Jilin University,Changchun 130022,China;2.College of Construction Engineering,Jilin University,Changchun 130026,China;3.No.2 Institute of Geological Survey,Jilin Bureau of Geology and Mineral Resources,Jilin 132000,Jilin Province,China;4.No.5 Institute of Geological Survey,Jilin Bureau of Geology and Mineral Resources,Jiutai 131000,Jilin Province,China）

1671-1947（2010）03-0215-06

P618.51

A

2010－03－29；

2010-04-27.张哲编辑.

国家自然科学基金（编号40732060）资助.

冯明（1958—），男，辽宁大连人，博士，教授，1982年7月毕业于长春地质学院地质系，主要从事矿床和构造地质的教学与科研工作，通信地址吉林省长春市南湖大路5372号吉林大学应用技术学院国土系，邮政编码130012，E-mail//fengm@jlu.edu.cn