吉林省金英金矿的成因类型、找矿标志及预测模型

李斌，臧兴运，陶传忠，马春生，马晶

1.吉林大学地球科学学院，吉林长春130061；2.吉林省地质调查院，吉林长春130061；3.中国地质调查局沈阳地质调查中心（沈阳地质矿产研究所），辽宁沈阳110034

吉林省金英金矿的成因类型、找矿标志及预测模型

李斌1，2，臧兴运2，陶传忠3，马春生2，马晶2

1.吉林大学地球科学学院，吉林长春130061；2.吉林省地质调查院，吉林长春130061；3.中国地质调查局沈阳地质调查中心（沈阳地质矿产研究所），辽宁沈阳110034

金英金矿位于浑江盆地与龙岗隆起的交汇处，成因类型为浅成低温热液型.中太古界三道沟岩组、古元古界珍珠门组、新元古界钓鱼台组是找矿的地层标志，北东向盆缘断裂F101、珍珠门组与钓鱼台组的层间滑动破碎带F100是构造标志，晚侏罗世花岗斑岩为岩浆岩标志.在此基础上提取出14个预测要素，根据每个预测要素的权重赋予不同数值从而建立起预测模型.通过马鞍岗等金英金矿区外围找矿实践验证，该预测模型对寻找金英式金矿具有一定指导意义.

金英金矿；成因类型；找矿标志；预测模型；吉林省

吉林省白山市金英金矿发现于2002年，以品位低、规模大为显著特点［1-2］，引起了各地勘单位、科研院所的注意，更是掀起了在相似地区寻找金英式金矿的热潮.目前对该矿床的成因类型争议较多，有层控型［1］、中生代造山带型［2］、中低温热液蚀变岩型［3］之说，导致对找矿标志的总结既不明确，也不全面，影响了该类矿床的预测与寻找.

本文试图通过讨论矿床成因类型，系统总结找矿标志，建立起预测模型，从而为该类金矿的地质预测与找矿工作提供一些依据和思路.

1 矿床地质简述

1.1 矿区地质

矿床位于龙岗隆起与浑江盆地交汇部位，北东向盆缘断裂二道江-江源断裂斜贯全区［4-5］（图1中F101）.

中太古界表壳岩三道沟岩组分布于龙岗隆起上，主要岩石类型为斜长角闪岩夹磁铁石英岩，在板石镇一带形成中型铁矿床；古元古界老岭群珍珠门组大理岩，新元古界青白口系、震旦系、古生界、中生界等，由浑江盆地边缘至中心依次出露［6］.

图1 金英金矿床地质简图Fig.1 Geological sketch map of Jinying gold deposit

断裂构造发育，主要为北东、北西向（如图1所示）.此外，在晚元古界青白口系钓鱼台组石英砂岩与新元古界老岭群珍珠门组大理岩的接触部位形成滑动构造F100.

龙岗隆起上大面积分布太古宙花岗岩，主要有中太古代花岗质片麻岩，新太古代TTG岩系、变二长花岗岩.晚侏罗世花岗斑岩，在矿区北东里岔沟一带沿F101断裂构造呈岩株状分布（图1）.

矿区1∶5万水系沉积物异常分布于珍珠门组大理岩与钓鱼台组石英砂岩接触界面附近，呈北东向带状分布,组成异常的元素有Au、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn,反映了中低温热液元素组合的特点［1］.

1.2 矿体地质特征

矿体呈似层状、透镜状、不规则状产于珍珠门组大理岩与钓鱼台组的接触带构造中（图1中F100），与石英砂岩多呈渐变关系.少数矿体赋存于接触带构造附近的大理岩构造裂隙中.Au品位大多介于3.0×10-6～5.0×10-6，比较稳定，主要矿体地质特征见表1［3］.

矿石类型主要为紫红色角砾状强硅化蚀变岩（角砾成分多为石英砂岩），主要矿物为硅化石英、玉髓、白云石、重晶石，以及极少量的黄铁矿、白铁矿、赤铁矿、褐铁矿.

表1 主要矿体地质特征一览表Table 1 Geological features of main orebodies

矿石结构构造多见交代结构、交代残余结构、碎裂结构，以交代结构为主.构造主要是角砾状构造、脉状构造、团块状构造、浸染状构造、致密块状构造、胶状构造.矿石中也常见星散浸染状构造、细脉浸染状构造.

矿区矿物组成有自然金、含银自然金和极少量的银金矿.金矿物的赋存状态有孔隙金、包裹金和粒间金，绝大多数为孔隙金.以0.005～0.001 mm粒级居多，占85.06%.绝大多数自然金成色均在900以上，平均为920，属单一金矿.

围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、重晶石化、黄铁矿化、黄铜矿化，显示出低温矿物组合特征.

2 矿床成因讨论

中太古代，深部镁铁质—超镁铁质岩浆的上涌，岩浆中携带有大量深源的金，构成了现今残存的变质表壳岩主体，并在以后的变形变质作用中得到初步富集.三道沟岩组中Au的丰度值很高，为0.03×10-6～0.3×10-6［3，7］，主要以类质同象存在于角闪石晶格中,或以中性原子状态弥散在磁铁矿中［8］，在一定温度和溶液作用下易于被活化、迁移.

元古宙，本区先后沉积形成了珍珠门组大理岩、钓鱼台组石英砂岩等地层，石英砂岩底部发育一层厚度不等的富含赤铁矿的层位，局部达到工业矿体形成所谓“浑江式铁矿”［3］.石英砂岩广泛分布于大理岩之上，二者呈角度不整合接触.

中生代受伊泽奈畸板块俯冲的影响，本区构造岩浆活动强烈［6］.石英砂岩与大理岩角度不整合接触带，由于后期构造的叠加，呈现出断裂构造的面貌（F100），断面呈锯齿状，反复转折，断层中角砾岩发育，角砾大小混杂，棱角明显，分布杂乱，排列无规律，表现出张性构造的性质.北东向F101断裂带纵贯全区，由于其倾角较陡（75～85°）而F100倾角较缓（30～55°），在二者交汇部位蚀变带、矿体最发育.

在矿区北东部里岔沟呈小岩株状分布的晚侏罗世花岗斑岩，其与围岩南芬组侵入接触带上，南芬组页岩发育宽5～15 m的角岩带，蚀变矿物除硅化石英外，黄铁矿含量约1%～3%.其主要起到金矿成矿热驱动的作用，加热周围地下水，使之流动循环，并提供部分成矿热液、硅质、黄铁矿等.

矿床石英中流体包裹体研究［9］，主要为气液两相包裹体，少量气相（10%±）和液相（30%±）包裹体.流体包裹体的完全均一温度为139.6～253.1℃，主要集中在150～210℃；盐度（NaCl质量分数）介于1.74%～4.65%，反映大气降水的特点；成矿压力为33.6～65.6 MPa，成矿深度为1.2～2.4 km.

图2 金英金矿成矿模式图Fig.2 Metallogenic model of Jinying gold deposit

中太古界表壳岩、断裂构造F101及F100、晚侏罗世花岗斑岩、大气降水等组成了一个复杂的循环（成矿）体系.如图2所示，在表生条件下，由于金元素的亲硫性，表壳岩中的微量金很容易与天然水和孔隙水溶液中的HS1-、S2-等形成易溶络合物［Au（HS）2］-进行迁移.在向下渗滤迁移中，随着深度增大，接近并最终与富含硅质的岩浆汽水热液混合，［AuH3SiO4］0亦将逐渐取代［Au（HS）2］-成为金迁移的主要形式，这样在深部还原环境中，逐渐形成了水+金的络合物（以［AuH3SiO4］0为主，少量［Au（HS）2］-）+黄铁矿等混合流体，这些混合流体在压力差、热力差的影响下沿F101断裂上升，当遇到F100时，由于靠近地表（1.2～2.4 km），F100中大量大气降水、地表水的混入，化学平衡遭到破坏，氧逸度和pH值增大，络合物配位基的浓度减少，降温冷却，从而引起［AuH3SiO4］0络合物分解，造成金的沉淀.这个过程是迅速的，大量矿物包括石英及黄铁矿来不及结晶，形成了强硅化但无石英脉和与金矿物大小相近的肉眼不可见显微黄铁矿.因而，使成矿物质多以微晶集合体状和微细粒的单体矿物态沉淀于硅化构造角砾岩的裂隙、晶隙、孔穴和空洞中.有些硅质在低温下尚未充分结晶而形成玉髓.由于氧化作用，以［Au（HS）2］-络合物形式迁移的金得以分解并沉淀，大多数S2-被迅速氧化成S6+，形成大量重晶石，后者由于结晶温度较低，形成了完好的晶形.如此周而复始，循环往复，最终积累了巨量的金金属量.

后期北西向断裂构造发育，差异性断块升降，造成区内不同区段剥蚀程度不同（图1、2）.

综上，金英金矿床是该区地质构造多期多阶段演化的产物，主成矿期为晚侏罗世.具备浅成低温热液型矿床的三大必备条件［10-11］：成矿体系深部存在侵入体（晚侏罗世花岗斑岩）、大量的成矿流体（深源水等）及成矿物质来源（中太古界三道沟岩组）、有利于热水循环的断裂带（F101、F100），因此本矿床属于浅成低温热液型矿床.

3 找矿标志

根据矿床成因类型，结合矿区探矿实践，确定矿床找矿标志.

3.1 地质标志

1）成矿时代：晚侏罗世.

2）构造背景：浑江盆地与龙岗隆起交汇处.

3）矿源层：中太古界三道沟岩组.

4）容矿围岩：上部围岩为钓鱼台组石英砂岩，下部围岩为珍珠门组大理岩.

5）导矿构造：F101断层.

6）容矿构造：F100断层.

7）矿化蚀变：地表出露的矿体、矿化体、蚀变带，及其转石，可做为找矿线索.

8）侵入体：花岗斑岩.

3.2 物探标志

1）激电标志：较规则带状的、柱状的高阻（＞300 Ω）、高极化率（3%）综合异常，是矿体存在的电法标志［1］.

2）重力标志：北东向深大断裂带F101位于重力梯度带上，并与梯度带方向相一致［1］.

3）磁异常标志：北东向深大断裂带F101形成北东向线状负磁异常［1］.

3.3 化探标志

1）分布于珍珠门组大理岩与钓鱼台组石英砂岩接触界面附近，呈北东向带状分布,组成异常的元素有Au、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn，为次生晕标志.

2）构造原生晕异常元素组合为：Au、Ag、（Cu、Pb、Zn）、As、Sb、Hg、V、Mo、Co、Ni，其中As、Sb、Hg、V为矿体的前缘晕，为隐伏矿体存在的标志.

3.4 遥感标志

F101具有明显的北东向线状影像特征.

4 预测模型

以找矿标志为基础，通过定性和定量分析矿床与找矿标志之间的关系，确立预测要素，建立预测模型.

4.1 预测要素划分

根据本矿床实际情况，要素划分为3类：必要的、重要的、次要的.

1）必要的：矿床类型在预测工作中必不可少的要素.如果此矿床类型缺少了其中一项，则未知区不存在预测对象.

2）重要的：在预测工作中可以据此确定预测区的具体空间范围、矿床数及其规模、资源量，但并不决定预测远景区是否存在.

3）次要的：对划分预测区类别有一定作用，能增加预测区可信度，但不能据此估算资源量、空间范围、矿床数及其规模.

金英金矿预测要素类型划分如表2所示.

表2 金英金矿预测要素一览表Table 2 Prediction factors of Jinying gold deposit

4.2 预测模型

根据各预测要素分类及其在找矿中的权重，对每个预测要素进行赋值.赋值原则——必要的要素：≥10，重要的要素：5～10，次要的要素：＜5.以金英矿床为标准，各要素赋值总和为100.

根据预测要素赋值，建立起金英金矿预测模型，如表3所示.

5 模型应用

金英金矿发现后，在矿区外围，尤其是沿着断裂构造F101北东、南西两侧延伸方向进行了找矿工作，地质条件不同，找矿结果也不同.

5.1 马鞍岗地区

位于矿区南西，F202北东（如图1）.利用表2预测模型进行评价：与矿区不同的是，距离板石沟铁矿较远，因此要素3赋值10分；构造抬升强烈，地表发现金矿石转石，相当于图2的C线（矿区相当于图2中的B线），因此要素7赋值5；激电标志不明显，要素9赋值0；构造原生晕不发育，要素13为0.其他各要素与矿区相同，总体得分为80分.

表3 金英金矿预测模型Table 3 Prediction model of Jinying gold deposit

实际找矿效果，在F100附近发现几条规模较小的金矿化体，为剥蚀残余，无工业价值.

5.2 板石沟地区

位于矿区北东，F203、F204之间（如图1）.利用表2预测模型进行评价：与矿区不同的是，构造破坏强烈，地表未发现矿体，沿F100有矿化蚀变现象，相当于图2的A线（矿区相当于图2中的B线），因此要素7赋值5；激电标志不明显，要素9赋值0.其他各要素与矿区相同，总体得分为90分.

实际找矿效果，在F101靠近F203处发现隐伏的工业矿体.

5.3 里岔沟地区

位于矿区北东，F205、F206之间（如图1）.利用表2预测模型进行评价：与矿区不同的是，构造破坏强烈，地表未发现矿化蚀变现象，因此要素7赋值0；容矿围岩未见珍珠门组大理岩，要素4赋值5；容矿构造F100不发育，要素6赋值0；发育一定程度的激电异常，要素9赋值1.其他各要素与矿区相同，总体得分为66分.

实际找矿效果：发现钓鱼台组石英砂岩断层接触于太古宙花岗岩之上，石英砂岩底部有微弱蚀变现象，没有发现矿体.

由此可见，预测模型的实质是，通过赋值将不同找矿标志有机地组织起来.而利用预测模型找矿，则是通过预测区与已知矿床的找矿标志之间系统对比，相似程度越高，在预测模型中得到的分值越高，找到矿体的希望越大.

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GENETIC TYPE,PROSPECTING CRITERIA AND PREDICTION MODEL OF THE JINYING GOLD DEPOSIT IN JILIN PROVINVE

LI Bin1，2,ZANG Xing-yun2,TAO Chuan-zhong3,MA Chun-sheng2,MA Jing2

1.College of Earth Sciences,Jilin University,Changchun 130061,China;2.Jilin Institute of Geological Survey,Changchun 130061,China; 3.Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources,CGS,Shenyang 110034,China

The Jinying gold deposit is located in the junction of Hunjiang basin and Longgang uplift,genetically belonging to epithermal type.The stratigraphic criteria for prospecting include Mesoarchean Sandaogou formation,Paleoproterozoic Zhenzhumen formation and Neoproterozoic Diaoyutai formation.The tectonic indicators are the NE-trending basin marginal fault F101 and the interlayer-gliding fractural zone F100 between Zhenzhumen and Diaoyutai formations.The magmatic clue is the Late Jurassic granite porphyry.Based on these criteria,14 prediction factors are extracted to establish the prediction model according to the prediction factors with assigned values for different weights.With prospecting practice in the periphery of Jinying gold orefield such as Ma'angang,the model is verified of its guiding significance for searching the Jinying-style of gold deposits.

Jinying gold deposit;genetic type;prospecting criteria;prediction model;Jilin Province

1671-1947（2015）03-0200-05

P618.51

A

2015－02－28；

2015-04-12.编辑：李兰英．

李斌（1988—），男，在读硕士研究生，从事地质矿产勘查工作，吉林省长春市朝阳区南昌路120号，E-mail//53791239@QQ.com

臧兴运（1969—），男，硕士，高级地质矿产工程师，从事地质矿产勘查工作，吉林省长春市朝阳区南昌路120号，E-mail//zangxingyun01@163.com