小西南岔金铜矿北山矿段矿床地质特征及矿化富集规律

李长哲

(1.吉林大学地球科学学院，长春 130061； 2. 吉林省有色金属地质勘查局六○三队，吉林 珲春 133300)



小西南岔金铜矿北山矿段矿床地质特征及矿化富集规律

李长哲1,2

(1.吉林大学地球科学学院，长春 130061； 2. 吉林省有色金属地质勘查局六○三队，吉林 珲春 133300)

摘要：小西南岔金铜矿床是吉林省东部一个大型的浅成热液型金铜矿床，矿床主要受NW向的帚状断裂构造系统控制。在研究小西南岔矿区地质及北山矿段矿体地质特征的基础上，对其矿化富集规律进行了初步的分析和总结，指出矿体严格受断裂构造控制，主要赋存于五道沟群、花岗岩与闪长岩接触带、闪长岩体内密集裂隙带及闪长玢岩脉上下盘，矿体及围岩变形强烈的部位、金和铜矿化及其近矿围岩蚀变叠加部位品位相对较高，以期对该区外围及深部进一步找矿勘探工作提供参考。

关键词：地质特征；矿化富集规律；小西南岔金铜矿；吉林省

0引言

小西南岔金铜矿床位于吉林省珲春市东部，地处天山—兴蒙造山带东段，夹于华北板块、兴凯地块、佳木斯地块之间[1](图1)，是一个20世纪60年代发现并勘探的大型矿床。矿区主要出露有古生代浅变质岩系、中生代火山—沉积岩系以及古生代、中生代深层侵入岩系，断裂构造十分发育，岩浆活动强烈并具有多期性，成矿地质条件优越。笔者在充分挖掘及综合分析前人研究成果的基础上，根据新开拓的勘探工程资料，对北山矿段矿床地质特征及矿化富集规律作了进一步的分析和总结，以期为该区外围及深部找矿勘探提供一定依据。

1矿区地质概况

矿区内地层出露较为简单，主要为下古生界五道沟群、侏罗系和第四系。五道沟群在全区分布广泛，岩性主要为中浅变质岩，从岩石组合特点可将其分为3个岩性段：云母(黑云母或白云母)长英角岩岩性段、(含碳)红柱石角岩(板岩)和含碳石榴石云英角岩岩性段、斜长角闪岩或斜长角闪片岩岩性段，地表出露形态表现为条带状和团块状，与周围花岗岩、闪长岩体呈侵入接触关系。侏罗系仅在矿区西部小范围出露，主要岩性为安山岩、安山质砾岩、含砾安山岩等。第四系主要为冲积砂砾石，多沿缓坡地、河流及沟谷分布。

1.第四系；2.下古生界五道沟群；3.燕山期花岗岩；4.华力西晚期斜长花岗岩；5.华力西晚期闪长岩；6.闪长玢岩；7.脉状金铜矿体；8.浸染状金铜矿体(当量金0.60 g/t)；9.采矿许可范围

图1 小西南岔金铜矿区大地构造位置(a)及地质简图(b)

区内构造分为断裂和褶皱，以断裂构造为主。褶皱构造主要为五道沟复向斜，呈SN向贯穿全区。断裂在全区十分发育，其形成和活动不仅为成矿物质的迁移和富集提供了上升通道和赋存空间，而且为成矿元素活化、成矿溶液迁移提供了动力能和热能[2]。根据断裂构造走向可分为SN、NNE、NW和NNW向等4组。从全区矿化特征来看，矿区内金—铜矿化主要受控于断裂构造[3]，断裂表现为一个帚状构造系统，南部收敛，北部撒开，控矿特征明显。

矿区范围内岩浆岩出露面积较大，岩浆活动强烈并具有多期性，主要为华力西期和燕山期。华力西期以闪长岩和斜长花岗岩为主，闪长岩呈串珠状SN向展布，从南至北有辉石闪长岩、角闪闪长岩、中粗粒闪长岩、闪长岩、石英闪长岩等，基性程度逐渐降低，为矿体的主要围岩；斜长花岗岩呈岩基大面积分布，由斜长花岗岩，黑云母斜长花岗岩，片麻状黑云母斜长花岗岩等组成。燕山期岩浆岩以花岗岩和花岗斑岩为主，分布于矿区西侧，呈岩体、岩株状产出。此外，矿区还出露有闪长玢岩、细晶岩、闪长斑岩等脉岩，规模大小不一，宽度不等。

2矿床地质特征

2.1矿体特征

小西南岔金铜矿区矿体严格受断裂构造控制[4]，主要赋存于下古生界五道沟群、华力西期闪长岩体内和燕山期闪长玢岩脉的上、下盘，以香房河为界，分为北山矿段、南山矿段(图1)。下面以北山矿段为例介绍研究区矿体地质特征。

根据近年来选矿工业试验并由矿山提出的工业指标(Au0.57 g/t，Cu0.20%)，在北山矿段圈定了2条主矿体，分别为东侧1号矿体和西侧2号矿体(图1和图2)，东侧1号矿体东西长600～700 m，宽400～500 m，厚几十米至280 m，矿体赋存标高640～290 m，埋藏深度0～340 m，整体上呈现为巨大透镜体，在平面上呈近东西方向延展的椭圆形，在剖面上呈凸镜状，总体上接近水平产出，矿体规模属大型；西侧2号矿体南北长300～400 m，东西宽200～400 m，厚几十米至170 m，矿体赋存标高640～280 m，埋藏深度0～350 m，整体上呈现为巨大透镜体，在平面上呈近东西方向延展的椭圆形，在剖面上呈凸镜状，总体上接近水平产出，矿体规模属大型。两条主矿体旁侧零星分布若干条小矿体(图2)，矿体受花岗岩体与下古生界五道沟群角岩接触带控制，在外接触带附近的角岩中，通常能够达到工业品位，到花岗岩中则品位迅速降低，直至无矿。矿体厚度较大，一般几十米至280m，厚度变化较稳定，有用组分分布较均匀，金平均品位0.45～0.58 g/t，铜平均品位0.18%～0.21%(表1)。

矿体号矿体规模长/m宽/m厚度/m矿体形态矿体产状平均品位Au(10-6)Cu(10-2)1600～700400～50010～280大透镜体近水平0.580.212300～400200～40010～170大透镜体近水平0.450.18

2.2矿石特征

2.2.1矿石矿物组成及结构构造

通过对研究区矿石手标本及矿物的镜下鉴定发现，本区主要矿石矿物为自然金类和黄铜矿，其次为磁黄铁矿、黄铁矿，少量的白铁矿、方铅矿、斑铜矿、辉铜矿、辉钼矿、闪锌矿、毒砂、含铋的硫盐矿物、褐铁矿、自然铜、孔雀石等。脉石矿物有石英、长石、方解石、绿泥石、绢云母等。金属矿物占矿石总量的3%左右。

矿石结构主要为半自形、自形粒状结构和交代结构，少量为熔蚀、包含结构等。矿石构造以浸染状构造、网脉、细网脉或细脉状构造为主；次要的有块状构造、条带状构造、角砾构造、胶状构造等。

2.2.2矿石化学成分

根据研究区不同类型矿石全分析结果，矿石中SiO2平均含量52.34%、Fe2O3平均含量5.02%、Al2O3平均含量14.37%、CaO平均含量6.51%、MgO平均含量3.98%、TiO2平均含量0.59%、P2O5平均含量0.02%、S平均含量1.74%、MnO平均含量0.08%、K2O平均含量2.06%、Na2O平均含量1.32%，根据矿石酸碱度计算公式ω(CaO+ MgO)/ ω( SiO2+ Al2O3)可得酸碱度为0.16，本区矿石为酸性矿石。据矿区内矿石组合分析结果(表2)，矿石中主要有用组分为Au、Cu，伴生有用组分有银、硫、铋，可以在选矿过程中回收，但品位不高， 银品位 2.8～8.2×10-6； 铋品位 (6.1～276.0) ×

表2　矿石组合分析结果表

注：ω(Cu、Pb、Zn、Te)/10-2，ω(W、Mo、V、Sr、As、Bi、Co、Ni、Au、Ag)/10-6。

10-6。矿石中含微量重金属(Pb、Cr、Cd、As、Hg)，含量较低。

2.2.3矿石中金矿物特征及赋存状态

研究区金矿物主要为自然金和银金矿，金银矿少量。银矿物含量甚少，主要为碲银矿、自然银、硫碲银铋铅矿和含银自然铋等，金矿物成分见表3。通过镜下观察，自然金的特点是金粒表面清洁、反射色纯正、颗粒分布不均匀，在浸染状矿石中主要与金属硫化物关系密切，在网脉、细脉或脉状矿石中主要与脉石矿物(主要是石英)关系密切。

表3　自然金电子探针定量分析结果表

注：测试单位为长春地质学院电镜室。

矿石中金元素主要呈自然金和银金矿产出，自然金粒度较细，形态也较复杂。从光片统计结果来看，与自然金连生关系密切的主要是石英、黄铜矿、磁黄铁矿和含铋的硫盐类矿物，黄铁矿中少(见表4)。

表4　金矿物的载金矿物(光片)

2.2.4矿石类型

矿石自然类型可分为氧化矿石和硫化矿石；按容矿围岩的岩石类型可以将矿石分为闪长岩型金铜矿石、角岩型金铜矿石、花岗岩型金铜矿石3种类型。按铜、金组分，矿石工业类型可划分为金矿石、铜矿石、金铜矿石3种。在北山矿段金矿石及铜矿石均极少，不足5%，绝大部分是金铜矿石，占95%以上。

2.3围岩蚀变特征

矿区内围岩蚀变主要有钾长石化、黑云母化、阳起石化、透闪石化、硅化、绢云母化、碳酸盐化等[5],蚀变的强度和规模受控于断裂、裂隙的性质和矿液运移动力的强度。区内蚀变作用相互叠加，蚀变分带较明显，其特点表现为：成矿前的蚀变(如钾长石化、黑云母化)多分布于燕山早期花岗岩体中断裂带和细晶岩脉中；成矿期的阳起石化、透闪石化、绿泥石化产于容矿断裂带中, 呈微细网脉状或浸染状、团块状分布于蚀变岩中；绢云母化和硅化常相伴产出，是矿区最发育的近矿围岩蚀变，也是弱蚀变带的主要蚀变类型。

2.4成矿期及成矿阶段划分

通过对小西南岔金铜矿床主矿体周围含金闪长玢岩做K-Ar年龄测定，其结果为110 Ma，可以推测该矿床主成矿期为燕山期[6]。矿床北山矿段是由多期多阶段成矿作用叠加形成的，根据矿石特征、成矿的物理化学条件、成矿物质来源等特点，将本区成矿作用划分为岩浆热液成矿期、次火山热液成矿期和表生成矿期。[7]

2.4.1岩浆热液成矿期

成矿作用与华力西晚期闪长岩侵入活动有关，形成浸染状、细脉状黄铜矿化和磁黄铁矿矿化，矿化分布范围广，且强度较弱。

2.4.2次火山热液成矿期

成矿作用与燕山期闪长玢岩次火山岩脉侵入活动有关，此期成矿温度为中温，成矿深度小于1 km[8]，为本区主成矿期。根据矿物生成顺序、矿石特征，此期可以划分为5个成矿阶段：

1)石英—毒砂—辉钼矿阶段。石英脉沿近南北向裂隙充填, 含微量毒砂、辉钼矿等。

2)白铁矿石英脉阶段。矿脉沿裂隙充填, 金属矿物为白铁矿，碎裂结构发育, 被硫化物矿石及石英—方解石脉胶结，形成角砾状构造。

3)含金硫化物石英方解石脉阶段。含矿热液沿断裂及早期形成的石英脉裂隙贯入，由于温度压力等条件的变化，金属矿物大量沉淀，最早生成的黄铁矿、胶黄铁矿被磁黄铁矿、黄铜矿交代，自然金最后析出。此期成矿作用晚期，含金银硫盐矿物及碲矿物的次火山热液交代早期的硫化物，使金矿化更富。整个阶段持续时间较长，矿液组分沉淀较彻底，为本区最重要的金属矿物沉淀阶段。

4)黄铁矿脉阶段。沿裂隙呈网脉状穿切早期硫化物矿石，黄铁矿呈自形、半自形立方体。

5)石英—方解石脉阶段。成矿作用进入尾声，石英—方解石脉沿裂隙充填呈脉状和网脉状，或胶结被压碎的硫化物矿石，形成角砾状构造。

2.4.3表生成矿期

形成褐铁矿、孔雀石、铜蓝、辉铜矿、铋华、黄钾铁矾等。

2.5矿床成因探讨

小西南岔金铜矿床北山矿段具有多期多阶段成矿的特点。据区域同类型矿床研究资料及前人在该区的研究成果，五道沟群地层为本区的矿源层。华力西晚期构造岩浆活动使五道沟群中分散的金元素活化，生成金氯、金硫等稳定络合物，初步富集于闪长岩体中。燕山期岩浆侵入，使闪长岩体中的金再次活化，并与岩浆热液、次火山热液携带的来源于深部的成矿物质(Au、Cu等)融为一体，通过断裂构造迁移并在五道沟群、花岗岩与闪长岩的外接触带、闪长岩体内密集裂隙带及闪长玢岩脉上下盘富集成矿。综上所述，根据本区主成矿期成矿温度及矿区围岩蚀变类型及特征，初步认为该矿床为高中温浅成热液型金铜矿床。

3矿化富集规律

小西南岔金铜矿床北山矿段矿化类型主要为蚀变岩型矿化，矿体主要赋存于五道沟群、闪长岩体内密集裂隙带和闪长玢岩脉上下盘，其分布富集规律主要有如下特征：

1)金矿化主要与石英—硫化物细脉或网脉、方解石—硫化物细脉或网脉关系密切，铜矿化则主要与浸染状、团块状黄铜矿化关系密切，金铜两种矿化叠加部位，金、铜品位都相应较高。

2)矿体及其围岩挤压变形强烈的部位品位相对较高。

3)金矿化主要与硅化蚀变有关，铜矿化则主要与黑云母化、绢云母化、绿泥石化有关。两种近矿围岩蚀变叠加部位，金和铜的品位相对较高。

4)五道沟群既是矿源层，也是容矿地层。燕山期构造岩浆活动使来源于深部的成矿物质向上运移，与再次活化的金融为一体，通过次火山热液作用在五道沟群及闪长岩体内裂隙带、花岗岩与闪长岩接触带、闪长玢岩脉上下盘等有利部位富集成矿。

5)金主要成矿阶段晚于铜主要成矿阶段，二者矿化范围基本重合，但铜矿化范围比金矿化范围略大一些。

4结语

1)矿区内出露的地层较为简单，主要为下古生界五道沟群、侏罗系和第四系，其中侏罗系仅在小范围出露。区内构造以断裂构造为主，断裂表现为一个帚状构造系统，南部收敛，北部撒开，控矿特征明显。矿区内岩浆岩分布范围广，岩浆活动主要有华力西期和燕山期。矿体严格受断裂构造控制，主要赋存于五道沟群、闪长岩体密集裂隙带、花岗岩与闪长岩接触带和燕山期闪长玢岩脉的上、下盘。

2)矿石中矿石矿物主要为自然金、银金矿和黄铜矿，脉石矿物主要有石英、长石、绢云母等；矿石结构主要为半自形、自形粒状结构和交代结构；矿石构造以浸染状构造、网脉、细网脉或细脉状构造为主。矿区内围岩蚀变主要有钾长石化、黑云母化、阳起石化、透闪石化、硅化、绢云母化、碳酸盐化等。初步分析认为，该矿床成因为高中温浅成热液型金铜矿床。

3)矿体整体上呈现为巨大透镜体，在平面上呈近东西方向延展的椭圆形，在剖面上呈凸镜状，总体上接近水平产出，有用组分分布较均匀，厚度变化较稳定。矿体及围岩变形强烈的部位、金和铜矿化及其近矿围岩蚀变叠加部位品位相对较高。

参考文献

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[4] 时峻峰.小西南岔金铜矿床地质特征及成因机制[J].贵金属地质, 1998,7(4):274-280.

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[6] 时峻峰.小西南岔金铜矿床地质特征及成因机制[J].贵金属地质，1998,7(4)：274-280.

[7] 孙超.吉林小西南岔金铜矿床的成因探讨[J].黄金，1995,16(4)：2-8.

The Geological Characteristics and Mineralization Enrichment Regularity of the Beishan Ore Block belong to Xiaoxinancha Gold-copper Deposit

LI Chang-zhe

(TheGeoscientificInstituteofJilinUniversity,Changchun130061,China)

Abstract：Xiaoxinancha gold-copper deposit is a large and shallow hydrothermal type epithermal gold copper deposits in eastern part of Jilin province,which is mainly controlled by the NW brush fracture tectonic system. Based on the study of the Xiaoxinancha mining area geological and Beishan ore block geological characteristics of orebody, this article analyzes and summarizes the regularity of mineralization and enrichment, and points out the ore bodies are strictly controlled by fracture structure. The ore bodies mainly occurs in Pzwd, granite and diorite contact zone, diorite rock mass dense fracture belt and diorite Bin dike over & under wall. The gold-copper mineralization is related to high grade in positions of the ore body or surrounding rock deformation intense parts All of these research work is in order to offer help for further prospecting exploration work of the periphery and deep area.

Key words：geological characteristics; mineralization enrichment regularity;Xiaoxinancha gold-copper deposit;Jilin Province

文献标志码：A

文章编号：1009-8984(2016)01-0087-05

中图分类号：P618.2

作者简介：李长哲(1987-)，男(汉)，吉林桦甸，助理工程师

收稿日期：2016-01-27

doi:10.3969/j.issn.1009-8984.2016.01.020

主要研究矿产勘查。