辽宁省北票市台吉营子金矿矿体分布规律及矿源研究

王伟+++洪光

摘 要：台吉营子金矿赋存于太古界建平群小塔子沟组地层之中。围岩蚀变呈脉状，蚀变种类较多，蚀变程度因位置而异。矿体两侧蚀变较强且宽度大，无矿间隔蚀变较弱。围岩五组样品金含量平均为116.433ppb，约是地壳平均丰度的32倍。金在矿石中主要以晶隙金和裂隙金的形式存在，在围岩中主要以包体的形式赋存于黄铁矿-黄铜矿中，载金矿物以中-细粒为主，不均匀分布在岩石中，矿体与围岩中金元素具有较强的释放能力。围岩作为矿源层受燕山期构造-热液活动的影响，在矿区范围内形成多条矿化蚀变带。矿体分布受北东向压扭性断裂及次一级北西向张性断裂严格控制。通过对样品金含量的测算，结合构造-热液成矿条件，为矿区内不同矿体划分出了勘查有利地段，并确定了区域上找矿的重点勘查方向。

关键词：台吉营子；金矿；矿源层；赋存状态；构造

1 区域地质

台吉营子金矿位于辽宁省北票市，区域大地构造位置位于华北地台北缘中段，赤峰-开原大断裂（FII）和张家口至北票断裂（FI）两条区域性大断裂分别通过区域的西北部和东南部，本区域从北西到南东位于兴蒙褶皱带、内蒙地轴和燕山沉降带3个二级构造单元的斜接复合部位。见图1。

区域内古生代地层区划属华北地层大区、辽宁省草原地层区、赤峰地层分区；中、新生代地层区划属滨太平洋地层区，大兴安岭-燕山地层分区，宁城-敖汉地层小区。区域内出露地层有中新太古界建平群小塔子沟组（Ar2-3x）、大营子组，上石炭系家道沟组（C2j），侏罗系北票组（J1b），白垩系义县组（K1y）、九佛堂组（K1jf）、孙家湾组（K2s）、大凌河组（K2d）和新生界第四系Q。

矿区大面积出露太古界建平群小塔子沟组地层，岩性主要为角闪斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩，混合岩化条带在片麻岩中大量分布，岩石中含有石榴子石、黑云母及磁铁矿等。该区域在古生代与中生代受强烈的构造运动影响，太古代老变质岩形成的基底构造叠加中生代濒太平洋活动带板内造山构造。区域上存在两个深大断裂构造：北侧赤峰-开原超岩石圈断裂，走向近东西，经多期构造活动，形成了北北东向压扭性断裂构造和次一级的北西向张性断裂；内蒙地轴南侧为北票-凌源岩石圈断裂，走向近东西或北东东。

受区域构造影响，矿区范围内断裂有三组：北东东-东西向、北东向、北西向断裂。矿区出露岩浆岩较少，主要为中酸性的脉岩——花岗斑岩脉、细粒闪长岩脉。矿区范围内共有十几条矿化蚀变带（含石英脉），产于构造裂隙或侵入岩体的接触部位。矿体的规模、形态、产状受三组断裂严格控制，构造控矿作用明显。其中北东向压扭性断裂为成矿期主要赋矿构造，1号脉、10号脉就赋存在此构造内，长达千余米，具明显的挤压破碎片理化特征，挤压面呈舒缓波状；北西向张性断裂为矿区内次一级赋矿构造，3、4、5、6、7号脉均在此断裂中，断裂被后期石英充填，矿体硅化强烈，在地表有分支，4、5号矿体，6、7号矿体分别平行出露地表。

2 矿源层研究

“矿源层”这一概念最早由C.L.Knight（1953）提出，有关金矿源层的研究经历了推断、假说阶段、地球化学判别阶段、金的赋存状态（可释放性）研究阶段。一般认为金矿的矿源层应具备两个基本的条件：一是具有高含量的金元素，二是在一定的条件下金元素具有较强的释放能力。最新研究表明，地层岩石中的金可以分为两个部分，一部分金赋存在硅酸盐或氧化物相晶格中，这部分金在成矿过程中很难被释放出来，对成矿贡献不大；而另一部分则主要赋存于硫化物矿物、造岩矿物颗粒之间及有机质或碳酸岩颗粒中，容易被释放出来。前人对冀东地区的金矿研究成果认为斜长角闪岩类是该地区的矿源层，台吉营子金矿在区域上与冀东地区属于同一个成矿带上，有相似性，本文从矿区大面积分布的围岩入手分析矿源层特征，进一步查明矿体分布规律。

2.1 围岩及蚀变特征

矿区围岩主要为建平群小塔子沟组地层，岩性以角闪斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩与混合岩化的片麻岩为主，造岩矿物主要为普通角闪石、斜长石与石英，前两者矿物含量70%左右，混合岩化现象在不同的地点表现强度有所差异，呈条带状或条纹状，局部表现类似花岗质岩石矿物成分，但矿物排列具有定向性，片麻状构造明显，说明在形成时期受到了定向的挤压，整体上属于片麻岩的范畴。上述岩石为一台中等变质的角闪岩相。从岩石化学成分及厄格里特征看，属硅质未饱和岩石。在厄格里四面体图解中，投入成岩区间，按照岩石结构，矿物成份及图解区间，原岩为基性火山岩或基性火山碎屑岩。见表1。

围岩受后期构造和热液作用，在矿体赋存的断裂破碎带产生不同程度的围岩蚀变，其分布形态呈脉状出现，带内蚀变较强，带外蚀变较弱，矿体两侧蚀变较强且宽度大，无矿间隔蚀变较弱，蚀变种类较多，具叠加现象，主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、绿帘石化、黄铁矿化，黄铜矿化、斑铜矿化等。其中1、10、16号等矿体为含金碎裂蚀變岩矿石，蚀变以绿泥石化、黄铁矿化与黄铜矿化为主，并有少量颗粒金存在，图2ab为1号矿体附近样品，其中a正交偏光50倍、b反射光500倍；3、4、5、6、7、9号矿体为含金石英脉矿石，蚀变为硅化、碳酸盐化、黄铁矿化、黄铜矿化和少量斑铜矿化等，图2cd为6号矿体附近样品，其中a正交偏光50倍、b反射光500倍。

2.2 围岩含金量分析

本文选取不同矿体的围岩样品金元素化验数据进行统计分析，共采取5组样品数据，共541件，样品的加工与化验由辽宁省核工业地质局第二实验室与辽宁省地质矿产勘查局第三实验室共同承担。样品的选择过程中剔除了矿石与矿化蚀变破碎带与后期侵入的脉体，只保留远未经矿化蚀变的围岩。化验设备采用721分光光度计，具体数据见表2。

围岩中单个样品金含量变化较大，从几十到几百ppb均有分布，五组数据中第三组样品（4、5号矿体）的平均值最小为75.230ppb，第五组样品（10号矿体）的平均值最大为130.570ppb，其余各组平均值较为稳定接近于总加权平均值。本次采样样品数量较多，各组数据整体上相差不大，数值稳定，说明样品具有一定的代表性，能够较为客观的反应该矿区围岩中的金元素含量。

上表数据表明，该地区围岩中金含量的平均值为116.433ppb，约是地壳平均丰度的32倍。说明，台吉营子矿区围岩含金丰度是比较高的，符合金矿矿源层的物质条件。

2.3 与冀东地区金矿源层类比研究

冀东、辽西地区有相似的地质背景、岩石特征。李纪良、林尔为等人对冀东地区各种岩类通过金丰度与活化能力，辅助同位素测定与微量元素分析等综合手段，证实了斜长角闪岩类是冀东地区金矿的矿源层，本文与冀东金矿围岩作为比对验证金矿体中金元素是否来源与矿区围岩。数据见表3。

表中金含量变化较大，但均能表明在冀东和辽西地区中的斜长角闪岩类金含量都是比较高的。据IO·H·谢尔巴科夫统计，Au在各类岩石中的平均丰度虽然相近，但在太古宙绿岩中的丰度比地壳中的平均丰度高1～3倍。岩石中高丰度的金只有释放出来才对成矿有利，为了测试斜长角闪岩中的金元素的释放能力，高占林、林尔为（1987）用王水、HF酸溶解冀东地区的各类岩石，发现斜长角闪岩中的金元素相对于其他岩石更容易释放出来，斜长角闪岩几乎可以完全由逆王水提取，无需全部破坏硅酸盐矿物。而其它岩石只有用HF酸溶解，彻底破坏硅酸盐矿物晶格才能提取样品中的金。有关资料表明，在其他条件相同的情况下，矿物中金的易活化程度按：副矿物-铁镁硅酸盐矿物-长英质矿物的顺序递减。其中角闪石中金有38.4%和39.5%可被硝酸和王水所侵析。这说明本区的围岩中金元素丰度较高而且间接的说明了小塔子沟组地层具有较强的释放能力，两者共同为成矿提供了有利条件。

另外，本次在野外进行了详细的地质观察，矿区范围内主要矿体，全部赋存在角闪斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩与混合岩化片麻岩中，相同的断裂构造破碎带只有通过小塔子沟组片麻岩时才有矿体存在，而分布在中生代安山岩、安山质凝灰岩及其它岩体时表现为矿体不连续。矿体主要与矿区范围内小塔子沟组地层的分布位置有直接联系，断裂控制矿体位置，矿体中金质主要来源与小塔子沟组地层既围岩。综合以上理由，说明小塔子沟组角闪斜长片麻岩类是矿源层。

3 矿体分布规律

3.1 金矿物赋存状态

台吉营子金矿的矿体主要赋存在构造蚀变破碎带中，为确定金在矿石中的赋存状态，采取不同矿体矿石样品由中国冶金地质总局一局测试中心检测，结果见表4：一般金在矿石当中的赋存状态主要有三种：包体金、晶隙金、裂隙金。上表分析结果表明，金在矿石当中主要以裸露和半裸露的自然金形式存在，含量在24.39%-89.63%，大部分在50%以上，说明矿石中金主要为晶隙金和裂隙金，包体金主要在碳酸盐、石英和硅酸盐、黄铁矿及褐铁矿包体中。包体金整体含量小于50%，晶隙金和裂隙金在矿石中的含量越高对矿石的选冶越有利，矿石中的金更容易被释放出来。

围岩中的金主要是以包体的形式存在。围岩当中普遍发育的硅化、黄铁矿化，黄铁矿多呈星点状分布，局部伴随硅化沿围岩破碎裂隙呈现细脉条带状。自然金主要以包体形式赋存于黄铁矿-黄铜矿与石英中，载金矿物主要是黄铁矿，自然金沿载体矿物内部残留空隙充填或金矿物与载金矿物呈固熔体分离态存在。见电子探针图3：白色部分为自然金，灰色部分为黄铁矿，图a自然金呈乳滴、细脉状；图b黄铁矿具有碎裂结构，自然金呈不规则粒状。

经测定表明，黄铁矿嵌布粒度以中-细粒为主，属不均匀性分布，见表5。围岩中金在金属硫化物中具有较强的释放能力。

以上數据表明：台吉营子金矿矿石与围岩中金均具有较强的释放能力，但矿石中金的富集，需要在一定的地质条件下使围岩中金受到活化迁移。从矿体赋存在以构造破碎带的位置可以判明，矿体的形成与多期次的构造与热液活动有着密切的关系。

3.2 太古代区域地层中金富集

我国金矿床集中分布在华北地块周围的几个矿化集中区内，与中基性火山岩基底有明显关系，矿化集中区与矿源层有密切联系，该区域金矿的形成除了与矿源层有关系外还具有利的热动力、热液流体条件和容矿构造条件，区域上华北地台太古宙老变质岩区的金矿，与燕山期岩浆岩的空间关系最为密切。金的成矿时代漫长，经历了太古代富集阶段与中生代构造成矿阶段。

世界范围内区域地层与金矿有一定的相关性，辽西地区主要的金矿大都分布太古代小塔子沟组地层中，本区金矿的分布具有层控特征。太古代正处于地壳形成初期，地壳厚度比较薄或无，地球深部物质相对在较小的应力作用下到达地表，从金在地球及其内部各圈层的丰度值来看，金的含量从地壳、上地幔、下地幔到地核是逐次增加的，马东升通过不同方法的类比总结认为地核中金丰度为900ppb，地幔中金丰度在1ppb左右，由于岩浆构造活动异常强烈，镁铁质-超镁铁质岩浆喷发活动频繁，形成了太古代丰富的含金、铁建造，在冀东-辽西地区在金矿床（点）比较发育的同时也产有大量铁矿床（点），辽西地区建平群内的铁矿星罗分布。这与地球化学性质上，金元素具有亲硫性和亲铁性吻合。本文认为以基性火山岩为主古老地壳的形成是金元素对成矿的初次富集阶段。

冀东-辽西金矿带在太古宙和早元古代并结束于吕梁运动所形成的双层结晶基底太古宙变质岩系，变质作用过程中其发生强烈的混合岩化作用，使该地区金元素发生二次富集。朱奉三在对山东招远地区金矿地球化学岩石成矿作用认为经混合岩化的岩石中Au丰度降低，金元素发生了迁移，局部金元素丰度升高。

因此推断，太古代地层有可能作为一种含金建造，提供金质来源。

3.3 中生代构造成矿

中晚元古代至二叠纪是以沉积为主的稳定期，形成了巨厚的沉积岩系。本身不能直接形成金矿床。毛景文等学者基于大量矿床精测年龄提出的中生代成矿大爆发理论，在本区金矿的形成时期为中生代有较为统一的认识。

中生代在华北地台北缘发生大规模的构造运动，与成矿关系较为密切的是中浅层次韧脆性变形和浅层次脆性变形，其中中浅层次韧脆性剪切作用，形成了多个韧性剪切带；浅层次脆性变形形成褶皱和不同方向、不同性质的断裂构造，其中北东向压扭性断裂构造和次一级的北西向张性、张扭性断裂，伴随强烈的片理化在区域上是有利成矿作用。在矿区范围内形成三组断裂的错动、张烈与挤压对岩金的活化起到促进作用，同时又为热液活动提供了通道，使得热液运移，并与围岩发生各种反应在有利部位富集成矿。

王义天、毛景文等人认为，发生在不同的构造变形过程中，在早期韧性剪切带经抬升剥蚀后构造层次上移，叠加了后期的脆韧性、脆性变形，成矿作用也随之发生叠加，从而在同一构造部位出现多种矿化类型组合。这种成矿作用的多期性往往能够形成富矿和大矿，其成矿一般主要发生在后期的叠加阶段，与成矿期的剪切变形是连续的。

该矿区矿石矿物组合为银金矿、自然金、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、石英、绢云母等矿物，属热液期形成的矿物，这与本区太古代老的结晶基底，经历中生代构造热液成矿理论是一致的。因此该地区中生代断裂构造运动既充当金矿形成的导矿构造，同时也成为了容矿构造。

4 结束语

（1）本文对台吉营子矿区围岩中金含量与金赋存状态分析，与冀东地区金矿源层的类比分析，借鉴前人对斜长角闪岩类金析出能力结果，推断该地区小塔子沟组角闪斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩与混合岩化类的片麻岩是金矿的矿源层。（2）通过本次对不同矿体采样的系统分析：矿区范围内各个矿体围岩中的金元素丰度均较高，含矿前景较好。1、10号金丰度值相对最高，本身又处于NE向压扭性断裂带，成矿条件优越，在本矿区应该作为重点勘查对象。（3）金在矿石中主要以晶隙金和裂隙金的形式存在，矿体主要分布在构造破碎带之中，查明了矿石的类型与矿体分布的规律。（4）太古界老的变质岩体经燕山期强烈的构造运动，在本区形成的北东向压扭性断裂为区域性主要的控矿构造，因此该地区在太古界斜长角闪岩类分布区，中生代形成的压扭性构造应作为金矿重点勘查方向。