吉林桦甸板庙子金矿床深部矿体地质特征及成矿机制讨论

于景山，王建新，臧兴运，王世波

1.桦甸市黄金有限责任公司，吉林 桦甸 132400；2.吉林大学地球科学学院，吉林 长春 130061；3.吉林省地质调查院，吉林 长春 130102

0 引言

吉林桦甸板庙子金矿床，距桦甸市89°方向、直距46 km，是一个有近40年开采历史的老矿山，目前，矿山已开采至-243 m标高，653 m中段。为了增加矿山资源储备，延长矿山服务年限，为矿山设计提供依据，受吉林省桦甸市黄金有限责任公司委托，吉林省第五地质调查所对板庙子金矿本区深部（-243 m标高以下）302-7号矿化带和303-13号矿化带进行勘探工作，野外工作时间2012年5月至2016年8月。本文在对深部矿体地质特征初步总结的基础上，对本矿床的形成机制进行了讨论，为本矿山、省内同类矿山的深部地质工作，提供一些线索和依据。

1 -243 m标高以上矿床及矿体地质

图 1 吉林桦甸板庙子金矿床地质简图Fig.1 Geological sketch map of the Banmiaozi gold deposit in Huadian, Jilin Province

板庙子金矿床位于白山地块与夹皮沟地块之间的韧性剪切带上，大砬子—夹皮沟金矿成矿带中段西部（图1）[1，2]。地表除大面积分布新太古代花岗闪长岩外，零星分布有新太古代夹皮沟岩群三道沟岩组，岩石类型主要有斜长角闪岩、磁铁石英岩等，脉岩主要有辉绿岩、闪长玢岩、钾质伟晶岩、花岗细晶岩等，岩石普遍遭受程度不等的糜棱岩化。在东西长2.55 km，南北宽0.86 km，面积约2.2 km2矿床范围内，现已查明矿化带（每条矿化带均含有数量不等的含金石英单脉）35条，编号为301～332[3]。主要矿化带走向为270°～295°,南西倾，基本与糜棱叶理走向一致（局部有＜10°交角），倾角75°～80°（与糜棱叶理一致），空间分布上具分支复合、尖灭再现特点，并多呈右行斜列，显示出受脆性剪切裂隙控制的特点。

302号和303号是矿床中主要两条矿化带（图1），沿走向、倾向均呈右行斜列式展布，至-243 m标高其编号已顺序至302-7号和303-13号，矿化带中单矿体主要为含金石英脉，多呈扁豆状、透镜状，少数呈脉状、似脉状。沿走向或倾向变化复杂，具分支复合，尖灭再现特征明显。单个矿体最长320 m，最短18 m，一般在50～200 m左右；最大延深240 m，延长与延深比近1∶1；矿体水平厚度最宽7 m，最小0.05 m，一般为0.2～1 m左右。矿体间产状大致相同，走向 275°～295°，倾向南西，倾角75°～85°，局部地方反倾。辉绿岩或煌斑岩发育，并在矿脉中见煌斑岩或辉绿岩捕虏体和见含矿石英脉插入煌斑岩或辉绿岩脉中。矿化带规模、产状、形态均受煌斑岩或辉绿岩控制，并随其变化而变化。钾质伟晶岩脉也很发育，空间分布上与金矿体关系密切，主要分布于近地表的中浅部。

矿石的工业类型：以含硫化物石英脉型为主，含矿化物石英细脉带型、碳酸盐细脉带型和硅质细脉带型次之。自然类型依据稳定的矿物组合及其赋存状态，划分为四种类型：①含金黄铁矿石英脉型矿石；②含金多金属石英脉型矿石；③纯金属硫化物型矿石；④含金黄铁矿石英细脉、网脉型矿石。

2 -243 m标高以下矿体地质

本次勘查按Ⅲ勘查类型布置探矿工程，利用钻探和沿脉工程对302-7号和303-13号矿化带进行深部揭露控制。

2.1 302-7号矿化带

矿化带走向285°～295°，倾向北东，倾角73°～84°，呈似脉状、透镜状展布。目前-130 m标高以上已采空，-170 m标高、-210 m标高、-243 m标高间正在开采。

本次勘探在-243 m标高以下，矿体由YM-1、YM-2两个工程及BZK3.0-1等32个钻探工程控制。揭露结果表明矿化带在-243 ～-523 m标高连续性较好，矿化带总体走向295°，倾向25°，倾角70°～89°，控制斜深282 m。其中赋存的单矿体含金石英脉矿体长度80 ～175 m，厚度0.22 ～8.14 m，平均厚度2.25 m，厚度变化系数67%，厚度变化属于较稳定；单样品位0.08×10-6～101.90×10-6，品位变化系数75%，品位变化较均匀。根据见矿位置、岩蕊轴夹角及-243 m以上标高已知矿化带特征，推测在-243 ～-523 m标高之间赋存的单矿体仍具有尖灭再现的特点，单矿体的产状、形态变化稳定，如图2所示。

表1可知，203号矿化带各元素含量均未达到伴生组分评价标准，各标高含量基本稳定，变化不大。

图 2 302-7号矿化带分布形态示意图Fig.2 Distribution pattern schematic of the No.302-7 mineralized belt

2.2 303-13号矿体

矿化带-130 m标高以上于2009年以前采空，-130 m标高～-243 m标高之间由桦甸市黄金有限责任公司在生产勘探中进行了控制，本次工作是在生产勘探的基础上对矿化带在-243 m标高以下进行勘探。

矿化带在-243 m标高以下由BZK23.4-2等7个钻孔（见矿率100%）进行控制。揭露结果表明在-243 ～-375 m标高矿化带边续性较好。矿化带总体走向280°～290°倾向南，倾角78°～84°。赋存的单矿体含金石英脉控制斜深为47 ～114 m，真厚度0.73 ～ -2.18 m，平均厚度1.41 m，厚度变化系数45%，厚度变化稳定。单样品位1.45×10-6～46.94×10-6，品位变化系数88%，品位变化较均匀。

2.3 302-7-1号矿体

本矿体是此次勘探新发现的盲矿体，矿体由BZK5.6-2、BZK5.6-3、BZK5.6-4 、BZK5.6-7、BZK5.6-8、BZK5.6-9六个钻孔控制，倾向北，倾角70°～-80°；赋存标高-253 ～ -303 m，矿体长40 m，控制矿体斜深50 m ，矿体厚度1.99 m～2.71 m，平均厚度1.56 m；厚度变化系数42%，厚度变化稳定。单工程平均品位0.37×10-6～19.30×10-6，品位变化系数113%。

3 讨论

3.1 成矿物质来源

成矿物质来源一直是矿床学讨论不休的问题之一[4]。夹皮沟岩群三道沟岩组是原岩为基性-中基性-酸性火山岩和火山碎屑岩及硅铁质沉积岩，前人研究表明，该岩组下部镁铁层金的丰度很高（平均为5.0×10-9），是地壳丰度（克拉克值）的2倍，且历经后期变形变质作用，是古老的原生含金建造，容易活化[5，6]，对金矿成矿无疑具有重要促进作用[6，7]。

3.2 成矿时代

包括本矿床在内的夹皮沟成矿带上诸多金矿床的成矿时代，一直是关注的重点之一。上世纪八九十年代多认为以新太古代为主[8，9]；近年来的研究成果表明，倾向于以中生代燕山期为主[10-12]。

本矿床辉绿岩与含金石英脉空间上、成因上关系密切，是主要找矿标志之一[13，14]。本矿床及外围辉绿岩等脉岩同位素测年结果如表2所示[15]，由此可知本矿床主要成矿期为早侏罗世。

表 1 302号矿化带微量元素分析结果（wB /10-6 )Table 1 Trace element (ppm) data of No. 302 mineralized belt

3.3 成因类型

不同的学者从不同的角度，对本矿床及夹皮沟成矿带上其它矿床的成因类型，进行了不同的划分。主要有与太古代绿岩带有关的脉型金矿[8，16]、造山带型金矿[16]、韧性剪切带型[6，7,18]等观点。

本矿床处于大砬子—夹皮沟北西向韧性剪切带中，区内岩石不同程度地发育糜棱岩化，已知矿化带在走向、倾向上均受主剪切裂隙控制，且产状较稳定，其分布规律已成为矿床探、采矿工程重要的布置依据[15]。根据控矿构造性质，将本矿床定义为韧性剪切带型较为适宜。

韧性剪切带型矿床是一类重要的矿床类型，有关研究成果较多[19-22]。根据剪切带中岩石的变形将剪切带分为脆性、脆- 韧性和韧性剪切带三类，它们形成于地壳的不同深度，分别对应于上、中、下三个构造层次，上构造层次是位于地壳上部，主要由断层岩组成；中部为两者过渡类型，表现为脆-韧性变形特征；下部构造层次是深部的韧性剪切变形带，由发育线理和面理组构的塑性变形的糜棱岩组成的。金矿富集沉淀往往是由韧性剪切带及其内部发育的脆- 韧性剪切带共同作用的结果[23-25]。

表 2 区内岩脉K －Ar年龄测定结果表Table 2 K-Ar data for the dike in the area

图 3 吉林省韧性剪切带型金矿矿化分带示意图Fig.3 Mineralization zoning sketch map of ductile shear zone type gold mine, Jilin Province

根据前人研究成果[25]，总结出韧性剪切带型金矿矿化分带示意图，如图3所示。在前期韧性剪切带的基础上，后期剪切作用叠加，由浅至深可分为四个矿化分带：Ⅰ为微细脉带，浅部构造层次，脆性剪切，形成的剪切裂隙以微细裂隙为主，含金石英脉呈微细脉状；Ⅱ为中粗脉带，中部构造层次，脆性剪切，形成的剪切裂隙以较具规模的裂隙为主，含金石英脉呈中、大脉状；Ⅲ为矿化糜棱岩带，中部构造层次下部，韧脆性剪切，已初步形成糜棱岩，但仍见有矿化，形成含金糜棱岩；Ⅳ为无矿糜棱岩带，下部构造层次，韧性剪切，形成糜棱岩，无矿化，糜棱叶理与前期糜棱叶理有一定交角。矿床-43 m标高302号矿化带中含金石英脉流体包裹体测温结果表明[26]，含CO2三相包裹体均一温度为250 ～ 326 ℃、w(NaCl)为4 .51 %～ 7 .14 %；气液两相包裹体均一温度129 ～ 229 ℃、w(NaCl)为5 .25 %～7 .01 %。据此估算本矿床成矿压力为34 .7～ 109 .6 MPa ，矿床形成深度6～7 km。同时表明矿区成矿流体以岩浆水为主，但可能有大气降水的混入，反映该矿床成矿作用与区内中生代岩浆活动关系密切[26]。

3.4 成矿机制

中太古代吉辽陆核形成不久裂解，在夹皮沟地块、白山地块等各地块间形成规模不等的洋盆，于盆地中便发育了碎屑沉积建造、基性火山岩建造和硅铁质建造，新太古代各地块相互拼合洋盆关闭，各类建造发生变质作用形成表壳岩[2]。夹皮沟地块、白山地块以大砬子—夹皮沟韧性剪切带为界拚合，表壳岩夹皮沟岩群三道沟岩组富含Au元素，形成初始矿源层。

早侏罗世，在太平洋板块俯冲欧亚大陆导致区域敦—密断裂大规模左旋平移的构造背景下，大砬子—夹皮沟断裂带亦发生左旋剪切作用，并叠加在前期新太古代剪切带上[7]，如图4所示，由浅部至地下深处，逐渐由浅部构造层次过渡到中部构造层次。在持续强烈的韧性剪切作用中，深部的长英质组份熔融析出并沿剪切带向上流动，由于熔点相对较低在较浅的剪切裂隙中充填结晶形成钾质伟晶岩（稍后或与此同时，深部熔融的基性组份也向上流动，但熔点较高在较深的剪切裂隙中充填结晶形成辉绿岩脉），剩下的SiO2、S2-、H2O等组份继续向上移动，在地壳浅部与大气降水混合并沿表壳岩层理、矿物颗粒间隙等向下渗滤，由于Au元素的亲硫性[27]，逐渐在地壳深部形成富含络合物[Au(HS)2]-（也可能含有少量H2[AuCl2O]2等）、[H4SiO4]0、H2O等组合的混合流体，并向低压区断裂带迁移。当在剪切带中遇到辉绿岩脉时，由于物理化学条件的改变，[H4SiO4]0解体形成石英脉，随后[Au(HS)2]-解体，其中的S2-与辉绿岩中的Fe2+等结合形成黄铁矿等金属硫化物，与此同时Au元素释放赋存于黄铁矿等金属硫化物的裂隙中，与石英脉一起形成含金石英脉。这样，在剪切带、辉绿岩、钾质伟晶岩、大气降水、三道沟岩组等共同作用下，形成板庙子金矿床。

在含金石英脉形成过程中，有两种特殊情况：有时混合流体中主要成分为[Au(HS)2]-，与辉绿岩接触后形成不含硅质石英、纯由黄铁矿等金属硫化物组成的高品位金矿体，俗称“晶体块”，在各矿化带中均有发现，整个矿床中约有四分之一单矿体是这种类型；还有一种情况是，与图4中相反，辉绿岩位于钾质伟晶岩上方，由钾质伟晶岩带来的SiO2、S、H2O等组份与辉绿岩脉带来的Fe2+等组合直接混合，其中的S2-与辉绿岩中的Fe2+等也形成纯由黄铁矿等金属硫化物组成的脉体，但由于S2-没有参与到表壳岩中渗滤作用而没有形成[Au(HS)2]-，因此这种硫化物脉体不含金，俗称“假晶体块”，在矿床北部325、332等个别矿化带中存在这类脉体。

矿床形成后，地壳抬升，矿床遭受剥蚀，如图4所示。

图 4 吉林桦甸板庙子金矿床成矿模式图Fig.4 Metallographic pattern of Banmiaozi gold deposit in Huadian, Jilin Province

4 结论

（1）302-7号矿化带在-243 m～-523 m标高总体走向295°，倾向25°，倾角70°～89°，赋存的单矿体含金石英脉矿体长度80 ～175 m，厚度0.22 ～8.14 m，厚度变化系数67%；单样品位0.08×10-6～101.90×10-6，品位变化系数75%。

（2）303-13号矿化带在-243 ～-375 m标高总体走向280°～290°倾向南，倾角78°～84°，赋存的单矿体含金石英脉控制斜深为47 ～114 m，真厚度0.73 ～-2.18 m，厚度变化系数45%；单样品位1.45×10-6～ 46.94×10-6，品位变化系数88%。

（3）矿床类型为韧性剪切带型，目前处于中部构造层次，其深部仍有找矿前景。

参考文献：

[1] 齐成栋．吉南夹皮沟地块地质特征[J]．吉林地质，2000，3（19）：6-15．

[2] 于宏斌，刘耀文，王延生，等．吉林1：25万靖宇县幅、浑江市幅、长白县幅区域地质调查[M]．吉林省地质调查院，2007：1-273．

[3] 中国有色金属工业总公司吉林地质勘探公司六○四队，吉林省桦甸市夹皮沟矿区板庙子矿区中部矿带勘探报告[D].桦甸市：吉林桦甸黄金集团， 1988：63-65．

[4] 赵元艺，马志红，李林茂.矿源层判别方法研究[J].世界地质，1995，14（4）：45-49.

[5] 吉林省地质矿产局. 吉林省区域地质志[M]. 北京: 地质出版社, 1988.

[6] 关键，孙丰月，刘洪文. 吉林省东部韧性剪切带特征及其与金银成矿关系[J].地质与勘探，2004，2（40）：7-11.

[7] 关键.吉林东南部贵金属及有色金属成矿规律研究（D）.吉林大学，2004.

[8] 李俊建，沈保丰，毛德宝，等．吉林夹皮沟金矿成矿时代的研究[J].地质学报，1996，4（70）：335-341.

[9] 沈保丰，李俊建，毛德宝，等．吉林夹皮沟金矿地质与成矿预测[M]．北京：地质出版社，1998：95-98．

[10] 孙忠实，冯亚民．吉林夹皮沟金矿床主成矿时代的确定及找矿方向[J]．地球学报，1997，4（18）：368-372．

[11] 李碧乐，陈广俊，宋宗维.论吉林夹皮沟金矿成矿时代[J].世界地质，2004，23（4）：354-359．

[12] 冯云磊，袁万明，曹建辉，等．应用锆石裂变径迹方法研究夹皮沟本区金矿成矿时代[J]．原子能科学技术，2015，49 （2）：379-384．

[13] 潘贵范，王东，臧兴运．板庙子金矿区成矿阶段划分[J]．吉林地质，2006，25（2）：1-7．

[14] 王建新，臧兴运．吉林桦甸板庙子金矿与外围控矿条件及靶区预测[J]．黄金，2009，30（4）：13-17．

[15] 臧兴运. 吉林省桦甸市板庙子金矿及外围控矿地质条件与靶区预测（D），吉林大学，2007.

[16] 戴新义，蒋荣清，刘劲鸿，等．吉林省夹皮沟—金城洞花岗岩—绿岩区成矿及找矿方向的研究[R]．长春：吉林省地质科学研究所，1989：100-105．

[17] 杨利亚，杨立强，袁万明，等．造山型金矿成矿流体来源与演化的氢-氧同位素示踪:夹皮沟金矿带例析[J]．岩石学报，2013，29（11）：4025-4035．

[18] 颜世忠，钱秀珍，杨玉清，等．夹皮沟主剪切带基本特征及找矿方向[J]．矿产勘查，2010，1（增）：43-46．

[19] 何绍勋,段嘉瑞,刘继顺,等,韧性剪切带与成矿[M].北京:地质出版社, 1996, 1-174.

[20] 陈柏林.糜棱岩型金矿金元素丰度与构造变形的关系[J].矿床地质，2000，19(1)：17-25.

[21] 李晓峰，华仁民，冯佐海.韧性剪切带变形变质作用与金的矿化富集[J].桂林工学院学报，2001，21(3)：207-212.

[22] 邵世才.试论韧性剪切作用与金的成矿[M].贵金属地质，1996，5(2)：142-145.

[23] 孙晓明.韧性剪切带中的脆性构造及其对金矿化的控制[J].中山大学学报(自然科学版) ，1998，37(1)：98-102.

[24] 刘喜山，李树勋.变形变质作用及成矿[M]. 北京：中国科学技术 出版社，1992：28-43.

[25] 陈柏林,董法先，李中坚.韧性剪切带型金矿成矿模式[J].地质论评，1999，45(2)：186-192.

[26] 王建新，孙丰月，臧兴运，等．吉林板庙子金矿床流体包裹体特征及其地质意义[J]．吉林大学学报(地球科学版)， 2010，40（5）：1053-1060．

[27] 刘英俊，曹励明，李兆麟，等.元素地球化学[M].科学出版社，1984：200-350.