磐石市粗榆金矿床地质特征及找矿潜力分析

周 阳，赵际新，郑云龙，王禹淞，候 闯，梁 敬

吉林省有色金属地质勘查局六○七队，吉林 吉林 132105

0 引言

吉林省中部为我国少有的金矿化集中区，自1950年起相继发现了许多中—大型金矿床，金矿床种类繁多，如岩浆热液金矿床（粗榆金矿床）、变质—热液金矿床（夹皮沟金矿、二道甸子金矿、海沟金矿）等。粗榆金矿床位于华北地台中部地区，中朝准地台西北部，石岭隆起东部，南部受敦密深大断裂影响，产生许多褶皱带。如北西向的吉黑褶皱系，东西向的吉林优地槽褶皱带，北东—北北东向的吉林复向斜（图1）。研究区在1987年展开采矿工作，陆续发现了X1、X2、X3、X4矿体，构成了粗榆金矿主矿体，2008至2015年重新系统的展开预查、普查、详查、勘探工作，通过钻探、坑探、样品分析等手段，已累计探明金资源储量金属量10 t，并发现三条盲矿体。结合该金矿床的矿床特征，讨论研究认为深部应有较好的找矿空间及找矿潜力。

1 研究区成矿背景

研究区位于吉林省磐石市北部，区内构造运动主要为华力西晚期—印支期晚期，后期经历燕山晚期的岩浆活动，主要出露地层有北部、南部的晚古生界石炭系上统石咀子组，中部的侏罗系下统南楼山组地层（图2）。

图1 研究区大地构造图Fig.1 Geotectonic map of the study area

1.1 构造特征

研究区位于双阳—磐石褶皱束东部 “吉中弧形构造”区内，受密山—抚顺深断裂带牵引构造作用，区内褶皱构造和断裂构造发育，整体构造格架呈北西向展布。区域褶皱构造为一对称型的向斜构造，该向斜构造确定为早印支亚构造旋回褶皱，划属于本区明城—石咀镇复式向斜中的钢岔山向斜，为本区域最重要基底褶皱构造，奠定了本区域构造格架的基础。（图2）。区域内断裂构造控制了本区中生代沉积盆地边界和华力西晚期—印支期、燕山早期岩浆岩展布方向，同时控制了本区金矿床的空间分布。

研究区金矿床位于上鹿—大泉眼地段，北西向东古城—六间房挤压破碎带是本矿区最重要的控矿、导矿、容矿构造，由一系列逆断层和强烈挤压破碎带组成，破碎带宽0.4～2.5 km。（图3），带宽＞500 m，总体走向320°～330°，倾向北东，倾角60°～85°。 X1、X2、X3、X4矿体都赋存于该断裂带中。矿坑道中见一条北东向断裂，长度＞100 m，走向220°～230°，倾向北西，倾角60°～70°，被北西向断裂切割断距大于7～8 m，被含金石英脉充填形成金矿体（盲1、盲2、盲3矿体）。

1.2 岩浆特征

研究区经历了多期大规模的岩浆作用，侵入岩时代从晚古生代—中生代，区域岩浆活动频繁、强烈，矿体主要赋存在华力西晚期—印支期石英闪长岩、燕山早期黑云母花岗岩裂隙石英脉中。岩体与本区金矿床成矿关系密切（表1），出露于研究区中部，受断裂控制总体呈北西向展布[2-4]。岩浆期后含矿汽水热液为本区提供了金、银、铜等成矿元素（图 2）[5-10]。

1.3 岩性特征

研究区出露地层从晚古生界到新生界均有发育。与成矿关系密切的是晚古生界石炭系上统石咀子组下段、上段及中生界侏罗系下统（图2），石咀子组地层走向北西，倾向北东，倾角50°～80°，分布于矿区北部、南部，上段主要岩性为青灰色结晶灰岩夹薄层大理岩，下段主要岩性为青灰色铁质粉砂岩夹灰色薄层灰岩、青灰—灰黑色千枚岩，夹少量薄层铁质细砂岩，灰岩中含蜓化石，与下伏石炭系中统磨盘山组整合接触。侏罗系下统南楼山组，呈北西向分布于矿区中部，主要岩性有深灰色安山岩、安山玢岩、安山质凝灰熔岩及安山质火山角砾岩等。

图2 研究区区域地质图Fig.2 Regional geological map of the study area

图3 研究区综合地质图Fig.3 Comprehensive geological map of the study area

表1 硅钾化石英闪长岩硅酸盐化学成分分析结果表（据文献[3]）Table1 Analysis of silicate chemical composition of silicon potassic quartz diorite

石炭系自下而上由海相火山碎屑建造、海相陆源碎屑夹碳酸盐建造、碳酸盐建造组成，形成了本区浅变质岩系地层。碳酸盐岩与侵入岩、火山岩接触带附近往往可形成矽卡岩型金矿，如官马金矿床（图 2）。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区内出露地层有晚古生界石炭系、中生界三叠系、侏罗系、新生界第四系，由老至新分述如下。

2.1.1 石炭系

区内广泛发育，分布于中泉眼—上鹿以西，小粗榆、大粗榆、葫芦头沟一带，走向北西，倾向北东，倾角50°～80°，构成区域钢岔山复式向斜北东翼。受北西向东古城—六间房断裂切割和岩浆侵入残缺不全，主要有下统鹿圈屯组上段（C1l3）、中统磨盘山组未分（C2m）、中统磨盘山组下段（C2m1）、中统磨盘山组上段（C2m2）、上统石咀子组下段（C3s1）和窝瓜地组（C3w）。

（1）鹿圈屯组上段（C1l3）

出露于矿区西南部大桃山一带，主要岩性为深灰色大理岩化灰岩、黑灰色砂质泥岩、细砂岩、砂质板岩。

（2）磨盘山组（C2m）

出露于矿区西部上鹿—大桃山一带，根据岩性组合特征划分为上、下岩性段。

上段（C2m2）主要岩性有大理岩化灰岩、含燧石结合灰岩。

下段（C2m1）主要岩性为砂质板岩、泥质灰岩、大理岩化灰岩、细砂岩，为本区重要石灰岩矿开采层位之一。与石炭系下统鹿圈屯组断层或角度不整合接触。

（3）石咀子组（C3s）

出露于杨木顶子、小粗榆一带。

下段（C3s1）主要岩性为青灰色铁质粉砂岩夹灰色薄层灰岩。青灰—灰黑色千枚岩，其中夹少量薄层铁质细砂岩，灰岩中含蜓化石。与下伏石炭系中统磨盘山组整合接触。

（4）窝瓜地组（C3w）

出露于矿区东北部葫芦头沟—大粗榆一带，主要岩性有灰白—灰黄色片理化变质流纹质细凝灰岩夹白色大理岩，灰白色英安—安山质凝灰熔岩，深灰色片理化细凝灰火山角砾岩。与石咀子组呈断层接触。

2.1.2 三叠系

分布于大粗榆屯北东部，出露有上统大酱缸组（T3d）和小蜜蜂顶子组（T3x）。

大酱缸组（T3d）主要岩性有黄褐色砾岩，灰黑色、深灰色粉砂岩、砂岩、凝灰质砂岩等。与下伏二叠系寿山沟组呈角度不整合接触。

小蜜蜂顶子组（T3x）主要岩性有下部为杂色凝灰质砾岩夹砂岩层，上部紫色、紫灰色安山岩。与下伏大酱缸组整合接触。

2.1.3 侏罗系

仅出露有下统南楼山组（J1n），呈北西向分布于矿区中部。主要岩性有深灰色安山岩、安山玢岩、安山质凝灰熔岩及安山质火山角砾岩等。与石炭系、三叠系呈角度不整合接触。

2.1.4 第四系

分布于沟谷、冲沟内，主要为全新统（Q4），由现代河床、沟谷冲积、洪积砂土、砂、砾石及腐殖土组成。

2.2 岩浆岩

区内岩浆活动频繁，主要为燕山早期花岗质岩石、印支早期、海西晚期石英闪长岩。

燕山早期花岗岩（γ52-2(3)）、花岗斑岩（γπ52-2(3)）出露于矿区中部，构成了含金石英体的间接围岩，岩石具有不同程度的蚀变。

花岗岩呈肉红色，中粗粒结构，块状构造，组成矿物以钾长石、斜长石、石英为主，其次为黑云母、角闪石。钾长石呈半自形柱状、板状，有的较集中分别，含量30%。石英呈它形粒状，少数为半自形晶，局部呈残留孤岛状，含量＞30%。黑云母呈片状，均匀分布，含量10%。角闪石呈半自形柱状，含量小于5%。

花岗斑岩呈肉红色，斑状结构，块状构造。由于蚀变较强，多形成蚀变花岗斑岩。变余斑晶为黑云母、钾长石、斜长石，含量60%。黑云母片约0.3～0.6 mm，多析出铁质。斜长石、钾长石全蚀变成绢云母，仅保留自形板柱状外形，粒径0.5～2.8 mm。基质矿物为斜长石、钾长石、石英、黑云母、粒径一般0.1～0.5 mm，含量35%。沿裂隙贯入较多石英脉。

印支早期花岗闪长岩（γδ51-1）出露于矿区南西部上桃山附近，岩石呈肉红色，中细粒结构，块状构造，主要矿物斜长石、钾长石、石英，其次为黑云母、角闪石。斜长石呈半自形板状，粒径0.6～4 mm，被石英溶蚀，有的去钙化、泥化等，含量40%。钾长石呈半自形—它形板状，粒径0.4～3.5 mm，有的被石英溶蚀，含量30%。石英呈它形粒状，粒径0.3～4 mm，含量20%。角闪石呈半自形板状，粒径0.3～4 mm，含量小于5%。

海西晚期石英闪长岩（δo43-2）主要分布在矿区中南部，出露面积较大，总体展布方向北西，该岩体呈岩株状，受北西断裂构造控制。

2.3 脉岩

矿区脉岩不甚发育，集中分布于杨木顶子和粗榆金矿一带，受断裂构造影响，脉岩走向以北西向为主。脉岩岩性为有闪长玢岩（δμ）、石英脉等。

闪长玢岩（δμ）岩石呈灰绿色，斑状结构。斑晶角闪石、斜长石，含量45%。辉石呈半自形柱状，斜长石呈自形—半自形板状，角闪石呈半自形柱状、粒状。基质成分相同，其中斜长石较多，粒径在＜0.1～0.2 mm，含量55%。出露于矿区北西部。

石英脉与本区金矿成矿关系密切，主要金矿体均赋存在石英脉中，构成工业矿体。

2.4 构造

矿区位于北西向东古城—六间房挤压破碎带上鹿—大泉眼地段。区内地层为单斜构造，地层产状倾向北东，倾角45°～80°，断裂构造以北西向挤压破碎带为主，局部见规模较小的北东向断裂构造。

2.4.1 北西向断裂

东古城—六间房挤压破碎带总体走向275°～330°，倾向北东，倾角40°～85°，由一系列逆断层和强烈挤压破碎带组成，破碎带宽0.4～2.5 km。

矿区内东古城—六间房断裂主要表现为碎裂岩、脉岩及破碎蚀变岩带，带宽＞500 m。粗榆金矿一带破碎蚀变岩带内石英脉发育，走向290°～300°，倾向北东，倾角40°～80°。

破碎带内岩石主要为燕山早期花岗岩、海西晚期石英闪长岩和石炭系磨盘山组、石咀子组石灰岩。岩石普遍具碎裂结构，局部出现糜棱结构，花岗岩石普遍具钾化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、局部具硅化。

破碎带内脉岩发育，主要有细粒闪长岩、闪长玢岩、霏细岩、花岗斑岩和石英脉，石英脉普遍含金，形成工业矿。

该断裂是本矿区最重要的控矿、导矿、容矿构造，粗榆金矿金矿体赋存于该断裂带中。

2.4.2 北东向断裂

地表不发育，在本区坑道中见一条北东向断裂，长度＞100 m，走向220°～230°，倾向北西，倾角60～70°，被北西向断裂切割断距大于7～8 m，被含金石英脉充填形成金矿体。本次勘查新发现的盲1、盲2、盲3矿体与该断裂关系密切。

2.5 围岩蚀变及矿化

区内围岩蚀变和矿化主要是沿北西向挤压破碎带分布的，蚀变类型主要有钾化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、硅化和高岭土化，常见矿化有褐铁矿化、黄铁矿化、方铅矿化、闪锌矿化、金矿化等。

2.5.1 蚀变

延北西挤压破碎带分布，带宽15～20 m，钾化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化沿挤压破裂带面状分布，主要发育在华力西晚期—印支期闪长岩、石英闪长岩和燕山早期花岗岩中。

钾化表现为钾长石交代斜长石，岩石中钾长石不规则增加，局部钾化强烈时钾长石含量超过斜长石。

绿泥石化，岩石中角闪石、黑云母蚀变呈绿泥石，常呈粒状、不规则片状集合体在矿物表面或沿岩石中细小裂隙分布。

碳酸盐化主要表现为沿岩石中节理、裂断分布的碳酸盐细脉、网脉和薄膜。

高岭土化发生在挤压破碎带内含钾长石矿物的岩石中，尤以近地表和地下水侵蚀的破碎带中强烈及常见。

硅化主要分布在近矿围岩中，硅化后的岩石退色致密坚硬，有时硅质沿节理、裂隙呈细小网脉状和细脉状分布，与本区金、银、锌、铅成矿作用关系密切。

2.5.2 矿化

本区与金成矿关系密切的矿化主要有黄铁矿化、闪锌矿化、方铅矿化、黄铜矿化。其中黄铁矿化可分为两期，早期黄铁矿呈自形—半自形，粒度0.3～3.0 mm，部分晶体具压碎结构，反射色为亮黄色，团块状分布，边缘被闪锌矿交代，与金矿化关系密切。晚期黄铁矿粒度一般小于0.3 mm，大部分分布在早期黄铁矿边缘或其晶粒间，部分沿岩石中裂隙呈细脉状分布。

3 矿体特征

3.1 矿体特征

截止目前共发现大小金矿体14条（图3），其中X3、X4号矿体为矿床的主要矿体，占探明资源储量的80%以上，盲1、盲2、盲3为近年来勘查新发现的3条矿体（图3）。下面介绍X3、X4号矿体赋存特征，其他矿体列表显示（表2）。

X3号矿体：分布于7-24号勘探线间，赋存标高410 ～423 m，埋深833 m，矿体形态为脉状、薄脉状，矿体走向275°～315°，倾向北东，倾角40°～70°，矿体走向长435，倾斜最大延深876 m，由9个钻孔、8个中段坑道工程控制，走向控制长435 m，倾斜控制延深320 m，矿体厚度0.20～1.50 m，平均1.01 m，厚度变化系数42.38%，品位 ：Au ：(0.13～165.40)×10-6， 平 均 15.88×10-6，品位变化系数159.12%（图4、表3）。

X4号矿体：分布于7-20号勘探线间，赋存标高408 ～-804 m，埋深1 212 m，矿体形态为脉状、薄脉状，矿体走向285°～305°，倾向北东，倾角52°～70°，矿体走向长350 m，倾斜最大延深1 305 m，由12个钻孔、4个中断坑道工程控制，矿体厚度0.20～1.50 m，平均0.89 m，厚度变化系数 50.13%，品位 ：Au：(0.26～113.69)×10-6，平均16.12×10-6，品位变化系数113.69 %（图4、表3）。

3.2 矿石特征

本区矿石类型以原生硫化物矿石为主，矿石自然类型为石英脉型。矿石主要结构为半自形—它形粒状结构、交代侵蚀结构、碎裂结构。矿石主要构造为团块状构造、星散状浸染构造、细脉浸染状构造。矿石主要金属矿物为自然金、黄铁矿、方铅矿；次要有黄铜矿、闪锌矿；脉石矿物主要为石英、长石；次之有绢云母、绿泥石、方解石等。矿石中常见矿物组合：黄铁矿-银金矿-自然金；黄铁矿-方铅矿-闪锌矿-黄铜矿-银金矿-自然金；闪锌矿-方铅矿-黄铜矿-银金矿-自然金；闪锌矿-方铅矿-银金矿-自然金。

矿物生成顺序根据矿石中主要矿物交代、共熔关系，将本区成矿作用划分为三个阶段，即早期黄铁矿-石英阶段，中期含金硫化物-石英阶段，晚期黄铁矿（细粒）-石英-方解石阶段。矿物生成顺序：半自形中粗粒黄铁矿→闪锌矿→方铅矿、黄铜矿、银金矿、自然金→它形黄铁矿(表4)。

3.3 矿石化学成分特征

本区矿石中有用组分为Au、Ag、Pb，其他有益组分Cu、Zn、Sb、Wo3、Mo、Co、Sb含量不高，有害元素As、C、S等含量较低。矿石中的金元素主要是赋存在裸露和半裸露自然金，铜、铅、锌硫化矿包裹金，碳酸盐包裹金中，占84%左右，其中裸露和半裸露自然金31%，铜、铅、锌硫化矿包裹金占41%，碳酸盐包裹金占12%。(表5，6)。

表2 研究区其它主要矿体特征表（据文献[2]）Table 2 Characteristics of other main ore bodies in the study area

图4 金矿深部赋存情况及钻孔剖面图（钻孔标高在-100m标高截取）Fig.4 The occurrence of the deep deposit and the drilling section of the gold deposit (borehole level intercepted on -100m)

表3 研究区矿体采样分析结果表Table 3 Sampling and analysis result of ore body in the study area

表4 粗榆金矿床成矿阶段划分表Table 4 Metallogenic stage division of the Cuyu gold deposit

表5 粗榆金矿矿石微量元素含量（据文献[2]）Table 5 Trace element content of Cuyu gold deposit

表6 金物相分析结果表（据文献[2]）Table 6 Results of phase analysis of gold

4 研究区成矿规律及潜力分析

4.1 控矿因素

矿床受岩体侵入内接触带、围岩岩性、断裂综合控制，矿床主矿体含金石英体赋存于北西向主断裂构造次一级破碎蚀变带附近，盲矿体含金石英体受北东向断裂构造控制，被北西向断裂切割断距大于7～8 m。赋存在破碎蚀变带中主矿体，呈东西向脉状展布，延深有分段富集和近似等距斜列式展布特征，从西向东依次有X4、X3、X2、X1号斜列式矿体产出，它们相互间隔约在75 m左右。从深部钻孔见矿标高上看，主矿体有向北东侧伏的趋势。从探矿坑道查明矿体特征，品位变化规律上看，受后期构造影响矿体总体产状成舒缓波状，变化较大，破碎蚀变带附近脉岩发育，矿体受其影响，在不同的标高主矿体呈尖灭再现现象。

4.2 矿床成因

粗榆金矿床成矿类型属岩浆热液裂隙充填石英脉型金矿。矿体形态、产状、空间展布和成矿作用与北西向断裂、北东向断裂和印支期、燕山期岩浆活动关系密切。

古生代晚期本区在区域构造作用下石炭纪地层发生褶皱，并沿褶皱轴部形了规模较大的东古城—六间房北西的挤压断裂带。沿此断裂带华力西晚期、印支期和燕山早期中酸性岩浆多次侵入为本区金、铜成矿提供了物质来源。本区岩浆岩中金的平均丰度值是地层的14.65倍，特别是印支期石英闪长岩和燕山早期黑云母花岗岩岩浆期后酸性汽水热液富含金属硫化物和金、银等成矿元素在沿自身母岩裂隙迁移过程中富集、充填成矿，成矿同时在汽水热液作用下，矿体两侧围岩发生硅化、绢云母化和绿泥石化等蚀变。

4.3 找矿标志

（1）北西向断裂构造带是本区金矿形成的最重要控矿构造。特别是沿北西向断裂分布碎裂状黑云母花岗岩区段是成矿有利区段。

（2）北西向断裂构造带内北西西向挤压破碎带常被含有硫化物石英脉充填，是本区金矿直接找矿标志。

（3）具有中粗粒黄铁矿化的硅化蚀变是本区重要找矿标志。

（4）北东向断裂构造是本区隐伏盲矿体的重要控矿构造。

4.4 找矿潜力分析

研究区因受勘查权的限制，沿北西走向的X1、X2、X3、X4号矿体在北西、南东方向延长、延深上均未封闭，在勘查区外围及深部开展勘查工作，投入有效的工程控制，有望扩大已知矿体的规模，同时近期勘查新发现的北东向盲1、盲2、盲3矿体仅投入了少量的勘查工作，控制和研究程度严重不足，通过加强对北东向含矿系统的综合研究、加大对其延长、延深方面有效控制，有利于扩大找矿效果。

综述，粗榆金矿床深部及外围找矿潜力巨大，利用好现有资料，加强对其含矿系统的研究，加大对已知矿体及新发现的盲矿体的有效控制，有望成为大型金矿床。

5 结论

粗榆金矿床通过对矿床特征及找矿潜力分析，取得如下认识：

（1）粗榆金矿床成矿类型属岩浆热液裂隙充填石英脉型金矿；

（2）矿床受岩体侵入内接触带、围岩岩性、断裂综合控制，矿床主矿体含金石英体赋存于北西向主断裂构造次一级破碎蚀变带附近，矿体形态、产状、空间展布和成矿作用与北西向断裂和印支期、燕山期岩浆活动关系密切；

（3）北西向断裂构造带是本区金矿形成的最重要控矿构造。特别是沿北西向断裂分布碎裂状石英闪长岩、黑云母长花岗岩区段是成矿有利区段；

（4）北东向断裂构造是本区隐伏盲矿体的重要控矿构造。加强对盲矿体的控制和研究有望扩大矿床规模；

（5）根据粗榆金矿床主矿体延深大于延长的特点，在粗榆金矿外围深部应有较大的找矿空间，较好的找矿潜力。

[1]吉林省地质矿产局.吉林省区域地质志[M].北京：地质出版社, 1989.

[2]吉林省有色金属地质勘查局六○七队.吉林省磐石市粗榆金矿生产勘探及深部（-343米标高以下）金矿详查报告[R].2015.

[3]吉林省第二地质调查所.吉林省磐石市粗榆金矿外围金矿详查报告[R].2014.

[4]吉林省有色金属地质勘查局六○七队.吉林省磐石市粗榆金矿X 3、X4号矿体40m标高以下详查报告[R].2010.

[5]洪雪,彭晓蕾,刘立,等.吉中磐石地区下石炭统鹿圈屯组海相暗色泥岩特征[J].吉林大学学报(地球科学版).2009,39(2)：225-231.

[6]苏 斌，李碧乐，汪志刚，等.吉林磐石粗榆金矿床流体包裹体特征及矿床成因[J].黄金地质.2014 , 35 (4)：8-13.