磐石—双阳一带成矿条件分析及找矿方向

徐传波，赵 超，马 俊，孙立伟，张天翼

吉林省勘查地球物理研究院，吉林 长春 130012

0 引言

磐石—双阳地区地处吉林省中部的吉黑陆缘造山带，位于北东向展布的依兰—舒兰断裂带、辉发河断裂带之间，受断裂构造走滑平移的影响，形成了吉中弧形构造，即磐石—双阳接触带。该带内地层单元众多，岩浆活动强烈，地质构造复杂，由老至新各时代均有成矿，具有多期次、多来源和多类型的成矿特征，成矿条件非常优越，蕴含丰富的矿产资源，开展综合矿产勘查工作前景广阔。

1 成矿条件分析

1.1 地质条件

1.1.1 地层

古生界主要分布于土顶镇—烟筒山镇—官马镇一带，奥陶系、志留系、石炭系、二叠系均有出露，总体呈北西向展布，为海相—海陆交互相沉积建造。岩石类型为中性火山岩、凝灰岩、角砾岩夹厚层生物屑灰岩透镜体、酸性熔岩及凝灰岩夹薄层灰岩板岩、石英角斑岩、细碧岩、角斑质凝灰岩互层夹凝灰质砂岩、碳酸盐岩等[1]。其中石炭系、志留系等含碳酸盐岩沉积建造是矽卡岩型、岩浆热液型矿床的有利围岩，为成矿提供了成矿物质，吉昌铁矿、石嘴子铜矿均产自石炭系地层与侵入岩接触带的矽卡岩中。因此，石炭系、志留系等含碳酸盐岩地层是铁、铜多金属矿产的重要找矿地段。

中生界在研究区东北部分布较广，其中三叠系在南北两侧均有出露，侏罗系和白垩系主要分布于北侧山河镇、取柴河镇一带。地层总体呈断块状产出，呈北东东、北西走向，为一套浅变质湖河相沉积-火山岩建造。岩石类型为中酸性火山熔岩及火山碎屑岩、砂岩、粉砂岩、板岩、页岩、局部夹煤层。研究区内侏罗系赋存有多处小型煤矿，而侏罗纪火山活动形成的晚期次火山岩含有丰富的成矿物质，与金及多金属成矿关系密切。

新生界第四系分布于研究区西北侧，由黄土、亚砂土、砂砾石构成，地表为宽缓的沟谷。

1.1.2 侵入岩

研究区内侵入岩较发育，岩浆侵入活动以海西期、印支期及燕山期为主，其中燕山期构造-岩浆活动最为强烈，侵入岩分布最为广泛。二叠纪侵入岩分布于官马镇、三棚镇一带，岩体总体呈北西向展布。岩体产状受褶皱控制外，还与断裂构造关系密切，局部具有片麻理构造，具有铁、铜、铅、锌成矿专属性。三叠纪侵入岩分布于土顶镇、石咀镇一带，呈不规则状展布，受褶皱构造控制，具有铜、铅、锌成矿专属性。侏罗纪侵入岩在研究区西侧大面积分布，总体构成北西向侵入岩带，其分布基本贯穿研究区，受构造控制明显，岩性分别有正长花岗岩、黑云母花岗岩、花岗闪长岩(含石英闪长岩)、斜长花岗岩，总体属于富铝、富碱、贫钙镁的碱性花岗岩，岩体内W、Mo、Cu、Pb、Zn元素含量偏高，具有钨、钼、铜多金属的成矿专属性。在土顶镇—吉昌镇—明城镇一带(即磐石—双阳接触带西段)，侏罗纪侵入岩与志留系、石炭系碳酸盐岩围岩接触部位常形成矽卡岩或角岩，内接触带易形成混染岩，与金属矿产的形成关系非常密切，具备了良好的找矿前景。

1.1.3 构造

研究区地处北东走向的依兰—舒兰断裂带与辉发河断裂带之间，两构造带为区域上规模巨大、发育历史悠久、多期次活动的区域性深大断裂，构造带分别具有左行平移(辉发河断裂带)和右旋张性(依舒断裂带)特征，因此形成了磐石—双阳之间呈“弧”型的地质构造特征(图1)。磐石—双阳接触带由一系列北东向、北西向构造体系组成，同时伴有南北向、东西向次级断裂。其中北东向构造为区内主要断裂，主要分布于北部，为伊—舒断陷带的一部分，控制中生代岩浆活动和内生矿产的成矿作用。北西向构造为压扭性断层，糜棱岩化带发育，不仅控制了燕山期的岩浆活动，而且严格控制了金及多金属成矿带的展布[2]。在吉昌镇至土顶镇一带，不同规模的铁、铜矿床(点)明显呈北西向展布，构成了矽卡岩型的铁、铜矿带(如吉昌铁矿、大汞洞铁矿、弯月铜金矿等)。在石咀镇至烟筒山一带，金、铜、铅锌等矿床沿北西向构造断续分布，构成了岩浆热液型的金及多金属成矿带(如石咀铜矿、粗榆金矿、上马达沟金及多金属矿等)。

图1 磐石—双阳接触带区域地质图Fig.1 Regional geological map of Panshi- Shuangyang contact zone1.黄土、亚砂土、砂砾石；2.中性火山角砾岩、集块岩及熔岩和凝灰岩、砂岩、粉砂岩夹薄层煤；3.中酸性火山碎屑岩、砂岩、粉砂岩、页岩夹煤层；4.中酸性火山岩系夹正常沉积碎屑岩及薄煤层；5.中性火山岩、凝灰岩、角砾岩夹厚层生物屑灰岩透镜体、酸性熔岩及凝灰岩夹薄层灰岩板岩；6.石英角斑岩、细碧岩、角斑质凝灰岩互层夹凝灰质砂岩、碳酸盐岩；7.中酸性熔岩夹结晶灰岩；8.碳酸盐岩、二云斜长片麻岩、黑云斜长变粒岩、中酸性火山碎屑岩；9.侏罗纪正长花岗岩；10.侏罗纪黑云母花岗岩；11.侏罗纪花岗闪长岩、含石英闪长岩；12.侏罗纪正长岩；13.侏罗纪斜长花岗岩；14.三叠纪二长花岗岩；15.二叠纪正长花岗岩；16.二叠纪花岗闪长岩、石英闪长岩；17.性质不明断层；18.正断层；19.逆掩断层；20.找矿远景区。

1.1.4 矿产

研究区内矿产资源十分丰富，金属矿产主要为磁铁矿、褐铁矿、锰铁矿、铜铁矿、铜、镍、金、银、铅锌、锑及多金属等；非金属矿主要为石英、萤石、磷灰石、白云母等。金属矿产以矽卡岩型、岩浆热液、火山-次火山热液型矿床为主[3]，矿床的成矿时代主要为海西期和燕山期，与石炭纪浅海相火山-沉积建造及侏罗纪侵入岩体关系密切，尤其侏罗纪侵入岩为成矿提供了充分的热源及物质基础，在与碳酸盐岩地层接触带附近形成了矽卡岩型矿床，在构造裂隙处往往形成热液型矿床(表1)。

表1 区域矿床统计表Table 1 Statistical table of regional mineral deposits

1.2 地球物理条件

根据磁场总体面貌可将整个研究区分为4个磁场区，场态特征及初步推断简述如下：

朝阳山—三道岗正负变化磁场区(Ⅰ):位于研究区南部，表现为变化升高的正磁异常和平静的正负磁场特征，局部磁异常呈北西向宽缓带状展布，磁场幅值变化范围-300～+300 nT。场区东侧出露古生界和中生界，为一套火山沉积建造岩系，与北西走向的负磁场对应，岩石表现为弱磁—无磁性特征，推断负磁由地层引起。场区内广泛分布二叠纪、三叠纪和侏罗纪中酸性侵入体，与正磁场对应，推断由岩体引起了正磁异常。

吉昌—细林河平静负磁场区(Ⅱ)：位于研究区中部，磁场区总体呈北东东向展布，该区大部分为平静的负磁异常，局部零星出现规模较小的呈北东、北西向展布的正异常，磁场幅值变化范围-600～+200 nT。研究区内地层分布面积较大，分别有石炭系、二叠系及三叠系。侏罗纪正长花岗岩分布于西部，地层和侵入岩表现为弱磁—无磁性特征，因此表现为具有一定规模的负磁场特征，局部正磁异常与中性侵入体关系密切。

土顶—山河正负变化磁场区(Ⅲ)：位于研究区西部，磁场以变化升高的正磁均匀分布为主要特征，局部磁异常相间断续呈串珠状以一定夹角汇聚，具有受断裂构造控制特征，平面形态以带状、团块状为主，北西和北东走向，磁场幅值变化范围-500～+300 nT。场区北部地层较发育，石炭系、三叠系、侏罗系、白垩系等地层均有出露。场区南部主要为三叠纪二长花岗岩、侏罗纪正长花岗岩和石英闪长岩等侵入体，局部出露志留系捕掳体。北西向及北东向断裂构造发育，将北部地层切割成断块状。推断场区内局部正磁异常由侏罗纪侵入体引起。

烟筒山—七间房正磁场区(Ⅳ)：位于研究区东北部，表现为规模较大的正磁场区，异常多呈北东走向的团块状和带状，局部零星分布规模较小的带状负磁异常，该正磁场区幅值变化范围-200～+600 nT。场区内地层出露较广泛，主要为火山沉积建造，尤其中酸性火山岩较发育，侵入岩分别出露二叠纪花岗闪长岩、侏罗纪正长花岗岩，规模较大，北西向和北东向断裂构造较发育。推断场区内正磁由火山岩系及具有一定规模的中酸性侵入岩引起(图2)。

图2 磐石—双阳接触带航磁等值线平面图Fig.2 Aeromagnetic isoline plan of Panshi-Shuangyang contact zone

1.3 地球化学条件

研究区内地球化学异常(依据区域1/20万地球化学测量成果)总体以Au为主，其次是Cu、Ag、Sb，但分布极不均匀。元素含量变化特征与岩浆岩性质关系极为密切。Au、Cu元素多与中—基性、基性岩浆岩有关，Ag、Pb、Zn、Sn、Sb元素多与中性岩浆岩有关。

研究区土顶镇南至三棚镇西部分布的海西期—印支期侵入岩，多期次的岩浆作用相当强烈，大量的岩浆物质上涌喷发和侵入，地球化学表现为亲硫特征，主成矿元素组合为Mo、Zn、Pb、Au、Ag，岩浆侵入活动携带了丰富的成矿物质，晚期成矿元素在局部地段富集，形成了局部带状、面状的中低温元素异常组合，具有寻找金银多金属矿的找矿潜力[4]。

研究区石咀镇至山河镇晚古生代沉积建造，其物质组分复杂，加之火山-岩浆作用的结果，导致古生界地球化学特征复杂，主成矿元素组合为Mo、Pb、Zn、Ag、Fe、Mn，具有亲硫、亲铁特征，是寻找金、铁及多金属矿床的有利地段[5]。

研究区三棚镇至驿马镇和土顶镇至取柴河镇一带，由西向东分布面积较大的海西期、燕山期侵入岩，岩浆作用非常强烈，岩浆物质的上涌侵入，携带了大量的金属物质，地球化学表现为亲硫特征，主成矿元素组合为Pb、Ag、Au，晚期成矿元素在局部地段富集，形成了局部低温元素异常，具有寻找金、银矿的找矿前景。

2 找矿方向

根据研究区内地层、侵入岩和构造的分布规律和基本特征，结合区域地球物理、地球化学成矿条件，参考研究区内典型矿床的成矿规律，初步在磐石—双阳接触带内圈定了两处找矿远景区，简述如下：

2.1 土顶—吉昌金、铁找矿远景区

出露地层为古生界石炭系、志留系等海相沉积建造，多呈断块状分布，局部呈小规模捕虏体产出。侵入岩以侏罗纪为主，伴有三叠纪岩体发育。断裂构造分别有北西向和北东向，岩体与地层接触带亦呈北西向展布。正磁异常位于土顶镇与吉昌镇之间，呈北西向、北东向带状展布。化探Au、Sn、Hg异常分布面积较广，基本覆盖找矿重点区。区内赋存有吉昌铁矿、大汞洞铁矿及多处金、铜、铁矿化点。该远景区具有寻找矽卡岩型铁矿、热液型金银及多金属矿的找矿前景。

2.2 烟筒山—石咀镇金、铜及多金属找矿远景区

出露石炭纪、二叠纪、三叠纪火山-沉积建造，侵入岩为二叠纪、三叠纪侵入岩及侏罗纪脉岩，北西向及北东向断裂构造较发育。正磁异常在找矿远景区总体呈北西向串珠状展布。化探Au、Cu、Pb元素异常在官马镇至石咀镇一带分布，近南北向带状展布。区内赋存有粗榆金矿、官马金矿、石咀子铜矿及多处金、铜、铅、锌矿化点。该远景区具有寻找岩浆热液型金银矿、矽卡岩型铜及多金属的找矿前景。