吉林蛟河新安屯铜钼矿床成矿地质特征及成矿规律

李建华，陈旭，程双，张海莹，孙锐

吉林省区域地质矿产调查所，长春 130022

0 引言

对成矿地质特征的研究有助于明确矿体的规模形态特征、矿石类型、矿石矿物组合、矿石结构构造、围岩蚀变特征以及矿体的成矿阶段[1-3]。明确矿床的成矿规律有助于确定矿产的时间和空间分布特征并能对深部矿体的分布进行有效的预测[4-8]。

新安屯铜钼矿床位于吉林省蛟河市北东约14 km 处，属蛟河市乌林朝鲜族镇管辖，是近年来发现并探明的小型矿床。敦-密大断裂分布在勘查区南西部，由于在该断裂带两侧构造发育，多金属成矿带常成群出现，为该矿床的形成提供物质来源、矿液的运移通道和容矿空间。

虽然在该处已发现小型矿床，但由于对该矿床的成矿地质特征、成矿规律缺乏系统性研究，因此难以确定下一步找矿方向。为此，笔者以矿体特征、矿石矿物组合特征和围岩蚀变特征为研究对象，查明矿床的成矿地质特征及成矿规律，并对该矿床的深部是否存在斑岩型矿体进行有效的预测。推测存在斑岩型矿体，矿体规模可能为中型或大中型，可为国民经济的发展提供充足的物质保障，因此，这一研究成果可为在该地区下一步深部找矿提供理论基础及勘查方向。

1 成矿地质背景

敦-密断裂带在勘查区南东部通过，受该断裂带的影响，其岩浆活动频繁，特别是中生代岩浆活动为本区成矿提供了有利条件。区域内断裂构造较为简单，以NNE向为主，NW向次之。其中NNE向断裂4条，NW向断裂1条(图1)。

地层主要出露于区域南部、西部以及东部，由老到新主要为新元古界新兴岩组，古生界杨家沟组，中生界屯田营组、长财组和大砬子组，新生界第四系。新元古界新兴岩组岩石以变质细砂岩、粉砂岩为主。古生界二叠系上统杨家沟组岩石以灰色含砾砂岩、粉砂岩和板岩为主。中生界侏罗系上统屯田营组岩性主要为砾岩、砂岩，含少量火山碎屑岩。白垩系下统长财组上部岩性为砾岩、砂岩，少量火山碎屑岩、熔岩和煤层；下部岩性为砾岩砂岩互层夹数层煤层。白垩系下统大砬子组主要岩性为砾岩、砂岩和粉砂岩。新生界第四系主要为Ⅰ级阶地及现代冲积砂、砾石、亚黏土等以及Ⅱ级阶地砂砾石堆积、粗砂、黏土等。

区内岩浆岩大面积出露，以早侏罗世花岗闪长岩、似斑状花岗闪长岩、二长花岗岩和正长花岗岩为主，少量晚侏罗世辉长岩及早白垩世正长花岗岩、花岗斑岩呈脉状分布，受断裂构造控制，呈NW向展布。

2 矿床地质特征

2.1 矿区地质

矿区位于吉林省蛟河市北东40°方位、直线距离14 km处，行政区划隶属于蛟河市，由蛟河市乌林朝鲜族镇管辖。地层主要为第四系上更新统、全新统沉积物，沿沟谷出露，分布在研究区东南部以及西北部，主要为Ⅰ级阶地、Ⅱ级阶地冲积砂、砾石、黏土等。岩浆岩大面积出露，以似斑状花岗闪长岩为主。似斑状花岗闪长岩具有如下特征：岩石风化面一般为黄褐色，新鲜面为灰白色，似斑状花岗结构，块状构造。由似斑晶和基质组成，其中似斑晶约占岩石的5%～10%，由碱性长石和斜长石、石英等组成，粒径1～3 mm不等，个别粒度可达5～8 mm，石英呈不规则粒状。基质由石英、斜长石、碱性长石及暗色矿物黑云母组成，其中石英含量为20%～25%，呈不规则状或他形粒状；碱性长石含量为8%～10%，粒径1～2 mm不等，具条纹结构；斜长石含量为55%～60%，呈半自形板状，粒径1～2 mm；暗色矿物黑云母呈片状，片径为1～2 mm，含量为5%～8%(图2)。岩体与矿化关系密切，既是容矿围岩，也为铜钼成矿提供物质来源及含矿热液来源。

图1 新安屯地区区域地质图Fig.1 Regional geological map of Xin’antun area

矿区内脉岩不发育，仅在矿区东北部见有一条NNE走向的花岗斑岩脉。矿区内共有3条断裂构造，呈NNE向平行展布，属敦-密断裂带的次级构造，即是导矿构造又是容矿构造，为成矿提供有利条件(图3A)。通过0号勘探线剖面图可以看出矿区内矿体走向为NNE，矿体形态多以板状为主，矿体结构相对简单，便于资源储量的估算(图3B)。

2.2 矿体特征

矿区共圈出17条矿体，其中Ⅰ号矿体、Ⅱ号矿体和Ⅲ号矿体为主矿体，且均为铜钼矿体，呈NNE向带状展布，沿走向呈舒缓波状，在剖面上呈脉状(图3B)。赋存标高436～10 m，埋藏深度23～440 m，矿体走向28°，倾向298°，倾角47°～50°，矿体长924～972 m，倾向最大延深325～480 m(表1)。矿体连续性较好，成矿期后构造不发育，矿体未受破坏。探明铜金属量13 162 t，平均品位0.68%；钼金属量8 767 t，平均品位0.45%。

2.3 矿石特征

主要矿石矿物为黄铜矿、辉钼矿和黄铁矿，其次为黝锡矿、闪锌矿和磁黄铁矿，还有少量黑钨矿、自然铋、方铅矿、毒砂等。脉石矿物主要为石英，其次为长石、绢云母、绿泥石等。

表1 新安屯铜钼矿主矿体特征表

黄铜矿在矿石中较为常见，分布不均匀，他形粒状结构，粒径0.01～0.20 mm，呈铜黄色、弱非均质性，易磨光、硬度中等。多以粒状集合体或呈不规则粒状、细脉状分布于脉石矿物中，一般与黄铁矿、辉钼矿等相伴生。辉钼矿在矿石中较常见，叶片状或鳞片状、团块状，金属光泽，铅灰色，薄片易弯曲，具油腻感，粒度大小不等，一般与黄铁矿、黄铜矿等矿物伴生，分布于石英脉中。黄铁矿在矿石中也较为常见，分布不均匀，多呈他形粒状结构，也见自形粒状结构，粒度0.01～0.25 mm；主要以两种状态分布：①呈团块状分布，黄铁矿颗粒粗大密集分布于脉石粒间，颗粒表面裂隙发育，均具不同程度的碎裂或碎粒化；②以脉状、网脉状分布，这类黄铁矿多充填于脉石裂隙中(图4)。

2.4 围岩蚀变特征

矿体顶底板围岩均为似斑状花岗闪长岩，矿区共圈定矿化蚀变带3条，均呈NNE向展布，距矿体较远部位主要发育高岭土化和绿泥石化，在近矿围岩中所见蚀变主要为硅化和绢英岩化。通过钻井编录可以发现，见矿部位岩石的蚀变主要为绢云母化、绿帘石化、钾长石化、硅化以及孔雀石化。

2.5 成矿阶段划分

根据矿石矿物共生组合关系以及结构、构造、蚀变特征，将成矿过程划分为3期、4个阶段(1)周晓东,徐海军,孙锐,等.吉林省蛟河市新安屯铜钼矿勘探报告.长春:吉林省地质资料馆， 2018.，即：高-中温热液成矿期(Ⅰ、Ⅱ阶段)、中-低温热液成矿期(Ⅲ阶段)和表生期(Ⅳ阶段)。其中，高-中温热液成矿期为主要成矿时期。

石英--黄铁矿阶段(Ⅰ)形成石英脉主体，少量含高温矿物(黄铁矿、黑钨矿、黝锡矿、自然铋)的热液进入断裂中成矿。

黄铁矿--黄铜矿--辉钼矿阶段(Ⅱ)黄铜矿、辉钼矿逐渐析出阶段。

闪锌矿--方铅矿阶段(Ⅲ)闪锌矿、方铅矿析出阶段。

氧化淋漓阶段(Ⅳ)随着温度、压力降低，矿液内有用组分已基本耗尽，早期在地表形成的黄铁矿和辉钼矿被氧化，形成褐铁矿和钼华。

3 成矿规律及成矿预测

3.1 矿产空间分布规律

矿床在大地构造位置上处于东北叠加造山-裂谷系，小兴安岭—张广才岭叠加岩浆弧，张广才岭—哈达岭火山盆地区，南楼山—辽源火山盆地群，良好的构造环境为矿床的形成提供容矿空间，为矿液的运移提供通道。矿区位于福安堡—塔东Mo-Fe-W-Cu-Au-Pb-Zn-Ag成矿带，福安堡—马鹿沟Mo-Fe-Cu-Au-Ag-Pb多金属找矿远景区南部，区内成矿地质条件及成矿地质背景较好，为寻找多金属矿指明方向。

3.2 矿产时间演化规律

矿区铜钼矿体与燕山早期早侏罗世[9]似斑状花岗闪长岩中石英脉有关，区内石英脉较发育，与矿体关系十分密切，是主要赋矿部位，矿区内与铜钼矿体关系密切的石英脉赋存标高为483～10 m、走向延长100～972 m，倾斜延伸54～480 m，控制宽0.23～2.78 m，平均宽0.78 m。矿区石英脉见有两种颜色即乳白色-灰白色、灰黑色-灰白色，其中乳白色-灰白色石英脉，呈油脂光泽，致密块状构造，局部较破碎，脉内微裂隙发育。蚀变类型主要为高岭土化、云英岩化、钾化、硅化、绿帘石化和绿泥石化；矿化类型主要为褐铁矿化、黄铁矿化。

灰黑色-灰白色石英脉，呈油脂光泽，致密块状构造，局部较破碎，脉内微裂隙发育。蚀变类型主要为高岭土化、云英岩化、钾化、硅化、绿帘石化和绿泥石化；矿化类型主要为黄铁矿化、黄铜矿化和辉钼矿化。

Pl.斜长石；Q.石英。图2 新安屯铜钼矿床典型岩性特征Fig.2 Typical lithologic features of Xin’antun copper and molybdenum deposit

图3 新安屯铜钼矿区地质简图(A)及0号勘探线剖面图(B)Fig.3 Simplified geological map(A) and profile of exploration line 0(B) of Xin’antun copper and molybdenum deposit

Ccp.黄铜矿;Py.黄铁矿;Sp.闪锌矿;Po.磁黄铁矿;Mot.辉钼矿。图4 新安屯铜钼矿床金属矿物特征Fig.4 Characteristics of metal minerals in Xin’antun copper and molybdenum deposit

3.3 成矿预测

吉林省蛟河市新安屯铜钼矿床2008年以前为普查阶段，主矿种为钨钼，已发现3条钨钼工业矿体。随着进一步的勘探，目前主矿种已变更为铜钼。矿区蚀变较强且分布广泛，规模较大，矿区东北处见有一条NNW向花岗斑岩岩脉，推测为侵入到地表的花岗斑岩岩枝，说明有可能在该矿床附近或者底部存在斑岩体，通过对钨钼矿“上脉下体”成矿模式[10-14]进行研究，发现吉林省蛟河市新安屯铜钼矿床在矿床成因、成矿时期、主要蚀变等与“上脉下体”的成矿模式极为相似(表2)，所以推测该矿床可能与斑岩型矿床“上脉下体”的成矿模式较吻合，即新安屯铜钼矿床可能是二元空间结构的上部，也就是上脉，因此建议在条件允许的情况下对勘查区及其东部进行深部打钻，进一步验证斑岩体是否存在，如存在则圈定斑岩体范围，为下一步寻找斑岩型矿体指明方向。

表2 矿床“上脉下体”成矿模式对比

4 结论

(1)吉林省蛟河市新安屯铜钼矿矿体围岩为似斑状花岗闪长岩，区内构造即是导矿构造又是容矿构造。成矿过程划分为3期、4个阶段，其中第一期(高-中温热液成矿期)第Ⅱ阶段(黄铁矿-黄铜矿-辉钼矿阶段)为主要成矿期。蚀变主要为高岭土化、绿泥石化、硅化和绢英岩化，矿化为细脉状、浸染状、团块状黄铁矿化、黄铜矿化以及团块状辉钼矿化。

(2)新安屯铜钼矿成矿期为燕山早期早侏罗世，矿床成因为石英脉型、蚀变岩型，矿体主要赋存于石英脉中。新安屯铜钼矿床下部可能存在斑岩体，其成矿模式与斑岩型矿床“上脉下体”的成矿模式较吻合。