吉林省金英金礦的成因類型、找礦標(biāo)志及預(yù)測模型

李斌，臧興運，陶傳忠，馬春生，馬晶

1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林長春130061；2.吉林省地質(zhì)調(diào)查院，吉林長春130061；3.中國地質(zhì)調(diào)查局沈陽地質(zhì)調(diào)查中心（沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所），遼寧沈陽110034

吉林省金英金礦的成因類型、找礦標(biāo)志及預(yù)測模型

李斌1，2，臧興運2，陶傳忠3，馬春生2，馬晶2

1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林長春130061；2.吉林省地質(zhì)調(diào)查院，吉林長春130061；3.中國地質(zhì)調(diào)查局沈陽地質(zhì)調(diào)查中心（沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所），遼寧沈陽110034

金英金礦位于渾江盆地與龍崗隆起的交匯處，成因類型為淺成低溫?zé)嵋盒?中太古界三道溝巖組、古元古界珍珠門組、新元古界釣魚臺組是找礦的地層標(biāo)志，北東向盆緣斷裂F101、珍珠門組與釣魚臺組的層間滑動破碎帶F100是構(gòu)造標(biāo)志，晚侏羅世花崗斑巖為巖漿巖標(biāo)志.在此基礎(chǔ)上提取出14個預(yù)測要素，根據(jù)每個預(yù)測要素的權(quán)重賦予不同數(shù)值從而建立起預(yù)測模型.通過馬鞍崗等金英金礦區(qū)外圍找礦實踐驗證，該預(yù)測模型對尋找金英式金礦具有一定指導(dǎo)意義.

金英金礦；成因類型；找礦標(biāo)志；預(yù)測模型；吉林省

吉林省白山市金英金礦發(fā)現(xiàn)于2002年，以品位低、規(guī)模大為顯著特點［1-2］，引起了各地勘單位、科研院所的注意，更是掀起了在相似地區(qū)尋找金英式金礦的熱潮.目前對該礦床的成因類型爭議較多，有層控型［1］、中生代造山帶型［2］、中低溫?zé)嵋何g變巖型［3］之說，導(dǎo)致對找礦標(biāo)志的總結(jié)既不明確，也不全面，影響了該類礦床的預(yù)測與尋找.

本文試圖通過討論礦床成因類型，系統(tǒng)總結(jié)找礦標(biāo)志，建立起預(yù)測模型，從而為該類金礦的地質(zhì)預(yù)測與找礦工作提供一些依據(jù)和思路.

1 礦床地質(zhì)簡述

1.1 礦區(qū)地質(zhì)

礦床位于龍崗隆起與渾江盆地交匯部位，北東向盆緣斷裂二道江-江源斷裂斜貫全區(qū)［4-5］（圖1中F101）.

中太古界表殼巖三道溝巖組分布于龍崗隆起上，主要巖石類型為斜長角閃巖夾磁鐵石英巖，在板石鎮(zhèn)一帶形成中型鐵礦床；古元古界老嶺群珍珠門組大理巖，新元古界青白口系、震旦系、古生界、中生界等，由渾江盆地邊緣至中心依次出露［6］.

圖1 金英金礦床地質(zhì)簡圖Fig.1 Geological sketch map of Jinying gold deposit

斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要為北東、北西向（如圖1所示）.此外，在晚元古界青白口系釣魚臺組石英砂巖與新元古界老嶺群珍珠門組大理巖的接觸部位形成滑動構(gòu)造F100.

龍崗隆起上大面積分布太古宙花崗巖，主要有中太古代花崗質(zhì)片麻巖，新太古代TTG巖系、變二長花崗巖.晚侏羅世花崗斑巖，在礦區(qū)北東里岔溝一帶沿F101斷裂構(gòu)造呈巖株狀分布（圖1）.

礦區(qū)1∶5萬水系沉積物異常分布于珍珠門組大理巖與釣魚臺組石英砂巖接觸界面附近，呈北東向帶狀分布,組成異常的元素有Au、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn,反映了中低溫?zé)嵋涸亟M合的特點［1］.

1.2 礦體地質(zhì)特征

礦體呈似層狀、透鏡狀、不規(guī)則狀產(chǎn)于珍珠門組大理巖與釣魚臺組的接觸帶構(gòu)造中（圖1中F100），與石英砂巖多呈漸變關(guān)系.少數(shù)礦體賦存于接觸帶構(gòu)造附近的大理巖構(gòu)造裂隙中.Au品位大多介于3.0×10-6～5.0×10-6，比較穩(wěn)定，主要礦體地質(zhì)特征見表1［3］.

礦石類型主要為紫紅色角礫狀強硅化蝕變巖（角礫成分多為石英砂巖），主要礦物為硅化石英、玉髓、白云石、重晶石，以及極少量的黃鐵礦、白鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦.

表1 主要礦體地質(zhì)特征一覽表Table 1 Geological features of main orebodies

礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造多見交代結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)，以交代結(jié)構(gòu)為主.構(gòu)造主要是角礫狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、團塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、致密塊狀構(gòu)造、膠狀構(gòu)造.礦石中也常見星散浸染狀構(gòu)造、細脈浸染狀構(gòu)造.

礦區(qū)礦物組成有自然金、含銀自然金和極少量的銀金礦.金礦物的賦存狀態(tài)有孔隙金、包裹金和粒間金，絕大多數(shù)為孔隙金.以0.005～0.001 mm粒級居多，占85.06%.絕大多數(shù)自然金成色均在900以上，平均為920，屬單一金礦.

圍巖蝕變主要有硅化、絹云母化、重晶石化、黃鐵礦化、黃銅礦化，顯示出低溫礦物組合特征.

2 礦床成因討論

中太古代，深部鎂鐵質(zhì)—超鎂鐵質(zhì)巖漿的上涌，巖漿中攜帶有大量深源的金，構(gòu)成了現(xiàn)今殘存的變質(zhì)表殼巖主體，并在以后的變形變質(zhì)作用中得到初步富集.三道溝巖組中Au的豐度值很高，為0.03×10-6～0.3×10-6［3，7］，主要以類質(zhì)同象存在于角閃石晶格中,或以中性原子狀態(tài)彌散在磁鐵礦中［8］，在一定溫度和溶液作用下易于被活化、遷移.

元古宙，本區(qū)先后沉積形成了珍珠門組大理巖、釣魚臺組石英砂巖等地層，石英砂巖底部發(fā)育一層厚度不等的富含赤鐵礦的層位，局部達到工業(yè)礦體形成所謂“渾江式鐵礦”［3］.石英砂巖廣泛分布于大理巖之上，二者呈角度不整合接觸.

中生代受伊澤奈畸板塊俯沖的影響，本區(qū)構(gòu)造巖漿活動強烈［6］.石英砂巖與大理巖角度不整合接觸帶，由于后期構(gòu)造的疊加，呈現(xiàn)出斷裂構(gòu)造的面貌（F100），斷面呈鋸齒狀，反復(fù)轉(zhuǎn)折，斷層中角礫巖發(fā)育，角礫大小混雜，棱角明顯，分布雜亂，排列無規(guī)律，表現(xiàn)出張性構(gòu)造的性質(zhì).北東向F101斷裂帶縱貫全區(qū)，由于其傾角較陡（75～85°）而F100傾角較緩（30～55°），在二者交匯部位蝕變帶、礦體最發(fā)育.

在礦區(qū)北東部里岔溝呈小巖株狀分布的晚侏羅世花崗斑巖，其與圍巖南芬組侵入接觸帶上，南芬組頁巖發(fā)育寬5～15 m的角巖帶，蝕變礦物除硅化石英外，黃鐵礦含量約1%～3%.其主要起到金礦成礦熱驅(qū)動的作用，加熱周圍地下水，使之流動循環(huán)，并提供部分成礦熱液、硅質(zhì)、黃鐵礦等.

礦床石英中流體包裹體研究［9］，主要為氣液兩相包裹體，少量氣相（10%±）和液相（30%±）包裹體.流體包裹體的完全均一溫度為139.6～253.1℃，主要集中在150～210℃；鹽度（NaCl質(zhì)量分數(shù)）介于1.74%～4.65%，反映大氣降水的特點；成礦壓力為33.6～65.6 MPa，成礦深度為1.2～2.4 km.

圖2 金英金礦成礦模式圖Fig.2 Metallogenic model of Jinying gold deposit

中太古界表殼巖、斷裂構(gòu)造F101及F100、晚侏羅世花崗斑巖、大氣降水等組成了一個復(fù)雜的循環(huán)（成礦）體系.如圖2所示，在表生條件下，由于金元素的親硫性，表殼巖中的微量金很容易與天然水和孔隙水溶液中的HS1-、S2-等形成易溶絡(luò)合物［Au（HS）2］-進行遷移.在向下滲濾遷移中，隨著深度增大，接近并最終與富含硅質(zhì)的巖漿汽水熱液混合，［AuH3SiO4］0亦將逐漸取代［Au（HS）2］-成為金遷移的主要形式，這樣在深部還原環(huán)境中，逐漸形成了水+金的絡(luò)合物（以［AuH3SiO4］0為主，少量［Au（HS）2］-）+黃鐵礦等混合流體，這些混合流體在壓力差、熱力差的影響下沿F101斷裂上升，當(dāng)遇到F100時，由于靠近地表（1.2～2.4 km），F(xiàn)100中大量大氣降水、地表水的混入，化學(xué)平衡遭到破壞，氧逸度和pH值增大，絡(luò)合物配位基的濃度減少，降溫冷卻，從而引起［AuH3SiO4］0絡(luò)合物分解，造成金的沉淀.這個過程是迅速的，大量礦物包括石英及黃鐵礦來不及結(jié)晶，形成了強硅化但無石英脈和與金礦物大小相近的肉眼不可見顯微黃鐵礦.因而，使成礦物質(zhì)多以微晶集合體狀和微細粒的單體礦物態(tài)沉淀于硅化構(gòu)造角礫巖的裂隙、晶隙、孔穴和空洞中.有些硅質(zhì)在低溫下尚未充分結(jié)晶而形成玉髓.由于氧化作用，以［Au（HS）2］-絡(luò)合物形式遷移的金得以分解并沉淀，大多數(shù)S2-被迅速氧化成S6+，形成大量重晶石，后者由于結(jié)晶溫度較低，形成了完好的晶形.如此周而復(fù)始，循環(huán)往復(fù)，最終積累了巨量的金金屬量.

后期北西向斷裂構(gòu)造發(fā)育，差異性斷塊升降，造成區(qū)內(nèi)不同區(qū)段剝蝕程度不同（圖1、2）.

綜上，金英金礦床是該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造多期多階段演化的產(chǎn)物，主成礦期為晚侏羅世.具備淺成低溫?zé)嵋盒偷V床的三大必備條件［10-11］：成礦體系深部存在侵入體（晚侏羅世花崗斑巖）、大量的成礦流體（深源水等）及成礦物質(zhì)來源（中太古界三道溝巖組）、有利于熱水循環(huán)的斷裂帶（F101、F100），因此本礦床屬于淺成低溫?zé)嵋盒偷V床.

3 找礦標(biāo)志

根據(jù)礦床成因類型，結(jié)合礦區(qū)探礦實踐，確定礦床找礦標(biāo)志.

3.1 地質(zhì)標(biāo)志

1）成礦時代：晚侏羅世.

2）構(gòu)造背景：渾江盆地與龍崗隆起交匯處.

3）礦源層：中太古界三道溝巖組.

4）容礦圍巖：上部圍巖為釣魚臺組石英砂巖，下部圍巖為珍珠門組大理巖.

5）導(dǎo)礦構(gòu)造：F101斷層.

6）容礦構(gòu)造：F100斷層.

7）礦化蝕變：地表出露的礦體、礦化體、蝕變帶，及其轉(zhuǎn)石，可做為找礦線索.

8）侵入體：花崗斑巖.

3.2 物探標(biāo)志

1）激電標(biāo)志：較規(guī)則帶狀的、柱狀的高阻（＞300 Ω）、高極化率（3%）綜合異常，是礦體存在的電法標(biāo)志［1］.

2）重力標(biāo)志：北東向深大斷裂帶F101位于重力梯度帶上，并與梯度帶方向相一致［1］.

3）磁異常標(biāo)志：北東向深大斷裂帶F101形成北東向線狀負磁異常［1］.

3.3 化探標(biāo)志

1）分布于珍珠門組大理巖與釣魚臺組石英砂巖接觸界面附近，呈北東向帶狀分布,組成異常的元素有Au、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn，為次生暈標(biāo)志.

2）構(gòu)造原生暈異常元素組合為：Au、Ag、（Cu、Pb、Zn）、As、Sb、Hg、V、Mo、Co、Ni，其中As、Sb、Hg、V為礦體的前緣暈，為隱伏礦體存在的標(biāo)志.

3.4 遙感標(biāo)志

F101具有明顯的北東向線狀影像特征.

4 預(yù)測模型

以找礦標(biāo)志為基礎(chǔ)，通過定性和定量分析礦床與找礦標(biāo)志之間的關(guān)系，確立預(yù)測要素，建立預(yù)測模型.

4.1 預(yù)測要素劃分

根據(jù)本礦床實際情況，要素劃分為3類：必要的、重要的、次要的.

1）必要的：礦床類型在預(yù)測工作中必不可少的要素.如果此礦床類型缺少了其中一項，則未知區(qū)不存在預(yù)測對象.

2）重要的：在預(yù)測工作中可以據(jù)此確定預(yù)測區(qū)的具體空間范圍、礦床數(shù)及其規(guī)模、資源量，但并不決定預(yù)測遠景區(qū)是否存在.

3）次要的：對劃分預(yù)測區(qū)類別有一定作用，能增加預(yù)測區(qū)可信度，但不能據(jù)此估算資源量、空間范圍、礦床數(shù)及其規(guī)模.

金英金礦預(yù)測要素類型劃分如表2所示.

表2 金英金礦預(yù)測要素一覽表Table 2 Prediction factors of Jinying gold deposit

4.2 預(yù)測模型

根據(jù)各預(yù)測要素分類及其在找礦中的權(quán)重，對每個預(yù)測要素進行賦值.賦值原則——必要的要素：≥10，重要的要素：5～10，次要的要素：＜5.以金英礦床為標(biāo)準(zhǔn)，各要素賦值總和為100.

根據(jù)預(yù)測要素賦值，建立起金英金礦預(yù)測模型，如表3所示.

5 模型應(yīng)用

金英金礦發(fā)現(xiàn)后，在礦區(qū)外圍，尤其是沿著斷裂構(gòu)造F101北東、南西兩側(cè)延伸方向進行了找礦工作，地質(zhì)條件不同，找礦結(jié)果也不同.

5.1 馬鞍崗地區(qū)

位于礦區(qū)南西，F(xiàn)202北東（如圖1）.利用表2預(yù)測模型進行評價：與礦區(qū)不同的是，距離板石溝鐵礦較遠，因此要素3賦值10分；構(gòu)造抬升強烈，地表發(fā)現(xiàn)金礦石轉(zhuǎn)石，相當(dāng)于圖2的C線（礦區(qū)相當(dāng)于圖2中的B線），因此要素7賦值5；激電標(biāo)志不明顯，要素9賦值0；構(gòu)造原生暈不發(fā)育，要素13為0.其他各要素與礦區(qū)相同，總體得分為80分.

表3 金英金礦預(yù)測模型Table 3 Prediction model of Jinying gold deposit

實際找礦效果，在F100附近發(fā)現(xiàn)幾條規(guī)模較小的金礦化體，為剝蝕殘余，無工業(yè)價值.

5.2 板石溝地區(qū)

位于礦區(qū)北東，F(xiàn)203、F204之間（如圖1）.利用表2預(yù)測模型進行評價：與礦區(qū)不同的是，構(gòu)造破壞強烈，地表未發(fā)現(xiàn)礦體，沿F100有礦化蝕變現(xiàn)象，相當(dāng)于圖2的A線（礦區(qū)相當(dāng)于圖2中的B線），因此要素7賦值5；激電標(biāo)志不明顯，要素9賦值0.其他各要素與礦區(qū)相同，總體得分為90分.

實際找礦效果，在F101靠近F203處發(fā)現(xiàn)隱伏的工業(yè)礦體.

5.3 里岔溝地區(qū)

位于礦區(qū)北東，F(xiàn)205、F206之間（如圖1）.利用表2預(yù)測模型進行評價：與礦區(qū)不同的是，構(gòu)造破壞強烈，地表未發(fā)現(xiàn)礦化蝕變現(xiàn)象，因此要素7賦值0；容礦圍巖未見珍珠門組大理巖，要素4賦值5；容礦構(gòu)造F100不發(fā)育，要素6賦值0；發(fā)育一定程度的激電異常，要素9賦值1.其他各要素與礦區(qū)相同，總體得分為66分.

實際找礦效果：發(fā)現(xiàn)釣魚臺組石英砂巖斷層接觸于太古宙花崗巖之上，石英砂巖底部有微弱蝕變現(xiàn)象，沒有發(fā)現(xiàn)礦體.

由此可見，預(yù)測模型的實質(zhì)是，通過賦值將不同找礦標(biāo)志有機地組織起來.而利用預(yù)測模型找礦，則是通過預(yù)測區(qū)與已知礦床的找礦標(biāo)志之間系統(tǒng)對比，相似程度越高，在預(yù)測模型中得到的分值越高，找到礦體的希望越大.

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GENETIC TYPE,PROSPECTING CRITERIA AND PREDICTION MODEL OF THE JINYING GOLD DEPOSIT IN JILIN PROVINVE

LI Bin1，2,ZANG Xing-yun2,TAO Chuan-zhong3,MA Chun-sheng2,MA Jing2

1.College of Earth Sciences,Jilin University,Changchun 130061,China;2.Jilin Institute of Geological Survey,Changchun 130061,China; 3.Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources,CGS,Shenyang 110034,China

The Jinying gold deposit is located in the junction of Hunjiang basin and Longgang uplift,genetically belonging to epithermal type.The stratigraphic criteria for prospecting include Mesoarchean Sandaogou formation,Paleoproterozoic Zhenzhumen formation and Neoproterozoic Diaoyutai formation.The tectonic indicators are the NE-trending basin marginal fault F101 and the interlayer-gliding fractural zone F100 between Zhenzhumen and Diaoyutai formations.The magmatic clue is the Late Jurassic granite porphyry.Based on these criteria,14 prediction factors are extracted to establish the prediction model according to the prediction factors with assigned values for different weights.With prospecting practice in the periphery of Jinying gold orefield such as Ma'angang,the model is verified of its guiding significance for searching the Jinying-style of gold deposits.

Jinying gold deposit;genetic type;prospecting criteria;prediction model;Jilin Province

1671-1947（2015）03-0200-05

P618.51

A

2015－02－28；

2015-04-12.編輯：李蘭英．

李斌（1988—），男，在讀碩士研究生，從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作，吉林省長春市朝陽區(qū)南昌路120號，E-mail//53791239@QQ.com

臧興運（1969—），男，碩士，高級地質(zhì)礦產(chǎn)工程師，從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作，吉林省長春市朝陽區(qū)南昌路120號，E-mail//zangxingyun01@163.com