吉林省梅河口市爱林金矿田成矿背景与资源潜力分析

于宗延，李丁丁

(吉林省有色金属地质勘查局六○六队，吉林 通化 134002)

0 引言

人类进入21世纪后，随着社会经济的快速发展，对矿产资源的需求也在不断增长。据全球范围和中国境内统计，矿产资源作为不可再生资源，已探明的金属矿产保有储量正在逐年减少(地质勘查导报，2004)。目前，露头矿和近地表矿已越来越少，寻找有一定埋藏深度的隐伏矿、大型、特大型矿产将是今后矿产普查的主要目标，为此，特别需要选区的正确和成矿理论的指导。

爱林金矿田地处吉林省东南部地区，为华北地台北缘与吉黑海西地槽褶皱系合部位，该区有着丰富的矿产资源，已发现大、中、小型金矿近百处，成矿类型复杂，然而，随着地质找矿难度的增大，20世纪投产的几十座金矿山中的大部分已经因资源枯竭闭坑停产或濒临停产，急需新的接续资源维系经济发展和社会稳定。在这种情况下，搞清该区成矿地质背景与资源储量潜力，为今后的矿山深部找矿和矿区外围找矿显得尤为重要和迫切。

1 成矿区域大地构造

爱林金矿田所处大地构造位置为两个Ⅰ级大地构造单元接触部位。以抚顺—敦化断裂带(密山—抚顺深大断裂南段)为界，东南部属台区，北西部属槽区。该矿区位于铁岭—靖宇隆起中段之龙岗背斜西冀，辉发河深大断裂的南侧。在这样的地质背景条件下发育有近东西向脆—韧性剪切带(图1)。

1.第四系;2.第三系、白至系;3.侏罗系;4.下古生界;5.震旦系;6.太古界龙岗群;7.喜山期玄武岩;8.燕山—印支期花岗岩;9.海西期花岗岩;10.太古宙花岗岩;11.地质界线;12.断层图1 梅河口市爱林金矿田大地构造位置图

2 金矿田地质

2.1 矿田地层

矿田出露地层主要为太古代表壳岩系，其次为中生界侏罗系侯家屯组和砬子门组。岩石类型有石榴石黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩、黑云变粒岩、浅粒岩和磁铁石英岩等。侏罗系侯家屯组和砬子门组为陆相紫色—灰紫色泥质粉砂岩夹紫色砂岩、碳质页岩及劣质煤，正常碎屑岩夹安山岩、晶屑凝灰岩和凝灰熔岩。

2.2 矿田岩浆岩

区内岩浆岩主要形成于太古宙、海西期和燕山期。太古宙岩浆岩主要为石英闪长质—英云闪长质—花岗质片麻岩和变辉绿岩，据中国地质科学研究院矿床研究所测得香炉碗子太古代混合花岗岩U-Pb法同位素年龄为(2 492±15) Ma，海西期主要为辉绿岩—辉绿玢岩、闪长岩—闪长玢岩等脉岩，海西期闪长岩株为(277±24) Ma，燕山期主要为浅成—超浅成的次火山隐爆角砾岩、霏细岩及煌斑岩脉，用K-Ar法测得香炉碗子次火山隐爆角砾岩体(脉)的年龄为160～170 Ma(李长顺等，1996)，霏细岩脉的年龄为124～129 Ma(李长顺等，1996)。

2.3 矿田构造

金矿(化)主要产于次火山隐爆角砾岩体(脉)和太古代花岗质岩石韧性剪切带、破碎蚀变带及霏细岩脉的上、下盘。在太古代时期产生的深大断裂在旁侧伴生形成近东西向的韧性剪切带，它产在构造单元接触带。燕山期岩浆活动喷发，主要沿着韧性剪切带构造方向形成了裂隙式火山通道(图2)。

J3h.侏罗系侯家屯组；AR.太古宙变质岩；燕山期隐爆角砾岩体；海西期石英闪长岩；γ1.太古宙花岗岩；βμ.辉绿岩脉；χ.煌斑岩脉；δ.闪长岩脉；υπ.霏细岩脉；1.脆韧性剪切带；2.构造片理化带；3.压扭性断裂；4.性质不明断裂图2 爱林金矿田地质略图

矿区断裂构造发育，主要有东西向和北东向，其次为南北向和北西向。烟囱桥子—龙头东西向脆—韧性剪切带呈近东西走向横贯矿区，该剪切带控制矿体分布，同时也控制流纹质火山岩和隐爆角砾岩体分布。带内岩石均为遭受强烈变形的变晶糜棱岩，具有典型的糜棱岩组构，如鞘褶皱、条带状、条纹构造、sc组构等，该脆—韧性剪切带中充填有中酸性脉岩。

2.4 矿体特征

香炉碗子金矿床由香炉碗子东山、西山、荷包褶子矿段组成，矿体(脉)多呈细脉或复脉、网脉带产出，受控于北东、北西及部分近东西向的断裂。脉幅宽度较窄，一般0.3～1 m，最宽可达4 m，延长百余m，长者可达千余m，延深几十m至数百m不等。矿体沿走向、倾向呈波状起伏，矿体呈似脉状、网脉状、板状、透镜状。其产状与围岩体产状基本一致，倾向北，倾角60°～85°，矿石品位不稳定，平均品位(6～7)×10-6。主要矿石矿物有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等。

烟囱桥子金矿床由西山矿段和东山矿段组成，矿体赋存于东西向火山通道内及脉岩的上、下盘，容矿围岩为隐爆角砾岩、霏细岩、变辉绿岩及花岗质片麻岩等。矿体长50～390 m，宽0.10～1.63 m，形态呈似板状和脉状，膨缩现象明显，且有分枝、复合、尖灭再现的特点。矿体产状与火山通道产状基本一致，走向东西，倾向北，倾角80°～85°。主要矿石矿物有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、银金矿、黄铜矿、褐铁矿等。

3 区域含矿背景

从区域构造图上看，该区域位于两个一级构造单元接壤部位，为华北地台北缘与吉黑海西地槽褶皱系合部位的地台一侧，即处在了地台和地槽两个性质截然不同构造单元的接触带，为两个地壳活动极强烈、构造极复杂的系统，金矿田就发育在太古界古老地层基底上，该套地层金丰度值较高，原始金含量为4.3×10-9～2.3×10-9，而太古宙花岗岩浆的侵入活动使金重新分配聚集，矿区太古宙花岗岩107个样品平均金含量8.92×10-9。而燕山期的构造岩浆活动使金进一步富集，并带去丰富的成矿物质，爱林矿田中的次火山角砾岩成矿元素含量为：Au(4.5～40)×10-9，平均值为14.6×10-9；霏细岩成矿元素含量为：Au(3.0～190)×10-9，平均值为57.6×10-9。上述说明古老的华北地台北缘东段与燕山期的火山活动具有良好的含矿背景。

4 区域成矿背景

如上所述，古老的华北地台北缘东段和燕山期的火山活动有良好的含矿背景，同时也有良好的成矿背景。这些岩石中的金属元素，在地质发展演化来看，由太古代一直到新生代所伴随的每一次构造运动都会产生程度不同的金矿化，区域上的深大断裂——特别是连接吉林优地槽与华北地台两个构造单元长期活动的古洞河—富尔河—辉发河深断裂韧性剪切带是形成金矿极为有利的地段。吉林省90%以上的金矿主要限制于辉发河—富尔河—古洞河韧性剪切带中，并根据前人资料，将这些成矿背景可以概括为：1)吉南地台型金矿成矿背景。吉南地台演化经历了太古代龙岗陆核的发生、发展、固结，早元古宙拗拉槽的形成、发展及地台形成后的稳定发展3个阶段。形成的金矿类型较多，台缘多产石英脉型金矿，台内金矿多为蚀变岩型金矿。2)吉林褶皱带(地槽)型金矿成矿背景。地槽的演化经历了加里东期及华力西期两个阶段的褶皱造山运动。到早印支期，绝大部分地区褶皱成山，残留海盆也相继上升为陆，从而结束了槽区演化历史。形成的金矿类型主要为石英脉型金矿。3)槽台过渡带型金矿成矿背景。槽台过渡带的演化具有地台和地槽的共同特点，形成的金矿类型多，主要为韧性剪切带型、破碎蚀变岩型、石英脉型金矿、火山岩型也有发育。

5 矿田成矿机制

爱林金矿田具有多期成矿(富集)的特点，在太古宙初期，本区有大量的超基性—中基性火山岩喷发，该岩石中具有较高的金含量。后期的强烈变质作用。使金发生初步富集，为本区提供了第一代金源。沉积之后不久即发生了地幔上涌作用。大约在2 500 Ma左右，幔源岩浆上涌作用达到极限，发生了较大规模的TTG岩浆—中基性岩浆侵入活动，使太古代沉积的岩石发生了麻粒岩相区域变质变形作用。在地幔上涌造成的应力聚集与释放过程中，变形变质作用逐渐趋向于地壳相对薄弱的低压带，在地壳深部下构造层中易转变为具连续缓慢蠕变的剪应力，在地壳浅部的中上构造层中则形成以韧—脆性为主的剪切带，即爱林金矿田中的烟囱桥子—龙头韧性剪切带就是这个时期形成的，剪切带为金矿创造了成矿空间，在之后的变形活动过程中，活化和溶解了大量的金，尤其在韧性剪切带内金更具有高度的聚集。随着地壳的逐渐抬升演化，到海西—燕山期，特别是中生代后期处于滨太平洋活动带，进入强烈的岩浆活动时期，在区域构造岩浆活化作用的影响下，矿区附近的大陆壳深部，由于地慢热流的再次作用，大陆壳下部发生选择性重熔形成酸性岩浆。随区域构造运动的加强，剪切带也随之发生强烈活动，深部岩浆沿剪切带向地表低压带运动，并沿剪切带不断开拓上升通道。岩浆上侵到近地表处，由于压力的突然释放，同地下一起产生强烈的地下爆炸，形成矿区的火山隐爆角砾岩体，这种地下爆炸可能经过了多次。其后由于压力的释放，岩浆房剩余岩浆已无力再次爆发，就沿火山作用时产生的构造裂隙侵入，形成后期的流纹斑岩、霏细岩以及一些中基性脉岩等。

因为金在地壳中的丰度很低，因此对形成一个金矿床，尤其对形成一个规模巨大的金矿化集中区来说，由单一成矿物质来源，单一地质营力(例如花岗岩浆)，一次完成的可能性很小。换言之，金的成矿作用应具有多源、多营力、多期和长期性的特点。综上所述，笔者认为该爱林矿田同时具有韧性剪切带型金矿和次火山岩型金矿的双重特征，金矿田具有多源、多期、多阶段同时叠加有次火山岩型韧性剪切带。

6 资源潜力分析

综上所述，金来自地壳内的深处，因此，成矿与深大断裂关系密切。两个大地构造单元的连接处，板块边沿的缝合线附近，或地台与地槽的过渡地带等，往往是金矿集中分布的地区，是找金的有利地区。而爱林金矿田，具有比较有利的成矿背景，而古洞河—富尔河—辉发河深断裂韧性剪切带是吉林省重要产金区，又是我省最有潜力的金矿资源远景区。吉南台区目前已发现了具有明显控矿作用的韧性剪切带10余条，吉北槽区下古生界中也发现了控矿剪切带，而吉南台区是韧性剪切带集中发育地区，爱林金矿田中的韧性剪切带为古洞河—富尔河—辉发河深断裂韧性剪切带中的一小部分，笔者认为爱林金矿田仍有很大资源潜力，依据如下：

陈柏林等针对韧性剪切带研究认为，韧性剪切带中的Au元素活化分异与聚集成矿区体现在剪切带剖面的不同层次上，目前所见的赋存矿体的韧性剪切带是被抬升剥蚀的稍早的浅层次的脆性或脆—韧性剪切带，而含金热液形成的韧性剪切带的韧性—超韧性深层次变形域仍处在地下，尚未出露地表。而爱林金矿田中的韧性剪切带属于脆—韧性质，理论上说符合陈柏林先生提出的观点。

而夹皮沟金矿于1845年发现至今已有整整168 a的历史。夹皮沟本区于1960年因资源枯竭曾闭坑停产，20世纪80年代由于地质探矿工作取得3大突破而恢复生产。因而，夹皮沟金矿田也成为亚洲开采最深的金矿，最深竖井开采深度已达1 320 m，世界上开采的类似大型、超大型金矿床金矿体延深达3 500 m。而爱林金矿田与夹皮沟金矿田(成矿作用最早发生在2 452～2 469 Ma，最晚在180～90 Ma)形成时代基本一致又同处在古洞河—富尔河—辉发河深断裂韧性剪切带区域上，而爱林金矿田开采深度不过几百m，根据韧性剪切带金矿一般具有尖灭再现的特点，而爱林金矿田同时也具有膨缩现象，且有分枝、复合、尖灭再现的特点，所以笔者通过陈柏林先生理论研究与夹皮沟金矿田类比分析认为爱林金矿田深部具有乐观的金矿资源潜力。

7 资源潜力估计

爱林金矿田地下为太古宙花岗岩体，根据太古宙花岗岩107个样品金测定结果统计分析平均金含量8.92×10-9，假定该区整体为一个太古宙花岗岩体构成，太古宙花岗岩体不仅含金丰度高，而且假定有1/5的样品中含易活化金。根据金易活化理论，并从活化成矿观点出发，可计算该岩体的资源总量。

其公式为

P=S·h·d·Δ·r

式中：P为预测区资源总量(t)；s为预测区面积，取水道镇面积为85×106m2；h为预测区厚度，取值1×103m；d为花岗岩体重，取值2.6 t/m3；Δ为易活化金，取值8.92×10-9×20%；r为成矿系数，取值20%。

取成矿系数20%，根据1/5的样品中含易活化金，由此计算得太古代岩体的资源总量：P=85×106×103×2.6×8.92×10-9×20%×20%=78.852 8 t，减去累计探明储量12.123 t(数据为1988年—1992年核工业部244队，对香炉碗子金矿床探获(122b+333)和吉林省有色地质勘查局606队分别在1995年—1997年和1999年—2003年在烟囱桥子勘探探获资源量总和)，该矿田尚有潜在储量66.729 8 t。

笔者利用丰度估算法估算爱林金矿田的资源潜力，数据采用可信度较高的吉林省有色地质勘查局606队，在1999年提交的《梅河口市烟囱桥子金矿床详查地质报告》基础数据，金平均品位6.9×10-6，矿石比重为2.86，所使用的金元素背景丰度为太古宙花岗岩107个样品、次火山隐爆角砾岩体(脉)和霏细岩脉三者平均值为27.04×10-9，最后用丰度估算法推算整个水道镇金资源潜力，爱林金矿田烟囱桥子勘查区面积3.12 km2，探明金金属量(122b+333)4.624 t(数据采用吉林省有色地质勘查局606队分别于1995年—1997年和1999年—2003年在烟囱桥子勘探探获资源量总和)，计算得到富集因子γR为0.000 019 164，最后计算水道镇地区金资源总量为32.146 t，水道镇地区已探明的金矿储量为4.624 t，则水道镇尚有潜在储量为27.552 t。丰度法计算只是笔者粗浅计算，真实的资源潜力与本次计算值要有偏差。

8 结语

1)两种估算方法潜在储量都挺可观，而前人在柳河金厂沟金矿—爱林金矿—辉南石道河金多金属成矿带预测潜在资源量金金属量120 t左右(李慧菲等，2011)，说明爱林金矿田金矿资源储量巨大。

2)矿区外围与深部找矿的工作程度尚低，只要加大该区的找矿投入，加强攻深找盲，正确地选区选点，综合研究，锲而不舍，相信在不远的将来，完全有可能取得突破性进展。