任玉成　張立陽　王玉和

摘 要 寬城縣東梁金礦礦床賦存于花崗斑巖體與圍巖的接觸帶內(nèi)，受近弧狀的斷裂破碎帶控制。礦床形成時的成礦環(huán)境為中溫、低壓、弱堿性、弱還原環(huán)境，礦質(zhì)來源主要來自巖體本身，并受成礦前期斷裂構(gòu)造控制。

關(guān)鍵詞 金礦 礦床成因

中圖分類號：P618.51 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1地理位置

東梁金礦區(qū)位于河北省寬城滿族自治縣北東方向，直線距平泉、寬城兩縣交界處18km，行政區(qū)劃隸屬寬城縣。距北京248km。北距錦（州）-承德鐵路小寺溝車站30km，有村村通公路與礦區(qū)相連，由礦區(qū)至黨壩鎮(zhèn)15km。有簡易公路與青（龍）-平泉公路連通，交通比較方便。

2區(qū)域地質(zhì)背景

東梁金礦位于天山～陰山緯向構(gòu)造帶與新華夏系構(gòu)造帶在平泉斜接復(fù)合部位的南側(cè)，興隆～寬城拗陷的東南邊緣部位、燕山孤形構(gòu)造帶向東北方向彎曲地帶及龍須門中生代斷陷盆地的北東邊緣，即永安-東梁-毛家溝構(gòu)造-巖漿巖活動帶的金多金屬成礦帶的中段。

2.1地層

區(qū)域上出露的地層主要是太古宙遷西群和八道河群；元古界長城系、薊縣系、青白口系；中生界三迭系、侏羅系及新生界第四系。

太古界由老到新劃分出遷西群和八道河群。

2.1.1遷西群

包括上川組和三屯營組。

（1）上川組（Arc）：以二輝麻粒巖為主，夾斜長角閃巖和少量的磁鐵石英巖?；旌蠋r化特征為均質(zhì)紫蘇花崗質(zhì)混合巖化為主，其厚度大于1500m，絕對年齡為3055百萬年（Pb-Pb法）。

（2）三屯營組（Ars）：以黑云紫蘇斜長片麻巖為主，夾透輝麻粒巖和二輝斜長角閃巖，并常伴有磁鐵石英巖。混合巖化特征為均質(zhì)或條帶紫蘇花崗質(zhì)混合巖化為主。其厚度約為1250m，絕對年齡為2502百萬年（U-Pb法）。

2.1.2八道河群

包括王廠組、灣杖子組和三門店組。

（1）王廠組（Arw）：分布較廣，自金廠峪-八道河-木頭橙一帶均有出露。以透輝斜長角閃巖為主，下部常有角閃石英巖夾磁鐵石英巖。混合巖化特征為均質(zhì)長英質(zhì)混合巖化為主，也可見到條帶混合巖化，其厚度約為2250m，絕對年齡2500百萬年（U-Pb法）。王廠組是區(qū)域上重要的賦礦地層，金廠峪金礦床就產(chǎn)在該組地層中，區(qū)域上有近200個金礦點產(chǎn)在該組地層中。

（2）灣杖子組（Arw）：主要巖性為斜長角閃巖夾少量變粒巖或淺粒巖。混合巖化特征為條帶或條紋狀長英質(zhì)混合巖化為主，其厚度約為1600m，絕對年齡2552百萬年（Rb-Sr法）。

（3）三門店組（Ars）：以黑云斜長變粒巖為主，夾有斜長角閃巖和角閃斜長變粒巖，以及磁鐵石英巖?；旌蠋r化特征為條帶狀或條紋狀長英質(zhì)混合巖為主，厚度約為8850m，絕對年齡為2494百萬年（U-Pb法）。

礦區(qū)周圍分布元古界長城系、薊縣系、青白口系及中生界侏羅系地層，與下伏太古界變質(zhì)巖系地層呈斷層或不整合接觸。

2.2構(gòu)造

對燕山期巖漿活動與成礦起控制作用的是燕山孤形構(gòu)造帶，即由一系列的短軸背、向斜褶皺構(gòu)造格架。礦區(qū)處于龍須門中生代斷陷盆地東北部邊緣。

本區(qū)構(gòu)造基本上有三次較大構(gòu)造事件發(fā)生。

（1）早期東西向構(gòu)造是遷西運動所表現(xiàn)出的構(gòu)造線方向，此時形成一些寬緩的褶皺，如馬蘭峪～太平寨背形，擂鼓臺～建昌營向形和遷安背形。早期的斷裂構(gòu)造也較為發(fā)育，如盧龍～沙河驛古斷裂帶，擂鼓臺～樓子山斷裂帶，喜峰口～木頭橙斷裂帶等。

（2）中期南北向構(gòu)造形成于阜平運動，由于東西向水平擠壓，在區(qū)域上表現(xiàn)出以塑形變形為主，造成一系列近南北向緊密同斜褶皺構(gòu)造及局部地區(qū)剪切帶，這期構(gòu)造置換并疊加在早期東西向構(gòu)造上，形成不同巖性層間的透入性接觸。

（3）晚期北東向構(gòu)造屬新華夏構(gòu)造體系，主要以斷裂構(gòu)造為主，它常與先存的東西向和南北向構(gòu)造聯(lián)合，并改造先存構(gòu)造線方向，呈北北東向展布。

2.3巖漿巖

受區(qū)域構(gòu)造控制，以中酸性侵入巖最為發(fā)育，活動頻繁，多屬燕山期產(chǎn)物。區(qū)內(nèi)火山熔巖（體）出露面積也較大，主要分布在龍須門～韓杖子和黨壩～黃砬子一帶，在成因上可能與中酸性侵入體存在一定的內(nèi)在聯(lián)系。

區(qū)域內(nèi)巖漿巖較發(fā)育，主要有呂梁期和燕山期巖漿活動。

（1）在青龍縣出露有呂梁期的都山花崗巖體，其巖性為細(xì)粒黑云母花崗巖和中粗粒黑云母花崗巖。

（2）燕山期的巖漿活動主要在礦區(qū)西部青山口和西北部賈家山一帶，它們是同期不同階段的侵入產(chǎn)物。早期侵入相主要是細(xì)粒黑云母石英閃長巖和中細(xì)粒閃長巖；中期侵入相主要是中粗粒黑云母花崗巖和似斑狀花崗巖；晚期主要是規(guī)模不大的中細(xì)粒斜長花崗斑巖，即馬鞍山雜巖體。此外，在礦區(qū)及其外圍常有一些基性和酸性巖脈侵入。

2.4區(qū)域地球化學(xué)

1：5萬土壤異常測量發(fā)現(xiàn)了環(huán)繞火山巖體分布的多個金異常，具有以下特征。

（1）異常形態(tài)規(guī)則，總體呈環(huán)狀分布，單個異常走向以北東及南北向為主，異常中心高值達(dá)320ppm，濃集中心較明顯，大部分具備內(nèi)中外三帶。

（2）在礦區(qū)南側(cè)31線向南、向西至67線地帶分布兩個異常區(qū)，兩異常形態(tài)與②號主礦體的走向吻合程度高，異常帶長軸長約500m，短軸100m。

（3）異常濃集中心由金（礦）化體中心部位向水系下游位移，從礦區(qū)北部及南部異常區(qū)的濃集中心位移情況分析，異常中心多位于溝底，與主礦體有近50-100m的偏東位移。

3礦床成因

3.1成礦物質(zhì)來源

3.1.1圍巖的含礦性

從上表中得知，區(qū)內(nèi)各類巖石中的金豐度值均高于克拉克值。巖體的基底巖石角閃斜長片麻巖金豐度值達(dá)克拉克值的8倍，花崗斑巖中金豐度值也高于克拉克值的5倍，它不僅為礦床提供了熱源，同時也為礦床提供了礦源。由此可見礦床圍巖對成礦是有利的。

3.1.2穩(wěn)定同位素特征

（1）硫同位素特征。

礦區(qū)金屬硫化物礦物的硫同位素 S34值的變化范圍-2.10～+4.3‰，平均值為+2.55‰，極差6.4‰，各種數(shù)值見表（表3.2、3.3）。

可看出，礦床 S34‰的特征為靠近隕石硫的低正值（正編態(tài)），符合典型的巖漿硫（ S34+6～4%）的特點。

（2）鉛同位素特征。

由上表得知，這幾種產(chǎn)狀的礦石鉛同位素組成特征及模式年齡，除PD516-②號樣品外，基本上是一致的，說明：有相同的物質(zhì)來源。按單階段演化求得模式年齡為10～11億年，屬古代鉛并且也有燕山期巖漿活動時鉛的迭加。這也表明鉛和金的原始來源為古老地層，部分來自巖漿熱液，經(jīng)后期巖漿的活化、遷移、迭加、富集成礦。

礦區(qū)內(nèi)鉛同位素的特征見表（表3.4）。

（3）氫、氧同位素特征。

礦床氫、氧同位素組成特征見表（表3.5）。礦石中 D值與火山一次火山巖型金礦床 D值（-64.3～108‰）是相符的， O18值與標(biāo)準(zhǔn)巖漿水（+5.5～+10.0‰）的值相比有一個樣品值偏高。結(jié)合礦床的產(chǎn)出地質(zhì)特征推斷：成礦熱液主要來自火山～次火山巖，在成礦過程中有大氣降水的加入。

（4）礦化劑Cl的來源

包裹體成分析表明，Cl-的含量不高，而F-及SO42-則相對較高，陽離子中K+、Na+含量豐富，成礦熱液類型為Na+、K+、Cl-、SO42-型（表3-6）。其中Na+/K+（原子數(shù)）為：0.09～0.22， Cl-/SO42-（原子數(shù)）為：0.06～0.22，顯然都是很小的，與正常的熱液來源即巖漿熱液或火山熱液很相符。說明Cl-來源于巖漿，而來源于基底變質(zhì)巖的可能性是特別小的。

包裹體的氣、液相成分特征表見表3.6。

綜上所述，成礦物質(zhì)來源為：

①Au的來源為多源，既可來自巖漿巖，又可來自基底變質(zhì)巖和其它圍巖。

② S34‰表明硫來自巖漿巖。

③鉛同位素特征表明，鉛主要為古代鉛，來自古老地層。

④成礦熱液主要是巖漿水，并且大氣降水的加入。

⑤礦化劑Cl～等來自巖漿后期的分異產(chǎn)物。

3.2成礦的物理條件

3.2.1溫度

對石英包裹體進(jìn)行了均一溫度的測試（表3-7）。武漢地院楊庭棟等人對礦物包裹體爆裂溫度的測試結(jié)果見表（表3-8）?；üこ瘫?08團(tuán)對該區(qū)試驗測得成礦溫度為：244€啊？90€??？

從上述包體測溫結(jié)果，結(jié)合礦物以銀金礦、浸染狀黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦及大量石英為主并含有少量砷黝銅礦的礦物共生組合特點來分析，成礦溫度為中等溫度條件。

3.2.2壓力

巖體為次火山巖，屬超淺成巖體。此外圍巖中碳酸鹽的石灰化大量存在，亦為巖體侵位淺的佐證。

由于巖石中水壓不同，巖石中飽和水含量存在差異，因此利用巖石化學(xué)分析的H2O數(shù)值可以估計巖石的水壓條件。當(dāng)水飽和時其水壓與總壓力相符。

將礦區(qū)巖石的C、I、P、W標(biāo)準(zhǔn)礦物特征參數(shù)Ab、Or、Q換算后投影在Ab-Qr-Q相圖上表明，巖石最大侵入壓力不超過500MPa（Ib=105Pa）將花崗斑巖基質(zhì)中三個礦物體積百分比換算為重量百分比投影，其位置小于50MPa，按30～40MPa/km換算，巖石基質(zhì)結(jié)晶深度小于1.5km。

3.2.3介質(zhì)的PH及EH值

由包裹體的汽液相成分特征（表3-7）可知，陰離子以SO42～為主，F(xiàn)-、Cl-次，陽離子以Na+、K+為主，且K+ 大于Na+ ，并高出一個數(shù)量級。這種富鉀、缺Ca2+、少Mg2+的組分特征反映出火山熱液型礦床特點。Na+、K+為強(qiáng)堿性元素，對于SO42-的出現(xiàn)也說明成礦時堿性環(huán)境，可用下列反應(yīng)式表示：

H2S+4H2O=SO42-+10H++8e-或

HS-+4H2O=SO42-+9H++7e-

對于稍晚的碳酸鹽化，也是堿性環(huán)境的可靠依據(jù)。

根據(jù)圍巖存在的綠泥石化、黃鐵礦化，推斷為弱還原環(huán)境。

石英包裹體中含量H2O、CO2以及少量還原性氣體如H2、CO、N2、CH4等，將這些還原性氣體克分子數(shù)總和除以CO2克分子數(shù)總和所得的還原參數(shù)為0.09和0.08。說明礦體屬弱還原環(huán)境，這與金礦石中礦物共生組合中多以低價鐵的硫化物產(chǎn)出，未見高價態(tài)鐵的礦物出現(xiàn)是相符的。

通過以上分析表明，礦床中金和硫化物沉淀的物理、化學(xué)條件為中溫、低壓、弱堿性和弱還原環(huán)境。

3.2.4成礦條件的模擬實驗

為了查明礦床的成礦機(jī)理，明確找礦方向和找礦標(biāo)志，在礦區(qū)進(jìn)行科研工作中用高溫高壓三軸實驗的手段對成礦條件進(jìn)行了模擬實驗研究工作。

（1）樣品的構(gòu)造位置及代表性。

垂直與礦區(qū)構(gòu)造線（北-南）方向，按一定間距取一套14件樣品，樣品包括圍巖和礦石樣品，圍巖樣要求無任何蝕變塊狀構(gòu)造樣品，礦石樣品要求礦化蝕變由弱到強(qiáng)，金含量由低到高。

（2）實驗內(nèi)容。

實驗分四個方面進(jìn)行：

①采取不同溫度段，不同差應(yīng)力值及圍壓值，分別對樣品進(jìn)行模擬實驗。

②通過顯微鏡，研究含礦母巖蝕變花崗斑巖內(nèi)礦物顯微變形特征。

③分析成礦期花崗斑巖的力學(xué)性質(zhì)。

④研究應(yīng)力因素在成礦過程中的作用。即應(yīng)力與成礦物質(zhì)的遷移和富集關(guān)系。

（3）結(jié)論與找礦條件分析。

通過實驗結(jié)果與野外地質(zhì)調(diào)查資料，對礦床形成分析如下：

①成礦溫度。

根據(jù)實驗結(jié)果，成礦溫度條件可分為兩個階段：一是金元素遷移階段：這個階段的溫度大致在750℃～800℃。這時金的賦存狀態(tài)從其力學(xué)狀態(tài)說應(yīng)是一種塑性較高易于發(fā)生流變狀態(tài)，各其它伴生元素一起在差應(yīng)力的作用下遷移。二是金元素沉淀階段：這個階段的溫度大致在350℃～400℃或稍低一些，這時金元素開始沉淀富集，在有利部位形成有用的金礦體。

②成礦深度。

根據(jù)實驗條件，換算出礦床成礦深度大致在1.5～2.5km（按30-40MPa/km）。這與斑巖及其它礦物標(biāo)志是一致的。

③金礦與差值應(yīng)力（ 1- 3）的關(guān)系。

實驗表明在溫度400℃、圍壓100MPa的條件下，樣品在 1- 3大致為100-120MPa的條件出現(xiàn)破裂，產(chǎn)生宏觀斷裂，在這前，首先發(fā)現(xiàn)的是剪切破裂。這個條件也是金元素開始成礦條件，金元素和其它伴隨元素運移方向完全是從高壓力區(qū)向低壓力區(qū)發(fā)展，最后在一些裂隙邊部成礦。這完全可以說明金元素在特定構(gòu)造部位的形成是受壓力的控制，在空間位置上有規(guī)律的分布。依實驗破裂的有序性及成礦條件可知道金礦應(yīng)富集于一些剪切裂隙中。

該區(qū)內(nèi)存在一個火山機(jī)構(gòu)，其先存的放射狀裂隙和后期的北北東（新華夏）體系的一組剪切面在不同的部位可能產(chǎn)生不同復(fù)合特征。

3.3礦床的控礦構(gòu)造條件

礦床的控礦構(gòu)造為沿二長斑巖體分布的弧形構(gòu)造，走向以南北向為主，傾向西，傾角30-60€?。矿体主屹戨斑岩体的闹I飩喲ゴ植?。?/p>

礦體在內(nèi)帶角礫巖中分布廣泛，角礫成分主要為巖體成分，角礫既有磨圓度極好的圓形角礫，也有棱角明顯的角礫。此構(gòu)造角礫帶內(nèi)黃鐵礦化普遍，呈較稠密的浸染狀，在角礫巖帶兩側(cè)有后期小石英脈貫入。在外帶中則主要分布在蝕變白云巖中。

4成礦期和礦化階段

礦床的礦化期可分為二期，即熱液期和表生期，現(xiàn)分述如下：

4.1熱液期

由于礦床賦存在巖體中，成礦物質(zhì)除來自巖漿熱液外，尚可從圍巖中淬取了部分成礦物質(zhì)，由于構(gòu)造作用的多期活動，形成了礦化的多期性和多階段性。本成礦階段可分為三個成礦階段。

（1）黃銅礦-黃鐵礦階段：為礦床早期金礦化階段，以銀金礦、黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦及石英等形成穩(wěn)定的礦物共生組合。

（2）黃鐵礦階段：礦化范圍廣而發(fā)育，為重要的金礦化階段，以銀金礦、浸染狀黃鐵礦-方鉛礦～閃鋅礦、黃銅礦和石英組成典型的共生組合。形成重要的浸染狀（或塊狀）硫化物金礦石。

（3）硫化物-石英階段：為金礦化的晚期階段，與前期成礦階段間隔短，成礦物理化學(xué)條件相近，其礦物共生組合也相似。以銀金礦、斑點狀黃鐵礦-方鉛礦及大量石英為主，還伴生有黃銅礦、砷黝銅礦及少量輝銅礦。形成細(xì)脈狀石英-硫化物礦石，或迭加在前階段礦化上。由于這種迭加作用，形成相對富集部位。

4.2表生期

在地表及淺部裂隙發(fā)育部位，常發(fā)生表生氧化作用，形成蜂窩狀、多孔狀和膠狀構(gòu)造的礦石。

根據(jù)本區(qū)成礦作用特點和礦石礦物間的穿插、交代及其成生聯(lián)系，劃分出它們的生成順序。

通過上面幾個方向的分析，表明礦床形成時的成礦環(huán)境為中溫、低壓、弱堿性、弱還原環(huán)境，礦質(zhì)來源主要來自巖體本身，并受后期構(gòu)造控制。

綜上所述，東梁金礦床成因類型為：中溫?zé)嵋核瓢邘r型礦床。

5賦存規(guī)律和找礦標(biāo)志

5.1礦化賦存規(guī)律

據(jù)礦床地質(zhì)條件、成礦特征，礦床金礦化有如下富集特征。

（1）由于金屬硫化物在地表已氧化，在雨水的作用下造成地表金的部分流失，致使地表金相對貧化。

（2）礦體賦存部位呈現(xiàn)自北東向南西方向逐漸降低的趁勢。

（3）角礫巖類型的礦體可形成較厚大礦體，而單獨石英脈類型礦體均為較薄的礦體，二者迭加可使金進(jìn)一步富集。

（4）裂隙構(gòu)造中或其兩側(cè)強(qiáng)硅化蝕變巖中，金屬硫化物密集地段為金的富集區(qū)。

5.2找礦標(biāo)志

（1）礦床位于火山環(huán)形構(gòu)造四周的接觸帶中，巖性、構(gòu)造控礦特征明顯，礦體受小裂隙構(gòu)造及蝕變巖控制。硅化、絹英巖化、黃鐵礦化發(fā)育地段對找礦有利，金屬硫化物呈細(xì)脈、網(wǎng)脈及稠密浸染部位則是礦體賦存部位。

（2）地表氧化帶內(nèi)小裂隙中褐鐵礦發(fā)育處是找礦直接標(biāo)志。

（3）物、化探異常區(qū)內(nèi)凡是有Au、Ag、Cu、Pn、Zn、As、Sb、Hg等元素的組合異常，均是金富集地段。