臧興運(yùn)，姜建軍，李德洪，趙華偉，靳皇玉，馬春生

1．吉林省地質(zhì)調(diào)查院，吉林 長春 130102；2．吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局，吉林 長春 130021

0 引言

夾皮溝金成礦帶位于吉林省樺甸市的東南部，是我國一個(gè)極為重要的金礦化集中區(qū)和黃金生產(chǎn)基地。多年來，在夾皮溝地區(qū)金礦各礦床(點(diǎn))礦產(chǎn)開發(fā)的同時(shí)，各地勘單位及科研院所的地質(zhì)工作者也從礦床地質(zhì)學(xué)、巖石學(xué)、礦物學(xué)、礦床地球化學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)及同位素年代學(xué)等方面進(jìn)行地質(zhì)科學(xué)研究，先后投入了許多研究工作，取得了一系列重要的學(xué)術(shù)成果，形成的各類勘查報(bào)告、科研論文、專著等浩如煙海。

綜合各礦床(點(diǎn))地質(zhì)勘查、開發(fā)資料及研究成果表明，夾皮溝成礦帶的構(gòu)造演化及成巖成礦作用十分復(fù)雜，每一個(gè)礦床(點(diǎn))既遵從于成礦帶上總體規(guī)律，又多少具有一些自己獨(dú)特的地質(zhì)特征，但均不能反映成礦帶上地質(zhì)作用全貌。本文以成礦帶北西部的板廟子金礦床至南東部的大架子金礦床之間的主要金礦床(點(diǎn))的野外地質(zhì)現(xiàn)象為基礎(chǔ)，適當(dāng)參考近年來的年代學(xué)、流體包裹體及穩(wěn)定同位素等研究成果，結(jié)合吉林省區(qū)域構(gòu)造演化史，對(duì)本成礦帶的成礦模式及成礦機(jī)制進(jìn)行討論。

1 大型斷裂帶控礦型式

不論是對(duì)夾皮溝成礦帶上各礦床(點(diǎn))的礦床成因類型和成礦時(shí)代持何種不同的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，其與北西向大砬子—夾皮溝斷裂帶有著密切的關(guān)系從未受到懷疑。

Wegmana于1935年首先提出“構(gòu)造層次”的概念，認(rèn)為同一構(gòu)造旋回形成的構(gòu)造可劃分為活動(dòng)性不同的兩個(gè)構(gòu)造層次，即表層構(gòu)造和內(nèi)部構(gòu)造。1977年Sibson在研究英國Outer Hebride逆斷層的特點(diǎn)后，提出一個(gè)圍繞大型斷層的雙層流變學(xué)模式[1]：上構(gòu)造層次是位于地殼上部，由摩擦機(jī)制產(chǎn)生隨機(jī)組構(gòu)的斷層巖所組成；下構(gòu)造層次是深部的韌性剪切帶，由準(zhǔn)塑性機(jī)制產(chǎn)生具有明顯線理和面理組構(gòu)的糜棱巖系列斷層巖所組成，如圖1所示，將地殼劃分為多個(gè)構(gòu)造層次。分別研究不同層次的構(gòu)造特征，是近代構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的重大進(jìn)展，也是提出韌性剪切帶的理論基礎(chǔ)。

圖1 一條大型大斷裂帶的理想模式(據(jù)文獻(xiàn)[1])Fig.1 An ideal model for a large fault zone(according to literature[1])A．未固結(jié)斷層巖及角礫發(fā)育區(qū)；B．固結(jié)的，組構(gòu)紊亂的壓碎角礫巖、碎裂巖系發(fā)育區(qū)；C．固結(jié)的、面理化發(fā)育的糜棱巖系列及變余糜棱巖發(fā)育區(qū)；250～350 ℃地溫區(qū)域?yàn)榇嘈詳嗔雅c韌性斷層過渡區(qū)；右側(cè)為變形深度及應(yīng)力差值大小曲線

人們很早就注意到了構(gòu)造控礦的現(xiàn)象，而對(duì)韌性剪切帶控礦作用的研究主要是從金礦開始的。在不斷地對(duì)韌性剪切帶的研究中人們發(fā)現(xiàn)：世界上大量金礦床，特別是前寒武系中的大型、超大型金礦床，都與線性斷裂構(gòu)造有關(guān)，控制大規(guī)模金礦帶和超大型金礦的重要因素是地殼級(jí)韌性剪切帶；一般規(guī)模的韌性剪切帶控制了礦田與礦床的產(chǎn)出；容礦構(gòu)造往往為次級(jí)韌—脆性剪切帶。剪切構(gòu)造作用可以使一些富含硅質(zhì)的巖石糜棱巖化從而形成多孔隙的砂糖狀似硅質(zhì)巖，并可使鎂鐵質(zhì)、超鎂鐵質(zhì)巖石構(gòu)造蝕變形成滑石菱鎂片巖等，這些巖石易于在后期熱液事件中形成捕獲金的巖相。剪切構(gòu)造作用還可使成礦物質(zhì)活化遷移，從分散狀態(tài)聚集成為有工業(yè)價(jià)值的礦體；同時(shí)還能產(chǎn)生剪切成礦流體以形成脈狀礦體。

陳柏林(1999年)提出[2]，在巖石中存在金等成礦元素的前提下，一條剪切帶由于自地表至深部的變形不同，對(duì)金礦成礦作用的貢獻(xiàn)也不同，可劃分為深部韌性(超韌性)剪切變形的元素分異遷出區(qū)和中淺層次韌脆性脆性剪切變形區(qū)的成礦元素聚集區(qū)， 在中淺層次的元素聚集區(qū)依據(jù)賦礦剪切帶變形層次的差異又可分為3個(gè)亞區(qū)，對(duì)應(yīng)3種金礦化類型(圖2)。

圖2 韌性剪切帶變形域與金礦化類型關(guān)系圖(據(jù)文獻(xiàn)[2]，有修改)Fig.2 The relation diagram of deformation domain of ductile shear zone and gold mineralization type (according to literature [2], modified)

(1)在地殼淺部，剪切變形表現(xiàn)為脆性斷裂或裂隙帶，當(dāng)含金熱液上升至該部位時(shí)，沿脆性斷裂或裂隙帶充填蝕變和礦化，則形成細(xì)網(wǎng)脈或石英脈型金礦化，如中國膠東玲瓏、安徽五河及加拿大阿比梯比金礦等。

(2)在韌脆性轉(zhuǎn)換帶之上，剪切變形往往形成略具定向排列的碎粒巖或碎粉巖，當(dāng)含金熱液沿剪切帶上升至該處時(shí)，沿著碎粒巖的微裂隙或全巖發(fā)生交代蝕變和礦化，則形成構(gòu)造蝕變巖型金礦化類型，如山東焦家、福建何寶山。

(3)在韌脆性轉(zhuǎn)換區(qū)域，由于溫度、壓力較高，韌脆性剪切變形仍較強(qiáng)烈，形成糜棱巖或構(gòu)造片巖，當(dāng)含金動(dòng)力變質(zhì)熱液在溫度、壓力、構(gòu)造應(yīng)力和化學(xué)位差異等因素驅(qū)動(dòng)下由遷出域沿韌性剪切帶上升，在韌脆性糜棱巖中沿C面理或微裂隙發(fā)生交代蝕變和礦化，則可形成蝕變糜棱巖型金礦，這種蝕變糜棱巖中的含金微細(xì)石英脈往往在1 mm 左右或更細(xì)，這已被河臺(tái)、金山、界峙、排山樓等金礦中眾多含金糜棱巖組構(gòu)研究所證實(shí)[2]。

這些研究對(duì)于剪切帶型金礦床的理論研究有了較大的推動(dòng)作用，使得人們對(duì)于剪切帶型金礦，有了較為深入的了解，從時(shí)間上、空間上和成因上全面揭開了韌性剪切帶與礦化的關(guān)系。本文以此為理論基礎(chǔ)，探討建立夾皮溝成礦帶成礦模式。

2 夾皮溝成礦帶成礦模式

夾皮溝成礦帶，北西起于大砬子一帶，東南延至夾皮溝鎮(zhèn)以南，為一長約60 km，寬約4～10 km 的NW—SE向弧形金礦化帶。礦帶內(nèi)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了板廟子、二道溝、三道岔、大線溝、小北溝、夾皮溝本區(qū)、馬家店及大架子等一系列規(guī)模不等的金礦床和幾百個(gè)金礦點(diǎn)(圖3)[3]。

圖3 夾皮溝金成礦帶區(qū)域地質(zhì)簡圖(據(jù)文獻(xiàn)[3]，有修改)Fig.3 Regional geological map of the Jiapigou gold metallogenic belt (according to literature [3], modified)

2.1 中太古代至新太古代早中期礦源層(表殼巖)形成

中太古代至新太古代早中期，吉遼古陸核裂解，在復(fù)雜的洋陸對(duì)峙演化中，沿夾皮溝地塊邊部形成富含Au、Fe等元素的基性—中基性—酸性火山巖和火山碎屑巖及硅鐵質(zhì)沉積巖(圖4)。下部為一套由島弧拉斑玄武巖與中性火山-火山碎屑巖組成的火山-沉積建造(夾皮溝巖群三道溝巖組)，上部為一套沉積巖系的火山碎屑巖含鐵質(zhì)建造(夾皮溝巖群老牛溝巖組)。二者為不整合接觸，接觸面被后期花崗巖(新太古代TTG巖系)占據(jù)[4]。

圖4 夾皮溝成礦帶成礦模式圖Fig.4 Metallogenic model diagram of Jiapigou metallogenic belt

三道溝巖組巖石類型有斜長角閃巖、黑云變粒巖、黑云角閃斜長片麻巖、黑云斜長角閃巖等；老牛溝巖組主要巖石類型為斜長角閃巖、黑云變粒巖、黑云角閃斜長片麻巖、綠泥石英片巖、絹云石英片巖、角閃磁鐵石英巖等。

夾皮溝巖群三道溝巖組斜長角閃巖Pb-Pb法同位素年齡為(2 950±30 )Ma[4]；老牛溝巖組斜長角閃巖Rb-Sr全巖等時(shí)線年齡為(2 766±266.5)Ma[5]，黑云片巖中鋯石U-Pb年齡2 640 Ma[4]。

可見夾皮溝地塊太古代表殼巖形成于中太代至新太古代早中期(約3 000～2 600 Ma)。

2.2 新太古代末第一次成礦作用

夾皮溝地塊TTG花崗巖形成時(shí)代晚于表殼巖，以沿地臺(tái)邊緣裂谷帶兜底方式侵位，將表殼巖破碎、吞蝕、抬升，呈大小不一的殘留體漂浮或漂浮褶曲于TTG花崗巖之中。其中花崗閃長質(zhì)片麻巖Sm-Nd全巖等時(shí)線年齡為(2 639±61)Ma[6]、英云閃長質(zhì)片麻巖顆粒鋯石U-Pb法年齡為(2 521±14)Ma[7]。

啞鈴狀鉀質(zhì)花崗巖就位于白山地塊與夾皮溝地塊之間，它的侵入標(biāo)志著兩個(gè)地塊最終完成拼合。但其形成時(shí)代稍晚于TTG花崗巖，其鋯石顆粒U-Pb法年齡為(2 505±14)Ma[7]，鉀質(zhì)花崗巖期后有一期較強(qiáng)的鉀化活動(dòng)，在鉀質(zhì)花崗巖與表殼巖接觸帶附近形成一定規(guī)模的鉀化帶。

大砬子—夾皮溝斷裂帶最早的前身是夾皮溝地塊與南鄰的白山地塊間的新太古代末期的拼貼帶，具有韌性推覆的構(gòu)造屬性，并控制了新太古代末期啞鈴狀鉀長花崗巖的侵位。據(jù)野外觀測，啞鈴狀鉀質(zhì)花崗巖巖體中心部位較新鮮，未遭受韌性剪切變質(zhì)變形作用影響，但在老牛溝東和二道溝村東，靠近斷裂帶的鉀質(zhì)花崗巖及表殼巖，均受到了中等糜棱巖化作用的改造，因此,目前所能識(shí)別的大砬子—夾皮溝斷裂帶最早的剪切作用可能始于新太古代末鉀質(zhì)花崗巖就位及區(qū)域變質(zhì)主峰期之后。也就是說該斷裂帶形成的下限年齡在2 505 Ma[6]。該時(shí)期斷裂帶構(gòu)造形跡，大多被后期構(gòu)造疊加改造而無法辯認(rèn)，在火炬水壩附近，見有該期糜棱巖呈透鏡體或不規(guī)則狀分布于后期糜棱巖中。通過對(duì)該帶變形變質(zhì)作用的野外調(diào)查與研究，推測該斷裂帶大體形成于2 500 Ma[8]。

新太古代末夾皮溝地塊發(fā)生一次較強(qiáng)的區(qū)域變質(zhì)作用。巖石變質(zhì)程度達(dá)高角閃巖相—麻粒巖相，不僅使基性—中基性—酸性火山巖和火山碎屑巖及硅鐵質(zhì)沉積巖等變質(zhì)形成斜長角閃巖、磁鐵石英巖、透輝變粒巖、斜長角閃巖等麻粒巖相—高角閃巖相變質(zhì)巖石，還使其中富含的Au、Fe等元素初步富集形成初始礦源層，局部形成含金石英脈(金礦體)。

新太古代末(約2 500 Ma)是夾皮溝金成礦帶最早的成礦活動(dòng)，即第一主成礦期[8]。該時(shí)期形成的礦體具有以下特點(diǎn)：①礦體近礦(直接接觸)圍巖限于斜長角閃質(zhì)糜棱巖—超糜棱巖等表殼巖，不單獨(dú)存在于片麻狀TTG質(zhì)花崗巖之中，形成于TTG花崗巖之前；②礦體與近礦圍巖表殼巖同步褶曲、同遭受破碎吞蝕、同漂浮殘留于大面積出露的片麻狀TTG質(zhì)花崗巖(圖5)；③具有中—高溫多金屬礦物組合(黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、白鎢礦、黑鎢礦、磁鐵礦、輝鉬礦、白鐵礦、磁黃鐵礦、菱鐵礦、自然金)，脆性變形不發(fā)育，金礦體規(guī)模比其它時(shí)代礦床大，在剖面上呈波浪起伏褶曲(圖4)，在平面上呈“V”字形褶曲的主礦體，走向延長達(dá)千米以上等現(xiàn)象[9]。

所形成的礦體主要分布于夾皮溝本區(qū)，累計(jì)探明18條工業(yè)礦體，礦床內(nèi)由南西—北東分布有Ⅱ-2#脈、2-1#脈、新6#脈、老1#脈、老2#脈、老3#脈、新3#脈、10#脈、11#脈、新1#、老5#、老8#、八人班脈、新4#脈、0#礦體、1#礦體、2#礦體、八#脈。 礦體走向均為近東西向，傾向南，傾角15° ～ 25°，由于受后期疊加構(gòu)造影響，礦體與圍巖之間具有韌性或脆—韌性變形帶特征，并形成長約6 000余米，寬達(dá)100余米的礦化蝕變帶，即夾皮溝主蝕變帶。礦體主要分布在夾皮溝主蝕變帶的上盤和主蝕變帶中間部位(850～450 m標(biāo)高)，并隨表殼巖呈緩傾角波浪起伏漂浮在TTG巖系上面[9，10]。

在二道溝金礦獲得3粒含金石英脈水熱鋯石，U-Pb不一致線年齡(2 475±19)Ma，Pb-Pb表面年齡分別為2 476 Ma、2 475 Ma、2 475 Ma。八家子金礦獲得含3粒金石英脈水熱鋯石，U-Pb不一致線年齡(2 469±33)Ma，Pb-Pb表面年齡分別為2 452 Ma、2 472 Ma、2 465 Ma，被認(rèn)為是夾皮溝韌性剪切帶內(nèi)新太古代晚期金成礦作用的依據(jù)[7]。但是并不能排除捕獲鋯石的可能：①區(qū)內(nèi)太古宙巖石中有這種年齡的鋯石出現(xiàn)，如角閃斜長片麻巖(原巖為花崗閃長巖)中的鋯石U-Pb年齡為2 470 Ma[6]， 與上述八家子、二道溝含金石英脈中鋯石年齡2 469～2 475 Ma完全一樣；②在理論上，根據(jù)無數(shù)中溫金礦及其它類型礦床化學(xué)物質(zhì)平衡研究證明Zr為不活潑元素，熱水溶液中低溫條件下也不溶，圍繞金礦脈之蝕變剖面化學(xué)質(zhì)量平衡的大量研究也證明Zr 、Hf、Ti、Al、Sc是保守元素，因此要形成水熱鋯石必需從深部堿性巖漿帶來富Zr、Hf的巖漿流體才有可能[11]。由于Zr 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從超鎂鐵巖(45×10-6) 向酸性巖(170×10-6)方向增加，在堿性巖中達(dá)到最高值(680×10-6)，因此只在堿性巖熱液脈中才形成了鋯石類礦物(斜鋯石、鈉鋯石、基性異性石)[12]，而這一條件在夾皮溝地區(qū)是不存在的；③鋯石是一種穩(wěn)定的礦物，在高溫基性—酸性巖漿中可大量保留下來，在溫度低得多的熱水溶液中形成繼承性鋯石的可能性更大[13]。

圖5 夾皮溝礦區(qū)表殼巖中含金石英脈平剖圖(據(jù)文獻(xiàn)[8]，有修改)Fig.5 Diagenetic profile of gold-bearing quartz vein in the supracrustal rocks of Jiapigou mining area(according to literature [8], modified)

2.3 古元古代中晚期第二次成礦作用

約古元古代末，夾皮溝地塊疊加低角閃巖相—高綠片巖相退變質(zhì)作用，表現(xiàn)為部分表殼巖中存在角閃石退變?yōu)楹谠颇福谠颇竿俗優(yōu)榫G泥石等現(xiàn)象，使表殼巖巖石外貌酷似綠巖。

野外觀察和鏡下研究所取得的大量資料表明，大砬子—夾皮溝斷裂帶發(fā)生第二次剪切作用，形成剪切帶內(nèi)第二期糜棱巖，局部綠泥石等片柱狀礦物較多可稱為片糜巖。其最明顯的構(gòu)造是片理構(gòu)造，它由綠泥石絹云母綠簾石等片狀柱狀礦物定向排列構(gòu)成，褶皺構(gòu)造在片糜巖中十分復(fù)雜，如腸狀,火焰狀和撕裂狀等。早期形成的腸狀褶皺是由片糜巖中的長英質(zhì)脈和石英脈(或碳酸鹽巖)所組成，局部形成的一些不協(xié)調(diào)或頂厚褶皺，常指明了物質(zhì)運(yùn)移的趨勢；晚期形成的一些尖棱褶皺，是由片理在不同方向滑動(dòng)所造成的結(jié)果，顯示出韌—脆性變形作用的特點(diǎn)[9]。

關(guān)于本次剪切作用時(shí)代，主要依據(jù)有：①該期剪切作用形成的糜棱葉理，疊加改造了新太古代末期剪切作用形成的糜棱葉理，使二者難以分辨。僅在火炬水壩附近見有新太古代末期糜棱葉理殘留，說明本期剪切作用晚于新太古代；②在斷裂帶西端，色洛河巖群中(實(shí)際為以新元古代地層為主，夾雜多時(shí)代的構(gòu)造巖片，本文暫延用傳統(tǒng)用法，將其置于新元古代)大理巖(白云母K-Ar法1 645 Ma)未受剪切作用影響，說明本期剪切作用早于1 645 Ma；③多位研究者對(duì)該韌性剪切帶變形變質(zhì)作用的野外調(diào)查與研究，及水巖反應(yīng)及物質(zhì)組分變化規(guī)律的較詳細(xì)研究后，提出形成時(shí)代下限應(yīng)為1 900 Ma左右[9,14，15]；④區(qū)域上，吉南地區(qū)2 050～1 800 Ma正處于遼吉裂谷閉合、碰撞造山，老嶺巖群遭受低角閃巖相—高綠片巖相區(qū)域變質(zhì)作用時(shí)期(1)周曉東,等.吉林省區(qū)域地質(zhì)志(第二版)[M]．北京 ：地質(zhì)出版社，2019，(出版中)．。綜上，本次剪切作用及區(qū)域變質(zhì)作用形成時(shí)代大致為1 900～1 800 Ma[16，17]。

在糜棱巖帶上，局部可見條帶狀金屬硫化物(黃鐵礦、黃銅礦等)沿糜棱葉理分布，在援朝溝礦區(qū)其品位Au為9.5×10-6；Ag為9.5×10-6；Cu為11 618×10-6；Pb為111.5×10-6；Zn為10.1×10-6，呈現(xiàn)多金屬礦化的特點(diǎn)，該類礦體與糜棱巖無明顯界線[18，19]，稱為片糜巖型礦體，其厚度與品位變化很大，一般構(gòu)不成工業(yè)礦體(大架子礦床除外)。該類型礦(化)體主要分布于剪切帶西南邊緣，自板廟子金礦床出現(xiàn)，斷續(xù)分布于援朝溝、三道溝、老牛溝、小北溝、夾皮溝、大架子礦床，并成為大架子礦床主要礦石類型之一[19-21]。

成礦時(shí)代，大架子礦床片糜巖型金礦石中絹云母40Ar-39Ar快中子活化法測年(190.28± 0.30) Ma，被作為礦床成礦年齡[22]。但是有以下問題：①40Ar-39Ar快中子活化法測年數(shù)據(jù)反映的是最后一次熱事件時(shí)間，大架子金礦床北東僅2 km即為五道溜河二長花崗巖巖體(圖3)，其鋯石U-Pb年齡192 Ma[23]，二者年齡值非常接近；② 片糜巖型金礦體中，黃鐵礦、黃銅礦、硅化石英等蝕變礦物沿糜棱葉理(C面理)分布，其空間展布隨著葉理的變化而變化，十分協(xié)調(diào)。相對(duì)應(yīng)的是，燕山期礦化蝕變礦物受脆性剪切裂隙控制、與糜棱葉理有小角度交角。說明片糜巖型礦化不是燕山期成礦作用產(chǎn)物，而與糜棱葉理為同期；③據(jù)圖1，圖2，大型含金剪切帶深部，可能分布有蝕變糜棱巖型礦體，即本成礦帶的片糜巖型礦體。綜上可以認(rèn)為，夾皮溝金成礦帶上的片糜巖型金礦體，形成時(shí)代不是燕山期，而與糜棱葉理同期，即古元古代末。

古元古代中晚期(約1 900～1 800 Ma)是夾皮溝金成礦帶第二次金成礦作用(圖4)。在低角閃巖相—高綠片巖相區(qū)域變質(zhì)作用及大砬子—夾皮溝斷裂帶剪切作用下，表殼巖中的Au等成礦元素第二次區(qū)域性活化遷移，并在大砬子—夾皮溝斷裂帶中聚集成礦?？赡艿某傻V作用是，斷裂帶淺部為脆性剪切，在剪切裂隙中形成石英脈型金礦體，隨著斷裂帶由淺入深，礦石類型依次轉(zhuǎn)為構(gòu)造蝕變巖型、蝕變糜棱巖型(圖4)。由于后期地殼抬升剝蝕，石英脈型、構(gòu)造蝕變巖型金礦體均已剝蝕，僅剩下蝕變糜棱巖型(即片糜巖型)礦體(圖4)。成礦帶南部的新太古代末的啞鈴狀鉀質(zhì)花崗巖的偉晶巖中黑云母K-Ar年齡為1 754 Ma，片糜巖中沿C面理常見有閃長玢巖、細(xì)粒閃長巖、石英閃長巖等脈巖侵入，并發(fā)育不同程度的動(dòng)力作用和熱液蝕變，局部成為金礦體[19，20]，說明本期成礦作用也伴隨著巖漿作用。

八家子金礦含金石英脈中石英的40Ar-39Ar低坪年齡為(1 824±24)Ma[24]，二道溝含金石英脈中石英的40Ar-39Ar 低坪年齡(2 038±2) Ma[7]和(1 253±7)Ma[24]，板廟子金礦含金石英脈中石英的K-A r稀釋法年齡為(1 864±45)Ma[5]。但過剩氬的問題、熱擾動(dòng)問題及石英中含鉀的礦物雜質(zhì)等問題，影響了K-Ar 和40Ar-39Ar年齡譜的解釋[25]。

中元古代，夾皮溝成礦帶上亦存在著構(gòu)造熱事件記錄。如色洛河巖群中變質(zhì)變形程度較弱的變質(zhì)火山巖曾獲全巖Rb-Sr等時(shí)線年齡1 371 Ma，變質(zhì)砂巖全巖鉛同位素年齡945 Ma，805 Ma。老牛溝推覆帶構(gòu)造巖所測兩件K-Ar年齡為946.5 Ma和953.0 Ma，夾皮溝礦區(qū)鹿角溝口閃長巖(脈)的K-Ar年齡945.5 Ma等，隱隱約約顯示出一個(gè)1 000 Ma左右的構(gòu)造、巖漿、變質(zhì)、成礦等耦合事件[26]。

新元古代至中三疊世，吉南地區(qū)進(jìn)入陸表海的發(fā)展時(shí)期，夾皮溝地塊北部則進(jìn)入古亞洲洋形成、擴(kuò)張、閉合的演化過程。夾皮溝成礦帶受其影響，首當(dāng)其沖，整個(gè)歷史進(jìn)程都為其金礦的形成提供了充分的條件[14]。夾皮溝礦田東火炬水壩韌性剪切帶中，測得綠泥片巖的綠泥石年齡值為(258.47±38.51)Ma(K-Ar稀釋法)，夾皮溝—二道溝地區(qū)其K-Ar同位素年齡范圍272～250 Ma，如五道岔巖脈為272.5 Ma、二道溝花崗閃長巖黑云母267.9 Ma[27]，八家子石英正長斑巖巖漿成因捕獲鋯石(294±7)Ma、(268±5)Ma、(241±6)Ma[28]等，應(yīng)是該時(shí)期構(gòu)造演化在成礦帶上留下的地質(zhì)記錄。

2.4 晚三疊世至早白堊世(燕山期)第三次成礦作用

從晚三疊世開始，受古太平洋板塊俯沖影響，吉林省進(jìn)入了一個(gè)新的濱西太平洋陸緣洋陸互動(dòng)的區(qū)域地質(zhì)發(fā)展階段。區(qū)域上發(fā)育左旋走滑—走滑擠壓的全新構(gòu)造系統(tǒng)，控制了廣泛而強(qiáng)烈的火山活動(dòng)和火山—沉積盆地的開合常被稱之為疊加巖漿弧構(gòu)造發(fā)展階段。

大砬子—夾皮溝斷裂帶此時(shí)總體表現(xiàn)為右旋走滑脆性剪切，并具有逆沖推履的性質(zhì)[29]，進(jìn)入第三次成礦作用階段(圖4)。在整個(gè)燕山期成巖成礦過程中，由于古太平洋板塊俯沖的角度、速度不同，成礦作用也有所不同。

2.4.1 晚三疊世—中侏羅世早期(約230～170 Ma)

板廟子金礦含金石英脈中石英的流體包裹體Rb-Sr 等時(shí)線年齡為(244±9)Ma[7]，八家子礦床含金石英的流體包裹體Rb-Sr年齡為(231±21)Ma[30]，是目前已知比較早的中生代成礦年齡。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在夾皮溝成礦帶，各種脈巖、金礦體等各類同位素測年數(shù)據(jù)，絕大多數(shù)位于230～170 Ma[30]，顯示該階段較強(qiáng)的成礦作用(表1)。

表1 夾皮溝成礦帶主要礦床(點(diǎn))綜合信息表

研究表明，該階段成礦作用為夾皮溝成礦帶上主要成礦作用，形成絕大多數(shù)礦體，成礦元素Au主要來源于表殼巖，C、H、O流體主要組成和部分S來自地幔，Si、Pb、S等元素來源于變質(zhì)圍巖及花崗巖[43]。成礦作用是表殼巖、燕山期巖漿活動(dòng)、大砬子—夾皮溝斷裂帶構(gòu)造活動(dòng)綜合作用的結(jié)果[29]。

該階段成礦作用，成礦帶西部的板廟子金礦床具有一定代表性。如圖6所示，在大砬子—夾皮溝斷裂帶持續(xù)強(qiáng)烈的右旋脆性剪切作用下，斷裂帶由淺至深，逐漸由淺部構(gòu)造層次過渡到中深部構(gòu)造層次。深部的長英質(zhì)組分熔融析出并沿剪切帶向上流動(dòng)，由于熔點(diǎn)相對(duì)較低在較淺的剪切裂隙中充填結(jié)晶形成鉀質(zhì)偉晶巖(稍后或與此同時(shí)，深部熔融的基性組分也向上流動(dòng)，但熔點(diǎn)較高在較深的剪切裂隙中充填結(jié)晶形成輝綠巖脈等中基性脈巖)，剩下的SiO2、S2-、H2O等組分繼續(xù)向上移動(dòng)，在地殼淺部與大氣降水混合形成含有SiO2、S2-等組分的混合流體，流體沿表殼巖層理、礦物顆粒間隙等向下滲濾，由于Au元素的親硫性，逐漸在地殼深部形成富含絡(luò)合物[Au(HS)2]-(也可能含有少量H2[AuCl2O]2等)、[H4SiO4]0、H2O等組合的含礦熱液，并向低壓區(qū)沿?cái)嗔褞нw移，當(dāng)在剪切帶中遇到輝綠巖脈時(shí)，由于物理化學(xué)條件的改變，[H4SiO4]0解體形成石英脈，隨后[Au(HS)2]-解體，其中的S2-與輝綠巖中的Fe2+等結(jié)合形成黃鐵礦等金屬硫化物，與此同時(shí)Au元素釋放賦存于黃鐵礦等金屬硫化物的裂隙中，與石英脈一起形成含金石英脈。這樣，在剪切帶、輝綠巖、鉀質(zhì)偉晶巖、深源流體、大氣降水、表殼巖等共同作用下，含金石英脈不斷充填于脆性剪切裂隙形成板廟子金礦床。在含金石英脈形成過程中，有兩種特殊情況：有時(shí)鉀質(zhì)偉晶巖等中酸性脈巖不發(fā)育，混合流體中主要成分為[Au(HS)2]-，與輝綠巖接觸后形成不含硅質(zhì)石英、純由黃鐵礦等金屬硫化物組成的高品位金礦體，俗稱“晶體塊”，在各礦化帶中均有發(fā)現(xiàn)，整個(gè)礦床中約有四分之一單礦體是這種類型；還有一種情況是，與圖6中相反，輝綠巖位于鉀質(zhì)偉晶巖上方，由鉀質(zhì)偉晶巖帶來的SiO2、S、H2O等組分與輝綠巖脈帶來的Fe2+等組合直接混合，其中的S2-與輝綠巖中的Fe2+等也形成純由黃鐵礦等金屬硫化物組成的脈體，但由于S2-沒有參與到表殼巖中滲濾作用而沒有形成[Au(HS)2]-，因此這種硫化物脈體不含金，俗稱“假晶體塊”，在礦床北部325、332等個(gè)別礦化帶中存在這類脈體[29]。輝綠巖脈、鉀質(zhì)偉晶巖空間位置不同導(dǎo)致礦體類型不同，反映了脈巖在成礦過程中的重要作用。

圖6 吉林樺甸板廟子金礦床成礦模式圖(據(jù)文獻(xiàn)[29])Fig.6 Metallographic pattern of Banmiaozi gold deposit in Huadian, Jilin Province(after[29])1.夾皮溝巖群三道溝巖組；2.變二長花崗巖；3.花崗閃長巖；4.鉀質(zhì)偉晶巖脈；5.輝綠巖脈；6.金礦體；7.前期糜棱葉理；8.微細(xì)剪切裂隙；9.剝蝕基準(zhǔn)線。

在脆性剪切機(jī)制下，大砬子—夾皮溝弧形斷裂帶形成一系列次級(jí)脆性構(gòu)造，并成為主要控礦構(gòu)造，按構(gòu)造性質(zhì)可劃分為主剪切裂隙，北西向、北東—北東東共軛剪切裂隙[44,45]。主剪切裂隙其走向隨著弧形斷裂帶的變化而變化，由西向東依次為近東西向、北西向、近南北向、南北向，共軛剪切裂隙北西向構(gòu)造顯示左行剪切特征，北東—北東東向構(gòu)造顯示右行剪切特征[46]；同時(shí)，大砬子—夾皮溝弧形斷裂帶平行次級(jí)斷裂帶十分發(fā)育，這些線性構(gòu)造(至少6條)在地表形態(tài)上是一“帚”狀構(gòu)造，即呈向北西收斂，向南東撒開的構(gòu)造樣式，根據(jù)野外調(diào)查及有關(guān)資料的綜合研究表明，這些北西向主干線性構(gòu)造大都具壓扭性成因，為本區(qū)重要的賦礦斷裂構(gòu)造?。此外，由于毗鄰北東向敦密斷裂帶，北西向青茶館斷裂帶，夾皮溝地區(qū)北東、北西向脆性斷裂帶十分發(fā)育，尤其是除輝發(fā)河斷裂外的其它四條北東向主干線性構(gòu)造走向近于平行，大致具等距性，間距10～12 km。該四條主干線性構(gòu)造在遙感圖像上，線性構(gòu)造平直清晰，它們與區(qū)域上北西向主干線性構(gòu)造相交，將區(qū)域分割成多個(gè)近菱形塊體(圖7)[29]。

晚三疊世，古太平洋板塊呈北北東向俯沖[47]，大砬子—夾皮溝弧形斷裂帶主要形成平行剪切帶的主剪切裂隙為主，控礦構(gòu)造大致平行于剪切帶，在板廟子礦區(qū)呈近東西向，在夾皮溝本區(qū)呈近南北向，在二道溝礦區(qū)呈北北西向，在大架子礦區(qū)呈近南北向(2)吉林省有色金屬第四勘探隊(duì).吉林省樺甸縣夾皮溝金礦區(qū)1963年地質(zhì)總結(jié)報(bào)告書[R]．1964， 1-167．。

早侏羅世至中侏羅世初，由于古太平洋板塊俯沖方向向西偏移[47]，大砬子—夾皮溝弧形斷裂帶除形成平行剪切帶的主剪切裂隙外，還形成北西、北東-北東東向的共軛剪切裂隙，此時(shí)形成的主剪切裂隙，除西部的板廟子礦區(qū)、南部的大架子礦區(qū)處，在中部弧形突出部位，其展布方向與晚三疊世形成的剪切裂隙并不重合。如在夾皮溝本區(qū)呈北北西向，在二道溝礦區(qū)呈近南北向，分別切穿、破壞了晚三疊世主剪切裂隙；另外，八家子金礦區(qū)，在120 m和360 m中段花崗閃長斑巖中見到了圍巖與含金石英脈的捕虜體，在240 m 中段71-713穿脈坑道和360 m中段909穿脈坑道的石英正長斑巖中發(fā)現(xiàn)了片理化糜棱巖與含金石英脈的捕虜體，在280 m中段，見含金石英脈被夾于正長斑巖脈中(3)吉林省有色金屬地質(zhì)勘查院，吉林省有色金屬地質(zhì)勘局六○四隊(duì)．吉林省樺甸市夾皮溝金礦區(qū)金礦成礦規(guī)律及深部找礦方向[R]．2011， 1-160．?？梢娫谘嗌狡?，不同時(shí)期形成的主剪切裂隙方向略有不同，從而導(dǎo)致其控制的礦體、巖脈之間的切割、破壞。

2.4.2 中侏羅世晚期—晚侏羅世初期(約170～150 Ma)

由于古太平洋板塊俯沖方向大致垂直于敦化—密山等北東向斷裂帶，吉林省境內(nèi)巖漿活動(dòng)較弱，處于抬升剝蝕狀態(tài)，地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以垂直升降為主(圖4)。

縱橫交錯(cuò)的北西、北東向斷裂構(gòu)造(圖7)，將夾皮溝礦區(qū)切割成一個(gè)個(gè)微小的“塊體”(圖7)，在地殼垂向運(yùn)動(dòng)中，這些“塊體”升降幅度很難保持一致，導(dǎo)致差異性斷塊升降，剝蝕程度不同。這是造成同一成礦帶上的各礦床(點(diǎn))，地質(zhì)特征不完全相同的主要原因。

圖7 夾皮溝成礦帶遙感解譯地質(zhì)簡圖(據(jù)文獻(xiàn)[29])Fig.7 Remote sensing interpretation of geological schematic diagram of Jiapigou metallogenic belt (after[29])

根據(jù)已知的含金石英脈流體包裹體測量結(jié)果(表1)，大線溝礦床剝蝕深度(成礦深度)最淺，約0.502 ～0.674 km，對(duì)比圖2、圖3可知，向深部還有很大探礦空間，礦石類型應(yīng)以含金石英脈型為主；夾皮溝本礦區(qū)剝蝕深度(成礦深度)最深，約9.11～10.57 km，對(duì)比圖2、圖3可知，向深部仍然還有很大探礦空間，但含金石英脈型礦體已基本結(jié)束，應(yīng)為構(gòu)造蝕變巖型礦體，實(shí)際上探礦工程已經(jīng)證實(shí)，在受近南北向主剪切帶構(gòu)造控制的10#礦體、12#礦體，在350中段含金石英脈型已基本尖滅，出現(xiàn)構(gòu)造蝕變巖型[10]。

各礦床(點(diǎn))差異性斷塊升降如圖8所示。

圖8 夾皮溝成礦帶主要礦床(點(diǎn))中侏羅世晚期—晚侏羅世初期差異性斷塊升降示意圖Fig.8 A schematic diagram of the differential rise and fall of fault blocks from the end of the Middle Jurassic to the beginning of the Late Jurassic in the main deposits (ore spot) in Jiapigou metallogenic belt

2.4.3 晚侏羅世晚期—早白堊世(約150～100 Ma)

該時(shí)期古太平洋板塊北北東向俯沖，夾皮溝成礦帶構(gòu)造巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，是晚三疊世構(gòu)造巖漿活動(dòng)的延續(xù)和加強(qiáng)，形成眾多各類脈巖[30,42]。但由于表殼巖(礦源層)已被大量剝蝕，金成礦作用較弱，目前已知僅有二道溝金礦含礦石英脈40Ar/39Ar坪年齡(102.25±2.05)Ma[48]。

晚白堊世以來，吉林省總體上處于拉張—右旋剪切構(gòu)造機(jī)制，夾皮溝成礦帶處于緩慢抬升剝蝕狀態(tài)，但剝蝕量很低，如三道岔礦區(qū)平均剝蝕量為2.71 km，四道岔礦區(qū)平均剝蝕量為2.76 km[37]，相對(duì)來說礦體保存較好，深部有進(jìn)一步找礦的良好空間。

該成礦模式與利用夾皮溝地區(qū)礦石鉛同位素模式年齡求得兩階段或三階段模式年齡：礦源層3 100～2 800 Ma，主成礦期2 600～2 500 Ma，或(和)1 900～1 800 Ma，疊加成礦期250～150 Ma[17,40]，具有一定的互檢效果。

3 結(jié)論

(1)夾皮溝成礦帶是表殼巖、巖漿巖、大砬子—夾皮溝斷裂帶相互作用，長期演化的結(jié)果，并與吉林省區(qū)域構(gòu)造演化史相耦合。

(2)夾皮溝成礦帶具有多期次、多成因成礦作用：礦源層(表殼巖)形成于中太古代至新太古代早中期(約3 000～2 600 Ma)，第一次成礦作用為新太古代末(約2 500 Ma)，成礦機(jī)制為區(qū)域變質(zhì)；第二次成礦作用為古元古代中晚期(約1 900～1 800 Ma)，成礦機(jī)制為區(qū)域變質(zhì)+巖漿作用；第三次成礦作用為晚三疊世至中侏羅世早期(約230～170 Ma)，成礦機(jī)制為巖漿作用。

(3)成礦帶深部依然有較大的找礦空間，但礦體類型具有由石英脈型向構(gòu)造蝕變巖型、片糜巖型依次轉(zhuǎn)化的趨勢。

(4)中侏羅世末至晚侏羅世初(約170～150 Ma)的差異性斷塊升降，是造成同一成礦帶的各礦床(點(diǎn))，地質(zhì)特征不完全相同的主要原因。