寧 林
(吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六〇八隊,吉林 長春 130000)
官馬金礦床位于磐石市,行政區(qū)劃隸屬磐石市官馬鎮(zhèn)管轄。該礦處于華北地臺北緣與興蒙造山帶東南端交匯部位,其是吉林省中部地區(qū)的一個小型金礦床[1]。礦體受NE向構(gòu)造破碎蝕變帶控制明顯[2]。礦石中金屬礦物主要有黃鐵礦、毒砂、磁黃鐵礦、閃鋅礦和自然金等,非金屬礦物有石榴子石、方解石、綠簾石等,圍巖發(fā)育矽卡巖化、硅化、綠簾石化、絹云母化和碳酸鹽化等蝕變現(xiàn)象。通過分析該礦床的地質(zhì)特征、成礦物質(zhì)來源與形成時代、礦體特征及礦石質(zhì)量特征,總結(jié)出該礦床的礦床成因和找礦標(biāo)志,對該區(qū)域今后的地質(zhì)找礦工作具有一定的指導(dǎo)意義。
礦區(qū)位于北西向飲馬河斷裂的西側(cè),北東向石虎溝斷裂從南端通過(圖1)。出露地層為上石炭統(tǒng)窩瓜地組凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖以及夾大理巖透鏡體[3]。外圍大片出露為三疊系上統(tǒng)小蜂密頂子組與侏羅系下統(tǒng)南樓山組火山巖及其碎屑巖類。另外存在次安山巖、閃長玢巖、霏細巖脈,呈巖墻與巖脈產(chǎn)出。北東向斷裂發(fā)育,控礦斷裂主要發(fā)育在凝灰?guī)r與大理巖的接觸帶上,斷裂總體走向在0~50°之間,傾向東或東南,傾角在70°~85°之間,斷裂并具有多次活動的性質(zhì)。
圖1 區(qū)域地質(zhì)圖
為確定該礦床的成礦物質(zhì)來源和形成時代,收集了《吉林官馬金礦床成礦物質(zhì)來源與形成時代》論文資料中黃鐵礦的S-Pb同位素分析以及黃鐵絹英巖中絹云母40Ar-39Ar測年研究[4]。結(jié)果表明,金礦石中3件黃鐵礦的δ34S值分別為0.4‰、0.6‰和1.3‰,平均值為0.77‰,表現(xiàn)為深源硫的組成特征;黃鐵礦中的206Pb/204Pb值為18.477、18.509和 18.579,207Pb/204Pb值 為 15.599、15.603和15.611,208Pb/204Pb值為38.333、38.393和38.408,μ值為9.45、9.46和9.48,具有殼?;煸吹奶卣?;絹云母40Ar-39Ar坪年齡為190.88±4.09Ma,確定其成礦時代為早侏羅世。根據(jù)官馬金礦床的成礦地質(zhì)條件、蝕變礦化特征以及與國內(nèi)典型金礦床的對比研究,初步確定官馬金礦床類型為火山巖型金礦床,為中高溫?zé)嵋撼傻V;根據(jù)本文測年結(jié)果,并結(jié)合區(qū)內(nèi)其它金礦床的成礦時代,確定官馬金礦床與吉林中部的蘭家、夾皮溝、海溝等金礦床同屬于燕山早期古太平洋板塊俯沖的構(gòu)造背景之下大規(guī)模構(gòu)造巖漿成礦作用的結(jié)果。
對于成礦物質(zhì)來源的判斷主要根據(jù)硫同位素的形成特征進行分析[5]。深入分析成礦物質(zhì)中硫來源的過程中,依據(jù)成礦溶液中硫同位素的構(gòu)成成分,測試成礦溶液的酸堿數(shù)值、氧逸度等干擾情況,不能單一根據(jù)δ34S來判斷成礦物質(zhì)來源。進行地質(zhì)勘探過程中,發(fā)現(xiàn)的礦物不包括硫酸鹽類物質(zhì),而是勘探到了大量的閃鋅礦、毒砂、黃鐵礦,這也充分驗證了官馬金礦床的形成需要低氧逸度的條件。
通過對與礦石礦物密切共生的富K礦物(絹云母)進行40Ar-39Ar測年分析,可以為熱液礦床提供間接的成礦年齡。官馬金礦床礦石絹云母40Ar-39Ar坪年齡為190.88±4.09Ma。同時,朱群等通過對官馬金礦床礦石進行K-Ar稀釋法定年,認為其成礦年齡為193.6Ma,也與本文研究測量的結(jié)果一致。綜合對比分析,官馬金礦床礦石絹云母40Ar-39Ar年齡可以代表其成礦時代,即早侏羅世。
官馬金礦床的成礦時代為190.88Ma。同時,越來越多的研究表明,在吉林省南部和東部存在兩個重要的金成礦帶。其中,吉林省南部金成礦帶也稱夾皮溝海溝金礦帶,大地構(gòu)造的位置位于華北地臺北緣,發(fā)育海溝、夾皮溝、三道岔、二道溝和沙金溝等20多個典型中溫巖漿熱液脈型金礦床,成礦時代集中于早中侏羅世(190Ma~160Ma),在早中侏羅世(190Ma~160Ma),吉林中南部地區(qū)經(jīng)歷古太平洋板板塊第一次向歐亞大陸俯沖后由擠壓向伸展的轉(zhuǎn)換期。在這種擠壓環(huán)境下,俯沖板片脫水釋放的流體交代地幔楔,并且造成地幔楔發(fā)生部分熔融,進而成礦元素在巖漿和流體中大量富集,熔融產(chǎn)生的幔源巖漿上涌至下地殼發(fā)生底侵作用[6]。本文研究認為在南樓山組火山巖形成過程中,噴出地表的巖漿冷凝結(jié)晶形成了廣泛分布在官馬金礦區(qū)附近的安山巖和安山質(zhì)凝灰?guī)r等,同期淺成-超淺成巖漿則形成了安山玢巖等淺成-超淺成侵入體,在侵位過程中與碳酸鹽巖圍巖發(fā)生了接觸交代作用,在接觸帶附近形成矽卡巖型金礦體。
礦體產(chǎn)于大理巖與凝灰?guī)r接觸帶或互層過渡帶的凝灰?guī)r一側(cè)。礦體為含少量細粒毒砂與黃鐵礦的硅質(zhì)巖,硅質(zhì)巖顏色越暗,表明含金量越高;大理巖內(nèi)富硅質(zhì)凝灰?guī)r夾層及透鏡體外側(cè)凝灰?guī)r也存在金礦體;局部矽卡巖化大理巖也構(gòu)成金礦體。
礦體多呈似層狀、脈狀。品位及厚度均穩(wěn)定變化。
目前該礦圈出5條金礦體:其中1號礦體規(guī)模最大,該礦體是區(qū)內(nèi)的主礦體。礦體寬在4m~5.5m之間,走向在50°~70°之間,傾向南東,傾角在83°~89°之間,目前,控制長度達290m,在100線控制斜深為210m。1號礦體金品位最高為15.5g/t,平均品位為5g/t。金呈微細粒狀,肉眼或低倍放大鏡難以觀察。含銀平均品位為16g/t左右。礦體周圍普遍電氣石化,有時可見含金硅質(zhì)巖具角礫狀構(gòu)造,并被電氣石膠結(jié),說明存在隱爆作用及火山噴氣作用。2號礦體由硅化凝灰質(zhì)砂巖構(gòu)成,呈北西展布,寬為1m左右,長約為40m,含金為1.3g/t。礦體兩側(cè)巖石蝕變強烈,普遍發(fā)育硅化、綠泥石化、絹云母化。3號礦體產(chǎn)于矽卡巖邊部,走向近南北,寬約為1.9m,長約為40m,含金為1.35g/t。礦體兩側(cè)巖石蝕變強烈,普遍發(fā)育硅化、矽卡巖化、綠簾石化。
金屬礦物組合:金屬礦物主要有自然金、黃鐵礦和方鉛礦;金屬礦物次要有黃銅礦、閃鋅礦、輝鉬礦、磁黃鐵礦;次生礦物有褐鐵礦、孔雀石、鉬華、鉛礬。
(1)礦石結(jié)構(gòu)。礦石結(jié)構(gòu)以壓碎狀結(jié)構(gòu)為主,其次為自形-半自形結(jié)構(gòu)、他形結(jié)構(gòu)、交代熔蝕結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)及包含結(jié)構(gòu)。
(2)礦石構(gòu)造。礦石構(gòu)造以稀疏浸染狀、浸染狀和細脈或網(wǎng)脈狀構(gòu)造為主,次為角礫狀構(gòu)造、團塊狀構(gòu)造、土狀構(gòu)造。
該礦位于官馬鎮(zhèn)西山——河北屯火山機構(gòu),成礦期主要在火山氣熱活動的熱液期,熱液期的石英硫化物階段是該礦的主要成礦階段。區(qū)域性北西向飲馬河斷裂、南北向石咀—官馬斷裂與其他方向斷裂的交匯部位為火山活動提供導(dǎo)礦、導(dǎo)巖通道。靠近火山噴發(fā)中心早期(成礦前)的局部斷裂帶為容礦構(gòu)造。凝灰?guī)r與大理巖接觸帶部位對成礦最為有利。成礦熱液主要來源于凝灰?guī)r一側(cè),金可能呈氯的絡(luò)合物狀態(tài)在高溫弱酸性條件下搬運。當(dāng)熱液運移到接觸帶,與大理巖發(fā)生交代作用,改變熱液的性質(zhì),成為中性,金發(fā)生沉淀。金的來源是火山熱液。礦體具有矽卡巖化,成礦溫度為中高溫。
含金硅質(zhì)巖含游離SiO2大于70%,為致密膠狀隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu),常見貝殼狀斷口,當(dāng)初應(yīng)為蛋白石或玉髓。硅質(zhì)巖均出現(xiàn)于大理巖于凝灰?guī)r一側(cè),下界清晰,上界有時模糊,大理巖一側(cè)見不到硅化,應(yīng)為海底火山作用產(chǎn)物。蝕變凝灰?guī)r中普遍地含有1%~5%細脈磁黃鐵礦和黃鐵礦,有時出現(xiàn)塊狀磁黃鐵礦。在金礦體以下的10m~50m范圍內(nèi)蝕變凝灰?guī)r中,普遍發(fā)育成細脈狀浸染型、塊狀輝鐵銻礦。上述蝕變應(yīng)為海底火山噴氣—熱液蝕變。大理巖中英安霏細巖脈的毒砂δs34‰值為-4,且毒砂脈中含金0.34g/t。成礦物資來源于深部。
綜上所述,確定該礦床成因的類型為海相火山—沉積型,為中高溫?zé)嵋撼傻V。
礦床主要產(chǎn)于三疊系南樓山組火山盆地中凝灰?guī)r與石灰系上統(tǒng)大理巖的接觸內(nèi)帶,蝕變主要有硅化(次生石英巖化)、絹云母化、矽卡巖化、電氣石化、葉臘石化、碳酸鹽化、鉀長石化、黑云母化以及硅灰石化等蝕變作用。上述各種蝕變作用均與長期多階段的火山熱液有關(guān)。其中強硅化、矽卡巖化為成礦蝕變,是找礦的直接標(biāo)志。
綜合地質(zhì)資料及成礦規(guī)律研究,北西向飲馬河斷裂、南北向石咀——官馬斷裂與其他方向斷裂的交匯部位為火山活動提供導(dǎo)礦、導(dǎo)巖的通道。靠近火山噴發(fā)中心早期(成礦前)的局部斷裂帶為容礦構(gòu)造,其具有較好的金及多金屬成礦遠景。