2020, Vol. 29
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东平金矿位于辽宁省重要的冀东-辽西金矿成矿带上, 区内成矿地质条件良好[1-4].前人从矿床地质特征、矿床成因及成矿模式等方面对邻区著名的排山楼、新民、二道沟等金矿做了大量研究[5-12].在区域金矿研究的基础上, 通过1 : 10000的激电中梯及1 : 10000土壤地球化学工作, 在东平金矿中共圈定了3处极化率异常带及22处元素综合异常带, 槽探及钻探工作共发现5条金矿(化)体.在分析区域上不同类型金矿床的地质基础上, 总结了研究区找矿标志, 对比邻区金矿成矿地质条件[13-20], 认为东平地区找矿前景良好.
1 区域地质概况研究区处于华北地台北缘下辽河盆地北部的后新秋断陷盆地内, 位于重要的的冀东-辽西金成矿带上, 区域上发现了著名的排山楼、二道沟、金厂沟梁等金矿床(图 1a).东平金矿处在辽西成矿带的东缘, 受地壳活动影响, 区域上形成了一系列大小不等、互相平行的断陷盆地.区内的岩浆岩主要有下元古界小型闪长岩株.白垩纪岩浆活动较强烈, 隆起区有花岗岩侵入, 凹陷区有火山喷发及中酸性浅成岩体侵入.区内出露的地层主要有寒武系变质岩系、白垩系义县组火山岩、白垩系九佛堂组及白垩系孙家湾组陆源碎屑沉积.区内矿产以金矿为主, 东平金矿紧邻该区的西平金矿和赵家沟金矿.
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图 1 研究区地质图 Fig.1 Geological map of the study area 1-第四系(Quaternary)；2-下白垩统义县组(Lower Cretaceous Yixian fm.)；3-逆断层(reverse fault)；4-断层(fault)；5-地质界线(geological boundary)；6-产状(occurrence)；7-金矿床(gold deposit)；8-小型金矿床(small-scale gold deposit)；9-冀东-辽西金成矿带(Eastern Hebei-Western Liaoning gold metallogenic belt)；10-金矿矿集区(gold concentrated mineralization area)；11-研究区(study area)；12-化探工作区(geochemical exploration area)；13-物探工作区(geophysical exploration area)；14-见矿孔(ore hole)；15-未见矿孔(barren hole) |
矿区出露的地层仅为白垩系义县组和第四系.义县组为一套火山碎屑岩沉积, 分布范围较广, 主要岩性有流纹岩、安山岩、流纹质火山角砾岩、安山质岩屑凝灰岩和安山质熔结凝灰岩.第四系地层分布在区内的低洼区及冲沟中.
区内构造相对比较发育, 整体走向约北北西, 倾角约55~75°, 倾向总体向东, 构造带规模大小不一, 长的能有几公里延出区外, 宽几米到几十米(图 1b).构造带以压性构造为主, 构造破碎带内有石英脉呈网格状充填, 石英脉又遭受破碎.带内硅化呈细脉状, 黄铁矿化呈星点状, 地表氧化为褐铁矿化.
3 矿区地球物理特征通过1 : 10000比例尺的激电中梯工作, 查证了区内高阻低极化的异常带与硅化蚀变带的物性特征关系, 圈定其分布范围, 钻孔验证金矿(化)体主要位于研究区西南部的高阻低极化率的蚀变带内.
3.1 视极化率(η)特征根据视极化率等值线分布特征(图 2), 划分出J1、J2、J3号3个极化率异常区.
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图 2 研究区视极化率等值线图 Fig.2 Apparent polarizability contour map of the study area 1-极化率异常及编号(polarization anomaly and number)；2-见矿孔(ore hole)；3-未见矿孔(barren hole) |
J1号异常：分布于工作区南部.整体极化率范围0.8~1.1, 个别点极化率达1.6, 低异常区整体呈反L型, 异常上限1.8%.
J2号异常：呈细条带状, 走向北北东近乎正北, 异常上限1.5%, 异常峰值4.9%, 异常北部强、南部弱.
J3号异常：呈区块状, 位于工作区东北角, 整体极化率范围为0.5~1.2, 个别点极化率达1.5.
3.2 视电阻率(ρ)特征该区视电阻率异常变化范围为40~650 Ωm.根据视电阻率等值线分布特征(图 3), 结合地表出露情况, 在视电阻率高阻条带上推断出F1、F2、F3、F4、F5共5条构造带.结合物性测量分析硅化蚀变带电阻率均值420 Ωm左右, 构造物性参数接近目标靶区物性, 推断构造F2、F3、F4、F5为主要含矿蚀变带, 具体特征如下.
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图 3 研究区视电阻率等值线图 Fig.3 Apparent resistivity contour map of the study area 1-断层及编号(fault and number)；2-逆断层及编号(reverse fault and number)；3-见矿孔(ore hole)；4-未见矿孔(barren hole) |
F2构造：位于工作区中南部, 细条状, 电阻率均值440 Ωm左右, 地表可见露头, 倾向72°, 倾角75°, 宽约3 m, 蚀变现象明显, 主要有硅化、褐铁矿化、黄铁矿化和高岭土化.通过综合分析, F2高阻异常与低极化率J1号异常对应区域与金成矿蚀变带物性参数对应基本一致, 经钻探验证, 发现2条隐伏矿(化)体.
F3、F4、F5构造：位于工作区中部, 片条状, 电阻率均值400~460 Ωm, 地表可见露头, 倾向北东, 倾角75~80°, 宽0.5 m到十几米不等, 周围均为流纹岩, 中间由构造角砾岩组成, 角砾成分主要为流纹岩, 大小约0.3~10 cm, 含量约60%~70%. F4局部见黄铁矿, 呈星点状分布, 褐铁矿化发育.通过综合分析, 其高阻异常与低极化率J2号异常对应区域与金成矿蚀变带物性参数对应较好, 经钻探验证, 未发现矿(化)体.
4 矿区地球化学特征区内1 : 10000土壤地球化学测量显示22处综合异常区, 结合异常查证结果和工作区地质矿化特征, 将综合异常分成4类(图 4、表 1), 具体如下.
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图 4 研究区土壤地球化学综合异常分类及金异常图 Fig.4 Classification of soil geochemical anomalies and gold anomaly in the study area 1-I类综合异常及编号(type I comprehensive anomaly and number)；2-II类综合异常及编号(type II comprehensive anomaly and number)；3-III类综合异常及编号(type III comprehensive anomaly and number)；4-IV类综合异常及编号(type IV comprehensive anomaly and number)；5-见矿孔(ore hole)；6-未见矿孔(barren hole) |
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表 1 土壤地球化学综合异常一览表 Table 1 List of comprehensive soil geochemical anomalies |
Ⅰ类异常：分布于工作区中南部, 沿构造蚀变带分布, 地表有构造角砾岩出露.圈定综合异常区4处, Au异常3处, Au异常值8×10-9~32×10-9, Au异常与构造蚀变带相吻合.蚀变带中广泛发育石英脉.经槽探验证, 虽然地表未发现矿化体, 但经钻探验证发现2条隐伏矿(化)体.
Ⅱ类异常：分布于工作区中部及南部, 圈定综合异常区10处, Au异常11处.其中：Ⅱ-1号异常区含2处Au异常, Au异常值8×10-9~16×10-9；Ⅱ-3号异常区含3处Au异常, Au异常值8×10-9~32×10-9；Ⅱ-5号异常区含4处Au异常, Au异常值8×10-9~32×10-9；Ⅱ-6号异常区含2处Au异常, Au异常值8×10-9~16×10-9.此类异常处于安山岩与流纹岩接触带周围及安山岩、流纹岩中, 未进行槽探及钻探验证.
Ⅲ类异常：主要分布于工作区北部, 圈定综合异常区6处, Au异常1处, Au异常值8×10-9.此类异常处于安山岩、流纹岩和安山质岩屑凝灰岩中, 地表没有明显的矿化蚀变作用显示, 距离二长花岗岩侵入接触带相对较远, 元素组合Zn-Cu-Pb-As-W-Sb-Mo等主矿和前缘元素为主, 异常强度较弱, 对深部成矿作用有某种程度的指示作用.
Ⅳ类异常：分布在工作区东北部, 圈定综合异常区2处.此类异常处于安山岩和流纹岩接触带附近, 异常强度较弱, 初步判断为接触带基岩出露形成, 不具找矿意义.
5 矿(化)体特征 5.1 矿化特征通过野外地质调查, 槽探工程揭露和钻探工程验证, 研究区内发现金矿化体5条, 其中主矿体为T1金矿体, T1金矿体为一条盲矿体.
T1矿体分布在F2构造蚀变带内, 走向约344°, 倾角约为70~75°, 控制的矿体长度为80 m, 控制矿体斜深40 m, 矿体厚度为1.72 m, 矿体的Au平均品位2.17×10-6, 矿体Ag平均品位为2.85×10-6, 见矿工程为ZK02、ZK03、ZK05, 矿体呈囊状(图 1).
T2矿化体位于F2构造蚀变带内, 走向约344°, 倾角约75°, 矿化体Au平均品位1.69×10-6, Ag品位2.85×10-6, 见矿工程为ZK02, 矿化体呈囊状.
T3矿化体位于F4构造蚀变带内, 走向约327°, 倾角约70°, 两侧围岩为流纹岩, 矿化体Au品位0.48×10-6~0.92×10-6, 见矿工程为TC3.
T4矿化体位于F4构造蚀变带内, 走向约327°, 倾角约72°, 两侧围岩为流纹岩, 矿化体Au品位0.38×10-6~3.32×10-6, 见矿工程为TC2.
T5矿化体位于F3构造蚀变带内, 走向北北西, 倾角约为65~75°, 两侧围岩为安山岩, 矿化体Au品位0.30×10-6~0.46×10-6, 见矿工程为TC8.
矿化体的上下盘围岩主要是安山岩和安山质火山角砾岩、流纹岩, 矿体中主要的蚀变矿化有黄铁矿化、硅化、碳酸盐化.
5.2 矿石质量(1) 矿石矿物成分
矿石中有用的矿石矿物比较单一, 以自然金和银金矿为主, 其中自然金约占80%, 银金矿约占20%, 另见少量自然银.金矿物赋存状态以包裹金为主, 占90%以上, 其中包裹在石英中的约占60%以上, 其次包裹在黄铁矿中约占25%, 约10%的金矿物分布在黄铁矿晶粒之间为粒间金.金矿物粒度属中细粒, 金矿物形态以他型粒状为主, 常呈圆粒状、椭圆状、麦粒状, 部分金矿物呈叶片状产出, 他型粒状金矿物约占80%.
脉石矿物主要为黄铁矿、石英、蛋白石、褐铁矿、绿泥石、绢云母.其中, 黄铁矿含量变化较大, 一般10%左右, 局部较高可达20%左右.黄铁矿多呈浸染状分布, 部分呈细粒分散状, 局部聚集呈似脉状.黄铁矿结晶程度以自形、半自形为主, 少量呈他型, 晶粒大小多数小于2 mm, 少量可达3 mm左右.石英呈他型或半自形, 多呈细脉状, 局部呈团块状分布在构造角砾之间.蛋白石、褐铁矿、绿泥石、绢云母等脉石矿物含量较少且分布不均匀, 另外矿石中黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等矿物含量甚微, 呈浸染状分布.
(2) 矿石结构、构造
按金矿物发育特征, 区内矿石具有他型粒状结构.金的粒级属中细粒, 局部可达粗粒、巨粒级别, 可见到明金.矿石具有细粒分散状构造, 局部可见到金矿物沿硅质细脉聚集具有似脉状状构造.
按载金矿物黄铁矿发育特征, 矿石具有自形、半自形粒状结构.浸染状、细粒分散状构造, 局部具有团块状或似脉状构造.
5.3 矿体围岩和夹石F2构造蚀变带中矿化体围岩为安山岩和安山质火山角砾岩, 普遍发育不同程度的黄铁矿化和硅化, 蚀变带中的近矿围岩蚀变程度较高, 近矿围岩中金含量一般0.2×10-6, 银含量在1.00×10-6~3.00×10-6.
其他含矿构造破碎带两侧围岩为流纹岩, 矿化体与围岩边界基本清晰.破碎带中岩石破碎强烈, 有黄铁矿及石英脉充填, 同时伴有动力变质作用, 有新生成的绿泥石、高岭石等, 与围岩截然不同.
6 矿床成因及找矿标志 6.1 矿床成因东平金矿受北北西向断裂控制, 矿(化)体主要赋存在硅化构造角砾岩、硅化流纹岩和硅化流纹质角砾熔岩中.该金矿紧邻赵家沟金矿, 无论是赋矿层位还是矿化蚀变与赵家沟金矿基本一致[21].矿物成分中均含有典型的低温脉石矿物, 如髓状石英、隐晶褐色石英、晶芽和蛋白石等, 赋矿深度多在200 m以内, 认为东平金矿与赵家沟金矿同属于低温热液型金矿.白垩纪火山活动是东平地区金元素活化富集的主要原因, 同时较高的金背景值也为金元素富集提供了充分的物质基础, 沿向斜式火山盆地轴部发育的北北西向张扭性断裂构造带为热液的运移以及金元素的沉淀富集提供了较好的成矿空间.
6.2 找矿标志构造标志：区内矿(化)体严格受断裂构造蚀变带控制, 因此断裂构造蚀变带是否发育是找矿的前提, 如F2、F3、F4构造蚀变带由于居民林地施工较困难, 矿化情况不明确, 是下一步找矿的重点区域.
岩石学标志：石英细脉在工作区分布少, 但普遍含金, 且金含量较高, 在野外容易识别, 是找金的直接标志.
矿化蚀变标志：黄铁矿化、强烈的硅化(石英团块和硅质条带)、碳酸盐化与金矿密切相关.凡具有黄铁矿化、强硅化、碳酸盐化的安山岩、安山质火山角砾岩等都可找到金矿(化)体.
地球物理标志：区内构造蚀变带在地球物理特征方面主要表现为高电阻率和低极化率, 因此, 激电中梯也是识别构造和蚀变带的重要手段.
土壤地球化学标志：沿构造蚀变带分布, 地表有构造角砾岩出露的土壤地球化学综合异常带是区内重要的找矿方向.
7 结论(1) 东平金矿主要赋存在北北西向的构造蚀变带浅部, 初步推断其成因类型属于低温热液型金矿.
(2) 高阻及低极化率的激电中梯特征是区内重要的找矿线索.
(3) 土壤地球化学综合异常, 尤其是Au异常是重要的化探找矿方向.
(4) 北北西向构造发育, 黄铁矿化、硅化和碳酸盐化强烈的蚀变带, 以及高阻低极化率体和土壤地球化学Au异常区是该区重要的金矿找矿区域.
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