2. 自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室, 北京 100081;
3. 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院, 北京 100083;
4. 辽宁五龙黄金矿业有限责任公司, 辽宁 丹东 118012;
5. 中国地质调查局沈阳地质调查中心, 沈阳 110034;
6. 辽宁省有色地质局一○三队, 辽宁 丹东 118008
2. Key Laboratory of Paleomagnetism and Tectonic Reconstruction, Ministry of Natural Resources, Beijing 100081, China;
3. School of Earth Science and Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China;
4. Liaoning Wulong Gold Mining Co., Ltd., Dandong 118012, Liaoning, China;
5. Shenyang Geological Survey Center, China Geological Survey, Shenyang 110034, China;
6. 103 Brigade of Non-Ferrous Geological Bureau of Liaoning Province, Dandong 118008, Liaoning, China
0 引言
在20世纪50—70年代，辽东半岛是我国重要的矿产资源产地之一，“鞍山式”变质铁矿床、青城子铅锌矿床、大石桥菱镁矿床、五龙金矿床等为国家经济建设提供了重要的矿产资源保障。自20世纪80年代以来，辽东半岛西部金矿勘查取得重要进展，相继发现了猫岭、白云和小佟家堡子等大中型金矿床，从而极大地拓展了这一地区金矿的资源潜力和找矿方向，也受到地质勘查部门及地质学家们的广泛关注。前人围绕矿床的地质特征[1-3]、成矿时代[4-12]、矿床成因[13-18]等不同侧面开展了大量研究，取得了一系列成果。但是，有关金矿成矿作用的许多问题，特别是关于构造对金矿的控制作用、区域成矿过程以及不同矿化类型间的关系(石英脉与构造蚀变岩型矿化间的关系，或者说东部和西部地区金矿化间的关系)等问题，均缺乏合理的地质解释，并在一定程度上制约了区域性及深部资源潜力评价和勘查工作的部署。
2016年，国家重点研发计划重点专项“深地资源勘查开采(2016—2020)”正式启动。其中，项目“华北克拉通成矿系统的深部过程与成矿机理”将胶东半岛和辽东半岛作为两个重要金矿勘查示范区加以研究。专家们寄希望于通过一系列基础研究和勘查技术的投入，在辽东半岛寻找类似于“焦家—玲珑式金矿”方面取得突破。
本文根据2016—2019年间的野外地质调查成果，从区域成矿地质背景、含矿岩石显微构造变形和年代学等方面的分析，系统总结辽东半岛金矿的成矿条件和控矿因素，并就深部资源勘查方向提出建议。
1 区域成矿地质背景与金矿分布辽东半岛位于华北克拉通东北部(图 1 a)，其西以郯庐断裂与下辽河断陷相隔，东至鸭绿江断裂(图 1b)。根据地壳结构、岩石建造、岩浆活动、变质作用及构造运动的差异，大体包含3个次级构造单元，即北部的太子河—浑江台陷、中部的营口—宽甸台拱和南部的复州台陷。不同单元间均以深大断裂相分隔[19]。台陷区发育巨厚的中、新元古界—古生界稳定沉积建造，基底分别为北部鞍山—抚顺太古宙杂岩(辽北—吉南地块)和南部金州地区太古宙杂岩(辽南地块)，由深成火成岩及呈残留体存在的变质表壳岩(鞍山群)组成，变质程度达高绿片岩相和低角闪岩相。而台拱区则主要是由古元古代辽河群和辽吉花岗岩组成的变质基底。辽河群自下而上分为浪子山组、里尔峪组、高家峪组、大石桥组和盖县组，为区域东西向“辽吉裂谷[20-21]”的主要组成，其变质程度达到低绿片岩相—低角闪岩相，但区域上岩相变化较大，最大沉积厚度超过15 km。根据原岩成分，总体上包含3套沉积建造：下部浪子山组、里尔峪组为海相陆源碎屑岩沉积建造，中部高家峪组、大石桥组为海相碳酸盐岩沉积建造，上部盖县组为海相陆源碎屑岩沉积建造。
根据岩相变化、变质变形程度、构造及混合岩化强弱等特征，通常以盖县—析木城—塔子岭—茳草甸子—叆阳(即营口—草河口复向斜轴)一线为界，将辽河群划分为南、北两区[19]。早元古代辽吉花岗岩呈层状、椭圆状或者长条状，以及大面积分布的块体等不同的形式集中发育在辽河群内部。岩石类型为二长混合花岗岩、二长均质混合岩、条带状混合岩及条痕状混合岩等[19]。辽吉花岗岩大致划分为早、晚两个时期：早期条痕状花岗岩形成于2 160 Ma左右[25]，与同时代地层呈渐变过渡关系，并与辽河群一起形成区域上的褶皱构造；而晚期花岗岩(包括斑状二长花岗岩、角闪辉石正长岩及环斑花岗岩)形成于1 850 Ma，与辽河群呈侵入接触。
辽东半岛中生代花岗岩(+闪长岩)大面积出露，包括三叠纪(233~212 Ma)、侏罗纪(180~156 Ma)和早白垩世(131~117 Ma) 3个阶段[25-27]，产出状态多为岩基和岩株。另有大量中性、中酸性脉岩群(带)发育，受区域性及局部断裂构造所控制。三叠纪岩浆活动受古亚洲洋和古特提斯洋闭合作用以及华北板块和扬子板块俯冲碰撞作用的影响[28-31]。侏罗纪和白垩纪的岩浆活动受控于古太平洋板块北西向俯冲作用[27, 32-33]及其对华北克拉通破坏的响应[34-37]。
根据近年来地球物理研究资料[38-39]，辽河群基底为太古宙或者元古宙辽河花岗岩，其底界埋深可达10 km以上。辽吉裂谷的北部边界为一条南倾构造界面或岩体侵入带，并作为辽吉古裂谷发育时期控制辽吉古裂谷的控盆断裂，辽吉裂谷内部结构主要表现为一系列复式褶皱，印支—燕山期花岗岩大面积侵入辽吉裂谷带，使辽河群的三维地质结构表现为残块形式产出。
辽东半岛的地质发展史包括太古宙、元古宙、古生代、中生代/中、新生代等多个构造旋回，即：太古宙古陆核形成与演化阶段；古元古代陆块裂解与克拉通基底形成阶段；中元古代—古生代盖层发展形成阶段；中生代克拉通破坏与大规模成矿阶段；新生代地壳升降为主阶段。每一个阶段形成各自特有的构造样式及其组合，后期的构造事件对早期加以改造或者利用；因此，区内构造型式复杂多样。
太古宙古陆核形成与演化阶段：该时期研究区发育3.8 ~ 3.0 Ga的TTG变质深成岩及表壳岩，至少在2.8 Ga之前发生的前鞍山运动使该区乃至华北地区形成了古陆核或微陆块。新太古代开始早期微陆块形成了始太古代—中太古代古微陆块，同时，地壳隆升，遭受风化、剥蚀。新太古代早期古微陆块发生裂解，形成了建平—龙岗、绥中—鞍山—本溪、金州—城子坦3个微古陆块，太古宙末的鞍山运动使其发生碰撞拼合，形成了辽东乃至华北东北部的早期太古宙克拉通基底。程素华等[40]研究表明，研究区新太古代时期地球表层已经出现板块构造。
古元古代陆块裂解与克拉通基底形成阶段：古元古代初期，沿建平—龙岗陆块与金州—城子坦陆块拼接带发生裂解，形成辽吉裂谷带及其南北两侧的古隆起；在辽吉裂谷带内发育辽河群碳酸盐岩-陆源碎屑岩伴随火山岩建造。在裂谷发展的早期，整个盆地处于水平剪切状态。在深构造层下，辽河群与下伏太古宙片麻岩不整合面间发生水平滑动，由此形成基底剥离断层，伴随而成的是自东向西的近水平剪切滑脱带和一套固态流变相组合，包括顺层的透入性面理、拉伸线理、韧性剪切带、顺层掩卧褶皱等小型构造组合。区域上普遍发生低压—中压绿片岩相—角闪岩相变质作用。吕梁运动时期研究区发生近南北向挤压，辽河群褶皱造山，导致近东西向复式褶皱及大规模的逆冲推覆构造、逆掩断层。古陆块由中浅构造层次向浅表层抬升过程中，发生区域性绿片岩相的退变质作用，并伴随同期岩浆活动，研究区进入克拉通阶段。
中元古代—古生代盖层发展形成阶段：中元古代，本区西南部沉积了浅海陆源碎屑岩建造。晋宁运动旋回早期，发生南西—北东向水平剪切，发育顺层剪切带、掩卧褶皱、脆韧性固态流变相的构造组合。而后北西—南东向收缩挤压，形成北东向的挤压构造。后期高丽墩台单元就位，发生区域性绿片岩相变质作用。新元古代青白口纪，沉积了一套陆源碎屑岩-碳酸盐岩建造的钓鱼台组、南芬组、桥头组。南华纪地壳局部下陷，沉积了长岭组一套陆源碎屑岩建造。古生代寒武纪—奥陶纪海水入侵，沉积一套浅海相—滨海相的地层。志留纪—泥盆纪地壳抬升遭受风化剥蚀，缺失沉积。二叠纪晚期沉积了一套复陆源碎屑为主建造。
中生代克拉通破坏与大规模成矿阶段：研究区处于华北克拉通东北缘，其地质演化受古亚洲洋构造域活动影响较大。受印支旋回构造运动影响，在东西向应力场作用下，形成基底剥离断层、顺层韧性剪切带、顺层面理、拉伸线理和石香肠等固态流变构造组合，发生了绿片岩相变质作用。相继发生了大量的岩浆活动，形成了深成—浅成的中酸性侵入岩体和热液活动，并伴随Pb、Zn、Au、Ag等成矿；侏罗纪—白垩纪时期，受(古)太平洋构造域的影响，研究区进入强烈构造变形、大规模岩浆活动及“爆发式”成矿阶段。早白垩世地壳处于伸展阶段，形成了多个变质核杂岩和低角度剥离断层等。
新生代地壳升降为主阶段：新生代时期，早期沉积记录较少，第四纪火山活动相对加剧，表现为玄武岩浆喷发，北北东向、北东向和北西向断裂复活，地震活动强烈，并发生地壳不同层次的差异升降等。第四纪先后有自南向北的海侵作用，形成第四纪海积物。
从构造变形角度出发，宏观上区内构造形迹以东西向构造及叠加其上的北东—北北东向构造为主，其中东西向构造主要是以挤压性为主的构造组合，包括不同规模和样式的褶皱和断裂。太古宙基底中以揉皱变形为特点，包括片理、片麻理，一般认为是鞍山构造旋回形成的构造系统。早元古代辽河群以紧密线状复式褶皱及伴生的挤压断裂、推覆构造等变形为特点，仅在营口—宽甸台拱带内，由北而南有3个规模较大的紧密线状复式褶皱，依次为营口—草河口复向斜、虎皮峪—凤城—宽甸复背斜以及盖县—岫岩—古楼子复向斜，褶皱的核部和翼部分别由辽河群下亚群浪子山组、里尔峪组，上亚群高家峪组、大石桥组和盖县组组成。每一个复式褶皱均由一系列不同级别的各种型式的褶皱(如同斜褶皱或倒转褶皱)构成，一般认为这些褶皱变形是吕梁构造旋回时期形成，并可划分为3期[19, 41-43]。受后期断裂切割、岩浆侵入、沉积掩盖等因素的干扰，部分褶皱在区域上表现不连续且形态复杂、零乱。东西向断裂主要表现为营口—宽甸台拱与南、北两侧构造单元的边界深大断裂，如北部的鞍山—草河口岩石圈断裂(ACF)和南部的复州—达子营地壳断裂(FDF)(图 1)。其中，鞍山—草河口岩石圈断裂大致与草河口复式背、斜向轴部及“辽东裂谷”的南北辽河群的分界相一致。此外，尚有局域性的挤压性断层和不同时期形成的推覆构造。前者如与东西向褶皱同期发育的水泉—草河口断裂、李家堡子—滚马岭沟断裂；后者如燕山期赛马推覆构造等。
北东向构造总体以一系列平行排列的压扭性断裂构造发育为特征，包括西部属于郯庐断裂系的抚顺—营口超岩石圈断裂、二界沟岩石圈断裂，东部属于辽东断裂系的鸭绿江岩石圈断裂、太平哨断裂、金州岩石圈断裂、庄河—桓仁岩石圈断裂(ZHF)(图 1)、刘家河—青堆子断裂、四平街—凤城断裂、寒岭—偏岭岩石圈断裂等[19]，其形成机制一般认为是中生代古太平洋板块西向俯冲导致的。这些断裂带大多经历了多期次、以脆性变形为主的构造变形。以鸭绿江断裂为例，包括晚印支—早燕山期(T3-J1)左行平移韧性剪切、中燕山期(J2-3)早期低角度伸展滑脱和晚期挤压逆冲、晚燕山期(K1)至末燕山期(K2)左行正走滑、末燕山晚期—喜马拉雅早期(N)右行走滑等4个阶段的构造阶段[44]。沿上述断裂发育一系列同期形成的岩浆岩及拉分盆地等地质单元。
辽东半岛已发现的金矿化主要分布于中部营口—宽甸台拱的边缘附近，特别是重要的区域性断裂带。主要有沿营口—宽甸台拱南北边缘出露的白云金矿床、尖山沟地区金矿床和猫岭金矿床，沿东部鸭绿江断裂带发育的五龙金矿床、四道沟金矿床、新房金矿床和沿西部郯庐断裂带发育的孙家屯金矿床等。
2 主要金矿床地质特征 2.1 五龙金矿床五龙金矿床位于辽东半岛东部、丹东市西北20余km(图 1)。该矿发现于20世纪40年代，是辽东半岛发现和开发最早的金矿床，累计开采黄金达60余t。构造上，金矿发育在北东向鸭绿江断裂带西侧，矿化以石英脉型为主，是矿山开采的主要对象，其次是构造蚀变岩型。矿区及其外围已发现含金石英脉460余条，其中具工业价值的100多条。石英脉成群成带分布，集中发育在北东向黑沟水库断裂(F2)和油盘岭—长安镇断裂(F7)之间，但以大孤顶子断裂(F3)和杨家断裂(F6)之间最为密集(图 2a)。石英脉围岩为侏罗纪片麻状花岗岩，其锆石U-Pb年龄为165 Ma[22-24]。矿区东北部和东南部分别有早白垩世五龙背花岗岩和三股流花岗闪长岩体，部分石英脉延伸至三股流花岗闪长岩体内部。三股流岩体及矿区内的脉岩群锆石U-Pb年龄为125.8~120.4 Ma[24]。石英脉长200 ~ 300 m，最长1 000余m；宽2~3 m，最宽达20 m；延深数十米至超过千米。金品位一般为5~10 g/t，高者达100 g/t。总体上看，石英脉单脉稳定，倾角较陡，部分近于直立，在平面和剖面上，呈舒缓波状，沿走向、倾向有尖灭再现、分支复合现象(图 2b)。含矿石英脉为北北东和北西向，沿同方向陡倾斜的共轭剪切带控制，并在空间上与闪长岩脉、花岗斑岩脉、煌斑岩脉等中基性和酸性岩脉群相伴生，部分闪长岩呈不规则角砾包裹于石英脉中，显示石英脉的时代晚于闪长岩脉(图 2c)。含矿石英脉以劈理发育为特征，劈理带由相互平行的、相隔的浅色和暗色条带构成(图 2d)。最新地球物理探测结果显示含矿断裂带延深2~3 km，矿山采矿深度超过1 km，现阶段正在开展的探矿工程证实向下仍然具有找矿潜力。
新房金矿床位于大连市与丹东市之间，构造上处于东西向营口—宽甸台拱、复州凹陷与北东向庄河—凤城深断裂带的构造复合部位，并紧邻北东向庄河—凤城深断裂带。金矿床发现于1975年，1991年探获普查储量23.9 t。矿化发育在太古宙鞍山群黑云斜长片麻岩和新元古代钓鱼台组变质砂岩、绢云石英片岩的接触带中。以石英脉型为主，兼有构造蚀变岩型矿化。矿体受局部的南北向和北北东向高角度(60° ~ 70°)破裂带控制，矿化带宽0.1~1.0 m。矿区内有广泛的中生代(燕山中期)闪长岩和花岗岩脉。石英脉内流体包裹体的Rb-Sr等时线年龄为(143.0 ± 5.8)Ma[45]。
2.3 四道沟金矿床四道沟金矿床紧邻丹东市西南，北西距五龙金矿床20余km。矿床发现于20世纪60年代，累计开采黄金10余t。四道沟金矿床紧邻北东向鸭绿江断裂(图 1)。矿区出露地层为辽河群中、下部变质碎屑岩和碳酸盐岩建造，如绢云母石英片岩、黑云变粒岩、浅粒岩及大理岩等，上覆新元古界震旦系石英砾岩、石英岩、砂质千枚岩和板岩，以及中生界白垩系火山碎屑岩(凝灰质砂页岩)(图 3a)。
矿化主要发育在盖县组片岩夹大理岩建造中，以构造蚀变岩型为主，部分混杂有石英脉型(图 3b)。石英脉与构造蚀变岩占据相似的构造系统，含矿蚀变带及工业矿体主要发育在断裂F2和F3之间，并距离F3越近，金的品位越高[46-47]。这些断裂构造属于鸭绿江断裂的次级断裂成分。辽河群中的褶皱在靠近鸭绿江断裂部位多由东西向转为北东向，显示了鸭绿江断裂对早期东西向构造体系的改造作用，以及对金矿化的控制作用(图 3a)。矿体常与煌斑岩脉伴生, 平行产出, 煌斑岩脉上盘的矿脉相对较贫, 煌斑岩脉下盘的矿脉较富, 特别是矿体凸入煌斑岩脉时, 凸入部分矿石品位很高, 反映在煌斑岩脉侵入时, 矿脉具有再富集的特点[47]。
根据区域上五龙矿区相关岩脉的年龄及矿区构造特点，可以认为四道沟金矿床的成矿作用与五龙金矿床和新房金矿床类似，属于晚燕山期(早白垩世)构造-岩浆热液成因的金矿床。
2.4 孙家屯金矿床孙家屯金矿床位于瓦房店市东南30 km左右，构造上位于东西向构造与北东向构造的复合部位，受郯庐断裂带的次级断裂控制。矿床属中温热液含金石英脉型矿床。含矿围岩为太古宙鞍山群，或早白垩世花岗岩。含金石英脉均沿北北东向断裂破碎带发育。区内地表共发现大小含矿石英脉15条，最长800 m，小者50 m。长300 m以上的有5条，幅宽1~2 m；长50~100 m的有10条，幅宽一般在0.4~0.8 m之间，部分宽1~2 m。累计总长3 000 m。已控制矿脉深度220 m[23]。含矿石英脉呈扁豆状，沿走向或倾向均呈舒缓波状延伸，具有尖灭再现、膨胀收缩分支现象(图 4)。在剖面上，矿脉向下增多，向深部撒开，略显帚状构造形态。矿物组合为黄铁矿-石英类型。围岩蚀变不强烈，主要为绿泥石化、硅化等。矿石矿物组合复杂。金属矿物主要为黄铁矿，体积分数为18%~30%，少量磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等。脉石以石英为主，少量重晶石、方解石、萤石。含金0.67~19.30 g/t；银10~200 g/t，最高647.8 g/t。金估计储量1~2 t。其矿化特点与五龙金矿床类似。
白云金矿床位于凤城市西北40余km，南距青城子镇约10 km(图 5a)。矿床发现于20世纪80年代。截至2017年，保有储量20余t，金平均品位3.38×10-6。构造上，白云金矿床位于区域上营口—草河口复向斜构造带内。矿化以构造蚀变岩为主，主要沿白云推覆构造及其伴生的构造系统发育。推覆构造带东西长大于8 km，宽100~200 m，倾向南，倾角30°左右[2]。
宏观上，金矿化体呈层状、似层状或不同规模的透镜状产出，总体走向近东西(110°~290°)，倾向南西，矿体倾角20°~40°，向南西侧伏，侧伏角为30°~70°。矿体在平面上多呈舒缓波状(图 5b)。单矿体延长50~900 m，倾斜延深70~670 m，单矿体厚0.88~8.00 m，最大厚度8.23 m，金品位为(1.03~8.78)×10-6。矿体赋存标高在-639~600 m之间。矿化类型主要为硅化蚀变岩型，如1号矿脉群；其次为含金石英脉型，以2号矿脉群为代表。两类矿体空间上平行展布。矿体在平面上和剖面上呈分支复合、尖灭再现、平行脉形式产出。据矿山地质勘查资料[2]，矿山所确定的不同矿脉群在空间上实际是不同含矿构造的平行展布，如1号矿脉群在上部，90号矿脉群在下部；而60号矿脉群与80号矿脉群几乎是出于同一标高不同地段的对应矿化体。
2.6 尖山沟地区金矿床尖山沟地区金矿床位于青城子镇东部、尖山子断裂带西侧，包括一系列与白云金矿床同期发现的金矿床和金矿点，如林家三道沟、桃源、湾地沟、小佟家堡子、杨树等。与白云金矿床类似，尖山沟地区已发现的矿化几乎全部位于辽河群大石桥组碳酸盐岩建造和盖县组碎屑岩建造的接触带及其邻近构造破碎带中，矿体呈层状、似层状产出，产状平缓。但在走向及倾向上均具波状起伏的变化特点，如桃源金矿总体走向北西290°~310°，倾向北东，倾角10°~30°(图 5c)。小佟家堡子含矿构造带走向80°~100°，倾向北—北东，倾角25°~40°(图 5d)。沿含矿构造带广泛发育逆冲-褶皱变形构造(图 5d)，指示成矿过程中的韧性变形特点。区内银矿体呈层状赋存于辽河群大石桥组层位中，走向80° ~ 100°，倾向北，倾角20°~30°。推测延长约183 m，延深约80 m。
值得注意的是，围绕青城子金矿田的含矿构造带空间上与区域近东西向鞍山—草河口断裂带一致，可以推断这条区域性深断裂带可能是辽东半岛最重要的控矿因素之一。在不同的矿化区，矿体或矿化体空间上与一系列晚三叠世中基性岩脉相伴生。特别在脉岩与含矿构造接触部位，金品位明显增高。
2.7 猫岭金矿床猫岭金矿床位于盖州市东南210 km的太平庄乡，金矿发现于20世纪80年代，已圈定黄金储量183 t[48]，被认为是辽吉裂谷内一处特大型金矿。构造上猫岭金矿床位于营口—宽甸台拱南缘与复州坳陷的交接地带，并靠近东西向边界深断裂带附近(图 1和图 6)。矿区地层主要为古元古界辽河群盖县组变质碎屑岩和中元古界榆树砬子组沉积碎屑岩。矿区内构造形迹以北西向和北东向为主(图 6a)。北西向构造发育在矿区西部，主要由一系列褶皱组成，由西至东依次为万福向斜、矿洞沟背斜、东九池向斜、三道沟背斜等，总体呈近东西向斜列分布，组成岩石均为盖县组变质碎屑岩。
北东向构造包括褶皱与断裂，主要发育在矿区范围内。北东向褶皱卷入层位以中元古界榆树砬子岩组为主，另有部分盖县组片岩，均属直立开阔褶皱。北东向断裂呈雁行式排列，均属左行平移断层或正平移断层，但规模普遍不大。
矿区周边中生代花岗岩大面积出露，包括卧龙泉和猫岭似斑状黑云母二长花岗岩体，分别呈岩基和岩珠产出，二者应该为同一岩体在地面不同部位的出露。卧龙泉岩体同位素年龄值为207 Ma[50]，属于晚三叠世。金矿位于2个岩体中间。矿区内闪斜煌斑岩、闪长玢岩、花岗斑岩和二长斑岩等岩脉发育，沿北东、北西、北北东3组方向产出。北北东向脉岩轻度蚀变和矿化, 其余方向脉岩穿切矿脉。
猫岭金矿床产于盖县组绢云母千枚岩、绢云母石英千枚岩和石英岩中。矿化带呈北西西—近东西向展布，但各矿体呈北北东或北西向发育(图 6b、c)。主要矿化带(李家子西沟)出露宽度50~200 m，延伸1 500 m。7线—8线200 m勘探间距内大于2 g/t的金矿体厚度达57.90 m。矿体控制深度177 m，矿化带内金品位无论在平面上还是在剖面上均比较稳定，地表样品含金量最高9.60 g/t。属于低品位、大储量矿床。矿体主要由充填于裂隙内的含金石英脉及其两侧围岩的浸染状矿化体组成。
受多种因素影响，猫岭金矿床至今尚未开发，相关的研究资料及数据相对较少。对猫岭金矿床的成因及形成时代尚存在争议。一种观点认为猫岭金矿床为典型的变质热液型金矿床, 且受基底韧性剪切带控制[3]。喻钢等[10]测定猫岭金矿床中毒砂的Re-Os等时线年龄为(2 316±140)Ma, 指示猫岭金矿床化发生于古元古代。另一种观点则强调中生代花岗岩体的侵入对金矿化的作用，矿体内部含绿泥绢云石英岩(蚀变岩)的K-Ar年龄结果为245.9 Ma，与猫岭岩体黑云母K-Ar年龄(207.9 Ma)相近，认为矿床形成于晚三叠世[17]。
前人认为古元古代辽河群变质火山岩原岩的年龄为2 190 ~ 2 035 Ma, 并普遍遭受了1 870 Ma的变质作用[51-52], 上述2 316 Ma的Re-Os年龄明显超出了辽河群的沉积年龄。因此，将这一年龄作为成矿年龄是值得商榷或者需要进一步深入工作的。另外，根据作者野外调查发现，猫岭金矿床明显存在两期构造变形，早期为发育揉皱构造的韧性变形，晚期则为陡倾的脆性变形，二者表现为明显的穿切关系。虽然目前尚未获得不同期次变形构造的含矿性，但考虑白云及尖山沟等金矿床中的变形特点与金矿含矿性间的对应关系，很大程度上高品位的金含量应该与晚期脆性变形构造更加密切。因此，根据含矿构造与辽河群中早期构造的不同特点，并参考矿石年龄，作者认为主成矿期可能为晚三叠世。
现将各金矿床的主要地质特征列于表 1。
| 矿床名称 | 矿床主要地质特征 | 成矿时代 | ||||||
| 构造位置 | 矿化类型 | 容矿构造 | 矿石成分及构造 | 围岩蚀变 | 矿化阶段 | 成矿相关地质体 | ||
| 五龙金矿床 | 北东向鸭绿江断裂西侧 | 石英脉型 | 矿化带主要发育在北东向大孤顶子和杨家断裂之间，矿化受北北东和北西向共轭裂隙所控制 | 金属矿物以黄铁矿、磁黄铁矿为主，脉石矿物以石英为主。矿石构造主要为块状、浸染状、网脉状、脉状、角砾状构造等 | 近矿围岩主要为细粒闪长岩、二长花岗岩和花岗斑岩，热液蚀变主要为绿泥石化、绢云母化、硅化及碳酸盐化 | 石英-黄铁矿阶段、自然金-多金属硫化物阶段、碳酸盐阶段 | 矿区基岩为侏罗纪片麻状花岗岩(165 Ma)。外围有早白垩世花岗闪长岩。矿化受北北东和北西向陡倾斜共轭剪切带控制，并在时空上与早白垩世闪长岩脉、花岗斑岩脉、煌斑岩脉等相伴生 | 128.6~122.6 Ma(早白垩世) |
| 四道沟金矿床 | 紧邻北东向鸭绿江断裂 | 构造蚀变岩型，少量石英脉型 | 矿化带发育在北东向鸭绿江断裂的次级断裂中 | 金属矿物以黄铁矿为主，脉石矿物有石英、绢云母、方解石、绿泥石等。矿石构造有块状、细脉状、浸染状、角砾状、晶洞构造等 | 近矿热液蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化及碳酸盐化 | 石英-黄铁矿阶段、石英-多金属硫化物阶段、石英-方解石阶段 | 矿区地层为辽河群盖县组变质碎屑岩和碳酸盐岩，矿化为含金硅钾化蚀变岩型，受北东向断裂及次级层间破碎带所控制，并与燕山期煌斑岩脉伴生 | 早白垩世 |
| 新房金矿床 | 紧邻北东向庄河—凤城深断裂 | 石英脉型，兼构造蚀变岩型 | 矿化带受南北向断裂带及其派生的北东向高角度破裂带控制 | 矿石矿物主要为黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、银金矿、自然金、金银矿等，脉石矿物为石英、钾长石、白云石及绢云母等。矿石构造与五龙金矿床类似 | 围岩蚀变有硅化、钾长石化、黄铁矿化、绢云母化和绿泥石化 | 石英-黄铁矿阶段、多金属硫化物阶段、钾长石-石英-黄铁矿阶段、石英-碳酸盐阶段 | 矿化沿太古宙鞍山群黑云斜长片麻岩和新元古代钓鱼台组变质砂岩、绢云石英片岩的接触带发育，受燕山期南北向断裂构造控制，并与岩脉密切相伴 | 石英脉内流体包裹体的Rb-Sr等时线年龄为143 Ma |
| 孙家屯金矿床 | 紧邻北东向郯庐断裂 | 石英脉型，兼构造蚀变岩型 | 矿化受郯庐断裂的次级断裂控制，沿北北东向高角度断裂带发育 | 金属矿物主要为黄铁矿，脉石以石英为主，少量重晶石、方解石、萤石。矿石构造与五龙金矿床类似 | 围岩蚀变有硅化、黄铁矿化、绢云母化和绿泥石化 | 石英-黄铁矿阶段、多金属硫化物阶段、石英-碳酸盐阶段 | 含矿石英脉沿太古宙鞍山群及早白垩世花岗岩中的北北东向断裂破碎带发育，并与岩脉密切相伴 | 早白垩世 |
| 白云金矿床 | 营口—草河口复向斜构造带内，靠近东西向鞍山草河口基底断裂 | 构造蚀变岩型，以层状、似层状为主 | 矿化沿东西向白云推覆构造及其伴生的构造系统发育，矿体在平面上多呈舒缓波状 | 矿石矿物有黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、银金矿等，脉石矿物主要为绢云母和石英。矿石构造主要为团块状、浸染状、细脉状、晶洞状和角砾状构造等 | 围岩蚀变主要为硅化、绿泥石化、碳酸盐化 | 石英-黄铁矿阶段、石英-多金属硫化物阶段、石英-碳酸盐阶段 | 区内金(银)矿体呈层状、似层状赋存于辽河群大石桥组层位中，沿着低角度构造蚀变带发育。时空上与三叠纪闪长岩、煌斑岩及花岗斑岩等脉岩相伴生 | 成矿以晚三叠世为主，可能有白垩纪岩浆-热液成矿事件的叠加 |
| 尖山沟金矿床(包括小佟家堡子、林家三道沟等矿段) | 同白云金矿床 | 同白云金矿床 | 与白云金矿床相似 | 同白云金矿床 | 围岩蚀变主要为硅化、绿泥石化、碳酸盐化 | 同白云金矿床 | 与白云金矿床相似 | 成矿以晚三叠世为主，可能有白垩纪岩浆-热液成矿事件的叠加 |
| 猫岭金矿床 | 靠近东西向复州—达子营基底边界深断裂带 | 构造蚀变岩型，以层状、似层状为主 | 矿化产于盖县组绢云千枚岩和石英岩中，矿化带呈北西西—近东西向展布，但各矿化蚀变带和矿体呈北北东、或者北西向 | 矿石矿物主要为毒砂和磁黄铁矿，脉石矿物主要为绢云母和石英。矿石构造主要为浸染状、细脉浸染状、脉状构造等 | 围岩蚀变主要为硅化、绢云母化和绿泥石化 | 石英-毒砂±磁黄铁矿阶段、石英-磁黄铁矿±毒砂阶段、石英-多金属硫化物阶段及石英-碳酸盐阶段 | 矿区地层主要为辽河群盖县组绢云千枚岩夹薄层变质长石石英砂岩、云母片岩等，其次是榆树砬子群石英岩。金矿化主要发育在盖县组绢云母千枚岩内，并受北东向和北北东向陡倾斜断裂构造所控制。矿区内发育卧龙泉岩体和猫岭岩体及闪长玢岩、闪长岩脉群 | 成矿以晚三叠世为主，矿体内部含绿泥绢云石英岩(蚀变岩)的K-Ar年龄结果为245.9 Ma |
长期以来，围绕辽东半岛金矿的成因、物质来源[13-18]、成矿时代及控矿因素[6-8, 24]等问题，前人开展了一系列的研究。这些研究从不同侧面和角度深化了对该地区金矿成矿作用的认识，并对金矿勘查工作起到了重要的指导作用。目前，普遍接受的观点概括为以下两个方面。
3.1.1 成矿物质的多源性及控矿因素的多样性从目前勘查和研究资料看，辽东半岛已发现的金矿主要有两种工业及矿化类型：一种是以五龙金矿床为代表的含金石英脉型矿化类型；一种是以白云和小佟家堡子等金矿床为代表的构造蚀变岩型矿化类型。
五龙金矿床属于典型的岩浆热液脉状矿床。含金石英脉的围岩为一套晚侏罗世片麻状花岗岩，其锆石U-Pb年龄为165 Ma左右[22]。矿区位于早白垩世花岗质岩体(三股流花岗闪长岩)外侧，矿区内闪长岩脉、煌斑岩脉及花岗斑岩脉等发育。脉岩群与含矿石英脉占据同一断裂构造系统。石英脉形成时间明显晚于闪长岩脉，并被后期构造所改造，沿石英脉长轴方向形成条带状构造蚀变带，显示流体贯入交代特点。含金多金属硫化物则沿蚀变带发育，也是最主要的金矿化发育阶段。最新获得的早于石英脉的闪长岩脉锆石U-Pb年龄为(128.6 ± 2.40)Ma，而晚于石英脉的煌斑岩脉的锆石U-Pb年龄为(122.56±0.20)Ma，从而可以确认五龙金矿床成矿时代为燕山晚期早白垩世[24]。其动力学背景与白垩纪古太平洋板块向华北板块俯冲导致的伸展构造背景一致。含金石英脉中发育的流体包裹体主要发育CO2± CH4、H2O - CO2± CH4及气液两相等3种类型的原生流体包裹体; H2O-CO2± CH4包裹体均一温度为287.8~382.5 ℃，盐度(w(NaCl))为0.42%~4.87%；气液两相包裹体均一温度为198.5~338.4 ℃，w(NaCl)为2.24%~6.88%；包裹体气相成分以CO2、CH4为主，且含量变化较大。流体来源于岩浆的中温、低盐度含CO2流体, 在其运移汇集过程中经与围岩反应导致CH4不断加入，而最终演化成为富含CO2、CH4等挥发分的含矿热液[53]。
构造蚀变岩型矿化主要发育在古元古代辽河群中，矿化沿着辽河群上部大石桥组和盖县组的岩性接触界面附近及层间破碎带中发育，总体表现出一定的层位及构造控制。在白云金矿床、小彤家堡子金矿床、猫岭金矿床等矿区三叠纪花岗质侵入岩大面积出露，而矿化体空间上多与印支期(部分燕山期)煌斑岩脉或者花岗斑岩脉相伴生[18, 24]。对此类矿化的成矿作用问题一直存在着争议。综合前人研究，主要有两种认识：一种认为是复合型多成因，即在古元古代辽河群矿源层基础上，经历后期构造-岩浆热液叠加[54]；一种则根据矿化与岩浆岩的时空关系及构造特点强调中生代的构造-岩浆成矿作用[18, 22]。近年来，对白云金矿床流体包裹体和H-O-S-Pb-He-Ar同位素研究表明[55-56]，成矿物质主要为岩浆源，部分来自变质地层(盖县组)，成矿热液主要来源于深部岩浆水, 后期混有部分大气降水。
3.1.2 构造对矿化作用的控制尽管对于金矿的成矿作用尚存在一定的争议，但无可争议的是构造对于区内金矿形成的控制作用是非常明确的。实际上，金矿化在辽河群中的分布是极不均匀的，从成矿带、矿床到矿体都是沿着特定的狭窄地带及构造带分布，显示出构造对金矿的主导控制作用。
在宏观的区域构造方面，辽东半岛已发现金矿床主要沿营口—宽甸台拱的四周边界断裂带附近分布，如白云金矿床、尖山沟金矿床和猫岭金矿床分别沿着北部和南部边界断裂带出露；而五龙金矿床、四道沟金矿床、新房金矿床和孙家屯金矿床则分别沿着北东向断裂带分布(图 1)。远离边界构造带矿化强度则明显变弱。
从矿田构造角度出发，在矿区范围内各矿床表现出的矿化特点严格受局部构造控制，但不同矿床在区域上的构造位置不同，控矿构造特点不尽相同。具体而言，白云金矿床、尖山沟金矿床(桃源、林家三道沟和小佟家堡子等矿区)等以近东西向低角度(缓倾斜)推覆构造或者滑脱构造为主，该构造明显穿切了辽河群早期的紧闭同斜、倒转褶皱，后者褶皱构造系统是吕梁运动时期形成的[39]；猫岭金矿床则以近南北向和北北东向高角度破碎带为主；五龙金矿床中的含矿石英脉主要沿北北东向断裂之间形成的一组共轭的北北东和北西走向、陡倾斜的剪切破裂发育；四道沟金矿床含矿蚀变带及工业矿体受控于北东向鸭绿江断裂的次级断裂F2和F3之间，并距离F3越近，金的品位越高；新房金矿床含矿构造为北东向庄河—凤城深断裂带的次级南北向和北北东向高角度(60°~70°)破裂带；孙家屯金矿床及其周边金矿化沿着郯庐断裂所在的北北东向断裂带分布。
根据Liu等[22]对部分矿床显微构造变形及控矿特点的研究，东部、西部金矿成矿都经历了早期的韧性变形和晚期的脆性变形，而金矿化都与晚期脆性构造带发育的碎裂岩化作用有关。从显微构造特点出发，东部、西部金矿床的成矿过程是完全相似的构造-岩浆-热液过程。
东部金矿集中区的五龙金矿床是以石英脉型为主的矿化类型，其赋矿围岩主要为侏罗纪片麻状花岗岩，由斜长石(30% ~ 50%)、钾长石(30% ~ 40%)、石英(25%~ 30%)、黑云母(5%~ 10%)等矿物组成，尚有少量白云母。岩石以发育片麻状或条带状构造为特征，分别为石英和黑云母等矿物的定向排列，局部观察到由石英丝带及云母鱼构成的初糜棱质和糜棱质结构[22]，表明岩石变形发生在地壳10 ~ 15 km的韧性-脆性过渡带[57]，后期经过隆升剥蚀暴露于地表。
矿区内含矿石英脉以劈理发育为特征，劈理带由相互平行的、相隔的浅色和暗色条带构成(图 2d)。微观上，石英脉明显的经历了多阶段的韧性及脆性变形过程。根据变形程度，可以被划分成4个不同的区域(图 7a—d)，即从弱变形域(Ⅰ)到强变形石英丝带(Ⅱ-Ⅲ)，再到蚀变的含矿域(Ⅳ)。石英丝带中的波状消光和亚颗粒结构的存在表明石英脉经历了韧性变形。含矿的蚀变岩域主要由长英质矿物集合体组成，并发育绢云母、方解石、黄铁矿和少量其他矿物。金品位明显与多金属硫化物关系密切，一般是含金量的高低与伴生硫化物多寡成正比。正是在这一脆性变形的蚀变岩域发育了高品位金(图 7e、f)。这一特点表明五龙金矿床的金的矿化作用与碎裂流之间表现出明显的正相关，显示矿化主要与晚期脆性变形构造及热液交代有关。而碎裂流是在构造演化的晚期阶段沿着含矿断裂带发生的脆性变形作用产生的。
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| a. 含矿石英脉(Qz)的弱变形域(Ⅰ)结构；b、c. 含矿石英脉中的丝带状韧性变形(Ⅱ)、波状消光及亚颗粒(Ⅲ)结构；d. 含矿石英脉中的碎裂岩及其蚀变矿物组合(Ⅳ)；e. 含矿石英脉中的碎裂岩及其蚀变矿物组合，黄铁矿呈浸染状分布(透射镜，+)；f. 含矿石英脉中的碎裂岩及其蚀变矿物组合，黄铁矿呈浸染状分布(反射镜，-)。 图 7 五龙金矿床含矿石英脉显微构造特征 Fig. 7 Characteristics of microstructures of the ore-bearing quartz veins (Qz) in the Wulong gold deposit |
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类似的特点及结果在西部金矿集中区白云金矿床、尖山沟金矿床(林家三道沟矿区)矿石的显微构造分析中得到了证实。白云金矿床(图 8)、尖山沟金矿床(林家三道沟矿区)(图 9)矿石的显微构造变形特点为矿区岩石明显经历了早晚两期构造变形。早期为韧性变形，以片岩中的紧闭褶皱为特征，沿片岩中的片理发育稠密浸染状或细脉状黄铁矿，部分样品显示黄铁矿与片理一样发生褶皱。但是，此类黄铁矿不含金或者品位很低。晚期为脆性变形，穿切早期韧性变形。该期脆性变形主要由构造碎裂岩组成，并伴随着程度不同的硅化、钾长石化、白云石化及黄铁矿等多金属硫化物蚀变。高含量的金主要沿着这些碎裂岩及热液蚀变岩发育。
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| a、b. 沿片理或者劈理发育细脉状黄铁矿(Py1)，其内不含Au或者含量很低；c、d. 碎裂岩流中发育浸染状和细脉状黄铁矿(Py2)，高品位Au主要发育在这种结构的矿石中。a、c. 透射光(+)，b、d. 反射光(-)。 图 8 白云金矿床含矿围岩及矿石的显微结构特征 Fig. 8 Charateristics of microstructures of host rocks and ores from the Baiyun gold deposit |
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| a—d. 早期以沿片理发生的韧性变形及浸染状或者细脉状黄铁矿(Py1)，这类黄铁矿早于或与片理同时形成，但不含Au或者含量很低；e、f. 晚期变形为穿切片理的脆性变形，主要由碎裂结构的集合体(碎裂岩流)组成，内部发育细脉状或块状黄铁矿(Py2)及高品位Au。a、c、e. 透射光(+)；b、d、f. 反射光(-)。 图 9 尖山沟金矿床林家三道沟矿区含矿围岩及矿石的显微结构特征 Fig. 9 Charateristics of microstructures of host rocks and ores from the Linjia Sandaogou section of the Jianshangou gold deposit |
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综合上述金矿床的成矿条件及产出特点，尽管各矿床具体成矿地质条件、控矿构造表现形式等特点不尽相同，但区内金矿很明显可以划分为晚三叠世和早白垩世两个不同时期的构造-岩浆-成矿系统。其中，发育在辽河群中的金矿化以晚三叠世构造岩浆-成矿系统为主，含矿构造或者为东西向的低角度逆冲推覆或滑脱构造，如白云金矿床、尖山沟金矿床等，或者为高角度破碎构造带，如猫岭金矿床等。其主构造应力场方向为近南北向挤压及后期的伸展，并伴随着同一构造应力场之下的北西、北东方向的剪切等构造，如尖山子断裂带、101断裂带等。
另外一期与早白垩世构造-岩浆-成矿系统有关的金矿化主要沿着北东向断裂带发育，以挤压-走滑-伸展构造为主，如五龙、四道沟、新房和孙家屯等金矿床。主构造应力场为北北西—南南东向。含矿构造主要是区域性北东—北北东向挤压-走滑构造环境下形成的低级别、低序次的陡倾斜断裂系统。
3.2 辽东半岛金矿深部资源勘查方向与勘查模型辽东半岛的金矿化呈现典型的岩浆热液成矿特点，构造对矿化的分级控制作用明显，并分别与晚三叠世和早白垩世两个不同时期的构造-岩浆-成矿系统相联系。矿化为构造蚀变岩型或者含矿石英脉型，或者二者的混合类型。含矿构造为低角度(缓倾斜)的推覆或者滑脱构造，或者是高角度走滑断裂。综合上述研究，作者提出辽东半岛金矿床成矿模式图(图 10)。根据这一认识，认为在区内开展深部资源勘查应该考虑3个方向。
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| 01. 白云金矿床；02. 小佟家堡子金矿床；03. 林家三道沟金矿床；04. 五龙金矿床；05. 四道沟金矿床；06. 新房金矿床；07. 猫岭金矿床；08. 孙家屯金矿床。 图 10 辽东半岛金矿成矿与找矿模式图 Fig. 10 Ore-forming and exploration model of the gold mineralization in Liaodong Peninsula |
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1) 营口—宽甸台拱的南、北边界断裂带(走向近东西)及其伴随的北东、北西向断裂构造的复合部位的勘查评价。
北部白云和小佟家堡子等金矿床受辽河群大石桥组和盖县组不同岩性建造界面附近的推覆构造或者滑脱面控制，含矿构造带产状平缓、延伸稳定，由一系列近于平行的、断续出现的构造蚀变带组成。能否在现有含矿带下部发现类似的深部成矿空间及相似的矿化类型是至关重要的。
南部的猫岭金矿床以高角度断裂带控制的构造蚀变岩型矿化为特征。根据断裂构造对于金矿控制的一般特点，深部资源潜力值得期待。
2) 营口—宽甸台拱的东、西两侧北北东向边界断裂带及其伴随的低级别、低序次构造系统的勘查评价。该构造系统多以发育高角度含矿破裂带为特征，其空间发育及产状变化是确定找矿靶区及钻孔布置的关键。如五龙金矿床深部开采已逾千米，但含矿构造及石英脉延伸相对稳定、尚无尖灭迹象。基于上述特点，深部资源勘查应该考虑几个方面：一是根据含矿构造带的延伸变化情况继续向下扩大资源潜力；二是在区域范围内寻找与北北东向有关的断裂，并伴随有晚侏罗世—早白垩世脉岩群的地区；三是根据胶东半岛及世界其他地区的构造控制规律，寻找与伸展构造相关的、发育在不同构造-岩性界面中的热液蚀变岩型金矿床。
3) 辽东半岛印支期、燕山期岩浆活动强烈，理论上，每一期岩浆活动都具备形成与其有关的岩浆热液矿床的能力，如斑岩型、热液交代充填型等。目前辽东半岛内大面积出露的岩体都为岩体的中深部位，即便存在与岩浆侵位相关的成矿过程也已经剥蚀殆尽。从本区矿化产出特点不能排除下面相关隐伏岩体及与其相关的矿化存在的可能性，但目前尚没有构造或者地球物理或者原生晕的证据可以证实。尽管如此，在深部资源勘查过程中，需要关注在现有含矿构造带下部是否存在与这些岩浆活动有关的斑岩型金矿化(床)(图 10)。
4 结论1) 辽东半岛已发现金矿化分属于晚三叠世和早白垩世两期构造-岩浆成矿系统。其中，晚三叠世构造系统以南北向挤压-伸展及伴随的剪切作用为主，矿化主要发育在辽河群大石桥组和盖县组中，含矿构造为缓倾斜的推覆/滑脱构造(如白云金矿床、小佟家堡子金矿床等)，或陡倾斜的含矿断裂带(猫岭金矿床)。早白垩世构造系统以北西—南东向挤压-走滑及伸展作用为主，矿化主要沿北北东向构造系统(新华夏系构造)发育，包括沿东部鸭绿江断裂带分布的五龙金矿床、新房金矿床、四道沟金矿床和沿西部郯庐断裂出露的孙家屯金矿床等。
2) 矿石显微构造研究发现，两个时期的金矿都经历了早期的韧性变形和晚期的脆性变形，而金矿化都与沿晚期脆性构造带发育的超碎裂岩化及伴随的含矿热液蚀变作用有关。
3) 准确确定矿区构造对金矿的控制规律仍然是深部勘查工作能否取得突破的关键。开展深部资源勘查应该考虑3个方向：营口—宽甸台拱的南、北近东西向边界断裂带及其伴随的北东、北西向断裂构造的复合部位；营口—宽甸台拱的东、西两侧北北东向(新华夏系)边界断裂带及其伴随的低级别、低序次构造系统；需关注在现有含矿构造带下部是否存在与印支期、燕山期岩浆活动有关的斑岩型金矿化(床)。
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