吉林市二十县道甸子金矿床地质特征及成因

吉林市二十县道甸子金矿床地质特征及成因

吉林二店金矿床是在中华人民共和国成立初期发现并开采的大型金矿床。经过多年开采,探明储量基本采完,矿山已经历了数次生产-闭坑-再生产的局面,现急需接续资源。1晚古生界石炭系、二叠系、侏罗系二道甸子金矿床位于吉黑褶皱系漂河岭—二道甸子复背斜北缘,背斜轴向近东西,向西倾没。背斜东部、南翼和西面为大面积海西晚期黑云母花岗岩(γ3443)吞蚀,局部被中生代火山岩和喜山期玄武岩覆盖(图1)。区域上主要出露下古生界石炭系、二叠系,次有侏罗系;南侧发育NE向辉发河深大断裂带,区域构造线方向由南北向呈NW-NNE变化,呈向西凸出的弧形;岩浆活动强烈,除大面积分布海西期黑云母花岗岩外,燕山期中-酸性小侵入体零星分布于黑云母花岗岩中。2矿床的地质特征2.1黑云母片麻岩岩组二道甸子金矿床围岩是由一套晚古界滨海相陆源碎屑沉积组成具明显的渐进层序的细砂岩、粉砂岩、粘土岩等,受海西晚期黑云母花岗岩侵入影响,发生接触热变质而成黑云母片麻岩(上石炭统寒兴沟组C3h)、碳质板岩、红柱石板岩、绢云母片岩、厚层泥板岩(下二叠统蛇岭沟组P1s)等,厚度为500～740m,变质程度达绿片岩相-低角闪岩相。矿体产出受层位控制。2.2道罐子金矿床成矿带矿体产出除受褶皱构造影响外,还受与褶皱同一应力场形成的脆性、脆韧性剪切带控制。含金石英脉沿脆性张裂隙或张性节理充填,成群成带分布于褶皱转折处或断裂应力集中部位。二道甸子金矿床产于轴向NEE向的二道甸子—寒大顶子复背斜西部倾没端北西翼。含矿断裂成弧形展布,其走向由南向北呈310°、330°～350°、30°～50°展布,全长3000m,与地层线方向平行。发育纵节理,为0.5～10cm厚的多金属硫化物充填,与围岩同褶曲。2.3围岩生长的要作用二道甸子金矿床岩浆岩广泛发育,黑云母花岗岩的侵入活动起了很重要的作用,它在引起围岩发生接触变质的同时,为地层中金的活化、迁移提供了热量及流体。广泛发育钠质细晶岩脉、伟晶岩脉和煌斑岩脉,其中矿体与煌斑岩脉关系较为密切,常分布于煌斑岩脉上下盘。2.4worm类型二道甸子金矿床主要为含金石英脉型、含金石英细脉网脉型。2.5矿物矿化二道甸子金矿床围岩蚀变普遍发育,主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化及星点状黄铁矿化等。强蚀变范围较小,一般离矿体0.50～2.00m左右。2.6成矿阶段及矿物特征二道甸子金矿床成矿温度为260℃～360℃,平均为280℃,可划分为:①无矿石英阶段,主要形成石英;②含金磁黄铁矿-毒砂阶段,主要形成磁黄铁矿、毒砂、闪锌矿、黄铜矿、方铅矿、自然金;③含金黄铁矿阶段,主要形成石英、黄铁矿、自然金及少量闪锌矿、黄铜矿、方铅矿、白铁矿等;④碳酸盐阶段,主要形成白云石、胶状黄铁矿及方解石等。3矿体特征3.1主、东、西方石英脉群二道甸子金矿床矿体成群成带出现,共有3个含矿石英脉群,分为主、东、西侧石英脉群。主石英脉群由12条含金石英脉体组成,东、西侧石英脉群分别由2条含金石英脉体组成。同一脉群中的单个脉体之间具有平行右侧列现象,同时与地层产状基本一致。3.2矿体厚层土壤条件二道甸子金矿床以新1号脉规模最大,延长120～500m,延深450m,平均水平厚度1.89m,其余矿体长50～125m,延深150m,水平厚度0.86～3.65m。3.3采矿形态二道甸子金矿床矿体主要呈脉状、似脉状或透镜状,沿走向和倾向舒缓波状,具膨胀收缩、分枝复合、尖灭再现现象。3.4控制矿体形状的因素二道甸子金矿床矿体走向由南向北呈310°、330°～350°、30°～50°展布,明显受控于含金断裂带和褶皱地层内的纵节理。4矿石及金提升指标矿石结构以交代结构为主。次有乳滴状结构、粒状结构、压碎结构、变斑晶结构等。矿石构造主要有蜂窝状构造、块状构造、网脉状构造、团块状构造和交错状构造。矿石类型:①含金闪锌矿-方铅矿石英脉型;②含金磁黄铁矿石英脉型;③含金磁黄铁矿-黄铁矿石英脉型;④含金黄铁矿石英脉型;⑤含金黄铁矿-毒砂石英脉型;⑥含金毒砂石英脉型。矿石特点是贫硫化物,一般含金属矿物2%～5%。矿石矿物成分:金属矿物有毒砂、磁黄铁矿、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、白铁矿、磁铁矿、自然金等。脉石矿物主要为石英、绢云母,次有绿泥石、黑云母、方解石、白云母等。金属矿物含量2%～5%。矿石化学成分特征:矿石与地层相比更富含SiO2,其次富Ai2O3、K2O、TFe2O3+FeO、Na2O,贫CaO、P2O5等。矿石金品位一般为(6.40～42.49)×10-6,平均为15.44×10-6,最高331.70×10-6。金赋存状态:主要为细粒鳞片状金;次有显微细脉状、树枝状金。粒级在0.001～0.1mm之间。金在矿石中分布极不均匀,局部富集。5成矿物质来源一个矿床在其形成过程中,受到成矿物质来源、控矿围岩、构造、岩浆岩以及含矿流体的物理化学性质和成矿作用时间等因素的影响。二道甸子金矿床同位素组成特征是:地层中磁黄铁矿δ34为S-4.1%～-7.8%,平均为-4.5%。毒砂δ34为S-5.2%～-6.9%,平均为-6.05%。矿石中磁铁矿δ34为S-1.2%～-9.4%,平均为-4.6%。黄铁矿δ34为S-8.3%～23.9%,平均为4.88%。毒砂δ34为S-2.8%～-5.7%,平均为-4.43%。含矿热液的硫主要来自围岩。二道甸子地区成矿前是滨海相沉积环境,只要接受了富含金组分的沉积物,成岩之后就含金,在强应力作用下岩石遭受褶皱、断裂时,内部也形成许多裂隙、节理,同时受区域变质或接触变质影响,被封闭在微裂隙中的海水、富水矿物变质释放出的自由水及岩浆所携带的岩浆水充分混合,形成高温卤水,富含呈离子状态的Cl、I、F、B、CO2、H2S等,它们具有很高的侵蚀性、较强的淋滤性和巨大的溶解造岩、造矿组分的能力。富含成矿物质的高温卤水,随构造变形活动而变化,进而在构造变形带中渗透。在地应力作用下,褶皱、断裂不同变形强度部位形成压力梯度,从而使含金流体产生运动,在变形带一定部位沉积成矿。即矿体赋存于褶皱构造转折处的虚脱部位及张性裂隙、张性节理中,以及剪切带产状变化处。通过以上分析,我们得出如下结论:①二道甸子金矿床成矿物质主要来源于围岩;②二道甸子金矿床控矿构造是受褶皱及褶皱转折部位、同一应力场形成的脆～韧性剪切带构造、张性节理构造控制;③矿体赋存于特定的岩性(层)中、特定的构造中。6含矿量及矿物特征二道甸子金矿床探明储量几乎都是石英脉型矿体的储量。该地区找矿工作应从下面几个方面入手:①对研究程度较低的老四、老八号脉西侧平行脉进行控制,以探求含金石英脉型矿体。②在找含金石英脉型矿体之外,应对褶皱紧密处的浸染硫化物带或石英细脉带进行含矿性检查,注意找含金石英细脉网脉型、含金蚀变岩型矿体。③在区域上除二道甸子弧形构造挤压带外,另外还有西南岔和地窨子两条弧形构造挤压带及四道沟、嗄牙河褶皱带。它们具有相同的构造环境,值得重视。④吉林南部永吉、磐石、桦甸一带广泛发育古生界石炭系、二叠系地层,面积约4350km2。在这套地层中发现了二道甸子金矿床、大秃山金锑矿床、双河镇金矿床,以及西南岔