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第29卷 第1期 2010年3月 世 界 地 质 GLOBAL GEOLOGY Vol129 No11 Mar12010 文章编号 10045589 2010 01007107 吉林白山地区金矿综合信息找矿模型 李春华 1 ,路来君 1 ,毕明丽 2 ,王淼 3 ,赵国磊 1 1.吉林大学 地球科学学院,长春130061; 2.长春工程学院 勘查与测绘工程学院,长春130021; 3.吉林大学 综合信息矿产预测研究所,长春130026 摘要以吉林省白山地区金矿产为预测矿种,以金矿床为目标物,在前人对该地区地质研究成果的基 础上,系统分析了地层、岩浆岩和构造等地质条件与金矿产的关系,查明了各种地质条件对金矿产的 控制作用。同时利用地质、化探和物探等相关数据,对该地区进行了金成矿综合信息矿产预测,建立 了以中元古代地层为主要成矿地层,北东向和北西向断裂为主要控矿构造,航磁解译环形构造和重力 高背景场为主要成矿标志,以及化探元素呈现三种组合异常等因素的吉林白山地区综合信息找矿 模型。 关键词综合信息;地质特征;金矿;找矿模型;白山地区 中图分类号P62217;P618151 文献标识码 A doi 1013969/j1issn1100425589120101011010 收稿日期 2009212202;改回日期 2010201212 基金项目吉林省 “ 十二五 ”国土资源规划科技合作项目3R208D094422 Sythetic ination ore2prospecting model for gold m i nerals of Baishan area,Jilin L IChun2hua 1 , LU Lai2jun 1 , B IMing2li 2 , WANGMiao 3 , ZHAO Guo2lei 1 1.College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061,China; 2.School of Prospecting and Survey, Changchun Institute of Technology, Changchun 130021, China; 3.Institute of Synthetic Infor m ation M ineral Resources Prediction, Jilin University, Changchun 130026, China AbstractThe authors analyzed the relationship between gold mine and geological conditions including strata, magmatic rocks, structure, etc.and identified the control action of various geological conditions to gold mine base on previous research results and taking the gold mine in Baishan area of Jilin as the prediction mine type and the gold deposit as the target . At the same time, the sythetic infor mation ore2prospecting of gold mine has been forecas2 ted in this area by geological, geochemical and geophysical data, and the authors have established the sythetic in2 for mation ore2prospectingmodel in Baishan area of Jilin withMiddle Proterozoic strata as the main ore2for ming stra2 ta, the NE and NW trending faults as themain ore2controlling structures, and the aeromagnetic interpretation circu2 lar structure and gravity high background field as the main ore2ing signswith geochemical elements demonstrate three types of combination anomaly . Key wordssynthetic infor mation; geological features; gold deposit; ore2prospecting model; Baishan area 白山地区位于吉林省东南部,是重要的多金属 成矿带图1 ,近年来有许多地质工作者对该地 区进行了大量的地质调查研究和资源勘探工作,特 别是对老岭成矿带的研究程度较深,并积累了丰富 的地质资料,取得了一定的成果 [123 ]。目前已发现 金矿床点多处,其中以小石人金矿和临江南 大坡金矿最具有代表性 [427 ] ,但在区内矿产预测工 作方面仍有不足之处。因此,在前人研究成果的基 础上,笔者应用多元地学信息对全区进行中、大比 例尺系统预测与综合研究分析,建立了吉林省白山 地区金矿综合信息找矿模型,为今后该区金矿找矿 提供参考。 1 区域地质背景 111 地层 区内发育地层以元古宇为主,中生界次之图 1 ,其中元古宇以新元古界及中元古界为主。 中元古界 区内中元古代地层广泛分布,以变 质杂岩为主,呈北东向展布。依据岩石组合该地层 自下而上分为5个组达台山组、珍珠门组、花山 组、临江组和大栗子组。 新元古界 主要分为青白口系和震旦系,青白 口系地层由砂岩、页岩、灰岩及泥灰岩构成,在区 域上被分成白房子、钓鱼台和南芬3个组。震旦系 由石英岩、碳酸盐岩和页岩构成,划分为桥头、万 隆、八道口和青沟子4个组。 中生界 主要由三叠系 白垩系的陆相火山 岩、火山碎屑岩及陆源碎屑岩构成,以老岭山脊西 侧最为典型,地层由凝灰岩、砂砾岩和砂岩组成, 自下而上分为侏罗系和白垩系 [4 ]。 112 构造 研究区位于华北板块北缘东段,其发展演化历 程可归结为三个大的地质阶段 [1 ] ,其中以地槽发 展阶段太古宙 早中元古代为主要演化阶段。 区内以断裂构造为主,主要有鸭绿江断裂和本溪 通化断裂。鸭绿江断裂,亦称为集安 松江断 裂 [1 ] ,呈北东向贯穿整个研究区,是区内最大的 断裂构造系统。本溪 通化断裂带规模较大、活动 性强,属大型断裂。二者构成了研究区地质构造的 主要骨架。 113 侵入岩 区内侵入岩岩性分为基性 2 2 超基性岩、中性岩 和酸性岩类。侵入时期为太古宙、元古宙、古生代 和中生代。 太古宙侵入岩岩体主要由英云闪长岩、花岗闪 长岩和奥长花岗岩组成,形成以英云闪长岩为主体 的TTG岩系;元古宙侵入岩岩体主要由花岗岩组 成,于玄武岩地台中形成北东向的基底岩系出露 带;古生代侵入岩岩体在区内出露较少;中生代侵 入岩在区内广泛分布,受北方鄂霍茨克洋板块的挤 压和古太平洋板块俯冲影响,造成上地幔岩浆上 涌,从而形成了中酸性侵入岩体 [5 ]。 2 典型矿床特征 通过对荒沟山金矿、金英金矿、小石人金矿、 淘金沟金矿、南大坡金矿和临江金矿等矿床的研 究,得出带内金矿产出的地质构造环境相同,控矿 条件相似,但矿化类型有一定的差异。根据矿石类 型可将带内金矿分成石英脉型金矿、蚀变岩型金 矿和蚀变岩 2 2 石英脉型金矿。 石英脉型金矿 典型代表为临江南大坡金矿, 产于珍珠门组或花山组地层中。近矿围岩主要是大 理岩和片岩,围岩蚀变以硅化、绢云母化、黄铁矿 化和碳酸盐化为主。矿石结构有粒状、浸染状和压 碎结构等。矿石金属矿物成分有自然金、银金矿、 黄铁矿、毒砂和黄铜矿等,非金属矿物有石英、方 解石和绢云母等 [8213 ]。成矿时期为燕山晚期 ,矿体 规模变化较大,平均品位为13194 g/t,最高品位 为89189 g/t,走向以北东向为主,倾向多为南东 向,金矿呈脉状产出,是目前利用的主要类型。 蚀变岩型金矿 此类金矿以小石人金矿为代 表,平均品位为2148 g/t,最高为9168 g/t,呈脉 状产出,赋存在珍珠门组大理岩中,近矿围岩以角 砾状白云质大理岩和硅质白云质大理岩为主。围岩 蚀变类型简单,主要为硅化、赤铁矿化和碳酸盐 化 [6 ]。矿石金属矿物主要有赤铁矿、黄铁矿、黄 铜矿、毒砂、方铅矿和闪锌矿等,脉石矿物以石英 方解石为主。成矿时期为燕山期,岩体为浅成小侵 入体,这类金矿以品位低、规模大为特征。 二者间的过渡类型为蚀变岩 2 2 石英脉型金矿, 以石青沟金矿为代表,目前处在普查阶段 [4 ]。 3 金矿成矿条件 根据资料,工作区金矿在成因上与老地层、多 组断裂交汇及燕山中晚期岩浆活动关系密切,金矿 生成在时间、空间上与控矿条件具有明显对应关 系 [14]。 27 世 界 地 质 第29卷 图1 白山地区地质图 Fig11 Geologicalmap of Ba ishan area 311 金矿地质特征 地层 区内老岭群是金矿成矿的主要赋矿地 层,近70的矿床点、矿化点产出在中元古界 老岭群地层中,其中珍珠门大理岩具有较高的Au 丰度值,产出的金矿数量最多,矿床储量相对较 大,这与珍珠门组地层的岩性有关。矿化信息往往 发生在角砾状白云质大理岩或厚层硅质白云石大理 岩中,显示了层控矿床的特征,如南大坡金矿、小 石人金矿、板庙子金矿和石青沟金矿均产在此地层 中,资源量均10 t。 围岩 以大理岩为主,围岩蚀变主要是硅化 为白云质大理岩、绢云母化、黄铁矿化、绿泥 石化、碳酸盐化、类矽卡岩化、赤铁矿化、黄铁矿 化和重晶石化等 [15 ]。 侵入岩 侵入岩的侵入时期分为吕梁期和燕山 期,其中燕山期侵入活动较强烈 [16218 ]。吕梁期岩 浆活动形成的岩体为金矿成矿活动提供了部分成矿 物质,区域上1∶20万和1∶5万矿产调查都表明Au 含量较高,其浓集系数 1,岩石中的Au及伴生 元素可以进入成矿热液参与金矿的成矿活动,成为 成矿物质的供应者。 燕山期岩浆侵入活动与内生金属矿床成矿有密 切关系,其成矿作用为成矿提供热液和物源 [7 ]。 采自小石人矿区的石英斑岩岩石样品的微量元素测 37第1期 李春华 路来君等吉林白山地区金矿综合信息找矿模型 试结果显示岩石中Au的平均含量为2010 - 9 ,是 地壳丰度值的50倍,为强富集型元素。 岩浆侵入活动不仅为成矿活动提供热源,也为 成矿提供成矿物质。中酸性侵入杂岩的分布与金矿 产地的分布具有显著的空间相关性。金矿带与构造 岩浆岩带处在同一空间位置,均呈北东向展布,但 矿带宽度比岩浆岩带更宽大。金矿呈环状形式分布 在中酸性侵入岩的接触带上或附近。在分布范围内 条件良好的情况下可形成金矿矿化集中区,如天桥 金矿集中区和小四平金矿集中区,分布于八里坡隐 伏岩体的西侧和东侧,南大坡金矿和错草金矿集中 区出现在老秃顶子岩体与错草岩体之间的窄长地段 上。 构造 目前研究区内发现的金矿床点、矿 化点及金地化异常主要受北东向主断裂及北西向次 级断裂控制。通过对航磁数据的处理分析,得出断 裂构造是白山地区金矿成矿的重要控矿条件,尤其 以航磁数据解释所反演出的深部断裂最为明显。断 裂构造对金矿的形成、分布都起到了控制作用,并 对与金矿形成有关的地层和岩浆岩的分布起到控制 作用 [19 ]。 1断裂构造对金矿的直接控制作用 断裂构造是含矿热液运移的通道,也是成矿物 质沉淀的空间。断裂构造与已知矿床点之间 存在明显的空间相关性,呈北东向分布。断裂构造 的转折部位、多条断裂密集带、断裂破碎带由窄变 宽的部位、分枝复合部位及主断裂与分支断裂交汇 部位都是金成矿的有利位置 [20 ]。如临江市大栗子 镇矿化集中区处在北西向与南北向及东西向断裂的 交汇部位,板石镇矿化集中区处在北西向与南北向 及环性断裂的交汇部位,五道阳岔金矿、小石人金 矿出现在北东向与北西向断裂交汇部位,小四平金 矿、错草沟金矿出现在研究区内北东向断裂与近东 西向断裂的交汇部位。 2断裂构造对金矿的间接控制作用 间接控制作用是通过对地层展布、岩浆活动侵 入的分布控制实现的。断裂带控制了岩浆活动,使 之成带状分布。老岭群是金矿地层的控制因素,其 分布受到深大断裂的控制,如老岭中脊北西侧老岭 群被严格限制在大镜沟 大石棚断裂内,呈窄带 状,石青沟金矿产在老岭群珍珠门组地层中,而小 石人金矿赋存的珍珠门组地层亦呈北东向展布。 312 区域地球物理特征 31211 重力场特征 重力值为- 30～- 9010 - 5m /s2 ,总体为东南 低、西北高的趋势,呈北东向展布,其高背景场内 含已知矿床点占全区80左右。重力场值的 区域差异特征反映了莫霍面及康氏面的变化趋势, 曲线的展布特征则反映了现今地质构造及岩性特 征 [7 ]。区内变质岩系重力场相对较高 ,其岩体的 边界通常是重力梯度带。 31212 磁场特征 区内磁异常表现为磁化率一般为- 320～780 nT,以大面积出现的正异常为主,位于南部地区, 负异常位于北部,正、负异常之间梯度较大。区内 磁场随变质岩系的岩石物质成分变化而变化,闪长 岩磁场较强,花岗闪长岩磁场次之,花岗岩磁场较 弱,岩石基性程度决定了磁场的强度,即岩石基性 越大,其磁场强度越强。矿带及矿床的磁场特征一 般显示为正负场交界带。负磁异常为矿体及围岩, 而正磁异常多为基性火山岩。 313 区域地球化学特征 31311 元素地球化学参数特征 通过对本区Au元素原始数据处理,得出全区 Au元素的变异系数为1140,元素含量变化幅度很 大, Au最高为591610 - 9 ,最低为01110 - 9。 除了与区内火山热液活动有关外,还与区内原生地 球化学背景的地域性差异有着内在的联系。 31312 元素地球化学场特征 区内的1∶5万水系沉积物测量结果表明, Au 元素地球化学场与金矿产地和金元素异常分布有对 应关系 [21 ]。金元素高背景场区内金矿产地占已知 产地的90 ,如小石人、石青沟、淘金沟和五道 阳岔金矿均产于高背景区。以Au的地球化学背景 图为依据,根据变化趋势,可以将研究区分成4个 高背景区、1个低背景区图 2 。高背景区包括 石人镇 花山镇 十二道沟乡高背景区、靖宇县那 儿轰镇 榆树镇高背景区、长白县东北岔乡 东小 山高背景区、抚松县泉阳岛 胜利林场高背景区; 低背景区主要在长白、靖宇、抚松西南,分布范围 大。 4 金矿综合信息找矿模型及级别 所谓金矿找矿模型,是对金矿控矿条件的高度 47 世 界 地 质 第29卷 概括。综合信息找矿模型是在地质先验前提下,将 地、物、化、遥等地学信息进行处理解释与关联, 形成多维、多尺度的描绘与综合。 成矿带内金矿按产出状态分为石英脉型、蚀变 岩型、石英脉2 蚀变岩型3种。应用的资料精度主要 是1 /5万和1 /20万比例尺,典型目标物是荒沟山 金矿、南岔金矿和小石人金矿等,规模级别为矿 床。 图2 Au元素地球化学背景图 Fig12 Geochem ical background i mage of Au element 金矿综合信息找矿模型 对研究区已知矿床的地质、化探和物探数据特 征进行分析,围绕金矿床构建了与之相应的地质描 述模型、地球物理模型和地球化学模型 [22, 23 ]。以 金矿的控矿条件、矿化现象为目标将各类信息进行 系统关联,探讨了各类信息之间的相关关系,进而 建立了白山成矿带的金矿综合信息找矿模型。 矿床名称脉状金矿 成矿时间中生代燕山期 大地构造位置华北板块北缘东段 地质标志 1地层主要有中元古界珍珠门组、花山 组,地层走向北东,其中有利围岩为大理岩。 2构造区域性构造格架以北东向、北西 向断裂构造为主。 3岩体燕山期岩浆侵入活动与内生金属 矿床成矿密切相关,侵入深度为中深到浅。类型 有似斑状黑云母花岗岩、石英斑岩、闪长岩、闪 长玢岩、石英闪长玢岩、闪长细晶岩、辉绿岩及云 斜煌斑岩等。 地球物理场标志 1航磁金矿成矿的有利因素是航磁解译环 形构造、航磁解译深部的线形构造与环形构造的交 汇部位、环形构造与盖层交汇部位、多组断裂的交 汇部位、沿走向倾向变化部位及基底岩体与中酸性 火山岩体交汇部位等。 2重力场矿体具极高密度、弱磁性,中高 极化。地表异常具一定规模,有明显的重力高 异常,有的出现局部弱磁异常,极化率异常较明 显。 地球化学标志 根据该区目前掌握的金矿地球化学资料, 1 /20 万和1 /5万水系沉积物Au地化异常是金矿矿化信 息,也是金矿找矿的有用标志。 57第1期 李春华 路来君等吉林白山地区金矿综合信息找矿模型 1地化异常重现地球化学异常展布方向 受北西向构造控制, 1/20万与1 /5万异常空间重 现视为致矿异常,所限定区域为成矿有利地段。 2 Au异常致矿Au异常规模大、强度高 , 可达2010 - 9 ,形态不规则,以多浓集中心为特 征。 3组合异常依单元素异常的空间相关性和 统计相关性,致矿组合异常有Au、Ag、As、Sb、 Hg;Cu、Pb、Zn、As、Cd、Sb、Hg;Au、Ag Cu 、Pb、 Zn 、As、Sb、Hg、V、Mo、Co、Ni等 元素组合。 金矿矿化信息 1已发现的金矿床点、矿化点及采矿遗 迹。 2围岩蚀变硅化、绢云母化、黄铁矿化、 绿泥石化、碳酸盐化、类矽卡岩化、赤铁矿化、黄 铁矿化和重晶石化等,其中黄铁矿与金矿矿化密切 相关。 综合模型是对该区地质、地球物理和地球化学 等多元地学信息进行的一次关联与集成,从中发现 了该区金矿成矿具有特殊规律与找矿标志,为该区 今后金矿成矿预测与综合找矿提供了重要依据。 致谢感谢王世称教授、刘光胜副教授在本文数据 处理与解译阶段给予的指导和帮助 参考文献 [1]吉林省地质矿产局.吉林省区域地质志[M ].北京 地质出版社, 1988 5772579. 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