由于Au元素具有独特的地球化学性质, 能够参与各种地质作用并在适宜条件下富集成矿^[9], 因此金矿成因类型的划分也需要考虑金矿产出形态的多样性。目前, 辽宁省金矿成因类型的分类方案有2种, 杨占兴^[10]以成矿物质来源、成矿作用、成矿环境为基础将金矿成因类型划分为岩浆热液型、陆相火山岩型、同韧性剪切变质热液型、变质-岩浆热液叠生型、砂砾岩型以及河相冲积型6个类型; 曲亚军^[2]以成矿地质背景和成矿作用为主要依据, 充分考虑含矿建造及矿化类型, 注重于反映成矿物质来源, 将辽宁省金矿划分为11个类型, 即受变质火山沉积型、同韧性剪切变质热液型、后变质热液叠加改造型、变质热液交代型、岩浆热液叠加改造型、岩浆热液型、次火山(斑岩)热液型、火山-次火山热液型、爆发角砾岩型、砂砾岩型以及冲积砂砾岩型。辽宁省典型金矿的成因类型与地质特征见表1。

表1

Tab.1

表1(Tab.1)

表1 辽宁省典型金矿成因类型与地质特征[11—26] Tab.1 Genetic types and geological characteristics of typical gold deposits in Liaoning Province[11—26] 矿床 名称 成因类型 矿床 规模 赋矿围岩 矿石矿物 围岩蚀变 成矿 时代 成矿元素组合 猫岭 金矿 岩浆热液叠加改造型 中型 盖县岩组二段绢云千枚岩 以毒砂、磁黄铁矿为主, 其次为黄铁矿、方铅矿、闪锌矿和黄铜矿 中心带为强硅化带, 边缘带为绢云母化和绿泥石化 前寒 武纪 Au-As-Ag-Cu-Zn-Pb-Bi-Hg-S-Co-Ni 南龙 王庙 金矿 同韧性剪切变质热液型 小型 变粒岩、磁铁角闪石英岩 以黄铁矿、自然金、黄铜矿为主, 其次为磁铁矿、闪锌矿、辉钼矿、赤铁矿、方铅矿、斑铜矿 以碳酸盐化、绿帘石化、硅化、绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化为主, 其次为黑云母化和电气石化 — 白云 金矿 变质热液交代型 中型 盖县岩组云母片岩及大石桥岩组三段大理岩 地表氧化矿石以褐铁矿、银金矿为主, 原生矿石主要为黄铁矿, 其次为黄铁矿、闪锌矿、自然金、自然银 以硅化、钾化为主, 其次为碳酸盐化、绿泥石化、绿帘石化, 偶见叶腊石化 中生代印支期 Au-Ag-Pb-As-Sb-Hg-B-W-Mo-Mn-Co 矿床 名称 成因类型 矿床 规模 赋矿围岩 矿石矿物 围岩蚀变 成矿 时代 成矿元素组合 水泉 金矿 爆发角砾岩型 小型 花岗斑岩 以黄铁矿为主, 其次为自然金、磁黄铁矿及少量黄铜矿、闪锌矿、磁铁矿、方铅矿 在黑云斜长片麻岩中绿泥石化、绿帘石化较发育, 在花岗闪长岩中硅化、绢云母化较发育 Au-Ag-Cu-Cr-Ni 柏杖 子金 矿 岩浆热液型 中型 柏杖子花岗岩体 以黄铁矿为主, 其次为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿 主要为高岭土化和绢云母化, 硅化较为普遍, 常与黄铁矿化、绢云母化伴生 中生 代燕山期 As-Sb-Ag-Au-Pb-Bi-Cu-Mo 五龙 金矿 大型 五龙岩体 以黄铁矿为主, 其次为磁黄铁矿、黄铜矿、辉铋矿、毒砂、自然金、方铅矿、闪锌矿 硅化、钾化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化 Au-Ag-As-Bi-Cu-Pb-Zn 下大 堡金 矿 中型 南口前花岗岩体 以自然金、自然银为主, 其次为黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、磁铁矿、赤铁矿、孔雀石、辉铜矿 蚀变带中心部位发育硅化, 含矿破碎带外侧发育钾长石化, 绢云母化由蚀变中心向两侧逐渐变弱, 黄铁矿化与硅化、绢云母化紧密伴生 Au-Ag-Cu-Mo 四道 沟金 矿 岩浆热液叠加改造型 中型 盖县组变质砂岩 以黄铁矿为主, 其次为毒砂、黄铜矿、辉钼矿、方铅矿、闪锌矿 黄铁矿化、硅化、绢云母化、黄铜矿化、绿泥石化等, 在空间上常叠加出现 As-Sb-Ag 小佟 家堡 子金 矿 小型 变粒岩 以黄铁矿、含砷黄铁矿、毒砂为主, 其次为方铅矿、闪锌矿、砷黝铜矿、磁黄铁矿、黄铜矿、银金矿 硅化、黄铁矿化、绢云母化、毒砂化、碳酸盐化, 其中硅化在不同含矿围岩和不同矿化蚀变中均有分布, 且强度较高 Au-As-Sb 排山 楼金 矿 同韧性剪切变质热液型 大型 黑云斜长片麻岩质糜棱岩、长英质糜棱岩 以自然金、黄铁矿为主, 其次为黄铜矿、磁黄铁矿、钛铁矿、磁铁矿 以矿体为中心向外依次为黄铁矿-绢英岩化带、碳酸盐化带和绿泥石化带 Au-Ag-S-Cu-Pb-Mo-As-Bi 二道 沟金 矿 次火山(斑岩)热液型 中型 火山角砾岩、流纹岩、火山碎屑岩 以黄铁矿为主, 其次为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黑铜矿、自然金、含少量辉铜矿、斑铜矿、铜蓝、磁黄铁矿 以硅化、黄铁矿化、绢云母化为主, 其次是绿泥石化、碳酸盐化, 绢云母化是近矿围岩蚀变的主要类型 Au-Ag-Co-Ni 大石 沟金 矿 小型 安山质岩石 黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、辉铜矿、斑铜矿、辉铋铅矿、磁铁矿等 硅化、黄铁矿化、绢云母化、钾化、绿泥石化、高岭土化、碳酸盐化 Au-Cu-Pb-Zn-Ag-Sb-Hg-W-Mo-Bi 红石 砬子 金矿 火山-次火山热洲型 小型 玄武安山岩 自然金、自然银、自然铜、银金矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、辉银矿, 其中以辉银矿为主 主要蚀变有硅化、黄铁矿化, 次要蚀变为绢云母化, 钾化、绿泥石化、高岭土化、碳酸盐化 浅部Au-Ag-As-Sb-Ti; 深部Cu-Pb-Zn-Bi-Co 柴河 金矿 冲积砂砾岩型 中型 砂砾层 以自然金为主, 其次为磁铁矿、钛铁矿 — 新生 代 As-Au-Ag-Cu-Pb-Zn

表1 辽宁省典型金矿成因类型与地质特征[11—26] Tab.1 Genetic types and geological characteristics of typical gold deposits in Liaoning Province[11—26]

2.2.1 五龙金矿

五龙金矿位于辽宁省丹东市振安境内, 构造上位于华北克拉通北部东缘胶— 辽— 吉古元古代裂谷内, 鸭绿江成矿带的西南段。矿集区内仅在其南部出露有古元古界辽河岩群、新元古界青白口系、中生界侏罗系和白垩系。其中古元古界辽河岩群中的盖县组和大石桥组具有较高的Au元素背景值, 被认为是区域内主要的矿源层, 为金矿的形成提供了有利的成矿物质来源。矿区内断裂构造以NNE向、NE向和NW向3组脆性断裂最为发育, 空间上构成菱形格子状构造格架(图2)。其中NNE向断裂和NW向断裂控制着各类岩脉和金矿体的产出。NNE向断裂呈近等距离左行平移断裂, 倾向NW, 倾角40° ~60° 。NW向断裂整体呈近300° 方向延展, 在分布上具等距离出现的特点, 该组断裂多为物探解译断裂, 断裂活动位置较深, 地表地质现象不明显, 多为实测性质不明的断裂。区内岩浆活动强烈, 主要集中于吕梁期和燕山期。

图2

Fig.2

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图2 五龙金矿矿区地质简图 1.上白垩统大峪组; 2.下白垩统梨树沟组; 3.下白垩统小岭组; 4.中侏罗统大堡组; 5.新元古界青白口系钓鱼台组; 6.古元古界辽河岩群盖县组; 7.古元古界辽河岩群大石桥组; 8.古元古界辽河岩群里尔峪岩组; 9.燕山晚期二长花岗岩; 10.燕山晚期斑状黑云母二长花岗岩; 11.燕山晚期斑状二长花岗岩; 12.燕山晚期花岗闪长岩; 13.燕山晚期斑状花岗闪长岩; 14.燕山晚期石英正长岩; 15.燕山晚期石英闪长岩; 16.燕山晚期石英二长岩; 17.燕山晚期闪长岩; 18.燕山早期伟晶岩; 19.燕山早期正长花岗岩; 20.燕山早期黑云母二长花岗岩; 21.燕山早期二云母二长花岗岩; 22.古元古代黑云母二长花岗岩; 23.花岗斑岩脉; 24.正长斑岩脉; 25.闪长岩脉; 26.闪长玢岩脉; 27.断裂; 28.糜棱岩化带; 29.大-中型或小型金矿; 30.河流。Fig.2 Geological map of Wulong gold deposite

五龙金矿的含金石英脉产于印支期片麻状黑云母花岗岩体中, 含金石英脉严格受断裂构造控制, 在空间上成群成带出现。近SN向矿体多呈脉状产出, 连续性较好, 长10~600 m, 宽0.2~17.0 m, 向下最大延伸超过1 000 m。NW向矿体多呈扁豆体状, 少数呈脉状或透镜状, 具有明显的尖灭再现特点。单脉长10~350 m, 宽0.2~10.0 m, 向下最大延伸300 m。五龙金矿累计探明金资源量49.96 t, 保有金资源量5.96 t, 金平均品位7.19 g/t。

五龙金矿的矿化类型主要为石英脉型。矿石矿物以黄铁矿为主。脉石矿物以石英为主, 含少量的方解石、绿泥石、绢云母等。矿石结构常见有碎裂充填和交代熔蚀结构, 其次为半自形粒状结构、他形粒状结构等; 常见的矿石构造主要有脉状构造、细脉浸染状构造、网脉状构造, 其次为块状构造、浸染状构造和斑杂状构造。

五龙金矿的蚀变类型有硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化以及绢英岩化。其中, 硅化最为普遍, 绢云母化次之, 黄铁矿化发育在矿脉两侧, 碳酸盐化发生在矿化晚期, 呈不规则脉状。蚀变分带性不明显, 自矿脉向围岩由强变弱, 直至消失。蚀变与矿化密切相关, 可以作为找矿标志。

2.2.2 排山楼金矿

排山楼金矿位于辽宁省阜新市新民境内, 构造上位于华北陆块北缘, 燕山台褶带辽西台陷北镇凸起北部西缘。矿区内出露的地层主要有太古宇建平群大营口子岩组, 中元古界长城系大红峪组和高于庄组。区内发育有EW向和NNE向韧性剪切带, 其中EW向韧性剪切带形成时间更早。区内岩浆活动强烈, 以燕山期为主, 华力西期次之, 岩性分别为二长花岗岩和黑云母花岗岩。

矿区内金矿体产于EW向上排山楼— 马家荒韧性剪切带内, 韧性剪切带即为控矿构造, 赋矿围岩主要为大营子组黑云母斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩夹斜长角闪扁豆体。金矿带由黄铁矿-绢云母化蚀变糜棱岩带组成, 矿带长度超过1 000 m, 宽20~80 m, 倾斜延伸超过1 000 m。矿带沿走向及倾向呈舒缓波状, 并具膨胀现象(图3)。排山楼金矿探明金资源量36.902 t, 保有金资源量21.231 t, 金平均品位4.08 g/t。

图3

Fig.3

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	图3 排山楼金矿矿区地质简图(左)与蚀变矿化分带图(右) 1.中元古界长城系; 2.太古宙白云质大理岩; 3.太古宙变火山-沉积岩类; 4.燕山期花岗岩; 5.华力西期花岗岩; 6.晚太古代二长花岗片麻岩; 7.太古宙角闪闪长片麻岩; 8.石英砂岩; 9.矿体; 10.逆断层; 11.剪切带; 12.太古宙变粒岩; 13.碳酸盐化带; 14.绿泥石化带; 15.黄铁矿-绢云母化带; 16.勘探线; 17.钻孔。Fig.3 Geological map (left)and alteration mineralization zoning map (right) of Paishanlou gold deposite

排山楼金矿的矿石类型分为原生矿石和氧化矿石2种, 原生矿石又分为蚀变长英质糜棱岩型和蚀变黑云斜长糜棱岩型。矿石工业类型属贫硫化物糜棱岩型。矿石矿物主要以自然金和黄铁矿为主。矿区内围岩蚀变在浅部水平上呈带状, 主要有硅化、绿泥石化, 碳酸盐化和黄铁矿-绢云母化等。它们在空间上呈带状分布, 由外向内呈渐变过渡关系, 时间上具有叠加分带的特征。强变形的矿化中心蚀变类型最多, 组合复杂, 向两侧趋于简单, 在垂向上发育钾长石化。蚀变发生的时序依次为绿泥石化、碳酸盐化、黄铁矿-绢云母化、钾长石化。

矿床类型是对已知矿床的分类, 但对于在不同区域内待发现的矿床也可进行分类, 即矿产预测类型^[27]。金矿预测类型是指为成矿预测划分的、具有区域性特点的金矿类型。依据《重要矿产预测类型划分方案》^[28], 并结合成矿地质背景、矿床成因和含金建造等, 将辽宁省内的金矿预测类型划分为: 花岗-绿岩型、火山岩型、岩浆热液型、沉积建造中的金矿(如变质碎屑岩中热液型)、与表生作用有关的金矿(如砂金型)。其中, 省内以岩浆热液型、沉积建造中的金矿和火山岩型作为重点预测类型, 花岗-绿岩型以及与表生作用有关的金矿次之。

前寒武纪成矿幕的成矿动力学演化机制如下: ①在始太古代— 中太古代华北陆块发生了重要的构造事件, 即前鞍山旋回, 包括任纪舜等^[30]命名的白家坟旋回、陈台沟旋回、迁西旋回、阜平旋回下部, 为陆壳形成与增生的重要时期^[31]。这一时期也形成了条带状硅铁建造中的铁矿及含金丰度较高的上表壳岩系, 即含金初始矿源层^[2]; ②新太古代, 华北各微陆块发生了碰撞-拼合, 在胶辽陆块与迁怀陆块的弧-陆碰撞、拼合作用下辽宁省形成了统一的基底陆块。受陆块碰撞、拼贴及大规模变质作用的影响, 含金初始矿源层中的成矿元素发生活化、富集, 并在辽宁东部清原地区形成了块状硫化物铜锌矿和脉状、透镜状金矿, 如红透山铜锌矿、南龙王庙金矿等, 构成变质热液成矿系列; ③古元古代初期, 营口— 宽甸一带出现雏地槽(即辽东裂谷), 这时期胶— 辽— 吉地区处于伸展构造背景^[12], 岩浆活动频繁^[32]。在此背景下, 辽东地区形成了层状铅锌矿和层状、似层状、透镜状金矿, 如青城子铅锌矿、猫岭金矿等, 构成沉积变质-热液改造成矿系列。

辽宁省的大地构造位置处于华北陆块北缘东段, 华北陆块北缘作为我国重要的黄金生产基地, 区域内分布着数百处金矿。值得注意的是, 在前寒武纪, 华北陆块经变质-壳熔作用形成了统一的含金变质结晶基底^[3], 这时期省内形成的金矿多集中产于辽宁东部, 而在辽宁西部相对少见, 造成这种现象的原因可能与以下3个因素有关: ①辽东地区与辽西地区的结晶基底在物质成分上存在差异^[33]; ②自太古宙以来, 辽宁境内所经历的多次构造旋回都曾发生过不同性质的变质作用和岩浆活动, 导致辽东地区和辽西地区发生的混合岩化程度及所混合的原岩成分存在较大的差异^[34]; ③前寒武纪, 由于华北陆块内部多个微陆块碰撞、拼贴, 造成辽东地区和辽西地区在成矿背景和物质来源等方面存在显著的差异^[3]。

中生代, 华北陆块在太平洋板块向欧亚板块边缘的俯冲作用下, 发生了由SN向挤压(160~145 Ma)向NNE向伸展(145~100 Ma)的转换^[35]。这种构造体制转换在辽宁省最显著的地质响应是辽宁境内发生的成矿大爆发事件。中生代成矿幕的成矿动力学演化机制主要表现在以下2个方面: ①在构造体制转换过程中, 辽宁省部分地区发生了大规模的推覆走滑、韧性剪切等构造作用, 并伴有相关的成矿作用, 形成了与金矿有关的沉积-变质热液成矿系列和变质热液成矿系列。其中变质热液成矿系列的金矿主要分布于北镇次级隆起区, 太古宙绿岩带内, 成矿母岩为太古宙变质表壳岩, 其成矿作用与容矿剪切变形变质同期、同步发生。沉积-变质热液成矿系列的金矿主要分布于辽东裂谷范围内, 赋存于辽河岩群变质碎屑岩中, 受韧性剪切带控制明显, 以白云金矿最为典型; ②发生重熔、同熔及大量的火山喷发事件, 在营口— 长白次级隆起区及燕辽坳陷等成矿区带内, 分布着与燕山期岩浆作用有关的岩浆热液成矿系列和陆相火山-次火山热液成矿系列。以燕辽坳陷带为例, 该带内分布着由柏杖子金矿、杨家杖子钼矿、小寺沟铜矿等构成的岩浆热液成矿系列; 由肖家营子钼矿、二道沟金矿等构成的陆相火山-次火山热液成矿系列。

新生代, 辽宁省进入喜马拉雅造山运动, 由各地质历史时期形成的海相、陆相砂岩经过成矿作用, 形成了与金矿有关的沉积砂岩成矿系列。