本文根据《中国矿产地质志 省级矿产地质志研编技术要求》^[10]将辽东吉南成矿带的金矿成因类型划分为3级, 其中三级成因类型分别为岩浆热液型、陆相火山岩型、受变质型、砂矿型和叠加(复合改造)型。辽东吉南成矿带共有金矿产地242处, 其中超大型1处、大型6处、中型20处(图1)、小型128处、矿点87处, 累计查明资源量724.71 t。金矿成矿时代跨度较大, 从新太古代至新生代均有金矿形成, 其中侏罗纪— 白垩纪(燕山期)是成矿带内金矿的主要成矿时代, 燕山期金矿的累计查明资源量占总累计资源量的72.4%。

图1

Fig.1

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	图1 辽东吉南成矿带地理位置(a)及矿产地分布(b) IV-4-2.凡河裂谷; IV-5-1.龙岗岩浆弧; IV-5-2.太子河— 浑江陆表海盆地; IV-5-3.辽吉陆缘裂谷盆地; IV-5-4.大连陆表海盆地; III-56-1.铁岭— 靖宇(次级隆起)铁-金-银-铜-铅-锌成矿亚带; III-56-2.营口— 长白(次级隆起、古元古代裂谷)铅-锌-铁-金-银-铀-硼-菱镁矿-滑石成矿亚带; III-56-3.瓦房店(次级坳陷)铜-铅-锌-铁-金刚石成矿亚带Fig.1 Location of Liaodong-Jinan metallogenic belt (a) and distribution of its mineral lands (b)

1.2.1 与岩浆作用有关的金矿

与岩浆成作用有关的金矿在辽东吉南成矿带内的分布最为广泛, 矿产地数量最多, 共有134处, 占全部矿产地的55.37%, 分布于龙岗岩浆弧(IV-5-1)、太子河— 浑江陆表海盆地(IV-5-2)、辽吉陆缘裂谷盆地(IV-5-3)III级构造单元内, 位于铁岭— 靖宇(次级隆起)铁-金-银-铜-铅-锌成矿亚带(III-56-1)和营口— 长白(次级隆起、古元古代裂谷)铅-锌-铁-金-银-铀-硼-菱镁矿-滑石成矿亚带(III-56-2)IV级成矿亚带内(图1(b))。

与该类型金矿有关的岩浆岩主要有燕山期花岗闪长岩、印支期片麻状黑云母花岗岩, 以及吕梁期黑云母花岗片麻岩, 同时发育有闪长岩脉、花岗斑岩脉、闪长玢岩脉、煌斑岩脉、石英脉等, 不同时期的中酸性岩体及脉岩为成矿提供了必要的物质来源, 同时也为成矿提供了运移的动力^{[11, 12]}。错综复杂的断裂构造为各类岩体、脉岩的上侵和含金石英脉的充填成矿提供了必要的空间和环境。围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、绢英岩化、黑云母化、绿泥石化、黄铁矿化、碳酸盐化等。矿石类型为脉状矿石、细脉浸染状矿石、网脉状矿石, 主要金属矿物有银金矿、黄铁矿、辉铋矿、自然银、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等, 金的形态主要呈包体金、裂隙金及晶隙金^[13]。

与岩浆作用有关的金矿三级成因类型主要为岩浆热液型, 其次为陆相火山岩型, 代表性矿床有五龙金矿、下大堡金矿和新房金矿等。

1.2.2 与变质作用有关的金矿

与变质作用有关的金矿数量较少, 仅19处, 占全部矿产地的7.85%, 金矿为伴生矿种, 铜、锌等有色金属为主矿种。该类型金矿集中分布于龙岗岩浆弧(IV-5-1), 属铁岭— 靖宇(次级隆起)铁-金-银-铜-铅-锌成矿亚带(III-56-1)。

该类型金矿主要产于新太古界清原群红透山组上部岩段, 容矿围岩为黑云斜长片麻岩、角闪变粒岩、黑云变粒岩等, 原岩为以安山质凝灰岩、安山岩和流纹岩为主的一套钙碱性中-酸性火山岩系, 是铜、锌、金等成矿物质的主要来源, 强烈的韧性剪切作用和多期次的变质变形构造使地层中的含矿物质发生“ 物理重就位” , 为矿床形成创造了必要条件。围岩蚀变主要有透闪石化、硅化、金云母化、绢云母化、绿泥石化、滑石化和碳酸盐化。矿石自然类型为铜锌金矿石, 金属矿物主要有黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿, 其他次要矿物有方黄铜矿、方铅矿、辉钼矿、磁铁矿、金红石、赤铁矿和银金矿^[14]。与变质作用有关的金矿三级成因类型为受变质型, 代表性矿床为红透山铜锌矿。

1.2.3 与沉积作用有关的金矿

与沉积作用有关的金矿均为砂矿型金矿, 集中分布于龙岗岩浆弧(IV-5-1), 属铁岭— 靖宇(次级隆起)铁-金-银-铜-铅-锌成矿亚带(III-56-1), 共有矿产地41处, 占全部矿产地的16.94%。

砂矿型金矿的形成需要含矿地质体, 如新太古代、古元古代以及各时期含金的岩体等, 原生金矿床也是部分砂金矿的主要物质来源, 分布于主谷、支谷或谷底的含矿地质体最易形成砂矿型金矿。强烈的风化和剥蚀作用, 以及以寒冷为主、冷暖相间的古地理环境是形成砂矿型金矿的必要条件^[15]。金属矿物为自然金, 伴生矿物为磁铁矿、赤铁矿、石榴石、磷灰石、钛铁矿等。砂金以片状金为主, 粒状金、枝杈状金次之, 粒度以中— 粗粒为主, 细粒次之^[16]。砂矿型金矿的代表性矿床为万良砂金矿和中汤河砂金矿。

1.2.4 与叠加(复合改造)作用有关的金矿

与叠加(复合改造)作用有关的金矿集中分布于龙岗岩浆弧(IV-5-1), 属铁岭— 靖宇(次级隆起)铁-金-银-铜-铅-锌成矿亚带(III-56-1), 共有矿产地48处, 占全部矿产地的19.84%。

叠加(复合改造)型金矿的成矿期有新太古代— 古元古代及印支期— 燕山期。新太古代— 古元古代成矿期形成了新太古界夹皮沟群三道沟岩组、清原群红透山岩组, 古元古界辽河群大石桥组、盖县组等赋矿地层, 岩性主要有斜长角闪岩、斜长角闪片麻岩、黑云绢云千枚岩、绿泥绢云千枚岩、石英绢云千枚岩浅、粒岩、绢云石英片岩、绢云绿泥片岩、磁铁石英岩、黑云变粒岩、云母片岩和变粒岩等, 新太古代和古元古代形成的地层金含量较高, 金平均含量为克拉克值的数倍^[17], 是叠加(复合改造)型金矿的矿源层。印支期— 燕山期侵入的似斑状黑云母二长花岗岩体、斜长花岗岩、钾长花岗岩、花岗闪长岩等是成矿流体的主要来源, 萃取了矿源层中的成矿物质。脉岩主要有花岗斑岩脉、二长斑岩脉、石英斑岩脉、蚀变闪长玢岩脉、煌斑岩, 空间上石英斑岩脉和闪长玢岩脉断续出现在含金蚀变带附近的围岩中, 与金矿体密切伴生^[18]。与金矿形成有关的构造主要有NNE向、NW向、EW向、SN向等断裂构造, 这些不同方向的断裂构造控制了岩体和脉岩的侵入, 是重要的导矿和容矿构造。同时, 褶皱构造和韧性剪切构造促进了载矿物质的活化和成矿^{[19, 20]}。矿石类型有金-黄铁矿型、金-黄铁矿-黄铜矿-方铅矿型; 主要金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、毒砂、方铅矿, 其次为磁黄铁矿、闪锌矿、磁铁矿、白铁矿、白钨矿、黑钨矿、辉铋矿、辉银矿、铜银铅铋矿、菱铁矿; 金矿物有自然金、银金矿、针碲金矿、碲金矿。该类型金矿的代表性矿床有夹皮沟金矿、板庙子金矿、猫岭金矿、白云金矿等。

成矿系列是在一定地质单元内和在一定地质作用的影响下, 形成于一定地质历史时期的两个或多个矿床类型组合^{[21, 22, 23]}。本文按地质作用将辽东吉南成矿带金矿划分为与沉积作用有关、与岩浆作用有关及与变质作用有关的3个金矿成矿系列组合, 在每个成矿系列组合中按所处构造单元、含矿建造划分出成矿系列、亚系列及矿床式。辽东吉南成矿带金矿共划分出5个成矿系列、12个成矿亚系列和18个矿床式(表1)。

表1

Tab.1

表1(Tab.1)

表1 辽东吉南成矿带金矿成矿系列 Tab.1 Gold deposits metallogenic series in Liaodong-Jinan metallogenic belt 成矿系列编号及描述 成矿亚系列编号及描述 矿床式 典型矿床 Cz-1S(辽东— 吉南地区与第四纪冲积-洪积作用有关的砂金型金矿床成矿系列) Cz-1S-1(与第四纪冲积-洪积作用有关的砂金型金矿床成矿亚系列) 万良河式、柴河式、中汤河式 万良河砂金矿、柴河砂金矿、辽阳中汤河砂金矿 Mz-1I(华北陆块北缘东段与新太古代— 古元古代沉积变质作用及印支期— 燕山期中酸性侵入岩有关的金、铅、锌矿床成矿系列) Mz-1I-1(夹皮沟— 和龙与新太古代花岗绿岩及印支期— 燕山期花岗岩有关的沉积变质热液改造型金矿床成矿亚系列) 夹皮沟式 夹皮沟金矿、板庙子金矿 Mz-1I-2(桦甸三道溜河— 梅河口烟囱桥子与燕山期花岗岩有关的岩浆热液型金矿床成矿亚系列) 六批叶式、香炉碗子式 六批叶金矿、香炉碗子金矿 Mz-1I-3(白山狼洞沟— 集安金厂沟与古元古代火山沉积变质作用及印支期— 燕山期花岗岩、闪长岩有关的岩浆热液型金矿床成矿亚系列) 西岔式 西岔金矿 Mz-1I-4(荒沟山— 南岔与古中元古代变质岩及印支期— 燕山期花岗岩、花岗闪长岩有关的金成矿亚系列) 荒沟山式、南岔式 荒沟山金矿、南岔金矿 Mz-1I-5(凤城— 岫岩地区与古元古代碎屑岩-碳酸岩建造及印支期— 燕山期似斑状二长花岗岩有关的岩浆热液型金矿床成矿亚系列) 猫岭式、白云式、小佟家堡子式、大东沟式 猫岭金矿、白云金矿、小佟家堡子金矿、大东沟金矿 Mz-2I(华北陆块北缘东段与印支期— 燕山期中-酸性侵入岩有关的金矿床成矿系列) Mz-2I-1(清原红透山— 枸乃甸与中浅成侵入岩有关的岩浆热液型金矿床成矿亚系列) 下大堡式 下大堡金矿 Mz-2I-2(宽甸— 丹东与印支期— 燕山期似斑状二长花岗岩有关的岩浆热液型金矿床成矿亚系列) 五龙式 五龙金矿 Mz-2I-3(瓦房店华铜— 新房与燕山期斑状、似斑状花岗岩有关的岩浆热液型金矿床成矿亚系列) 新房式 新房金矿 Pt1-1M(辽东隆起与古元古代裂谷带火山-沉积变质改造作用有关的金矿床成矿系列) 无 大安口式 大安口金矿 Ar3-1M(华北陆块北缘东段与新太古代表壳岩有关的铜、锌、金矿床成矿系列) Ar3-1M-1(辽北(抚顺— 清原)地区与新太古代早期双峰式海相火山作用有关的块状硫化物铜、锌、金矿床成矿亚系列) 红透山式 红透山铜锌矿

表1 辽东吉南成矿带金矿成矿系列 Tab.1 Gold deposits metallogenic series in Liaodong-Jinan metallogenic belt

成矿谱系揭示出一定区域内, 在地质历史发展过程中成矿作用的演化轨迹及其时空结构^[24], 反映出在一定的构造演化过程中成矿物质的演化规律。辽东吉南成矿带金矿成矿谱系如图2所示: 成矿谱系中列从上到下为大地构造单元、成矿区带及成矿系列, 表示了成矿系列所处位置, 箭头则表明金矿形成过程中成矿物质的继承关系; 左列为成矿时代, 右列为构造演化阶段, 分别表示了成矿系列的成矿时代和构造演化发展历史。成矿谱系全面反映了金矿形成的时间、空间、构造演化及成矿作用等重要信息。

图2

Fig.2

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	图2 辽东吉南成矿带金矿成矿谱系Fig.2 Metallogenic lineage of gold deposits in Liaodong-Jinan metallogenic belt

辽东吉南成矿带在经历了中太古代陆核形成期后, 新太古代进入了华北陆克拉通快速增生时期, 在洋-陆俯冲过程中, 大陆一侧产生了弧-盆系统, 包括新太古代火山岛弧、英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩组合、花岗岩-二长花岗岩-正长花岗岩组合及其他有关岩石组成的构造单元。多数构造环境具有弧盆系特点, 少数已经具有陆缘盆地性质^[26]。

随着陆壳的快速增生, 这一时期也发生了较大规模的火山喷发活动, 火山在喷发过程中携带了大量的铁、铜、锌、金等成矿物质^[27], 经变质变形作用后形成了成矿带内的受变质型金矿, 如红透山铜矿形成于新太古界清原群红透山组内^[28], 这一时期是辽东吉南成矿带内重要的铁、铜、锌、金成矿期。

辽东吉南成矿带内的古元古代地层主要形成于2 350 Ma^[29], 在渤海东陆块形成了火山岩-碎屑岩-碳酸盐岩建造, 即辽东地区的辽河群和吉林南部地区的集安群与老岭群。在构造裂谷盆地的西北侧为北辽河群^[30]和老岭群^[31], 东南侧为南辽河群和集安群^[30], 前者分布于陆架构造背景, 后者表现出洋盆沉积的特点^[32], 根据前人划分的东北地区大地构造单元, 古元古代构造谷即为辽吉陆缘裂谷盆地, 北西侧为太子河— 浑江陆表海盆地, 且表现出被动陆缘的演化过程^{[33, 34]}。

古元古代构造裂谷盆地在这一时期形成的辽河群、集安群和老岭群是金、铅、锌等矿产的矿源层, 在构造裂谷盆地形成过程中发生了大规模的双峰式火山喷发^{[35, 36]}, 携带了大量的金、银、铜、镍、铅、锌等成矿物质, 后经变质变形作用^[37], 成矿物质初步富集, 为金矿的形成提供了重要的成矿物质, 造就了受变质型金矿, 如大安口金矿、水泉冯家金矿等。

中三叠世之前, 辽东吉南成矿带的岩石圈相对稳定, 是华北克拉通沉积盖层发展的重要阶段^[38], 晚三叠世之后成矿带进入大陆边缘活动带发展阶段^[39], 中国东部进入环太平洋陆缘活化阶段(板内造山)^[40]。

中生代成矿带受到古亚洲洋、古特提斯洋和古太平洋三大构造域影响^[41], 总体处于挤压-走滑构造体制, 形成了巨型断裂构造带、构造-岩浆带和盆-山体系, 构成NE— NNE向的滨太平洋构造域, 导致成矿带内发生了大规模岩浆侵入和火山喷发^[42], 发育中— 晚侏罗世中酸性侵入岩、基性火山岩、火山熔岩及火山碎屑岩, 以及白垩纪中酸性侵入岩、陆相英安质火山岩、火山岩、凝灰岩及火山碎屑岩, 形成以NE向、NNE向、NW向为主的断裂构造。这样的构造背景使得金矿的形成迎来了顶峰期, 大规模的构造-岩浆活动携带了大量的成矿物质、热源和含矿热液。断裂构造是含矿热液运移的通道, 同时也是含矿热液沉淀成矿的最佳位置, 形成了岩浆热液型金矿床, 如五龙金矿和四道金矿^[43], 同时岩浆活动过程中形成的含矿热液造成古元古代矿源层中的成矿物质发生活化和再富集, 继承了以往的成矿物质^[44], 形成了数量众多的岩浆热液型、叠加(复合改造)型金矿, 如夹皮沟金矿、猫岭金矿、白云金矿、小佟家堡子金矿、新房金矿等, 无论是矿产地数量还是累计查明资源量均远高于其他成矿时代。

新生代时期, 辽东吉南成矿带构造盆地发育, 沉积地层迅速形成, 虽然板内变形微弱, 但风化作用强烈, 迫使金矿或矿源层中的金在冲积、洪积作用下形成砂金矿, 如柴河砂金矿、万良砂金矿等。