辽西地区中生代火山岩型金矿成矿地质条件与找矿方向.doc

年月M IN ERA L R E SOU R C E S A N D GEOL O GY总第期辽西地区中生代火山岩型金矿成矿地质条件与找矿方向马建德( 辽宁有色地质勘查局朝阳地质勘查院, 辽宁 朝阳 122000)刘殿忠( 朝阳基础分公司, 辽宁 朝阳 122000)摘 要: 辽西地区地处我国东部中生代火山活动带, 火山岩发育。已发现二道沟、红石砬子和大青山等火山岩型金矿床 (点)。研究了该区火山岩型金矿的成矿地质条件, 矿床特征和 找矿标志, 提出了红石砬子温滴楼、小塔子马岱沟、大青山影壁山等找火山岩型金矿有望地区。关键词: 辽西地区; 火山岩型金矿; 找矿方向中图分类号: P 618151; P 5881140015- 05文献标识码: A文章编号: 1001- 5663 ( 2001) 01-辽西地区地处我国东部中生代火山活动带, 火山岩系发育, 已发现二道沟金矿、红石砬子金矿和大青山金矿等火山岩型金矿床。 深入研究该区火山岩型金矿的成矿地质条件与地质特 征, 对指导找矿工作具有重要意义。1火山岩型金矿的分布辽西地区火山岩型金矿受区域构造和火山岩建造, 火山机构所控制。 主要分布在: 义县-阜新火山- 沉积盆地, 代表矿床为义县红石砬子金矿; 金岑寺- 羊山火山- 沉积盆地, 代表矿 床为小塔子和马岱沟金矿点; 建昌火山- 沉积盆地, 代表矿床为大青山地区的大石头沟和小安等金矿; 扬家湾子- 四家子火山- 沉积盆地, 代表矿床为二道沟金矿。 而其它地区则多为一些 矿点和矿化点 (图 1)。2 火山岩型金矿控矿地质条件2. 1大地构造环境辽西地区位于华北地台北缘中东段, 构造活动经历了地槽、地台和大陆边缘活动带三个发 展阶段。 分别形成了古老结晶基底构造层、地台盖层构造层和火山沉积构造层, 具有三重结构 的特点。中生代以来的大陆边缘活动带发展阶段由于太平洋板块向欧亚大陆板块的俯冲作用,收稿日期: 2000- 07- 27 作者简介: 马建德 ( 1954-) , 男, 辽宁朝阳人, 工程师, 从事地质矿产勘查工作图 1辽西中生代火山岩建造中金矿床 (点) 分布及地质略图F ig 1Sch em a t ic M ap o f geo lo gy an d Go ld D epo sit D ist r ib u t io n in M e so zo ic e raV o lcan ic R o ck Fo rm a t io n in W e ste rn L iao n in g1- 中生代火山岩 2- 古生代沉积岩系 3- 元古代沉积岩系 4- 太古代绿岩系5- 花岗岩 6- 混合花岗岩 7- 断裂 8- 中、小型矿床 9- 矿点致使本区形成了一系列近于等距的 N E - N N E 向断裂、隆起和火山岩盆地。 并使新形成的隆凹相间的 N E - N N E 向构造形迹迭加在古老 EW 向构造形迹之上。 伴随着强烈的构造运动,形成了以安山岩- 流纹岩为主的火山沉积岩和火山岩型金矿。2. 2火山岩条件辽西地区中生代火山活动频繁而且强烈, 由早至晚可划分为兴隆旋回、蓝旗旋回和义县旋回1 。前两个旋回以安山岩- 玄武岩等中基性火山岩为主; 义县旋回以安山岩- 英安岩- 流纹岩- 流纹斑岩等中酸性火山岩、次火山岩为主。该地区中生代火山旋回演化和每一期火山旋回演化均具有从基性- 中性- 酸性的演化特征。 随着火山旋回的演化, S iO 2 含量的增高, 火山岩石的碱性也呈由小变大的变化规律。即由早侏罗世兴隆沟期钙碱性- 中侏罗世蓝旗期的钙碱性- 早白垩世义县期的碱性。 并且空间上有自西向东碱度呈逐渐增高的趋势。火山岩的微量元素 C r、N i、V 在各类岩石中的含量表现为由基性到酸性呈递减变化, A u、C u 等成矿元素随着岩浆的演化逐步趋于富集。 义县旋回火山岩 C u 1421410- 6、Zn 10010- 6、A u 21710- 9 441210- 9 , 远高于兴隆沟旋回和蓝旗旋回由兴隆沟旋回, 蓝旗旋回至义县旋回由基性至酸性火山岩的演化序列, 岩石的稀土总量逐渐增加, 各类岩石皆为轻稀土富集型, 以义县旋回的英安岩、流纹岩最为明显 (图 2)。山岩和安山质角砾岩等。 红石砬子金矿的火山岩主要有流纹斑岩和玄武质安山岩等。 二道沟金矿的火山岩为义县组流纹岩、流纹质角砾岩和流纹斑岩等。岩石以富集碱质和亲铜元素为特 征。 与成矿有关的火山岩系主要形成于早白垩世。 同位素地质年代学研究结果表明火山岩的形成年龄一般为 104106 a 140106 a (王东方和辽宁区调队等 K - A r 和 R b - S r 法)。2. 3 火山构造条件火山岩型金矿床同火山机构有着密切的 关系。 火山机构既是火山岩浆和成矿热液活 动的通道, 又是成矿的有利容矿场所。 破火山口明显受区域深断裂控制, 呈带状分布, 多数 的矿床、矿点处发现破火山口等火山机 构 表 明, 与金成矿作用有关的多为中心式喷发, 由 火 山 喷 发 中 心 向 外 火 山 岩 石 类 型 有 规 律 变 化, 一 般 中 心 部 位 是 潜 火 山 岩 相, 火 山 通 道相, 岩石类型为安山玢岩, 石英粗面斑岩和流 纹 斑岩。 向外逐渐过渡 为 侵 出 相 熔 岩, 安 山图 2辽宁省建昌县大青山破火山口岩性岩相地质图Geo lo g ica l M ap o f L itho lo gy an d岩, 英安岩, 流纹岩等及 爆 发 相 火 山 角 砾 岩,集块岩和火山凝灰岩等 (图 2)。 由于 火 山 的 喷 发 和 爆 破 作 用, 环 绕 着 火山 机 构 发 育 一 系 列 的 环 形 断 裂 和 放 射 状 断 裂。 火山岩型金矿体多赋存在火山通道相的 次火山岩 ( 红石砬子) 或火山机构的环形和放 射形断裂系统之内 (二道沟、大青山)。F ig 2L ith fac ie s o f D aq in g sh an ca lde ra inJ ian ch an g, w e ste rn L iao n in g1- 潜火山岩相石英粗面斑岩及流纹斑岩 2- 侵出 相石英粗面质熔岩 3- 喷溢相粗面质角砾熔岩 4- 爆发相粗面质熔结角砾岩、熔结凝灰岩 5- 侏罗纪沉积岩 6- 混合花岗岩 7- 花岗闪长岩 8-断层 9- 含金蚀变带3 火山岩型金矿床地质特征3. 1矿体特征该区火山岩型金矿矿体明显受火山机构和断裂构造所控制。含金石英脉、网脉带和蚀变带多充填在放射状断裂、环状断裂和火山通道次火山岩 (脉) 内或次火山岩与围岩接触的破碎带 内。矿体产状以脉状为主, 其次为不规则脉状, 分枝复合, 膨胀收缩现象明显。矿体规模长一般几十至几百米, 宽 012 2m , 矿体深 100 600m 。矿体具有靠近火山机构规模较大, 远离火山构 造则变小直至尖灭的特点。3. 2矿石特征矿石具有矿物组合复杂的特征, 金属矿物主要有黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铜矿、磁黄铁 矿、自然金和银金矿等。脉石矿物主要有石英, 绢云母、绿泥石和方解石等。矿石以晶粒、碎裂、 交代结构为主。 矿石构造主要呈脉状、块状、角砾状、浸染- 细脉浸染状。根据矿物包裹体测温及矿石结构构造所提供的矿物生成关系, 一般可分为三个成矿阶段:石英- 黄铁矿阶段; 金- 多金属硫化物阶段; 石英- 碳酸盐阶段。 金的生成主要与金- 多金属 硫化物阶段关系密切, 特别是与该阶段形成的粉末状黄铁矿密切相关。 金的成色较低, 一般多为 750 850, A uA g 比约为 13。3. 3围岩蚀变特征辽西地区火山岩型金矿一般均具有强烈的围岩蚀变, 主要围岩蚀变为硅化、绢云母和黄铁矿化、绿泥石化、高岭土化和碳酸盐化, 与金矿化关系密切的围岩蚀变是硅化、黄铁矿化和绢云母化迭置在一起的黄铁绢英岩。 矿床围岩蚀变分带比较明显, 内带多为硅化黄铁矿化带, 中带为硅化、绢云母和黄铁矿化带, 外带为绿泥石、高岭土、碳酸盐化带。3. 4成矿元素组合特征该类型矿床所在的火山岩区域地球化学元素以富集 A u、C u、P b、H g、A s、Sb 等为特征。元素组合具有对火山岩元素组合的继承性。二道沟地区流纹质角砾岩、流纹岩主要富集 A u、C uP b、Zn , 含金石英脉中除金外, A g、C u、P b、Zn 含量也显著偏高。红石砬子地区玄武安山岩和流纹斑岩 A u、A g、C u、A s、H g 等元素有明显富集现象, 金矿体中也以富集 A u、A g、C u、H g 为特征。 并且具有从矿体中心由中低温元素组合向矿体外围过渡为低温元素组合的特征。3. 5矿床稳定同位素特征根据红石砬子、二道沟、马岱沟金矿床氢氧同位素研究结果: 18O H O =- 6100 11702d= - 115 782 , 说明成矿热液为大气降水与岩浆 (火山) 水的混合水。通过各矿床 (点) 硫同位素测定结果表明: 34 S 变化范围为- 7159 + 3, 而峰值集中在 0100 + 2之间。这种接近陨石硫的同位素组成说明硫主要来源于地壳深部的火山岩浆根据矿床的稳定同位素组成特征及辽西地区火山岩的微量元素特征及火山岩型金矿对火山岩成矿元素的继承性及二者的相似性。 说明辽西地区火山岩型金矿的成矿物质主要来源于中、酸性火山喷发岩系。3. 6成矿温度与深度特征根据矿物包裹体均一法和爆裂法测温, 辽西地区火山岩型金矿物成矿温度分布在 150320之间, 峰值集中在 150 250。成矿温度为中、低温。这一结果也与成矿元素组合所反映的成矿温度相吻合。辽西地区火山岩型金矿成矿火山岩系具有时代新, 矿体的围岩为火山岩或次火山岩, 矿体上覆岩层少, 根据这些特点, 推测火山岩型金矿的形成深度较小, 具有浅成的特点。3. 7成矿时代特征王东方 ( 1982) 对义县组底部火山岩用 K - A r 和 R b - S r 两种方法作了等时年龄测定分别为 136106 a 和 140106 a。沈阳地矿所在北票、义县等地将义县组上部安山岩、流纹岩 K -A r 同位素年龄样品 11 个点做出等时线, 计算其等时线年龄为 117106 a 125106 a, 辽宁区调队对辽西地区不同地点的义县组火山岩和部分潜火山岩采集了 23 个 K - A r 全岩样品, 经地 科 院 用 稀 释 法 测 定 年 龄 值 91106 106 a 144113 106 a, 其 中 95% 为 110 106 a 130 106 a。因此, 义县组火山岩的年龄值约为 90106 a 140106 a。辽西地区火山岩型金矿均赋存在义县组上部安山岩、流纹岩和流纹斑岩之中, 而成矿物质大部分来自火山岩系, 推测其成矿年龄为 90106 a 120106 a 即早白垩世的晚期。4 火山岩型金矿的找矿方向4. 1找矿标志( 1) 火山岩型金矿 (点) 所在地区及其周围一般均具有成矿元素分散晕, 矿物组合为: 自然金+ 黄铜矿+ 方铅矿组合 (二道沟) 或黄铜矿+ 辰砂+ 锰矿物组合 (红石砬子、马岱沟)。重合性, 与 H g、A s、Sb 呈分带性。( 2) 火山岩标志: 与成矿有关的火山岩多为时代较新的早白垩世晚期中酸性火山岩系, 火 山岩的岩石组合类型为玄武安山岩+ 流纹斑岩组合; 英安质、流纹质熔结角砾岩+ 流纹质熔结凝灰岩组合; 安山玢岩+ 安山质角砾岩+ 安山质凝灰岩组合。(3) 构造标志: 破火山口、火山通道及其周围的环状放射状断裂系统, 它们不仅是火山岩浆 和成矿热液的活动通道, 也是火山岩型金矿体的赋存空间。(4) 围岩蚀变标志: 由于火山岩型金矿成矿流体的多期活动。因此, 大部分矿床均具有广泛 的围岩蚀变。 由硅化、绢云母化和黄铁矿化所组成的黄铁绢英岩往往能够指示矿体的存在。( 5) 矿 (化) 点标志: 辽西地区的火山岩型金矿床过去多认为是铜矿点或多金属矿点, 多数 经过铜矿和多金属矿找矿阶段。 而在后来改为找金才取得找矿勘查突破。 因此火山岩区的铜 或多金属矿点是寻找火山岩型金矿的矿化标志。4. 2找矿方向根据辽西地区火山岩型金矿成矿地质条件及主要找矿标志和目前所获得的找矿信息, 笔 者认为红石砬子- 温滴楼地区、小塔子- 马岱沟地区、大青山- 影壁山地区、烧锅地- 头道沟地区是寻找火山岩型金矿的有望远景区带。世界火山岩型金矿成矿的时代多为中- 新生代, 特别是 80 年代以来所发现的大型- 超大 型金矿多与新生代火山岩有关3 。 所以我们在寻找中生代火山岩金矿的同时应积极探索新生代火山岩区找金的问题, 以取得火山岩区找金的突破。参考文献:123辽宁省地矿局. 辽宁省区域地质M . 北京: 地质出版社, 1989.邵军. 辽西中生代火山岩建造中的金矿J . 辽宁地质学报, 1992, ( 2).涂光炽. 金矿床地质问题的讨论J . 地质找矿论丛, 1988, ( 1).O RE- FO RM ING GEOLO G ICAL CO ND IT IO NS A ND PRO SPECT INGD IRECT IO NS O F VOL CA N IC TY PE GOLD D EPO S ITS IN M ESO ZO IC ERA , W ESTERN L IAO N INGM A J ian 2de(C h aoy ang G eolog ica l E x p lora t ion I ns t itu te of L iaon ing G eolog ica l B u reau f orN onf e r rou s M e ta ls, C h aoy ang L iaon ing 122000)A bstra c t: W e ste rn L iao n in g d ist r ic t is L o ca ted in ac t ive vo lcan ic zo n e o f M e so zo ic rea