夹皮沟矿集区典型金矿床矿体特征及找矿标志

本文作者通过十余年在夹皮沟矿集区内从事矿山地质工作中,通过相关勘查工程揭露矿体地质赋存情况,对区内典型金矿床地质情况加以总结分析,提出区内金矿床地质特征及勘查找矿标志,指导后期区域找矿工程部署,提高勘查找矿效率。

吉南夹皮沟地区变质侵入岩的锆石U-Pb定年、Lu-Hf同位素分析及其构造意义

吉南夹皮沟变质地体作为华北克拉通东北部太古宙基底的重要组成部分,其新太古代到古元古代的构造演化过程一直存在争议。为此,在详细野外地质调查基础上,选择三种代表性变质侵入岩,开展了锆石稀土微量元素、锆石U-Pb定年与Lu-Hf同位素分析工作。结果显示:夹皮沟地区紫苏花岗岩的侵位年龄为2504±8Ma,并记录有2476±13Ma的变质年龄;其锆石Hf模式年龄介于2.82~2.66Ga之间,εHf(t)值介于1.72~5.1之间,反映为新生地壳物质再循环的产物。变辉长岩体(斜长角闪岩)的侵位年龄为2529±14Ma,并记录有2484±23Ma的变质年龄。变基性岩墙(石榴角闪岩)的侵位年龄为2214±18Ma,并记录有1930±16Ma的变质年龄;其岩浆锆石具有异常高的εHf(t)值(7~15),并存在明显的重稀土亏损现象,推测其母岩浆来源于富含石榴石的岩石圈地幔。综合多种信息,认为吉南地区新太古代末期(2.50~2.48Ga)构造热事件受大规模地幔柱活动控制,古元古代中晚期(2.2~1.84Ga)构造热事件可能源于克拉通边缘板块俯冲引起的碰撞造山作用。

夹皮沟成矿带小北沟金矿床成矿流体特征及其地质意义

小北沟金矿床地处夹皮沟成矿带中部,为石英脉-蚀变岩型金矿床。矿区赋矿围岩主要为高角闪岩-麻粒岩相斜长角闪岩,含金石英脉呈小而不连续的平行细脉或透镜体状产于NW向叠加于早期韧性剪切带之上的次级脆性剪切裂隙之中,其上、下盘旁侧及尖灭处发育少量低品位蚀变岩型(蚀变糜棱岩、片糜岩)矿体。主成矿阶段流体包裹体研究表明,矿石中石英主要发育CO_(2)、富CO_(2)、含CO_(2)及气液两相四种类型原生流体包裹体,测温结果显示包裹体均一温度为226.8~362.5℃,盐度(w(NaCl))为3.57%~11.95%,密度为0.65~0.91 g/cm^(3);成矿流体总体属中低温、中低盐度和低密度的富CO_(2)的CO_(2)-H_(2)O-NaCl体系,成矿压力为70~206 MPa,成矿深度约为9.8 km。包裹体O同位素δ^(18)O_(V-SMOW)值为10.8‰~11.3‰,H同位素δD_(V-SMOW)值为-102.8‰~-96.7‰,C同位素δ^(13)C_(V-PDB)值为-20.6‰~-8.3‰,反映主成矿阶段成矿流体来源具幔源属性。矿石中CO_(2)和富CO_(2)包裹体CO_(2)相均一温度为-24.7~26.6℃,明显低于邻近其他矿床(如三道岔金矿床为21.9~29.7℃,二道沟金矿床为23.8~30.9℃等),暗示其成矿深度较深。小北沟金矿床的地质、流体包裹体和H-O-C同位素特征共同揭示该矿床属于中温热液脉型金矿床,处于深大断裂的脆性区构造层次向韧脆性区构造层次过渡部位,深部仍应有一定的进一步找矿前景,但矿石类型可能由石英脉型转为构造蚀变岩型或蚀变糜棱岩型。

吉林夹皮沟金矿集区三道岔金矿床成矿流体来源与演化——流体包裹体和H-O同位素的制约

夹皮沟金矿集区位于华北克拉通北缘东段与兴蒙造山带的拼贴部位,是我国最主要的产金地之一。然而该区金矿床的成矿流体来源和矿床成因类型目前仍存有广泛争议;此外,成矿过程中流体的演化以及成矿机制方面也有待深入研究。为解决上述问题,本文选取该区规模最大且最具代表性的三道岔金矿床为研究对象,在详细野外工作的基础上,对不同成矿阶段的石英开展了系统的流体包裹体显微测温、激光拉曼光谱分析以及H-O同位素测试。矿床地质和岩相学特征表明,三道岔金矿床的成矿过程可以划分为(Ⅰ)乳白色石英阶段、(Ⅱ)石英-黄铁矿阶段、(Ⅲ)石英-多金属硫化物阶段和(Ⅳ)石英-碳酸盐阶段,其中阶段Ⅱ和Ⅲ代表成矿主阶段。在各阶段石英中识别出3种类型的原生流体包裹体,依次为水溶液包裹体(NaCl-H_(2)O,W型)、含CO_(2)水溶液包裹体(NaCl-H_(2)O-CO_(2),C型)和纯CO_(2)包裹体(PC型)。早阶段与主阶段石英均捕获C型和W型包裹体,主阶段石英还发育少量PC型包裹体,而晚阶段石英中仅见W型包裹体。早、主、晚阶段流体包裹体的均一温度依次为283~411、210~288和131~210℃,盐度(w(NaCl))依次为4.26%~17.48%、2.07%~15.76%和2.57%~14.04%。H-O同位素结果表明,初始成矿流体来自深源岩浆提供的岩浆水与少量大气降水的混合,且成矿过程中不断有大气降水的加入。自成矿早阶段至晚阶段,成矿流体逐渐由富含CO_(2)的中温、中低盐度NaCl-H_(2)O-CO_(2)体系演化为以H_(2)O为主的低温、低盐度NaCl-H_(2)O体系。流体上升演化过程中与围岩发生了广泛的水岩反应,压力突降与大气降水的持续加入所引发的流体不混溶导致CO_(2)和其他气相成分(如H_(2)S、CH_(4)等)大量逸出与成矿流体物理化学条件变化,进而造成Au-S络合物分解、金溶解度降低,从而有利于金和其他成矿元素的卸载。综合矿床地质、流体包裹体和H-O同位素研究结果,三道岔金矿床属于中温热液脉型金矿床。

中国东北部夹皮沟矿集区金矿成矿过程——来自冰湖沟金矿床锆石U-Pb定年和微量元素示踪

夹皮沟矿集区发育众多石英脉型和蚀变岩型金矿床,区内的金矿床属于中温热液金矿床,并以中温低盐度流体、中侏罗世成矿、成因上与同期岩浆作用关系密切为主要特征。为了刻画同期岩浆-热液作用的过程,探讨其对金成矿的贡献,示踪区内金成矿作用过程,以区内的冰湖沟金矿床为例,开展了系统的矿床地质、岩相学,以及锆石的矿物学、年代学和地球化学研究。研究结果显示:1)金主要赋存在震碎角砾岩的胶结物中;2)根据锆石的晶体形态、内部结构、微量元素组成和U-Pb年龄,热液胶结角砾岩和角砾状矿石胶结物中锆石可划分为捕获锆石(第一组195~185 Ma)、继承锆石(第二组175~172 Ma)和热液锆石(第三组176~173 Ma),其中热液锆石(第三组)的U-Pb年龄为176~173 Ma,指示成矿作用发生在中侏罗世;3)第二、三组锆石具有较低w(Y)、高Y/Ho值,指示晚阶段花岗质熔体与富P和Ti的热液流体共存,同时它们的w(Hf)与Th/U、Yb/Gd值呈现出系统的演化趋势,指示岩浆经历了逐步的冷却和分异作用,并最终形成热液流体;4)第二组锆石与第三组锆石相比,具有较高的Ce/Ce^(*)值和Eu/Eu^(*)值,指示岩浆是高氧逸度的,而热液流体是低氧逸度的,同时锆石的不相容元素(如P、Y、LREE、Nb、Th、Pb^(*)等)的质量分数随着w(Hf)(从第二组到第三组)增加逐步增加,指示在岩浆分异及向热液演化过程中,不相容元素逐步进入热液流体相,并逐步富集。结合区域成果,由于岩浆具有高温、高氧逸度、富挥发组分,抑制了硫化物在其演化早阶段结晶,使得Au、S、Fe,以及不相容元素在晚阶段岩浆/热液流体中富集,形成初始含矿流体;在向上运移过程中,强烈的水岩反应、温压和氧逸度的降低,致使含矿流体处于不稳定状态,Au和硫化物大量沉淀,最终形成金矿床。从区域成矿背景、矿床地质、元素地球化学、成矿流体和成岩成矿年代学等角度综合分析,认为上述地质过程是夹皮沟矿集区大规模金成矿的根源。

夹皮沟成矿带三道岔金矿区深部找矿发现及认识

三道岔金矿床是夹皮沟成矿带内的典型金矿床。针对以往提交的浅部资源开采殆尽,矿山面临资源危机的现状,亟须开展深部找矿工作,并取得实质性的找矿突破。通过梳理地质资料和科研成果,总结矿床地质特征和控矿规律,提出深部找矿新方向,通过工程验证,成功在3号含金断裂深部探获了矿体的第二富集段,总结找矿经验和认识,为同类矿床找矿提供借鉴。

吉林夹皮沟金矿床岩浆岩-脉岩-成矿年龄谱系的建立及研究意义

吉林夹皮沟金矿床处于西伯利亚古板块东部布列亚-佳木斯地块的南缘,中朝古板块北东一带。主要由太古代TTG岩系、元古代含钾花岗岩、海西期和燕山期花岗岩组成。吉林辉发河断裂是NNE向郯庐断带向北延伸的一个分支,与近NWW向夹皮沟断裂构成本区古老克拉通和海西地槽区主要分界线,主成矿期年龄一致有争议。吉林夹皮沟地区中生代燕山期隐伏花岗岩带的发现和确定。

造山型金矿成矿流体来源与演化的氢-氧同位素示踪:夹皮沟金矿带例析

在详细的矿床地质研究和成矿阶段划分基础上,系统采集了距夹皮沟断裂带100~3622m的6个金矿床不同成矿阶段的20件矿石样品,进行了氢、氧同位素测试。距夹皮沟断裂带由近及远,各金矿床的氢、氧同位素组成分别为:北沟(100~172m,δD=-97‰^-90‰,δ18O w=-3.26‰~5.49‰)、二道沟(820~830m,δD=-95‰^-94‰,δ18O w=-4.58‰^-0.50‰)、三道岔(1385~1412m,δD=-97‰^-91‰,δ18O w=-3.58‰^-1.39‰)、四道岔(2776~2802m,δD=-99‰^-80‰,δ18O w=0.75‰~4.69‰)、八家子(3400m,δD=-102‰,δ18O w=0.22‰)、夹皮沟本区(3595~3622m,δD=-108‰^-92‰,δ18O w=2.91‰~5.39‰)。成矿早、主、晚阶段δD、δ18O w和W/R值分别为-97‰^-80‰、3.99‰~5.49‰和约0.1;-108‰^-90‰、-3.26‰~4.71‰和0.1~0.5;-97‰^-91‰、-4.58‰^-2.68‰和0.01~0.1。反映金矿早阶段成矿流体以变质水为主体,混入有少量岩浆水,W/R值较小;主阶段成矿流体为变质水和大气降水的混合,W/R值显著增大,氢、氧同位素和W/R值具有明显的空间不均一特征(成矿流体隧道式流动):前者与距夹皮沟断裂带的距离正相关、后两者负相关,而它们与各金矿床已探明资源量的相关性相反,可能表征了成矿系统有效流体压力对W/R值和金沉淀成矿的控制作用;晚阶段大气降水大量加入,成矿流体弥散式的流动机制引起大面积同位素均一化,W/R值最小。据此推断,氧同位素低值区与氢同位素和W/R高值区(尤其是它们的显著变化区)的套合部位是金大规模沉淀聚集的最有利地段暨找矿勘查的重要选区。

吉林夹皮沟金矿带黄铁矿热电性及热爆裂特征

通过对夹皮沟金矿带主要载金矿物黄铁矿的热电性和热爆裂特征分析,确定了主成矿世代及各世代矿化类型,预测了深部探矿的可能性。黄铁矿以电子型(N型)为主,极少有空穴型(P型),N型热电系数分布于-347.3^-6.2μV.℃-1,P型热电系数介于17.4~193.5μV.℃-1,成矿温度集中于258.8~319.2℃,剥蚀率为50.260%~50.485%。爆裂曲线反映中低温(<280℃)矿化没有高温(>290℃)矿化好。综合分析认为,夹皮沟金矿带矿化分早期高温世代(热电系数峰值为-120μV.℃-1,成矿温度峰值为320℃)和晚期中低温世代(热电系数值峰值为-210μV.℃-1,成矿温度峰值为270℃)。前者包括石英脉型与蚀变岩型,在矿体走向与夹皮沟主断裂一致及相交的矿区中均有发育;后者属石英脉型,主要在矿体走向与夹皮沟主断裂相交的矿区发育,叠加于高温世代热液矿化之上。高温热液矿化世代是主成矿世代,但有叠加的部位矿化增强。

吉林夹皮沟金矿带构造地球化学特征分析

对夹皮沟金矿的区域、矿带、矿体和成矿元素等构造地球化学特征进行了系统分析 ,结果表明 ,中生代太平洋板块向华北板块碰撞、俯冲 ,其效应激发了幔源和壳源岩浆的发生 ,成矿微量元素活化、迁移并形成区域性Au、Cu侧向分带。矿带内Cu Au Bi对称性分布、控矿构造组合类型与矿体原生晕序列的相关性以及稳定同位素所揭示的构造分馏等特征 ,都体现夹皮沟金矿带是幔-壳流体加入、矿质多源、中生代构造 -岩浆 -成矿作用的产物。

吉林夹皮沟金矿带成矿流体地球化学特征

对夹皮沟地区夹皮沟群变质岩—斜长角闪岩及夹皮沟和二道沟金矿金矿石中的流体包裹体进行了岩相学、显微测温及单个包裹体成分激光拉曼光谱研究。结果表明:金矿石中发育水溶液相、含 CO_2相及 CO_2相等三类包裹体,成矿过程中,流体经历了 NaCl-H_2O-CO_2体系的不混溶作用,各类包裹体均一温度157.2℃～440℃,盐度1.8%～11.6%NaCl eqv,流体密度0.54～0.96g/cm^3;变质岩中以发育含子矿物多相包裹体为主,其均一温度为260℃～480℃,盐度为36.5%～54.8%NaCl eqv,流体密度为1.06～1.17g/cm^3,反映了变质流体为一中温、高盐度、高密度均匀 NaCl-H_2O 热液体系。成矿流体与变质流体存在明显差异,表明该区金矿床成矿流体并非来自太古代变质热液。结合新近的流体包裹体氢、氧同位素分析结果和测年数据,认为本区金矿成矿流体以来自岩浆热液为主,矿床成因属中生代岩浆热液矿床。

夹皮沟片麻杂岩对吉林南部地区太古宙地壳演化的制约——来自岩相学、地球化学、锆石U-Pb年代学方面的证据

吉林南部地区是华北克拉通北缘重要的太古宇出露区。为探讨华北克拉通新太古代构造-岩浆热事件的性质及早前寒武地壳的形成与演化,选择吉林南部夹皮沟TTG片麻杂岩进行研究。研究表明这套岩石高Al(Al2O3=14.97%~16.28%),富Na(Na2O=3.73%~4.54%)、低Mg(MgO=1.96%~2.56%)且平均镁指数为43;富集LREE,亏损HREE,Eu异常并不明显;富集Sr(358×10^(-6)~1114×10^(-6))、Ba(613×10^(-6)~1200×10^(-6))等大离子亲石元素,亏损Nb(6.39×10^(-6)~11.2×10^(-6))、Ta(0.384×10^(-6)~0.679×10^(-6))等高场强元素;Yb(1.17×10^(-6)~1.89×10^(-6))和Y(9.93×10^(-6)~19.3×10^(-6))含量也很低,Sr/Y比值很高(36.0~57.7),以上地球化学特征表明其残留相主要为石榴子石、角闪石和含Ti矿物,没有斜长石,属于高压型TTG岩类。LA-ICPMS锆石U-Pb结果表明其形成于~2509Ma,属于新太古代晚期的产物。结合以往TTG片麻岩类的地球化学研究及Nd模式年龄,这期岩浆事件可能代表古老地壳(~2.8Ga)的重熔。岩相学和锆石形态学研究表明研究区经历了多期变质作用,其中~2509Ma的高级变质事件与岩浆事件几乎同时,可能与地幔柱环境下的岩浆底侵作用有关。

吉林省夹皮沟金矿区控矿构造研究

夹皮沟金矿受夹皮沟断裂的一系列次级脆性构造控制,按构造性质可划分为NW向、NE-NEE向、近SN向3种控矿构造类型。其中NW向构造显示左行剪切特征,NE-NEE向构造显示右行剪切特征,近SN向构造显示压性特征。经研究提出区内控矿断裂的形成与中生代敦化—密山断裂大规模左行平移有关;NE向敦化—密山断裂与次级平行分布的两江断裂左行平移,使早期形成的夹皮沟压性断裂显示左行压扭特征,诱导应力场派生出一系列NW向、NE-NEE向的剪切断裂,以及近SN向的压性断裂。这3组断裂成为本区最主要的容矿构造。

吉林汪清夹皮沟斑岩型钼矿床的形成时代与成矿构造背景

夹皮沟钼矿床是吉林省汪清县近年来发现的一个中型斑岩型钼矿床。矿体赋存在受北东向断裂控制的似斑状黑云母二长花岗岩内。含矿岩体中锆石LA-ICP-MSU-Pb加权平均年龄为(193·1±1·0)Ma(MSWD=1·02),矿石中辉钼矿Re-Os等时线年龄为(188·6±4·7)Ma(MSWD=0·41),表明夹皮沟钼矿床形成于早侏罗世,与区域内其他斑岩型钼矿床(成岩成矿时代介于190~160Ma)同属于燕山早期大规模构造-岩浆-成矿事件的产物。似斑状黑云母二长花岗岩具有高硅〔w(SiO2)=72·29%~72·81%〕、富碱〔w(Na2O+K2O)=7·62%~7·71%〕的特点,属于弱过铝质的高钾钙碱性岩石系列;稀土元素分布型式呈明显的右倾型,轻、重稀土元素分馏明显(LREE/HREE为6·41~7·34),Eu异常中等(δEu=0·33~0·40);微量元素组成上表现为富集大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE)。似斑状黑云母二长花岗岩属于I型花岗岩,矿床成岩成矿物质可能源于俯冲背景下增厚的下地壳。结合区域地质构造演化,认为夹皮沟钼矿形成于古亚洲洋构造体制与环太平洋构造体制叠加与转换的构造背景下,成岩成矿作用与燕山早期古太平洋板块的俯冲作用关系密切。

论吉林夹皮沟金矿成矿时代

吉林夹皮沟金矿是我国产于变质地体中典型的造山型金矿,其成矿时代一直存在很大争议。通过标志性地质体与矿脉、特别是脉岩与矿脉的关系研究,成矿时限界定在显生宙中酸性脉岩形成之后且基性脉岩形成之前。同位素测年表明,成矿时代为170～160 Ma。金成矿作用与区域动力学过程存在明显的耦合关系,即侏罗纪太平洋板块俯冲欧亚大陆导致区域敦—密断裂大规模左旋平移的构造背景下,区内发生强烈的构造—岩浆活动伴随金的成矿作用。

大陆动磁变化对成矿元素富集的影响——以吉林夹皮沟矿集区为例

多次交变的应力引起岩石磁性的变化称之为动磁。本文以吉林夹皮沟矿集区为例,通过磁力与成矿元素之间吸引或排斥关系,应力与岩石磁化率和应力与岩石剩余磁化强度等变换规律,探求大陆动磁变化对成矿元素富集的下列影响。1)当铁矿层或磁铁石英岩层褶皱时,金元素易在磁铁矿含量高、动磁强度大的部位(即褶皱转折端或两翼)富集。2)对非铁磁性介质,构造透镜体中的含金性既与低压区有关也与高压区有关,两者共性是沿磁能加大的方向有利于金元素的富集。对含矿围岩则相反,岩石磁性强、弱与岩石含金量呈反比。3)流体内非铁磁性物体动磁的变化对成矿元素富集的影响,主要表现在物体的总力—位移—剩磁—运行轨迹—成矿元素分异和富集的对应关系上。4)大陆动磁频度变化对成矿元素富集的影响,反映为同一构造带大陆碰撞频度与动磁强度呈反比,元素富集不明显;而不同方向构造叠加的频度与动磁强度呈正比,有利于元素富集。这些影响将拓宽和加大大陆动力学与成矿作用间的研究内容和深度。

氢氧同位素示踪体系中σD–σ^(18)O图解应用的探讨——兼论夹皮沟金矿成矿流体来源

水是含金络合物迁移和沉淀的重要介质,而石英、绢云母、方解石等矿物是大多数金矿床中常见的脉石矿物,测定羟基矿物和包裹体水中的σD和石英、碳酸盐及某些硅酸盐矿物的σ18O,可以有效的判断成矿溶液的性质和来源（Evandro et al.,2007;Ruano et al.,2002）。而成矿流体氢、

夹皮沟金矿床的成矿时代讨论

产于太古宙中深变质岩中的金矿床在我国华北东北地区分布很广，成矿时代主要靠同位素年龄及其与后期岩浆活动的关系来确定。夹皮沟金矿是该型矿床中工作较多且有代表性的一个矿床，对其成矿时代有前寒武纪（Ar、Pt）成矿、显生宙（海西、海西一印支、燕山）成矿及前寒武纪十显生亩成矿等不同认识。本文根据矿脉与海西期花岗闪长岩及脉岩的关系，以及含金石英包裹体Rb－sr等时线年龄资料，认为成矿属海西期或海西一印支期，可能有燕山期的叠加。由于石英含过剩氩，故所得元古宙Ar－Ar、K－Ar表面年龄无地质意义，锆石可能具继承性，其太古宙年龄不能肯定为成矿时代。该矿是否有前寒武纪成矿期尚待进一步工作。

吉林夹皮沟金矿稳定同位素地质及找矿方向

吉林夹皮沟金矿床成因，多年来一直存在变质热液和岩浆热液之争。在金矿带北侧海西期花岗岩内和南侧白山镇一带变质岩地区进行外围找矿始终没有突破性进展。在前人研究基础上，通过一些补测工作对夹皮沟金矿稳定同位素地质给予新的认识。Ｓ和Ｃ、Ｈ、Ｏ流体主要来自地幔，部分Ｓ和Ｓｉ、Ｐｂ、Ａｕ主要来自花岗岩和古老变质层状岩系，成矿远景区应重点选定在夹皮沟—大砬子深大断裂两侧中生代脉岩体附近。

夹皮沟金矿控矿构造微观—宏观特征与成矿作用

1∶5万区域地质调查及室内岩组分析结果显示 :夹皮沟金矿控矿构造宏观受夹皮沟陆块与白山镇陆块之拼贴韧性剪切带 (板庙子老牛沟二道沟带 )控制 ,微观上与矿床所产部位的韧性剪切变形、特别是后期叠加的韧脆性变形活动有关。区内构造变形至少可划分为两期 :早期属太古代末期与陆块拼贴有关的高绿片岩相条件下的韧性变形 ,晚期属三叠纪陆内逆冲推覆作用有关的绿片岩相条件下的韧—脆性变形 ,并见有地质流体参与了变质变形作用。两期变形恰恰与两期金的成矿作用时代相一致。