排山楼韧性剪切带型金矿床成矿地质特征及找矿预测

摘要

排山楼金矿床位于华北陆块北缘辽西阜新金—多金属成矿区，是目前我国发现的最大的受韧性剪切带控制的金矿床之一。前人对该矿床的控矿条件和成矿作用进行了一定的研究，但由于当时对矿床的揭露有限，制约了对矿床基本特征的研究程度，有关矿床成因和成矿时代等矿床地质基本问题出现了颇多争论。随着矿山开发的持续进行，对矿床揭露程度不断加深，特别是向深部的开拓，为总结矿床地质特征、研究其成矿过程提供了良好基础。本文选择排山楼金矿床作为研究对象，系统研究了其成矿背景、成矿条件和矿床地质及地球化学特征，分析了矿床成因，采用高精度测年厘定了矿床形成时代，指出了找矿方向。主要研究成果归纳如下：
　　 ⑴在系统分析和综合论证基础上，提出了控制排山楼金矿床产出的韧性剪切带形成于新太古代，之后经过缓慢抬升至地壳浅部，至晚中生代受滨太平洋构造体制的影响，遭受了强烈的韧—脆性变形，这一过程是金矿床形成和定位的重要基础。
　　 ⑵系统总结了矿床地质特征。通过对矿区不同中段矿体分布规律研究，确认了金矿体向西—南西侧伏的产出规律，为矿区深部预测和找矿提供了基础信息。
　　 ⑶发现了钾长石化，并圈定了钾长石化蚀变带。由矿化中心向外发育黄铁矿—绢云母化—硅化蚀变带、钾长石化蚀变带、碳酸盐化蚀变带和绿泥石化蚀变带，各蚀变带在空间上相互叠加。其中，与金矿化最为密切的是黄铁矿—绢云母化—硅化及钾长石化，钾长石化也是重要的找矿标志。
　　 ⑷确定金矿床形成于早白垩世晚期。采用Ar-Ar同位素测年法对辽宁排山楼金矿床矿化阶段形成的钾长石和似斑状花岗岩中的钾长石进行了测试，获得矿化阶段形成的钾长石40Ar－39Ar坪年龄为116.69趋士1.15Ma，等时线年龄为116.97+1.39Ma；似斑状花岗岩中原生钾长石40Ar－39Ar坪年龄为126.71士2.03Ma，等时线年龄为124.00士4.32Ma的数据。前者代表了该矿床的形成年龄，即该矿床形成于早白垩世，后者表明金矿化不早于126.71士2.03Ma。这一成矿年龄与华北陆块北缘大部分金矿床的成矿年龄一致，表明华北陆块北缘绝大多数金矿床形成于中国东部中生代动力学体制发生转折的时期，这对认识华北陆块北缘金矿床成矿地质背景具有重要指示意义。
　　 ⑸认为排山楼金矿床成因类型为韧性剪切带型。以矿床地质特征和区域成矿地质环境为基础，从成矿物质来源、成矿流体性质等角度并结合类似金矿床特征对比等阐述了矿床成因，结合高精度测年数据，讨论了成矿过程。排山楼金矿床成矿物质主要源于其围岩，成矿流体属于深源变质流体和岩浆水的混合流体，矿床成因属于韧性剪切带型，矿床成矿周期时间跨度大，从新太古代金的初始富集开始，直到晚中生代早期最终形成工业矿床，这也是我国韧性剪切带型矿床与世界典型韧性剪切带型金矿床的最大不同之处。
　　 ⑹详细研究了排山楼金矿床原生晕特征。元素富集特征表明该矿床元素组合为Au、Ag、Cu、As、Sb、Mo、Ba、W、T1、Bi、Sr、Se，各元素具有明显分带，前缘晕指示元素组合是Sb-AS-Pb：主成矿指示元素组合是Bi-Cu-Se-Ag-Au；矿化的尾晕指示元素组合是Mo-Bi-Mn-V-Co。矿区地球化学场与区域地球化学场类似，但也有所不同，体现在都以Au、Ag、Cu、Se等元素为主的地球化学场，但在矿区内Au、Ag、Cu的强度更大。元素组合显示出热液活动所引起的地球化学特征，指示元素组合在种类和空间上相互叠加，应当是多期地质作用（热液活动）的结果，在垂向上应当有多个Au、Ag, Cu等元素的异常出现。元素的空间分布特征显示该矿床矿体向南西侧伏，在矿区深部和西部应当仍有矿化发育。
　　 ⑺提出在排山楼金矿床西侧和深部是今后进一步找矿的主要方向。以控矿构造和矿床地质特征分析为基础，在研究工作中通过对矿床原生晕系统研究，总结了垂深方向元素分带及元素组合的演化规律，发现目前所圈定的矿体仍属矿床的中上部，向下应当还有较大延深，并提出了排山楼金矿床沿垂向有3～4个矿带，依据成矿地质特征和原生晕特征提出了重点深部预测区，并经排山楼金矿勘探所证实。排山楼黄金矿业有限责任公司实施的钻探在深部发现了金的工业矿体并证实深部存在第四矿带，总计获取工业储量×.××吨（金属量），为解决接续生产储量问题提供了良好基础和勘探方向。