辽宁赵家沟金矿地质特征及找矿标志

董方升，张德庆，边祥山，张雪航，孙东宾，王生文

（1.辽宁省地矿集团能源地质有限责任公司，辽宁 沈阳 110013；2.东北大学资源与土木工程学院，辽宁 沈阳 110013）

0 引言

1 区域地质特征

研究区地处新华夏构造体系辽河断陷以及彰武至黑山中生代盆地的北东缘（赵东波等，2009；许云鹏等，2011），位于重要的冀东—辽西金成矿带的东部，区域上发育有著名的金厂峪、峪耳崖、排山楼、金厂沟梁、二道沟等金矿床（图1）。研究区内发育的地层主要为白垩系义县组内陆湖相碎屑岩和中基性、酸性火山岩系。区域构造主要分为3个构造体系：东西向构造体系、北东向构造体系以及北北西向构造体系。东西向构造体系主要位于阜新北部，北东向构造体系位于区域东部，北北西向构造体系主要位于区域的东北部，赵家沟金矿周边，金矿床与北北西向断裂构造密切相关。区域上岩浆岩主要为白垩纪中酸性侵入岩及火山岩（魏军等，2014；李占春等，2019；王伟等，2020）。

图1 辽宁赵家沟金矿区域构造位置图（据贾三石等，2011修改）

2 矿床地质特征

2.1 矿区地质

矿区出露地层主要为白垩系义县组和第四系。其中义县组为一套火山碎屑岩沉积，岩性包括流纹岩（λ）、安山岩（α）、安山质火山角砾岩（αbl）、流纹质火山角砾岩（λbl）、流纹质凝灰岩（tf）。第四系由坡积、坡洪积物构成，主要分布在工作区低洼区及冲沟中（图2）。

图2 赵家沟金矿矿区地质图

矿区构造相对比较发育，主要以断裂构造为主，可识别出19条，整体走向为330°～350°，倾角为60°～80°，倾向总体呈北东向，构造带规模大小不一，以压性构造为主，兼扭性特征，构造破碎带内见网格状石英脉、浸染状和星点状黄铁矿以及薄膜状褐铁矿。流纹质及安山质火山角砾岩的孔隙中常见有石英晶簇，有较强的硅化、黄铁矿化。

区内岩浆岩以晚侏罗世酸性侵入岩为主，岩性主要为花岗岩，呈浅肉红色，中粗粒结构，块状构造，见于矿区北部，呈岩柱状，产于安山岩内部，该期火山活动范围相对较小，对金成矿的影响不大。

2.2 围岩蚀变

矿区及其周边安山岩具有较强的蚀变现象，并表现出不同的期次，其类型比较复杂。蚀变种类有硅化、黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化、高岭土化和褐铁矿化，其中硅化、黄铁矿化表现最强、最普遍。硅化和黄铁矿化相伴发生，可分为三期，其中第二期硅化与该区金成矿关系最为密切，其次为第三期硅化，该期硅化相对较弱，为金成矿次要阶段。

2.3 矿化特征

矿区金矿化受断裂构造蚀变带控制，主要产于断裂构造蚀变带内部，与主断裂斜交或平行的次级构造以及蚀变裂隙带也有不同程度的金矿化，区内共发现19条断裂构造蚀变带，它们均存在着不同程度的矿化。断裂构造蚀变带一般呈北北西向展布，少量呈南北向，倾向呈北东向，倾角60°～80°，19条断裂构造在全区均有展布，部分地段由于覆盖构造迹象不能反映出来。矿区具有构造蚀变带发育程度高、矿化点带多、矿化普遍存在等特点。

试验主要研究焊接工艺参数、搅拌头前进侧材料和搅拌头偏置对焊缝成型及性能的影响。通过大量的工艺试验表明，当镁板置于搅拌头前进侧时，焊缝存在大量沟槽缺陷，无法获得成型良好的焊缝。而铝板置于前进侧时，当搅拌头旋转速度为900 r/min，焊接速度为50 mm/min时，可获得成型较好的焊缝。相同条件下，搅拌头偏置镁侧1 mm时，焊缝表面出现裂纹，而搅拌头偏置铝侧1 mm可获得成型最佳的焊缝，如图1所示。

矿区F2、F5、F6、F7、F9、F10、F11为主要含矿构造，通过地表槽探揭露，发现工业矿（化）存在，平均品位为3.18 g/t，最高 14.30 g/t。

矿化围岩可分为中性火山岩和酸性火山岩两种，其中F5构造蚀变带围岩以中性火山岩为主，岩性主要为安山岩和安山质角砾熔岩，其他构造蚀变带围岩以流纹岩和流纹质角砾熔岩为主。

矿化蚀变岩主要为构造蚀变岩（以硅化、黄铁矿化为主），原岩成分和相应的围岩一致，构造蚀变岩可分角砾状蚀变岩、碎裂状蚀变岩、裂隙状蚀变岩。其中角砾状蚀变岩含矿性较好，常形成富大矿体，矿化蚀变带一般沿主构造上下盘分布，发育宽度从几十厘米到几十米，局部裂隙状蚀变带可远离主构造带，但一般规模较小。

2.4 矿体特征

通过槽探及钻探工程，在矿区内共发现36条金矿化体，其中主矿体8条，为T1、T2、T6、T7、T8、T9、T11、T35（表1），主 要 分布在Sb5、Sb6、Sb7、Sb2构造蚀变带中（图3）。矿体长度40～270 m，斜深30～108 m，倾向 60°～95°，倾角 70°左右，矿体形态主要为脉状，部分为透镜状，矿体围岩主要是安山岩和安山质火山角砾岩、流纹岩和流纹质火山角砾岩，矿体中主要的蚀变矿化有硅化、黄铁矿化、褐铁矿化和碳酸盐化。

图3 赵家沟金矿区重点勘探线剖面图

表1 矿体特征一览表

2.5 矿石特征

矿石构造类型以角砾状、脉状为主，其次为网脉状。脉状矿石的含金品位较高。角砾状矿石（图4a）是矿区中主要的矿石类型，分布于各矿体中。为浅黄色、灰白色石英胶结流纹岩、流纹质角砾熔岩碎块。

脉状矿石（图4b）也是矿区主要矿石类型，主要由白色、灰白色石英单脉或复脉组成，含角砾比较少，矿石品位高，但不稳定。网脉状矿石（图4c）是矿区中次要矿石类型，主要分布在角砾状矿石和脉状矿石的边缘，金品位较低，一般为1～3 g/t。

图4 赵家沟金矿区矿石类型野外照片

（1）矿石矿物成分。矿石中有用的矿石矿物为自然金和银金矿，其中自然金约占85%，银金矿约占15%，另见少量自然银，金矿物的赋存状态主要为包裹金，占90%以上，主要包裹在石英和黄铁矿中，其次分布在黄铁矿晶粒之间的为粒间金。金矿物形态以它形中细粒状为主，约占80%，部分金矿物呈叶片状产出。脉石矿物主要为石英、黄铁矿、褐铁矿、绿泥石、绢云母等，其中石英呈半自形或他形，多呈网格状，局部呈团块状分布在角砾裂隙之间；黄铁矿含量变化较大，多呈浸染状分布，部分呈细粒分散状，黄铁矿结晶程度以自形、半自形为主；褐铁矿、绿泥石、绢云母等脉石矿物含量较少且分布不均匀，另外矿石中可见黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等矿物，呈浸染状分布，含量甚微。

（2）矿石结构、构造。矿石具有他形粒状结构（图5a），金的粒级以中细粒为主，局部可达粗粒、巨粒级别，部分钻孔中见到明金；角砾状、脉状构造为主，局部见网脉状构造。载金矿物黄铁矿呈自形、半自形粒状（图5b）；浸染状构造为主，可见团块状或似脉状构造。

图5 赵家沟金矿区矿石结构显微照片

（3）矿石品位。矿石中金品位变化较大，多数样品金品位小于10 g/t，少数样品超过10 g/t，在钻孔中出现一个特高的金品位，达到74.01 g/t，矿床平均金品位为3.26 g/t。

（4）矿石中其它化学成分。对金品位较高的样品进行成矿元素分析，其中金的测定用火试金富集-原子吸收分光光度法，银的测定用原子吸收分光光度法，铜、铅、锌、钴、砷的测定用电感耦合等离子体发射光谱法，钼、钨的测定用示波极谱法，硫的测定用高温管式炉燃烧后滴定法。发现除金和银元素外，矿石中其他成分（Cu、Pb、Zn、Mo、WO3、S、As、Co）的含量都非常低，均低于可利用指标含量的10倍以上，有害元素砷的含量仅为0.021%，对选矿有影响的铜元素含量仅为0.004%，可以忽略不计（表2）。

表2 矿石多元素分析结果表及伴生元素可利用指标

3 矿床成因及找矿标志

3.1 矿床成因

赵家沟矿区金成矿与金背景值较高的中低温热液运移以及硅化、黄铁矿化密切相关，成矿可分为3个阶段：①微含金的偏胶体玉髓状石英伴随着火山喷发活动，充填于原生裂隙中；②白色石英沿断裂构造带充填并穿插第一期硅化，呈晶洞或晶簇，并伴随有黄铁矿化；③含金白色石英脉沿北北西构造裂隙充填，穿插一、二期石英，呈脉状、网脉、不规则块状，并伴随有细脉状、浸染状黄铁矿（褐铁矿）分布，本期为主要成矿期，含金量较高。

该矿床矿体严格受北北西向张扭断裂控制，金矿主要赋存于发生薄膜状褐铁矿化以及细粒状黄铁矿化的硅化构造角砾岩中，矿区金元素随着白垩纪火山活动发生活化，金背景值较高的低温热液在沿北北西向断裂构造运移过程中发生富集。矿区矿物成分中大多含有玉髓状石英、褐色隐晶石英、晶芽和蛋白石等典型的低温脉石矿物。

本矿区金品位浅部较深部高，矿区赋矿深度大多在150 m以内，低温脉石矿物发育，且发育的大小不等的晶洞、晶簇，说明有自由空间存在，是低压产物。综上，可认为赵家沟金矿为低温热液型金矿（郭玉乾等，2009；毛光武等，2015；侯华江，2016）。

3.2 找矿标志

（1）断裂构造。金矿主要发育在硅化构造蚀变带中，最明显的找矿标志为构造蚀变带，北北西向断裂构造是主要控矿构造，按此构造追索矿体最为有效（关玉波，2011；陈少锋和白文龙，2019；韩华等，2020）。同时断裂构造分支复合部位、断裂构造产状变异部位是存在工业矿化的有利部位。

（2）石英脉。含金量高的岩石中多见网格状以及细脉状石英脉，颜色多呈灰色、灰白色，因此石英脉是有效的找矿标志之一。

（3）矿化蚀变。构造破碎带中蚀变较强的岩石中金含量较高，其中强烈的硅化、薄膜状褐铁矿化以及细粒状黄铁矿化与金成矿最为密切（刘高杰等，2020），因此找矿过程中要着重注意发生该类蚀变的安山质火山角砾岩、安山岩等。

4 找矿预测

赵家沟金矿矿区内构造相对发育较好，金成矿与北北西向构造密切相关，经野外地质调查在地表发现，多条小型北东向及东西向构造的下部可能存在硅化构造蚀变带。前期勘查工程多布置在构造蚀变带露头处，构造两侧多被第四系覆盖，可布置相应的槽探工程对构造破碎带沿走向延伸方向进行探索，扩大矿体长度。同时，前期钻探工程的终孔深度大多在200 m以内，控制的矿体斜深在110 m以内，经施工发现，深度在150～230 m也存在多层构造破碎带，亦具备金矿富集的可能。

5 结论

（1）赵家沟地区构造发育，金矿主要发育在构造蚀变带中，区内共发现19条构造蚀变带，36条金矿体，其中8条为主矿体。

（2）赵家沟金矿矿石矿物以自然金和银金矿为主，以他形粒状结构，角砾状、脉状构造为主，金平均品位为3.26 g/t，矿石中其它成分含量较低。

（3）赵家沟矿床矿体受北北西向张扭断裂控制，为低温热液型金矿，区内的断裂构造、石英脉以及矿化蚀变为主要的找矿标志，后期工作中应加强对构造蚀变带及深部矿体的控制。