中级变质为主绿岩带中的金矿床

夹皮沟金矿床

1.概述

产在中级变质花岗岩-绿岩带中的石英脉型金矿是夹皮沟金矿区的最主要矿床类型，该区是由10余个大、中、小型矿床和上百个矿化点组成的金矿带，全长30余公里，目前发现的主要有夹皮沟（本区），三道岔、板庙子、八家子、二道沟、四道岔、大线沟、小东沟等矿床。金矿带分布在夹皮沟绿岩带与哑铃状钾质花岗岩带之间的绿岩带一侧，矿体产于韧性剪切带之中。绿岩带、钾质花岗岩带和韧性剪切带是与金矿带密切相关的三个主要地质因素。

矿区出露地层为夹皮沟岩群，南段主要为老牛沟岩组，北段主要为三道沟岩组。矿带中分布的主要岩石类型为斜长角闪岩、斜长角闪片麻岩、角闪斜长片麻岩和英云闪长质-奥长花岗质片麻岩，后者呈岩枝侵入前几类岩石之中。金矿体主要产在斜长角闪岩、斜长角闪片麻岩、角闪斜长片麻岩中和TTG质片麻岩中。矿区内岩浆活动甚为发育，80%以上出露岩石是太古宙TTG岩系，且以英云闪长岩-奥长花岗岩为主，矿带西南部分布着大面积的太古宙末期钾质花岗岩（惯称为“哑铃状”花岗岩，单颗粒锆石U-Pb法测定为2505±14Ma）。矿区内广泛分布有从基性到酸性的各类脉岩，它们常沿矿体上下盘分布，其同位素年龄多为272～130Ma（程玉明，1982），多数切割或楔入矿体，表明形成于成矿后。此外矿区外围东北部还分布了大面积的花岗闪长岩-花岗岩，主要形成于海西期，是一个多期活动的杂岩体。控矿构造主要是以退变质和强烈蚀变为特征的韧性-韧脆性剪切带，其中以二道沟和板庙子为代表的矿床分布在北西向的主剪切带中，而夹皮沟、三道岔、四道岔、八家子等大型矿床主要分布在北东东和近东西向的剪切带中（图2-11）。

图2-11　夹皮沟太古宙花岗岩-绿岩带地质及矿床分布略图

1—呼兰群；2—夹皮沟岩群三道沟岩组；3—夹皮沟岩群老牛沟岩组；4—片麻岩-麻粒岩区；5—太古宙英云闪长质-奥长花岗质片麻岩；6—钾质花岗岩；7—海西期花岗岩；8—金矿床；9—韧性剪切带；10—地质界线；11—推断地质界线

2.矿体产出特征

金矿化以石英脉为主，次为细脉浸染型。矿体产状可分为陡倾斜和缓倾斜两种，矿脉延深常大于延长，与围岩界线清楚，常有膨大收缩、尖灭再现、分支复合现象。

3.矿石类型

矿石类型主要有含金黄铁矿型、含金黄铁矿方铅矿型，其次为含金黄铁矿黄铜矿型、含金黄铁矿磁黄铁矿磁铁矿型和含金黄铁矿闪锌矿型。矿带的不同地段矿石类型略有差异，从板庙子到小东沟，主要为含金黄铁矿型；由老牛沟到三道岔，主要为含金黄铁矿型和含金黄铁矿黄铜矿型；二道沟金矿床主要为含金黄铁矿型、含金黄铁矿黄铜矿型和含金黄铁矿方铅矿型；从夹皮沟本区到八家子，则为含金黄铁矿型和含金多金属型矿石。

4.矿石的矿物成分

金属矿物主要为黄铁矿、黄铜矿和方铅矿，其次为闪锌矿、磁黄铁矿、磁铁矿、白钨矿、黑钨矿、白铁矿和菱铁矿，少见矿物有辉锑矿、辉银矿。金矿物主要是自然金，少量为银金矿，偶见银碲金矿和碲金矿。非金属矿物主要为石英，其次是方解石、铁白云石、长石、绿泥石和绢云母等。载金矿物主要为黄铁矿和石英，少量为黄铜矿、方铅矿。

（1）黄铁矿：黄铁矿是最主要载金矿物。含金石英脉中黄铁矿以立方体为主，少数为八面体晶形或聚形，粒度一般为0.3～1mm，普遍发生了破碎而呈碎粒或碎裂结构，有时，黄铜矿或方铅矿等硫化物沿裂隙和颗粒边界充填、交代、溶蚀，使黄铁矿碎粒呈浑圆状。粒度细而又破碎的黄铁矿含金较高，而结构完整的粗粒黄铁矿含金较低。

根据电子探针分析，黄铁矿的常量元素铁和硫非常稳定，并接近理想成分。铁的含量在45.46%～46.85%之间，（理想成分46.55%）。硫的含量变化在52.31%～53.49%之间，（理想成分53.45%）。S/Fe离子比值为1.96～2.04，近似理想比值2。但从统计学上来看，S/Fe比值为2的占32%,S/Fe比值＜2的占43%,S/Fe比值＞2的占25%，硫亏损。微量元素中，低含量元素［平均（6.12～38.49）×10^-6］为钒、钼、碲、砷、锑、银、金；中含量元素［平均（111.35～377.64）×10^-6］为镍、锌、钛、铋、钴；高含量元素［平均（2466.35～5397.91）×10^-6］为铜、铅。基本属中温硫化物含金石英脉中黄铁矿的微量元素分布特征。根据标准差，元素含量变化由小至大依次为钒、锑、银、碲、砷、锌、镍、金、钴、钛、铅和铜。锑、钒、银、碲、砷、钼、镍、金为变化性小的元素，标准差为0.81～69.02；中等变化的元素为锌，标准差为142.00；变化性大的元素为钴、铋、钛、铅、铜，标准差为351.95～4069.47（表2-20）。黄铁矿的晶胞参数a₀＝（5.4168～5.4178）×10^-10m，与标准晶胞参数相近。

表2-20　夹皮沟金矿含金石英脉中黄铁矿的微量元素含量（W_B/10^-6）

地矿部岩矿测试技术研究所谭元媛分析。

对含金石英脉中黄铁矿的热电系数测定结果，以N型为主。热电系数值在T.A.戈尔巴乔夫（1964）图解上的投影结果表明，黄铁矿的成矿温度在260～370℃之间，均值为320℃左右（据吴尚全，1984），与石英包裹体均一温度测定结果相一致。

（2）方铅矿：方铅矿是矿石中含量仅少于黄铁矿的金属硫化物，但含量比黄铁矿少得多，只占矿石中矿物总量的1%左右。分布比较普遍，但不均匀，呈团块状、脉状、网脉状、细脉状和散点状，主要分布在黄铁矿裂隙和石英颗粒间。矿物结构呈自形到他形立方体，粒度1～4mm，方铅矿可与黄铜矿、闪锌矿和自然金共产于同一条裂隙或晶粒间，但未见方铅矿与自然金呈连晶，而是分别定位在同一裂隙或粒间的不同部位。方铅矿的形成时间晚于黄铁矿，是与黄铜矿、闪锌矿和自然金同阶段的产物。

根据电子探针分析，方铅矿常量元素硫和铅比较稳定，硫平均13.41%（理想成分13.4%），标准差0.26，铅平均含量86.00%（理想成分86.6%），标准差0.32。方铅矿的化学分析（表2-21），铅含量为84.83%～86.14%，平均85.39%。

表2-21　夹皮沟金矿床方铅矿化学分析结果（W_B/10^-6）

地矿部岩矿测试技术研究所曾惠芳分析。

（3）黄铜矿：黄铜矿也是矿带中分布很广的金属硫化物，但含量不均匀，主要分布于矿带南段，多见于三道岔、二道岔、八家子和夹皮沟矿床。黄铜矿主要产于黄铁矿裂隙和颗粒间少数产于方铅矿中或与方铅矿呈连晶，有时沿闪锌矿的（111）解理呈乳滴状、条片状分布，多呈不规则脉状、网脉状和浸染状，局部见块状构造。黄铜矿多呈他形粒状集合体，粒度一般在0.01～0.1mm之间，少数可达5mm。还有少数黄铜矿呈自形-半自形包裹于黄铁矿中。

黄铜矿的电子探针分析表明，铜的含量为34.01%～35.56%，平均34.89%（理想成分34.56%），标准差0.48；铁的含量为28.97%～30.81%，平均30.10%（理想成分30.54%），标准差0.43；硫的含量为32.99%～34.96%，平均33.67%（理想成分34.9%），标准差0.55。铜和铁的含量与理想成分近似。硫的平均含量比理想成分低1.23%，可能是As、Sb、Bi与S成阴离子团或以对As、对sb等形式代替部分

表2-22　夹皮沟金矿床黄铜矿化学分析结果（W_B/10^-6）

地矿部岩矿测试技术研究所曾惠芳分析。

此外还有一些少见的金属矿物辉银矿、斜方辉铜矿、斜方辉铅铋矿和硫砷铜矿，后三种矿物在该区尚属首次发现（骆辉，1994），其化学成分列于表2-23。

表2-23　夹皮沟金矿床几种少见矿物的化学成分（W_B/%）

地矿部矿床地质研究所陈克乔分析G54-11-2、G68-1、G74-1，王文瑛分析87G823。

（4）石英：石英在含金石英脉中约占90%左右，是主要载金矿物之一。一般可分三个世代：早期石英呈乳白色，块状构造；中期石英青灰色，条带构造，贯入、切割乳白色块状石英；晚期石英呈细脉状、透镜状、纤维状、叶片状晶体垂直裂隙生长。中期石英与金矿化关系最为密切。

石英的微量元素含量见表2-24。Al₂O₃、K₂O、Na₂O含量总和低于1%。铜、锌、碲含量均很低。石英作为金的载体矿物，金矿物在其中的分布极不均匀，因而金含量的变化也很大，变化范围为（0.00～23.00）×10^-6。砷、锑含量较高。铋含量极不均匀，个别高达12.6×10^-6，可出现少量富铋、砷矿物。该区不同矿床和同一矿床不同深度的35个石英样品所测的晶胞参数为：a₀＝（4.91228～4.9135）×10^-10m,c₀＝（5.40384～5.40564）×10^-10m，均接近理想值，晶胞体积大小（112.526×10^-30m³～112.988×10^-30m³）与Al、K、Na的含量（0.19%～0.81%）有正消长关系，显深成石英特征。

表2-24　含金石英脉中石英微量元素含量

地矿部岩矿测试技术研究所莫琳分析。

（5）自然金：夹皮沟金矿的主要含金矿物是自然金，少量银金矿，偶见针碲金矿。金矿物形态包括他形-半自形粒状、自形粒状、浑圆状、乳滴状、叶片状、树枝状和脉状等。自然金的粒度如表2-25所示，大部分粒径＜23.5μm。

表2-25　夹皮沟金矿床自然金粒度分布表

（据程玉明，1979）

自然金有四种产状形式：即产于黄铁矿和石英裂隙中；包裹于黄铁矿和石英颗粒内；依附于黄铁矿晶体的边缘；在黄铁矿和石英中呈超显微颗粒。在透射电子显微镜下，可见到超显微金粒，粒度0.1～0.5μm，沿矿物晶面分布。总体上看自然金主要产于黄铁矿的裂隙中，其次是石英裂隙中。

据电子探针分析，自然金晶粒内金的含量为75.77%～99.11%，其中76%的测点含金量＞90%。银的含量低，变化于0.59%～23.30%之间。所以，金的成色很高，变化范围为761～994。温度是影响自然金成色的重要因素。据R.W.Boyle（1984）资料，浅成低温热液矿床，金的成色为500～700，中深中温矿床，金的成色一般为750～900；深成高温矿床，金的成色大于800。据此分析，夹皮沟金矿相当于中深中温矿床。但八家子、三道岔和二道沟矿床金的成色接近深成高温矿床的特征，是否是成矿热液活动中心所在，值得进一步研究。

值得一提的是：矿石矿物、微量元素、成色等在整个夹皮沟成矿密集区内有一定的变化规律：①矿带南西部方铅矿、闪锌矿、黄铁矿含量较多，而北东部贱金属硫化物含量减少，矿带中部磁铁矿、磁黄铁矿、黑钨矿和白钨矿等高中温矿物含量较多；②由北东到南西钨、铜、铅逐渐增加，铋、锌逐渐降低。铁白云石钡、镁、铁减少，钙、锶增加；③金成色逐渐升高，从南东到北西，从八家子→本区→四道沟→三道沟→大线沟→小北沟→小东沟→头道沟→板庙子，金的成色分别为793（16）→863（2）→842（8）→970（4）→901（14）→896（3）→927（7）→938（38）→917（28）。反映成矿带内，矿液流动有一定的规律性。

5.矿石结构构造

矿石结构以自形、半自形粒状和碎裂结构为主，有时见有斑状和固溶体结构。矿石构造有脉状、条纹条带状、浸染状、角砾状、网脉状和块状等，其中条纹条带构造是由绿泥石、金属矿物或蚀变围岩薄片的深色条带与白色石英条带相间构成，宽数毫米至数厘米，延长比较稳定，是构成较大工业矿体的主要构造类型。

6.矿石化学成分

矿石中除Au、Ag之外的微量元素主要有Cu、Pb、Zn、Ti、Mn、W，其次有Cr、Ni、V、Co、Mo和少量As、Sb、Bi、Hg、B、Sn等，以亲基性岩元素含量较高（Cu、Pb、Zn、Ti、Mn、Cr、Ni、V、Co），可能指示本区金矿化伴生金属元素主要源自以镁铁质火山岩为主的太古宙绿岩带。

7.围岩蚀变

围岩蚀变类型主要有绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化、硅化、钾化和黄铁矿化。蚀变类型与围岩岩性有一定关系，绿泥石化与镁铁质岩石更为密切，绢云母化在长英质岩石中更为普遍。蚀变类型之间无明显界线，水平分带和垂直分带都不明显。一般情况下，强蚀变作用的宽度不大，约1～2m。

热液蚀变作用叠加在糜棱岩之上，在蚀变岩石中保留了糜棱岩交代残余结构，蚀变作用强度和蚀变带宽度与糜棱岩化强度和糜棱岩带宽度基本一致。糜棱岩控制了热液的渗透和循环，促进了热液与围岩之间的化学反应，所以，在空间和成因上，热液蚀变作用与糜棱岩化作用密切相关。

蚀变作用发生了明显的化学元素迁移。我们对三道岔矿床560m水平2号脉和八家子矿床320m水平3～4号脉的蚀变带作了剖面观察和系统采样分析，样品之间的距离为0.2m至2m，总的来看，CO₂、H₂O^＋、FeO、K₂O、P₂O₅、TiO₂、Au和Ag在蚀变岩中富集；Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO、Na₂O在蚀变岩中亏损；SiO₂、CaO、和MnO在蚀变岩中或者富集或者亏损。在不同矿床以及距含金石英脉的远近不同，其富集和亏损的程度是不同的，如CO₂平均增加25.97%～100.00%,K₂O平均增加30.82%～164.62%,Au平均增加5.38～300.00%;Na₂O在蚀变岩是亏损成分，而且从远矿蚀变岩到近矿蚀变岩，Na的亏损系统增加，越近矿体，亏损越大；SiO₂在近矿蚀变岩中亏损，在远矿蚀变岩中，八家子矿床富集，三道岔矿床亏损；Al₂O₃、TiO₂、CaO、FeO₂、FeO在远矿蚀变岩中多亏损，在近矿蚀变岩石中全为富集。由此可见，在热液蚀变过程中，热液输送给围岩大量K、CO₂、H₂O和Au，从围岩中带走大量Na和一定量SiO₂，同时，使Al₂O₃、TiO₂、CaO、Fe₂O₃、FeO和MnO发生了活化、迁移和重新分配，主要以绿泥石和黄铁矿的形式在近矿边缘的蚀变岩中固定下来。