桦甸夹皮沟金矿成矿背景及成因研究

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【摘 要】夹皮沟金矿是一个百年老矿，经过多年的开采，资源量出现了日益减少的趋势，而其潜在资源量可观。要想找到新的接替矿源，必须进一步研究成矿规律。本文通过野外勘查、资料收集，对夹皮沟金矿成矿背景、成矿因素及矿床类型的总结，探讨了金矿的成因及矿床的变化规律，为今后在该区域内寻找更多的同类矿床提供重要线索。

【关键词】夹皮沟金矿；成矿背景；金矿成因

桦甸夹皮沟金矿就是我国大型金矿之一，被誉为“中国黄金第一矿”。夹皮沟金矿以其储量大，保存条件好，开采历史悠久，成矿条件复杂而一直备受人们的关注。但由于存在保有储量不足，已采矿床面临资源枯竭，迫切需要对已有资料重新整理和认识，以便于挖潜找盲探矿工作。

1.夹皮沟金矿矿床概况

夹皮沟金矿区隶属于吉林省桦甸市（属于吉林市），位于桦甸市区东部偏南62.5公里处，地处松花江的右岸。东靠敦化市，南隔松花江与抚松县相望，西邻红石砬子镇。夹皮沟地区有大大小小十余座矿山，有夹皮沟本区、三道岔两个大型金矿，还有八家子、二道沟、四道沟、老牛沟、大线沟、庙岭、菜呛子、板庙子、西北岔、小北沟、东驼腰子等中小型金矿。

早在清道光初年（1821年）就在此地发现砂金并开采，至今有190多年的辉煌采金史，累计开采超过100 t，年产量超过1.5 t。经过多年开采，资源储量出现了减少的趋势，通过几年的工作，又新发现了大羊岔、六品叶沟等中大型金矿床和一批较有远景的矿床。

2.成矿构造背景

夹皮沟矿区位于华北地台和吉黑褶皱系碰撞带的一侧，夹皮沟金矿区包括太古宙花岗―绿岩带和高级变质区两个部分。太古宙花岗―绿岩带除受到太古宙金矿成矿作用外，也受到了中生代构造岩浆活动的影响，因而该区具有多期成矿的特点，成矿条件较为复杂[1]。中生代中、晚期和侏罗纪燕山活动较为活跃，同时伴有强烈的岩浆活动，形成了较好的成矿条件。根据在构造环境中矿化特征的受控关系，把夹皮沟金成矿区划分成三大构造带（见图1）：太古宙克拉通边缘矿化带；海西俯冲带南缘矿化带；中生代构造―岩浆―成矿带。其中后者位于前二者拼合地带之上，夹皮沟金矿床则是拼合地带之上形成的中生代构造岩浆成矿作用的产物[2]。

2.1 构造条件

夹皮沟矿区内断裂构造十分发育，且多期构造活动相互叠加。夹皮沟深大断裂是矿区内最大的断裂构造，南起五道溜河，由北西向通过夹皮沟转为东西向，呈反“S”型分布，沿夹皮沟断裂南东向有由脆性断裂组成两个环形、放射状构造分布，成为深部岩浆上侵的局部性构造。在夹皮沟矿区主要发育有北西向、南北向和北东-北东东向三种控矿断裂构造类型：

北西向控矿断裂：分布在庙岭、小北沟、板庙子和菜呛子等金矿一带，对矿脉有一定的破坏作用，可见发育含金石英脉，也可见含金蚀变破碎带；南北向控矿断裂：分布在二道沟、大线沟和三道岔金矿一带，对矿脉有破坏作用，断面有扭性剪切擦痕发育，具有塑性变形的特征；北东-北东东向控矿断裂：主要分布在夹皮沟本区、四道岔、东驼腰子、八家子等金矿一带，断裂带含金石英脉、含金蚀变破碎带较发育。

2.2 围岩条件

矿区内出露的地层主要以元古宙鞍山群为主，自下而上是四道砬子河组、杨家店组及三道沟组。矿体围岩是花岗质片麻岩、浅色黑云母斜长片麻岩、暗色黑云母斜长片麻岩、斜长角闪岩类、绿片岩类，含金矿床大多赋存于三道沟组的下含铁斜长角闪岩与角闪片麻岩中。围岩发生退化变质时产生的流体与脉岩上侵过程中携带的流体相互作用，影响了矿液的沉淀条件。围岩蚀变种类较多，主要以硅化、绢云母化、碳酸盐化、黄铁矿化为主，其次为绿泥石化，但围岩蚀变范围很窄，矿体两侧强蚀变一般为0.1～0.5 m左右，局部地方大于1 m。与矿脉接触的混合片麻岩，围岩蚀变作用明显，早期是绿泥石替代其中的黑云母，之后随着二氧化硅和钾质的大量带入，又发生了强烈的硅化和绢云母化，并且具有环带的铁白云石贯入[4]。

2.3 脉岩条件

夹皮沟金矿区脉岩发育，空间上矿体与矿脉岩切伴生。脉岩的规模变化较大，大的脉岩长超过千余米，宽约十几米到几十米，小的脉岩仅几米长。脉岩的岩石种类繁多，主要以中酸盐性岩脉为主，基性脉岩居次之，主要有花岗闪长岩、花岗细晶岩、煌斑岩、辉绿岩、闪长玢岩、含石英闪长玢岩、石英闪长玢岩等[5]。根据脉岩与金矿形成时间的相对先后，可将其分为成矿前脉岩、成矿期间脉岩和成矿后脉岩：

成矿前脉岩：含金量变化大，一般被矿体穿切或矿体附近的脉岩含金量较高。主要以闪长玢岩、黑云母花岗岩等中酸性脉岩为主。据604队夹皮沟绿岩地体每立方公里可析出金为2.97 t。如八人班附近新开脉中两条平行含矿石英脉，穿切了成矿前的含石英闪长玢岩脉，并在接触面附近发生了明显的围岩蚀变和矿化。

成矿期间脉岩：主要为石英闪长玢岩、花岗闪长岩、花岗细晶岩等。在高兴矿区内见早期形成的矿脉，后被石英闪长玢岩切断，沿脉岩接触部又有含细粒黄铁矿石英脉贯入，这两种岩脉为矿化期间的产物。

成矿后脉岩：主要以煌斑岩、辉绿岩脉为主。矿区常见煌斑岩脉、辉绿岩脉穿切含金石英脉，为成矿后脉岩。

夹皮沟金矿区成矿前脉岩为闪长玢岩，成矿期脉岩为二长斑岩、花岗闪长岩、花岗细晶岩，成矿后脉岩为煌斑岩、辉绿岩[6]。

3.矿床类型

夹皮沟矿床多为大型石英脉型金矿床，花岗岩-绿岩带是金矿床的主要矿源层。金矿床的主要含矿系统走向270°～295°，倾向南西，倾角为75°～85°，东缓西陡。矿体多呈单脉，少数呈复脉，具有分枝、复合及尖灭再现等现象[4]。

夹皮沟金矿床成矿跨越了多个地质时代，各矿床的成矿环境、成矿时代不尽相同，綦远江等人根据其二期多阶段的成矿作用及多阶段演化特点，可将其分两大类矿床，4个主成矿期[14]：

第一大类是中深构造层次中形成的矿床。该类矿床主要是第一主成矿期的产物，成矿作用发生在新太古代绿岩带内，主要以剪切带型金矿为主，具有高温矿物组合，与围岩有相同的构造特点。矿床一般走向为NEE或近EW向，倾向SE，倾角10°～30°。

第二大类是浅构造层次中形成的矿床。形成早古生代以前的矿床，具有动力变质与岩浆接触作用双重成矿的特点，以石英脉型矿床为主，具有蚀变破碎带型、蚀变岩型、糜棱岩型等特点，主要分布在主剪切带及旁侧次级构造带中，是第二、三主成矿期的产物，代表矿床有援朝沟、大金牛、三道沟、大线沟、二道沟、小东沟、小北沟、三道岔、板庙子等矿床。形成于中生代的矿床以重熔岩浆作用成矿，石英脉型矿体约占90%，其次为蚀变岩型，为第四期成矿期的产物，代表矿床有八家子、四道岔等矿床。

4.金矿成因的讨论

对于夹皮沟金矿床的成因，一直存在争议，主要有变质热液成因、岩浆热液成因、混合岩化成因等观点。

于清义[7]通过对金矿脉及岩脉的地球化学特性与海西期花岗岩这件的同源性研究，认为夹皮沟地区金矿床属于花岗岩浆热液成因，金矿床是地壳深部的原岩经过多次分熔成矿、元素多次富集形成的，与区内太古宙的变质岩无关。沈保丰等[8]强调原始的绿岩建造对金矿床的形成的贡献，是太古宙花岗岩绿岩地体的变质流体型金矿。

程玉明[9]根据夹皮沟地区广泛分布太古宙古老变质岩，认为变质作用是形成金矿化、迁移、富集的主要原因。孙忠实等[10]根据金矿区发育不同时代的侵入体，尤其是燕山期酸性脉岩，不同类型的脉岩与金矿相互穿切，密切伴生。

邓军、孙忠实等人[11][12]对夹皮沟金矿区的区域、矿体、矿带和成矿元素等因素进行分析，提出夹皮沟金矿带是幔-壳流体加入、矿质多源、中生代构造-岩浆-成矿作用的产物。认为中生代太平洋板块碰撞形成的北东东向与北西向共轭控矿断裂等多级动力系统叠加、幔源C-H-O流体以及不同成分的岩浆和成矿物质沿着断裂带形成大型的夹皮沟金矿床，成矿预测范围在夹皮沟断裂带及两侧中生代花岗岩中。

黄志新[13]通过对夹皮沟矿区的的区域地质、矿床地质、成矿要素和成矿流体地球化学进行了系统系的研究，初步并系统的完善了夹皮沟金矿带构造-流体-成矿系统，提出了金成矿模式。认为夹皮沟金矿带经历了两期的多阶段成矿作用，元古宙早期区域变质作用形成的富含Au流体与沿韧性剪切带上侵的钾质花岗岩岩浆融合，形成北西走向的金矿带；中生侏罗纪形成的以砂岩部分为原岩熔融的岩浆沿同期形成北西向和北东-北东东向的裂隙上升，汲取新的成矿物质，形成一系列北西向和北东-北东东向的矿体。

由此可知，夹皮沟金矿成因理论一直备受争议，不同的成因观点都是以一定的地质事实为根据，没有统一的成因理论和成矿模式，要对成因问题确定还需要深入研究，并提出一套较为统一的完善的成因理论和成矿模式，因此夹皮沟金矿区的成因理论的确定仍是亟待解决的难题。

5.结论

通过对金矿脉及岩脉的地球化学特性与海西期花岗岩这件的同源性研究，认为虽然金矿床形成的过程十分复杂，控制成矿因素较多，成矿环境也不尽相同，夹皮沟地区金矿床属于花岗岩浆热液成因，金矿床是地壳深部的原岩经过多次分熔成矿、元素多次富集形成的，与区内太古宙的变质岩无关。

参考文献：

[1] 孟继伟， 齐丽娟， 陈涛， 宋诗信. 夹皮沟金矿区控矿因素及找矿方向[J]. 吉林地质， 2004， 23（3）： 47-52.

[2] 孙忠实， 冯亚民. 吉林夹皮沟金矿床主成矿时代的确定及找矿方向[J]. 地球学报， 1997， 18（4）：367-372.

[3] 杨玉清， 祁玉海. 夹皮沟金矿集中区矿床地质特征及找矿方向探讨[J]. 黄金地质， 2008， 29（2）：14-18.

[4] 王世成， 刘学波. 吉林市夹皮沟区域成矿规律与找矿方向探讨[J]. 吉林地质， 2008， 27（3）： 60-62.

[5] 于清义. 论夹皮沟地区金矿床的花岗岩浆热液成因[J]. 长春地质学院学报， 1987， 17（1）： 55-64.

[6] 李碧乐， 金巍， 吕建生， 李树勋. 吉林省夹皮沟金矿成因研究[J].世界地质1998， 17（1）： 22-25.

[7] 于清义. 论夹皮沟地区金矿床的花岗岩热液成因[J]. 长春地质学院学报， 1987， 17（1）： 55-64.

[8] 沈保丰， 骆辉. 辽北―吉南太古宙地质及成矿[M]. 北京： 地质出版社， 1994.

[9] 程玉明， 李俊建， 沈保丰，等. 辽吉地区绿岩带金矿成矿找矿模式[J]. 北京：地震出版社， 1996， 87-91.

[10] 孙忠实， 冯亚民. 吉林夹皮沟金矿床主成矿时代的确定及找矿方向[J]. 地球学报， 1997， 18（4）： 367-372.

[11] 邓军， 孙忠实， 杨立强， 程玉明， 林和平. 吉林夹皮沟金矿带构造地球化学特征分析[J]. 高校地质学报， 2000， 6（3）： 405-411.

[12] 孙忠实， 邓军， 翟裕生， 冯本智. 吉林夹皮沟断裂带动力系统碰撞、叠加及金矿床形成[J]. 地质与勘探， 20013， 7（2）： 23-2.

[13] 黄志新. 吉林省夹皮沟金矿带构造-流体-成矿系统[D]. 北京：中国地质大学， 2012.

[14] 綦远江， 王翠娟， 赵琪. 吉林夹皮沟金矿集中区矿床深部的变化规律[J]. 黄金地质， 2001， （3）： 37～41.

作者简介：

周玉增（1956-），男，高级工程师，山东聊城人，1982年1月毕业于山东矿业学院地质勘探专业。