吉林夾皮溝金礦田二道溝金礦區地球物理特征、地球化學特征及找礦效果

王學陽，李 慧，郭廷峰，張繼武，戴臺鵬

(1.長春黃金研究院有限公司；2.中國建設銀行股份有限公司長春第一汽車集團公司支行；3.青海省地質礦產勘查開發局)

引 言

二道溝金礦床位于夾皮溝金礦田內，該礦田內已發現金礦床(點)數十處[1-3]。20世紀50年代，長春地質學院吉中區測大隊進行了1∶20萬吉林市—磐石縣幅地質調查，為區域內找礦奠定了基礎。1983年，吉林省有色金屬地質勘查局六〇四隊、六〇七隊、六○八隊聯合開展了1∶5萬輝南—樺甸—和龍成礦帶區域化探普查工作，在溜河地區獲得了6處較好的Au、Ag、Pb、As組合異常，為溜河地區開展普查找礦工作提供了靶區。1991年，吉林省區域地質礦產調查所進行了1∶5萬白山鎮—會全棧幅區域地質礦產調查，圈定了物化探異常。1994—2001年，吉林省有色金屬地質勘查局六〇四隊在二道溝金礦區進行了地質普查工作。2009—2012年，中化地質礦山總局吉林地質勘查院在該區進行了1∶1萬地質填圖、1∶1萬土壤地球化學測量、1∶1萬磁法測量及槽探等工作[4-6]，為后續找礦工作奠定了基礎。

隨著信息技術的高速發展，多源信息找礦逐漸成為地學研究的熱點和前沿[7-10]，其基于地質、地球物理、地球化學、遙感等多源信息，通過選擇不同方法組合、主攻礦種、組合模型等進行綜合研究，以獲得找礦突破。趙鵬大等[7]通過將地質、地球化學、地球物理、遙感等相結合，提取相關找礦信息，圈定了找礦靶區并獲得了找礦突破，為金屬礦找礦工作提供了理論及實踐基礎。趙希剛等[11]利用地質、地球物理、地球化學、遙感、水文地質等多源信息進行綜合找礦研究，提取了找礦識別標志。

二道溝金礦床目前開采已超過1 410 m中段，正朝著更深的探礦深度前進[12-13]。但是，夾皮溝金礦田已有超過200 a的采礦歷史，保有儲量幾近枯竭，噸礦成本居高不下[1-3,14-16]，因此進行深邊部找礦工作迫在眉睫。本文在充分收集已有資料的基礎上，通過綜合分析地質、地球物理、地球化學及遙感信息，圈定了找礦靶區，并在具有找礦潛力的位置布設了探礦工程，探獲了多條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶，取得了一定的找礦突破，可為夾皮溝金礦田內進一步找礦提供借鑒。

1 區域地質特征

二道溝金礦床位于中亞造山帶東部(見圖1-A)，華北地臺北緣東段，吉黑地塊南側，敦化—密山斷裂上，依蘭—伊通斷裂東側(見圖1-B)[17-19]。

1—松江河金礦床 2—海溝金礦床 3—六批葉金礦床 4—八家子金礦床 5—立山金礦床 6—二道溝金礦床 7—廟嶺金礦床 8—四道岔金礦床 9—三道岔金礦床 10—大線溝金礦床 11—小北溝金礦床 12—熱鬧溝金礦床 13—菜搶子金礦床 14—板廟子金礦床 15—砂金溝金礦床

區域地層發育，從太古宇到新生界地層均有出露(見圖1-C)，巖性以斜長角閃巖、黑云角閃輝石變粒巖、輝石角閃巖、榴輝黑云斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖、混合片麻巖、混合花崗巖為主。區域構造以斷裂為主，主要斷裂為北部的北東向輝發河斷裂(為敦化—密山斷裂的組成部分)和東南部的北東向集安—松江斷裂，以及中部的北西向富爾河斷裂、金銀別斷裂、夾皮溝斷裂，區域內發現礦床多產于北西向斷裂中，但結合礦區尺度的斷裂，控礦構造方向主要有北西向、北東向和南北向。區域巖漿活動十分強烈，具有多期次活動的特點，其中太古宙鉀質花崗巖、古生代花崗巖、中生代花崗巖均有出露，花崗巖多呈巖株狀產出[20]。

區域內礦產豐富，夾皮溝金礦田內已發現金礦床(點)數十處。其中，以板廟子、菜搶子、三道岔及二道溝等金礦床為代表，礦床類型多為石英脈型，也有少量破碎帶蝕變巖型。溜河地區主要產出金礦床并伴生銀礦床，礦床類型為蝕變巖型，局部有少量含金石英脈型。吉林省有色金屬地質勘查局六○八隊在二道溝金礦床東側發現了六批葉中型金礦床，在南側發現了頭道溜河頭道岔金礦床；在北側，吉林省有色金屬地質勘查局六○四隊發現了老嶺金礦床[4,12,16-17]。區域內一系列金礦床(點)的發現，表明二道溝金礦區具有進一步找礦的潛力。

2 礦區及礦床地質特征

2.1 礦區地質特征

礦區地層發育，主要為太古宙表殼巖組合，巖性主要為斜長角閃巖、角閃斜長片麻巖、黑云角閃斜長片麻巖、花崗質片麻巖，局部夾磁鐵石英巖(見圖2)。此外，第四系分布在溝谷地區。礦區構造以斷裂為主，根據遙感解譯斷裂(見圖3)，北西向、北東向及南北向斷裂構成了礦區基底的基本構造格架，為成礦提供了良好的構造空間。其中，北西向和南北向斷裂形成較早，是主要容礦構造；北東向斷裂錯斷礦體，是成礦期后形成或多期活動斷裂。礦區巖漿巖出露較少，僅在北部見細粒閃長巖出露，中部出露少量石英脈及輝長巖，在鉆孔中見到隱伏的二長花崗巖，前人研究結果顯示，二長花崗巖與成礦關系密切[1,14]。

1—第四系 2—東北岔片麻巖 3—古家溝片麻巖 4—富家溝片麻巖 5—白山鎮片麻巖 6—會全棧片麻巖 7—斜長角閃巖 8—角閃斜長片麻巖 9—角閃變粒巖 10—黑云變粒巖 11—淺色麻粒巖 12—角閃石巖 13—磁鐵石英巖 14—細粒閃長巖 15—輝長巖 16—石英脈 17—斷裂 18—找礦靶區及編號 19—探槽及編號

圖3 二道溝金礦區遙感解譯斷裂

2.2 礦床地質特征

礦區內金礦化主要有2種類型：含金石英脈型、蝕變巖型。其中，含金石英脈型金礦化主要產于蝕變帶中，含金石英脈呈扁豆狀分布，受外部因素影響，其走向延長尚未得到控制，走向北東，傾向北西，傾角60°～70°，寬0.1～0.3 m，最高金品位5.5×10-6。蝕變巖型金礦化主要產于蝕變破碎帶中，其內產出的礦體規模相對較大，走向北東，常位于蝕變破碎帶邊部，長50～100 m，礦石呈半膠結狀態，具有細脈浸染狀結構，金品位2.2×10-6～3.5×10-6。

電氣自動化技術的使用范圍廣泛，不論是人們日常的生活用的電器設備還是工業企業的制造類設備都需電氣自動化技術的支持。目前，電氣自動化技術發展到了一定階段，隨著大規模的制造與使用也出現了一些問題，比較嚴重的就是資源緊張以及電能消耗問題。

礦區內礦體分為上、下2個富集區段。其中，上富集區段為150～650 m標高，主要產出1號、2號、3號、5號礦體；下富集區段在150 m標高以下，以0號、新1號、新2號礦體為主。礦體走向長為50～250 m，部分礦體長可達400 m。礦體傾向延伸差距較大，部分只有50 m，但也有延伸到1 410 m中段仍未尖滅的礦體，表明礦區深部具有巨大的成礦潛力。礦體水平厚度為0.4～3.5 m，局部可達7.0 m。礦體形態主要為似板狀、透鏡狀、扁豆狀等。

礦石中金屬礦物主要為黃鐵礦，其次為方鉛礦、黃銅礦，還見少量閃鋅礦、磁黃鐵礦、輝鉍礦、黑鎢礦、白鎢礦、白鐵礦、磁鐵礦、自然金等。脈石礦物主要為石英，局部有少量方解石、綠泥石等。金含量與硫化物含量，尤其與黃鐵礦含量呈正相關，細粒黃鐵礦金含量高。與夾皮溝金礦田內其他金礦床的區別是，其粗粒黃鐵礦也含金，其他礦石礦物金含量很少或不含金。

礦區內圍巖蝕變發育，類型主要為硅化、褐鐵礦化、絹云母化等。其中，硅化主要發育在褐鐵礦化蝕變帶中，寬度1 mm且成群分布，總體寬度20～30 cm。褐鐵礦化主要產于蝕變破碎帶中，相對石英脈較厚大，寬度0.1～2.0 m。硅化、褐鐵礦化與金礦化關系密切，是礦區找礦的重要標志[3,17-20]。

3 地球物理特征及地球化學特征

為實現找礦突破，在系統總結地質特征、礦床地質特征、礦體賦存規律的基礎上，結合已有探礦資料，在礦區內圈定了3處找礦靶區，編號為Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ(見圖2)。為確定找礦靶區的找礦潛力，采用激電中梯測量和土壤地球化學測量，以查明地球物理特征及地球化學特征，并對其進行評價分析。

3.1 地球物理特征

3.1.1 Ⅰ找礦靶區

Ⅰ找礦靶區激電中梯異常圖見圖4。電阻率異常整體走向為北西向，電阻率為250～3 020 Ω·m，平均值為1 212 Ω·m。極化率異常整體走向為北西向，極化率為0.58 %～2.49 %，平均值為1.67 %。礦區內已發現礦體具有低阻高極化特征，Ⅰ找礦靶區西部及中部同樣具有低阻高極化特征，認為此處具有進一步找礦的潛力。

圖4 Ⅰ找礦靶區激電中梯異常圖

3.1.2 Ⅲ找礦靶區

圖5 Ⅲ找礦靶區激電中梯異常圖

3.1.3 Ⅴ找礦靶區

Ⅴ找礦靶區激電中梯異常圖見圖6。電阻率異常整體走向為北東向，電阻率為481～2 056 Ω·m，平均值為1 204 Ω·m。極化率異常整體走向為北東向，極化率為0.87 %～1.85 %，平均值為1.36 %。礦區內已發現礦體具有低阻高極化特征，Ⅴ找礦靶區東部、南部及北部同樣具有低阻高極化特征，認為其具有進一步找礦的潛力。

圖6 Ⅴ找礦靶區激電中梯異常圖

3.2 地球化學特征

3.2.1 Ⅰ找礦靶區

Ⅰ找礦靶區土壤地球化學單元素異常圖見圖7。Au異常在Ⅰ找礦靶區西部及中部，具有多處濃集中心，異常面積中等、襯度高，走向為北東向，Au最大值為1.59×10-9。As異常高值濃集中心位于Ⅰ找礦靶區中部，與Au異常套合較好，As最大值為12.39×10-6。Sb異常位于Ⅰ找礦靶區中部，Sb最大值為8.64×10-6。Bi異常分布廣泛，在Ⅰ找礦靶區中部尤為集中，與Au異常套合較好，Bi最大值為0.25×10-6。Hg異常較少，分布在Ⅰ找礦靶區南部，Hg最大值為0.14×10-6。結合Ⅰ找礦靶區激電中梯異常特征，認為其西部及中部具有良好的找礦潛力。

圖7 Ⅰ找礦靶區土壤地球化學單元素異常圖

3.2.2 Ⅲ找礦靶區

Ⅲ找礦靶區土壤地球化學單元素異常圖見圖8。Au異常位于Ⅲ找礦靶區西部，異常面積中等、襯度中等，走向為北東向，Au最大值為49.84×10-9。As異常高值濃集中心位于Ⅲ找礦靶區東部，As最大值為11.40×10-6。Sb異常位于Ⅲ找礦靶區東南部，Sb最大值為2.00×10-6。Bi異常分布在Ⅲ找礦靶區北部及中南部，北部Bi異常與Au異常套合較好，Bi最大值為0.28×10-6。Hg異常較多，分布在Ⅲ找礦靶區中部，Hg最大值為0.09×10-6。結合Ⅲ找礦靶區激電中梯異常特征，認為其中部及北部具有良好的找礦潛力。

圖8 Ⅲ找礦靶區土壤地球化學單元素異常圖

3.2.3 Ⅴ找礦靶區

Ⅴ找礦靶區土壤地球化學單元素異常圖見圖9。Au異常位于Ⅴ找礦靶區東部及北部，異常面積中等、襯度中等，走向為近南北向，Au最大值為50.40×10-9。As異常高值濃集中心位于Ⅴ找礦靶區中部，As最大值為11.61×10-6。Sb異常位于Ⅴ找礦靶區東部及西部，Sb最大值為1.19×10-6。Bi異常分布在Ⅴ找礦靶區中部，Bi最大值為0.31×10-6。Hg異常分布在Ⅴ找礦靶區東部、中部及北部，Hg最大值為0.11×10-6。結合Ⅴ找礦靶區激電中梯異常特征，認為其中部及北部具有良好的找礦潛力。

圖9 Ⅴ找礦靶區土壤地球化學單元素異常圖

4 探礦效果

以二道溝金礦床地質特征、成礦特征為基礎，結合對地球物理特征及地球化學特征的分析與評價，在認為具有找礦潛力的位置布設探礦工程，以期取得找礦突破。其中，在Ⅰ找礦靶區西部布設探槽ⅠTC-1，在Ⅲ找礦靶區南部及北部分別布設探槽ⅢTC-1、ⅢTC-2，在Ⅴ找礦靶區中部至北部依次布設探槽ⅤTC-2、ⅤTC-3、ⅤTC-4(見圖2)。

探槽ⅠTC-1探獲了3條褐鐵礦化蝕變帶。其中，第1條褐鐵礦化蝕變帶位于5.3～16.4 m處，寬11.1 m，整體產狀82°∠46°；第2條褐鐵礦化蝕變帶位于24.0～30.3 m處，寬6.3 m，整體產狀62°∠47°；第3條褐鐵礦化蝕變帶位于31.0～33.0 m處，寬2.0 m，整體產狀83°∠58°。

探槽ⅢTC-1探獲了1條褐鐵礦化蝕變帶，其位于18.0～36.0 m處，寬18.0 m，褐鐵礦化呈薄膜狀分布在斜長角閃片麻巖中，片麻理清晰可見，但產狀不清，在35.0～36.0 m處有破碎現象。探槽ⅢTC-2探獲了3條褐鐵礦化蝕變帶。其中，第1條褐鐵礦化蝕變帶位于2.5～3.5 m處，寬1.0 m，整體產狀55°∠45°；第2條褐鐵礦化蝕變帶位于6.5～7.5 m處，寬1.0 m，整體產狀240°∠50°；第3條褐鐵礦化蝕變帶位于21.1～22.1 m處，寬1.0 m，整體產狀250°∠25°。

探槽ⅤTC-2探獲了4條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶。其中，第1條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶位于2.0～2.8 m處，寬0.8 m，整體產狀125°∠35°；第2條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶位于5.6～6.3 m處，寬0.7 m，整體產狀90°∠60°；第3條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶位于20.9～21.3 m處，寬0.4 m，整體產狀90°∠64°；第4條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶位于22.6～23.3 m處，寬0.7 m，整體產狀112°∠70°。探槽ⅤTC-3探獲了1條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶，寬約 1.0 m，走向210°，傾角不清晰。

探槽ⅤTC-4探獲了7條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶(見圖10)。其中，第1條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶位于2.5～4.7 m處，寬2.2 m，整體產狀155°∠43°；第2條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶位于8.6～9.6 m處，寬1.0 m，走向70°，傾角近直立；第3條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶位于13.8～14.0 m處，寬0.2 m，整體產狀170°∠69°；第4條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶位于20.0～20.7 m處，寬0.7 m，整體產狀285°∠74°；第5條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶位于21.2～21.7 m處，寬0.5 m，整體產狀170°∠38°；第6條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶位于40.1～41.7 m處，寬1.6 m，整體產狀315°∠41°；第7條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶位于44.2～45.0 m處，寬0.8 m，整體產狀150°∠59°。

1—第四系 2—片麻巖 3—二長花崗巖 4—褐鐵礦化(硅化)蝕變帶 5—產狀

綜上所述，二道溝金礦區地表已探獲多條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶，而已探明金礦化與硅化、褐鐵礦化關系密切，因此，在沿已探明的褐鐵礦化(硅化)蝕變帶繼續追索，有望獲得較大找礦突破。

5 結 論

1)二道溝金礦區內金礦化類型主要有2種：含金石英脈型、蝕變巖型。硅化、褐鐵礦化與金礦化關系密切，是礦區找礦的重要標志。

2)結合已有探礦資料，在礦區內圈定了3處找礦靶區，編號為Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ，采用激電中梯測量和土壤地球化學測量，結果表明找礦靶區內存在多處低阻高極化、元素異常集中、具有找礦潛力的位置，并布設了探礦工程。

3)經探礦工程找礦，探獲了多條褐鐵礦化(硅化)蝕變帶，取得了找礦突破,表明結合地質、地球物理、地球化學、遙感等多源信息找礦方法在二道溝金礦區較為適用，可為夾皮溝金礦田的進一步探礦工作提供借鑒。

致謝：在收集資料過程中，吉林大學地球科學學院王晰教授提供了部分資料，在此表示感謝。