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  • CN 62-1112/TF　
  • ISSN 1005-2518　
  • 创刊于1988年
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黄金科学技术, 2021, 29(3): 325-333 doi: 10.11872/j.issn.1005-2518.2021.03.070

矿产勘查与资源评价

辽宁排山楼金矿T4矿体Au元素富集规律及其对找矿的指示意义

刘彦兵,1, 屈海浪1, 胡博心1, 缪广1, 滕俊伟2, 武昌胜2, 王睿鹏2

1.北京金有地质勘查有限责任公司，北京 100083

2.辽宁排山楼黄金矿业有限责任公司，辽宁 阜新 123126

Enrichment Regularities of Au Element in T4 Orebody of the Paishanlou Gold Deposit in Liaoning Province and Its Indicative Significance for Prospecting

LIU Yanbing,1, QU Hailang1, HU Boxin1, MIAO Guang1, TENG Junwei2, WU Changsheng2, WANG Ruipeng2

1.Beijing Jinyou Geological Exploration Co. ，Ltd. ，Beijing 100083，China

2.Liaoning Paishanlou Gold Mining Co. ，Ltd. ，Fuxin 123126，Liaoning，China

收稿日期: 2020-04-06   修回日期: 2021-05-22   网络出版日期: 2021-07-14

基金资助: 中国黄金集团有限公司地质科研项目“ 辽宁排山楼金矿床成矿地质条件研究及深部和外围成矿预测”.  WKY201601

Received: 2020-04-06   Revised: 2021-05-22   Online: 2021-07-14

作者简介 About authors

刘彦兵（1986-），男，陕西榆林人，高级工程师，从事金矿地质勘查及找矿研究工作lyb01305114@163.com , E-mail：lyb01305114@163.com

摘要

排山楼金矿位于华北地台北缘，为受控于韧性剪切带的大型金矿床。该矿床成因与韧性剪切带密切相关，矿区成矿地质条件优越，具有很好的找矿潜力。通过总结排山楼金矿地质特征及其主要控矿因素，认为区内韧性剪切带为控岩（控矿）构造，控制着赋矿糜棱岩和金矿体的空间展布，向矿区深部赋矿岩石变薄，找矿空间变小。通过分析T4矿体的品位和厚度分布规律发现，矿体厚度及品位分布规律在空间上表现出高度一致性，根据金品位等值线图判断矿体向南西侧伏。研究认为T4矿体在南西深部其厚度及品位降低趋势明显，向深部工业价值不大，应重点加强对其他韧性剪切带找矿潜力的研究。

关键词： 韧性剪切带 ; 成矿地质条件 ; 控矿因素 ; Au元素富集规律 ; 深部找矿潜力 ; 排山楼金矿 ; 辽宁省

Abstract

The Paishanlou gold deposit is located in the gold province of northern margin of North China Craton，which is the third largest gold province in China.The deposit is mainly hosted in metamorphic rocks of the Jianping Group of Archean and it is structurally controlled by two sets of ductile shear zones.Both the Paishanlou gold deposit in Liaoning Province and Hetai gold deposit in Guangdong Province were firstly been confirmed as ductile shear zone type gold deposits in China.The main orebody T4 in the mining area is controlled by the northeast trending ductile shear zone，and the host rocks are the biotite-plagioclase mylonite and felsic mylonite from Late Archean Jianping Group.The orebody lies in the most strongly deformed rocks in the ductile shear zone，and its hanging wall is dolomitic mylonite.Previous studies have shown that dolomitic mylonite plays a role as a geochemical barrier in the mineralizing process.The Yanshanian granite intruded into the ore-bearing Jianping Group.In this study，by summarizing the geological characteristics and main ore-controlling factors of the Paishanlou gold deposit，it is believed that the ductile shear zone in the area is a rock-controlling and ore-controlling structure，which controls the spatial distribution of the ore-bearing mylonite and gold ore bodies.Granite intrusion causes thinning of ore-bearing rocks which reduced prospecting space.The grade and thickness data of the ore-body T4 were collected in this study.By using the Surfer software to compile the grade and thickness contour maps，the distribution characteristics of the grade and thickness of the ore-body T4 were analyzed.It is considered that the grade and thickness of the ore-body T4 from the east end near the surface to the deep end of the west end can be divided into three obvious gradient zones，and the grade and thickness gradually decrease.The thickness and grade of the orebody shows spatially high consistency.According to the gold grade contour map，we judge that the orebody is leaning to the south and west，with a side leaning angle of 53°.It indicates that the thickness and grade of the orebody T4 in the southwest of the deep have a significant decrease.Therefore，there is no great potential to find economically important orebody in the southwest of the deep.It’s proposed to analyze and research the prospecting potential of other ductile shear zones in the mining area.

Keywords： ductile shear zone ; ore-forming geological conditions ; ore-controlling factors ; enrichment regularities of Au element ; prospecting potential of deep area ; Paishanlou gold deposit ; Liaoning Province

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本文引用格式

刘彦兵, 屈海浪, 胡博心, 缪广, 滕俊伟, 武昌胜, 王睿鹏. 辽宁排山楼金矿T4矿体Au元素富集规律及其对找矿的指示意义[J]. 黄金科学技术, 2021, 29(3): 325-333 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2021.03.070

LIU Yanbing, QU Hailang, HU Boxin, MIAO Guang, TENG Junwei, WU Changsheng, WANG Ruipeng. Enrichment Regularities of Au Element in T4 Orebody of the Paishanlou Gold Deposit in Liaoning Province and Its Indicative Significance for Prospecting[J]. Gold Science and Technology, 2021, 29(3): 325-333 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2021.03.070

辽宁省排山楼金矿床位于华北地台北缘东段的赤峰—朝阳—阜新金矿成矿带内，矿区累计探明金资源储量超过20 t，是区内重要的大型金矿床。前人研究认为该矿床属于典型的韧性剪切带型金矿床（Liu et al.，1999；Zhang et al.，2005；陈冲等，2013），其容矿岩石主要为长英质糜棱岩和黑云斜长糜棱岩，金矿化强度与赋矿岩石的糜棱岩化强度呈正相关关系，主要蚀变有硅化、绿泥石化和绢云母化等，矿体上盘的白云质糜棱岩为重要的成矿结构面。受NE走向韧性剪切带控制的T4矿体是矿区主要金矿体，也是矿区目前正在开采的主要矿体。

多年来，众多学者从地质特征（曲亚军等，1990；Bai et al.，2020）、矿化蚀变（曲亚军等，1992）、成矿时代（骆辉等，1997；罗镇宽等，2001）和深部找矿预测（王荣湖等，2008；杨义彪等，2010；贾三石等，2010，2011；张彦民等，2012）等方面对排山楼金矿床开展了大量研究工作，系统地总结了矿区地质特征及其成矿、控矿规律，并提出了矿床成矿模式（徐大波，2017；蔡新明，2018；马丙乾，2020）。近年来，排山楼金矿开展的深部探矿工程显示矿体厚度和品位均出现明显下降，深部找矿难度越来越大。因此，采用数理统计与综合研究的方法对该矿区T4矿体Au元素富集规律进行研究，对矿区深部找矿预测具有重要意义。

本文在前人工作的基础上，通过开展详细的野外地质调查和室内分析工作，总结了排山楼金矿床的主要控矿因素、矿体侧伏规律及金品位空间变化特征，重点分析了T4矿体Au元素富集规律，为推断排山楼金矿深部找矿潜力和指导矿山地质勘查提供参考和指导。

1 区域地质背景

1.1 区域地质特征

矿区大地构造位置处于华北地台北缘燕山台褶带东端的医巫闾山北东段，区内韧性剪切构造和脆性断裂控制了矿区总体构造格架（孟宪刚等，2002；孟宪刚，2003；付乐兵，2012），北西及南东侧为白垩系火山沉积盖层。区内太古宇发育，其岩性主要为建平群大营子组黑云斜长片麻岩和角闪黑云斜长片麻岩，为主要赋矿层位。区域内主要发育有韧性剪切构造和燕山期脆性构造，尤其是近EW和NE向韧性剪切带极其发育（图1），近EW和NE向韧性剪切带由多条平行的剪切带组成，与区内脆性构造共同控制着主要金矿床的产出。区内岩浆活动频繁而强烈，具多期次特征，燕山期侵入岩形成时间略晚于主成矿期，对成矿具有一定的破坏作用。

图1

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图1   辽宁省阜新市排山楼金矿区域地质图［据李友权等（2015）修改］

1.第四系；2.白垩系孙家湾组；3.白垩系阜新组；4.长城系高于庄组；5.长城系大红峪组；6.长城系团山子组；7.太古宇建平群大营子组；8.侏罗纪二长花岗岩；9.侏罗纪正长花岗岩；10.燕山期大石头沟（斜长）花岗岩；11.晚太古代花岗岩和斜长花岗岩；12.韧性剪切带；13.断裂；14.金矿床（点）及名称

Fig.1   Regional geological map of Paishanlou gold deposit in Fuxin City，Liaoning Province［modified after Li et al.（2015）］


1.2 矿床地质特征

矿区内出露的稍户营子—排山楼NE向韧性剪切带和排山楼—马家荒近EW向韧性剪切带共同控制着矿区主要地质体的展布，分别控制着矿区NE向T4主矿体和近EW向T1、T8主矿体的产出。

矿区主要出露长英质糜棱岩、黑云斜长糜棱岩、黑云斜长初糜棱岩、糜棱岩化黑云斜长片麻岩、高于庄组白云质糜棱岩和白云质初糜棱岩等一系列构造岩，其原岩为建平群大营子组长英质岩石和高于庄组白云质大理岩。

金矿体主要产于白云质糜棱岩下盘的长英质糜棱岩和黑云斜长糜棱岩内。T4矿体分布于340~-380 m标高之间，近地表走向为EW向，向深部200 m中段附近走向为NE向（图2），至-50 m中段走向为近SN向，由浅至深T4矿体倾向从北逐渐转向北西和西，矿体倾角为25°~40°。T1和T8矿体分布于330~175 m标高之间，走向近EW，倾向N，倾角为45°~50°。

图2

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图2   排山楼金矿200 m中段地质简图

1.长英质糜棱岩；2.黑云斜长糜棱岩；3.黑云斜长初糜棱岩；4.白云质糜棱岩；5.糜棱岩化黑云斜长片麻岩；6.似斑状黑云母二长花岗岩；7.矿体及编号；8.断层

Fig.2   Geological map of 200 m middle section in Paishanlou gold deposit


排山楼金矿床主矿体赋存于黑云斜长糜棱岩和长英质糜棱岩中，岩石具有明显的韧性变形及糜棱岩化特征，顶板通常为白云质糜棱岩，在局部白云质糜棱岩不发育地段，顶板为黑云斜长糜棱岩，底板为似斑状黑云母二长花岗岩。金矿体中主要矿石类型为蚀变糜棱岩型，金主要赋存在石英和黄铁矿矿物裂隙及颗粒之间，主要金属矿物为黄铁矿，次要金属矿物有黄铜矿、闪锌矿和方铅矿等，脉石矿物主要为石英、长石和黑云母等。矿石常见粒状—稀疏浸染状构造，围岩蚀变主要有黄铁矿化、硅化和绢云母化等。

矿体赋存于韧性剪切带内岩石糜棱岩化强烈地段，向剪切带中心部位岩石糜棱岩化程度逐渐增强，岩性表现为“糜棱岩化岩石→黑云斜长初糜棱岩和长英质初糜棱岩→白云质糜棱岩及黑云斜长糜棱岩、长英质糜棱岩”的变化特征，形成相应的“绿泥石化→碳酸盐化→黄铁矿绢云母化”蚀变分带。其中，发育于糜棱岩内的白云质糜棱岩为典型的找矿标志层，对区内找矿勘查工作具有重要指导意义。

结合区域研究成果认为，近EW向韧性剪切带形成于219 Ma左右（倪金龙等，2014），而NE向韧性剪切带则形成于130~120 Ma之间（Zhang et al.，2005）。排山楼金矿床在2组剪切带内均揭露到工业矿体，但现有工程未能揭露到2组构造交会部位，矿区NE向韧性剪切带控制的T4矿体为区内最具规模的典型矿体，故将其作为本次研究对象。

2 控矿因素分析

（1）构造对金矿的控制。排山楼金矿区主要控矿构造为韧性剪切带，赋矿围岩及金矿体的空间展布严格受控于韧性剪切带（董军，2015；武昌胜等，2019；张庆海等，2020）。在剪切带内，从中部向两侧岩石变形强度逐渐减弱，其中心部位的糜棱岩及超糜棱岩为金矿体产出的主要空间，主要发育有黄铁矿化和绢云母化，并伴随着岩石的强烈细粒化作用；向两侧岩石变形程度逐渐减弱，形成初糜棱岩和糜棱岩化岩石，主要发育有碳酸盐化和绿泥石化蚀变，金矿化较弱，少见工业矿体产出。因此，韧性剪切带是区内重要的控岩和控矿构造，也是最重要的找矿标志。

（2）地层对金矿的控制。矿区已知矿体主要赋存于建平群大营子组内，岩性主要为黑云斜长糜棱岩和长英质糜棱岩等，其顶板为长城系高于庄组白云质糜棱岩，仅见个别样品达到工业品位。大营子组中金的丰度值达4×10-9，为金成矿提供了物质来源；上覆白云质糜棱岩的化学成分主要为碳酸盐，其化学性质远比两侧硅酸盐成分的糜棱岩活泼，有利于与含矿热液发生化学反应，从而使成矿物质沉淀并富集于其下盘，在矿体内形成以白云石和铁白云石为主的碳酸盐化蚀变带。矿化均分布在顶板白云质糜棱岩下盘的蚀变糜棱岩带内，矿体产状与白云质糜棱岩一致。

由于碳酸盐矿物较硅酸盐矿物更易于变形，在构造应力作用下容易成为构造应力释放部位，使白云质糜棱岩成为排山楼韧性剪切带内强变形带与北侧弱变形带的转折部位，控制着强弱韧性变形区域的分布，从而间接控制金矿化在其下盘强变形带中富集，因此白云质糜棱岩也是控制矿化的构造物理障。

（3）岩浆岩对金矿的控制。矿区深部中段揭露的似斑状黑云母二长花岗岩体与黑云斜长糜棱岩、白云质糜棱岩呈侵入接触关系（孙守恪等，2012；王佐满等，2016）。该岩体在地表分布于矿区北东部，向地下随着深度的增加逐渐向南延伸，随着岩体分布范围的扩大，赋矿岩石（黑云斜长糜棱岩和长英质糜棱岩）的厚度由浅至深逐渐变薄。在X号勘探线上近地表位置赋矿岩石的水平厚度大于500 m，至0 m中段其水平厚度变薄为260 m，这在一定程度上缩小了深部找矿空间。

3 T4矿体Au元素富集规律

受NE向韧性剪切带控制的T4矿体是排山楼金矿区目前正在开采的主要金矿体，因此重点对该矿体Au元素富集规律展开研究，探索矿区深部找矿潜力和方向。通过详细统计排山楼金矿已施工的各坑探工程和深部钻探工程控制矿体的单工程平均品位和平均厚度数据，利用Surfer软件绘制出相应的等值线图，然后结合矿区韧性剪切带构造控矿规律对等值线图进行修订圈连，最后根据矿体品位和厚度等值线图，分析T4矿体Au元素富集规律。

本研究收集整理了从西端LV号勘探线至最东端XXV号勘探线（55线至25线之间）控制的T4金矿体的各类工程品位和厚度数据共180组。利用CAD软件提取各工程的相对坐标，确定了其空间位置、矿体平均品位和平均厚度，样品数量充足，分布较均匀（-25 m以浅主要由坑探工程控制，数据点较密集；深部主要由钻探工程控制，数据点略稀疏，但分布较均匀），可以满足进一步分析的要求。

将上述原始数据整理好之后，运用Surfer软件自动生成相应的等值线图。首先由输入数据自动生成矿体平均品位和平均厚度等值线图，然后对等值线图进行局部修订。制图时，采用矿体垂直纵投影图上各工程的相对坐标。

从T4矿体品位等值线图（图3）可以看出，按照Au元素含量大于1.0，1.5，2.0，2.5，3.0 g/t圈定的等值线可以直观地体现Au元素的富集规律，由矿体北东端浅部向南西端深部可划分为3个矿化富集带，且向南西深部逐渐出现品位降低的趋势。其中，第一富集带分布在XX至I号勘探线（20线至1线）、225 m标高至地表之间；第二富集带分布在XXX至X号勘探线（30线至10线）、225~75 m标高之间；第三富集带分布在深部至-400 m标高附近。

图3

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图3   排山楼金矿T4矿体垂直纵投影金品位等值线图

注：蓝色虚线代表Au元素富集带界线，黑色虚线代表Au元素次级等值线长轴方向，红色虚线代表金矿体侧伏方向

Fig.3   Gold grade contour map of vertical longitudinal projection of T4 orebody in Paishanlou gold deposit


在金品位等值线图上，大于金矿床边界品位的样品区域应与控制的金矿体范围总体吻合，金品位高值中心相对更连续的方向称为等值线次级长轴方向。前人研究认为，矿体侧伏方向与成矿元素等值线次级长轴方向垂直（叶天竺等，2014）。由图3可以看出，第一、第二富集带中出现多个Au元素富集中心，T4矿体Au元素等值线次级长轴方向为自南西浅部向北东深部，因此可以判定矿床侧伏方向为南西深部，侧伏角为53°。分析认为，矿区T4矿体的空间分布主要受区域断裂的左行运动控制，控矿构造由浅至深显示左旋运动特征，另外，金矿体出现多个富集中心，可能也与区域左行构造运动形成的相对张性构造空间有关。由于排山楼金矿床主要的载金矿物为黄铁矿，而金矿体主要分布于黄铁矿—绢云母化蚀变带内，结合井下工程揭露的矿化蚀变特征可知，200 m中段以下T4矿体南西端的黄铁矿化较北东端更发育且金矿化更强，因此推断其深部可能存在第四富集带。同时，与工程揭露矿体品位特征一致，在XXX至IX号勘探线（30线至9线）之间深部-200~-600 m标高范围内，矿体东部出现部分未见矿孔，表明矿体在北东方向深部已出现封闭趋势。

从T4矿体厚度等值线图（图4）可以看出，由北东端浅部向南西端深部逐渐出现矿体厚度减薄的趋势，与矿体金品位空间分布规律具有高度一致性，即矿体厚度越大，金品位越高；矿体厚度越小，金品位越低。结合矿区赋矿黑云斜长糜棱岩受下伏似斑状黑云母二长花岗岩侵位作用影响导致其厚度由浅至深出现较大幅度减小的地质特征，认为矿体厚度减小应该是由赋矿地层变薄引起的；同时，构造破裂空间向深部变窄也可能是重要原因。

图4

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图4   排山楼金矿T4矿体垂直纵投影厚度等值线图

Fig.4   Thickness contour map of vertical longitudinal projection of T4 orebody in Paishanlou gold deposit


结合T4矿体品位、厚度等值线特征，认为该矿体厚度和金品位存在由浅部向深部逐渐减小和降低的变化趋势。虽然T4矿体深部可能存在第四矿化富集带，但由于矿体厚度和金品位均较小（厚度约为1.0 m、品位约为1.0 g/t），其工业价值有限。

4 找矿方向探讨

（1）井下200 m中段以下T4矿体南西端的黄铁矿化较北东端更发育且金矿化更强，50 m和0 m中段矿体南西端穿脉工程和坑内钻探工程尚未完全控制矿体走向延长，因此可以继续针对现有开拓系统南西部开展就矿找矿工作。

（2）由T4矿体Au元素分布规律可知，矿体具有向南西侧伏的规律，侧伏角约为53°，其南西深部可能存在第四矿化富集带。虽然控矿的韧性剪切带向深部具有稳定延伸的趋势，但考虑到T4主矿体向深部其厚度减薄且金品位明显降低，认为继续向深部找矿的难度和风险均很大，深部开采的经济效益较低，工业价值有限。

（3）由于排山楼金矿严格受控于韧性剪切带，矿体产于剪切带内韧性变形最强、糜棱岩和超糜棱岩的中心部位，赋矿围岩主要为黑云斜长糜棱岩和长英质糜棱岩，但矿区深部揭露的似斑状黑云母二长花岗岩体范围逐渐扩大，使得赋矿岩石厚度明显减薄，在一定程度上缩小了深部找矿空间。因此在开展少量深部找矿的同时，应重点加强控矿韧性剪切带走向上黑云斜长糜棱岩和长英质糜棱岩厚度较大区域的找矿工作。

（4）建议围绕北东走向韧性剪切带的走向延长部位追索白云质糜棱岩的空间展布，同时加强剪切带内金矿体的分布规律研究，结合对矿体侧伏方向的判断，建议重点对其南西延长方向进行探索。

5 结论

（1）T4矿体Au元素在空间上具有多个高值中心，矿体厚度和金品位变化规律具有很高的一致性，即矿体厚度越大，金品位越高；矿体厚度越小，金品位越低。在空间上，矿体厚度和金品位自北东端浅部向南西端深部具有逐渐降低的趋势。

（2）通过对T4矿体Au元素空间分布规律进行分析，认为矿体侧伏方向为SW向，侧伏角约为53°，矿体深部可能存在第四富集带，但工业价值有限，开展进一步勘探开发工作时需慎重考虑。

（3）下一步应重点对排山楼金矿区其他可能含矿的韧性剪切带的找矿潜力进行研究，为探寻该矿区后续接替资源奠定基础。

http://www.goldsci.ac.cn/article/2021/1005-2518/1005-2518-2021-29-3-325.shtml

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