柏杖子金矿位于冀辽两省交界处的辽西凌源市南部，是一个受花岗岩体控制的岩浆热液型金矿床（王晓鸥，2014；魏强等，2016），资源储量已达到大型矿床规模（马姣阳等，2015）。该矿床位于冀东—辽西金成矿带的东端，受喜峰口—凌源大断裂和都山杂岩体的联合控制，分布在都山杂岩体的东北部边缘。金矿成矿与燕山期花岗岩在时间、空间和物质成分等方面具有密切的成因联系（Zhang et al.，2012），矿体主要分布在柏杖子岩体内的断裂构造中，金矿体类型主要为石英脉型和蚀变岩型。

前人通过对柏杖子金矿进行野外地质调查和成矿规律研究，在成矿地质条件和成矿模式等方面取得了若干成果。例如：部分学者认为柏杖子金矿体主要赋存于柏杖子岩体的内、外接触带中（王义文等，1995；张广范，2005；魏强等，2016；王成，2018），柏杖子岩体属于晚三叠世伸展背景下的产物（Ren et al.，2016；李华伟，2020），具有贫硅、富碱的特征（Vasconcelos et al.，2003；贾广宁等，2006）。通过建立浅部石英脉型矿体成矿模式（王晓鸥，2014；耿树峰，2019），提出了矿区找矿方向应以岩体内部构造为主（王刚等，2008；魏强等，2016；耿树峰，2019；赵亮，2019；李华伟，2020）。此外，也有学者认为柏杖子金矿区构造及岩体联合控制着矿体分布（魏强等，2016；王成，2018；耿树峰，2019），矿床成因与柏杖子岩体密切相关（白凤义，1995；张广范等，2005；李华伟，2020）。然而，针对该矿区深部新发现的蚀变岩型矿体的控矿规律研究较少，对石英脉型和蚀变岩型2种不同类型的矿床成矿模式的综合研究尚欠缺。

经过近30年的开采，柏杖子金矿床保有资源储量不断减少（马姣阳等，2016），亟需在矿区深部及外围寻找新的金矿接替资源。因此，通过开展详细的野外地质调查工作，系统梳理并总结该矿床成矿地质条件和控矿规律，特别是岩体和构造对深部厚大蚀变岩型金矿体的控制，建立柏杖子金矿床成矿模式，提出矿区深部及外围找矿方向，为该区下一步地质找矿提供新的思路与方向。

辽西柏杖子金矿位于冀东—辽西成矿带东部，青龙—锦西EW向断裂与喜峰口—凌源NE向断裂交会处，都山杂岩体北东端（王晓鸥，2014）。区域出露地层有太古宙建平群变质岩系和中元古界—古生界长城系、蓟县系、青白口系及奥陶系（张威等，2015）。其中，中元古界—古生界长城系为区内主要的赋矿地层，控制着峪耳崖、下营房和柏杖子金矿床的产出；毛家店等少数金矿床分布于太古界中。区域内主要有2组断裂，分别是EW向青龙—锦西断裂和NNE-NE向凌源—北票、喜峰口—凌源和朝阳—药王庙断裂（图1）。

柏杖子金矿区岩浆岩以印支期和燕山期侵入岩为主，局部地段出露有太古宙岩浆岩。其中，中生代岩浆活动最为发育，多数岩体具有多期次侵入的复式岩体特点。在青龙—锦西断裂南侧呈近EW向展布，或沿喜峰口—凌源断裂呈NE向分布。其中，印支期岩浆岩主要为都山花岗岩体，产于NNE向隆起的东侧，是冀东—辽西地区最大的花岗岩基；燕山期花岗岩分布较广，主要有大石柱子花岗岩和河坎子碱性正长岩等。矿区内脉岩较发育，受断裂控制，脉岩展布方向以NE和NW向为主，岩性主要为石英正长斑岩，其次为花岗斑岩、闪长岩、辉绿岩和煌斑岩等，属于中酸性岩体的派生物，常成群成带分布在岩体内外带附近。

矿区出露地层主要有元古宇长城系和蓟县系，小范围出露有太古宇八道河群老地层和中生界侏罗系覆盖地层，沟谷局部地段见有新生界第四系。

太古宇八道河群老地层主要分布在矿区南东部，呈NE-近EW向带状展布，主要岩性为斜长角闪片麻岩、花岗片麻岩和片麻状混合花岗岩，局部夹扁豆状磁铁石英岩。元古宇在矿区分布较为广泛，以F₁断裂为界，其东侧发育有大面积的元古宇长城系，西侧为蓟县系。其中，元古宇长城系为矿区主要地层，走向为NE-NEE向，倾向为NW-NNW向，倾角为30°~75°，与太古宇八道河群老地层呈角度不整合接触，局部呈断裂接触（张广范等，2005），可划分为5组15段，蓟县系仅在矿区小范围出露，平行不整合于长城系高峪庄组之上。中生代侏罗系在矿区南东部零星出露，与元古宇长城系呈角度不整合接触，局部呈断层接触。新生界第四系沿沟谷河床小范围分布，以近代堆积物为主，为风化沙砾石、砂石土、亚黏土和腐殖物。

矿区为一单斜构造，以断裂为主（耿树峰，2019），构造主体呈NE-NNE向。区内一级控岩构造为F₁断裂，控矿构造为F₂断裂，2条断裂在矿区范围内的走向均为NNE向，多期性继承活动明显。矿区目前发现的矿体主要分布于F₂断裂上盘，主要赋矿地质体为柏杖子岩体，其空间分布和形态产状受F₂断裂控制较为明显，F₂断裂上盘分布的NNE和NE向次级断裂则是金矿脉的定位构造，尤其是NE向断裂，控制着含金石英脉的产出，这组断裂的形成时间晚于花岗岩体侵位，与金成矿时期接近。

通过对矿区地层层序进行对比研究，发现长城系5组15段层序分布受F₂断裂错动影响。其中，上盘地层层序出露齐全，下盘矿区中部柏杖子仅出露有大红峪组三段、四段和高峪庄组，矿区西南部苗金沟仅出露有常州沟组、串岭沟组、团山子沟组和大红峪组部分岩性段，显示出F₂断裂具有平面左旋和逆断层特征。根据矿区地质图（图2）相同层位高峪庄组和常州沟组出露位置测算，F₂断裂在矿区中部柏杖子的平面错距约为1 400 m，在矿区西南部的平面错距约为200 m。

区内岩浆活动较为强烈，主体受断裂控制（贾广宁等，2006），产出形态主要为岩墙、岩株和少量岩脉。岩性为闪长岩类、花岗岩和中基性—酸性脉岩类。

闪长岩体主要在西南部苗金沟矿区地表出露，在柏杖子金矿井下深部中段（120~-110 m）未见出露，风化面呈黄褐色，新鲜面呈灰黑色，粒度较细，局部钾化，见钾长石细脉穿插分布，走向为NE向，倾向为SW向，倾角为60°～75°，延长8 000 m，宽度为200~500 m。

花岗岩类在矿区主要有3个，分别是大石柱子花岗岩体（矿区东南部）、柏杖子花岗岩体（矿区中部）和大八道沟花岗岩体（矿区北东部）（图2），其中，柏杖子花岗岩体与成矿关系密切。

柏杖子花岗岩体呈脉状，长轴呈NNE向，沿F₂断裂分布于矿区中部，地表出露延长4 000 m，宽度为20~250 m，面积约为1.8 km²，倾向为120°，倾角为45°～60°。从地质剖面揭露情况来看，该岩体上部较陡窄，下部宽缓膨大，盲岩枝（舌）发育，在井下各中段中展现出由100勘探线为中心，向两侧勘探线方向即向北123线、向南136线方向，花岗岩逐渐变窄尖灭的现象；花岗岩由下向上侵入，在标高 -70~150 m处出现膨大现象，岩体较厚大，矿体主要分布于该地段。

目前柏杖子矿区发现的金矿体主要有2种类型：浅部为石英脉型和石英细脉型，深部为厚大蚀变岩型和厚大石英网脉型。其中，浅部石英脉型为柏杖子金矿主要矿石类型［图3（a）、3（b）］，厚度一般为0.6~1.2 m，金品位为5×10^-6~12×10^-6，主要产于柏杖子花岗岩内断裂中，长城系中亦有少量分布；石英细脉型主要发育在矿区西南部苗金沟矿段［图3（c）］，厚度一般为0.1~0.2 m，品位为1×10^-6~7×10^-6，主要产于闪长岩体内。石英脉走向一般为NNE，倾向为SE100°~125°，倾角为40°~60°。向深部岩体中走向稍有变化，以NE向为主，少数为NW向。矿体表现出明显的反倾特征（图4），倾向为315°~340°，倾角为50°~80°。

深部蚀变岩型矿体［图3（d）、3（e）］呈囊状，产于柏杖子花岗岩内，厚度为5~20 m，品位为1×10^-6~3×10^-6，长轴呈NE-SW向，倾向为SE向。典型矿体213号脉受柏杖子岩体形态变化和岩体内构造系统的控制，产于岩体形态膨大以及岩体内2组构造交会部位（图4）。该矿脉分布于100号与112号勘探线之间，赋存在90~30 m标高范围内。

柏杖子金矿床围岩蚀变类型主要有钾长石化、硅化、黄铁矿化、绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化和高岭土化。多种蚀变常常叠加发育，蚀变分带现象不明显。其中，钾长石化广泛发育于柏杖子岩体内部，硅化、黄铁矿化与金矿化关系密切，多发育于含矿构造内，碳酸盐化主要是主成矿阶段后蚀变矿物，后期低温蚀变还有高岭土化、绿泥石化和绢云母化等。

柏杖子矿区金矿体产于柏杖子花岗岩体内外接触带一定范围的断裂内，通过开展井下地质调查和资料分析，认为该矿床的形成和产出受柏杖子花岗岩体的控制，金矿体空间分布受岩体形态、断裂和围岩性质等因素的共同控制。

柏杖子花岗岩体在地表呈脉状，NE向展布，向深部矿体变大，形态复杂，岩体形态变化处及岩凸部位控制着主要矿带的展布，在岩体形态变化和复合处是主要矿体的富集地段。通过对柏杖子采矿区厚大蚀变岩型矿体的研究，认为该类型矿体可划分为钾化交代浸染型和石英复脉型。其中，钾化交代浸染型矿体多产于岩体的分叉、凸起部位；石英复脉型矿体多产于构造交会部位，主要为NE向含矿构造组与NEE向含矿构造组交会部位，矿体内可见大量黄铁矿化石英细脉。

（1）岩体内平行主干断裂的派生断裂。岩体内及岩舌内前缘矿体受成矿期的原生节理—叠加断裂联合控制，矿化类型为复合型，矿体产状与岩体一致。当围岩岩性为石英砂岩时，石英脉矿体随叠加断裂进入围岩，但两侧细脉浸染矿化迅速变弱，构造表现形式以叠加断裂两侧发育密集的节理、裂隙带为特征，是岩体内矿石堆积的有利场所，一般规模较大。

（2）岩体外平行主干断裂的派生断裂。分布于岩体外侧106~350 m范围内，在岩体侵入的前锋形成半封闭接触构造圈。表现为在以石英砂岩为容矿岩石的前提下所形成的一系列脆性断裂为特征，多被矿体和岩脉充填，矿体类型以石英脉型为主，一般规模较小。

（3）岩体外垂直或斜交主干断裂的派生断裂。集中分布于矿带中部103~108线的岩体外带，是受岩体上侵机制的影响，在岩体膨大和转折部位由于局部应力场的改变而形成的成矿前张性断裂，多被脉岩充填。在成矿期，矿液沿该组断裂或脉岩充填，形成NW-NWW向矿体。矿体类型以石英脉型为主，分布集中、矿体规模和延深较小，但矿石品位高。

（4）2组成矿构造交会部位。通过分析矿区区域应力场发现，由于受区域F₂左行逆断层的影响，最大压应力在矿区内表现出NE向压性构造，最大张应力在矿区内表现出NW向张性构造。其中，NE向压性构造为矿区主要的含矿构造，见有少量NW向张性含矿构造。

柏杖子矿区的金矿体总体走向特点如下：浅部石英脉型矿体在长城系以NNE走向为主，深部岩体中矿体走向以NE向为主，少数为NW向。深部蚀变岩型矿体受区域F₂左行应力场的影响，多产于构造交会部位，如150 m中段的102-11N号矿体，产于NE向与NEE向含矿构造组交会部位（图5）。

在柏杖子金矿区内已发现的65条矿体中，赋矿围岩以柏杖子岩体为主的金矿体共有55条，占该矿区金资源总储量的80%；其余10条矿体（占矿区金资源总储量的20%）分布在岩体外带地层中的石英砂岩、泥质白云岩和页岩中，其中石英砂岩占岩体外矿体数量的58%~62%。由此分析，围岩的物理性质对矿体赋存起到一定的决定作用，相对而言，性脆易碎、裂隙发育、孔隙度高且渗滤性强的石英砂岩有利于含矿热液的迁移沉淀。因此，大红峪组石英砂岩是岩体外带有利的赋矿围岩。

柏杖子矿区内的金矿体主要赋存于花岗岩内的断裂中，显示了主成矿期发生在柏杖子岩体侵位之后，主成矿热液应为与柏杖子岩体有关的期后热液（Izaguirre et al.，2017；Éric et al.，2015）。根据前人开展的H-O、S、Pb同位素研究成果，柏杖子金矿区的成矿物质和成矿流体来源于深部，矿石中的石英包裹体成矿溶液为含CO₂的K-Na-Cl型碱性溶液，盐度［w（NaCl）］为5.34%，成矿溶液pH=5.7，具有岩浆热液特征（Niu et al.，2014；熊乐等，2017；李华伟，2020）。推测该矿区的金成矿物质主要来自与柏杖子岩体有关的岩浆期后热液，成矿地质体应为柏杖子岩体侵入期后的隐伏岩体。结合魏强等（2016）的研究资料分析认为，八道河群基底老地层有可能提供了部分金物质来源。

通过对柏杖子金矿区的成矿作用进行分析认为，携带Au元素的深部酸性花岗岩从岩浆房涌出，上升至上地壳深部重熔太古宇八道河群，使该酸性岩浆Au元素增加，在上侵过程中，随着温度和压力的降低，岩浆不断分异，在浅部就位形成柏杖子岩体。在柏杖子岩体内及其与周围地层接触部位，由于温度和压力的骤然降低，形成大量的张性裂隙，使得Au元素初步就位。此后，岩体受区域F₂断裂的影响，在柏杖子岩体中形成多组断裂，以NE向压性构造、NEE向张剪性构造和NW向张性构造为主。后期随着深部岩浆持续上涌，岩浆期后热液携带大量深部Au元素进入断裂中，形成石英脉型矿体，在岩体凸起端张性构造裂隙发育地段以及NE向与NEE向构造组交会部位，形成规模较大的蚀变岩型（细脉浸染型）矿体。柏杖子金矿区成矿模式如图6所示。

柏杖子金矿区矿体主要受柏杖子岩体和构造系统的联合控制。矿体类型主要表现出浅部为石英脉型（石英细脉型），深部为厚大蚀变岩型（细脉浸染型）的特征，整个柏杖子矿化系统平面上存在北部矿化强、南部矿化弱的特点。矿化类型在垂向上由浅至深表现为：石英细脉—石英脉、蚀变型（细脉浸染型）—斑岩型。鉴于此，分析矿区深边部找矿方向如下：

（1）以矿区以往地质资料为基础，综合整理分析，提取矿化信息，在柏杖子岩体内围绕NE向与NEE向含矿构造组交会部位，进行探矿工程揭露，寻找厚大蚀变岩型矿体。

（2）根据前人对该类型矿床建立的“三位一体”找矿预测地质模型（叶天竺等，2014），预测在柏杖子矿区深部隐伏成矿地质体顶部可能存在斑岩型矿体。因此，在深部找矿中应加强对成矿地质体的探寻，以期在寻找斑岩型矿体上有所突破。

（3）目前柏杖子采矿区浅部石英细脉型矿体受F₂压性构造破坏，已剥蚀。按照矿化类型垂向变化特征，西南部苗金沟矿区浅部发现的石英细脉型矿体深部应存在类似柏杖子岩体内的石英脉型和蚀变型（细脉浸染型）矿体。

（1）在地质资料综合研究过程中，通过地层层序对比研究，认为F₂断裂具有平面左旋及逆断层特征。F₂断裂在柏杖子矿区中部的平面错距约为1 400 m，在矿区西南部苗金沟的平面错距约为200 m。

（2）通过分析地质条件，总结了矿区控矿规律，认为矿区金矿体受柏杖子岩体和构造系统的联合控制，NE向与NEE向含矿构造组交会部位控制着蚀变岩型厚大矿体的分布。

（3）建立了矿区不同类型矿体的综合成矿模式图，认为矿区成矿地质体应为与柏杖子岩体有关的深部隐伏岩体。

（4）探讨了矿区找矿方向，矿区内以2组构造交会部位为主，西南部苗金沟浅部发现的石英细脉型矿体深部存在类似柏杖子岩体内的石英脉型和蚀变型（细脉浸染型）矿体，推测柏杖子矿区深部可能存在斑岩型矿体。

（5）深部找矿问题在研究中缺乏直接的工程验证依据，下一步应在工程验证的基础上持续深化研究，完善科学认识，为矿区后续探矿增储工作提供方向。