黑龙江省宁安市英城子金矿床地质特征及成因研究

刘桂香，张朋，孙景贵，马春生，王春阳，马超，陈行时

（1.沈阳地质矿产研究所，辽宁沈阳110034；2.吉林大学地球科学学院，吉林长春130021；3.吉林省地质调查院，吉林长春130061；4.黑龙江省地质调查研究总院，黑龙江哈尔滨150036）

黑龙江省宁安市英城子金矿床地质特征及成因研究

刘桂香1，张朋1，孙景贵2，马春生3，王春阳3，马超3，陈行时4

（1.沈阳地质矿产研究所，辽宁沈阳110034；2.吉林大学地球科学学院，吉林长春130021；3.吉林省地质调查院，吉林长春130061；4.黑龙江省地质调查研究总院，黑龙江哈尔滨150036）

英城子金矿床位于兴蒙造山带东缘，矿床产于近东西向韧性脆性剪切带（靡棱岩带）内，矿体主要呈透镜状、似层状和脉状产出.矿石矿物主要为黄铁矿、闪锌矿和黄铜矿，主要结构为交代结构、乳滴状结构、半自形—他形结构，主要构造为浸染状构造、脉状构造、条带状构造.成矿作用先后经历了4个阶段：石英-毒砂-黄铁矿阶段、石英-黄铁矿阶段、石英-多金属硫化物阶段和石英-方解石阶段.成矿流体总体属于中温、低盐度、低密度的CO2-CH4-H2O体系.英城子金矿床与国内外典型的造山型金矿相比具有诸多相似之处，其成因类型属于造山型金矿.

英城子金矿；造山型金矿；地质特征；矿床成因；黑龙江省

Abstract：The Yingchengzi gold deposit,located in the east margin of the Xingan-Mongolia orogenic belt,occurs in the E-W-trending of mylonite zone,with ore bodies in veins and lenticular forms.The assemblages of ore minerals are pyrite,chalcopyrite and sphalerite,with metasomatic,dropwise and subhedral-anhedral textures and disseminated,veined and banded structures.The mineralization can be divided into four stages,namely,quartz-arsenopyrite-pyrite stage,quartzpyrite stage,quartz-polymetal sulfide stage and quartz-calcite stage.The ore-forming fluids belong to CO2-CH4-H2O type characterized by moderate temperature,low salinity and low density.The Yingchengzi gold deposit shares some common characteristics with the typical orogenic gold deposits from both China and overseas.Its genesis may be assigned to orogenic type of gold deposit.

Key words：Yingchengzi gold deposit;orogenic gold deposit;geological characteristics;genesis of deposit;Heilongjiang Province

黑龙江省英城子金（银）矿床产于黑龙江省宁安市境内（图1）.它是近年新发现的一个产于韧性剪切带中的金矿床.预测其金资源量为15 t❶黑龙江省地球物理勘察院.黑龙江省宁安市英城子岩金（银）矿普查报告.2006.，其规模已达中型.目前，已有的年龄数据和文献确立其成矿作用发生在加里东造山期后［1-3］.鉴于英城子金矿发现时间较晚，在区域、矿区和矿床地质特征等方面的研究有限，本文通过详细的野外地质调查和室内综合研究，对矿床形成的地质背景及矿床地质特点进行深入研究，并结合成矿流体等方面的研究，对矿床的成因类型进行科学论证.

1 区域成矿地质背景

图1 英城子金矿床区域地质简图（据文献［4］修改）Fig.1 Regional geologic map of the Yingchengzi gold deposit（modified fromReference［4］）

英城子金矿床大地构造位置位于佳木斯地块、松嫩地块、华北板块之间的兴蒙造山带的东缘，小兴安岭-张广才岭岩浆褶皱带的东南端敦密断裂的西侧.区内发育的主要地层是中元古界芦苇河岩组，泥盆系黑台组、老秃顶子岩组，侏罗系帽儿山组，白垩系海浪组以及新近系富锦组、船底山组，并广泛发育着古生代和中生代花岗杂岩（图1）［4］.

区内岩浆岩十分发育，加里东期、海西期、印支期、燕山期花岗岩都有所发育.研究区以中生代燕山期火山活动较为强烈，使得燕山期的花岗岩最为发育，分布最为广泛.

研究区内构造活动比较发育，在研究区的北部有伊沭断裂，东部分布有近南北向的牡丹江断裂.敦密断裂斜穿整个区域，将研究区分为南北两大区域，分属张广才岭隆起带和太平岭隆起带的一部分.

2 矿区地质特征

矿区内出露的地层有泥盆系上统老秃顶子岩组和白垩系上统海浪组.矿区岩浆岩发育，分布有海西期张家窑中粗粒花岗闪长岩、燕山期二长花岗岩.燕山期二长花岗岩分别是东苇塘细、中粗粒二长花岗岩，英城子中粗粒二长花岗岩.另外，还有中性、酸性脉岩等.主要构造是近东西向的韧脆性剪切带和叠加之上的北西和东西向的脆性断裂（图2）.

图2 英城子金矿床矿区地质简图（据黑龙江省地球物理勘察院，2006）Fig.2 Geological sketch map of the Yingchengzi orefield（fromHeilongjiangGeophysical Survey,2006）

3 矿体特征

英城子金矿体赋存在近东西向韧性脆性剪切带（靡棱岩带）内，矿体沿韧性变形带呈透镜状、似层状和脉状产出.目前按照金、银矿体最低边界品位共圈出矿体18个，其中达工业矿体指标的表内矿体有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ、Ⅴ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅺ、ⅩⅦ等9个，Ⅸ、Ⅺ为金矿体，其他均为金银共生、伴生矿体（图3）.

图3 英城子金矿172.5勘探线剖面图Fig.3 Profile along the 172.5 exploration line of Yingchengzi gold deposit

经勘查，矿区内9条矿体的总厚度为29.79 m，品位变化较大，矿体金平均品位最低1.08×10-6，最高18.3×10-6.银矿作为伴生有益资源出现，但有时还可成为独立的银矿体.在空间上，9条矿体集中分布于勘查区北部7条糜棱岩带内.以Ⅰ、Ⅱ、和Ⅺ号矿体为例，分述矿体特征.

I号矿体：呈近东西向或稍偏北，地表控制长度240 m，平均厚度2.11 m，似层状，总体倾向北西（330～342°），倾角47～66°，平均55°.矿体最大倾斜延伸193 m，最小62 m.矿体最大厚度6.39 m，最小厚度0.34 m.矿体单样金最高品位10000×10-6，平均品位18.3×10-6.银最高品位1536×10-6.

Ⅱ号矿体：呈近东西向，地表控制长度90 m，平均厚度2.13 m，透镜状，总体倾向北（5°），倾角55～58°，平均56°.矿体最大厚度3.05 m，最小厚度1.21 m.矿体单样金最高品位11.32×10-6，平均品位4.69×10-6.

Ⅺ号矿体：仅由地表一处探槽和一个浅孔控制.走向近东西偏北，似层状，控制长度235 m，平均厚度2.42 m，总体倾向北（340～10°），倾角55～65°.矿体赋存于388 m标高，控制倾斜沿伸70 m.矿体金平均品位3.19×10-6.

4 矿石特征

4.1 矿石矿物组分

英城子金矿床的矿石矿物以黄铁矿、闪锌矿和黄铜矿为主，毒砂、方铅矿次之，还可见少量的磁铁矿和磁黄铁矿，偶见自然金.黄铁矿以两种方式出现.一种晶形极其不好，分布在石英脉中.这部分黄铁矿形成时间较早，以至于被后期热液强烈交代.这部分所占比例不大（图4a）.另一种晶形较好，呈规则四边形自形晶分布在石英脉中.这种形式的黄铁矿所占比例较大，为主要的矿石矿物，也是金的主要载体（图4b）.黄铜矿以3种方式出现.一种是以乳滴状分布于石英中（图4c）；第二种呈他形粒状分布于石英等透明矿物中（图4e）；第三种还是以乳滴状出现，分布于闪锌矿中（图4d）.其中两种黄铜矿占主要地位.闪锌矿呈他形粒状分布于石英、方解石等透明矿物中（图4f）.毒砂主要呈规则四边形自形晶分布于石英中（图4g）.方铅矿含量极少，呈他形晶集合体分布于矿物中（图4h）.

矿石的脉石矿物以石英和方解石为主.石英主要以两种方式出现：一种是呈乳白色他形不规则状大面积分布，这种石英与成矿作用不大；另外一种为脉状，这种石英与成矿作用密切相关.方解石主要以脉状出现，为成矿后期作用的产物（图4i）.

图4 英城子金矿床矿石镜下照片Fig.4 Photomicrographs of the ores in Yingchengzi gold deposit

4.2 矿石结构构造

主要矿石结构有：交代侵蚀结构，表现为早期形成的方铅矿为后期的闪锌矿所交代（图4h）；乳滴状结构，黄铜矿呈乳滴状分布在闪锌矿和石英中（图4e）；半自形—他形结构，黄铁矿、黄铜矿、毒砂呈半自形—他形产出（图4a、g）.此外矿石还偶见骸晶结构.

矿石构造主要为浸染状构造，带状、条纹状构造等次之.

4.3 矿石类型

按矿石的矿物成分、结构构造等特征，可将英城子金矿区矿石的自然类型划分为蚀变岩型和石英脉型两大类.

蚀变岩型为主要的矿石类型，矿石品位高低不等，具体又可分为含金花岗质糜棱岩和含金糜棱岩化花岗岩两个亚类.矿区内80%的矿体均由含金花岗质糜棱岩构成，金、银多以自然矿物出现，脉石矿物主要为长石、石英，以眼球状、透镜状残斑为主，占矿石的30%～40%，基质为绢云母、细粒化石英或重结晶石英及绿泥石等，含很少的细粒黄铁矿及次生褐铁矿；含金糜棱岩化花岗岩与含金花岗质糜棱岩特征基本相同，仅是残斑含量增多，一般占30%～50%，变余花岗结构明显.此类矿石品位低，一般Au 1×10-6～3×10-6之间.

石英脉型矿石分布较少，但矿石品位较高，又可分硫化物石英脉型和含金硫化物石英脉型.硫化物石英脉型，呈灰—灰白色，主要金属矿物有方铅矿、闪锌矿，金品位变化较大，岩石以灰色为主，大脉则为灰白色块状构造；含金硫化物石英脉型矿石呈暗灰色，局部为黑灰色，呈透镜状或扁豆状脉体，块状构造，微糖粒状结构.该类矿石是矿区内富矿石，最高品位Au达227×10-6.

4.4 金的种类及赋存状态

根据对含矿岩心的系统光片鉴定，矿床中的金矿物主要是自然金和少量的银金矿.

金矿物的粒度在0.01～0.074 mm之间，形状以微小粒状、角砾状最为常见，少量为片状、树枝状.根据金矿物与载金矿物的相互关系，金矿物的赋存状态呈包裹金（载金矿物为石英和黄铁矿）、粒间金、裂隙金（孔洞金）3种状态存在.其中粒间金占大多数，为51.32%；次为隙裂金，占37.53%；少量包裹金，仅占11.11%.

5 围岩蚀变

英城子金矿床发育有较强的围岩蚀变晕，呈带状分布.蚀变的种类有绿泥石化、钾长石化、绢云母化、硅化、黄铁矿化、蛇纹石化等.

硅化和黄铁矿化分布范围较小，展布方向与糜棱岩带展布方向一致，蚀变矿物主要为新生石英和他形细粒黄铁矿，少量黑云母等.硅化和黄铁矿化与金矿化关系密切，金矿品位与他形细粒黄铁矿含量和硅化程度呈正相关关系（图5a、b）.

图5 英城子金矿床围岩蚀变Fig.5 The wallrock alteration of Yingchengzi gold deposit

钾长石化主要的蚀变矿物是透长石、微斜长石，与金矿化关系不大（图5c）.

绿泥石化分布较广，蚀变矿物以绿泥石为主，次为沿糜棱面理分布的绿帘石化.绿泥石化程度，在韧性剪切带中呈由边部向中心逐渐增强趋势.蚀变带规模不等，与金矿化关系较为密切（图5d）.

绢云母化重叠于面型绿泥石化蚀变带的中部，展布方向与绿泥石化蚀变带一样，与糜棱岩带展布方向一致，蚀变矿物主要为绢云母（图5e、f）.

蛇纹石化在矿区有一定的分布，主要蚀变矿物为蛇纹石，沿糜棱面理分布.蛇纹石化程度，在韧性剪切带中呈由边部向中心逐渐增强趋势.蚀变带规模不等，与金矿化关系较为密切.

6 成矿阶段

据英城子金矿床形成的地质环境、物理化学条件、产状特征、典型的矿物共生组合、矿石构造等特点可以将该金矿床划分为两个成矿期，5个成矿阶段（见表1）.

表1 英城子金矿矿物生成顺序图表Table1 Ore-forming stages and formation sequence of minerals in Yingchengzi gold deposit

1）气水-热液期

该期是主要的矿化期，可分为4个矿化阶段，分别是：石英-毒砂-黄铁矿阶段；石英-黄铁矿阶段；石英-多金属硫化阶段和石英-方解石阶段.其中石英-多金属硫化阶段是最主要的矿化阶段.以交代作用为主，间或为交代—充填的过渡形式.

石英-毒砂-黄铁矿阶段：是最早的矿化阶段，由早期的含矿热液沿糜棱岩带交代围岩形成，温度比较高，矿物组合以毒砂等高温矿物为主.石英主要呈脉状产出，毒砂成比较规则的四边形自形晶分布于石英脉中.在这一阶段里还可以见到少量的黄铁矿.

石英-黄铁矿阶段：是一个比较重要的成矿阶段.石英呈不规则脉状沿裂隙侵入，黄铜矿、黄铁矿被强烈地交代侵蚀，晶形极其不好.上述两种矿物主要分布在石英脉中.

石英-多金属硫化物阶段：为最重要的成矿阶段，此阶段生成的矿物主要有闪锌矿、黄铁矿和黄铜矿，此外还有少量的方铅矿、磁铁矿和磁黄铁矿.该阶段的黄铁矿晶形较好，呈规则的四边形自行晶分布于石英脉中.黄铜矿以乳滴状、他形粒状分布于石英等透明矿物中，同时还以乳滴状分布于闪锌矿中.在矿化阶段还可见极少量的自然金颗粒.

石英-方解石阶段：最主要的特征是可见石英-方解石脉穿插整个矿石，脉中几乎不含有金属矿物，是在成矿后期所形成的.

2）表生期

主要形成蓝铜矿，还可见少量的孔雀石等氧化矿物.蓝铜矿主要分布在黄铜矿的周围，是黄铜矿在氧化条件下的产物.

7 流体包裹体研究

关于英城子金矿床流体包裹体特征、显微测温和成分分析，陈雷（2008）曾做过详细介绍，本文只提及其中结论.流体包裹体的分析测试均在吉林大学地球科学学院流体包裹体实验室和南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室完成.

依据室温下原生流体包裹体的物理相态和化学组成，可将其分为：①气液两相包裹体，大小不一，粒径在2～12 μm之间，多数集中在4～10 μm，形态主要为浑圆状和长条状，偶尔也可见椭圆状（图6a）；②纯液相包裹体，数量较多，大小不一，粒径在2～6 μm之间，多数集中在6 μm左右，形态不规则，有长条形、梯形、矩形、近圆形、近三角形（图6b）；③含子晶三相包裹体，大小多集中在6 μm左右，子晶大多数为无色透明，大小在4～6 μm，多数为6 μm，形态有方形、浑圆形、长条形（图6c）.

图6 英城子金矿内的流体包裹体Fig.6 Typical fluid inclusions in the Yingchengzi gold deposit

测温结果显示［4］，英城子金矿床流体包裹体的均一温度在100～450℃之间.其中石英-毒砂-黄铁矿阶段的成矿温度为350～450℃；石英-黄铁矿阶段的成矿温度为250～320℃；石英-多金属硫化物阶段的成矿温度为150～220℃；石英-方解石阶段的成矿温度为100～150℃.包裹体的盐度（NaCl当量）变化范围为2%～8%（质量分数）［6-7］.

根据流体包裹体的均一温度和盐度，求得相应包裹体的流体压力变化范围较大，为0.6～10 MPa，主要集中在3.5～7.5 MPa之间［7］.密度值在0.6～1.1 g/cm3之间.利用经验公式［8-9］并结合实际开采情况，认为成矿作用主要发生的深度应为0.11～0.65 km.激光拉曼分析表明，英城子金矿流体包裹体成分以CO2、CO、H2O为主，并含有少量的CH4、C2H6等有机物，此外还可见到极少量的H2S.成矿流体系统为中温、中低盐度、低密度的CO2-CH4-H2O体系，可含有少量的有机物.推测成矿流体有后期的大气降水混入，英城子金矿床的成矿流体具有深部流体的特征［5］.

8 矿床成因探讨

造山型金矿床是指那些在时空上与造山作用有关的主要受构造控制的金矿床［10-11］.这类矿床形成于地表向地下2～20 km的不同深度，Groves等（1998）根据Lindgren（1933）的浅成、中成和深成的深度分类方案，将造山型金矿划分为浅成（＜6 km），中成（6～12 km）和深成（＞12 km）3个亚型.造山型金矿床是最重要的金矿床类型之一，在全球占有重要的地位，全球超大型金矿中，已有23个储量大于500 t的金矿床属于此类型［11］.造山型金矿因其独特的地位，在成矿环境、矿床、成矿特点、形成时代、成矿流体及成因机制方面已被广泛地研究［9-10，12］.造山型金矿主要地质特点是：矿脉侧向蚀变分带明显，矿石主要呈脉状，网脉定向分布，矿物组合简单，成矿主要发生在赋矿地质峰期变质之后，成矿深度变化范围大，成矿流体为低盐度（NaCl当量质量分数小于10%），低密度，富CO2（5%～30%）的变质流体.

在地质特征上，英城子金矿与造山型金矿特征基本一致.英城子金矿床赋存在近东西向韧性脆性剪切带（糜棱岩带）内，金矿化糜棱岩带自边部向中心呈绿帘石化、绿泥石化、绢云母化、黄铁矿化、硅化等有规律的分布.其中黄铁矿化、硅化带是金矿化蚀变糜棱岩带的核心，是金矿赋存的主要部位，矿石组合较为简单，金属矿物以黄铁矿、闪锌矿和黄铜矿为主，毒砂、方铅矿次之，还可见少量的磁铁矿和磁黄铁矿，偶见自然金，脉石矿物以石英、和方解石占绝对优势，矿石结构主要为交代侵蚀结构、乳滴状结构和半自形—他形结构，矿石构造主要为浸染状构造，带状、条纹状构造等次之.

流体包裹体研究表明，英城子金矿床原生流体包裹体主要分为气液两相包裹体、纯液相包裹体和含子晶三相包裹体.主成矿阶段流体特征为：中温（主成矿均一温度为150～220℃），低盐度（2%～8%），低密度（0.6～1.1 g/cm3）.成矿压力主要为3.5～7.5 MPa，主成矿深度为0.11～0.65 km.包裹体气相成分以CO2、H2O和CH4为主，总体属于CO2-CH4-H2O体系，具有深源的特征.这些特征与造山型金矿流体的特征相似［7-10］.与国内外典型的造山型金矿对比，英城子金矿床在成矿特点、矿床典型特征方面有许多相似之处（表2），因此英城子金矿床的成因类型为浅成造山型金矿.

表2 英城子金矿与典型造山型金矿地质特征对比Table2 Correlation between Yingchengzi gold deposit and other orogenic gold deposits

9 结论

1）英城子金矿床赋存在近东西向韧性脆性剪切带（糜棱岩带）内，主成矿阶段金属矿物组合为闪锌矿+黄铁矿+黄铜矿+石英（+含Au矿物），金矿化沿糜棱岩带有规律地分布.其中黄铁矿化、硅化带是金矿化蚀变糜棱岩带的核心，是金矿赋存的主要部位.

2）成矿作用过程可划分为4个成矿阶段：石英-毒砂-黄铁矿阶段、石英-黄铁矿阶段、石英-多金属硫化物阶段和石英-方解石阶段.主成矿阶段为第3成矿阶段.

3）英城子金矿床在成矿地质背景、矿床地质特征及成矿流体性质等方面与造山型金矿具有诸多相似之处，成因类型为造山型金矿.

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DISCUSSION ON GEOLOGY AND GENESIS OF THE YINGCHENGZI GOLD DEPOSIT IN NINGAN,HEILONGJIANG PROVINCE

LIU Gui-xiang1,ZHANG Peng1,SUN Jing-gui2,MA Chun-sheng3,WANG Chun-yang3,MA Chao3,CHEN Xing-shi4
（1.Shenyang Institute of Geology and Mineral Resource,Shenyang 110034,China;2.Collage of Earth Sciences,Jilin University,Changchun 130061,China;3.Jilin Institute of Geological Survey,Changchun 130061,China;4.Heilongjiang Institute of Geological Survey,Harbin 150036,China）

1671-1947（2012）04-0354-08

P618.51

A

2011－06－07；

2011-07-12.编辑：张哲.

刘桂香（1966—），女，主要从事地质矿产勘查工作，通信地址辽宁省沈阳市皇姑区黄河北大街1号，E-mail//549462147@qq.com