摘要
吉林金厂沟金矿床大地构造位于中朝准地台区上二叠统柳河盆地西南部，区内发育有小型火山角砾岩型金矿床。在系统收集前人资料及野外地质勘查工作基础上，本文对该矿床围岩蚀变、矿体特征及矿石特征进行梳理，研究表明金矿体主要赋存在流纹质凝灰角砾岩和英安质凝灰角砾岩中，矿体受火山角砾岩机构和环状、放射状构造及蚀变体控制。通过对矿区物化探研究结合前人资料认为该矿床控矿模式是角砾、构造、蚀变矿化“三位一体”控矿，矿床成因类型应属“多期多阶段火山期后热液矿床”，深部及外围找矿潜力较大。
Abstract
The Jinchanggou gold deposit in Jilin is located in the southwest of the Upper Permian Liuhe Basin in the Mid-Korean peneplatform area， where a small volcanic breccia type gold deposit is developed. On the basis of systematic collection of previous data and field geological exploration work， this paper has sorted out the surrounding rock alteration， ore body characteristics and ore characteristics of the deposit. The research shows that the gold ore body mainly exists in rhyolitic tubreccia and rhyolitic breccia tubreccia， and the ore body is controlled by volcanic breccia mechanism， ring and radial structure and corrosion variation. Based on the geophysical and chemical exploration and previous data， it is considered that the ore-controlling mode of the deposit is "trinity" of breccia， structure and alteration mineralization， and the genetic type of the deposit belongs to "multi-stage and multi-stage post-volcanic hydrothermal deposit"， with great prospecting potential in deep and peripheral areas.
0 引言
金厂沟金矿床位于吉林省柳河县向阳镇金厂沟屯，其坐标为：东经 125°19'03″~125°20'12″、北纬 41°56'28″~41°56'54″，金厂沟金矿床为火山角砾岩型金矿床，前人对于该地区地球化学特征及隐爆角砾岩与成矿关系进行过少量研究（冯建忠等，2000； 刘全德等，2008），但对矿床的综合研究较少，研究该地区矿床的地质特征以及找矿标志，对于指导研究区外围此类型矿床的地质找矿具有重要意义。
1 区域地质概况
研究区区域大地构造位于中朝准地台区上二叠统柳河盆地西南部。金厂沟金矿床为一典型的隐爆角砾岩筒型金矿床，产于华北地台北缘柳河地堑中，矿床在空间上和成因上与隐爆角砾岩筒关系密切（王胜权和刘学武，2009；王永锋和孟文文， 2019；黄鹂等，2020；王世权等，2023）。
区域出露元古宇震旦系，中生界侏罗系和少量的白垩系。其中，太古宙地体是区内古老基底，构成铁岭—靖宇古隆起构造，其中富含 Au、Cu、Ag 等成矿元素，提供了成矿物质的初始来源。区域主要断裂构造：东西向铁岭—靖宇基底古隆起，北东向浑河深大断裂，北北东向胜利屯—李家堡子断裂和一统河断裂，以及北西向断裂。其中，北北东向断裂控制着地堑的展布方向，北西向断裂控制着火山角砾岩筒位置，与金矿床关系密切。主要褶皱构造：六道沟—边沿向斜，轴向为 NE40°，核部为下桦皮甸子组，两翼为包大桥组，大沙滩组，砬子门组和侯家屯组。北西翼倾向 110°～150°，倾角为 10°～50°，南东翼倾向310°～330°，倾角30°～50°，南东翼不完整。（图1）
火山口构造：沿柳河地堑及其边部可见数个火山喷发口，目前仅知集中在爱林（香炉碗子）和金厂岭两个地区，呈线状排列，以中心式喷发为主，火山口内均为火山碎屑岩所充填，据工程验证，呈内倾漏斗状，外侧与围岩接触部见破碎断裂构造，多呈环状和放射状展布，具有明显的后期塌陷特征，但岩性，只见喷发相和火山通道相，而未见充填与火山通道内真正的次火山岩相。火山穹隆构造不明显，喷发岩规律和对称性不明显，所以应属于不完整的火山机构。区内5个火山角砾岩筒呈北东向线状排列，明显受北东向断裂控制，与区域上数个火山口呈北东向排列方位基本一致。
区内岩浆岩活动不强烈。吕梁期以前的花岗岩及花岗混合岩分布于前震旦系变质岩中，海西期花岗岩分布于北部，呈东西向展布，燕山期岩浆岩产于白垩纪地层中，由早至晚分别见有辉绿岩、正长斑岩、霏细岩及石英粗面斑岩，均呈脉状产出。
该区火山岩活动较频繁，主要表现为燕山期陆相火山活动，形成了多个由大量的火山碎屑岩、中 —酸性熔岩层及角砾岩组成的火山机构，并伴有浅成或超浅成的次火山岩体的侵入，目前已发现的火山机构有爱林、烟筒山、金厂沟地区Ⅰ-Ⅴ号火山角砾岩筒，岩筒中充填有中—酸性火山熔岩及其角砾岩。
2 矿床地质特征
矿床位于柳河地堑南西部六道沟—边沿倾伏向斜之北西翼，主要出露地层为中生界侏罗系，呈单斜构造产出，主体产状走向NE40°~近SN向，倾向 SEE~SE，倾角 10°~35°，个别地段 NW 走向 NE 倾。包括包大桥组（J3b）和下桦皮甸子组（J3x），包大桥组 （J3b）以黄绿色板状砂质页岩为主，夹薄层石英砂岩。岩层板理较发育。下桦皮甸子组（J3x）以灰白色、浅灰色泥砂岩为主，下部为黄绿色薄层状泥灰岩。岩层产状变化较大。
矿床主要控岩控矿构造为不同级次的断裂。其中早期断裂以北东向为主，性质为压扭性，产状为南东倾，倾角 35°左右，辉绿岩沿断裂侵入，是主要的控岩构造。晚期断裂一般表现为含矿裂隙，矿区内断层主要有 F1-1、F1-2、F2、F5等，断层性质多为正断层。
侵入岩主要是呈脉状产出的辉绿岩，岩石化学成分属氧化铝饱和系列的极弱碱性岩石。矿区外有燕山期辉长岩、橄榄石辉长岩，含长二辉橄榄岩出露。火山岩为金厂沟燕山期火山岩活动较强烈，研究区共发育 5 个火山岩筒，矿区内发现 1 个火山岩筒，现将该火山岩筒详述如下：
图1吉林金厂沟金矿床区域地质图
1—全新统现代河床、河漫滩；2—更新统白金玄武岩；3—更新统三级阶地堆积；4—下白垩统黑崴子组砂岩、砾岩；5—上侏罗统亨通山组砂岩、页岩；6—上侏罗统下桦皮甸子组砾岩、砂岩、页岩；7—上侏罗统包大桥组砂岩、砾岩、酸性火山岩；8—上侏罗统大沙滩组砾岩、砂岩、粉砂岩； 9—上侏罗统砬门子组上段晶屑凝灰岩、安山岩、砂岩、砾岩；10—上侏罗统砬门子组下段砂岩、砾岩；11—中侏罗统侯家屯组下段粉砂岩夹劣煤；12—太古宇鞍山群混合质斜长角闪岩、黑云片麻岩、含石榴石变粒岩、浅粒岩、片麻岩、角闪质混合岩、黑云均质混合岩、黑云片麻岩；13— 燕山期辉长岩、橄榄辉长岩、含长二辉橄榄岩；14—花岗闪长岩；15—混合花岗岩；16—闪长岩脉/伟晶岩脉；17—辉绿岩脉/辉长岩脉；18—煌班岩脉/基性岩脉；19—花岗伟晶岩脉/花岗细晶岩脉；20—扭性断层/性质不明及推测断层；21—地层产状/倒转地层产状；22—片麻理产状；23— 地层不整合界线/混合岩分带界线
该火山岩岩筒位于研究区中部，出露面积 0.8 km2，平面上呈鸭梨状，剖面上为一上大下小不规则漏斗状，由于其表现为明显的陷落特征，致使其内部岩块支离破碎，岩石类型复杂，但通过工作后，据火山岩产出部位及岩石性可概略的为3个岩相。
（1）火山通道相，位于岩筒的中心部位，被熔结凝灰岩所充填。与爆发相呈渐变关系。
（2）爆发相，分布于火山口周边部，主要为流纹质凝灰角砾岩、火山集块岩，英安质凝灰角砾岩，流纹质凝灰角砾岩与围岩辉绿岩及砂页岩为侵入接触。
（3）次火山岩相，表现为与熔结凝灰岩同源的霏细岩位于岩体内，呈脉状产出。其岩石化学特征与熔结凝灰岩同属铝过饱和及SiO2过饱和系列。
火山角砾岩中心为火山通道相（熔结凝灰岩），向四周过度到爆发相（主为为流纹质凝灰角砾岩），次火山岩相位于岩体的内部（霏细岩）。火山角砾整体（内带）与围岩辉绿岩及侏罗系砂页岩（外带） 为侵入接触形成内外带关系。
该火山具多期活动性，从早到晚为中性—酸性。最后以酸性熔岩充填火山口而告终，致使在远离火山口处见有爆发相的火山集块岩、英安质凝灰角砾岩，火山口处被流纹质岩石充填。Ⅰ号火山角砾岩筒平面特征和空间变化特征见图2。
研究区围岩蚀变分为内带和外带，内带出现在岩筒范围内，即火山碎屑岩中，主要蚀变类型有硅化、碳酸盐化、高岭土化、绢云母化等蚀变，矿化为金属硫化物矿化。内带是主要形成有工业价值矿体蚀变带。外带出现在岩筒周边围岩之砂页岩层中，主要类型见有碳酸盐化、硅化、堇青石化、透闪石化、阳起石化、绿帘石化，少量黑云母化。这些泥质矿物出现证明了这些沉积岩经受了后期较强的热液变质作用。
图2吉林金厂沟金矿床化探综合异常图
1—第四系河床冲积物；2—上侏罗统下桦皮甸子组砾岩、砂岩、页岩；3—上侏罗统包大桥组砂岩、砾岩、酸性火山岩；4—火山集块岩；5—流纹质凝灰角砾岩；6—熔结角砾岩；7—辉绿岩；8—霏细岩脉；9—实测/推测地质界线；10—矿体及编号；11—实测及推测断层；12—勘探线及编号；13—地层产状；14—Au异常曲线（10-9）；15—Cu异常曲线（10-6）；16—综合异常区编号
3 矿体地质特征
从已有的勘探工程来看，共划分出 5 个金矿 （化）体，其中Ⅴ-3 号矿体为主矿体（图3）。矿体形态为板状，走向 45°~65°，倾向 135°~155°，倾角 45°～68°，埋藏深度 0～240 m，矿体赋存标高 545～327m，矿体规模属小型，矿体走向未封闭，延深上西南未封闭。矿体厚度一般为 0.89~16.26 m，平均 5.28 m，厚度变化系数74%，厚度变化稳定。矿体金品位 0.55×10-6~15.33×10-6，平均 2. 02×10-6，品位变化系数51%，品位变化系数均匀。
图3金厂沟金矿外围金矿床N161号勘探线地质剖面图
3.1 金属矿物特征
3.1.1 矿石矿物组合
研究区矿石中主要金属矿物为自然金、黄铁矿、黄铜矿，除此之外还有少量的方铅矿、黝铜矿、闪锌矿、磁铁矿；脉石矿物有石英、斜长石等。
（1）自然金：在镜下金粒度不均匀，亮黄色，微粒状，晶粒粒径0. 001～0. 030 mm，呈独立金存在于岩石中，分布不均，粒度细小（图4a）。
（2）黄铁矿：不规则状，部分为立方体晶形，粒径 0.1～1. 0 mm，呈粒状集合体构成条带状、脉状，部分被磁黄铁矿交代，约占标本面积的1%（图4b）。
（3）黄铜矿：不规则状、粒状，粒径 0. 03～0.10 mm，部分与磁黄铁矿共生，星点稀散浸染状分布，晶粒中偶见有黄铁矿包体，星点稀散浸染状分布，约占标本面积的1%（图4b）。
3.1.2 矿石结构构造
本矿区矿化体中，矿石结构主要有以下几种：金属矿物具星散浸染状—断续脉状结构（图4c）、金属矿物具星散浸染状结构（图4d）。
（1）星散浸染状—断续脉状结构：不规则状，少量自形晶，晶粒粒径0. 01～1. 00 mm，主要沿裂缝呈断续脉状分布，少量星散浸染状分布。
（2）浸染状构造：研究区浸染状构造总体可划分为两类：①稀疏浸染状构造：主要是由矿物的嵌布分布不同形成，黄铁矿、黄铜矿以及少量毒砂呈稀疏侵染状特征。②细脉浸染状构造：矿石广泛发育的微裂隙被黄铁矿、毒砂等矿物充填。
图4研究区矿石矿物特征
a—矿石中自然金；b—矿石中黄铁矿颗粒；c—浸染状黄铁矿；d—星散状黄铁矿及自然金；e—不规则石英脉；f—斜长石晶体；Po—磁黄铁矿；Py —黄铁矿；Sp—闪锌矿；Gn—方铅矿；Ccp—黄铜矿；Mag—磁铁矿；Q—石英；Dol—白云石；Pl—斜长石
3.2 脉石矿物特征
（1）石英：最常见的脉石矿物，不同矿脉硅化强度不同，隐晶—不规则粒状，粒径 0. 01～0.15 mm，局部结晶粗大，粒径可达 0.2～2.5 mm。主要呈条带状、断续脉状、粒状集合体分布于岩石裂隙及空隙中，约占标本的3%（图4e）。
（2）斜长石：半自形—他形板状及不规则粒状，晶粒粒径 0.15～1.25 mm，部分晶粒显现聚片双晶纹，晶粒因泥化，表面浑浊，约占标本面积的 0. 02% （图4f）。
4 矿床成因及找矿标志
4.1 矿床成因
矿床产于破火山口及其附近，矿体受破火山口周边环状及其放射状裂隙构造交汇处控制，矿脉直接赋存于火山碎屑岩及火山熔岩与砂、页的内接触带中。含金脉体呈脉状产出，并严格受蚀变带控制。成矿具多期多阶段，金银比值（2.3∶1）较大。矿石矿物组合、结构、构造及近矿围岩蚀变背景显示出低温热液成矿特征。
研究区内基底构造层是由多个太古宙地体拼贴而成的联合地体，即铁岭—靖宇古隆起，该隆起中富含 Au、Cu、Ag 等成矿元素，加里东期以后遭受强烈构造运动，造成基底岩层部分熔融，局部形成火山喷发。在火山热液作用下，成矿元素发生活化、运移，在放射状裂隙构造和接触带构造中发生聚集，形成金铜多金属矿化，并产生相应的蚀变类型及分带现象（卿敏和韩先菊，2002；谭文娟等， 2006；李志国等，2012；王永峰等，2019；熊文勃和赵龙兴，2020）。
通过对比分析金厂沟外围金矿床与金厂沟金矿床工业类型相同，均属于火山岩型金铜多金属矿床，成因类型为同属多期、多阶段火山、次火山及火山热液型金铜矿床。
4.2 找矿标志
4.2.1 地层岩性
本研究表明研究区金矿床的形成主要受到岩性及构造控制，由于火山口及周边广泛发育环状及放射状裂隙，因此强硅化角砾岩及火山熔岩等以砂岩、页岩接触带构造区域分布的矿化蚀变体是有利成矿区域，可作为该地区重要的找矿识别标志。从矿区地质特征上看，金厂沟矿区的基底构造层是由多个太古宙地体拼贴而成的联合地体——铁岭— 靖宇古隆起。根据多年的找矿实践，该隆起中富含以金为主的金铜银等成矿元素，在元古代基底岩层在海西—印支期和燕山期不同时期普遍都遭受构造运动，在强烈的构造运动力作用下，造成基底岩层的部分熔融，产生重熔岩浆，在构造结点常形成火山喷发，金铜银等成矿元素在岩浆热液中浓集、活化、迁移，形成与岩浆期后热液有关的铜金多金属矿床。主要为Ⅰ号火山机构内带热液蚀变控矿，成因为多期多阶段火山后期热液矿床。金富矿体主要赋存于蚀变程度较高部位，为火山角砾岩与侏罗系沉积砂、页岩接触内蚀变带控矿，金、银、铜、铅和锌矿化均较好。
4.2.2 围岩蚀变
矿区处于Ⅰ号角砾岩筒的北侧，少部分处在矿区中，在岩筒内、外及矿（化）体分布范围内，伴有相应的围岩蚀变现象，由岩筒中心至岩筒北侧，蚀变由强到弱，大体可分为内、外矿化蚀变带。
（1）内带：出现在岩筒范围内，即火山碎屑岩中，主要蚀变类型有硅化、碳酸盐化、高岭土化、绢云母化等蚀变，矿化为金属硫化物矿化。内带是主要形成有工业价值矿体蚀变带。
（2）外带：出现在岩筒周边围岩之砂页岩层中，主要类型见有碳酸盐化、硅化、堇青石化、透闪石化、阳起石化、绿帘石化，少量黑云母化。这些泥质矿物出现证明了这些沉积岩经受了后期较强的热液变质作用。
研究区矿石广泛发育黄铜矿化、黄铁矿化以及黏土矿物蚀变，金属硫化物的形成与区域内广泛发育的网脉状黄铜矿化密切相关，也是金矿形成的主要成因，更是重要的找矿标志。
4.2.3 物化探异常
极化率异常对圈定火山机构具有明显效果。 Au、Ag、As、Sb、Cu、Pb、Zn 组合异常，特别是次生晕 Au、As、Sb环形异常，对指示火山机构及金矿体位置意义较大。
通过路线调查和地质、地球化学特征的综合研究，对所圈定 10 处Ⅰ、Ⅱ类综合异常进行了初步的推断解释，为找矿预测工作提供了一定的依据。
AP24-1是本次最重要的矿致异常，也是区内唯一的Ⅰ类异常。该综合异常位于研究区中西部，与金厂沟Ⅰ号角砾岩筒及其金多金属矿（化）体完全吻合。异常的平面形态呈一直径为 800～900 m 的环形，异常元素组合复杂，主要由 Au、Ag、As、Sb、 Cu、Pb、Zn、Mo 等元素组成，元素间异常重叠性较好，异常强度高，浓集中心明显。其中 Au元素最大值为 10920×10-9，Ag 为 122200×10-9，Cu 为 4100× 10-6，Pb 为 6200×10-6，Zn 为 2800×10-6，Mo 为 200× 10-6。环形异常的西北侧异常强度为最强，同时该环形异常亦表现为一定的分带性，即从异常中心向外侧有Au、As→Sb、Ag、Pb、Cu→Mo的分带特点。
5 结论
（1）研究区火山角砾岩体中心为火山通道相 （熔结凝灰岩），向四周过渡到爆发相（主为流纹质凝灰角砾岩），次火山岩相位于岩体的内部（霏细岩）。火山角砾整体（内带）与围岩辉绿岩及侏罗系砂页岩（外带）为侵入接触形成内外带关系。
（2）研究区围岩蚀变分为内带和外带。内带出现在岩筒范围内，主要蚀变类型有硅化、碳酸盐化、高岭土化、绢云母化等蚀变，矿化为金属硫化物矿化；外带出现在岩筒周边围岩之砂页岩层中，主要见碳酸盐化、硅化、堇青石化、透闪石化、阳起石化、绿帘石化，少量黑云母化。这些泥质矿物出现证明了这些沉积岩经受了后期较强的热液变质作用。内带是主要形成有工业价值矿体蚀变带。
（3）本文通过对金厂沟外围矿区金矿床Ⅴ-3号金矿（化）体蚀变带现场勘查及采样分析后发现，Ⅴ-3号矿化体受到广泛的围岩蚀变影响，呈北东向展布，其中采样化验分析表明该矿化带 Au、Ag、As、 Sb、Cu、Pb、Zn 组合发育异常，具备形成规模较大金矿的基础地质条件。
