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本文在全面收集、消化前人的资料的基础上,通过对辽宁五龙金矿实地调研以及大量的室内分析,测试工作;结合前人研究成果分析了研究区区域地质背景、矿床地质特征,探讨了五龙金矿成矿机制,总结了控矿因素和成矿赋存规律,阐述了找矿标志,并在建立五龙金矿成矿模式和矿体产状模型基础上,对辽宁五龙金矿床圈定了有利探矿地段。
五龙金矿区位于鸭绿江北东向断裂带的西侧,与朝鲜平安北道金矿带隔江相望。该矿是我国最具有代表性的石英脉型老矿山,与中国东部金矿有着相似的成矿背景,它们的产出定位均与深大断裂和经历了变质变形的老岩系、重熔花岗岩或同熔花岗岩以及高频率、高密度产出的各类岩脉有关。
矿区内出露的地层简单,主要为新生界第四系和大小不一的辽河群残留体。构造以北东向为主的控矿断裂,其次为近南北向和北西向断裂。侵入岩为印支期黑云母花岗岩,燕山期三股流花岗岩体及成矿前闪长岩脉、花岗斑岩脉、成矿后辉绿岩脉和成矿后煌斑岩。辽宁五龙金矿是在中生代中国东部、辽东南地区的大型走滑构造背景的前提下产山定位的,最终赋存于矿区内近南北向和北西向控矿断裂内。矿体呈脉状产出,产状与断裂基本一致。矿石矿物成分较为简单,金属矿物以黄铁矿和磁黄铁矿为主,其次有少量辉铋矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等,可见自然金。非金属矿物以石英占绝对优势,其含量占矿物的90%以上,此外,还有少量方解石、绿泥石等。矿石结构为自形晶粒状结构、半自形一他形晶粒状结构、交代残余结构、压碎结构、包含结构、乳滴状结构等,构造以块状构造、浸染状构造、细脉状构造、网脉状构造为主。围岩蚀变主要为硅化、黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化等。
五龙金矿石英脉流体包裹体H-O同位素研究表明辽宁五龙金矿及附近的四道沟金矿成矿流体早期为岩浆水到成矿后期转化为岩浆水和大气降水的混合热液;石英流体包裹体均一温度结果表明五龙金矿主成矿二、三与四阶段的成矿温度分别为250℃~320℃、200℃~270℃与130℃~200℃,流体pH值为弱酸性至近中性;碳酸盐C同位素及硫化物S、Pb和流体包裹体Rb-Sr同位素的特征表明成矿物质来源于岩浆,但C、S、Pb同位素具有深源特征,Rb-Sr同位素以壳源为主,表明成矿物质可能是壳幔混合的产物。
首次利用LA-ICPMS方法对研究区成矿前闪长岩脉进行了年龄测定,206Pb/238U加权平均年龄为(120.9+2.7/-0.5)Ma(MSDW=1.19),该年龄基本代表了研究区闪长脉岩的结晶年龄。研究区三股流岩体年龄应为128 Ma,流体包裹体Rb-Sr同位素等时线第二成矿阶段为120±3Ma、第四成矿阶段112Ma±1Ma,成岩成矿年龄具有延续性。以野外基础地质为依据,结合稀土元素特征及前人同位素成果和成岩成矿的时空关系,认为三股流岩体、闪长脉岩脉、花岗斑岩脉及含金石英脉是同源岩浆演化的结果。
文章分析了地层、构造、岩浆岩与成矿的关系,认为辽宁五龙金矿是构造-岩浆活动综合产物,在综合分析成矿地质条件、成矿机制及控矿因素的基础上,结合我国东部中生代成矿的特点,建立了辽宁五龙金矿成矿模式图。
通过综合制图并对其进行认真分析,总结和发现矿体在空间上的赋存规律和矿化富集规律,基于成矿模式以及精细分析局部控矿因素,总结了找矿标志,建立了矿体的空间产状模型,运用系统论的思想将趋势外推法与类比法等多种理论预测方法有机地结合起来进行矿体深部和外围预测,圈定了找矿有利地段。