长城金矿矿区位于迁安市建昌营东北方，古长城西南，该区金矿类型即为“长城式金矿”。“长城式金矿”是在冀东地区中-新元古代地层的碳酸盐岩石及陆源碎屑岩石中发现的一种金矿类型，以其主要产于长城系且出露位置与古长城相邻而得名。
长城式金矿的发现，引起了矿业界关注和学术界的浓厚兴趣，先后有多家地勘单位和科研院所在长城金矿带开展勘查和科研工作，取得了一定的进展，但对矿床的成因却存在较大的争议。一种认为它为微细粒浸染型金矿；另一种认为是热液型金矿；还有一种认为是新的成因类型。
1、成矿地质背景
矿区位于马兰峪复背斜（Ⅲ）遵化穹褶束（Ⅳ）东北部的楔形断块冷口盆地南缘。太古宇变质岩系构成区域结晶基底。中上元古界高于庄组、杨庄组和地层为一套海相碎屑岩—碳酸盐岩建造，与沿冷口断裂带南缘分布的中生代侏罗系地层火山岩构成“冷口断陷盆地”。区域内燕山期的火山活动频繁，大量的酸性岩浆侵入，形成了以肖营子岩体为代表花岗岩体群。岩浆岩出露广泛，主要出露于冷口盆地北部。侵入岩脉主要有煌斑岩、闪长玢岩、伟晶岩等。区域内的多期的构造和岩浆活动为区域内的金属矿产的形成提供了通道和容矿空间，区域内金铜钼的形成均受到构造的控制。
2、矿床地质特征
区内矿体主要赋存于杨庄组蚀变白云岩及部分蚀变闪长玢岩岩脉中。构造以褶皱和断裂构造为主，褶皱构造为轴向北东东向的大岔沟～尖嘴楼倾伏背斜，向南西倾伏的宽缓倾伏背斜，地层产状变化较大，背斜转折端（倾没端）有弧形断裂，形成一系列的节理和断裂，为金矿体提供了较好的赋存空间。NW向断裂在该区表现明显，是冷口断裂带主干断裂的一部分，由一条或多条相互靠近、近于平行的断层组成，断裂带内岩石破碎，可见糜棱岩、构造角砾岩、蚀变岩等，产有金矿体，推断其该断裂为区内的主要导岩、导矿构造。
2.1矿石类型
长城金矿矿石类型为微细浸染型，金矿石种类有氧化矿石和原生矿石两种。
氧化矿石有：褐铁矿化（含砂质砂屑粉屑）粉晶白云岩型金矿石、褐铁矿化石英闪长玢岩型金矿石。
原生矿石有：、黄铁矿化石英闪长玢岩型金矿石、浸染状黄铁矿化含燧石白云岩型金矿石。
2.2金的赋存状态
自然金仅在个别矿石中可见，含量极少，呈微粒星点状分布。浸染状～脉状构造。金主要呈细粒显微金颗粒分布于黄铁矿晶隙间，粒径3～5μm。普通显微镜下肉眼观察其反射率、反射色都会因色散发生偏差，而难以与粒度较大的黄铁矿区别。据以往电子探针测定，自然金成色在975.6以上，属高成色超微细金。
据陈学兵用投射电镜在黄铁矿颗粒边缘发现超显微金，粒径为5-203～5μm，通过对军屯金矿矿石中的黄铁矿的研究，初步认为超显微金的赋存状态可分为两种，一种是金和砷以固溶体形式存在于黄铁矿中；另一种是金以超显微颗粒独立存在。后一种可能是由于固溶体金受到外界物理化学条件变化的影响导致固溶体分溶，而在黄铁矿的边缘形成超显微金。对黄铁矿的电子探针研究还发现黄铁矿具自形内核和环状增生边，增生边厚1.5-5μm，由4-8条均匀分布、黑白相间的同心环带组成，显示晶体逐渐向外生长的特征。还发现它形黄铁矿交代自形黄铁矿，呈不规则脉状分布，两种世代黄铁矿内核相似，含金均比增生边低。黄铁矿内核与增生边，成分上有较大差异，内核S、Fe较高As较低，而增生边As高S、Fe稍低，但二者之间又是过渡的。故内核和增生边同属一个世代。推测在成矿过程中，介质环境向贫Fe、S高As、Sb、Te、Se、Au和Ca方向演化。
2.3金矿控制因素
通过对长城金矿矿石观察，岩石越碎越红金矿化就越强。岩石变红认为是氧化铁铁染造成的。矿化带附近的正常白云岩Fe2O3和FeO分别为0.03%和0.31%，基本上不存在铁的氧化物而使岩石染红。然而矿化带中的金矿化岩石或矿石则不同，Fe2O3最低0.52%，而且Fe2O3+FeO可达到0.62-6.35%。可见金矿化岩石叠加了含铁质的矿化热液，同时部分被氧化成褐铁矿，且呈铁染均匀分布于岩石中。根据熊群尧（1999）Fe2O3和Au含量分析数据图解显示，二者呈正相关带状分布，表明金的分布于岩石红化有成因联系。
2.4成矿时代
根据前人对部分冀东金矿成矿的相关数据，可以看出部分冀东地区金矿成矿时代为燕山晚期，早白垩世居多。截至目前由于无与成矿空间关系密切的闪长玢岩的成岩年龄，故在坑道内对闪长玢岩进行采样，并开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年，测年结果锆石大部分还是捕获古老的岩浆锆石（新太古TTG岩系）和变质地层中的锆石。其中有3颗锆石年龄最新，分别为134.1±3.81Ma，137.9±3.38Ma和138.0±3.84Ma。震荡环带较明显，Th/U比值为0.19~0.23，应为岩浆锆石。134—138Ma的锆石U-Pb年龄可以代表闪长玢岩的形成年龄。由于闪长玢岩是与成矿有关的脉岩，成矿时代基本可确定为134—138Ma，属早白垩世早期。
2.5成矿物质的来源
本次次选取富矿矿石（Au≥30g/t）进行电子探针测定，矿石金属矿物电子探针测试结果表明，金属硫化物主要为黄铁矿和含砷黄铁矿。黄铁矿的理论值是Fe 46.55，S 53.45，测试的金属矿物中Fe 34.682~45.211%，平均41.936%；S 43.188~51.016%，平均46.955%；Fe和S均小于理论值，显示其中杂质含量较高。测试的所有黄铁矿均含砷，As含量为0.159~7.128%，平均3.34%，与卡林型金矿中黄铁矿普遍含砷高的特点类似。
24个黄铁矿样品中，只有2个样品不含金，其他的22个样品Au含量为0.025~0.206，平均0.101%，镜下未见金矿物，金主要以超显微金和晶格金形式产于黄铁矿中，这与卡林型金矿金主要以显微-超显微产出的特点相似。Ag含量为0~0.055%，平均0.016%，比Au低1个数量级，含量很低，暗示金矿物成色高。黄铁矿样品中，Co含量为0.014—0.139%，平均0.072%；所用样品都含有一定量的Co，应是以类质同象形式取代Fe，暗示流体的深源或岩浆来源。Cu含量为0—0.102%，平均0.053%；Cu也应来源于岩浆，与金矿化关系密切的闪长岩和煌斑岩应为Co和Cu的主要来源。Zn含量很低，平均0.020，，矿石中未见到闪锌矿。Pb均为0，黄铁矿中不含Pb反映本区碳酸盐岩地层铅含量低，矿石中未见铅矿物也应证了一点。Ni含量为0，反映与成矿有关的脉岩类Ni含量低，非镁铁质-超镁铁质岩类，本区与成矿有关的脉岩为闪长岩和偏中性的煌斑岩也应证了这一点。
3、矿床成因
3.1长城金矿位于华北地台北缘，处于华北板块与西伯利亚板块、太平洋板块的结合部位。且中生代该区域进入陆内造山阶段，构造岩浆活动频繁且广泛，同时还形成了金、铜、钼等金属矿产。
3.2矿石类型主要为微细浸染型，自然金属于高成色超微细金，金矿石主要为蚀变矿化的白云岩和闪长玢岩。金属矿物主要有黄铁矿、褐铁矿、自然金、雄黄、毒砂、辰砂和辉锑矿；脉石矿物主要有：石英、方解石、白云石、绿泥石、角闪石、斜长石等。长城金矿黄铁矿、自然金电子探针结果显示，长城金矿具有热液成因的特征，金的伴生元素有As、Hg、Sb等。
3.3矿床形成时代属早白垩世，主要控矿构造为F1及其次级断裂断裂，容矿构造以层间虚脱构造为主，其次为穿层断裂构造和构造交汇处。赋矿地层为蓟县系杨庄组白云岩，成矿与区内的煌斑岩脉和闪长玢岩脉具有密切的关系。
综合对长城金矿的矿床地质特征进行分析，并且与美国卡林金矿床的特征进行对比，可以得出长城金矿的矿床成因类型为卡林型金矿床。
参考文献：
[1]张艳春，吴继承。冀东“长城式”金矿地质特征及成因，地质与勘探，2003年7月，第39卷，第四期：
[2]董建乐，左文喆，刘荫春等，冀东“长城式”金矿地质特征及成矿预测，矿产与地质，2002年6月，总第90期，第16卷。
[3]熊群尧，裴荣富，梅艳雄。冀东长城金矿成矿中一些问题的初步探讨，矿床地质，1999年，第18卷，第2期。
[4]陈先兵，卡林型金矿地球化学特征及成因综述。黄金地质，1996年6月，第2卷，第2期
河北省地勘局第五地质大队 20016年《河北省迁安市长城金矿外围普查地质报告》
论文作者:赵志刚
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/26
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