刘长纯　姚志宏　孙鹏慧

(辽宁省地质矿产调查院)



辽东半岛滨海砂金矿成矿规律*

刘长纯姚志宏孙鹏慧

(辽宁省地质矿产调查院)

辽东半岛滨海砂金矿不发育、资源量少，为进一步加强寻找滨海砂金矿，对滨海砂金矿的成矿条件进行了分析，结果表明：①区内具有新太古、古中元古代地层，侵入岩和原生金矿床(点)具有多物质来源和形成的多阶段性；②半岛黄海沿岸的气候条件有利于风化剥蚀作用的进行，伴随着降雨较多、河流运砂能力较强，为滨海砂金矿输送了大量的成矿物质；③丰富的陆地、海底地貌，海岸类型和冲积-冲洪积成因的第四纪类型地貌为滨海砂金矿提供了良好的成矿环境；④新构造运动以整体抬升为主，致使整个第四纪半岛均遭受了强烈的剥蚀，为砂金矿提供了充足的物质来源。在上述分析的基础上，分别从成矿物质供给条件、气候与水动力条件、沉积环境等方面总结了辽东半岛滨海砂金矿成矿物质来源、成矿动力、成矿环境等成矿规律，对于区内滨海砂金矿找矿工作有一定的参考价值。

滨海砂金矿成矿条件成矿物质来源成矿动力成矿环境成矿规律

1　区域地质概况

辽东半岛范围广大，大地构造单位属于柴达木—华北板块(Ⅰ级)、华北陆块(Ⅱ华北陆块)、辽东新元古代—古生代坳陷带(Ⅲ)，横跨7个构造单元，由北至南依次为龙岗隆起、太子河新元古代—古生代坳陷、辽吉古元古代古裂谷、鞍山太古宙古陆核、城子坦—庄河太古宙基底隆起、大连新元古代—古生代坳陷、辽东中新生代盆地带[1]。区内广泛出露鞍山群古老变质岩系、辽河群变质岩系及混合岩与花岗岩，印支期—燕山期多期次侵入岩(图1)，该类岩系不同程度地发育有含金石英微细脉及细脉。区内基岩裸露，长期遭受风化剥蚀作用，为滨海砂金及其他重矿物富集提供了丰富的物质来源。辽东半岛面临开阔的渤海、黄海，有利于重矿物的富集[2]。

图1　辽东半岛区域地质概况

2　成矿物质供给条件

2.1变质岩2.1.1变质岩主要特征

区内变质岩以新太古界、古元古界和中元古界变质岩系为主，主要岩组及岩性特征如表1所示。变质深成岩以混合岩、混合花岗岩为主，岩性有片麻状黑云母混合花岗岩、白云母混合花岗岩、变粒状混合花岗岩等。

2.1.2变质岩供源条件

结晶基底岩层Au的丰度将直接影响后期金矿的形成，尤其对滨海砂金矿的形成具有举足轻重的作用，一般流经Au丰度较高的太古界及元古界老地层的水系，在其松散堆积物中都有不同程度的金异常。辽东半岛结晶基底岩层Au含量较高，经后期叠加作用的影响，其相对浓集程度较明显：①新太

表1　辽东地区变质岩系特征

古代浓集系数大于1，个别可达1.92；②古元古代浓集系数多集中于0.33～2.06；③中元古界浓集系数为0.42。说明新太古界鞍山群城子坦组和古元古界浪子山组、大石桥组、盖县组及中元古界榆树砬子群均可构成金的控矿有利岩层或金的矿源层。区内混合岩及混合花岗岩也含Au，平均含量5.5×10-6，混合岩中含Au最高可达30×10-6，而混合花岗岩的Au含量多为(5～12)×10-6，表明混合岩及混合花岗岩含金量较高，可作为滨海砂金成矿的直接物质来源。

2.2岩浆岩2.2.1岩浆岩特征

区内岩浆岩出露广泛，由老至新可划分为鞍山、辽河、燕辽、华力西、印支、燕山、喜山等7个旋回，其中以印支期—燕山期岩浆活动最强烈，岩类齐全、岩性繁多，以酸性花岗岩占绝对优势。印支期岩浆侵入活动十分强烈，与金矿的形成关系最为密切，岩石类型有基性、中性、酸性、碱性岩，以酸性岩最为发育，岩性以二长花岗岩、片麻状花岗岩及花岗闪长岩类为主。燕山期是区内侵入活动最强烈的时期之一，岩石类型有中—基性、酸盐岩，岩性为一套闪长岩、花岗闪长岩及花岗岩类组成，统称为花岗杂岩体。

2.2.2岩浆岩供源条件

辽东半岛金矿床(点)多数分布于印支期—燕山期花岗岩体附近，特别是印支期五龙背—大堡及岫岩—双塔等岩体附近。结合丹东地区与金矿有关的各类地质体的含金量，发现燕山早期花岗杂岩、晚期花岗岩类和三股流花岗杂岩体含金量也较高，说明印支期—燕山期的侵入岩与金矿的形成有密切的空间关系。区内印支期—燕山期酸性岩的岩相分带不明显，缺少边缘相，表现其风化剥蚀深度较大，因此中生代酸性岩体的风化物可作为滨海砂金矿成矿物质的一个重要来源[3]。

2.3原生金矿床(点)

根据原生金矿床(点)的分布特点，按水系可将其划分为鸭绿江中下游集中区、大洋河上游集中区、英那河上游集中区、庄河下游集中区、碧流河与登沙河集中区等，该类原生金矿集中区与滨海砂金矿相伴产出，具有空间分布一致性，表明二者具有明显的补给关系。该类原生金矿集中区内，重砂矿物大部分(60%以上样品)都含Au，个别样品可达边界品位，说明区内大量的原生金矿床(点)为松散堆积物中Au的分布提供了丰富的物质来源。辽东半岛滨海砂金矿成矿物质来源十分丰富，并且具有多阶段性(新太古界、古元古界、中元古界、印支期—燕山期、原生金矿床(点)形成以后)。结合上述分析，总结了如图2所示的滨海砂金矿矿质供给序列图。

图2　辽东半岛滨海砂金矿矿质供给序列

3　气候与水动力条件对滨海砂金成矿的作用

(1)气候条件。辽东半岛的气候特征有利于金矿体及含金岩系物理化学风化作用的进行，有利于滨海砂金矿的形成。从黄海沿岸气候分区看，庄河以东至鸭绿江入海口更有利于滨海砂金的成矿作用。自第四纪早更新世至晚更新世，辽东半岛经历了多次冰期、间冰期，气候发生了多次的冷暖交替及多次海进、海退作用，有利于从岩石和原生金矿中淋滤出成矿物质，并随着海水进行迁移和沉淀，可见辽东半岛的古气候条件有利于砂金矿的形成。

(2)水系特征。辽东半岛黄海沿岸河流水系发育、河流顺直、坡降大、水流集中、输砂量大，有利于滨海砂金矿的形成，特别是鸭绿江、大洋河、英那河、庄河等漂流流域内的原生金矿床、矿点较集中，地层、岩浆岩含金量较高，因此在该类河流的入海口形成的砂脊、砂堤、阶地、冲积扇或地下三角洲等地貌单元，是形成砂金的有利部位。

(3)海水运动。海水运动是滨海砂金形成的主要水动力之一，决定着近岸地区陆源含金碎屑物质的再分配和海底泥砂运动以及分布规律，海水运动与滨海砂金形成密切相关的因素有波浪、潮汐和沿岩流。波浪对滨海地区的作用可分为以破坏为主的侵蚀作用区、以建设为主的堆积作用区和介于二者之间的平衡海岸作用区，平衡型海岸对滨海砂金的形成最有利，主要表现在波浪的正向流速大于反向流速，使从海底搬运至岸边的含金碎屑物质在其回流作用下将部分轻的、细的碎屑物运回海底(图3)，较大的含金碎屑物质再次富集而形成滨海砂金矿床。潮汐作用是砂质海岸形成的主要动力，对潮间带砂金矿的形成尤为重要，由于潮汐的往复运动，不断地对潮间带内的沉积物进行冲刷、淘洗、筛选，使含金重矿物富集、形成滨海砂金矿。沿岩流较强的海区对近岸海底沉积物的分异作用不明显，因此不利于滨海砂金矿的形成。

图3　平衡海岸均衡剖面塑造示意

4　沉积环境对滨海砂金的控制作用

4.1地貌和海岸类型4.1.1地貌的控制作用

辽东半岛地貌类型划分结果如表2所示。

表2　辽东半岛地貌类型划分

(1)陆地地貌对滨海砂金矿的控制作用。半岛上注入渤、黄海两大水系，多源于半岛中脊地带，流程短，河床坡降较大，河流流势较猛，粗而重的陆源碎屑物易于被搬运至滨海地段，为滨海砂金矿的形成与富集提供了有利条件。

(2)海底地貌对滨海砂金矿的控制作用。海蚀阶地具有风化壳的平坦基岩海底，表面虽无残留沉积物，但海蚀作用剥落的风化壳碎屑在海浪的作用下可作为潮间带砂金形成的物质来源。滨岸水下浅滩是河流输砂覆盖波及区，后期海流作用使含金物质重新富集形成砂金矿。水下阶地发现有砂金含量较高的异常点，可能是砂金形成的部位之一。浅海堆积平原位于北黄海剧烈断陷、拗陷部位，来自陆源的成矿物质在一定的古气候和古动力条件下可富集成矿。水下三角洲呈微向海倾斜的扇状砂质突起形态，在纵向上砂金易富集于三角洲上缘、横向上易富集于轴部和底部。

4.1.2海岸类型的控制作用

依据现代海岸形成过程受外动力、形态结构和物质组成原则，可将辽东半岛划分为以侵蚀作用为主的侵蚀岩(包括港湾型和岛礁型基岩海岸)、以堆积作用为主的堆积岩(平原型淤泥质海岸)和侵蚀与堆积并存的侵蚀堆积岸(岬湾型淤泥质、岬湾型砂质、堤坝型砂质海岸)。对成矿有利的海岸类型为堤坝型沙质海岸和岬湾型砂质海岩，该2种类型的海岸近邻低丘在长期的稳定上升过程中，含矿风化物质易于被流水直接搬运入海，为砂金矿富集提供了丰富的物质来源，同时，该2种海岸类型往往具有较宽的空间位置，为接收大量碎屑沉积提供了有利部位[4]。

4.2第四纪沉积作用

(1)残坡积成因。分布于低山丘陵及剥蚀平原、山前斜坡和滨海地形平坦的基岩面上，形成于更新世，岩性为含砾砂质黏土或含砾黏土质砂，由于分选性差，一般不具备富集成矿条件。

(2)坡洪积成因。分布于山前地带，零星出露于大河上游两侧，形成于更新世，以黏土含砂、砾石含黏土和砾石层为主，附近有含矿丰富的成矿母岩，有一定的成矿前景。

(3)冲积-冲洪积成因。分布于河谷、平原区以及丘间谷口地带，形成于全新世，覆盖面积大，多构成河流一级阶地和漫滩相堆积，以亚黏土、亚砂土、砂、砂砾石为主，是辽东半岛砂金矿形成的主要成因类型。

(4)海积成因。分布于渤、黄海沿岩地带的海积阶地、海积平原及潮滩部位，主要形成于全新世的海侵和自此以后的海岸线逐渐后退时期，岩性为淤泥质亚黏土、淤泥质细砂、细砂、中—粗砂、砂砾石，由于细粒悬浮质的沉积物中含重砂矿物少，不利于成矿，但粗粒中的中—粗砂和砂砾中含有砂金[5]。

4.3新构造运动和海平面变化4.3.1新构造运动特点

辽东半岛为长期构造隆起区，新构造运动较活跃和明显，主要表现在地势高程分布、阶地分布、海蚀遗迹和第四纪堆积物厚度变化等方面。区内由南至北、由海至陆，地貌变化为滨海平原→海蚀台地→高台地→低丘→高丘→低山→中低山，该地貌组合是地壳阶段性升降运动的结果，主要河流谷地中均有Ⅰ级阶地，个别较大水系(如碧流河、英娜河)两岸局部保留有Ⅱ、Ⅲ 级堆积和基底阶地。海蚀遗迹在半岛的渤、黄海沿岸均较发育，旅大地区分布有Ⅰ、Ⅱ 级两级海蚀阶地，东沟县大孤山分布有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 级三级阶地，该类海蚀遗迹均是辽东半岛在新构造运动作用下可能至少发生过2～3次间歇性上升。从第四纪堆积物厚度变化来看，辽东半岛东西边缘差异运动强烈，第四纪厚度西部边缘可达400 m，而半岛内一般仅数米至数十米厚[6]。

4.3.2新构造对滨海砂金的控制

由于区内新构造运动以整体抬升为基础，兼有间歇性不一的升降运动，致使半岛陆区在整个第四纪过程中均遭受了强烈的侵蚀、剥蚀作用，风化壳十分发育、准平原化明显，为砂金矿的形成提供了充足的物质来源。大量的含矿物质随径流运移至半岛周边、山间谷地和河谷地段堆积，尚有部分含矿物质随径流继续携带入海区堆积，在海岸地缓慢上升引起海退，又为该类堆积提供了广阔的空间位置，在海岸缓慢下降引起的海进又促使该类堆积空间缩小和增强陆域堆积。当堆积速度小于或接近河水动力速度和海岸动力改造速度时，含矿物质得以被充分淘洗、分选，利于成矿。

5　成矿规律

(1)形成滨海砂金矿的物质来源具有多源性，各时代地层、岩浆岩、原生金矿床均是形成滨海砂金矿的成矿物质来源。

(2)滨海砂金的成矿作用具有多期性、继承性，砂金矿床是在一个相当长的时间内形成的，砂金矿形成之前须经历一个长期有利于化学风化的温热气候条件下的准平原化阶段。

(3)滨海砂金矿床是由海岸的波浪、潮汐对含金的碎屑物质进行分选作用形成的，海浪对自然金等重矿物发生分离、富集的最理想地带是海滩上的潮汐带及海岩阶地。

(4)多次海侵、海退，有利于滨海砂金形成，缓慢的海退作用导致了滨海砂金矿呈带状平行于海岸呈阶梯状分布。

(5)大型砂金矿都产于河流入海口形成的冲积扇(三角洲)的中下部，具有工业价值的滨海砂金矿床产于高阶地、现代海滩、海岸阶地、砂堤及海水掩埋的阶地与古河床中。

(6)滨海砂金的含金层常见于冲积层下部层位的基岩面上或假基底上，沉积间断面是砂金富集的重要部位，高能量形成的砂砾石是含Au的重要层位，砂砾石层中Au含量与砾石层中砾石大小成正比。

(7)滨海砂金常呈层状、似层状、透镜状平行海岸带呈带状展布，是由地层间歇性的上升或上升—稳定交替导致垂直方向多层矿的形成，海侵—海退导致矿体呈带状斜列分布。

[1]孙鹏慧，冯丽杰，乌爱军，等.辽宁省矿产资源潜力评价成果报告[R].沈阳：辽宁省矿产地质调查院，2013.

[2]杨占兴.辽宁省成矿系列与成矿区带研究[D].北京：中国地质大学(北京)，2006.

[3]刘国海，庄德厚，李培英.辽东半岛黄海沿岸滨海砂金成矿条件及开发前景[J].海洋与海洋带开发，1993(2)：9-13.

[4]刘国海，李培英，庄德厚.辽东半岛黄海沿岸滨海砂金成矿环境及成矿模式探讨[J].海洋地质与纪地质，1993，13(3)：44-46.

[5]刘国海，李培英，庄德厚.辽宁省东沟平原的深化与砂金成矿关系探讨[J].贵金属地质，1994(1)：53-56.

[6]谭起新，孙岩，王志喜，等.对我国滨海砂矿的一些基本认识[J].海洋地质与纪地质，1985(4)：46-47.

Metallogenic Regularity of the Coastal Gulch-gold Deposit in Liaodong Peninsula

Liu ChangchunYao ZhihongSun Penhui

(Liaoning Institute of Geology and Mineral Resources)

Liaodong peninsula coastal gulch-gold mine is not development, less resources,in order to provide the theoretical reference for the prospecting work of coastal gulch-gold deposit in Liaodong peninsula,the metallogenic conditions of the coastal gulch-gold deposit are analyzed,the results show that:①the new archean strata and ancient proterozoic strata are developed in Liaodong peninsula,intrusive rocks and native gold deposits (points) with the characteristics of more material source and multi-stage formation;②the climatic conditions along the Yellow sea coast are conducive to weathering and erosion,with more rainfall and large rive transport capacity,a large number of ore-forming materials are transported for the gulch-gold deposit;③the favorable metallogenic environment for the formation of coastal gulch-gold deposits is provided by the abundant land physiognomy,sea bottom physiognomy,coastal types physiognomy and Quaternary type physiognomy with alluvial-diluvial causes;④the new tectonic movement is mainly for overall lift long up,which caused the the peninsula suffered the strong erosion in the entire Quaternary,so,the sufficient material source for the gulch-gold deposit is provided.Based on the above analysis results,the metallogenic material source,metallogemnic dynamic and metallogenic environment are discussed from the aspects of ore-forming material supply conditions,climate and hydrodynamic conditions and sedimentary environment.The above study results can provide some reference for the prospecting work of coastal gulch-gold deposit in Liaodong peninsula.

Coastal gulch-gold deposit, Metallogenic condition, Metallogenic material source, Metallogenic dynamic,Metallogenic environment, Metallogenic regularity

2016-06-03)

*中国地质调查局基金项目(编号：DD20160346)。

刘长纯(1986—)，男，工程师，硕士，110031 辽宁省沈阳市皇姑区宁山中路42号。