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[摘 要]谢家沟铅锌矿是辽北凡河盆地中具有一定找矿潜力的铅锌矿床,距著名的关门山中型铅锌矿床东约12Km。铅锌成矿主要受中元古界高于庄组含矿层位及断裂构造控制,多期次的构造运动和岩浆侵入使矿质得以活化、迁移,并在有利成矿空间定位形成矿体。本文是在对矿床地质特征和控矿因素分析的基础上,通过对区内铅锌成矿带的划分,认为NW向断裂可做为今后找铅锌工作的重点,同时对矿床的成因做了初步探讨。
[关键词]铅锌矿;地质特征;热卤水;谢家沟,辽宁
中图分类号:D267.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)03-0051-01
谢家沟铅锌矿区位于辽宁省开原市东南35Km,隶属开原市黄旗寨乡管辖。 1957-1988年辽宁省地质局第一勘探队、区调队和物探队相继在该区工作,获得较好的物化探异常,并发现铅锌矿体。
1、成矿地质背景
本区位于中朝准地台胶辽台隆铁岭~靖宇台拱凡河凹陷东缘⑴,为辽北重要的铅锌成矿区域。目前,在关门山外围已发现付地沟、西岔、秦家堡子、谢家沟、业尔兴、银洞、庙岭、夹草沟等铅锌矿(床)点10余处。
凡河凹陷的基底由太古界变质杂岩构成,经吕梁、华力西、印支等各期强弱不同的构造运动,沉积了中元古界长城系、蓟县系的碎屑岩和碳酸盐岩,上部覆盖有中生界侏罗系和白垩系碎屑岩及火山岩①。
岩浆活动不强烈,以晚元古代侵入岩为主,出露面积较大,岩性为蚀变辉绿岩,沿褶皱核部及断裂、裂隙侵入,高于庄组三段灰岩段最为发育。
区域EW、NW向褶皱~断裂带发育,它基本控制了区域上铅锌矿床的展布。比较大的构造为大甸子复向斜,总体来看其轴向近EW向展布,轴面近直立,核部位于石门~当铺屯一带。
从凡河盆地来看,东西向构造体系是主要的,在其基础上又叠加旋扭构造和NEE向断裂构造。从构造演化过程和成矿作用的关系分析,EW、NW向断裂构造对成矿有利,而弧形构造和NNE向断裂构造则属成矿后的产物。
2、矿区地质
2.1 地层
区内出露地层为中元古界长城系高于庄组碎屑岩和碳酸岩。高于庄组二段(Cg2)为区内主要含矿层位,其岩性为黑灰色碳质板岩,顶部夹含炭质灰岩透镜体,在区内均有分布,出露宽度约100米。该层与下伏地层呈整合接触。
该层中立方体黄铁矿发育,黄铁矿多呈脉状、粒状沿平行板理发育。黄铁矿
在地表均风化为褐铁矿,且多淋失,但立方体晶形仍十分清晰。含碳质灰岩呈透镜体状分布在该段碳质板岩上部,在其中顶部见裂隙充填型含方铅矿、内锌矿的石英方解石脉,一般规模较小。
2.2 构造
区内断裂构造不发育,褶皱构造较发育,它为由一系列轴向北西向的线形褶皱组成的复向斜。
2.3 岩浆岩
区内岩浆岩分布广泛,主要发育浅成侵入的基性岩,局部略显超基性。区内岩浆岩呈岩床状顺层侵入,局部穿层,岩石遭受不同的蚀变。主要有蚀变角闪辉绿岩、蚀变辉绿岩和蚀变玄武岩等。
2.4 矿化带特征
根据容矿岩石、矿石类型及空间分布等特征,谢家沟铅锌矿区可分为北山和南山两条矿化带。
2.4.1北山矿化带
位于谢家沟西北山,处于Ⅴ号向斜的北翼,铅锌矿化赋存在压扭性断裂带中及次级断裂内。其中NW2断裂为区内主要的控矿构造,走向NWW,倾向SW,倾角75°,控制长160m,宽2~3米。断裂带内由黄褐色破碎带组成,局部见角砾及镜面擦痕,具有多期活动的特点,可见有白云石呈细脉沿断裂分布,同时见方铅矿、闪锌矿、黄铁矿,呈团块状或细脉浸染状沿断裂分布。经探槽揭露在该矿化带内发现3号矿体。
2.4.2南山矿化带
位于赵家沟南山,处于Ⅳ号背斜轴部略偏南翼,主要围岩为高于庄组二段碳质板岩(cg2),次为高于庄组三段深灰色薄层灰岩(cg3),矿化带出露长度760m,宽度20~80m,走向N46°W—N55°W,倾向南西,倾角46~80°。矿化受沿碳质板岩或灰岩的层间断裂侵入的辉绿岩脉控制,矿化赋存在经动力变质的辉绿岩脉中及其围岩的裂隙中⑵。该矿化带经地表揭露及深部4个钻孔控制,共发现5条矿体,其中1、2号矿体出露地表,4、5、6矿体为隐伏矿体。
3、矿床地质特征
3.1 矿体特征
1号矿体:位于南山矿化带的东段,地表有探槽揭露,深部有开采坑道及ZKI号钻孔控制,矿体走向N46°W,倾向NW,倾角50~69°,由上、下两部分组成。
上层矿:长15m,厚度0.6m,延深7.5m,品位Pb0.73%、Zn7.50%.
下层矿:长80m,厚度0.6m,延深40m,品位Pb3.15%、Zn2.24%。
2号矿体:位于1号矿体NW方向90m,地表由K475探槽控制,矿体长25m,厚度2m,延深12.5m,平均品位Pb9.79%、Zn0.77%。
3号矿体:位于北山矿化带,长18m,厚度2.6m,产状与NW2断裂一致。平均品位Pb3.82%、Zn7.79%。在3号矿体东260m处TC4探槽中,发现细脉浸染状方铅矿、闪锌矿化,经取样分析,平均品位Pb1.26%、Zn0.55%。
该带仅在矿化带南部160m处,施工ZK5号孔,其他地段未做深部工作。
4号矿体:位于南山矿化带中段,由ZK3钻孔控制,屬隐伏矿体。矿体走向NW,倾向SW,倾角60°,矿体赋存标高232.5~252m,矿体长44m,厚度0.72m,延深22m,平均品位Pb0.3%、Zn0.47%。
5号矿体:位于南山矿化带中段,属隐伏矿体,由ZK3钻孔控制,矿体走向NW,倾向SW,倾角60°,赋存标高213.5m至263m,矿体长110m,厚度2.1m,延深55m,平均品位Pb0.4%、Zn1.4%。 6号矿体:位于南山矿化带中段,由ZK3钻孔控制,属隐伏矿体,矿体走向NW,倾向SW,倾角60°,赋存于标高215m至237.5m。矿体长50m,厚度0.5m,延深25m,平均品位Pb0.04%、Zn2.85%。
3.2 矿石特征
3.2.1 矿物特征
金属矿物主要有方铅矿、闪锌矿,次为黄铁矿、黄铜矿;次生矿物有褐铁矿、赤铁矿、孔雀石;脉石矿物为白云石、方解石和石英。一般情况,矿石在近地表以方铅矿为主,向深部逐渐以闪锌矿为主,黄铜矿仅局部含量较高达3%。
3.2.2 矿石结构构造
矿石为中细粒它—自形晶粒结构及交代残余结构,细脉浸染状、稠密浸染状构造及斑杂状构造,局部为块状构造。
3.2.3 矿石的化学成分
矿石的化学成分以铅、锌为主,矿石中除Ag为有益元素外,还伴生有益元素Cu、Au、Hg、Cd等。
3.3 围岩蚀变
矿区由于构造裂隙发育,岩浆侵入广泛,围岩蚀变较强烈,主要有硅化、方解石化,其次为褐铁矿化和绿泥石化。
4 控矿因素及成因
谢家沟矿区为关门山铅锌矿床的重要组成部分,据现有资料分析,本矿床主要受下列因素控制:
⑴中朝准地台胶辽台隆处于长期剥蚀状态,在中、晚元古代发生大规模海浸,广泛沉积了含磷碳酸盐岩,所形成的相对封闭环境,使铅锌多种金属矿质发生沉淀和富集。因碳酸盐岩的孔隙发育、渗透性好、化学性质活泼,使含矿热卤水易渗透并在其中有充足的空间和时间进行各种反应,故更有利于成矿物质的富集和成矿⑶。
⑵主矿体明显受层间滑动断裂构造控制,它为成矿热液的运移提供通道。矿区褶皱和次级断裂、裂隙发育,也为成矿提供了容矿空间。因此,同沉积断裂对铅锌矿的沉积起到了重要的作用。
⑶区域内辉绿岩、玄武岩上升过程中,穿越矿源层驱动铅、锌元素的活化和迁移,随着深部的含矿热卤水温度的骤增,沿一定的通道向上运移,当上升到高于庄组碳质板岩或白云岩遮挡层时受阻,在高于庄组与太古代基底之间形成一个倒流渗透带⑷,使铅锌元素向渗透带顶部迁移富集,印支~燕山期构造运动再次使鉛锌元素得到进一步的富集和定位,并共同控制着矿体的产出。
综合上述,推断矿床成因类型应属同生断裂控矿的热水喷流—沉积改造型铅锌矿床。
[关键词]铅锌矿;地质特征;热卤水;谢家沟,辽宁
中图分类号:D267.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)03-0051-01
谢家沟铅锌矿区位于辽宁省开原市东南35Km,隶属开原市黄旗寨乡管辖。 1957-1988年辽宁省地质局第一勘探队、区调队和物探队相继在该区工作,获得较好的物化探异常,并发现铅锌矿体。
1、成矿地质背景
本区位于中朝准地台胶辽台隆铁岭~靖宇台拱凡河凹陷东缘⑴,为辽北重要的铅锌成矿区域。目前,在关门山外围已发现付地沟、西岔、秦家堡子、谢家沟、业尔兴、银洞、庙岭、夹草沟等铅锌矿(床)点10余处。
凡河凹陷的基底由太古界变质杂岩构成,经吕梁、华力西、印支等各期强弱不同的构造运动,沉积了中元古界长城系、蓟县系的碎屑岩和碳酸盐岩,上部覆盖有中生界侏罗系和白垩系碎屑岩及火山岩①。
岩浆活动不强烈,以晚元古代侵入岩为主,出露面积较大,岩性为蚀变辉绿岩,沿褶皱核部及断裂、裂隙侵入,高于庄组三段灰岩段最为发育。
区域EW、NW向褶皱~断裂带发育,它基本控制了区域上铅锌矿床的展布。比较大的构造为大甸子复向斜,总体来看其轴向近EW向展布,轴面近直立,核部位于石门~当铺屯一带。
从凡河盆地来看,东西向构造体系是主要的,在其基础上又叠加旋扭构造和NEE向断裂构造。从构造演化过程和成矿作用的关系分析,EW、NW向断裂构造对成矿有利,而弧形构造和NNE向断裂构造则属成矿后的产物。
2、矿区地质
2.1 地层
区内出露地层为中元古界长城系高于庄组碎屑岩和碳酸岩。高于庄组二段(Cg2)为区内主要含矿层位,其岩性为黑灰色碳质板岩,顶部夹含炭质灰岩透镜体,在区内均有分布,出露宽度约100米。该层与下伏地层呈整合接触。
该层中立方体黄铁矿发育,黄铁矿多呈脉状、粒状沿平行板理发育。黄铁矿
在地表均风化为褐铁矿,且多淋失,但立方体晶形仍十分清晰。含碳质灰岩呈透镜体状分布在该段碳质板岩上部,在其中顶部见裂隙充填型含方铅矿、内锌矿的石英方解石脉,一般规模较小。
2.2 构造
区内断裂构造不发育,褶皱构造较发育,它为由一系列轴向北西向的线形褶皱组成的复向斜。
2.3 岩浆岩
区内岩浆岩分布广泛,主要发育浅成侵入的基性岩,局部略显超基性。区内岩浆岩呈岩床状顺层侵入,局部穿层,岩石遭受不同的蚀变。主要有蚀变角闪辉绿岩、蚀变辉绿岩和蚀变玄武岩等。
2.4 矿化带特征
根据容矿岩石、矿石类型及空间分布等特征,谢家沟铅锌矿区可分为北山和南山两条矿化带。
2.4.1北山矿化带
位于谢家沟西北山,处于Ⅴ号向斜的北翼,铅锌矿化赋存在压扭性断裂带中及次级断裂内。其中NW2断裂为区内主要的控矿构造,走向NWW,倾向SW,倾角75°,控制长160m,宽2~3米。断裂带内由黄褐色破碎带组成,局部见角砾及镜面擦痕,具有多期活动的特点,可见有白云石呈细脉沿断裂分布,同时见方铅矿、闪锌矿、黄铁矿,呈团块状或细脉浸染状沿断裂分布。经探槽揭露在该矿化带内发现3号矿体。
2.4.2南山矿化带
位于赵家沟南山,处于Ⅳ号背斜轴部略偏南翼,主要围岩为高于庄组二段碳质板岩(cg2),次为高于庄组三段深灰色薄层灰岩(cg3),矿化带出露长度760m,宽度20~80m,走向N46°W—N55°W,倾向南西,倾角46~80°。矿化受沿碳质板岩或灰岩的层间断裂侵入的辉绿岩脉控制,矿化赋存在经动力变质的辉绿岩脉中及其围岩的裂隙中⑵。该矿化带经地表揭露及深部4个钻孔控制,共发现5条矿体,其中1、2号矿体出露地表,4、5、6矿体为隐伏矿体。
3、矿床地质特征
3.1 矿体特征
1号矿体:位于南山矿化带的东段,地表有探槽揭露,深部有开采坑道及ZKI号钻孔控制,矿体走向N46°W,倾向NW,倾角50~69°,由上、下两部分组成。
上层矿:长15m,厚度0.6m,延深7.5m,品位Pb0.73%、Zn7.50%.
下层矿:长80m,厚度0.6m,延深40m,品位Pb3.15%、Zn2.24%。
2号矿体:位于1号矿体NW方向90m,地表由K475探槽控制,矿体长25m,厚度2m,延深12.5m,平均品位Pb9.79%、Zn0.77%。
3号矿体:位于北山矿化带,长18m,厚度2.6m,产状与NW2断裂一致。平均品位Pb3.82%、Zn7.79%。在3号矿体东260m处TC4探槽中,发现细脉浸染状方铅矿、闪锌矿化,经取样分析,平均品位Pb1.26%、Zn0.55%。
该带仅在矿化带南部160m处,施工ZK5号孔,其他地段未做深部工作。
4号矿体:位于南山矿化带中段,由ZK3钻孔控制,屬隐伏矿体。矿体走向NW,倾向SW,倾角60°,矿体赋存标高232.5~252m,矿体长44m,厚度0.72m,延深22m,平均品位Pb0.3%、Zn0.47%。
5号矿体:位于南山矿化带中段,属隐伏矿体,由ZK3钻孔控制,矿体走向NW,倾向SW,倾角60°,赋存标高213.5m至263m,矿体长110m,厚度2.1m,延深55m,平均品位Pb0.4%、Zn1.4%。 6号矿体:位于南山矿化带中段,由ZK3钻孔控制,属隐伏矿体,矿体走向NW,倾向SW,倾角60°,赋存于标高215m至237.5m。矿体长50m,厚度0.5m,延深25m,平均品位Pb0.04%、Zn2.85%。
3.2 矿石特征
3.2.1 矿物特征
金属矿物主要有方铅矿、闪锌矿,次为黄铁矿、黄铜矿;次生矿物有褐铁矿、赤铁矿、孔雀石;脉石矿物为白云石、方解石和石英。一般情况,矿石在近地表以方铅矿为主,向深部逐渐以闪锌矿为主,黄铜矿仅局部含量较高达3%。
3.2.2 矿石结构构造
矿石为中细粒它—自形晶粒结构及交代残余结构,细脉浸染状、稠密浸染状构造及斑杂状构造,局部为块状构造。
3.2.3 矿石的化学成分
矿石的化学成分以铅、锌为主,矿石中除Ag为有益元素外,还伴生有益元素Cu、Au、Hg、Cd等。
3.3 围岩蚀变
矿区由于构造裂隙发育,岩浆侵入广泛,围岩蚀变较强烈,主要有硅化、方解石化,其次为褐铁矿化和绿泥石化。
4 控矿因素及成因
谢家沟矿区为关门山铅锌矿床的重要组成部分,据现有资料分析,本矿床主要受下列因素控制:
⑴中朝准地台胶辽台隆处于长期剥蚀状态,在中、晚元古代发生大规模海浸,广泛沉积了含磷碳酸盐岩,所形成的相对封闭环境,使铅锌多种金属矿质发生沉淀和富集。因碳酸盐岩的孔隙发育、渗透性好、化学性质活泼,使含矿热卤水易渗透并在其中有充足的空间和时间进行各种反应,故更有利于成矿物质的富集和成矿⑶。
⑵主矿体明显受层间滑动断裂构造控制,它为成矿热液的运移提供通道。矿区褶皱和次级断裂、裂隙发育,也为成矿提供了容矿空间。因此,同沉积断裂对铅锌矿的沉积起到了重要的作用。
⑶区域内辉绿岩、玄武岩上升过程中,穿越矿源层驱动铅、锌元素的活化和迁移,随着深部的含矿热卤水温度的骤增,沿一定的通道向上运移,当上升到高于庄组碳质板岩或白云岩遮挡层时受阻,在高于庄组与太古代基底之间形成一个倒流渗透带⑷,使铅锌元素向渗透带顶部迁移富集,印支~燕山期构造运动再次使鉛锌元素得到进一步的富集和定位,并共同控制着矿体的产出。
综合上述,推断矿床成因类型应属同生断裂控矿的热水喷流—沉积改造型铅锌矿床。