内蒙古黑格其尔铅锌矿地质特征及成矿机理
2015-03-08李忠宪
李忠宪
辽宁省有色地质局一0六队,辽宁 铁岭 112000
0 引言
工作区位于乌兰浩特市西北约230 km处,行政区划隶属科右前旗满屯乡管辖。其地理极值坐标为:东经:119°58′23″~120°02′04″,北纬:46°37′02″~ 46°41′05″。共发现5条铅锌矿体和3条铁矿体。累计查明(121b+122b+333)铅+锌矿石量323.36万吨(其中同体共生铅矿石量161.83万吨),铅+锌金属量229 624 t,铅+锌平均品位8.94%。
1 区域地质背景
矿区大地构造单元属天山—内蒙中部—兴安地槽褶皱系(Ⅰ级),东乌珠穆沁旗早华力西地槽褶皱带(Ⅱ级),五叉沟复向斜南翼近核部(Ⅲ级)。区域上地层、构造、侵入岩都很发育。
1.1 地层
区域地层由老至新有:古生界泥盆系下统前坤头沟组(D1q)、中统下大民山组(D2x);石炭系中统酒局子组(C2jj)、二叠系下统大石寨组(P1d)、哲斯组(P1zs)、二叠系上统林西组(P2l);中生界侏罗系上统满克头鄂博组组(J3m)、玛尼吐组(J3mn)、白音高老组(J3by)、梅勒图组(J3ml);新生界第三系上新统五叉沟组(N2w)及第四系全新统(Q4)。
1.2 构造
区域上构造十分发育,以断裂为主,主要为二连—贺根山深大断裂和大兴安岭主脊断裂带。二连—贺根山深大断裂是一条众所瞩目的超岩石圈断裂,断裂走向北东,西由蒙古境内延入,经贺根山向东时隐时现,东段被中、新生代火山岩掩盖并被北北东向大兴安岭主脊断裂所截。在贺根山地区沿断裂带有蛇绿岩套呈带状分布。断裂带岩石破碎,糜棱岩发育。具高压、水平侧向挤压的构造环境。大兴安岭主脊断裂带沿大兴安岭主峰及其两侧呈北北东向展布,断裂总体向东倾斜,倾角60°~80°。断裂以左行剪切为主,对区域构造、岩浆活动的控制作用显著。该区中生代由于太平洋板块与亚洲大陆沿毕乌夫带的强烈作用而产生滨太平洋构造域。区内华力西期构造表现为NE向的褶皱与断裂形式。
1.3 岩浆岩
区域上岩浆岩较发育,主要为燕山期二长花岗岩(ηγ53)、石英正长岩(ξ53)、黑云母斜长花岗岩(γ5)。燕山期岩浆侵入活动频繁而剧烈,早期以侵入活动为主,在中晚侏罗世伴随有强烈的岩浆喷发。早期侵入岩主要分布于大兴安岭西坡,岩性以二长花岗岩、花岗岩为主,侵入到中下侏罗统地层,围岩具混染和角岩化。
2 矿区地质
2.1 地层
区内出露地层由老至新主要为侏罗系上统玛尼吐组、白音高老组、第三系五叉沟组及第四系。
(1)侏罗系上统玛尼吐组(J3mn):该组地层分布于详查区南东部,小面积分布,与分布详查区的白音高老组(J3by)为平行不整合接触,厚度大于600 m,岩性为流纹质熔结角砾凝灰岩。
(2)侏罗系上统白音高老组(J3by):该组地层分布于详查区中东部,与分布详查区东南部的下伏地层玛尼吐组为平行不整合接触,厚度大于1 000 m。根据野外观察和岩性特征,将该组地层划分为3个岩性段,分别为上部安山质凝灰岩段、中部流纹质凝灰岩段、下部安山质凝灰岩段。
2.2 构造
矿区内构造较发育,以断裂为主。有北东向断裂F2、近南北向断裂F3、F4、F5;近东西断裂F7、F8;北西向断裂F6、F9。按照断裂的展布方向可分成四组。
图 1 矿区所处大地构造位置Fig. 1 Geotectonic position of the mining area
其中F2断裂为45号矿体的含矿断裂。断裂长度约1 300 m,走向35°~55°,倾向北西,倾角40°~75°,断裂带宽约1~80 m,带内为棱角状的凝灰质角砾岩、弱矽卡岩化凝灰岩充填,胶结较松散,局部破碎,见有少量的闪锌矿化、孔雀石化。该断裂具有多期活动特点。根据断裂带内角砾特征分析,断裂性质呈张性。
2.3 岩浆岩
矿内侵入岩为燕山期中粒二长花岗斑岩(ηγπ35),该岩体分布面积较大,主要分布于勘查区的北部及东南部,呈岩基产出。该岩体侵入到上侏罗统玛尼吐组和白音高老组地层中,接触带有同化混染现象,使白音高老组地层发生不同程度的角岩化、高岭土化、黄铁矿化,并见有硅质细脉分布。
2.4 围岩蚀变
围岩蚀变多发生在控矿构造破碎带中,呈线性展布,主要蚀变有硅化、黄铁矿化、碳酸岩化、绢云母化、绿帘石化、绿泥石化、萤石化。
3 矿体地质
3.1 矿体特征
3.1.1 主井45号铅锌矿体特征
位于详查区西北部,赋存于49号铅锌矿体上盘,顶底板围岩为白音高老组安山质凝灰岩。该铅锌矿体由30个地表及、坑内小钻钻孔控制。矿体平面上有分枝复合现象,深部向北东向侧覆,侧覆角32°,矿体形态复杂程度中等。铅锌矿体控制延长为320 m、倾斜延深325 m,倾向北西,倾角40°~70°。14.72~60.22 m,平均厚度24.87 m,厚度变化系数64.91%,矿体厚度变化较稳定。铅平均品位3.66%,品位变化系数59.75%,锌平均品位5.89%,品位变化系数40.71%,有用组分分布较均匀。主要围岩蚀变为黄铁矿化、绿帘石化、绿泥石化及碳酸盐化,矿石类型为块状硫化物型。
3.1.2 主井49号铅锌矿体特征
铅锌矿体控制延长291 m,倾斜延深80 m,倾向北西,倾角40°~71°,矿体形态复杂程度简单。矿体平均厚度6.82 m,矿体厚度变化稳定。铅品位4.58%,锌平均品位1.98%。主要围岩蚀变为黄铁矿化、绿帘石化、绿泥石化及碳酸盐化,矿石类型为块状硫化物型。
图 2 黑格其尔铅锌矿8号勘探线示意图Fig. 2 Prospecting Line 8 of Heigeqier lead-zinc deposit
3.1.3 51号铅锌矿体特征
矿体控制延长110 m,倾斜延深120 m,倾向北西,倾角55°~70°,矿体形态复杂程度简单。矿体平均厚度4.68 m。锌平均品位3.16%。主要围岩蚀变为黄铁矿化、绿帘石化、绿泥石化及碳酸盐化,矿石类型为块状硫化物型。
3.1.4 平硐52号铅锌矿体特征
该矿体控制长度约52 m,倾斜延深约50 m,平均厚度10.1 m, Zn最低品位0.3%,最高27.52%,平均品位3.23%。矿石为氧化矿物类型。
3.2 矿石质量
3.2.1 矿石矿物组分
金属矿物:主要有闪锌矿、方铅矿,少量辉银矿、磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿、黄铁矿、黄铜矿。脉石矿物:主要有方解石、钙铁石榴石、萤石、石英、绿泥石等。
3.2.2 矿石结构和构造
矿石结构:矿石结构为主要有半自形—他形晶粒结构、压碎结构、交代残余结构、交织结构及少量自形晶粒状结构等。
矿石构造:矿石的构造主要有浸染状及细脉浸染状、块状构造、条带状构造等。
3.2.3 矿物晶粒形态及嵌布特征
金属矿物:铁闪锌矿主要分布于钙铁石榴石、方解石粒间,呈颜色较暗的棕褐色—黄褐色,他形—半自形粒状或粒状体,沿石榴石、方解石间裂隙不均匀浸染状分布,半透明,均质性,粒径0.1~2 mm,质量分数30%~40%。
方铅矿呈他形—半自形粒状,浸染分布在铁闪锌矿、黄铜矿或石英-方解石脉体中。含量较少。
非金属矿物:钙铁石榴石,黄褐色、褐绿色,呈五角十二面体自形粒状,紧密相嵌分布,均显非均质性,可见环带条带结构,粒径0.5~1.5 mm,质量分数50%~55%。
3.2.4 矿物的结晶世代及生成顺序
矿石矿物与脉石矿物的成生顺序为:钙铁石榴石→铁闪锌矿→黄铜矿→方铅矿→蠕绿泥石→石英→方解石。
4 矿床成矿机理
4.1 矿源层
区内出露的地层为一套火山碎屑岩—凝灰质砂、粉砂质、泥质沉积建造,含Fe、Cu、Pb、Zn、Au、Ag较高,经统计侏罗系上统白音高老组(J3by)地层铅平均质量分数是地球克拉克值的9.5倍、锌平均质量分数是地球克拉克值的11.4倍,说明白音高老组是矿源层。
4.2 热能
晚侏罗世末强烈的岩浆侵入活动,并有二长花岗岩、二长斑岩的侵入,为成矿提供了动力。经统计二长花岗岩铅平均质量分数是地球克拉克值的8.0倍、锌平均质量分数是地球克拉克值的10.2倍,说明岩浆岩为成矿提供了物质来源。
4.3 通道
区域上嫩江—八里罕深大断裂以及区内的次一级断裂为其提供了深源岩浆和热液活动的通道,是矿床产出的必要条件,区内北东—北北东向构造控制了矿体形态、产状变化,矿化富集与控矿断裂发育部位有关,层间破碎带、侵入岩与地层接触部附近、构造叠加部位是矿化富集的有利地段。
4.4 矿床成因
经分析认为该矿床成因系由于火山喷发时火山热液携带了大量的铅锌等成矿物质富集在火山碎屑岩中,燕山期的岩浆活动进一步淬取了火山碎屑岩中的成矿物质,形成含矿热液,含矿热液经过搬运,沉淀而形成金属硫化物矿。硫来源于火山作用,以H2S形式在火山喷发时遇到氧化环境,使其转换即H2S→2H+S2-,氧化则为3 S2-→[S2-2]与金属元素化合而形成金属硫化物,含有硫化物的热液沿断裂侵入白音高老组地层,并与之交代形成铅锌矿床。根据矿床的产出、充填方式,矿石结构、构造特点,矿物及元素共生组合、典型蚀变,确定铅锌矿床类型为中温热液脉状铅锌矿床。
[1] 兴安埃玛矿业有限公司.内蒙古自治区科尔沁右翼前旗巴根黑格其尔矿区铅锌矿详查报告[R].2007. (内国土资储备字〔2007〕247号文).
[2] 辽宁地质勘探公司一0六队.内蒙古自治区科尔沁右翼前旗巴根黑格其尔矿区(一区)947-500 m标高铁铅锌矿详查报告[R].2013.
[3] 杨云保,等.固体矿产勘查技术[M].北京:地质出版社 2007.
[4] 陈江峰,喻 刚,薛春纪,等.辽东裂谷带铅锌金银矿集区Pb同位素地球化学[J].中国科学D 地球科学,2004,34(5):404-411.
[5] 裴荣富.中国矿床模式[M].北京:地质出版社,1995.
[6] 张逸阳.区域成矿学及中国区域成矿特征研究[J],科技资讯,2008,(03).