吉林省磐石市小红石砬子铅锌块状硫化物矿床的特征及意义

曹建锋，孙志勇，薛晓刚

（1.吉林省有色金属地质勘查局608队，长春130033；2.青海省煤炭地质局，西宁810001；3.长春工程学院勘查与测绘学院，长春130021）

在我国，块状硫化物矿床自1956年开始，才得到大规模的开发［1］。目前，在一些新理论的指导下，加上新技术、新方法的正确运用，又发现了一批新的具有工业价值的矿床。

小红石砬子铅锌多金属块状硫化物矿床，位于磐石市石嘴铜矿床老矿区东南约2.5km处，产在吉林优地槽褶皱带的石岭隆起与吉林复向斜交汇处，属吉中弧形构造带弧顶部位的南翼。

由于我国不同经济时期对铅锌矿产资源需求的不同，一度被搁置，随着近几年我国经济的快速发展，铅、锌精矿价格一路飙升，小红石砬子区又重新被提上吉林省有色地勘局608队的地质勘查日程，经过几年的努力工作，最终在吉中地区发现了中型规模的块状硫化物型铅锌矿床，打开了在吉中地区寻找类似多金属矿床的新局面（图1）。

1 矿床地质特征

1.1 地层

通过多年野外实地工作，并结合前人资料查明：该矿床赋存在上古生界二—叠统大河深组地层中，该地层为一套中—酸性火山熔岩、火山碎屑岩夹正常沉积岩建造，这套岩石建造可划分为3个火山喷发旋回，每次喷发都是以酸性喷发相开始，经酸性—中酸性—中性交替喷溢，以正常沉积相结束，形成了火山碎屑岩与正常沉积岩在走向上犬牙交错状产出的特点，主要成矿期在第二次喷发旋回宁静期，但第一次喷发旋回也有矿化活动。

图1 吉林省中部块状硫化物矿化分布图

1.2 岩浆活动

区内岩浆侵入活动强烈，主要有华力西晚期的石英闪长岩体和印支期的黑云母花岗岩体。区内绝大部分化探异常，均分布在黑云母花岗岩体的外接触带附近。此外，还见有SN向、NE向、NW向的中—酸性脉岩侵入。特别是SN向的闪长玢岩脉上下盘，常有铅锌矿体产出，反映出本区成矿与岩浆活动关系密切。

1.3 矿体特征

1.3.1 矿化蚀变特征

区内存在2条近SN向展布的矿化蚀变带（如图2），其中Ⅰ号矿化蚀变带：长约800m，宽约200m，走向345°～355°，与地表的火山角砾岩分布范围吻合，带内矿化主要见黄铁矿化、方铅矿化、闪锌矿化；蚀变以硅化为主，其次为绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化。

Ⅱ号矿化蚀变带：长约600m，宽约150m，走向345°，带内矿化主要见褐铁矿化、磁铁矿化，其次为黄铁矿化、方铅矿化、闪锌矿化；蚀变以绿泥石化为主，其次为绢云母化、碳酸盐化、硅化。

Ⅰ、Ⅱ号矿化蚀变带的金属矿化、热液蚀变具有明显的分带特征：

在致密块状矿石中以方铅矿、闪锌矿为主，磁黄铁矿、黄铁矿次之，并且银元素含量高；而浸染状矿石中则相反，是以磁黄铁矿、黄铁矿为主，闪锌矿、方铅矿含量降低。

热液蚀变分带特征表现在：从矿化中心或矿体部位依次出现黄铁矿化—硅化—绿泥石化—绢云母化—青盘岩化—铁锰碳酸盐化等。上盘热液蚀变比下盘发育，硅化、绢云母化、绿泥石化包围矿体，青盘岩化在矿体外围，其范围大于矿体数10倍，而黄铁矿化从矿体到其外围的青盘岩化都有分布。

图2 研究区化探特征及矿化蚀变特征

1.3.2 矿体特征

区内目前发现层控的铅锌多金属硫化物矿体、脉状银（铅）锌矿体 （详见表1）。

（1）层控的铅锌多金属硫化物矿体：为本区主要的矿体类型，共评价30余条铅锌工业矿体，多数为产在晚古生代海相火山～沉积环境中的铅锌盲矿体。具有连续性好，厚度、品位变化稳定的特征，矿体多产在英安质凝灰岩、流纹质火山角砾岩地层中或二者接触界面处，主要矿体见矿标高在一定标高250～350m（如图3）。

表1 主要矿体特征简表

图3 小红石砬子区II号带地质剖面图

（2）脉状银（铅）锌矿体：共评价10余条工业矿体，常出露在中生代火山穹窿顶部的英安质凝灰岩、流纹质火山角砾岩断裂破碎带内，矿体规模小，延长在40～70m，平均幅宽2～13m，矿体的产状、品位等变化较大，多见露头矿，具备受火山机构控制的特征。

1.3.3 矿床的分布特征

小红石砬子铅锌矿床处在海西期褶皱带中，赋存在古生界二叠统寿山组、大河深组火山沉积岩系地层中。总体可划分为3次火山喷发旋回：初始阶段以爆发为主；中期阶段为喷溢并伴随同源的次火山岩、浅成岩体侵入；后期以正常沉积相告终。火山喷发中心具有火山丘或火山穹窿构造，在遥感解疑图像上显示环形构造，矿化强度明显受火山热液活动中心控制，矿体的赋矿部位主要在火山岩类岩石与正常沉积岩石界面处，如红石砬子矿体赋存在英安质凝灰岩与大理岩、火山角砾岩界面上；蛤蟆塘、大脑瓜铅锌矿体赋存在流纹质凝灰岩与凝灰质板岩或泥质板岩接触界面上；地局子银铅锌矿体赋存在安山岩与板岩接触界面的破碎带内；圈岭铅锌矿体赋存在流纹岩与碳酸盐岩接触界面上的碳酸盐岩层内；二道林子砷银多金属矿体赋存在霏细岩、凝灰角砾岩与砂岩、板岩互层带中（如图4）。

图4 区域快状硫化物矿床产出部位示意图

红石砬子铅锌多金属硫化物矿体，产在泥质板岩与英安质凝灰岩、凝灰质板岩互层带内或流纹质凝灰岩与灰岩、沉火山角砾岩的接触界面上，成矿与海底火山喷发间歇期关系密切，主要为致密块状矿体，其硫化物含量在60%以上，金属矿物主要为闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿、黄铁矿；其次为浸染状矿体，位于致密块状矿体的下盘，矿体矿化范围大，品位较低，金属硫化物含量一般在20%～30%，金属矿物以磁黄铁矿、黄铁矿为主，其次为闪锌矿、方铅矿。

此类矿化与热液蚀变具有明显的两层结构特征，表现在上部矿体（致密块状矿体）以闪锌矿、方铅矿为主，下部矿体（浸染状矿体）以磁黄铁矿、黄铁矿为主。热液蚀变以矿体为中心，蚀变种类依次是硅化，绿泥石化、绢云母化、青盘岩化。前者热液蚀变范围略大于矿体，其中绿泥石化、硅化、绢云母化与金属矿化关系密切［2］。

2 矿床成矿探讨

2.1 成矿物质来源

区内块状硫化物矿床分布在下二叠统钙碱性—中酸性火山岩—沉积岩系地层内，矿体赋存在火山穹窿侧旁的火山岩与沉积岩界面处，同时在火山穹窿（或次火山岩相）顶部裂隙构造中赋存有脉状银铅矿体；另外在块状硫化物矿体顶部沉积岩层中常见有菱铁矿（变质或地表氧化后变为磁铁矿或铁帽）。上述矿化同属一个成矿序列，形成两位一体或多位一体的赋存特征与放牛沟块状硫化物型铅锌矿床［3］特征相似。其地质特征具有国内外块状硫化物矿床的许多共同特征：

（1）矿石中主要金属矿物：闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、磁黄铁矿；其次为磁铁矿、白铁矿、辉银矿、深红银矿等；非金属矿物主要为石英、长石，其次为云母、绿泥石和碳酸盐矿物（详见表2）。

表2 矿石中矿物相对含量测量结果表

（2）矿体具有明显的两层结构，上部由致密块状硫化物矿体组成，其下部发育厚大的浸染状矿化带［3］，致密块状矿体与上覆火山岩界限明显，但又是整合接触；细脉浸染状矿体和火山岩呈渐变过度关系，其矿体边界仅能依据化验分析结果圈定。

（3）热液活动是构成矿化的一个非常重要的因素，围岩的热液蚀变主要发育于下部的浸染型矿化带及其两侧，早期以其中硅化、绿泥石化为主，主要位于热液通道的中心部位。绿泥石化的形成是以铁、镁的大量带入和钙、钠、硅的带出为特征的，说明在绿泥石化过程中，原生长英质或铁镁质火山岩中的长石组分发生了分解，钾在绿泥石化带中趋于带出，并在绢云母化带中相对富集，而由硅化产生的隐晶质硅或石英构成了矿石中的重要非硫化物，它们以各种形态的脉体或集合体产出，随着热液活动温度的降低在热液通道占据主体位置，此时，金属矿化主要有磁铁矿、闪锌矿、黄铁矿和磁黄铁矿；中期是绿泥石化、绿帘石化、绢云母化、高岭土化期，是最全面的金属矿物生成期，几乎所有金属矿物在这段时间均形成，特别是方铅矿，形成时间最晚，多呈稠密浸染状集合体形态在矿石中分布；晚期是绿帘石化、碳酸盐化阶段，富碳酸盐组分的热液则向外围扩散，在绢云母化带的外侧形成范围较广的青盘岩化带，铁锰碳酸盐化带。

（4）硫化物的堆积成矿作用，类似于现代海底丘堤和烟囱的堆积过程［4］，在最初的热液中硫化物的质量浓度相当高，随着富硫化物热液从烟囱中不断排出，硫化物烟囱便不断增多，当达到一定高度时，在力学上变的不稳定，崩塌形成烟囱式岩屑丘堤，并在此基础上再次形成新的烟囱，这个过程的重复进行，最后导致烟囱的堆积体完全盖住原始喷发出口，使该处的喷流～喷气活动停止，构成了上部致密块状硫化物矿体。

在块状硫化物矿体下部，由于热液流体通过这些低渗透性烟囱壁的流量的减少，并伴随热液蚀变，形成了细脉浸染状矿体。

从已掌握的部分岩石化学及同位素测试成果分析，早二叠统火山岩系属钙碱性的安山岩—英安岩—流纹岩系列，其钙碱指数CA＝60，里特曼指数1.6～4.7，矿体同位素铅的模试年龄CP＝2亿a，δs34＝＋1.7～4.8，δo18＝5.7～7.5，说明成矿时代与地层年代相符。因此，小红石砬子矿体具有较典型的岛弧环绕火山成因块状硫化物矿床特征，矿液主要来自岩浆。

2.2 控矿因素

矿区处于蛤蟆塘—柳杨南北向向斜的西翼，蛤蟆塘—柳阳南北向压性逆断层纵贯全区。区内SN向、NW向断裂极其发育，断裂构造具有反复挤压—拉张的特征。断裂构造的长期活动和存在，为中酸性岩浆的侵入及含矿热液的活动，提供了运移的通道和沉淀的场所。规模较大的构造即是导矿构造也是储矿构造。与成矿有密切联系的酸性侵入岩及酸性脉岩和矿化蚀变带，基本上分布在这些断裂构造内外和古火山穹窿边缘的环形断裂构造带上，次级断裂构造或张性裂隙是矿体和矿化体主要的赋存部位。

矿化的形成与酸性岩浆岩的侵入有着不可分割的成因联系，但是矿体都是产在岩体外几十米～几百米的范围附近，反映酸性岩浆岩与成矿仅仅是间接联系。矿体赋存的围岩也没有专属性，常见矿体穿地层的现象。但是矿区内的火山角砾岩带和岩石换层接触带附近，由于岩石的通透条件优越，显示出该类岩石与成矿的间接成因联系。

3 结语

在块状硫化物矿床成矿理论［4］的指导下，经过4a的深入勘查，区内圈定铅锌矿体40余条，经初步估算，探获铅锌资源量（333）约10万t，为一中型规模的铅锌矿床，本区铅锌矿投入生产，年铅＋锌产量约1万t，粗略估计年销售收入约8 000万元，具有较好的经济前景。通过对磐石市小红石砬子块状硫化物型铅锌多金属矿床的地质特征、矿床成因及找矿意义的综合分析，可以得出以下结论：

（1）该矿床赋存在上古生界二叠统大河深组地层中，为一套海底火山沉积型建造，属于二叠纪海相火山岩系，矿液主要来源于岩浆。

（2）该矿床位于吉中弧形构造带内的蛤蟆塘—柳杨南北向向斜的西翼，有2个火山喷发—热液活动中心，矿化就分布在2个火山喷发—热液活动中心的顶部或侧翼。铅锌多金属硫化物矿床喷流—沉积的过程中，多期次的构造活动为中酸性岩浆的侵入及含矿热液的活动，提供了运移的通道和沉淀的场所，与成矿关系密切［4］。

（3）区内铅锌矿体具有明显的两层结构特征、矿化蚀变特征与层控海底喷气矿床的一般特征相似。

总之磐石小红石砬子区银铅锌多金属块状硫化物矿床的发现，在吉中地区寻找块状硫化物矿床方面取得了突破性进展，以往评价认为的一些多金属热液矿床在认识上提出了新的思路；对区域上一些与小红石砬子具有类似成矿背景的银、铅、锌分散流异常在认识上也产生了一次飞跃，开阔了整个吉中地区找矿视野，扩大了在吉中地区寻找类似矿床的前景，打开了吉中地区寻找块状硫化物矿床的新局面。

［1］顾连兴，郑索娟.块状硫化物矿床研究现状［J］.地质科学情报，1989（2）：14.

［2］张兆昆.吉林省有色金属矿床类型及其典型矿床地质特征［J］.吉林地质，1988（2）：102－114.

［3］李文渊.块状硫化物矿床的类型、分布和形成环境［J］.地球科学与环境学报，2007，29（4）：1－18.

［4］孟良义.中国东部块状硫化物矿床［J］.中国科学B辑，1994，24（1），76－80.