吉林省天宝山铅、锌多金属矿区及外围综合信息找矿预测

张玉生，董国振，黄林日

1. 吉林省有色金属地质勘查局六0三队，吉林 延吉 133300； 2.吉林省有色金属地质勘查局，吉林 长春 130021

天宝山多金属矿床为吉林省著名的老矿山。矿区位于吉林省龙井市天宝山镇周围，大地构造位置处于华北板块东缘的延边褶皱造山带西部，延吉凹陷北侧，属古亚洲构造成矿域与濒西太平洋构造成矿域的结合部位。

1 区域成矿背景

天宝山矿区及外围地段地层自晚元古代、晚古生代至中、新生代均有出露（图1）。晚元古代青龙村群岩性主要为下部的含石墨黑云角闪斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩等；上部为含石墨硅质条带大理岩，分布在天宝山矿区南西侧福兴屯—十里坪一带，呈北西向长条状展布；石炭系天宝山组分布在工作区中部天宝山镇一带，总面积约7 km2，其主要岩性为结晶灰岩、砂屑灰岩、硅质条带灰岩及灰黑色粉砂岩；晚三叠统托盘沟组（T3t），主要以中酸性火山碎屑岩、熔岩为主，夹少量凝灰质砾岩。该组地层在工作区东缘太阳村，安图县北东部及工作区北东部皆有出露。

区内褶皱构造不发育，在晚古生代长仁大理岩中可见硅质条带褶皱变形；在天宝山矿区， 根据前人研究，有天宝山背斜、九户洞向斜和东风倒转背斜构造。

区内断裂构造发育，主要为脆性断裂构造，根据本次遥感地质解译，野外地质调查及对前人地质资料的综合分析，在工作区内共划分出22 条不同方向且条规模较大脆性断裂构造，其中北西向断裂构造8 条，北北西向断裂构造2 条，北东向断裂构造5条，东西向断裂构造3条，南北向断裂构造4条。

图1 延边地区安图—朝阳川一带区域地质略图Fig.1 Regional geological map of Antu-Chaoyangchuan of Yanbian area

区内侵入岩较发育，主要为中生代印支晚期和燕山期中-酸性侵入体。晚三叠世主要有花岗闪长岩、二长花岗岩、石英闪长岩和花岗斑岩；中侏罗世主要有石英闪长斑岩、花岗斑岩和花岗岩。此外，在研究区西北和西南部还发育有较大面积出露的华力西期花岗闪长岩和加里东期花岗岩。

2 主要矿床成矿地质特征

目前，工作区内已发现铅锌、钼等多金属矿床多处，主要分布在天宝山矿区范围内。天宝山矿区分布有立山矿、东风矿、新兴矿、立山选厂后山、东风北山等5 个矿山和8 个矿点（天宝山山顶、尾矿坝、南阳洞西山、银洞才、南阳洞、东风南山、太阳屯和二道沟），矿化点多处。矿区外围分布有神仙洞铁铜铅锌多金属矿点。从成矿类型看，主要有海底火山热液沉积再造型（东风矿床）；矽卡岩型（立山矿床）；层控脉状型（立山选厂后山）；角砾岩型（新兴矿床）和斑岩-热液脉型（东风北山钼矿）[1]。

2.1 立山矿床

立山铅锌多金属矿床为矽卡岩型矿床的典型代表。该矿床位于天宝山矿区二道沟东西向断裂与北西向天宝山主沟断裂的交汇部位，矿床产于三面被印支期闪长斑岩体和燕山期英安斑岩大岩墙所包围的石炭系碳酸盐建造地层之中。

立山矿床矿体产于闪长斑岩与沉积变质岩的接触部及附近，多数矿化矽卡岩受北西向构造次一级断裂和层间构造所控制（图2）。立山矿床金属矿化分布， 总体是叠加在已为闪长斑岩体侵入占据的早期褶皱构造北西端倾没处，金属矿物主要在矽卡岩体内局部富集，矿化作用范围与矽卡岩体基本吻合，因而说明矿液和矽卡岩溶液上升通道是大体相同的，二者活动上升的时间相近，矽卡岩化在先，矿化作用在后。因此，立山矿床矿化作用不仅在空间上与印支晚期闪长斑岩体密切结合，而且根据岩浆、局部构造和矿化作用之间的关系，说明在时间上也有密切关系。此外，部分地段的成矿作用与燕山期浅成侵入体及脉岩关系密切。

图2 立山坑A2线地质剖面图Fig.2 Geological prof ile of prospecting line A2 of Lishankeng

2.2 东风矿床

东风矿床主要由两层矿体群组成。第一层矿体群位于东风区西南部，赋存在东风区下部地层中性火山碎屑岩地层中，属细脉浸染型铅锌矿体群。第二层矿体群位于东风区的北东部，赋存在东风区中部地层中。该带矿石储量约占全区储量的97%。

矿体均产于中酸性熔岩与碳酸盐岩建造地层互层带中的碳酸盐岩建造地层中，矿体产状大多与地层产状吻合，矿体随碳酸盐岩建造地层出现而出现，并随其消失而消失。矿体形态多呈层状和透镜状（图3），矿体的围岩以角岩化、糜棱岩化为主。根据矿体相互穿切关系，物质成分，共生组合，矿石结构构造等特征，将东风矿床的成矿作用划分为两个成矿期，三个成矿阶段，即：火山喷气成矿期和热液成矿期，后者又可划分为石英—硫化物阶段和碳酸盐—硫化物阶段两个成矿阶段[2]。

3 遥感地质构造特征

根据1999 年 8 月11 日接收的美国陆地卫星Lendsat7ETM 数据，以及2007 年10 月17 日接收的日本ALOS 遥感数据处理的遥感图像。对研究区进行遥感地质构造解译。从线性、环形构造解译结果看，区内主要发育四组线性构造或断裂构造（图4），其中北东向和北西向线性构造发育好，规模较大；区内近东西向、近南北向线性构造虽总体上发育较差，但在局部地段较发育，亦具一定规模。从全区发育的构造切割关系看，东西向构造形成最早，南北和北西向次之，北东向最晚，但也有较早期构造多期活动，可见各方向构造相互切割现象。在区内共解译出100 余个环形构造，总体看这些环形构造规模均不大，主要呈圆形或近圆形，其中最大直径约1 km，最小直径不足150 m。经研究这些环形构造的成因主要与区内的构造岩浆活动关系密切，少数与火山喷发活动有关。通过对区内已知矿床、矿点及矿化发育地段研究表明，这些部位多发育在多组线性构造交汇及有环形构造发育的地段。因此，通过线性、环形构造与成矿关系的研究，对选定有利的成矿预测区或找矿靶区具有重要意义。

图3 东风矿床5号线剖面图Fig.3 Prof ile map of prospecting Line 5 of Dongfeng deposit

图4 天宝山矿区及外围遥感地质构造解译图Fig.4 Geological structure map of remote sensing interpretation of Tianbaoshan mining area and its periphery

4 地球物理特征

通过对工作区历年物探工作的资料整理与研究，将区内磁场异常、激电异常进行充分研究，按照一定的异常下限，重新圈定了工作区内的物探异常。

区内磁场变化比较简单，依据磁场强度的变化和其在平面上展布特点，可划分7 个异常区。Ⅰ号异常区：异常区位于南阳洞断层以西的北部和南部，面积约3.7 km2。Ⅱ号异常区：异常区位于南阳洞断层以西中部与南部，面积约12.7 km2；Ⅲ号异常区：异常区位于立山坑—陈财沟一带，面积8.6 km2；Ⅳ号异常区：异常区位于尾矿坝一带，呈NW 向展布；Ⅴ号异常区：异常区位于选矿厂—胡仙堂一带。区内呈杂乱的正负相间的磁场特征；Ⅵ号异常区：该异常区的异常从剖面上看呈高强度的锯齿状，尤其北西部表现更为明显，强度一般为800～1 000 r 左右；Ⅶ号异常：主要以平静的低磁场为其特点。

根据电场变化特征和在平面上展布情况，可划分为如下3 个规模较大的激电异常区。Ⅰ号异常区：异常区位于南阳洞断裂以西一带，ηs强度一般为4%以上，最高为14%。ρs场值一般在几十至1 000 Ωm,部分为2 000 Ωm 左右，最高10 000 Ωm 以上。Ⅱ号异常区：异常区位于立山坑—尾矿坝一带，ηs强度一般在20%左右，ρs场值在2 000～3 000 Ωm 左右，局部ρs场值为4 000 Ωm以上，最高为10 000 Ωm 以上。Ⅲ号异常区：该异常区主要位于东风北山中部，异常以北西向和北东向展布。异常强度较高，ηs强度均在5%以上，其北部异常最高为20%，东部梯度缓，西侧梯度陡。

5 地球化学特征

5.1 水系沉积物地球化学

在天宝山矿区及外围进行了1：5 万水系底沉积物测量，共采集样品3 828 件，获得7 处规模较大的综合异常[3]。通过对水系沉积物中9 种微量元素地球化学物的研究，可以得出以下推论：首先，As、Pb 、Ag、Zn、Cu、Bi 具有密切的地球化学联系，往往是As 异常面积较大，基本覆盖其它几个元素的异常范围，Pb 、Ag 一般形成共同的异常中心，套合较好，二者的异常中心与As 的浓集中心也有所偏离，Pb 除与其它元素组合成异常外，有时也呈独立的异常形态出现，Cu、 Zn 有时与Pb 形成共同的浓集中心，有时则形成独立的浓集中心。通过对比研究元素的地球化学场态特征，诸如场值起伏、梯度变化、高值区的展布、不同元素场态的相关性，结合地质背景可确定找矿的目标矿种，筛选有利的找矿部位。

通过对本区已知矿床（点）引起的异常的分析，在天宝山矿区周边仍有元素组合好、强度较高、具有一定的规模的异常存在，如天宝山东异常、天宝山西异常。此外，一些异常面积不大，但有一定浓集中心、异常强度较高、地质条件与已知矿床（点）相当的异常，如东胜屯异常等，也应引起重视。

5.2 土壤地球化学

天宝山矿区及外围地段早在20 世纪70 年代就开始利用土壤地球化学方法找矿，发现了许多Cu、Pb、Zn、Ag、As、Sb 异常，这些异常具有如下特点：矿区不同范围内元素的次生晕异常呈现不同的组合；As、Cu、Pb、Zn 的次生晕异常对那些浅埋矿体或表露矿体有较好的指示作用；不同埋深的矿体次生晕特征不尽相同。次生晕异常的元素组合及强度在很大程度上与不同矿种的埋深有关；次生晕的元素组合、规模、质量分数高低与矿床规模、品位之间也有一定的联系。

通过多年的工作，1/万次生晕已覆盖天宝山矿区及外围的大部分找矿远景区，根据其异常规模、强度和异常套合情况，其中几个重要异常区应引起进一步找矿工作的重视。它们为南阳洞西区6 号异常；朱把头沟8 号异常；南阳洞西区—尾矿坝之间Ag 异常带[4]；二道沟以Pb、Zn、Cu 为主的异常区；太阳屯区Pb 、Zn、Cu 北东向带状分布的异常区。除上述异常外，区内还存在着很多的Pb、Zn 多金属异常，都值得加强研究和开展进一步找矿工作。

5.3 岩石地球化学

从20 世纪60 年代至今，不同单位对区内不同岩性做过多种微量元素测试（表1），通过测试结果与地壳丰度值（黎彤）对比可见，与本区矿化活动关系比较密切的岩石有：矽卡岩、安山质凝灰岩、长英质角岩、花岗闪长岩、流纹岩[5]，其中矽卡岩中的Cu、Pb、Zn、Ag、Mo 质量分数明显高于其它各种岩石，是本区该元素丰度值的二倍以上。在不同岩石中矽卡岩中Cu 质量分数高于地壳丰度值，其它岩石均低于丰度值。区内所有岩石Pb 质量分数都高于地壳丰度值（黎彤）二倍以上，质量分数最高的为流纹岩，其次是安山质凝灰岩。安山质凝灰岩和矽卡岩中的Zn 质量分数稍高于地壳丰度值，但较其它岩石高。矽卡岩Ag、Mo 质量分数也高于其它岩石，是地壳丰度值的2～7倍。

表1 天宝山矿区主要岩石成矿元素质量分数统计表Table 1 Main ore-forming elements average content of Tianbaoshan mining area

6 成矿预测

根据对天宝山矿区及外围的地质、物探、化探及遥感等方面资料的综合研究，尤其对成矿地质因素、物化探异常以及线环构造等与成矿作用关系方面的研究，运用有利成矿因素叠加方法，在工作区划分出了12 个铅、锌、钼等多金属成矿预测区[6]，并根据成矿条件等的差异，进一步划分出了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个级别。其中3 个Ⅰ成矿预测区为福寿屯南部区、南阳洞—尾矿坝区和永兴屯—永芝屯区； 5 个Ⅱ级成矿预测区分别为神仙屯南西部区，解放屯北东部区，天宝山顶西部区，尾矿坝南部区和北西屯南东部区； 4 个Ⅲ级成矿预测区为解放屯南部区，十里坪北部区，天宝山顶北部区和九户洞北西部区。该研究结论为工作区的进一步地质找矿工作指出了方向。

[1] 金尚林,赵书玉,胡晓东,等. 吉林省龙井县天宝山矿区多金属矿床的成矿模式及成矿预测[R].1986,9:1-144.

[2] 于凤金,王恩德,阎鹏仁.红透山式块状硫化物铜锌矿床地球化学特征及找矿意义[J].矿产与地质，2005,19(2):117-121.

[3] 陈惠芝,刘忠允,刘忠枢,等.吉林省龙井县天宝山矿区外围普查找矿地质报告[R].1979:1-108.

[4] 郑闲石,等.龙井市天宝山矿区南阳洞—朱把头沟区1/万次生晕工作总结[R].1990:1-16.

[5] 金尚林,李景和,那成新,等.吉林省天宝山矿区火成岩特征及其与成矿关系[R].1982:1-160.

[6] 黄林日,等.吉林省天宝山多金属矿床及外围综合信息找矿预测[R].吉林省有色金属地质勘查局，2011.