大兴安岭雅鲁地区铅锌矿成矿规律及远景预测

2014-12-12张予祥张鑫龙

地质找矿论丛 2014年3期

关键词：岩浆岩花岗闪长岩

张予祥，张鑫龙

（1.河南省地质调查院，郑州 450001；2.厦门理工学院，福建厦门 361009）

0 引言

雅鲁地区地处大兴安岭中段。近几年，通过区域地质矿产调查，发现的矿产主要有钼、铅、锌、铁、钛、钨等。区内钼、铅锌多金属矿的主成矿带是以中高温元素组合为特征的白垩纪复式岩浆岩带。本文仅讨论该区铅锌矿的成矿规律，并进行成矿预测。

1 区域成矿地质背景

雅鲁地区位于西伯利亚板块东南边缘的二连—朝不楞—加格达奇古生代造山带中段，中生代属于滨太平洋构造域大兴安岭中生代岩浆岩带北段［1］。区域内构造线的主体方向为NE向，次为NW向。形成于古生代—中生代的NE向构造控制着地层和岩体的展布方向；NW向、NE向断裂为主要的控矿构造［2］。

1.1 地层

研究区地层主要有古生界奥陶系铜山组、多宝山组、裸河组，泥盆系根里河组，侏罗系满克头鄂博组、玛尼吐组、白音高老组，白垩系梅勒图组（图1）［3］。

下奥陶统铜山组为滨海－浅海相碎屑岩，中奥陶统多宝山组主体为浅变质的中性火山熔岩，上奥陶统裸河组为（浅）海相类复理石沉积；泥盆系根里河组岩性单一，为粉砂质泥岩。上侏罗统满克头鄂博组呈NE向条带状展布，主体为酸性火山岩、火山碎屑岩建造，岩性主要为紫灰－灰黑色英安岩及英安质凝灰岩、英安质晶屑岩屑凝灰岩、沉凝灰岩、角砾凝灰岩夹凝灰质砂页岩；玛尼吐组以中性火山熔岩为主，岩性为灰－绿灰色安山岩、浅灰色安山质角砾凝灰岩、浅灰色安山质火山角砾岩夹含角砾岩屑凝灰岩、含角砾晶屑岩屑凝灰岩等，常与满克头鄂博组相伴出露；白音高老组以酸性火山熔岩、火山碎屑岩为主，岩性为流纹质熔结凝灰岩、流纹岩、流纹质晶屑岩屑凝灰岩；满克头鄂博组最为发育，玛尼吐组次之，白音高老组仅有少量出露。下白垩统梅勒图组为陆相火山－碎屑岩建造，岩性为玄武岩、玄武安山岩及火山角砾岩，出露有限。

1.2 岩浆岩

研究区岩浆侵入活动集中发生在中生代，以侏罗纪、白垩纪的2期岩浆活动最为强烈，与成矿的关系最为密切。岩浆岩主要沿大旱山—雅鲁呈NE向不规则带状展布，组成了规模巨大的NE向复式岩浆岩带，是区域内的主要控矿单元。

（1）晚侏罗世侵入岩：与同期火山岩相伴而生，呈NE向不规则带状展布，岩株状，局部侵位于奥陶系。主要岩石类型为细粒黑云母花岗闪长岩、细中粒黑云母二长花岗岩等。岩体内部及接触带发育Pb，Zn，W，Cu，Ag，Sn等地球化学异常和磁异常与成矿作用关系密切。

图1 雅鲁地区地质矿产简图Fig.1 Sketch showing geology and mineral resources of Yalu area

（2）早白垩世侵入岩：是大旱山—雅鲁NE向复式岩浆岩带的重要组成部分，以酸性岩为主，少量中性岩。呈规模不等、形态各异的岩株、岩瘤或岩脉状。早期以中深成的斑状中粒花岗闪长岩、粗中粒黑云母二长花岗岩等，晚期为中浅成的粗中粒黑云母二长花岗岩、中粗粒似斑状黑云母二长花岗岩、中细粒花岗闪长岩、晶洞细粒斑状碱长花岗岩、石英闪长岩、石英正长岩、正长岩、正长斑岩、正长花岗岩、中粗粒闪长岩等。岩体与成矿关系较密切，岩体中及外接触带常发育Pb，Zn，W，Ag，Cu，Bi等元素的地球化学异常。

（3）晚白垩世侵入岩：主要为浅黄色花岗斑岩，单个侵入体规模较小，呈岩株状散布。

1.3 构造

自古元古代至新生代，本区经历了多期构造运动，断裂非常发育。区域构造线以NE向、NW向断裂为主，褶皱构造不太发育。通过野外调查，结合重力、高磁、航磁、卫片解译以及区域资料的研究查明，NE向断裂是本区的主体构造，NW向、近EW向断裂与之配套，构成了网格状断裂格局，主要为中生代形成。前中生代断裂多已被改造并有继承性活动（图1）。不同时代、不同期次的断裂构造和岩浆侵入为成矿提供了热源及通道，区内金属矿产与中生代岩浆活动关系密切，并受断裂构造的控制。

2 区域地球物理特征［2］

图2 雅鲁地区物化探异常及矿产预测图Fig.2 Map showing geophysical and geochemical anomlies and ore prediction in Yalu area

区内磁场表现为正负交替剧烈变化的火山岩磁场特征，ΔT磁异常总体呈NE或NW向带状展布，其长轴方向与区域构造线近似。磁异常与断裂、地层的关系密切，异常轴多为近EW向、NW向和NE向，或沿地层或断裂带成串珠状展布。区内共圈定89个规模较大的磁异常（正异常37个，负异常6个，正负相伴生的异常46个）（图2）。全区分为3大磁场区及多个磁异常带：①东南部磁场杂乱区，地层为上侏罗统中酸性火山熔岩及火山碎屑岩，主要有流纹英安岩、凝灰角砾岩、凝灰岩等，岩石剩余磁化强度较高，铁磁性矿物分布不均匀，磁化亦不均匀，加之后期构造影响，使磁场变化急剧，正负磁场迅速交替，形成杂乱磁场区，场值－800～2 600nT，类似情况在北部也有出现；②中部磁场相对平静区，场值－200～800nT，磁场分布与花岗闪长岩、花岗岩密切相关，岩体与地层接触带附近局部形成混合岩化，引起峰值达1 800nT的高强度磁异常；③北西部磁场低值区，主要分布上侏罗统白音高老组，岩性为石英角斑岩、砾岩、泥页岩、灰岩，场值－500～500nT。

花岗岩具一定磁性，但极不稳定；大规模的岩浆岩带会呈现出升高的背景异常；火山岩的磁性较强，且变化较大，表现为杂乱无章的磁异常；石英脉的磁性较弱，会形成幅度较弱、规模较小的磁异常；褐铁矿化岩石磁性较强，往往形成幅度较强、规模不大的磁异常。

主要磁异常分布于花岗闪长岩、二长花岗岩的外接触带，与断裂有关，可能深部隐伏有规模较大的强磁性体，推为矿致异常，具较大的找矿意义。

3 地球化学特征［5］

3.1 元素分布特征

从研究区主要成矿及指示元素在各地层、岩浆岩区的水系沉积物地球化学特征（表1）可见，区内Ag，Bi，Pb，Zn等元素含量与全国平均含量相当。Sn，W，Cu，V，Ti呈低背景分布，Au，As，Sb，Cd呈贫乏分布。在分布形态上，Cd呈极强分异型，Bi，Pb，Au呈强分异型，Ag，Zn呈分异型，As，W，Cu呈不均匀型，Sn，Sb，V，Ti呈均匀型。说明测区除Sn，Sb，V，Ti在不同地区或不同地质单元的分配趋于均一，区域性呈分散状态外，其他各元素在不同地区或不同地质单元中的分配呈不均衡或极不均衡，在局部区域存在富集甚至强烈富集，构成局域性异常区。

3.2 异常分布特征

区内共有Pb，Zn，Au，W，Cu，Ti等综合异常18个。综合单元素地球化学图、综合异常图和地质矿产图可以看出，Pb，Zn，Ag，Cd等元素的高背景及异常带主要分布在白垩纪NE向复式岩浆岩带、奥陶系及侏罗系马尼吐组中；Cu，Au高背景及异常主要分布在奥陶系和中酸性岩体外接触带，并多受断裂控制；As，Sb高背景及异常主要分布在奥陶系和满克头鄂博组中，多沿断裂带分布；W，Bi等元素主要在复式岩浆岩带中；Sn主要在复式岩浆岩带西段形成高背景及异常；V，Ti多在满克头鄂博组中，沿基性岩形成NE向高背景及异常区（图2）。

4 典型矿床特征

本区的典型矿床有大旱山、大帽良子沟、大南沟、仙人洞沟、横道沟热液型铅锌矿床，野猪沟斑岩型钨矿床及头道沟岩浆型钛铁矿床等（表2）。

4.1 大旱山热液充填型铅锌矿（M1）

矿床位于大旱山—横道沟复式岩浆岩带西段，东部出露上侏罗统满克头鄂博组火山岩，有中粗粒黑云母二长花岗岩、中细粒闪长岩、斑状花岗闪长岩、花岗斑岩等岩体侵入。另有小规模岩脉出露，主要为闪长岩脉、花岗细晶岩脉、正长斑岩及石英脉，呈NE向细脉状侵入于围岩中。

构造以NE向脆性断裂为主，断续出露，其次为NW向断裂。断裂发育于闪长岩体内，断裂带附近发育钾长石化、绿泥石化、绿帘石化、硅化蚀变。

矿体主要分布于细粒二长花岗斑岩中，岩性为灰褐色的构造蚀变岩，呈自形－半自形粒状、斑状、花岗结构，星散状、细脉状构造。矿石中金属矿物有铅锌矿、黄铁矿、褐铁矿等；氧化矿物为褐铁矿，呈星散浸染状构造；脉石矿物有钾长石、斜长石、石英、黑云母、绢云母等。蚀变有硅化、高岭土化、钾长石化、绿帘石化等。矿体围岩主要为中细粒二长花岗岩，矿体与顶底板围岩多以断裂相隔。

4.2 横道沟热液型铅锌矿床（M7）［7］

主矿体位处大旱山—雅鲁复式岩浆岩带的东段，区内构造以隐伏的NW向脆性断裂为主，地层为上侏罗统火山碎屑岩和火山岩，侵入岩以白垩纪酸性岩为主。

矿区存在一组规模较大的隐伏－半隐伏NW向脆性断裂，倾向NE，铅锌矿体呈似层状或脉状，产状与控矿断裂基本一致。围岩以碎裂花岗斑岩为主，部分为碎裂花岗岩或碎裂凝灰岩，围岩蚀变为硅化、黄铁矿化、青磐岩化。

矿石均呈亮灰色，具自形－半自形、细（中）粒结构，浸染状、细脉浸染状构造，局部团块状构造。矿石矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿等，脉石矿物有石英、钾长石、斜长石、绢云母、绿泥石等。

4.3 大南沟热液型铅锌矿床（M3）［8］

铅锌矿床的主矿体位于大旱山—雅鲁复式岩浆岩带中段的大南沟沟头。出露的侵入岩为中粗粒黑云母二长花岗岩、中粗粒黑云母斑状二长花岗岩、中粒花岗闪长岩。另有小规模岩脉出露，主要有花岗细晶岩脉、石英脉、正长斑岩脉，呈NE向和NW向细脉状侵入。

表1 雅鲁地区水系沉积物元素含量表［6］Table 1 Analysis of river sediment in Yalu area

表2 典型矿床主要矿体特征Table 2 Characteristics of major ore bodies of typical ore deposit

区内构造主要为NE向脆性断裂，断续出露；其次为NW向断裂，为导矿、容矿构造，断裂面的产状变化部位及断裂相互叠加部位为矿化富集部位。

矿体主要赋存于花岗斑岩体及其中的构造破碎带、构造蚀变岩中，呈楔状、大透镜状延伸，为热液型铅锌矿体。主体呈NE－SW向展布，侵入中粗粒黑云母二长花岗岩中。矿石中原生金属矿物有铅锌矿、黄铁矿等；氧化金属矿物有褐铁矿等，呈星散浸染状构造；脉石矿物有钾长石、斜长石、石英等，发育有裂隙，大多为铅锌矿细脉、石英细脉充填。

矿化以铅锌矿化为主，矿化形式有细粒浸染状、细脉浸染状、裂隙薄膜状等，含矿细脉由西向东逐渐变陡，分布于整个斑岩体中。蚀变强烈，普遍发育钾长石化、硅化，局部有萤石矿化、绢云母（白云母）化。构造发育部位的矿化和蚀变尤其明显。

4.4 野猪沟斑岩型钨矿床（M4）

矿区位于大旱山—横道沟复式岩浆岩带中段的野猪沟。出露岩石以中粗粒黑云母二长花岗岩和黑云母斑状二长花岗岩、白垩纪中粒花岗闪长岩为主，另有小规模岩脉出露，主要为花岗细晶岩、石英脉和正长斑岩，呈NE向和NW向细脉状侵入到围岩中。

矿区构造以NE向脆性断裂为主，断续出露；其次为NW向断裂。NE向断裂为导矿、容矿构造，断裂面的产状变化部位、断裂相互叠加部位为矿化富集的部位。

矿体呈粒状、斑点状、片状不均匀分布于蚀变的粗中粒花岗岩中。矿物颗粒长轴最长1.5cm，粒径大小不等，矿化与钾长石化、硅化形成的蚀变带有密切的关系。成矿与构造热液充填有关，为构造热液充填型矿床。

4.5 大帽良子沟热液型铅锌矿（M2）

矿区位于大旱山—雅鲁NE向复式岩浆岩带中段。区内侏罗纪火山岩、火山碎屑岩广泛分布。侵入岩为早白垩世碱性岩，呈岩株、岩脉状分布于矿区的南西部，岩性为中粒石英正长岩和少量石英正长斑岩等。早白垩纪酸性岩分布于区内南部，呈岩株、岩脉状，侵入侏罗系，岩性为细粒花岗岩、花岗斑岩。

构造简单，多为NE向小型脆性断裂，断续出露。断裂多为张性，被脉体充填。区内的铅锌矿化均赋存于NW向小破碎带中。

矿体赋存于花岗斑岩体内接触带中，矿化类型为铅锌矿化碎裂蚀变花岗斑岩。岩石呈灰褐－褐黄色，碎裂状、斑状、似斑状结构，块状、角砾状构造，其中可见零星粒状方铅矿，岩石普遍具强硅化、绿帘石化、绢云母化、褐铁矿化等蚀变，局部有钾化现象。

4.6 头道沟岩浆分异型钛铁矿床（M5）

区内出露上侏罗统满克头鄂博组英安质熔结凝灰岩、古元古代变质堆晶辉长岩、早白垩世黑云二长花岗岩、侏罗纪花岗闪长岩等。发育NE向断裂，矿化赋存于片麻状辉长岩与角闪石化辉长岩带中，形成铁、钛矿化角闪石化辉长岩。

矿体呈扁豆状，走向近EW，铁、钛矿物呈稀疏浸染状分布其中。矿体、矿化体及围岩均呈渐变过渡关系。矿石呈自形、半自形粒状结构，聚粒结构，稠密浸染状构造。主要金属矿物有磁铁矿、钛铁矿，二者呈熔离连生，具有明显的正消长关系。均包含有磷灰石小晶体及被交代残余的角闪石；脉石矿物主要为角闪石、斜长石及少量的钾长石、云母、绿泥石。成因类型为岩浆分异型钛铁矿。

矿区物化探异常强度高、规模大，矿化指示明显，成矿条件非常有利。V，Ti异常明显，由岩浆分异型钛铁矿引起。Pb，Zn，Cu等高强度异常则反映区内应有热液型铅锌铜多金属矿存在，说明区内可能存在2期成矿（古元古代和中生代）。因而在本区除寻找古元古代岩浆型钛铁矿外，还要注意寻找与中生代中酸性岩体有关的热液型铅锌铜多金属矿。

5 成矿规律

测区位于大兴安岭中段华力西－燕山期铁、锌、钨、金、铅Ⅲ级成矿带，谢尔塔拉—甘河镇铁、锌Ⅳ级成矿带，横跨塔尔其—梨子山铁、铅锌V级成矿带和苏胡和—八十公里铁、铅、锌V级成矿带上。该带分布的金属矿产有铁、铅、锌、铜、钼、钨、钛、金、银等，相继发现了多处中－大型多金属矿床。优势矿种为铅锌、铁、钼、铜、钨、金、银等，矿床类型主要为热液充填型、斑岩型、岩浆型等。

5.1 控矿因素

区内的多金属矿化宏观上受上侏罗统满克头鄂博组和玛尼吐组等层位的控制，与多金属矿成矿关系密切的主要为中生代岩浆活动形成的中酸性火山岩和侵入岩。其中，白垩纪中酸性侵入岩与成矿关系最为密切，铅锌、钨、银、金、铜等矿产均受其控制；中酸性侵入岩呈现多阶段侵入，主成矿期为早白垩世—晚白垩世。侵入期次愈晚，矿化强度愈高、规模愈大。

中酸性岩浆岩在铅锌的高背景区内经多阶段侵入，形成大量构造容矿空间。持续、频繁的岩浆活动带来大量的成矿元素，同时提供了充足的热能。在构造－热驱动下使不同的含矿流体（包括岩浆热液、大气降水）在构造带内迁移、循环流动，萃取围岩中的部分矿质，在有利的环境中富集成矿。矿体具多因素控矿、多阶段热液活动、多种成矿物质来源的特征。

5.2 找矿标志［9］

（1）地层标志：上侏罗统满克头鄂博组、玛尼吐组是矿化的有利层位，蚀变英安质火山岩与矿化关系最为密切。

（2）侵入体标志：不同阶段、多种岩性组成的复式岩体是铅锌多金属矿成矿的有利地段；细粒二长花岗岩、细粒花岗闪长岩、细粒闪长岩等为区内主要成矿岩体，岩体中的断裂及外接触带常发育铅锌银等矿化。

（3）构造标志：区域性断裂派生的次级构造为容矿构造，矿化体常赋存于NE向、NW向、近SN向断裂（裂隙）中。断裂面产状变化、断裂交汇等部位为铅锌富集的部位。

（4）物化探异常标志：物化探异常是找矿的重要标志，磁异常反映了侵入岩与火山岩接触带的特征，异常与矿体、矿化、地层、岩体、构造和接触带有关。

（5）遥感影像标志：区内环形构造发育，推测为隐伏岩体的反映，是找矿的间接标志。

（6）围岩蚀变标志：与矿化有关的硅化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化、高岭土化、绢英岩化、钾化蚀变是找矿的间接标志。

（7）矿化标志：方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、镜铁矿、褐铁矿、孔雀石等金属矿化是找矿的直接标志。

5.3 矿产分布规律

区内铅锌等多金属矿产及各类物化探异常在空间上主要沿NE向断裂及两侧分布，并均与中生代中酸性岩浆岩关系密切。由于成矿地质背景的差异，区内矿产及异常分布具有较明显的分带性。沿复式岩浆岩带的两侧（特别是北西侧）向外依次出现中温元素组合（Pb，Zn，Cu，Cd）为特征的铅锌铜带、中低温元素组合（Au，Ag，Cu，As，Sb）为特征的金银铜带。

5.4 找矿模型

在分析工作区成矿规律及控矿因素的基础上，建立了测区的综合信息找矿模型（表2）。

6 找矿前景预测

通过研究区域成矿地质背景、矿化特征及成矿规律，根据测区各类矿产及物化探异常特征，圈定了8个成矿远景区（图2）。①大盘道金、铅、锌、铜多金属成矿远景区：热液型铅锌矿及金铜矿；②头道沟铅、锌、钛、铁多金属成矿远景区：热液型铅、锌矿及岩浆型钛铁矿；③仙人洞铅、锌多金属成矿远景区：热液型铅锌矿；④二支沟金、铅、锌多金属成矿远景区：热液型金、铅、锌矿；⑤大帽良子铅、锌多金属成矿远景区：热液型铅、锌矿；⑥小北沟—大北沟铅、锌多金属成矿远景区：热液型铅、锌矿；⑦凤凰沟铅、锌多金属找矿远景区：热液型铅、锌矿；⑧警察沟铜多金属找矿远景区：斑岩型铜多金属矿。