青海省锡铁山铅锌矿成矿规律

2015-02-23雷晓清李五福

现代矿业 2015年10期

关键词：片岩大理岩矿层

雷晓清李五福

(青海省地质调查院)

青海省锡铁山铅锌矿成矿规律

雷晓清李五福

(青海省地质调查院)

锡铁山铅锌矿是青海省最大的有色金属矿山，属于海底热水喷流沉积型矿床，其围岩主要为沉积岩。通过归纳总结锡铁山铅锌矿成矿地质条件、矿带分布特征、矿床共生组合规律和矿床成因，系统研究了青海省锡铁山铅锌矿成矿规律，为区内找矿工作提供参考。

成矿地质条件矿带分带特征矿床共生组合规律矿床成因成矿规律

锡铁山铅锌矿始成于早生带晚寒武世，并在柴北缘地区海盆经过俯冲消减形成岛弧，后又在早奥陶世经过弧后拉张逐渐形成铅锌矿。地层、构造对锡铁山成矿有密切关系，尤其是断裂构造与主褶皱对矿体形成及分布影响最大。为了进一步指导区内找矿工作，有必要对区内铅锌矿的成矿规律进行深入研究。

1 成矿地质条件

1.1 地层

滩涧山群组是锡铁山铅锌矿最主要的赋矿层，包括火山碎屑岩夹沉积岩、酸性火山喷发熔岩和绿片岩系(由少量碳酸盐岩组成)。滩涧山群组是主要的含矿层位，滩涧山群组是次要的含矿层位，正常沉积岩段为滩涧山群组，岩性为薄—厚层状白色块状大理岩、条带状硅质岩、碳质石英片岩及灰绿色绿泥石英片岩，其中与成矿有着密切关系的是白色块状大理岩和条带状硅质岩，属于重要赋矿层位，但最有利的成矿地带为条带状硅质岩与大理岩片岩部位、含碳绿泥石英片岩的互层带。中—基性火山碎屑岩组为滩涧山群组，其构成为含碳绢云绿泥石英片岩、石英绢云岩、条带状含钙质的泥斜长片岩及含钙质的灰绿色条带斜长绿泥片岩等。底部产有细脉浸染状铅锌矿体和层状铅锌矿体，属于次要含矿层位，含矿层位具有较大的倾向岩性和沿走向变化的特征。

1.2 断裂和褶皱

在进行多期构造活动后，矿区有着极为复杂的结构，其中NE向成矿期同生断裂、NW向控盆控矿断裂、近EW,SN向张扭性断裂对矿区影响最大。矿带位于北西纵向逆冲断层间，在紧密的挤压下，含矿层为南北两带平行分布。矿体在含碳石英片岩间的转折端与主褶皱转折端厚层大理岩附近形成。通过对大量深部找矿工程岩芯与滩涧山群地层的研究可知，有2个重复对称的复式倒转向斜存在于该地层中，其斜核部主要由含矿沉积岩构成。

1.3 岩性、岩相

锡铁山铅锌矿成矿条件较复杂，主要表现在成矿作用复合性、成矿时间长期性、成矿流体多样性以及物质来源多样性等4个方面[1]。铅锌矿形成于古陆边缘的张性环境，处于该环境下海水极不流畅，其还原环境富含硫酸盐，氧含量严重不足，成矿组分通过风化、路源化作用形成，以及成矿物质在古陆边缘的上升补充。锡铁山矿区有对成矿有利的岩性和岩相，碳酸盐在该环境下不断沉积，受到交代与准同生作用，岩石有着良好的连通性和较高的孔隙率。在沉积和成岩期，能够储集岩石中的有用组分，受到成岩后的含矿流体作用，容易出现成矿及蚀变作用。

1.4 成矿改造作用

成矿改造作用即为受到层位控制而形成的矿体，通过后期地质作用进一步对成矿地质条件进行改造。石炭系、泥盆系、寒武系和震旦系是锡铁山主要的4个含矿层位，并经过了喜山运动、燕山运动、印支运动和裂谷期玄武岩浆活动。锡铁山铅锌矿产出的铅锌矿粒度细、颜色浅，分析矿物的标型特征可知，其成矿矿床温度普遍不高，虽然无脉状矿床，但有后期改造叠加粗粒深色闪锌矿。

2 矿带分布特征

2.1 空间分布特征

(1)群展布是矿体的基本走向，明显受控于NW—SE向断裂。倾向上主要为单斜叠瓦状断续产生，波状扭曲会在局部出现，矿体与围岩产状保持一致，在地层影响下易变形、褶皱，矿体局部产状变化为平行—陡倾—倒转。矿体有胀缩、尖灭再现、分枝复合等形态，并由西北向东南侧伏，整体侧伏角达35°～50°，少部分大于50°。

(2)矿体在形态和空间分布上，既受构造因素控制，又明显受岩性影响。块状矿石主要形成于矿区北西段，含矿围岩一般为大理岩，矿石品位较高，铅锌超过了20%。矿体和围岩间有着较为清晰的界线，大部分矿体呈不规则状向SE侧伏。矿区SE方向，条带状、浸染状的矿石种类越来越多，含矿围岩以灰绿色片岩和含炭质片岩为主，但品位较低，铅锌品位5%～10%，与围岩界线呈渐变过渡关系。

(3)矿区西部主要为大理岩，大理岩与矿体关系十分密切，越到深处大理岩越薄，矿体也逐步尖灭，若往深处延伸而大理岩变厚，则矿体有着较大的规模。矿区东部主要为片岩型矿体，大部分矿体的见矿标高均不超过2 700 m，相比于大理岩型矿体，标高较低。

(4)在影响矿体的因素中，多期构造尤为明显，基本是成矿期后受到叠加改造作用，体现在含矿带沿倾向形成挠曲与弯曲，导致富矿地段与无矿天窗形成于大理岩中。成矿后由于斜向断裂与层间滑动，矿体被分割为若干段，甚至一些矿段被错失，并在很大程度上对矿体初始形态造成破坏，如此便导致矿体的产状及形态更加复杂。

2.2 时间分布特征

锡铁山铅锌矿床的主要成矿时期发生在加里东期。在该时期内，出现了剧烈的NE—SW向挤压碰撞的造山运动，导致岩浆喷发，其中主要是陆源碎屑物质，在喷流沉积成矿作用下，由铅、锌和黄铁矿构成的最原始矿层由此形成[2]。在产状上，矿体与地层基本一致，层控矿床特征较明显，而在年龄上成矿与地层也是一致的。在滩涧山群组岩段中，变质英安岩中锆石的U-Pb年龄为(48～613)Ma，由此可见，锡铁山铅锌矿床要早于奥陶世形成。在晚奥陶世时期，锡铁山铅锌矿床受到了剧烈的改造和构造作用，因而具有目前的地形风貌。

3 矿床共生组合规律

根据赋矿围岩特征，可将锡铁山矿体划分为片岩型矿体和大理岩型矿体2类。矿石最主要的元素有Pb、Zn、S，伴生元素有As、Cu、In、Cd、Sn、Au、Ag等。矿石有交织结构、压碎粒状结构、充填交代结构、交代结构、环带结构及其他粒状结构等。矿石有纹层状构造、角砾状构造、斑状构造、浸染星散状构造、条带构造及致密块状构造等。根据矿石结构、构造和矿物组成，可将矿石主要分为4类：①方铅、闪锌、块状黄铁矿石；②方铅、闪锌、浸染星散状矿石；③方铅、闪锌、浸染条带状黄铁矿石；④其他类型矿石。矿石中各元素平均含量：w(Pb)为2.99%、w(Zn)为5.38%、w(S)为18.61%、w(As)为0.032%、w(Cu)为0.033%、w(In)为0.004%、w(TI)为0.001%、w(Ge)为0.008%、w(Ga)为0.001%、w(Cd)为0.001%、w(Au)为0.63 g/t、w(Ag)为43.87 g/t。

4 矿床成因

根据矿床结构构造，可以将相喷流沉积系统分为层块状硫化物矿体、网脉状矿体2类。所形成的矿床按照过程可分为2个重要阶段：

(1)喷流沉积成矿期。在早生代、古生带以及晚寒武世，在柴北缘地区海盆有俯冲现象，最终产生岛弧。后来早奥陶世经过弧后拉张，并在区域地壳拉张作用下，造成岩浆喷发，地幔源物质不断上涌。在早奥陶世时期的火山活动中，产生的火山热液携带了大量的金属物质，在扩张的影响下，更加剧了同生断裂活动，地层裂隙发育，渗透性不断加强，火山热液混合并持续下渗到海水中，形成成矿溶液。底层基岩通过与成矿溶液发生反应，铅锌等金属物质以及少量硫不断被萃取出，形成的热液含有大量的成矿物质，并沿同生断裂快速上升直至喷出海底，最终形成主矿源层，其主要由陆源碎屑沉积构成。

(2)变形变质改造期。主要集中于晚奥陶世，受到区域地壳的收缩作用，逐步关闭了柴北缘裂陷海槽，产生强烈陆壳俯冲。同时在剧烈构造活动的影响下，导致矿体空间分布在很大程度上受到后期构造控制。除此以外，后期热液改造对矿床的影响也较大，导致转移了原喷流沉积成矿物质之后再进行富集。