内蒙古小井子铜银铅锌矿地质特征及找矿方向探讨
2015-11-26孙靖宇卢贺刘华葛万波魏学华曹书武
孙靖宇 卢贺 刘华 葛万波 魏学华 曹书武
(①华北地质勘查局综合普查大队 燕郊065201 ②内蒙古兴业矿业股份有限公司 赤峰 024000)
在70 年代对小井子矿区进行地表初步评价,认为北北西向侵入接触断裂构造控制了矿体的规模、形态及产状,应进一步开展地质工作。80 年代进行检查评价,除确定小井子北北西向带状分布的物化探异常及蚀变矿化体外,还发现了相互平行分布的东西激电异常。近几年重新进行检查评价,在小井子北部发现银铜多金属矿体。
1 区域地质概况
本区属额济纳旗-兴安岭华力西燕山期(Ⅱ)突泉-林西华力西燕山期(Ⅲ)神山-白音诺尔铜铅锌铁(Ⅳ)石长温都尔-敖林达铅锌铁成矿带(Ⅴ)。本区矿产十分丰富,以铅、锌、银等金属矿为主,位于白音诺-浩布高铅锌矿成矿带的南西端。区域地层比较简单,主要为二迭系和侏罗系,少量的白垩系地层,第四系广泛分布。二迭系地层是区域主体地层,亦是重要赋矿地层。
2 矿区地质特征
2.1 地层
矿区地层为二迭系上统林西组地层(P2l),走向40°~45°,大部分倾向北西,倾角一般45°~50°,上统林西组地层是本区的主赋矿地层,根据岩性组合特征,自下向上划分为三个岩性段:第一岩性段岩石类型为细砂岩、石英砂岩及粉砂岩,分布在矿区东南部及北部;第二岩性段岩石类型为泥质粉砂岩及粉砂质板岩,主要分布在矿区中部③号、④号蚀变带上;第三岩性段岩石类型为砂质板岩、粉砂岩夹砂质板岩,分布在矿区西部。
2.2 构造
工作区断裂构造主要表现为北东向、北西向、近南北向三组,北东向断裂控制了工作区内矿化蚀变带的空间分布,具张扭性特征;北西向断裂为工作区的容矿构造,具张性特征,成为良好的含矿热液运移通道及容矿空间,为成矿物质沉淀富集提供场所。根据踏查证实,工作区内见一条北西向的含镜铁矿蚀变带,宽20 cm 左右,长约150 m,北段被一南北向断层所截。
2.2.1 褶皱构造
区内发育数个由二迭系上统林西组地层构成褶皱构造。褶皱规模一般较小,轴线与地层走向一致,走向NE,自矿区NW往SE形成向斜-背斜-向斜相间排列的构造特征。构造形成基本对矿(化)体没有什么影响。
2.2.2 断裂构造
矿区断裂构造主要为NNE、NWW向两组断裂。
主要发育NNE 向断裂,走向20°~40°,一般长数十米至数百米间,最长的达1~2 km,宽一般5~10 m。该组断裂多属成矿后断裂,对矿体往往起破坏作用。
NWW向断裂为该区主要控矿构造,②号矿体产于其中。
矿区断裂均为后期侵入的岩浆岩所充填,它控制了矿区岩浆岩的形态、规模及产状。其中矿区NNE 向断裂为区域NE 向控矿断裂的一部分,而NNW 向、NWW 向断裂提供了成矿的空间,为矿区主要的容矿构造(图1)。
2.3 岩浆岩
矿区出露岩浆岩有黑云母钾长花岗岩体及大量脉岩。
岩体出露主要为燕山早期黑云母钾长花岗岩体,分布在矿区NE 部及中部,区内出露面积约2.7 km2,往NE延出区外。
脉岩受矿区断裂构造的控制,分为NNW 向和NNE向两组。
NNW向脉岩为花岗斑岩、流纹岩、斜长斑岩分布于矿区NW 部。流纹斑岩、斜长斑岩出露长度200~300 m,宽一般2~6 m,走向340°~350°,倾向NE,倾角75°。
NNE向脉岩有花岗岩、闪长岩、英安岩,走向20°~40°,一般长数十米至数百米间,最长的达1~2 km,宽一般5~10 m。
矿区脉岩形成时代均在燕山早期。在矿区北部脉岩交汇地段,可见NWW向脉岩截断另两组脉岩的现象,据此推断,NWW 向脉岩形成晚于另外两组脉岩。
图1 小井子银铅锌矿区综合地质图
3 物探异常特征
在小井子矿区开展时间域中梯(TDIP)激发极化面积测量9.84 km2,圈出12 个激发极化异常DJ1-DJ12。
从该区异常产出部位、形态结合地质特征综合分析,DJ1—DJ6 可划分为三个大的异常带:DJ2、DJ3为一个NWW向异常带,DJ4、DJ5、DJ6构成一个NNW向异常带,DJ1异常为一个NW向异常带。
DJ2、DJ3 异常带规模较大,总体长1 400 m,宽160~300 m,视充电率异常值中等偏大,属中阻中高极化异常,产出位置与小井子花岗岩体NWW向接触带部位大致对应。通过施工了三个验证钻孔,其中两孔均控制了数条(银)铅锌矿体,一个孔见到两条闪锌矿化,初步证实了DJ2、DJ3 异常带为矿致异常,找矿潜力较大。
DJ4、DJ5、DJ6 三个NW 向异常总体构成的NNW向异常带,总体长900 m,宽50~400 m,属中低阻低极化异常,与小井子中细粒钾长花岗岩体西侧NNW 向接触带相吻合。其中DJ5 异常经工程验证已证实为矿异常,具一定的找矿潜力。
DJ9 异常位于测区的中部偏南,走向北西,长约2 000 m,宽约500 m。异常区大部分出露为二叠系细砂岩、石英砂岩,异常南端有一条北东走向的闪长岩脉。该异常视充电率异常值为20~30 ms,为中等大小。视电阻率幅值为800~4 000 Ωm,幅值为中等大小。视充电率异常中心表现为低阻高充电率,且该异常位置处于二叠系细砂岩、石英砂岩与黑云母花岗岩的接触部位,推测此异常是矿致异常。通过深部工程验证控制了3条锌矿体,初步证实该异常为矿致异常,且该异常矿化范围大,有一定的找矿潜力。
DJ10异常位于测区的南部偏东,走向北西西,长约1 000 m,宽约300 m。异常区大部分出露为二叠系细砂岩、石英砂岩,异常区东部是一条呈北西走向的16号矿(化)体、一条北西走向的蚀变破碎带及一条南北走向的闪长岩脉。此异常视充电率异常值为16~24 ms,为中等异常。视电阻率幅值为500~1 500 Ωm,表现为中低阻。通过深部工程验证控制了1 条锌矿体,穿矿厚度5.30 m,银13.66×10-6、铅0.66×10-2;锌1.19×10-2通过钻孔验证该异常为矿异常所致,具有很大找矿潜力。
4 矿床特征
4.1 矿体地质特征
矿体主要受NWW向断裂构造控制,走向大多在280°~300°,倾向SW,矿体倾角65°~83°。小井子矿区共发现10 条矿(化)体。其中5 条工业矿体(表1)编号为:2-①、2-②、7-①、⑧、④为工业矿体,⑥、36、⑤、⑦、⑨为低品位矿体。
矿体往往有分枝和尖灭再现现象,主要矿化元素为银、铜、铅、锌。银与铜铅正相关性较明显,银与锌相关性不强,常常出现同体互为伴生关系。
矿区内2-①矿体规模较大,为银铜矿体,由共13个工程控制,地表延长约90 m,深部推测延长500 m,倾斜延深最大520 m。最高品位:Ag 538×10-6、Cu 7.18×10-2(表1、图2)。
表1 小井子矿区工业矿体一览表
图2 小井子银铅锌矿剖面图
2-②铜矿体由ZK0-3、ZK3-1、ZK3-2、ZK3-3 孔控制;36 为铅锌矿体由ZK180-1、ZK180-2、ZK170-1控制;④、⑤为铅锌矿体由TC6、ZK180-1、ZK180-2、ZK170-1控制。7-①为锌矿体由ZK140-1、ZK140-2孔控制;⑧为锌矿体由ZK110-2、ZK120-1孔控制;其余矿体目前由单工程控制。
4.2 矿石特征
4.2.1 矿石矿物成分
矿体中所见金属矿物有磁铁矿、黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、毒砂。非金属矿物有石英、绿泥石、绢云母、叶腊石、阳起石、石榴子石、透辉石。
磁铁矿:它形、粒状集合体。
黄铁矿:自形、半自形立方体-它形粒状及其集合体,部分有破碎,内部裂隙发育,磨光极差,遍布麻点。粒径0.2~5 mm,含量约15%,呈脉状及斑杂状分布,少量星散分布。
白铁矿:自形、半自形菱形断面发育,也有部分呈它形粒状、不规则状及其集合体,粒径<0.5 mm,含量约5%。星散状或脉状分布,多充填于黄铁矿粒间。
磁黄铁矿:本区矿石的主要金属矿物。它形粒状、不规则状及其集合体,非均性明显。粒径0.1~1 mm,含量约60%以上,呈致密块状分布。可见其集合体中有包裹黄铁矿、白铁矿的现象,也可见其呈不规则状充填于黄铁矿、白铁矿晶体间及裂隙中。
黄铜矿、闪锌矿、方铅矿:均呈它形粒状及不规则状,粒径0.1~3 mm,黄铜矿、闪锌矿多与磁黄铁矿相互穿插,互相包裹,也多见二者呈不规则状充填于黄铁矿、白铁矿晶体间及裂隙中或包裹黄铁矿、白铁矿;也可见闪锌矿被黄铜矿、磁黄铁矿交代者。方铅矿:它形粒状,中等反射率,稀疏浸染分布,交代闪锌矿和磁黄铁矿,少量与黄铜矿、闪锌矿相伴生。
毒砂:呈自形菱面体、菱柱状、长柱状等,粒径一般0.1~0.5 mm,反射色为亮白色微带奶油色和淡红色调,具清楚非均质性,高硬度。一般与黄铁矿共生在一起,其集合体呈细脉状和稀疏浸染状分布,构成细脉-稀疏浸染状构造。
石英:自形、半自形柱状-它形粒状及其集合体,粒径0.01~1 mm,含量约10%。呈星散状、脉状及不规则团状分布。
绿泥石:鳞片状微晶集合体,含量<2%,呈不规则团状分布。
绢云母、叶腊石:鳞片状微晶集合体,片径<0.05 mm,呈交代残余的碎粒、碎块状集合体分布,碎粒、碎块直径均<1.5 mm,含量10%,具定向延长条痕状不均匀分布。
阳起石:浅绿色,柱状,放射状集合体。
石榴子石:无色,正高突起,它形粒状,均质,粒径0.2~0.8 mm。
透辉石:柱状,无色,正高突起二级干涉色,大部分蚀变为阳起石,部分阳起石又绿泥石化,柱长2~3 mm。
4.2.2 矿物生成顺序
矿物生成顺序为:黄铁矿、毒砂-白铁矿-闪锌矿、磁黄铁矿、黄铜矿-方铅矿-石英。黄铜矿、闪锌矿、方铅矿与磁黄铁矿关系密切。
4.2.3 有用元素赋存状态
本区矿石有用元素为Cu、Pb、Zn、Ag。其中Cu、Pb、Zn以单硫化物形式存在。
4.3 矿化蚀变特征
矿区蚀变以线性蚀变为主,主要分NWW 向和NNW 向两组。蚀变带一般宽1 m~数米不等,长50~500 m,最长达1 km,走向大体270°~340°,南西倾,倾角一般在65°~80°,蚀变主要为硅化、褐铁矿化、绿泥石化、碳酸盐化、绿帘石化,地表局部可见孔雀石化、蓝铜矿化。
地表规模较大具有代表性的蚀变带有Sb2(②号矿化体)、Sb3、Sb12、Sb21、Sb35、Sb22(③号矿体)、Sb6(④、⑤号矿体)、Sb7(7-①号矿体)主要受NWW向断裂构造带控制,NWW向是本区的主要含矿蚀变构造带,局部见有呈NNW 向断裂构造带,如Sb35 蚀变带。
Sb2蚀变带是本区规模最大一条蚀变带,地表出露长约220 m,宽2~8 m,地表由TC1、TC2、TC3、TC4控制,2-①、2-②号矿体产处于该蚀变带中,地表控制矿体水平厚度0.80~5.10 m,平均品位Ag (56.0~131.0)×10-6;Cu(0.19×2~1.00)×10-2,矿体倾向205°,倾角68°。
Sb22 蚀变带地表出露长约60 m,宽2~8 m,由TC18 控制。③号矿体产于其中,控制矿体水平厚度1.38 m,Ag 86.3×10-6;Cu 0.20×10-2,矿体倾向185°倾角76°。
Sb6 蚀变带地表出露长约90 m,宽3~10 m,由TC5、TC6 控制,④、⑤号矿体产于其中,地表控制矿体水平厚度2.50 m,Pb (0.54~0.66)×10-2矿体倾向205°,倾角58°。
Sb7地表出露长约30 m,宽1~6 m。倾向226°,倾角60°。7-①号矿体产于其中。
5 矿床成因
5.1 成矿时代及类型
结合内蒙古东部地区区域构造-岩浆活动和成矿时代特征分析,该矿区矿体成矿时代为燕山早期晚阶段。矿体中主要有用金属矿物黄铜矿、闪锌矿和方铅矿均为中低温矿物,而且矿区成矿与岩浆活动密切相关,据此推断矿体成因类型为中低温热液填充脉状型床。
5.2 控矿因素分析
断裂构造和岩浆活动是本区主要的三个成矿控制因素。
(1)本区发育有NWW 向、NNW 和NNE 向三组断裂。其中NNW向和NWW向断裂为最主要的容矿构造,直接控制了矿体的形态、规模及产状。
(2)该区燕山早期酸性脉岩较发育,对成矿有着直接的控制作用。矿体与次火山岩脉在空间上具有同步性,即矿体一般集中在脉岩的周围几十~几百米范围内,如ZK3-1、ZK7-2孔中闪长玢岩脉与矿体距离仅十余米,说明本区成矿与岩浆活动有着密切的成因联系。
(3)岩体与地层的外接触带是本区的另一个控矿的主要部位,如ZK140-2 见到的7-①就产于该部位。说明岩体侵入带来热量的同时对地层中的有用组分进一步活化迁移并富集成矿。
5.3 找矿标志
(1)本区NNW向、NWW向构造均为重要的容矿构造,这两组构造发育的地段是成矿有利地段,尤其是两组构造交汇部位更应引起重视。
(2)地表硅化体、褐铁矿化蚀变带是反应深部存在矿(体)化的直接找矿信息,其强度和规模能一定程度上反映深部矿化强度和规模,是本区的直接找矿标志。
(3)通过深部工程验证,本区物探大功率激电异常是重要的间接找矿标志。在一定程度上反映多金属矿化的存在,对本区找矿起到很好的指导作用。
6 找矿前景分析探讨
小井子银铅锌矿位于内蒙古中部地槽褶皱系苏尼特右旗晚华力西地槽褶皱带哲斯-林西复向斜东段。中生代又迭加了环太平洋构造运动及火山-岩浆活动,构成醒目的北东向构造岩浆岩带。构造活动十分强烈,断裂构造为主,褶皱次之,总体形成以北东向为主,东西和北西向为辅的构造格局。北东向为挤压破碎带,具糜棱岩化,北西向为正断层,东西向为逆断层。各组方向的断裂规模不等,与各期褶皱构造紧密伴生。北东向断裂对地质体的展布影响较大,对成岩成矿具有明显的控制作用,为内生金属矿产的形成提供了运移、储存空间、热源和物质来源等必备条件。本区主要控矿因素为构造控矿,二迭系地层是最重要的赋矿地层,区域大部分铅锌多金属矿床均赋存在该地层中,区内燕山早期花岗岩均属铅锌花岗岩系列,对成矿具有至关重要的作用,可为成矿提供矿质热源。
工作区处于良好的成矿背景中,区域矿产丰富,以银、铅、锌、铜多金属矿为主,具备了矿源、构造、岩浆岩“三位一体”的控矿条件,本区矿化蚀变明显且具有一定规模,与区域典型矿床具有相似性,说明本区是一个具备寻找铜多金属矿潜力的理想地段,有较好找矿前景。
[1]徐发,等.内蒙古自治区巴林左旗东山湾钨钼矿区地质特征及控矿因素分析[J].矿产与地质,2012,01.
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