内蒙陆家窝铺铜锌矿地质特征及找矿标志

2017-10-28王海生禹超业

科技视界 2017年15期

王海生　禹超业

【摘要】内蒙陆家卧铺铅锌矿体赋存于石炭系下统洪水泉组地层中。赋矿地层以及周围地质体之间存在某种物性差异，因而有明显的地球物理异常特征，构成了铅锌矿床重要的地球物理找矿标志。作者试图在矿床地球物理特征研究的基础上，总结地球物理找矿标志，以期配合、指导正在进行中的内蒙古东乌旗—大兴安岭一带的多金属成矿带的普查找矿工作，对于寻找同类矿床，具有较大的实用和借鉴意义。

【关键词】内蒙陆家卧铺铅锌矿；区域地质背景；矿体地质特征；找矿标志

陆家卧铺铅锌矿区位于内蒙古自治区鄂温克族自治旗南东部，处于东乌旗—大兴安岭北段Cu-Mo-Pb-Zn-Ag-Au-Ni-Cr-Co三级成矿带上[1]，成矿条件较好。2009年在内蒙古自治区鄂温克族自治旗哈布楚日一带开展地质普查工作时发现该矿床，笔者对该矿床的地球物理特征和找矿标志进行研究和总结，对于寻找同类铅锌矿床，具有借鉴意义。

1 地质概况

1.1 区域地质背景

陆家卧铺铅锌矿区域上处于大兴安岭褶皱带西南端（图1），景峰—查干木伦—哈达复向斜之中、突泉—林西华力西燕山期铁、铜、铅、锌、铌Ш6级成矿带上。该成矿带构造发育，岩浆活动强烈，成矿条件良好。

图1 区域成矿区带图

1.三级成矿带及编号；2.四级成矿带及编号；3.五级成矿带及编号；4.上侏罗统；5.上二叠统；6.中下二叠统； 7.上石炭统；8.白垩纪花岗岩；9.白垩纪正长花岗岩；10.侏罗纪正长花岗；11.侏罗纪二长花岗岩；12.二叠纪花岗闪长岩；13.石炭纪辉长岩；14.石炭纪超基性岩；15.断裂；16.矿床（点）位置及编号；17.矿区位置。

1.2 矿区地质概况

1.2.1 地层

矿区出露的地层为侏罗系中统新民组（J2x）；侏罗系上统满克头额博组（J3m）、白音高老组（J3b）。沿山脊、沟谷出露有第四系（图2）。

图2 陆家窝铺矿区地质图

1.风成砂、洪积砾层；2.白音高老组；3.满克头鄂博组；4.新民组（二段）；5.新民组（一段）；6.花岗岩脉；7.石英脉；8.铜矿体及编号；9.锌矿体及编号；10.断层角砾岩带；11.实测、推测地质界线；12.不整合界线；13.实测、推测断层；14.勘探线位置及编号；15.钻孔位置及编号；16.探槽位置及编号；17.矿权区范围。

侏罗系中统新民组（J2x）在矿区大面积分布，受北东方向断陷盆地控制，为内陆河湖相沉积—火山岩含煤建造。该地层北东向展布，倾向南东，倾角25o～55o。巖性主要为厚层凝灰质（角）砾岩和砂岩，夹薄层粉砂质泥岩、玻屑凝灰岩、沉凝灰岩和安山岩，岩石具有不同程度的蚀变。

侏罗系上统满克头鄂博组（J3m）仅在矿区北西和南东角出露。地层展布受北东向构造带控制，为一套横向变化较大的陆相沉积—火山岩系，下部为砾岩、角砾岩和砂岩，夹酸性火山碎屑岩，而上部以酸性熔岩为主，局部夹沉积岩。北西部主要岩性为红褐色酸性角砾凝灰岩、杂砂岩；南东部岩性为熔结凝灰岩，与新民组地层为断层接触关系。

侏罗系上统白音高老组（J3b）地层展布受北东向构造所控制。普查区内呈透镜状北东向展布于中部，为一套中酸性火山岩，岩性为灰白色石英斑岩，与新民组地层之间为角度不整合接触关系。该组内的石英斑岩（次火山岩）与铅锌锡矿化关系密切。

第四系（Q）沿山坡、沟谷广泛分布，覆盖普查区约60%的面积。岩性为风成砂、洪积砾层、砾石、亚砂土、亚粘土、黄土。尤其是上更新统马兰黄土沿山坡覆盖较厚，最厚可达20余米。沿山坡残坡积覆盖较厚，覆盖面积较大。

1.2.2 构造

矿区属黄岗梁复式背斜的南东翼，褶皱构造不发育，为一南东倾向的单斜构造。区内断裂构造发育，北（北）东向、近南北向断裂规模较大，走向长度大于2000米，大多延伸至矿区以外或被第四系覆盖。北西向断层规模最小，走向长度小于200米。主要断裂特征（表1）。

表1 陆家窝铺矿区主要断裂特征一览表

1.2.3 岩浆岩

区内岩浆活动频繁，主要为燕山期小岩脉，长轴多呈北东向展布。主要有：角闪石英正长岩脉、含斑的石英斑岩脉、花岗（斑）岩脉和石英脉。

2 矿体特征

2.1 矿体形态、产状及规模

全区共划分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个矿带，圈出几十条铜、锌多金属矿体，主要赋存于侏罗系满克头鄂博组和新民组地层中。矿体受北北东向断裂构造控制，呈薄脉状分布；隐伏铜、锌矿体主要产于矿区西北部Ⅰ、Ⅱ矿带的角砾凝灰岩、酸性角砾熔岩及石英斑岩中，多呈似层状、透镜状及囊状。

区内圈出隐伏铜矿体34个，其中工业矿体23个，低品位矿体11个。铜矿体中ⅡCu7-1、ⅡCu9-2规模较大。赋矿岩石主要为绿泥石化角砾凝灰岩、酸性角砾熔岩，发育绿帘石化、透闪石化、阳起石化、硅化、绿泥石化及绢云母化蚀变，钻孔近地表见孔雀石、铜兰、褐铁矿等氧化物，矿石矿物有黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿，少量方铅矿、钛铁矿、白铁矿、毒砂、磁铁矿等。矿体与围岩均呈渐变过渡关系，无明显界线。

ⅡCu7-1矿体：位于Ⅱ号矿带，分布于矿区93B～0线之间，由13个钻孔控制，平面上总体展布方向约40°，局部厚度较大，为似层状、囊状。矿体在剖面上呈近水平的似层状、透镜状，倾向延伸距离较小。

矿体控制长度215米，延深宽125～190米，矿体倾向130°左右，倾角0°～37°。矿体赋存标高1353米（ZK9306）～1264米（ZK9301）；埋深43～130米。钻孔单工程见矿最厚5.75米（ZK103），最薄处1.21米（ZK9306），平均厚度3.31米，厚度变化系数56.94%，稳定程度属较不稳定型。矿体铜品位0.22～2.72%，工业矿石铜平均品位0.70%，品位变化系数94.84%，分布均匀程度属不均匀型。矿体无后期断层、岩脉破坏，形态较完整。endprint

ⅡCu9-2矿体：位于Ⅱ号矿带，分布于矿区94B～6线之间，由12个钻孔控制，平面上展布方向约50°，局部厚度较大，为似层状、不规则透镜状。矿体在剖面上呈近水平的似层状、透镜状，倾向延伸距离短。

矿体控制长380米，延深宽60～220米，矿体倾向140°左右，倾角0°～35°。矿体赋存标高1342米（ZK9504）～1209米（ZK9401），埋深59～162米。钻孔单工程见矿最厚4.15米（ZK9401），最薄处0.70米（ZK9405），平均厚度1.54米，厚度变化系数58.17%，稳定程度属较不稳定型。矿体铜品位0.20～1.08%，工业矿石铜平均品位0.54%，品位变化系数54.44%，分布均匀程度属较不均匀型。矿体无后期断层、岩脉破坏，形态较完整。

ⅠZn1-1矿体：位于矿区北西Ⅰ号矿带94B线（图3），由2个钻孔控制，平面上总体展布方向约10°，厚度较大，品位较高，为不规则透镜状、囊状，走向上控制程度较低。总体呈近南北向不规则透镜状、囊状。矿体倾向100°左右，倾角0°～5°。矿体赋存标高1290米（ZK9409）～1278米（ZK9408）；埋深95～103米。钻孔单工程见矿最厚13.55米（ZK9408），最薄处1.60米（ZK9409），平均厚度7.55米，厚度变化系数111.83%，稳定程度属不稳定型。矿体锌品位1.25～7.85%，工业矿石锌平均品位7.16%，品位变化系数102.57%，分布均匀程度属不均匀型。矿体受F1断层控制。

图3 矿区94B勘探线地质剖面图

ⅡZn7-1矿体：位于Ⅱ号矿带，分布于矿区93B～95B线之间，由11个钻孔控制，平面上总体展布方向约30°，局部厚度较大，为似层状、不规则透镜状。矿体在剖面上呈近水平的似层状、小透镜状，倾向延伸距离短。

矿体控制长度260米，延深宽25～150米，矿体倾向130°左右，倾角0°～37°。矿体赋存标高1274米（ZK9306）～1182米（ZK9503）；埋深123～190米。钻孔单工程见矿最厚4.21米（ZK102），最薄处1.27米（ZK001），平均厚度2.17米，厚度变化系数45.15%，稳定程度属较不稳定型。矿体锌品位1.17～12.67%，工业矿石锌平均品位2.67%，品位变化系数121.90%，分布均匀程度属不均匀型。矿体无后期断层、岩脉破坏，形态较完整。

ⅡZn9-1矿体：位于Ⅱ号矿带，分布于矿区94B～95B线之间，由14个钻孔控制，平面上展布方向约45°，局部厚度较大，为不规则透镜状、囊状。矿体在剖面上呈近水平的似层状、透镜状，倾向延伸距离较小。

矿体控制长240米，延深宽90～240米，矿体倾向135°左右，倾角0°～28°。矿体赋存标高1224米（ZK9504）～1121米（ZK9503），埋深155～265米。钻孔单工程见矿最厚4.83米（ZK9402），最薄处1.20米（ZK003），平均厚度3.53米，厚度变化系数59.05%，稳定程度属较不稳定型。矿体锌品位1.00～5.12%，工业矿石锌平均品位2.68%，品位变化系数46.82%，分布均匀程度属较不均匀型。矿体无后期断层、岩脉破坏，形态较完整。

2.2 围岩蚀变

2.2.1 矿体围岩及蚀变

铜、锌矿体主要分布在侏罗系满克头鄂博组火山沉积岩系中。矿体顶、底板围岩为凝灰岩、凝灰角砾岩、凝灰质（粉）砂岩、绿泥石化安山岩、构造角砾岩、花岗斑岩及石英斑岩，矿体与围岩界线渐变过渡。主要围岩蚀变有角岩化、硅化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化、透闪阳起石化、次闪石化、碳酸盐化等，均分布在构造蚀变带及近矿围岩中。

角岩化：凝灰质岩石经热液蚀变的产物，多发育于脉岩接触带或构造破碎带内，由于蚀变矿物的差异形成不同的角岩。主要有透闪—阳起石角岩、绿帘石绿泥石角岩、纤闪石角岩等，其原岩为凝灰角砾岩、凝灰质砂岩等，蚀变带宽一般为0.5～6米，蚀变矿物主要有绿帘石、透闪石、阳起石、绿泥石、纤闪石、绢云母等。角岩是区内铜多金属矿化的主要赋矿岩石。

硅化：多发育于构造破碎带内或脉岩接触带内，蚀变形式分为交代型和充填型。前者多发生于贫SiO2围岩中，如凝灰角砾岩中，使围岩SiO2含量增高，岩石致密坚硬；后者多发生于富SiO2围岩中，如凝灰质砂岩，呈单脉或网状脉石英产出。金属硫化物常与硅质共生，充填构造裂隙，故硅化与成矿关系密切。

黄（褐）铁矿化：与矿化关系较密切，早期黄铁矿为细粒集合状，与硅化相伴生；晚期多为微细状，星散状分布。在构造蚀变带中，地表黄铁矿风化后呈明显的褐红色带，是地表找矿的明显标志。

绿泥石化：分布广泛，构造蚀变带、脉岩接触带、近矿围岩均有不同程度的绿泥石化。赋矿部位易形成绿泥蚀变岩，绿泥石含量可达80～90%，绿泥石均呈叶片状定向分布，局部可见黑云母及透闪石、阳起石残晶，为黑云母、透闪石、阳起石蚀变的产物。

绢云母化：多见于酸性火山岩类的凝灰角砾岩中，岩石中绢云母含量局部可达15%左右，绢云母呈微細鳞片状集合体分布于斜长石周围，略具（弱）定向。

碳酸盐化：在矿体围岩中发育，碳酸盐矿物常呈脉状，密集细脉状分布于矿体及矿体外部围岩中，也有部分矿物呈细粒状与片状绿泥石及金属硫化物矿物一起充填于脆性构造叠加部位及裂隙中。

高岭土化：多发生在变质酸性火山岩中，岩石白色—淡灰色、淡青色。近地表岩石易风化呈细粉状。

2.2.2 围岩蚀变与矿化的关系

区内围岩蚀变以透闪石化、阳起石化、纤闪石化、硅化、绿帘石化、绿泥石化、黄（褐）铁矿化、孔雀石化最为普遍，次为绢云母化、碳酸盐化、高岭土化。根据蚀变矿物组合特征，蚀变可大致分为三期。第一期为中高温蚀变矿物组合，一般分布于脉岩接触带中，以透闪石化、阳起石化、纤闪石化、硅化、钾化等为主，伴有黄铜矿、砷黝铜矿、黄（磁）铁矿等中高温硫化生成，与铜矿化关系密切；第二期为中低温蚀变矿物组合，以绿帘石化、绿泥石化、绢云母化、黄铁矿化、碳酸盐化、高岭土化为主，一般分布于构造破碎带中，伴有浸染状、集合体状、细脉状黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、辉银矿等中低温硫化生成，与铜、铅、锌、银多金属矿化关系密切；第三期为次生风化蚀变矿物组合，以褐铁矿化、孔雀石化、兰铜矿化、铅钒、碳酸盐化、高岭土化为主，一般分布于近地表次生氧化带中。endprint

在多种蚀变叠加，特别是硅化、角岩化发育部位，金属硫化物含量总体趋高，局部富集，尚可见团块状、块状构造矿石。

2.3 矿石质量

2.3.1 矿石矿物成分

根据光、薄片鉴定结果和选矿试验报告，氧化矿石中金属矿物主要为褐铁矿、铜兰、孔雀石、黄钾铁矾、铅钒、菱铁矿、菱锌矿等。混合—原生矿石中金属矿物主要为黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、辉银矿、白铁矿和磁铁矿，次要矿物为砷黝铜矿、钛铁矿、毒砂、菱铁矿、菱锌矿等。金属矿物占矿物总量1～3%，分布不均匀，局部富集，可达20%以上；脉石矿物总量在80～98%左右，有石英、透闪石、绿泥石、阳起石、纤闪石、角闪石、萤石、绢云母、钾长石、斜长石、绿帘石、方解石等。矿石矿物组分较复杂（表2）。

表2 陆家窝铺矿区铜、锌矿石矿物成分一览表

2.3.2 主要矿物特征

黄铜矿（CuFeS2）：微量～8%。呈黄铜色，氧化后呈黄锖色、蓝色、孔雀绿等，金属光泽。黄铜矿镜下呈不规则粒状集合体、团块状、斑杂状分布，具有两个世代，早世代黄铜矿呈微细粒乳滴状分布在闪锌矿中，构成固溶体分离结构，晚世代粗粒黃铜矿交代闪锌矿，同时可见裂隙中或边缘被铜蓝交代，常见被褐铁矿交代呈残余状，早世代颗粒粒径为0.001～0.05毫米之间，晚世代颗粒粒径在0.02～1毫米之间，最大可达2.5毫米。一般与其他金属硫化物一起分布于硅质细脉、钾长石脉或呈星散状分布于绿泥石化角砾凝灰岩中。

闪锌矿（ZnS）：含量0.1～5%，为浅色闪锌矿。浅棕色、棕灰色，金刚及松脂光泽。具他形、半自形粒状，常以浸染状及粒状集合体出现，最大粒径为0.5毫米，多小于0.02毫米。多呈不规则的粒状分布在胶结物中，其中多分布有乳滴状的黄铜矿，形成固溶体分离结构，交代黄铁矿、钛铁矿，在脉石矿物间隙中充填形成填隙结构，粒径在0.01～0.3毫米之间。也有呈不规则粒状分布在岩石矿物晶隙中，形成填隙结构，闪锌矿中分布有细脉状的黄铜矿、铜蓝、褐铁矿等，部分可见被黄铜矿交代，同时可见细粒闪锌矿中分布有乳滴状的黄铜矿，且包裹黄铁矿，粒径在0.001～0.1毫米之间，粗粒为0.1～0.4毫米之间。也见与方铅矿、黄铁矿、黄铜矿共生。其中多分布有黄铜矿乳浊，也有少量的砷黝铜矿的乳浊状出溶物。另外它常与黄铜矿呈共结边关系。其边部多有透明矿物的次变边（菱锌矿）。

黄铁矿（FeS2）：含量0.5～10%。浅黄铜色，氧化后表面常带黄褐锖色，条痕绿黑色，金属光泽。呈半自形或他形粒状分布在角砾胶结物中，在角砾裂隙中呈脉状分布，部分黄铁矿呈残余状，可被闪锌矿、黄铜矿等交代，局部可见白铁矿化，黄铁矿粒径0.01～0.3毫米之间。

方铅矿（PbS）：含量0.1～1.0%。呈铅灰色，条痕灰黑色，金属光泽。呈细小粒状分布在黄铁矿、闪锌矿中，粒径在0.01～0.1毫米之间。也见脉状方铅矿穿插于黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿之中，或对其进行交代，为较晚结晶的矿物。

钛铁矿（FeTiO3）：少量，大多分布在角砾中，偶在胶结物中的闪锌矿中见有分布，呈不规则的粒状、星散状分布，粒径在0.01～0.04毫米之间。个别呈板状或残余状分布在石英晶体中，粒径在0.01～0.05毫米之间。

2.3.3 矿石矿物的组合

根据矿区以往开展铅锌多金属矿普查及本次详查的光、薄片鉴定资料以及选矿试验样的研究成果，结合野外实地观察，矿石主要矿物组合为：

①黄铁矿-钛铁矿-磁铁矿-闪锌矿、黄铜矿1-黄铜矿2

②萤石-黄铜矿、闪锌矿-毒砂

③萤石-闪锌矿、黄铜矿-方铅矿

④黄铁矿-萤石-闪锌矿、黄铜矿

⑤黄铁矿-白铁矿-黄铜矿1、闪锌矿1-闪锌矿2、黄铜矿2-方铅矿

⑥黄铁矿-闪锌矿-黄铜矿1-黄铜矿2-方铅矿

⑦黄铁矿-磁铁矿-白铁矿-闪锌矿、黄铜矿

⑧钛铁矿-黄铁矿-白铁矿-黄铜矿、闪锌矿

⑨菱铁矿-菱锌矿-铜兰-褐铁矿-孔雀石-铅钒

前八种矿物组合常见于铜、锌矿体细脉、网脉状原生矿石及浸染状原生矿石中，后一种为表生矿物组合。

2.3.4 矿石组分赋存状态及品位变化

铜主要赋存于黄铜矿中，少量赋存于砷黝铜矿之中。铜矿石品位在矿体和围岩间变化较大，主要受次火山岩（斑岩）规模及其上部岩石的破碎程度、蚀变强度控制。一般次火山岩（斑岩）附近，角砾凝灰岩纤闪石化、透闪石化、绿泥石化、硅化、绿帘石化蚀变叠加的部位，铜矿石品位较高。

锌主要赋存于闪锌矿中。矿石锌品位主要受次火山岩（斑岩）规模、位置、派生构造发育程度和成矿热液扩散压等因素制约。断裂构造及其派生节理、裂隙发育地带，其热液交代蚀变程度较高，锌矿化多次叠加，锌相对富集。次火山岩（斑岩）体隆起头部隐爆密集裂隙带锌矿体品位也相对较富，向次火山岩（斑岩）体下部及两侧随节理、裂隙逐渐减少，蚀变相对减弱，锌品位逐渐降低。

2.4 矿石结构构造

2.4.1 矿石结构

矿体内常见的矿石结构为半自形-他形粒状结构、填隙结构、乳浊状结构、固溶体分离结构、共结边结构、胶环状结构、溶蚀交代结构、充填交代结构及交代残余结构等。

2.4.2 矿石构造

主要有细粒浸染状构造、细脉、网脉状构造、角砾状构造、斑杂状构造、条带状构造、被膜状构造、块状、团块状构造等，以浸染状，细脉状构造最常见。

2.5 矿石类型

矿区按矿石工业类型可分为铜矿石、锌矿石、铜锌矿石、铅锌银矿石等。矿石自然类型则有多种：按赋矿母岩可划分为火山角砾熔岩型矿石和花岗斑岩型矿石；按矿石氧化程度可分为氧化矿石及原生矿石两种；按矿石的结构、构造特征划分为浸染状、细脉网脉状、块状、角砾状和多孔状矿石；按矿石的矿物组成可分为钾长磁铁黄铁矿型、石英黄铁矿型、石英多金属硫化物型铜、锌矿石。

3 找矿标志

经过野外工作及综合资料研究，区内找矿具以下标志：

1）花岗斑岩脉、石英斑岩脉、凝灰角砾熔岩、流纹斑岩是区内火山—次火山岩的直接证据。

2）近南北向、北北东向断裂是区内重要的控矿、含矿构造。

3）近矿围岩如以硅化、钾长石化、透闪石化、阳起石化、纤闪石化为主要蚀变，其与铜、锌矿化关系密切；如以硅化、绿帘石化、绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化等为主要蚀变，其与铜、铅、锌、银多金属矿化关系密切。地表蚀变带表现为灰绿色角岩、黑褐色褐铁矿、黄钾铁钒（铅钒）及被膜状孔雀石、铜兰等。

4）区内民探矿坑、矿化滚石是找矿的直接标志。

5）金属硫化物含量的多少与矿石品位密切相关，金属硫化物含量与铜、锌矿体品位成正比。

4 结语

作者对内蒙古陆家卧铺铅锌矿床的围岩蚀变、矿石质量、矿石结构构造、矿石组分、矿石类型等地质特征进行了总结和研究，在此基础上建立了地质找矿标志或指标，以期为矿山深部及外围地质找矿评价或对寻找同类矿床提供依据。

【参考文献】

[1]佘宏全，李红红，李进文，等.内蒙古大兴安岭中北段铜铅锌金银多金属矿床成矿规律与找矿方向[J].地质学报，2009，83（10）：1456-1472.

[2]罗齐云，何孝良，唐相伟，等.内蒙古自治区克什克腾旗陆家窝铺矿区铜锌矿详查报告[R].河南省地矿局第三地质矿产调查院，2013.