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冀北丰宁和顺店银多金属矿床特征及找矿前景

2022-05-31卢会婷袁海波

中国金属通报 2022年3期
关键词:斑岩金属矿铅锌矿

卢会婷,刘 响,袁海波

和顺店地区具备良好的成矿地质及地球化学条件,物化探异常明显(毕伏科,2006;宫进忠,2009;师淑娟,2010)。多次被列入找矿远景区内,具有很好的找矿前景(毕伏科,2006;韩军,2015)。前期已经证实了有银多金属矿的存在(陈春雷,2011)。

2009 年~2016 年,河北省地质调查院在本区先后进行了三次普查工作,系统投入了地质、物化探、钻探工作,施工1:10000 地质图简测10.23km2,1:2000 地质剖面测量10.00km,可控源大地电磁测深测量600 点,1:1000 地质剖面测量5km,槽探492.50m3,钻探6850.73m,化探样587 件,样品分析662 件。推断出区内的两条主要控矿断层及由此控制的构造破碎带发育带、隐爆角砾岩区,圈定了银铅锌多金属矿体41 条,其中工业矿体27 条,低品位矿体14 条,且钻孔ZK3202 和ZK3203 揭露的22号铅锌矿体,厚度大,矿体真厚43.88m,埋藏浅,是本区寻找银多金属矿工作的一个突破。

1 研究区地质特征

1.1 地层

区内出露地层相对简单,主要为下白垩统张家口组三段流纹质凝灰角砾岩及第四系地层(图1)。

下白垩统张家口组三段(K1z3)在区内零星出露,出露面积比较小,分布在和顺店村北西部、北东部和羊窝沟村西北,岩性为流纹质凝灰角砾岩,其产状倾向均向和顺店村中心方向倾斜,说明该区有一个向形构造存在,局部受构造影响发生变化。本段地层与石英正长斑岩为侵入接触关系。第四系残坡积及冲洪积(Q3-4

al+dl)分布在沟谷、山间阴坡、沟口和主干冲沟等地,主要为腐植土、亚砂土、风成砂、卵砾石、砂及黄土,厚度0m ~15m。

1.2 构造

和顺店银多金属矿床处于乌龙沟~上黄旗巨大构造岩浆岩带的西支西侧,受其影响区内形成了一系列北西向、北东向、近南北向展布的断裂构造,从而为本区矿床的形成提供了有利的地质条件。

区内断裂构造发育,主断裂为和顺店—草原断裂,断裂方向以北北东向为主。其次是与火山构造有关的次级放射状、环状构造(陈春雷,2011)。区内共有8 处断裂(F6、F7 为区内的主要控矿构造,由本次研究推断),F6、F7 控制了区内中部低阻异常区的分布,是构造破碎带发育带及隐爆角砾岩的分布区域,区内矿体也分布在这一区域(图1)。F6 和F7 构造特征叙述如下。

图1 和顺店研究区地质简图

F6 断裂:为一张性断裂,地表没有出露,长度3.3km,产状近于直立,上部南倾、下部北倾。推断与隐爆角砾岩成矿关系密切。断裂东北部高阻异常区与中部低阻异常区之间的密集线性梯级带,是各剖面断面异常在水平视角的显示,直观的反映了北西向断裂构造的特征。梯级带不同深度位移不明显,为近直立断层(F6)。断层东北侧为石英正长斑岩,西南侧地表局部见有角砾凝灰岩分布,为构造破碎带发育带及隐爆角砾岩带。

F7 断裂:断裂中部低阻异常区与西南部中阻异常区之间,在1300m 高程以下分界线清楚,总体为北西向线性梯级带,推断为北西向断裂构造(F7)引起。该断裂在1400m 高程无明显反映,原因是浅部第四系盖层的低阻特征掩盖所致。结合地质情况判断,该断裂东北侧为角砾凝灰岩,西南侧为石英正长斑岩。

1.3 岩浆活动

研究区岩浆岩活动强烈,岩浆岩以浅成-超浅成的次火山岩为主,出露岩性为石英正长斑岩。

石英正长斑岩:出露岩性为石英正长斑岩,在区内出露范围广,主要分布在北部和西部。浅成石英正长斑岩体与本区成矿关系密切(夏国礼,2005)。

隐爆角砾岩:石英正长斑岩体形成后,受构造影响,后期岩浆热液沿构造裂隙上侵,由于受到上覆地层的压力,上侵的岩浆热液不能喷发。随着岩浆热液向岩浆顶部运移,在压力相对薄弱部位爆发,在F6、F7 与F8 交汇部位形成石英正长斑岩震裂、震碎,岩浆矿浆充填胶结成岩成矿。而构造裂隙则有成矿物质直接充填形成脉状铅锌矿体。本区形成两种类型的铅锌矿体:一是脉状银铅锌矿体,一是隐爆角砾岩型银铅锌矿体。

区内钻孔中大部分见有隐爆角砾岩,根据钻孔资料结合可控源音频大地电磁测量成果推断,隐爆角砾岩分布在F6 和F7 控制的狭长区域内(图1)。隐爆角砾岩带总体呈北西走向,根据钻孔资料,隐爆角砾岩厚度由南西到北东逐渐变薄,岩层厚度为20m ~150m。隐爆角砾岩内及其边缘地带均见有铅锌多金属矿化,特别是靠近隐爆角砾岩带的北部区域矿化较好。

1.4 物化探特征

1.4.1以往物化探成果

研究区内进行过大量的物化探工作,认为本区存在一个或多个爆破角砾岩筒(陈春雷,2011;韩军,2015)。低阻异常可能是角砾岩带矿化反映,在该低阻带上同时有Pb、Zn、Ag 化探异常的部位可能是主矿体的赋存部位,即矿体主要分布在隐爆角砾岩带边缘附近及两侧。且该区断裂构造具有含矿性,深部存在矿化体的可能(陈春雷,2011)。

1.4.21:10000 可控源音频大地电磁(剖面)测量

在以往物化探基础上,研究区内实施了1:10000 可控源大地电磁测深测量工作。分别进行了水平切片异常分析和CSAMT断面异常分析,推测出两条主要控矿断层F6、F7,大致查清楚了隐爆角砾岩的分布情况,具体如下。

(1)水平切片异常的解释与推断。以100m 为间距,分别对1400m ~600m 高程的反演电阻率(由浅到深)进行水平切片处理(图2 左)。推断解释如下:

图2 CSAMT 反演电阻率水平切片、断面异常图

①主要断裂的推断。F6 断裂:东北部高阻异常区与中部低阻异常区之间的密集线性梯级带,是各剖面断面异常在水平视角的显示,直观的反映了北西向断裂构造的特征,梯级带不同深度位移不明显,为近直立断层(F6)。断层东北侧为石英正长斑岩,西南侧地表局部见有下白垩统张家口组三段角砾凝灰岩分布,为与火山机构有关的构造破碎带发育带及隐爆角砾岩。F7断裂:中部低阻异常区与西南部中阻异常区之间,在1300m 高程以下分界线清楚,总体为北西向线性梯级带,推断为北西向断裂构造(F7)引起。②异常分区的解释与推断。低阻异常主要反映了构造破碎带及隐爆角砾岩的分布地带。隐爆角砾岩在区内的展布特征,总体表现为宽度近1000m 的北西向带状,内部发育北西向断裂、构造破碎带、隐爆角砾岩带。与成矿关系最为密切的隐爆角砾岩带在该区域北缘较为发育,分布于石英正长斑岩西南侧的F6 断裂附近及以南临近低带,反演电阻率异常特征为北西向的密集线性梯级带及西南侧的低阻异常。

(2)断面异常的综合解释与推断。剖面中部的低阻异常总体变化较为低缓,结合钻探资料,其内的低阻异常主要反映了与火山机构有关的构造破碎带及其内的隐爆角砾岩的存在,其边界为断层特征。由断面异常特征及地表出露判断,隐爆角砾岩东北侧石英正长斑岩为断层接触,产状陡立(图2 右)。

剖面的断面异常中均出现反演电阻率小于250Ω·m 的低阻局部异常,并均具纵向展布特征。结合钻探资料推断,上述地带反映深部存在隐爆角砾岩。见矿孔则均位于明显的低阻异常及附近。因此推断,沿石英正长斑岩西南接触带的低阻异常及附近,是多金属矿的成矿有利部位。

2 矿体地质特征

2.1 矿体特征

研究区内共圈出41 条银铅锌多金属矿体。1-27 号矿体为工业矿体,28-41 号矿体为低品位矿体。主要为分布于隐爆角砾岩中的隐爆角砾岩型银铅锌多金属矿,其次为分布于隐爆角砾岩边缘的石英正长斑岩裂隙中的脉状银铅锌多金属矿。区内矿体均由钻孔控制,全部为隐伏矿体,呈透镜状和脉状,走向长78m ~275m,沿倾向方向延伸40m ~278m,厚度在0.91m ~43.88m 之间,多数在2m 左右。总体倾向206°,倾角20°~65°,多数在45°左右。1、10、15、22 和23 号矿体为区内的主要矿体(图3),其特征如下。

图3 和顺店银多金属矿32 线勘查线剖面图

1 号矿体:铅锌矿体,呈脉状。走向长263m,倾向延深158m,矿体埋深约43m ~88m,平均厚度2.67m。倾向206°,倾角45°。平均品位铅0.72%,锌1.60%,银26.4×10-6。

10 号矿体:铅锌银矿体,总体呈透镜状,中间膨大。走向长278m,倾向延深186m,矿体埋深约422m ~530m,平均厚度5.97m。倾向206°,倾角33°。平均品位铅0.94%,锌1.41%,银21.1×10-6。15 号矿体:银铅锌矿体,呈脉状。走向延长118m,倾向方向延深275m,矿体埋深约198m ~424m,平均厚度2.84m。倾向206°,倾角56°。平均品位铅1.07%,锌1.37%,银59.3×10-6。

22 号矿体:铅锌矿体,矿体为厚脉状。走向延长100m,倾向延深约190m,矿体埋深约50m ~120m,矿体真厚43.88m。倾向206°,倾角1.3°。平均品位铅1.14%,锌2.58%,银58.08×10-6。

23 号矿体:该矿体位于22 号矿体下方,二者近于平行,二者之间垂直距离1.32m ~3.8m。银矿体。矿体为厚脉状。走向延长100m,倾向延深约190m,矿体埋深约95-118m,矿体真厚9.44m。倾向206°,倾角1.3°。平均品位铅0.33%,锌0.55%,银128.2×10-6。

以上矿体围岩均为隐爆角砾岩。

2.2 矿石质量特征

矿石化学成分及赋存状态:矿石中主要有用元素为Ag、Pb、Zn,其它元素含量极低,达不到伴生指标要求。铅、锌主要是以方铅矿、闪锌矿的独立矿物形式存在;银矿物除少量以针碲金银矿存在外,其余大部分应以其它微粒形式包裹在铅锌矿物中,尤其是闪锌矿中。

矿石矿物成分:闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、自然银、辉银矿。矿石矿物在矿体中分布极不均匀。

矿石结构构造:矿石结构主要有:自形粒状结构,半自形~它形粒状结构,交代溶蚀结构,填隙结构、乳滴状结构,网脉状结构,碎裂结构。矿石构造主要有:脉状构造、浸染状构造、团块状构造、斑杂状构造、角砾状构造等。

矿石类型:按其氧化程度为硫化矿石;按其有用组份可分为:银矿石、铅锌矿石、银铅锌矿石;按矿石的结构构造可分为:脉状、网脉状矿石、浸染状矿石、斑杂状矿石等,以前两者为主,后两者次之。

2.3 围岩蚀变

研究区内围岩蚀变主要是构造热液蚀变作用形成的矿物交代变质,形成与矿化关系密切的气—液蚀变岩类,往往构成矿体的直接围岩。区内主要围岩蚀变有:高岭土化、绢云母化、硅化、黄铁矿化、萤石化及碳酸盐化。其中硅化和萤石化与成矿关系最密切,其次为高岭土化。

2.4 成矿时代

本区多金属热液矿床的形成多与中生代岩浆活动有关(师淑娟,2010;李久明,2011),其矿体围岩为晚白垩世石英正长斑岩,银矿的形成年龄多晚于围岩,故本区成矿时代为晚白垩世(夏国礼,2005;韩军,2015)。

2.5 矿床成因

研究区富集成矿元素为Pb、Zn、Ag、Au、Mo 等。矿体成矿物质来源较单一,与岩浆作用形成的石英正长斑岩密切。

依据矿石的结构构造、矿物共生组合和生成顺序以及区域矿床成因机理的综合分析,本矿床属受火山机构控制的隐爆角砾岩型、中低温(次)火山热液型矿床。

3 找矿标志

成矿地质条件:研究区的火山构造与矿床(矿化)的形成有着密切的关系(宫进忠,2009;陈春雷,2011;韩军,2015)。燕山期中晚期潜火山岩体及多组大断裂交汇构成地层、岩体、盆洼、断裂一体的组合为宏观找矿标志(毕伏科,2006;韩军,2015)。北东向平安堡~森吉图断裂束构成该区断裂构造的主体,其次为北西向及近东西向次级断裂。这些断裂构造为含矿热液的运移提供了良好的通道和容矿空间。

隐爆角砾岩体及断裂的发育是寻找同类型多金属矿床的良好标志(章增凤,1991;韩军,2015;王胜权,2009)。

围岩蚀变:主要蚀变类型有高岭土化,绢云母化、碳酸盐化,局部具萤石化、硅化等。其中与矿化关系最为密切的是硅化和萤石矿化。

4 意义

研究区物化探异常强度大,火山构造发育,具有寻找隐爆角砾岩型、(次)火山热液型多金属矿床类型的良好地质条件。区内矿体主要分布在隐爆角砾岩中及隐爆角砾岩边缘的石英正长斑岩裂隙中。矿床的形成与中酸性侵入体、隐爆作用、隐爆角砾岩以及断裂构造有密切联系。中酸性侵入体是成矿母岩,隐爆作用的发生以及形成的隐爆角砾岩体是容矿构造,角砾岩体中的次级断裂是控矿构造,各因素对于此类银多金属矿床的形成起着重要作用。

根据目前成果来看,钻孔ZK3202 和ZK3203 圈定的矿体沿走向尚未得到有效控制,尚有潜力可寻。另外,隐爆角砾岩带南部大片区域存在物化探异常,但工程验证较少,因此本区找矿远景较好,有望成为河北省新的重要银多金属矿产地。

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