沙德喜,劉洪津,李國(guó)樹
(遼寧省核工業(yè)地質(zhì)局241大隊(duì),遼寧鳳城118100)
遼寧省青城子鉛鋅礦田成礦特征與礦床成因探討
沙德喜,劉洪津,李國(guó)樹
(遼寧省核工業(yè)地質(zhì)局241大隊(duì),遼寧鳳城118100)
青城子鉛鋅礦成礦受層位、巖性控制.古元古代條痕狀花崗巖侵位而引起的穹隆構(gòu)造及其上覆的層狀巖系中的滑脫型韌性剪切帶、層間斷裂帶及中生代巖漿作用、斷裂構(gòu)造對(duì)成礦起重要作用.礦床具有“多階段復(fù)成因”特點(diǎn),經(jīng)歷了3個(gè)主要成礦期,即古元古代同生沉積就位成礦期、呂梁變質(zhì)-變形“重就位”成礦期和中生代構(gòu)造-巖漿活化“再就位”成礦期.礦床成因?qū)僖院5祝▏娏鳎崴练e作用為基礎(chǔ),遭受后期變質(zhì)變形和熱液疊加的廣義層控性礦床,即屬海底噴氣沉積變質(zhì)-巖漿熱液改造型鉛鋅礦床.
成礦特征;礦床成因;青城子鉛鋅礦田;遼寧省
青城子鉛鋅礦位于遼東古元古代裂谷帶內(nèi),該裂谷帶向東延入吉林南部和朝鮮北部,慣稱遼(東)老(嶺)摩(天嶺)裂谷帶[1].裂谷帶介于南部狼林地塊和北部龍崗地塊之間,是在太古宙結(jié)晶基底之上發(fā)展起來的古元古代構(gòu)造單元[1].裂谷呈近東西向線性展布,在遼東地區(qū)延伸長(zhǎng)近250km,南北寬50~100km[2].該裂谷帶由兩個(gè)性質(zhì)不同的變質(zhì)地體組成,即南帶和北帶,其中南帶是著名的鉛鋅成礦帶.在朝鮮境內(nèi)產(chǎn)有世界聞名的檢德等特大型鉛鋅礦,我國(guó)境內(nèi)也發(fā)現(xiàn)眾多的鉛鋅礦床、礦點(diǎn),以青城子礦集區(qū)最為重要.
遼東裂谷帶的主體組成為古元古界遼河群,為一套火山-沉積變質(zhì)巖系,下部浪子山巖組、里爾峪巖組主要為一套變質(zhì)火山巖、碎屑巖建造;中部高家峪巖組、大石橋巖組為一套變質(zhì)(火山)碎屑巖和碳酸鹽巖建造;上部蓋縣巖組主要為變質(zhì)碎屑巖夾火山巖組合(表1).遼河群內(nèi)賦存有鐵、鈾、鉛鋅、含銅鈷硫鐵、金、銀、硼、菱鎂-滑石、磷和石墨等礦產(chǎn).其中硼、菱鎂、滑石、金、鉛鋅等礦產(chǎn)在國(guó)內(nèi)外享有盛譽(yù).
表1 遼東古元古界遼河群地層主要巖性及礦化特征表Table 1 Lithology and mineralization of the Paleoproterozoic Liaohe group in Eastern Liaoning
遼河群按沉積旋回、建造特點(diǎn)和含礦性特征可以劃分為3個(gè)含礦建造:含硼磷鐵(銅鈷)碎屑巖建造、含鉛鋅金銀碎屑巖-碳酸鹽巖建造和含金(多金屬)碎屑巖建造(表1).以青城子鉛鋅礦為代表的鉛鋅礦,集中分布于含鉛鋅金銀(火山)碎屑巖-碳酸鹽巖建造內(nèi),層控性特征明顯.
遼東裂谷區(qū)巖漿活動(dòng)比較強(qiáng)烈,且集中于兩個(gè)時(shí)期:古元古代和中生代.古元古代花崗巖又分為前造山期、造山期和后造山期[4].其中造山期花崗巖(又稱遼吉花崗巖)分布最多、最廣,其核心的巖漿核雜巖(又稱遼吉巖套)與本區(qū)鉛鋅礦等金屬礦床的形成關(guān)系密切.印支期、燕山期巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,是本區(qū)中生代構(gòu)造巖漿活化作用的產(chǎn)物.印支期的花崗巖基大面積分布.燕山期規(guī)模小,以分布廣泛的小巖株、巖脈為特征.印支、燕山期巖漿活動(dòng)與熱液(疊加、改造)型金銀、鉛鋅等礦床的形成有密切成因聯(lián)系.
遼東裂谷經(jīng)歷了古元古代沉積變質(zhì)-造山作用和中生代構(gòu)造巖漿活化兩個(gè)主要過程的改造,構(gòu)造表現(xiàn)形式多樣,組合特征復(fù)雜.伴隨古元古代造山作用發(fā)生的韌性變形作用,形成規(guī)模較大的緊閉(復(fù)式)褶皺(如虎皮峪背斜、恒山里背斜、青城子背斜),控制了沉積變質(zhì)型鉛鋅礦的產(chǎn)出;在古元古代巖漿核雜巖(遼吉巖套)隆升機(jī)制作用下形成的遼河群層間、層內(nèi)廣泛分布的滑脫(韌性斷層、韌性剪切帶)構(gòu)造(帶),為變質(zhì)熱液乃至中生代構(gòu)造巖漿活化作用相關(guān)金銀、鉛鋅的熱液礦床的形成提供了最為有利的沉淀空間;中生代韌性-脆性斷裂系統(tǒng),表現(xiàn)形式復(fù)雜,規(guī)模、方向各異,雖規(guī)模不及前者,但也是該區(qū)鉛鋅礦床的重要控礦構(gòu)造.
青城子鉛鋅礦成礦嚴(yán)格受層位及建造(包括巖性、巖石組合)、巖漿及構(gòu)造(褶皺、斷裂)作用的控制,具有明顯的層(巖)控性、構(gòu)造控礦和巖漿控礦的“三位一體”成礦屬性,礦化形式為似層狀、透鏡狀和脈狀,礦化空間分布上具有“上脈下層”特點(diǎn).
青城子礦區(qū)以古元古代條痕狀花崗巖為基底,主要出露遼河群高家峪巖組、大石橋巖組和蓋縣巖組(表1).其中高家峪巖組和大石橋巖組共同構(gòu)成下部和上部含鉛鋅礦層位.這些含礦層位巖石組合是白云石大理巖和角閃片巖、變粒巖、片巖互層帶,或者鈣鎂質(zhì)硅酸鹽巖(透輝石、透閃石、綠簾石和石英、云母等組合)或由其組成的條帶狀白云石大理巖、云母條帶白云石大理巖、硅質(zhì)條帶白云石大理巖等,具有海底熱水沉積性質(zhì)特征.
含礦巖石下部含礦層由高家峪巖組(Pt1g)和大石橋巖組第一巖段和第二巖段(Pt1d1、Pt1d2)組成,主要巖性為角閃片巖、以淺粒巖為條帶的含石墨白云石大理巖、條帶狀白云石大理巖、含石墨條帶狀白云石大理巖和石榴夕線云母片巖等,是東區(qū)似層狀鉛鋅礦體(如榛子溝2號(hào)、289號(hào)等礦體)的主要賦礦層位;上部含礦層主要由大石橋巖組第三巖性段(Pt1d3)構(gòu)成,主要巖性為含透閃白云石大理巖、以變粒巖為條帶的白云石大理巖、云母條帶白云石大理巖夾黑云二長(zhǎng)變粒巖、淺粒巖、透閃透輝巖、黑云片巖等,是西區(qū)似層狀(如喜鵲溝426、6404礦體)和脈羽狀(如南山)鉛鋅礦體的主要賦礦層位.
青城子礦田褶皺構(gòu)造在宏觀上以青城子背斜構(gòu)造為代表,控制了青城子礦區(qū)的構(gòu)造格局(圖1).青城子背斜以遼吉花崗巖為核部,遼河群巖系環(huán)繞分布,呈北東—北西向弧形分布,向北東方向倒轉(zhuǎn),北西方向傾沒,控制了含礦巖系的空間分布[5].青城子礦區(qū)鉛鋅礦相對(duì)集中分布在褶皺構(gòu)造靠近轉(zhuǎn)折端的正常翼和倒轉(zhuǎn)翼.褶皺東翼(正常翼)地層平緩,傾角小于40°,近東西向疊加形成正常的次級(jí)褶皺構(gòu)造,褶皺軸呈東西向,由北向南有東西向的新嶺背斜、四棵楊樹向斜、榛子溝背斜、青城嶺向斜等[6],在含礦層以及層間、層內(nèi)韌性剪切帶內(nèi),賦存有層狀、似層狀礦體,如榛子溝、甸南鉛鋅礦;褶皺西翼(倒轉(zhuǎn)翼)含礦巖系褶皺構(gòu)造復(fù)雜,多期褶皺疊加,形成緊閉式(倒轉(zhuǎn))等多種形式褶皺,在含礦層以及層間構(gòu)造中,賦存有似層狀、脈羽狀、脈狀等礦體,如大東礦段等.
圖1 青城子鉛鋅礦地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)圖(據(jù)王有爵,1993,修改)Fig.1 Geological and structural sketch map of Qingchengzi lead-zinc orefield(modified fromWANGYou-jue,1993)
礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育,構(gòu)成復(fù)雜,規(guī)模、性質(zhì)各異,以北西向、北東向?yàn)橹?北西向斷裂以本山-于家上溝斷裂(或稱青城子斷裂)為代表,橫貫礦區(qū),對(duì)區(qū)內(nèi)鉛鋅成礦具有控制作用.北東向斷裂以F101斷裂、喜鵲溝F1、F122 斷裂為代表,斷裂走向 30~50°,傾向北西,傾角70°左右.其中喜鵲溝F1、F122斷裂是西區(qū)重要的控礦斷裂構(gòu)造,如本山、麻泡、喜鵲溝和北砬子鉛鋅礦就產(chǎn)在此北東向斷裂帶內(nèi).北西向斷裂以榛子溝289、2、321、320斷裂為代表,該類斷裂實(shí)際上為層間(或?qū)觾?nèi))韌脆性破碎帶,是東區(qū)重要含礦斷裂.因此,斷裂構(gòu)造的控礦作用在青城子礦區(qū)是突出的.
礦區(qū)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,花崗巖類出露面積占礦區(qū)的1/5,主要為古元古代和中生代兩期.古元古代條痕狀花崗巖(即遼吉花崗巖)分布于礦區(qū)東南部,其U-Pb同位素年齡值為2100 Ma[4],構(gòu)成青城子背斜構(gòu)造的核部,向東延至羅圈背、四門子地區(qū).遼吉花崗巖隆升并卷入遼河群同步褶皺,造成遼河群層狀巖系內(nèi)部廣泛的層內(nèi)、層間滑動(dòng)構(gòu)造,往往成為含礦礦液就位成礦的有利部位.而且這種“順層”構(gòu)造在靠近巖體的高家峪巖組和大石橋巖組下部層位最發(fā)育,是其“層狀”礦化成礦特點(diǎn)的主要制約因素.印支期雙頂溝和新嶺巖體分別分布于礦區(qū)南部和北部,巖性為粗粒黑云母花崗巖.據(jù)航磁資料解譯推斷,二者深部相連,可能為一個(gè)巖體[2].同時(shí),本區(qū)廣泛分布著方向、規(guī)模各異,成分復(fù)雜的巖漿巖脈,不完全統(tǒng)計(jì)達(dá)到2000余條.某些類型巖脈(如煌斑巖脈)與脈狀鉛鋅礦有著密切的空間關(guān)系,有時(shí)可以作為找礦的指向標(biāo)志.中生代大規(guī)模巖漿活動(dòng),為區(qū)域成礦作用提供了熱量和動(dòng)力,其晚期熱液也參與成礦作用.中生代是本區(qū)重要的成礦熱液活動(dòng)時(shí)期,也是區(qū)內(nèi)成礦物質(zhì)活化、遷移、富集乃至成礦的重要階段,造就了青城子礦區(qū)以充填為主的熱液型礦化的基本成礦特征.
青城子礦田由15個(gè)鉛鋅礦段、200多個(gè)鉛鋅礦體組成,各礦段之間在空間分布上具有方向性、分帶性特點(diǎn).礦區(qū)西部沿北東到北東東向斷裂依次出現(xiàn)北砬子、喜鵲溝、麻泡、本山、南山等鉛鋅礦床;礦區(qū)東部沿榛子溝傾伏褶皺分布有榛子溝289、2、320、321及甸南1~4號(hào)礦體.這些礦體按形態(tài)、產(chǎn)狀可分3類(圖2).
(1)層狀、似層狀(透鏡狀)礦體:該類型鉛鋅礦體規(guī)模大,為目前開采的主要對(duì)象.東區(qū)以榛子溝289、2、320、321礦體為代表,故稱榛子溝式礦體(圖2a).礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀賦存于下部含礦層高家峪巖組和大石橋巖組第一巖段層間韌脆性破碎帶中.礦帶斷續(xù)延長(zhǎng) 800~2500m,延深 30~90m,礦體與圍巖產(chǎn)狀基本一致.這類礦體規(guī)模大,單個(gè)礦體延長(zhǎng)50~200m,厚度0.5~15m,延伸穩(wěn)定.西區(qū)以喜鵲溝426、6404礦體為代表,礦體呈似層狀、透鏡狀賦存于上部含礦層大石橋巖組第三巖性段層間(或?qū)觾?nèi))韌脆性破碎帶中.該類型鉛鋅礦規(guī)模較大,礦化帶走向延長(zhǎng)為1000m,最大延深為240~400m,礦體厚度為0.24~1.58m.
圖2 青城子礦床主要礦體形態(tài)特征(據(jù)劉俊來改編)Fig.2 The forms of orebodies in Qingchengzi orefield(modified fromLIUJun-lai)
(2)脈狀礦體:主要分布于上部含礦層大石橋巖組第三巖段透閃石大理巖與上覆的云母片巖夾白云石大理巖接觸帶脆性斷裂帶內(nèi),受不同方向、規(guī)模、產(chǎn)狀之?dāng)嗔褬?gòu)造控制,礦體呈不規(guī)則脈狀或囊狀,一般延長(zhǎng)30~400m,厚度 1~30m.礦石品位較富,平均 Pb 為4.42×10-2,Zn 為 1.01×10-2.該類型礦體相對(duì)集中在西區(qū)的本山、麻泡、喜鵲溝等礦段淺部,一般稱“本山式”礦體(圖 2b).
(3)羽脈狀復(fù)合礦體:集中分布于上部含礦層大石橋巖組第三巖性段層間(或?qū)觾?nèi))韌脆性破碎帶內(nèi).礦體規(guī)模大小不一,形態(tài)極不規(guī)則,礦體延長(zhǎng)可達(dá)300m,厚15m.礦石品位較高,Pb平均品位為5.87×10-2,Zn平均品位為1.51×10-2,是西部礦區(qū)主要礦化類型之一.以南山礦床最為典型,稱“南山式”礦體(圖2c).
(1)榛子溝礦床
289號(hào)脈:礦體賦存于古元古代條痕狀花崗巖(γ21)上盤高家峪巖組巖層中的壓扭性層間破裂帶內(nèi).礦化帶走向 290~300°,礦化體傾向北東,傾角 35~50°.礦體呈斜列分布,單個(gè)礦體幅寬5~15m,平均8m.礦體規(guī)模較大,走向延長(zhǎng)大于傾斜延深,礦化帶東西延長(zhǎng)2500m.圍巖蝕變以硅化為主,白云石化次之,以及后期石墨化.礦體形態(tài)以層狀為主,礦物組合為方鉛礦、黃鐵礦和閃鋅礦.Pb品位最高達(dá)20×10-2,平均品位2.33×10-2;Zn 最高達(dá) 12.5×10-2,平均品位 2.01×10-2.礦石儲(chǔ)量約占全坑儲(chǔ)量總數(shù)65.5%.
2號(hào)脈:賦存于大石橋巖組第一巖段底部.走向290~300°,傾向北東,傾角 40~70°,礦化帶走向延長(zhǎng)2100m,傾斜延深 50~210m,幅寬 0.5~8m,由 4 個(gè)礦化帶組成.礦體形態(tài)為似層狀、脈狀,局部為浸染狀,與圍巖界線清楚.礦物組合以黑色的鐵閃鋅礦為主,其次是方鉛礦、黃鐵礦.圍巖蝕變?yōu)檩p微有順層的熱液白云石化.Pb 品位最高達(dá) 40.94×10-2,平均為 6.04×10-2;Zn品位最高達(dá) 69.71×10-2,平均為 10.1×10-2.礦石儲(chǔ)量居第二位,礦石儲(chǔ)量約占總儲(chǔ)量的16.5%.
(2)喜鵲溝鉛鋅礦床
鉛鋅礦體呈似層狀、扁豆?fàn)钯x存于大石橋巖組第三巖段中,可分為2條礦體,即6404和426號(hào)礦體.礦體形態(tài)受層間斷裂及層間破碎帶所控制,產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀基本一致,個(gè)別地段與巖層呈小角度相交,總的礦體走向?yàn)?0°,傾向北西.
6404號(hào)礦體:由南西向北東側(cè)伏,傾伏角15~20°左右,埋藏深度一般距地表280m.礦體走向延長(zhǎng)為400m,傾斜最大延深為220m,一般為50~150m.礦物共生組合在礦體的中心部位為細(xì)-中粒方鉛礦,邊部出現(xiàn)粗粒方鉛礦以及黃鐵礦,Pb平均品位為1.1×10-2.
426號(hào)礦體:向北東側(cè)伏,礦體產(chǎn)狀與6404號(hào)基本一致,礦體走向延長(zhǎng)為300m,最大延深為150m,一般為50~100m,礦體厚度為0.24~1.58m,礦體呈似層狀產(chǎn)出.Pb平均品位為7%,結(jié)構(gòu)構(gòu)造以細(xì)粒致密塊狀方鉛礦為主,近礦圍巖蝕變有硅化、碳酸鹽化、綠泥石化3種.
礦石礦物種類較多,金屬礦物以簡(jiǎn)單硫化物為主,主要有黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、毒砂、磁黃鐵礦、白鐵礦、輝鉬礦,次要礦物有磁鐵礦、黝銅礦、黝錫礦、金銀礦、輝銀礦、自然銀、深紅銀礦和微量雌黃等.脈石礦物有方解石、白云石、石英、綠泥石等.上述礦物共生組合構(gòu)成6種礦石類型:黃鐵礦-方鉛礦礦石、黃鐵礦-方鉛礦-閃鋅礦礦石、黃鐵礦-磁黃鐵礦-方鉛礦礦石、黃銅礦-閃鋅礦-黃鐵礦礦石、毒砂-黃鐵礦-方鉛礦礦石和黃鐵礦-輝鉬礦礦石.礦石礦物組合在空間上受層位和構(gòu)造控制,青城子西區(qū)以黃鐵礦-方鉛礦礦石為主,東區(qū)礦石中閃鋅礦含量明顯增多.
礦石組構(gòu)復(fù)雜,既保存了殘余的原始沉積成巖、成礦的特點(diǎn),又有較多的后期變質(zhì)和熱液改造的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征.變余同生組構(gòu)常保留于層狀礦體中,主要有膠狀結(jié)構(gòu)、微莓球(草莓)狀結(jié)構(gòu),韻律層理構(gòu)造、層紋構(gòu)造、縫合線構(gòu)造及細(xì)粒均勻浸染狀構(gòu)造等.變質(zhì)-變形改造組構(gòu)主要表現(xiàn)為礦物在一定溫壓條件下的重結(jié)晶及受應(yīng)力變形、碎裂的結(jié)構(gòu)構(gòu)造,常見有花崗變晶結(jié)構(gòu)、變斑狀結(jié)構(gòu)、退火結(jié)構(gòu)、菊花狀結(jié)構(gòu)及揉皺構(gòu)造、布丁構(gòu)造、片麻狀構(gòu)造等.熱液疊加組構(gòu)主要在脈狀礦體中出現(xiàn),常見的有骸晶結(jié)構(gòu)、溶蝕交代結(jié)構(gòu)、乳滴結(jié)構(gòu),塊狀、網(wǎng)脈狀、角礫狀等構(gòu)造.不同的礦石組構(gòu)可以在同一礦床中出現(xiàn),表明經(jīng)歷了多期成礦和改造作用的特征.
圍巖蝕變不顯著,僅限于在礦體附近很小的范圍內(nèi)(1~3m,最大不超過10m),主要類型有硅化、絹云母化、白云石化、綠泥石化和鐵錳碳酸鹽化,且蝕變礦物成分與圍巖成分密切相關(guān).以碳酸鹽巖為容礦圍巖時(shí),蝕變多為白云石化、鐵錳碳酸鹽化;以硅酸鹽類巖石為容礦圍巖時(shí),硅化、絹云母化、綠泥石化較常出現(xiàn).
在青城子礦田內(nèi)鉛鋅礦體分布以北西向本山-于家上溝(或稱青城子)斷裂為界,可分東區(qū)和西區(qū)(圖 1).
東區(qū)包括新嶺、四棵楊樹、榛子溝、大地和甸南區(qū)等地.礦體以層狀、似層狀為主,其規(guī)模較大,是目前開采的主要對(duì)象,如榛子溝2、289、321、320等礦體.
鉛鋅礦床均產(chǎn)出在特定的層位(遼河群高家峪巖組、大石橋巖組第一巖性段),特定的巖相(具熱水沉積特征的以透閃透輝石巖、硅質(zhì)巖、淺粒巖、變粒巖及云母質(zhì)為條帶的碳酸鹽巖相)和特定的巖性組合(條帶狀白云石大理巖、云母片巖、變粒巖互層帶)中.
礦化體的分布嚴(yán)格受古元古代條痕狀花崗巖(γ21(1))頂面產(chǎn)狀的控制.從剖面上看,古元古代條痕狀花崗巖從緩變陡處礦體膨脹,凸部礦體收縮或尖滅,在古元古代條痕狀花崗巖凹部垂距160m空間范圍內(nèi)礦化非常發(fā)育,有工業(yè)價(jià)值的礦體達(dá)26條之多.榛子溝289號(hào)礦脈在此部位也特別膨大,厚度4~9m.在平面上,古元古代條痕狀花崗巖凸出部位礦體增大,凹部礦體變小或尖滅,礦體的產(chǎn)狀隨巖體的形態(tài)而變化.
區(qū)內(nèi)層狀、似層狀礦體賦存于古元古代條痕狀花崗巖上盤互層帶內(nèi)的層間破裂帶中,礦體分布嚴(yán)格受層位、巖性和斷裂構(gòu)造控制.礦體由北西向東南側(cè)伏,表現(xiàn)為雁行斜列尖滅側(cè)現(xiàn)之特點(diǎn)(圖3).
西區(qū)包括北砬子、喜鵲溝、麻泡、本山、南山區(qū)等地,礦體以似層狀、透鏡狀為主,其規(guī)模較大,也是目前開采的主要對(duì)象,如喜鵲溝426、6404等礦體.
礦體賦存于大石橋組三巖段的以變粒巖為條帶的白云石大理巖、云母條帶白云石大理巖層中.在白云石大理巖中常見有透輝石、陽起石、綠簾石組合和黑云母、長(zhǎng)石、石英組合的變粒巖和長(zhǎng)英質(zhì)條帶.白云石大理巖與這些巖石接觸處常見有破碎帶.其中產(chǎn)有似層狀礦體,如6404及426號(hào)礦體.從含礦層位及礦化體沿走向分布來看,由南西向北東,即由北砬子經(jīng)喜鵲溝、灣道溝向麻泡溝有側(cè)伏現(xiàn)象,側(cè)伏角為15~20°,其走向延長(zhǎng)達(dá)1800m;其傾斜延深較深,深部具有很大的找礦潛力.
從礦化體空間分布來看,區(qū)內(nèi)6404礦體主要賦存標(biāo)高于0~-100m之間.426號(hào)礦體賦存標(biāo)高在西南部位一般為-90~+50m,在北東部位為-100~-270m.礦體距地表埋深由西南129m變?yōu)楸睎|600m,表明西區(qū)的主要礦體(426、6404)向北東方向延伸至麻泡礦段深部,這對(duì)該區(qū)找礦工作具有一定的指導(dǎo)意義.
遼東層控鉛鋅礦床成礦作用具有多階段復(fù)成因特點(diǎn)[7-8],經(jīng)歷了3個(gè)主要成礦期,即古元古代同生沉積就位成礦期、呂梁變質(zhì)-變形重就位成礦期和中生代構(gòu)造-巖漿活化再就位成礦期.其成礦作用過程大致分為3個(gè)階段.
圖3 青城子礦區(qū)榛子溝礦段剖面圖(據(jù)青城子鉛鋅礦修改)Fig.3 Geologic profiles of the Zhenzigou ore section in Qingchengzi orefield(modified fromQingchengzi Lead-Zinc Mine)
(1)同生沉積就位成礦期(礦源層的形成):古元古代早期,遼東-吉南地區(qū)在太古宙花崗-綠巖構(gòu)造體制的基礎(chǔ)上,形成了遼吉陸內(nèi)裂谷帶.引張作用使巖石圈減薄,誘發(fā)大量深部物質(zhì)熔融并上移噴發(fā),在裂谷盆地不同地段出現(xiàn)不同特征和不同性質(zhì)的火山巖-火山沉積巖-沉積巖組合.裂谷盆地形成早期階段,火山作用強(qiáng)烈而頻繁,火山噴氣沉積作用將深部Cu、Co、B、P等成礦物質(zhì)帶進(jìn)淺部或海盆中.在其后的各種地質(zhì)構(gòu)造作用下,將Cu、Co、B、P等成礦物質(zhì)分散沉積于正常海相沉積物中,形成初始層狀礦體或礦源層.研究區(qū)內(nèi)產(chǎn)出的硼礦等礦源層形成于該階段.裂谷盆地形成中、后期,在裂谷盆地內(nèi)火山作用逐漸減弱或甚至停止,代之發(fā)育的主要是正常海相沉積物,如碎屑-黏土質(zhì)沉積物、碳酸鹽沉積物等等,構(gòu)成冒地槽相的沉積建造.該時(shí)期,沿盆地邊緣、盆地內(nèi)同生沉積斷裂極為發(fā)育,因而海底熱水活動(dòng)較為強(qiáng)烈,主要表現(xiàn)在沉積建造中發(fā)育不同厚度和不同規(guī)模的熱水沉積巖,如硅質(zhì)巖、富硅鐵鎂質(zhì)泥灰?guī)r、硅質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r,經(jīng)角閃巖相、綠片巖相變質(zhì)作用后,形成以淺粒巖、變粒巖為條帶的白云石大理巖、云母條帶大理巖、方柱石大理巖、透閃石大理巖、硅質(zhì)巖、角閃綠簾石巖、透閃透輝石巖等.熱水噴流作用將下部巖層或深部地殼中的成礦物質(zhì)活化、遷移,帶入海盆,熱水沉積物與正常海相沉積物一起沉淀,形成本區(qū)鉛、鋅、金、銀的初始礦源層,這些初始礦源層主要賦存于高家峪巖組、大石橋巖組上、下兩個(gè)含礦層位.東區(qū)的新嶺-四棵楊樹-榛子溝礦段鉛鋅礦體賦存于下部含礦層中,西區(qū)的喜鵲溝-麻泡-本山礦段礦體賦存于上部含礦層內(nèi).層狀礦體和容礦巖層一起遭受了呂梁期區(qū)域變形與變質(zhì)改造,礦體被K-Ar年齡為1900 Ma的長(zhǎng)英質(zhì)脈穿切(鄧功全,1982),其形成時(shí)代應(yīng)屬古元古代.
(2)呂梁變質(zhì)-變形重就位成礦期(似層狀或脈狀再生礦體形成):區(qū)內(nèi)古元古代含礦建造普遍受到角閃巖相-綠片巖相變質(zhì)作用的改造.在區(qū)域變質(zhì)變形過程中,礦源層和容礦巖石一起發(fā)生一系列不同形式的變形變位.區(qū)域變質(zhì)作用為中壓相系,多相變質(zhì)(姚鳳良等,1995).變形作用為拉伸和擠壓作用,拉伸作用以發(fā)育順層剪切帶為特征.呂梁時(shí)期的區(qū)域擠壓作用、裂谷沉積盆地的壓縮變形作用以及古元古代條痕狀花崗巖(遼吉花崗巖)的底辟侵入,均對(duì)區(qū)內(nèi)鉛鋅礦床的形成起重要的作用,鉛鋅礦常分布在古元古代遼吉花崗巖為核部的穹狀構(gòu)造的邊部.研究區(qū)經(jīng)歷綠片巖相-綠簾角閃巖相的區(qū)域性熱動(dòng)力變質(zhì)作用,巖石結(jié)構(gòu)改變,變質(zhì)流體產(chǎn)生伴隨塑性流變和韌性變形.礦源層和圍巖中礦物質(zhì)Pb、Zn等成礦元素進(jìn)一步活化、遷移,再分配重定位,富集成礦[8].在原始層狀礦體內(nèi)或容礦巖層裂隙內(nèi),常出現(xiàn)方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦等單礦物礦脈,這些礦脈與層狀礦體關(guān)系密切.這種硫化物單礦物脈是原始層狀礦體化學(xué)重就位的結(jié)果.
(3)中生代成礦期(脈羽狀和脈狀礦體的形成):中生代構(gòu)造-巖漿活動(dòng)是整個(gè)中國(guó)東部地區(qū)地殼演化過程中一次重要的地質(zhì)事件.青城子礦區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育有中生代侵入巖、脈巖及斷裂構(gòu)造.侵入巖K-Ar同位素年齡值分別相當(dāng)于印支期和燕山期.在這些巖體和巖脈發(fā)育區(qū),脈狀礦化較為發(fā)育,成礦時(shí)代大體與巖脈活動(dòng)時(shí)間相同,并受同期斷裂構(gòu)造控制.脈狀礦化有一定的層控性,主要分布于大石橋巖組第三巖性段(具有熱水沉積特征的碳酸鹽巖建造)中.礦脈的規(guī)模、形態(tài)與中生代形成的斷裂性質(zhì)有關(guān).張扭性斷裂控制的礦脈較規(guī)則,延長(zhǎng)大于延深;張性斷裂控制的礦脈,短而不規(guī)則.中生代構(gòu)造-巖漿活化形成的鉛鋅礦脈圍巖蝕變較為明顯,常有硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、蛇紋石化,其蝕變范圍不大,一般寬2~5m.成礦物質(zhì)的來源并不都來自巖漿,而是具有多源性,不僅來自中生代巖漿巖,而且來自古元古代礦源層.該成礦期,古元古代形成的層狀礦化體(或礦源層)受中生代構(gòu)造-巖漿作用的改造,層狀礦化體或礦源層中的成礦元素發(fā)生了活化,圍繞巖體在含礦層內(nèi),形成了脈狀礦體.
綜合上述,青城子鉛鋅礦床具有多階段、復(fù)成因的成礦作用特點(diǎn),既具有古元古代海底噴流-沉積變質(zhì)作用成礦的特點(diǎn),又表現(xiàn)出中生代熱液疊加改造成礦的屬性.應(yīng)屬以海底(噴流)熱水沉積作用為基礎(chǔ),遭受后期變質(zhì)變形和熱液疊加的廣義層控性礦床,即屬海底噴氣沉積變質(zhì)-巖漿熱液改造型鉛鋅礦床.
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DISCUSSION ON THE METALLOGENY AND GENESIS OF THE LEAD-ZINC DEPOSITS IN QINGCHENGZI OREFIELD,LIAONING PROVINCE
SHA De-xi,LIU Hong-jin,LI Guo-shu
(No.241 Team,Liaoning Bureau of Geology for Nuclear Industry,Fengcheng 118100,Liaoning Province,China)
The metallogenesis of Qingchengzi Pb-Zn deposits is controlled by strata and rock formation.The dome structure caused by the emplacement of Paleoproterozoic granite,the ductile shear zone and interlayer fault in overlying stratiform rock series,and the Mesozoic magmatism and fault structure significantly contribute to the metallogenesis.The ore deposits are of complex polystage,with three metallogenic epochs during the periods of Paleoproterozoic synsedimentation emplacement,Luliangian metamorphic-deformation re-emplacement and Mesozoic tectonomagmatic reemplacement,respectively.The deposits are genetically stratabound ones with metamorphism-deformation and hydrothermal superimposition on the basis of submarine (spout)hydrothermal deposition,belonging to submarine exhalation sedimentary metamorphic-magmatic hydrothermal reformation type.
metallogenesis;genesis of deposit;Qingchengzi Pb-Zn orefield;Liaoning Province
1671-1947(2011)04-0258-07
P618.42;P618.43
A
2011-05-03;
2011-05-29.編輯:張哲.
沙德喜(1965—),男,高級(jí)工程師,從事鈾礦、貴金屬及有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作,通信地址 遼寧省鳳城市鳳鏵路735號(hào),E-mail//241sdx@163.com