吉林省天寶山鉛、鋅多金屬礦區(qū)及外圍綜合信息找礦預(yù)測

張玉生，董國振，黃林日

1. 吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六0三隊，吉林 延吉 133300； 2.吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局，吉林 長春 130021

天寶山多金屬礦床為吉林省著名的老礦山。礦區(qū)位于吉林省龍井市天寶山鎮(zhèn)周圍，大地構(gòu)造位置處于華北板塊東緣的延邊褶皺造山帶西部，延吉凹陷北側(cè)，屬古亞洲構(gòu)造成礦域與瀕西太平洋構(gòu)造成礦域的結(jié)合部位。

1 區(qū)域成礦背景

天寶山礦區(qū)及外圍地段地層自晚元古代、晚古生代至中、新生代均有出露（圖1）。晚元古代青龍村群巖性主要為下部的含石墨黑云角閃斜長片麻巖、黑云斜長片麻巖等；上部為含石墨硅質(zhì)條帶大理巖，分布在天寶山礦區(qū)南西側(cè)福興屯—十里坪一帶，呈北西向長條狀展布；石炭系天寶山組分布在工作區(qū)中部天寶山鎮(zhèn)一帶，總面積約7 km2，其主要巖性為結(jié)晶灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、硅質(zhì)條帶灰?guī)r及灰黑色粉砂巖；晚三疊統(tǒng)托盤溝組（T3t），主要以中酸性火山碎屑巖、熔巖為主，夾少量凝灰質(zhì)礫巖。該組地層在工作區(qū)東緣太陽村，安圖縣北東部及工作區(qū)北東部皆有出露。

區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造不發(fā)育，在晚古生代長仁大理巖中可見硅質(zhì)條帶褶皺變形；在天寶山礦區(qū)， 根據(jù)前人研究，有天寶山背斜、九戶洞向斜和東風(fēng)倒轉(zhuǎn)背斜構(gòu)造。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要為脆性斷裂構(gòu)造，根據(jù)本次遙感地質(zhì)解譯，野外地質(zhì)調(diào)查及對前人地質(zhì)資料的綜合分析，在工作區(qū)內(nèi)共劃分出22 條不同方向且條規(guī)模較大脆性斷裂構(gòu)造，其中北西向斷裂構(gòu)造8 條，北北西向斷裂構(gòu)造2 條，北東向斷裂構(gòu)造5條，東西向斷裂構(gòu)造3條，南北向斷裂構(gòu)造4條。

圖1 延邊地區(qū)安圖—朝陽川一帶區(qū)域地質(zhì)略圖Fig.1 Regional geological map of Antu-Chaoyangchuan of Yanbian area

區(qū)內(nèi)侵入巖較發(fā)育，主要為中生代印支晚期和燕山期中-酸性侵入體。晚三疊世主要有花崗閃長巖、二長花崗巖、石英閃長巖和花崗斑巖；中侏羅世主要有石英閃長斑巖、花崗斑巖和花崗巖。此外，在研究區(qū)西北和西南部還發(fā)育有較大面積出露的華力西期花崗閃長巖和加里東期花崗巖。

2 主要礦床成礦地質(zhì)特征

目前，工作區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)鉛鋅、鉬等多金屬礦床多處，主要分布在天寶山礦區(qū)范圍內(nèi)。天寶山礦區(qū)分布有立山礦、東風(fēng)礦、新興礦、立山選廠后山、東風(fēng)北山等5 個礦山和8 個礦點（天寶山山頂、尾礦壩、南陽洞西山、銀洞才、南陽洞、東風(fēng)南山、太陽屯和二道溝），礦化點多處。礦區(qū)外圍分布有神仙洞鐵銅鉛鋅多金屬礦點。從成礦類型看，主要有海底火山熱液沉積再造型（東風(fēng)礦床）；矽卡巖型（立山礦床）；層控脈狀型（立山選廠后山）；角礫巖型（新興礦床）和斑巖-熱液脈型（東風(fēng)北山鉬礦）[1]。

2.1 立山礦床

立山鉛鋅多金屬礦床為矽卡巖型礦床的典型代表。該礦床位于天寶山礦區(qū)二道溝東西向斷裂與北西向天寶山主溝斷裂的交匯部位，礦床產(chǎn)于三面被印支期閃長斑巖體和燕山期英安斑巖大巖墻所包圍的石炭系碳酸鹽建造地層之中。

立山礦床礦體產(chǎn)于閃長斑巖與沉積變質(zhì)巖的接觸部及附近，多數(shù)礦化矽卡巖受北西向構(gòu)造次一級斷裂和層間構(gòu)造所控制（圖2）。立山礦床金屬礦化分布， 總體是疊加在已為閃長斑巖體侵入占據(jù)的早期褶皺構(gòu)造北西端傾沒處，金屬礦物主要在矽卡巖體內(nèi)局部富集，礦化作用范圍與矽卡巖體基本吻合，因而說明礦液和矽卡巖溶液上升通道是大體相同的，二者活動上升的時間相近，矽卡巖化在先，礦化作用在后。因此，立山礦床礦化作用不僅在空間上與印支晚期閃長斑巖體密切結(jié)合，而且根據(jù)巖漿、局部構(gòu)造和礦化作用之間的關(guān)系，說明在時間上也有密切關(guān)系。此外，部分地段的成礦作用與燕山期淺成侵入體及脈巖關(guān)系密切。

圖2 立山坑A2線地質(zhì)剖面圖Fig.2 Geological prof ile of prospecting line A2 of Lishankeng

2.2 東風(fēng)礦床

東風(fēng)礦床主要由兩層礦體群組成。第一層礦體群位于東風(fēng)區(qū)西南部，賦存在東風(fēng)區(qū)下部地層中性火山碎屑巖地層中，屬細脈浸染型鉛鋅礦體群。第二層礦體群位于東風(fēng)區(qū)的北東部，賦存在東風(fēng)區(qū)中部地層中。該帶礦石儲量約占全區(qū)儲量的97%。

礦體均產(chǎn)于中酸性熔巖與碳酸鹽巖建造地層互層帶中的碳酸鹽巖建造地層中，礦體產(chǎn)狀大多與地層產(chǎn)狀吻合，礦體隨碳酸鹽巖建造地層出現(xiàn)而出現(xiàn)，并隨其消失而消失。礦體形態(tài)多呈層狀和透鏡狀（圖3），礦體的圍巖以角巖化、糜棱巖化為主。根據(jù)礦體相互穿切關(guān)系，物質(zhì)成分，共生組合，礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造等特征，將東風(fēng)礦床的成礦作用劃分為兩個成礦期，三個成礦階段，即：火山噴氣成礦期和熱液成礦期，后者又可劃分為石英—硫化物階段和碳酸鹽—硫化物階段兩個成礦階段[2]。

3 遙感地質(zhì)構(gòu)造特征

根據(jù)1999 年 8 月11 日接收的美國陸地衛(wèi)星Lendsat7ETM 數(shù)據(jù)，以及2007 年10 月17 日接收的日本ALOS 遙感數(shù)據(jù)處理的遙感圖像。對研究區(qū)進行遙感地質(zhì)構(gòu)造解譯。從線性、環(huán)形構(gòu)造解譯結(jié)果看，區(qū)內(nèi)主要發(fā)育四組線性構(gòu)造或斷裂構(gòu)造（圖4），其中北東向和北西向線性構(gòu)造發(fā)育好，規(guī)模較大；區(qū)內(nèi)近東西向、近南北向線性構(gòu)造雖總體上發(fā)育較差，但在局部地段較發(fā)育，亦具一定規(guī)模。從全區(qū)發(fā)育的構(gòu)造切割關(guān)系看，東西向構(gòu)造形成最早，南北和北西向次之，北東向最晚，但也有較早期構(gòu)造多期活動，可見各方向構(gòu)造相互切割現(xiàn)象。在區(qū)內(nèi)共解譯出100 余個環(huán)形構(gòu)造，總體看這些環(huán)形構(gòu)造規(guī)模均不大，主要呈圓形或近圓形，其中最大直徑約1 km，最小直徑不足150 m。經(jīng)研究這些環(huán)形構(gòu)造的成因主要與區(qū)內(nèi)的構(gòu)造巖漿活動關(guān)系密切，少數(shù)與火山噴發(fā)活動有關(guān)。通過對區(qū)內(nèi)已知礦床、礦點及礦化發(fā)育地段研究表明，這些部位多發(fā)育在多組線性構(gòu)造交匯及有環(huán)形構(gòu)造發(fā)育的地段。因此，通過線性、環(huán)形構(gòu)造與成礦關(guān)系的研究，對選定有利的成礦預(yù)測區(qū)或找礦靶區(qū)具有重要意義。

圖3 東風(fēng)礦床5號線剖面圖Fig.3 Prof ile map of prospecting Line 5 of Dongfeng deposit

圖4 天寶山礦區(qū)及外圍遙感地質(zhì)構(gòu)造解譯圖Fig.4 Geological structure map of remote sensing interpretation of Tianbaoshan mining area and its periphery

4 地球物理特征

通過對工作區(qū)歷年物探工作的資料整理與研究，將區(qū)內(nèi)磁場異常、激電異常進行充分研究，按照一定的異常下限，重新圈定了工作區(qū)內(nèi)的物探異常。

區(qū)內(nèi)磁場變化比較簡單，依據(jù)磁場強度的變化和其在平面上展布特點，可劃分7 個異常區(qū)。Ⅰ號異常區(qū)：異常區(qū)位于南陽洞斷層以西的北部和南部，面積約3.7 km2。Ⅱ號異常區(qū)：異常區(qū)位于南陽洞斷層以西中部與南部，面積約12.7 km2；Ⅲ號異常區(qū)：異常區(qū)位于立山坑—陳財溝一帶，面積8.6 km2；Ⅳ號異常區(qū)：異常區(qū)位于尾礦壩一帶，呈NW 向展布；Ⅴ號異常區(qū)：異常區(qū)位于選礦廠—胡仙堂一帶。區(qū)內(nèi)呈雜亂的正負相間的磁場特征；Ⅵ號異常區(qū)：該異常區(qū)的異常從剖面上看呈高強度的鋸齒狀，尤其北西部表現(xiàn)更為明顯，強度一般為800～1 000 r 左右；Ⅶ號異常：主要以平靜的低磁場為其特點。

根據(jù)電場變化特征和在平面上展布情況，可劃分為如下3 個規(guī)模較大的激電異常區(qū)。Ⅰ號異常區(qū)：異常區(qū)位于南陽洞斷裂以西一帶，ηs強度一般為4%以上，最高為14%。ρs場值一般在幾十至1 000 Ωm,部分為2 000 Ωm 左右，最高10 000 Ωm 以上。Ⅱ號異常區(qū)：異常區(qū)位于立山坑—尾礦壩一帶，ηs強度一般在20%左右，ρs場值在2 000～3 000 Ωm 左右，局部ρs場值為4 000 Ωm以上，最高為10 000 Ωm 以上。Ⅲ號異常區(qū)：該異常區(qū)主要位于東風(fēng)北山中部，異常以北西向和北東向展布。異常強度較高，ηs強度均在5%以上，其北部異常最高為20%，東部梯度緩，西側(cè)梯度陡。

5 地球化學(xué)特征

5.1 水系沉積物地球化學(xué)

在天寶山礦區(qū)及外圍進行了1：5 萬水系底沉積物測量，共采集樣品3 828 件，獲得7 處規(guī)模較大的綜合異常[3]。通過對水系沉積物中9 種微量元素地球化學(xué)物的研究，可以得出以下推論：首先，As、Pb 、Ag、Zn、Cu、Bi 具有密切的地球化學(xué)聯(lián)系，往往是As 異常面積較大，基本覆蓋其它幾個元素的異常范圍，Pb 、Ag 一般形成共同的異常中心，套合較好，二者的異常中心與As 的濃集中心也有所偏離，Pb 除與其它元素組合成異常外，有時也呈獨立的異常形態(tài)出現(xiàn)，Cu、 Zn 有時與Pb 形成共同的濃集中心，有時則形成獨立的濃集中心。通過對比研究元素的地球化學(xué)場態(tài)特征，諸如場值起伏、梯度變化、高值區(qū)的展布、不同元素場態(tài)的相關(guān)性，結(jié)合地質(zhì)背景可確定找礦的目標(biāo)礦種，篩選有利的找礦部位。

通過對本區(qū)已知礦床（點）引起的異常的分析，在天寶山礦區(qū)周邊仍有元素組合好、強度較高、具有一定的規(guī)模的異常存在，如天寶山東異常、天寶山西異常。此外，一些異常面積不大，但有一定濃集中心、異常強度較高、地質(zhì)條件與已知礦床（點）相當(dāng)?shù)漠惓＃鐤|勝屯異常等，也應(yīng)引起重視。

5.2 土壤地球化學(xué)

天寶山礦區(qū)及外圍地段早在20 世紀70 年代就開始利用土壤地球化學(xué)方法找礦，發(fā)現(xiàn)了許多Cu、Pb、Zn、Ag、As、Sb 異常，這些異常具有如下特點：礦區(qū)不同范圍內(nèi)元素的次生暈異常呈現(xiàn)不同的組合；As、Cu、Pb、Zn 的次生暈異常對那些淺埋礦體或表露礦體有較好的指示作用；不同埋深的礦體次生暈特征不盡相同。次生暈異常的元素組合及強度在很大程度上與不同礦種的埋深有關(guān)；次生暈的元素組合、規(guī)模、質(zhì)量分數(shù)高低與礦床規(guī)模、品位之間也有一定的聯(lián)系。

通過多年的工作，1/萬次生暈已覆蓋天寶山礦區(qū)及外圍的大部分找礦遠景區(qū)，根據(jù)其異常規(guī)模、強度和異常套合情況，其中幾個重要異常區(qū)應(yīng)引起進一步找礦工作的重視。它們?yōu)槟详柖次鲄^(qū)6 號異常；朱把頭溝8 號異常；南陽洞西區(qū)—尾礦壩之間Ag 異常帶[4]；二道溝以Pb、Zn、Cu 為主的異常區(qū)；太陽屯區(qū)Pb 、Zn、Cu 北東向帶狀分布的異常區(qū)。除上述異常外，區(qū)內(nèi)還存在著很多的Pb、Zn 多金屬異常，都值得加強研究和開展進一步找礦工作。

5.3 巖石地球化學(xué)

從20 世紀60 年代至今，不同單位對區(qū)內(nèi)不同巖性做過多種微量元素測試（表1），通過測試結(jié)果與地殼豐度值（黎彤）對比可見，與本區(qū)礦化活動關(guān)系比較密切的巖石有：矽卡巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r、長英質(zhì)角巖、花崗閃長巖、流紋巖[5]，其中矽卡巖中的Cu、Pb、Zn、Ag、Mo 質(zhì)量分數(shù)明顯高于其它各種巖石，是本區(qū)該元素豐度值的二倍以上。在不同巖石中矽卡巖中Cu 質(zhì)量分數(shù)高于地殼豐度值，其它巖石均低于豐度值。區(qū)內(nèi)所有巖石Pb 質(zhì)量分數(shù)都高于地殼豐度值（黎彤）二倍以上，質(zhì)量分數(shù)最高的為流紋巖，其次是安山質(zhì)凝灰?guī)r。安山質(zhì)凝灰?guī)r和矽卡巖中的Zn 質(zhì)量分數(shù)稍高于地殼豐度值，但較其它巖石高。矽卡巖Ag、Mo 質(zhì)量分數(shù)也高于其它巖石，是地殼豐度值的2～7倍。

表1 天寶山礦區(qū)主要巖石成礦元素質(zhì)量分數(shù)統(tǒng)計表Table 1 Main ore-forming elements average content of Tianbaoshan mining area

6 成礦預(yù)測

根據(jù)對天寶山礦區(qū)及外圍的地質(zhì)、物探、化探及遙感等方面資料的綜合研究，尤其對成礦地質(zhì)因素、物化探異常以及線環(huán)構(gòu)造等與成礦作用關(guān)系方面的研究，運用有利成礦因素疊加方法，在工作區(qū)劃分出了12 個鉛、鋅、鉬等多金屬成礦預(yù)測區(qū)[6]，并根據(jù)成礦條件等的差異，進一步劃分出了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個級別。其中3 個Ⅰ成礦預(yù)測區(qū)為福壽屯南部區(qū)、南陽洞—尾礦壩區(qū)和永興屯—永芝屯區(qū)； 5 個Ⅱ級成礦預(yù)測區(qū)分別為神仙屯南西部區(qū)，解放屯北東部區(qū)，天寶山頂西部區(qū)，尾礦壩南部區(qū)和北西屯南東部區(qū)； 4 個Ⅲ級成礦預(yù)測區(qū)為解放屯南部區(qū)，十里坪北部區(qū)，天寶山頂北部區(qū)和九戶洞北西部區(qū)。該研究結(jié)論為工作區(qū)的進一步地質(zhì)找礦工作指出了方向。

[1] 金尚林,趙書玉,胡曉東,等. 吉林省龍井縣天寶山礦區(qū)多金屬礦床的成礦模式及成礦預(yù)測[R].1986,9:1-144.

[2] 于鳳金,王恩德,閻鵬仁.紅透山式塊狀硫化物銅鋅礦床地球化學(xué)特征及找礦意義[J].礦產(chǎn)與地質(zhì)，2005,19(2):117-121.

[3] 陳惠芝,劉忠允,劉忠樞,等.吉林省龍井縣天寶山礦區(qū)外圍普查找礦地質(zhì)報告[R].1979:1-108.

[4] 鄭閑石,等.龍井市天寶山礦區(qū)南陽洞—朱把頭溝區(qū)1/萬次生暈工作總結(jié)[R].1990:1-16.

[5] 金尚林,李景和,那成新,等.吉林省天寶山礦區(qū)火成巖特征及其與成礦關(guān)系[R].1982:1-160.

[6] 黃林日,等.吉林省天寶山多金屬礦床及外圍綜合信息找礦預(yù)測[R].吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局，2011.