遼寧省新賓達(dá)子營硫礦地質(zhì)特征及成礦模式

【摘要】新賓達(dá)子營硫礦是遼北地區(qū)重要的硫礦。礦區(qū)內(nèi)出露主要地層為新太古界清原群石棚子組黑云母片麻巖、黑云母花崗片麻巖，它們既是礦床成礦物質(zhì)的原始來源同是也構(gòu)成了本區(qū)的結(jié)晶基底；與硫礦形成有直接關(guān)系的侵入巖為燕山期的黑云母花崗巖，巖漿的侵入使原始成礦物質(zhì)從新太古界清原群石棚子組地層中萃取出來并沿NW、NNE走向斷裂運(yùn)移同時(shí)在這兩組斷裂形成硫礦體。礦區(qū)內(nèi)礦脈眾多，其中7、8、9、10最穩(wěn)定是硫礦最主要的礦體。礦床形成于燕山晚期，礦床類型為裂隙充填型。通過對達(dá)子營硫礦礦床地質(zhì)特征、礦體特征以及礦床成因的研究，最終總結(jié)出礦源層形成和熱液填充成礦兩個(gè)階段的成礦模式。

【關(guān)鍵詞】地質(zhì)特征；礦床成因；熱液充填型礦床；成礦模式；達(dá)子營硫礦

一、區(qū)域地質(zhì)背景

區(qū)域內(nèi)出露主要地層從老到新為：新太古界清原群—主要為片麻巖類①，構(gòu)成了區(qū)域的基底，主要分布在木奇活化地塹的兩側(cè)；白堊紀(jì)火山沉積巖分布在區(qū)域的東北部，木奇-上夾一帶，主要為內(nèi)陸湖相和山間碎屑物，以及大理的火山噴出物質(zhì)所堆積；第三紀(jì)玄武巖系：主要出露在馬爾墩下堡一帶，玄武巖層，致密塊狀、灰黑色、有良好的柱狀節(jié)理，風(fēng)化呈球狀，厚10cm左右。

區(qū)內(nèi)侵入巖，大致可分為二個(gè)主要侵入時(shí)期：呂梁期和燕山期。呂梁期：以花崗巖類組成，主要分布在達(dá)子營、三道溝一帶，在巖體西部與片麻巖類呈侵入接觸，北部和東部為中生代火山雜巖所覆蓋；燕山期：以中?；◢弾r，壓碎蝕變花崗巖組成，是繼呂梁期以來，第一次廣泛的侵入活動，受區(qū)域北東東或東西向，深大斷裂所控制，構(gòu)成了區(qū)內(nèi)的候石溝花崗巖，馬爾墩花崗巖等，均同有色金屬成礦，有極密切關(guān)系，根據(jù)其出露的接觸關(guān)系，約有白堊紀(jì)晚期，中小型侵入體。

大地構(gòu)造位置，處于華北陸塊（Ⅰ級）、膠遼吉古陸塊（Ⅱ級）、陳臺溝—沂水古陸核（Ⅲ級）（陳樹良等，2012年）。以新太古界清原群地層構(gòu)成了古老的基底褶皺——湯圖-西山大堡北西向基底褶皺帶，中生代沉積巖組成的蓋層褶皺——南雜木-華尖子活化地塹向只斜帶、西川單斜帶。由于晚期巖漿作用的破壞，和承受白堊系大量堆積作用的結(jié)果，使區(qū)內(nèi)出現(xiàn)了下降運(yùn)動，而形成了區(qū)內(nèi)“木奇活化地塹”。

二、礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1.1 地層

組成礦區(qū)地層，可概括為：前震旦系基底層即清原群石棚子組、中生代的覆蓋層兩類。前者為前震旦系變質(zhì)巖系，其中以黑云母片麻巖、黑云母花崗片麻巖為主；后者則為覆蓋在白堊系紫紅色凝灰質(zhì)頁巖之上的安山巖、安山角礫巖等。按時(shí)代先后分述如下：

（1）新太古界清原群石棚子組片麻巖類：根據(jù)巖性可分為黑云母片麻巖、花崗片麻巖及角閃片麻巖、石英磁鐵片巖等。

①黑云母片麻巖：灰褐-灰黑色，中粒全晶質(zhì)，具片麻狀構(gòu)造，主要礦物成分為長石、黑云母、石英。經(jīng)鏡下鑒定，具片麻狀構(gòu)造、花崗變晶結(jié)構(gòu)，主要成分為正長石和酸性斜長石，半自形晶、等粒相鑲，在長石表面，分散有少量粘土質(zhì)和絹云母礦物；石英呈他形粒狀、具波狀消光。黑云母為半自形呈鱗片狀變晶，具有定向排列，含量為25～30%。其副礦物分成為：矽線石呈針狀，有時(shí)被包裹在黑云母中，含量5～10%；柘榴石，為不規(guī)則粒狀變晶，含量2～3%；此外尚含有少量榍石、鋯英石、磷灰石等。

②花崗片麻巖：灰-灰黑色、中-粗粒結(jié)構(gòu)、片麻狀構(gòu)造。以石英、長石和黑云母為主。產(chǎn)狀與黑云母片麻巖一致。

③角閃斜長片麻巖：灰綠-灰黑色，細(xì)-中粒，全晶質(zhì)，具片麻狀構(gòu)造，片理清楚，主要成分為角閃石、斜長石、黑云母。副礦物有磁鐵礦和少量鋯石。出露少，多呈深藏不露層狀、扁豆?fàn)?，與花崗片麻巖（黑云母花崗片麻巖呈互層產(chǎn)出。）

④石英磁鐵片巖：灰綠-黑色，中-細(xì)粒，具片麻狀構(gòu)造，主要礦物有黑云母、角閃石、石英、磁鐵礦。磁鐵礦含量較少，呈零星巖塊產(chǎn)出，產(chǎn)狀與黑云母片麻巖相同。

（2）中生代沉積巖類：礦區(qū)所出露沉積巖，僅見有凝灰質(zhì)頁巖、其余巖層均出露在礦區(qū)外圍。

凝灰質(zhì)頁巖：紫-紫紅色，呈均勻細(xì)粒致密狀，顯非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。組成礦物有鐵質(zhì)、粘土質(zhì)，并含有少量的白云母、石英、長石等碎屑物。部分長石表面具有次生絹云母小薄片。

2.1.2 巖漿巖

礦區(qū)侵入作用以花崗巖和中酸性脈巖為主，噴出巖在礦區(qū)出露極少。

侵入巖：根據(jù)巖性和區(qū)域資料比較，可分為片麻狀花崗巖和黑云母花崗巖。兩者主要特征如下：①片麻狀花崗巖（呂梁期產(chǎn)物）：灰白-灰黃色，中粒、全晶質(zhì)半自形等粒結(jié)構(gòu)，黑云母具較顯著的定向排列。礦物成分主要為石英呈他形不規(guī)則狀出現(xiàn)，無次生礦物，其顆粒具破碎現(xiàn)象；微斜長石呈他形粒狀晶體、具不太明顯的格子雙晶，含量5%左右；酸性斜長石，呈半自形晶具破碎現(xiàn)象，由于蝕變影響，表面有次生絹云母，含量40%；正長石呈半自形晶，具條紋結(jié)構(gòu)，含量30%；黑云母。副礦物有磁鐵礦、黑云母且具有退色現(xiàn)象。并見有黑云母片麻巖捕虜體。②黑云母花崗巖（燕山期）：灰黑、微帶白色，中-粗粒全晶質(zhì)、等粒結(jié)構(gòu)。主要造巖礦物為石英、正長石、斜長石、黑云母、角閃石及少量的磷灰石、磁鐵礦等副礦物。次生礦物有絹云母、綠泥石和褐鐵礦等變質(zhì)礦物。根據(jù)其成分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和蝕變作用的種類，強(qiáng)度和出露位置不同，此種巖石可細(xì)分為棕黃-黃褐色中粒花崗巖、粉紅帶灰白色中?；◢弾r、粉紅帶黃色中?；◢弾r、灰白-褐紅色角礫狀蝕變花崗巖。

脈巖：礦區(qū)所見脈巖，根據(jù)巖性可分為偉晶巖脈、花崗斑巖脈、長石斑巖脈、細(xì)晶巖脈、石英脈、正長巖脈、閃長巖脈、煌斑巖脈、變輝綠碉脈、橄欖輝石巖脈等。

2.1.3 構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造位置在鐵嶺背斜的南翼，主要為具單斜構(gòu)造的古老片麻巖，由于區(qū)頻繁的火成活動結(jié)果，致使礦區(qū)地層遭受深度變質(zhì)，同時(shí)在白堊紀(jì)由于火成活動和沉積作用，繼承了老構(gòu)造線致使區(qū)內(nèi)新老構(gòu)造不易區(qū)分，同時(shí)導(dǎo)致了區(qū)內(nèi)中生代以后，褶皺、斷裂的相繼發(fā)生和形成，為各種有用礦產(chǎn)尤其是有色金屬的集中創(chuàng)造了條件，礦體和礦化主要賦存于北西方向的裂隙中，個(gè)別礦體則賦存在北東向裂隙中形成具有一定工業(yè)價(jià)值的礦床。

在達(dá)子營背斜之兩翼由于遭受后期構(gòu)造破壞作用的影響，特別是地塹構(gòu)造的影響，致使兩翼巖層下降、軸部相對上升，因之而是菜成了達(dá)子營背斜構(gòu)造。與此同時(shí)，在礦區(qū)還形成了許多不同形式的斷層縱橫交錯(cuò)，使礦區(qū)構(gòu)造更加復(fù)雜。

褶皺

（1）基底褶皺：為走向290～320°，南西傾伏的單斜構(gòu)造，由前震旦紀(jì)變質(zhì)巖系組成，從層理產(chǎn)狀觀察垂直走向由北東向南西，有由陡變緩的趨勢。組成基底褶皺的巖性有：黑云母片麻巖、黑云母花崗片麻巖和角閃片麻巖等。

（2）蓋層褶皺：系指達(dá)子背斜，軸部位于礦區(qū)中部，凝灰質(zhì)巖層即為背斜的標(biāo)志層。東北翼產(chǎn)狀走向310°、傾向北東、傾角70°；南西翼走向290°、傾向南西、傾角30～40°。軸部巖性有前震旦紀(jì)花崗片麻巖和后期侵入的巖漿巖；兩翼為較新的凝灰質(zhì)頁巖所覆蓋。

地塹構(gòu)造

即木奇地塹的延續(xù)通過礦區(qū)的北側(cè)延至章景堡子一帶，呈北北西向延長、而礦區(qū)則處于該地塹的東部。礦區(qū)受構(gòu)造作用后，背斜翼部上升、軸部相對下降、形成地塹構(gòu)造，但因地塹側(cè)部受力不同，致使礦區(qū)構(gòu)造斷裂極為復(fù)雜既產(chǎn)生了新的斷層又重復(fù)了老的構(gòu)造線。

斷裂

與礦區(qū)褶皺基本吻合，主要斷裂除受地塹影響呈北北西走向外，其余多呈北西西-北西走向的斷層，斷距一般在2～5m、個(gè)別可達(dá)50～60m。礦脈均向北推移、在平面上呈N字構(gòu)造、傾向?yàn)楸睎|-南西，呈相對傾斜、傾角常在70～80°間。但傾角在85°以上者在剖面上多顯S型傾向。從斷裂系統(tǒng)可以分為東西向、北西向及北東向三組，從成礦時(shí)間看，可分為成礦前斷層成、成礦期、成礦后斷層。

（1）成礦前斷層：礦區(qū)成礦前斷層主要分布在木奇地塹的南西側(cè)和礦區(qū)南部邊緣火山巖與片麻巖接觸部呈北北西走向分別為南西、北東傾，呈向背傾斜、傾角分別為30～80°不等，從其產(chǎn)狀及其斷層特征則屬正斷層。

（2）成礦期斷層：從其產(chǎn)狀特征可分為走向NW、傾向SW，走向NW、傾向NE，走向NEE、傾向NW的三組。且三者均可見不同類型礦體的充填、構(gòu)成了礦區(qū)中的礦體群。

①走向NW、傾向SW的含礦裂隙：以103、104、105、123號含銅黃鐵礦及1、2、3號黃鐵礦等構(gòu)成了該組斷裂。斷裂走向近于平行，或呈束狀排列，傾向一致、傾角70～80°，在剖面上呈S形屬正斷層。

②走向NW、傾向NE：以7號含銅黃鐵礦體及4、5、6黃鐵礦體為主，屬正斷層。斷裂走向近于平行或斜交，呈N字形而剖面顯S形。

③走向NEE、傾向NW：斷層產(chǎn)狀較緩、顯逆斷層性質(zhì)，主要為黃鐵礦所充填。②③

2.2 礦體特征

銅鉛鋅礦床：呈脈狀產(chǎn)出，賦存在黑云母花崗片麻巖中的斷層之上盤，區(qū)內(nèi)初步查清，具有工業(yè)價(jià)值的礦體為103、104礦體。走向270～340°、傾向SW、傾角60-80°，長250～280m，礦體一般分布于斷層上盤呈扁豆?fàn)睿嗷蚴艽我患墧嗔鸭皫r石裂隙控制，呈脈狀、細(xì)脈狀、浸染狀，圍巖為黑云母花崗片麻巖。

含銅黃鐵礦：為硫化鐵硫生產(chǎn)對象，已發(fā)現(xiàn)48條礦脈中本類型占90%以上，其中以永安區(qū)一帶為礦化之中心部位，其中尤以7、8、9、10號礦體礦化集中和穩(wěn)定，礦體均沿NWW向斷裂充填于黑云母花崗片麻巖及黑云母片麻巖中，礦體賦存除對巖性有一定選擇性外和斷裂關(guān)系亦極為密切，因而表更斷裂之大小直接影響到礦體之連續(xù)程度。礦體特征為：走向NW-SE，傾向NE、SW兩個(gè)方向，傾角60～80°；工程控制礦體長250～800m；礦體賦存部位有成礦前裂隙、成礦前平移斷層、成礦期正斷層當(dāng)中；且主要少量呈浸染狀和細(xì)脈狀外，其余主要呈脈狀；圍巖主要為花崗片麻巖；礦體被后期侵入的煌斑巖、石英斑巖脈所穿插。

銅鉬礦化：分布在鉬礦坑一帶，呈浸染型礦化，主要集中于黑云母花崗巖之NWW向斷裂兩側(cè)的圍巖節(jié)理中，在該NW向斷層的兩側(cè)均產(chǎn)生強(qiáng)列的矽化、黃銅礦化、輝鉬礦化則以散點(diǎn)狀出現(xiàn)，同時(shí)亦伴隨有散點(diǎn)狀之黃鐵礦。局部可見呈塊狀集中者而礦化富集則隨距斷層的遠(yuǎn)近有所不同，即距斷層越近而礦化越強(qiáng)。

2.3 礦石特征

礦石類型為黃鐵礦礦石、磁黃鐵礦礦石兩種類型；礦石以中粗粒粒狀結(jié)構(gòu)為主；主要構(gòu)造有塊狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造和稠密浸染狀構(gòu)造；主要為金屬礦物為黃鐵礦，其次為磁黃鐵礦，另有少量輝鉬礦，黃銅礦、方鉛礦，閃鋅礦，脈石礦物主要為石英和方解石。

2.4 圍巖蝕變

圍巖具高嶺土化、黃鐵礦化、絹云母化、綠泥石化、矽化、碳酸鹽化。由于圍巖不同，而產(chǎn)生的蝕變作用程度亦不同。在花崗巖中，由于裂隙少、節(jié)理發(fā)育，而產(chǎn)生的熱液蝕變較為廣泛，且普遍存在，常以矽化、碳酸鹽化為主；但在片麻巖中，由于裂隙相對較寬，只限于礦體的兩側(cè)，蝕變范圍小，呈脈狀賦存，形態(tài)與礦體保持一定關(guān)系，一般在礦體的上下盤均有蝕變。

三、成礦模式

3.1 礦床成因及成礦時(shí)代

根據(jù)賦礦圍巖為粗粒黑云母花崗巖，礦脈充填在斷裂構(gòu)造中呈脈狀成群出現(xiàn)，圍巖有蝕變現(xiàn)象及礦石類型多樣性，并含有多種金屬元素，其成因類型應(yīng)屬熱流裂隙充填型。另據(jù)與成礦相關(guān)的黑云母花崗巖與其附近出露的白堊紀(jì)大扁道子和四花頂子巖體特征相似，故其成礦時(shí)代為燕山晚期。④⑤

3.2 成礦模式

通過對新賓達(dá)子營硫礦的區(qū)域地質(zhì)背景、礦區(qū)地質(zhì)特征、礦床成因等的詳近研究，最終總結(jié)出礦床成礦模式可分為兩個(gè)階段⑥：

礦源層形成階段：新太古代遼河群時(shí)期，伴隨海相火山噴發(fā)伴隨有大量的成礦物質(zhì)Fe與火山物質(zhì)同時(shí)沉積，緊接著發(fā)生了大規(guī)模的區(qū)域變質(zhì)作用而形成了石棚子組花崗片麻、黑云母花崗片麻巖，這一區(qū)域變質(zhì)作用使成礦物質(zhì)Fe得到了初步的富集作用，為后期的礦床形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

熱液填充成礦階段：燕山期，大量的酸性巖漿從深部上侵，在上侵的同時(shí)不斷的與遼河群石棚子組花崗片麻巖、黑云母花崗片麻巖發(fā)生物質(zhì)交換，使Fe質(zhì)進(jìn)入到熱水溶液中。同時(shí)，巖漿中硫質(zhì)含量較高，易與熱水溶液的Fe質(zhì)反應(yīng)形成FeS2-，當(dāng)含礦熱水溶液侵入到石棚子組地層、已固結(jié)的黑云母花崗巖的裂隙、斷裂時(shí)由于物化條件的改變而充填與其中形成硫鐵礦體。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

王萱（1978-），女，地質(zhì)專業(yè)，工程師，從事地球化學(xué)環(huán)境調(diào)查評價(jià)方面的研究工作。