吉林蛟河新安屯銅鉬礦床成礦地質(zhì)特征及成礦規(guī)律

李建華，陳旭，程雙，張?，摚瑢O銳

吉林省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所，長春 130022

0 引言

對(duì)成礦地質(zhì)特征的研究有助于明確礦體的規(guī)模形態(tài)特征、礦石類型、礦石礦物組合、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、圍巖蝕變特征以及礦體的成礦階段[1-3]。明確礦床的成礦規(guī)律有助于確定礦產(chǎn)的時(shí)間和空間分布特征并能對(duì)深部礦體的分布進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)[4-8]。

新安屯銅鉬礦床位于吉林省蛟河市北東約14 km 處，屬蛟河市烏林朝鮮族鎮(zhèn)管轄，是近年來發(fā)現(xiàn)并探明的小型礦床。敦-密大斷裂分布在勘查區(qū)南西部，由于在該斷裂帶兩側(cè)構(gòu)造發(fā)育，多金屬成礦帶常成群出現(xiàn)，為該礦床的形成提供物質(zhì)來源、礦液的運(yùn)移通道和容礦空間。

雖然在該處已發(fā)現(xiàn)小型礦床，但由于對(duì)該礦床的成礦地質(zhì)特征、成礦規(guī)律缺乏系統(tǒng)性研究，因此難以確定下一步找礦方向。為此，筆者以礦體特征、礦石礦物組合特征和圍巖蝕變特征為研究對(duì)象，查明礦床的成礦地質(zhì)特征及成礦規(guī)律，并對(duì)該礦床的深部是否存在斑巖型礦體進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)。推測(cè)存在斑巖型礦體，礦體規(guī)?？赡転橹行突虼笾行?，可為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供充足的物質(zhì)保障，因此，這一研究成果可為在該地區(qū)下一步深部找礦提供理論基礎(chǔ)及勘查方向。

1 成礦地質(zhì)背景

敦-密斷裂帶在勘查區(qū)南東部通過，受該斷裂帶的影響，其巖漿活動(dòng)頻繁，特別是中生代巖漿活動(dòng)為本區(qū)成礦提供了有利條件。區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造較為簡單，以NNE向?yàn)橹?，NW向次之。其中NNE向斷裂4條，NW向斷裂1條(圖1)。

地層主要出露于區(qū)域南部、西部以及東部，由老到新主要為新元古界新興巖組，古生界楊家溝組，中生界屯田營組、長財(cái)組和大砬子組，新生界第四系。新元古界新興巖組巖石以變質(zhì)細(xì)砂巖、粉砂巖為主。古生界二疊系上統(tǒng)楊家溝組巖石以灰色含礫砂巖、粉砂巖和板巖為主。中生界侏羅系上統(tǒng)屯田營組巖性主要為礫巖、砂巖，含少量火山碎屑巖。白堊系下統(tǒng)長財(cái)組上部巖性為礫巖、砂巖，少量火山碎屑巖、熔巖和煤層；下部巖性為礫巖砂巖互層夾數(shù)層煤層。白堊系下統(tǒng)大砬子組主要巖性為礫巖、砂巖和粉砂巖。新生界第四系主要為Ⅰ級(jí)階地及現(xiàn)代沖積砂、礫石、亞黏土等以及Ⅱ級(jí)階地砂礫石堆積、粗砂、黏土等。

區(qū)內(nèi)巖漿巖大面積出露，以早侏羅世花崗閃長巖、似斑狀花崗閃長巖、二長花崗巖和正長花崗巖為主，少量晚侏羅世輝長巖及早白堊世正長花崗巖、花崗斑巖呈脈狀分布，受斷裂構(gòu)造控制，呈NW向展布。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)位于吉林省蛟河市北東40°方位、直線距離14 km處，行政區(qū)劃隸屬于蛟河市，由蛟河市烏林朝鮮族鎮(zhèn)管轄。地層主要為第四系上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)沉積物，沿溝谷出露，分布在研究區(qū)東南部以及西北部，主要為Ⅰ級(jí)階地、Ⅱ級(jí)階地沖積砂、礫石、黏土等。巖漿巖大面積出露，以似斑狀花崗閃長巖為主。似斑狀花崗閃長巖具有如下特征：巖石風(fēng)化面一般為黃褐色，新鮮面為灰白色，似斑狀花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。由似斑晶和基質(zhì)組成，其中似斑晶約占巖石的5%～10%，由堿性長石和斜長石、石英等組成，粒徑1～3 mm不等，個(gè)別粒度可達(dá)5～8 mm，石英呈不規(guī)則粒狀?；|(zhì)由石英、斜長石、堿性長石及暗色礦物黑云母組成，其中石英含量為20%～25%，呈不規(guī)則狀或他形粒狀；堿性長石含量為8%～10%，粒徑1～2 mm不等，具條紋結(jié)構(gòu)；斜長石含量為55%～60%，呈半自形板狀，粒徑1～2 mm；暗色礦物黑云母呈片狀，片徑為1～2 mm，含量為5%～8%(圖2)。巖體與礦化關(guān)系密切，既是容礦圍巖，也為銅鉬成礦提供物質(zhì)來源及含礦熱液來源。

圖1 新安屯地區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 Regional geological map of Xin’antun area

礦區(qū)內(nèi)脈巖不發(fā)育，僅在礦區(qū)東北部見有一條NNE走向的花崗斑巖脈。礦區(qū)內(nèi)共有3條斷裂構(gòu)造，呈NNE向平行展布，屬敦-密斷裂帶的次級(jí)構(gòu)造，即是導(dǎo)礦構(gòu)造又是容礦構(gòu)造，為成礦提供有利條件(圖3A)。通過0號(hào)勘探線剖面圖可以看出礦區(qū)內(nèi)礦體走向?yàn)镹NE，礦體形態(tài)多以板狀為主，礦體結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，便于資源儲(chǔ)量的估算(圖3B)。

2.2 礦體特征

礦區(qū)共圈出17條礦體，其中Ⅰ號(hào)礦體、Ⅱ號(hào)礦體和Ⅲ號(hào)礦體為主礦體，且均為銅鉬礦體，呈NNE向帶狀展布，沿走向呈舒緩波狀，在剖面上呈脈狀(圖3B)。賦存標(biāo)高436～10 m，埋藏深度23～440 m，礦體走向28°，傾向298°，傾角47°～50°，礦體長924～972 m，傾向最大延深325～480 m(表1)。礦體連續(xù)性較好，成礦期后構(gòu)造不發(fā)育，礦體未受破壞。探明銅金屬量13 162 t，平均品位0.68%；鉬金屬量8 767 t，平均品位0.45%。

2.3 礦石特征

主要礦石礦物為黃銅礦、輝鉬礦和黃鐵礦，其次為黝錫礦、閃鋅礦和磁黃鐵礦，還有少量黑鎢礦、自然鉍、方鉛礦、毒砂等。脈石礦物主要為石英，其次為長石、絹云母、綠泥石等。

表1 新安屯銅鉬礦主礦體特征表

黃銅礦在礦石中較為常見，分布不均勻，他形粒狀結(jié)構(gòu)，粒徑0.01～0.20 mm，呈銅黃色、弱非均質(zhì)性，易磨光、硬度中等。多以粒狀集合體或呈不規(guī)則粒狀、細(xì)脈狀分布于脈石礦物中，一般與黃鐵礦、輝鉬礦等相伴生。輝鉬礦在礦石中較常見，葉片狀或鱗片狀、團(tuán)塊狀，金屬光澤，鉛灰色，薄片易彎曲，具油膩感，粒度大小不等，一般與黃鐵礦、黃銅礦等礦物伴生，分布于石英脈中。黃鐵礦在礦石中也較為常見，分布不均勻，多呈他形粒狀結(jié)構(gòu)，也見自形粒狀結(jié)構(gòu)，粒度0.01～0.25 mm；主要以兩種狀態(tài)分布：①呈團(tuán)塊狀分布，黃鐵礦顆粒粗大密集分布于脈石粒間，顆粒表面裂隙發(fā)育，均具不同程度的碎裂或碎?；?；②以脈狀、網(wǎng)脈狀分布，這類黃鐵礦多充填于脈石裂隙中(圖4)。

2.4 圍巖蝕變特征

礦體頂?shù)装鍑鷰r均為似斑狀花崗閃長巖，礦區(qū)共圈定礦化蝕變帶3條，均呈NNE向展布，距礦體較遠(yuǎn)部位主要發(fā)育高嶺土化和綠泥石化，在近礦圍巖中所見蝕變主要為硅化和絹英巖化。通過鉆井編錄可以發(fā)現(xiàn)，見礦部位巖石的蝕變主要為絹云母化、綠簾石化、鉀長石化、硅化以及孔雀石化。

2.5 成礦階段劃分

根據(jù)礦石礦物共生組合關(guān)系以及結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、蝕變特征，將成礦過程劃分為3期、4個(gè)階段(1)周曉東,徐海軍,孫銳,等.吉林省蛟河市新安屯銅鉬礦勘探報(bào)告.長春:吉林省地質(zhì)資料館， 2018.，即：高-中溫?zé)嵋撼傻V期(Ⅰ、Ⅱ階段)、中-低溫?zé)嵋撼傻V期(Ⅲ階段)和表生期(Ⅳ階段)。其中，高-中溫?zé)嵋撼傻V期為主要成礦時(shí)期。

石英--黃鐵礦階段(Ⅰ)形成石英脈主體，少量含高溫礦物(黃鐵礦、黑鎢礦、黝錫礦、自然鉍)的熱液進(jìn)入斷裂中成礦。

黃鐵礦--黃銅礦--輝鉬礦階段(Ⅱ)黃銅礦、輝鉬礦逐漸析出階段。

閃鋅礦--方鉛礦階段(Ⅲ)閃鋅礦、方鉛礦析出階段。

氧化淋漓階段(Ⅳ)隨著溫度、壓力降低，礦液內(nèi)有用組分已基本耗盡，早期在地表形成的黃鐵礦和輝鉬礦被氧化，形成褐鐵礦和鉬華。

3 成礦規(guī)律及成礦預(yù)測(cè)

3.1 礦產(chǎn)空間分布規(guī)律

礦床在大地構(gòu)造位置上處于東北疊加造山-裂谷系，小興安嶺—張廣才嶺疊加巖漿弧，張廣才嶺—哈達(dá)嶺火山盆地區(qū)，南樓山—遼源火山盆地群，良好的構(gòu)造環(huán)境為礦床的形成提供容礦空間，為礦液的運(yùn)移提供通道。礦區(qū)位于福安堡—塔東Mo-Fe-W-Cu-Au-Pb-Zn-Ag成礦帶，福安堡—馬鹿溝Mo-Fe-Cu-Au-Ag-Pb多金屬找礦遠(yuǎn)景區(qū)南部，區(qū)內(nèi)成礦地質(zhì)條件及成礦地質(zhì)背景較好，為尋找多金屬礦指明方向。

3.2 礦產(chǎn)時(shí)間演化規(guī)律

礦區(qū)銅鉬礦體與燕山早期早侏羅世[9]似斑狀花崗閃長巖中石英脈有關(guān)，區(qū)內(nèi)石英脈較發(fā)育，與礦體關(guān)系十分密切，是主要賦礦部位，礦區(qū)內(nèi)與銅鉬礦體關(guān)系密切的石英脈賦存標(biāo)高為483～10 m、走向延長100～972 m，傾斜延伸54～480 m，控制寬0.23～2.78 m，平均寬0.78 m。礦區(qū)石英脈見有兩種顏色即乳白色-灰白色、灰黑色-灰白色，其中乳白色-灰白色石英脈，呈油脂光澤，致密塊狀構(gòu)造，局部較破碎，脈內(nèi)微裂隙發(fā)育。蝕變類型主要為高嶺土化、云英巖化、鉀化、硅化、綠簾石化和綠泥石化；礦化類型主要為褐鐵礦化、黃鐵礦化。

灰黑色-灰白色石英脈，呈油脂光澤，致密塊狀構(gòu)造，局部較破碎，脈內(nèi)微裂隙發(fā)育。蝕變類型主要為高嶺土化、云英巖化、鉀化、硅化、綠簾石化和綠泥石化；礦化類型主要為黃鐵礦化、黃銅礦化和輝鉬礦化。

Pl.斜長石；Q.石英。圖2 新安屯銅鉬礦床典型巖性特征Fig.2 Typical lithologic features of Xin’antun copper and molybdenum deposit

圖3 新安屯銅鉬礦區(qū)地質(zhì)簡圖(A)及0號(hào)勘探線剖面圖(B)Fig.3 Simplified geological map(A) and profile of exploration line 0(B) of Xin’antun copper and molybdenum deposit

Ccp.黃銅礦;Py.黃鐵礦;Sp.閃鋅礦;Po.磁黃鐵礦;Mot.輝鉬礦。圖4 新安屯銅鉬礦床金屬礦物特征Fig.4 Characteristics of metal minerals in Xin’antun copper and molybdenum deposit

3.3 成礦預(yù)測(cè)

吉林省蛟河市新安屯銅鉬礦床2008年以前為普查階段，主礦種為鎢鉬，已發(fā)現(xiàn)3條鎢鉬工業(yè)礦體。隨著進(jìn)一步的勘探，目前主礦種已變更為銅鉬。礦區(qū)蝕變較強(qiáng)且分布廣泛，規(guī)模較大，礦區(qū)東北處見有一條NNW向花崗斑巖巖脈，推測(cè)為侵入到地表的花崗斑巖巖枝，說明有可能在該礦床附近或者底部存在斑巖體，通過對(duì)鎢鉬礦“上脈下體”成礦模式[10-14]進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)吉林省蛟河市新安屯銅鉬礦床在礦床成因、成礦時(shí)期、主要蝕變等與“上脈下體”的成礦模式極為相似(表2)，所以推測(cè)該礦床可能與斑巖型礦床“上脈下體”的成礦模式較吻合，即新安屯銅鉬礦床可能是二元空間結(jié)構(gòu)的上部，也就是上脈，因此建議在條件允許的情況下對(duì)勘查區(qū)及其東部進(jìn)行深部打鉆，進(jìn)一步驗(yàn)證斑巖體是否存在，如存在則圈定斑巖體范圍，為下一步尋找斑巖型礦體指明方向。

表2 礦床“上脈下體”成礦模式對(duì)比

4 結(jié)論

(1)吉林省蛟河市新安屯銅鉬礦礦體圍巖為似斑狀花崗閃長巖，區(qū)內(nèi)構(gòu)造即是導(dǎo)礦構(gòu)造又是容礦構(gòu)造。成礦過程劃分為3期、4個(gè)階段，其中第一期(高-中溫?zé)嵋撼傻V期)第Ⅱ階段(黃鐵礦-黃銅礦-輝鉬礦階段)為主要成礦期。蝕變主要為高嶺土化、綠泥石化、硅化和絹英巖化，礦化為細(xì)脈狀、浸染狀、團(tuán)塊狀黃鐵礦化、黃銅礦化以及團(tuán)塊狀輝鉬礦化。

(2)新安屯銅鉬礦成礦期為燕山早期早侏羅世，礦床成因?yàn)槭⒚}型、蝕變巖型，礦體主要賦存于石英脈中。新安屯銅鉬礦床下部可能存在斑巖體，其成礦模式與斑巖型礦床“上脈下體”的成礦模式較吻合。