淺談巖漿熱液活動(dòng)在青城子礦床中的成礦作用

張　朋

摘要：遼東青城子鉛鋅礦是大型鉛鋅礦床。文章作者在礦區(qū)工作多年，通過(guò)大量的樣本和數(shù)據(jù)得出巖漿熱液活動(dòng)是礦床形成的根本條件，一是使礦源層中的鉛鋅礦在巖漿熱液的作用下活化聚集，二是巖漿巖中的有用元素參與了成礦疊加作用。

關(guān)鍵詞：巖漿熱液活動(dòng)；成礦作用；疊加改造

中圖分類號(hào)：P611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）07-0127-02

作為國(guó)有大型礦山青城子鉛鋅礦已開(kāi)發(fā)幾十年了，但對(duì)“青城子型”鉛鋅礦床的研究始終沒(méi)有中斷過(guò)，筆者想過(guò)此文的論述區(qū)別于其它礦床，為今后尋找該類型礦床提供一定的判別依據(jù)。在遼東、吉南和朝鮮北東部地區(qū)的下元古界地層中廣泛分部著各種類型的鉛鋅礦床。這些礦床規(guī)模相差懸殊，形成機(jī)制各不相同。

就青城子礦區(qū)而言，從20世紀(jì)50年代開(kāi)始就有所謂與新嶺巖體有關(guān)的巖漿期后中溫?zé)嵋旱V床的成礦說(shuō)，到了70年代出現(xiàn)了簡(jiǎn)單“層控礦床”的成礦說(shuō)，這幾乎排除了巖體對(duì)成礦的作用，到了80年代由于現(xiàn)代礦床學(xué)理論的飛躍發(fā)展則出現(xiàn)了所謂多來(lái)源、多階段、多成因的“疊生層控礦床”的成礦說(shuō)，這些爭(zhēng)論的實(shí)質(zhì)主要是關(guān)于鉛、鋅的物質(zhì)來(lái)源，是側(cè)分泌還是下分泌，硫的來(lái)源、流體（介質(zhì)）的來(lái)源，熱動(dòng)力的來(lái)源等等。這些問(wèn)題都是礦床學(xué)研究中棘手的問(wèn)題。此外還涉及礦床形成的整個(gè)過(guò)程是簡(jiǎn)單還是復(fù)雜，多階段還是單階段，成礦過(guò)程（時(shí)間）是暫短還是漫長(zhǎng)，等等。隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，各種高溫、高壓、成巖、成礦試驗(yàn)的成就大大開(kāi)闊了地質(zhì)人員的眼界，使得有些地質(zhì)問(wèn)題可以得到解決。近幾年來(lái)筆者在青城子礦區(qū)工作中注意收集了一些礦床測(cè)試資料和礦區(qū)及外圍有關(guān)巖體的一些資料，本文僅就巖漿熱液活動(dòng)在青城子鉛鋅礦床中的成礦作用論述。

一、區(qū)域地質(zhì)及礦區(qū)地質(zhì)概況

1．區(qū)域地質(zhì)背景。遼東半島海域、營(yíng)口、岫巖、鳳城和連山關(guān)之間、出露地層以前震旦系變質(zhì)巖為主，包括鞍山群和遼河群，區(qū)域鉛鋅礦化絕大部分賦存于遼河群地層中。區(qū)域的早期構(gòu)造呈東西走向，是一個(gè)復(fù)雜的背斜構(gòu)造，稱為營(yíng)口—寬甸古隆起帶，軸部出露鞍山群地層，南北兩翼出露遼河群地層。晚期構(gòu)造屬華夏和新華夏系，北東向和北北東向斷裂構(gòu)造相當(dāng)發(fā)育。區(qū)域上花崗巖的出露占全區(qū)面積的三分之一左右，最古老的巖體以連山關(guān)混合花崗巖為代表、同位素年齡在12億～19億年。稍晚一些的巖體以青城子礦區(qū)以南的大頂子花崗巖為代表，同位素年齡為15.5億年。這些巖體主要分布在虎皮峪—呂家堡子背斜的近軸部附近，大致呈東西走向。

2．礦區(qū)地質(zhì)概況。礦區(qū)東部為大頂子巖體，同位素年齡為15.5億年，屬呂梁期產(chǎn)物出露面積較大。雙頂溝巖體出露于礦區(qū)南部，同位素年齡為2.3億年相當(dāng)于印支期巖體，出露面積最大。新嶺、姚家溝巖體位于礦區(qū)的北東部，同位素年齡為2.17億～2.26億年，印支期產(chǎn)物，出露面積小于2平方公里。礦區(qū)中的構(gòu)造主要受呂梁期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，在礦區(qū)內(nèi)形成一系列次級(jí)平行的近東西褶皺構(gòu)造，由北往南為新嶺背斜、姚家溝、四棵楊樹(shù)向斜、青城子背斜、榛子溝—甸南傾伏背斜、雙頂溝向斜、礦區(qū)南部背斜，此外尚有榛子溝—本山翻轉(zhuǎn)褶皺，是青城子礦區(qū)主要控礦構(gòu)造。礦區(qū)的中部和西部普遍發(fā)育有北東、北西向的斷裂構(gòu)造、礦體主要分部在北東向斷裂構(gòu)造中。

青城子礦床賦存形態(tài)基本上可分三類：（1）層狀和似層狀礦體，以青城子?xùn)|區(qū)榛子溝為代表，礦體賦存在浪子山組片巖中或大石橋組底部地層中，礦石中Zn>Pb(%)；（2）斷裂一側(cè)沿層羽毛狀礦體，以青城子南山區(qū)的南山坑為代表，礦體賦存于大石橋組三段大理巖互層巖石中、礦石中Zn≈Pb（%）；（3）柱狀礦體、以青城子區(qū)的本山坑為代表，礦體賦存在大石橋組大理巖地層中。礦石中Pb>Zn(%)。

二、青城子礦區(qū)巖體概況

根據(jù)研究資料證明，巖體在幾至零點(diǎn)幾平方公里的小型巖體礦化蝕變往往要好些，如青城子的新嶺和姚家溝巖體，這些小型巖體認(rèn)為是形成青城子鉛鋅礦床的關(guān)鍵因素。

其中新嶺巖體位于青城子礦區(qū)北東部，距選廠3公里左右，出露面積約2平方公里，同位素年齡2.17億～2.26億年，巖體呈東西走向的橢圓形。侵入于新嶺背斜的傾沒(méi)部位。過(guò)去統(tǒng)稱為交代斑狀黑云母花崗巖，似斑狀結(jié)構(gòu)，礦物成分以鉀長(zhǎng)石為主，其次為斜長(zhǎng)石和石英暗色礦物為黑云母和角閃石。巖體相變復(fù)雜，巖性多變。有似斑狀黑云母花崗巖，二長(zhǎng)花崗巖，二長(zhǎng)巖，石英正長(zhǎng)巖，等等。上述系列由中心向邊緣，石英和鉀長(zhǎng)石由少到多，斜長(zhǎng)石由多到少。經(jīng)鏡下鑒定，巖石交代現(xiàn)象十分明顯、強(qiáng)烈。斜長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石相互交代，往往構(gòu)成明顯的“韻律環(huán)帶”或“反環(huán)帶”有時(shí)亦見(jiàn)有石英晶體的交代現(xiàn)象（交代條紋結(jié)構(gòu)）。這些現(xiàn)象說(shuō)明巖漿在上侵冷凝過(guò)程中地質(zhì)環(huán)境是穩(wěn)定的。用里特曼指數(shù)可劃分為鈣堿性花崗巖，另?yè)?jù)巖石化學(xué)特點(diǎn)屬于過(guò)鋁系列和硅酸過(guò)飽和的堿性巖石，姚家溝巖體則僅0.02平方公里，特點(diǎn)和新嶺巖體相似。

三、巖體的演化成巖過(guò)程和類型劃分

根據(jù)塔鳥(niǎo)松（1979）的資料已將目前世界上花崗巖大體上劃分為兩大類即：巖漿成因的和超變質(zhì)因的，而巖漿成因的花崗巖可以分為“幔源”的花崗巖類和“再生”花崗巖類，其中再生花崗巖類約占全部花崗巖的80%左右，另?yè)?jù)前人研究資料（李安石同志）將遼寧花崗巖作了如下劃分即：

1．基性巖漿（玄武巖超基性巖派生巖漿）分異成因花崗巖（過(guò)去認(rèn)為的傳統(tǒng)花崗巖）這類花崗巖為數(shù)相為少見(jiàn)。

2．重熔成因的花崗巖類占花崗巖的絕大部分，又可分為：地殼中上部重熔花崗巖和地殼中、下部重熔花崗巖。其中前者大體相當(dāng)于懷特和查佩爾提出的“S”型花崗巖，主要形成于印支旋迴，后者大體相當(dāng)于“I”型花崗巖，主要形成于燕山運(yùn)動(dòng)旋迴。

從礦區(qū)巖漿巖石化學(xué)成分，礦區(qū)及外圍若干花崗巖巖體類型和青城子巖體演化趨勢(shì)可以看出巖體從老到新有一種過(guò)渡性的連續(xù)演化趨勢(shì)，即從鈣質(zhì)花崗巖—鈣堿性花崗巖—鉀質(zhì)花崗巖的演化系列，巖體演化和地殼演化是同步進(jìn)行的。

筆者還收集了礦區(qū)外圍十幾個(gè)巖體的巖石化學(xué)數(shù)據(jù)資料，利用多種方法進(jìn)行對(duì)比研究，并結(jié)合各種圖解，對(duì)巖體進(jìn)行了分類，證明巖體的物質(zhì)來(lái)源主要來(lái)自殼源。

從礦區(qū)巖漿巖石化學(xué)成分可以看出礦區(qū)及外圍花崗巖基本上屬于重熔成因的花崗巖類，其中除了幾個(gè)較老的巖體和較大的巖體可以和懷特—查佩而的“S”型對(duì)比外，其余小型巖體基本屬于“I”型巖體，即地殼中下部重熔再生巖漿形成的花崗巖類。礦區(qū)新嶺、姚家溝巖體即屬于此類，就是說(shuō)該類花崗巖主要物質(zhì)來(lái)源于地殼，在某個(gè)地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中使其局部下沉深埋，由于所處較弱帶地?zé)崃鞯挠绊?，使其演化成再生巖漿，局部可以演化至地幔很深。借助大山巖圖解，深度僅供參考。

四、成礦物質(zhì)來(lái)源和新嶺、姚家溝巖體對(duì)的疊加改造作用

1．礦區(qū)地層中Pb、Zn等微量元素的分部分配。從宏觀上看區(qū)域上鉛鋅礦床及礦點(diǎn)絕大多數(shù)分布在遼河群浪子山組和大石橋組地層中，礦區(qū)浪子山組基性火山碎屑巖。大石橋組一段（d1）含碳大理石、三段第一層（d31）和第五層CO35某些含碳質(zhì)不純條帶狀大理巖中含Pb普遍偏高。而Zn則僅三段第四層（d34）錳鉛榴石云母片巖略偏高（高出地殼粘土巖1.53倍），說(shuō)明礦區(qū)浪子山組和大石橋地層中的Pb、Zn普遍高出背景值。

2．硫同位素的δS34‰+1.33～+7.57，δS34‰平均值為+4.54，眾數(shù)值為+5.20，反映了以重硫?yàn)橹?，受幾次?gòu)造—巖漿作用硫同位素分餾作用造成的結(jié)果。

3．通過(guò)鉛鋅礦石和新期巖體共4個(gè)包裹體成分（測(cè)石英）樣品分析，證明成礦溶液Cl貧F，富Mg貧Ca相對(duì)富K貧Na，低鹽度的堿性溶液（K-Mg(Ca)/Cl型）。成礦熱液的疊加作用明顯與印支期巖漿有關(guān)，溶液中的Mg、Ca等其他元素來(lái)源于地層。

4．巖體及其圍巖石礦化和蝕變對(duì)青城子礦床形成的不可忽視作用，或者說(shuō)是決定性的作用。這些年來(lái)我們對(duì)新嶺、姚家溝兩巖體作了大量的工作。采集了大量的巖礦鑒定標(biāo)本，并通過(guò)原生暈的比色分析和光譜分析、直讀光譜分析測(cè)定了Mo、Cu、Pb、Zn等元素的含量和變化，另外遼寧有色地質(zhì)局也通過(guò)直讀光譜分析了Mo、Cu、Pb、Zn等元素的含量和變化。巖體中除鋅外，銅、鉬、鉛普遍高出地殼花崗巖平均值的幾倍至幾十倍。其中鉬更為明顯，高出花崗巖平均值的30～60倍。另外在姚家溝巖體周圍的鉆孔中普遍見(jiàn)有矽卡巖型鉬礦化，有些已構(gòu)成礦體。新嶺南東側(cè)本身Cu、Mo、Pb、Zn含礦性場(chǎng)很好，矽卡巖化接觸部發(fā)育。巖體中心部位發(fā)育較強(qiáng)的硅化核，另外從巖體復(fù)雜的相變，花崗巖中石英包裹體的三相包體成分等都足以證明上述兩巖體是含礦巖體。

從上述大量資料可以看出巖體本身確實(shí)具有較高的Mo、Cu、Pb等含量、并且具有硅化蝕變，又從礦石的物質(zhì)組成、微量元素的變化，礦石包體成分、同位素組成可以看出兩個(gè)巖體不但本身具有較強(qiáng)的銅，鉬含量亦可以在周圍尋找銅、鉬、金礦床，而且對(duì)其南側(cè)的鉛、鋅礦床的物質(zhì)起到了疊加改造作用，而且把前述兩個(gè)巖體的成礦作用看作是青城子鉛鋅礦床成礦的決定性因素。

作者簡(jiǎn)介：張朋（1962－），男，吉林四平人，遼寧省有色地質(zhì)局一○七隊(duì)副隊(duì)長(zhǎng)，總工程師，從事地質(zhì)、巖土工程管理工作。