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摘要:卧力吐铅锌矿床是大兴安岭南段地区近年来发现的一处小型铅锌矿床,本文通过系统的矿床地质特征、矿相学及成矿机制的研究,表明卧力吐铅锌矿床属岩浆期后热液填充-交代矿床,可划分为毒砂-石英阶段-铅、锌、银硫化物-石英阶段-碳酸盐-石英3个成矿阶段,矿床成因与燕山期黑云母花岗岩密切相关。
关键词:卧力吐铅锌矿;地质特征;矿床成因;内蒙古
1.成矿地质背景
卧力吐铅锌矿位于大兴安岭中南段库伦旗西南约80km处,地处于天山一内蒙中部一兴安地槽褶皱系,温都尔庙一翁牛特加里东褶皱带,敖汉旗复向斜北东段,属突泉一林西华力西燕山期多金属成矿带,区域上出露的地层主要为古生界石炭系上统石咀子组(C2s),中生界侏罗系上统土城子组(J3t)、九佛堂组(J3jf),白垩系下统义县组(K1y)及第四系(Q)。
构造比较发育,即有褶皱构造又有断裂构造,褶皱为敖汉复向斜的北东翼,晚古生代复向斜活动进一步增强,在该区形成次级褶皱构造卧力吐背斜,该背斜走向北东,背斜軸面倾向南东,倾角50°,主要有石炭系地层组成。断裂构造有北东向和东西向两组,一般延长几公里,北东向断裂呈雁列式展布,走向30°~50°,倾向东南,倾角40°~65°,东西向断裂倾向北,倾角60°左右。继承性活动比较明显,为岩浆的上升提供了通道,对本区多金属矿化以及矿床的形成具有重要的控制作用。
岩浆岩自华力西到燕山晚期均有侵入活动,以酸性岩为主产出,呈北东向、北北东向展布,主要有华力西晚期黑云母花岗岩、燕山晚期细粒黑云母花岗岩。脉岩较发育,主要为灰绿岩脉、花岗斑岩脉及石英脉,主要呈北东向展布,规模不大,分布较广。
2.矿床地质特征
矿区出露的地层主要为上石炭统石咀子组(C2s)和第四系(Q),上石炭统石咀子组(C2s)为一套浅变质的海相砂泥质一碳酸盐岩沉积建造,产状:倾向一般为130°~140°,倾角一般为55°~85°。根据岩性特征划分为二个岩性段,以粉砂质泥质板岩为主的下岩段及以大理岩为主的上岩段,其中大理岩段为本矿区赋矿围岩。第四系主要由风成砂、现代冲积、坡积物组成,分布于沟谷中。矿区构造主要为单斜构造和断裂构造,单斜构造为卧力吐背斜的东南翼,由石炭系上统石咀子组的变质砂板岩、结晶灰岩组成。该单斜构造走向北东,倾向南东,倾角55°~66°,东西出露宽4km左右,南北出露长1.5km左右。北部被海西期黑云母花岗岩侵入,南部被第四系覆盖。断裂构造为F2、F3两条北东向次级构造,构造带附近岩石比较破碎,是本区的容矿构造。对矿体无明显破坏作用。岩浆活动频繁,仅出露华力西晚期黑云母花岗岩及闪长岩、辉绿岩、花岗斑岩及石英脉。
2.1矿体特征
卧力吐矿区已发现45条铅锌矿体,其中规模最大为2号矿体,走向55。左右,倾向东南,倾角25°~68°,倾向延伸600m左右,矿体呈脉状,厚度0.85m~20.35m,平均厚度11.61m,具有中间较厚大两侧逐渐变薄的趋势,平均品位:Pb1.36%,Zn1.70%,受构造控制明显,该矿体形成于海西期黑云母花岗岩与上石炭统石咀子组大理岩的接触带上,矿体以填充方式赋存于内外接触带内。
其他矿体在走向上成群、成束分布,在倾向上单斜叠瓦状排列,矿体总体以北东向为主,个别北北东走向,倾角25°~68°,厚度一般几米至数十米,延长50m~495m,延深17m~428m,矿体呈脉状、透镜状产出,但沿走向和倾向上均有尖灭再现、局部有分支复合等现象,受次级张性断裂构造控制。
2.2矿石组构特征
矿石结构为粒状结构、交代结构、包含结构、乳滴状结构及叶片状结构,矿石构造为浸染状、细脉浸染状、块状、致密块状、斑杂状、团块状及脉状构造。
2.3矿石矿物组分
矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、黄铜矿、辉银矿,次为磁黄铁矿、白铁矿、毒砂、斑铜矿。主要矿物共生组合有:方铅矿-闪锌矿-黄铁矿、方铅矿-闪锌矿、方铅矿-闪锌矿-辉银矿、方铅矿-闪锌矿-黄铜矿-斑铜矿、方铅矿-闪锌矿-黄铁矿-毒砂、黄铁矿-毒砂组合等。
脉石矿物主要为方解石,长石、石英,次为白云石、白云母、绿泥石及绿帘石。
2.4矿石类型
矿体基本均为隐伏矿体,均为原生硫化矿,矿石自然类型按有用元素成分可分为银铅锌矿石、铅锌矿石、铅锌铜矿石,按矿石构造可分为块状矿石、致密块状矿石、浸染状矿石、细脉浸染状矿石、脉状矿石。矿石工业类型为团块状铅锌硫化物矿石。
3.成矿阶段
成矿作用具有多阶段、多期性和复杂性的特点,根据钻孔编录所揭示的矿体产状及围岩蚀变特征,结合手标本矿石构造观察和镜下矿石结构综合研究分析,认为该矿床主要经历了花岗岩岩浆期后热液充填一交代成矿作用,主要经历了以下3个阶段:
I毒砂一石英阶段,此时体系温度相对较高,形成以毒砂为代表的高温矿物,基本上不产生银铅锌矿化,随着成矿热液进一步向岩体边部和外围运移,主要形成石英、长石、白云母及少量绢云母,此阶段硅化、绢云母化增强。
Ⅱ铅锌银硫化物一石英阶段,主要形成石英、辉银矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿、绢云母和绿泥石等矿物,成矿热液的温度大幅下降,热液携带的银铅锌金属元素开始结晶沉淀,此阶段绢云母化、硅化比较发育,从岩心编录中铅锌矿化与硅化绢云母化共生现象可以得到印证。
Ⅲ碳酸盐一石英阶段,此阶段矿化已接近尾声,表现为此阶段形成的矿物沿早阶段形成的石英裂隙充填,主要形成方解石、白云石、石英、绢云母以及少量铅锌等硫化物。
4.矿床成因讨论
晚古生代地壳抬升下降,在海洋环境下,海水时而浑浊,时而清澈交替出现,浑浊环境下行成泥质岩,清澈环境下形成石灰岩,当地层受到强烈挤压时,地层之间形成一系列“虚脱空间”,石灰岩脆性很高,通常产生裂隙,经后期变质作用,形成矿区赋矿围岩大理岩,后期酸性岩浆热液沿构造侵入,在酸性环境中,大理岩(CaC03)溶解,形成碱性溶液,而含矿热液中携带的大量Pb2+、Zn2+等阳离子在碱性溶液中析出,形成铅锌矿体。
在矿区剖面中可以看出,铅锌矿体无一例外均赋存于黑云母花岗岩与大理岩内外接触带中。表明该区成矿与黑云母花岗岩密切相关。成矿物质来源于深部的“岩浆房”,与黑云母花岗岩体同源。在矿石矿物观察过程中,没有发现石榴石、透辉石及透闪石等矽卡岩矿物,因此该矿床不属于矽卡岩矿床。该矿床的围岩蚀变主要发育黄铁矿化、硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、高岭石化等中低温蚀变特征,因此我们认为该矿床属于中低温岩浆期后热液充填交代矿床。
5.结论
卧力吐铅锌矿床经历了花岗岩浆期后热液充填一交代作用,初步划分为毒砂一石英阶段一铅、锌、银硫化物一石英阶段一碳酸盐一石英3个成矿阶段,岩浆演化侵入活动为成矿提供了成矿物质来源,成矿时代应属华力西期,与黑云母花岗岩密切相关。成因类型为与酸性岩浆期后热液有关的中低温填充一交代矿床。
关键词:卧力吐铅锌矿;地质特征;矿床成因;内蒙古
1.成矿地质背景
卧力吐铅锌矿位于大兴安岭中南段库伦旗西南约80km处,地处于天山一内蒙中部一兴安地槽褶皱系,温都尔庙一翁牛特加里东褶皱带,敖汉旗复向斜北东段,属突泉一林西华力西燕山期多金属成矿带,区域上出露的地层主要为古生界石炭系上统石咀子组(C2s),中生界侏罗系上统土城子组(J3t)、九佛堂组(J3jf),白垩系下统义县组(K1y)及第四系(Q)。
构造比较发育,即有褶皱构造又有断裂构造,褶皱为敖汉复向斜的北东翼,晚古生代复向斜活动进一步增强,在该区形成次级褶皱构造卧力吐背斜,该背斜走向北东,背斜軸面倾向南东,倾角50°,主要有石炭系地层组成。断裂构造有北东向和东西向两组,一般延长几公里,北东向断裂呈雁列式展布,走向30°~50°,倾向东南,倾角40°~65°,东西向断裂倾向北,倾角60°左右。继承性活动比较明显,为岩浆的上升提供了通道,对本区多金属矿化以及矿床的形成具有重要的控制作用。
岩浆岩自华力西到燕山晚期均有侵入活动,以酸性岩为主产出,呈北东向、北北东向展布,主要有华力西晚期黑云母花岗岩、燕山晚期细粒黑云母花岗岩。脉岩较发育,主要为灰绿岩脉、花岗斑岩脉及石英脉,主要呈北东向展布,规模不大,分布较广。
2.矿床地质特征
矿区出露的地层主要为上石炭统石咀子组(C2s)和第四系(Q),上石炭统石咀子组(C2s)为一套浅变质的海相砂泥质一碳酸盐岩沉积建造,产状:倾向一般为130°~140°,倾角一般为55°~85°。根据岩性特征划分为二个岩性段,以粉砂质泥质板岩为主的下岩段及以大理岩为主的上岩段,其中大理岩段为本矿区赋矿围岩。第四系主要由风成砂、现代冲积、坡积物组成,分布于沟谷中。矿区构造主要为单斜构造和断裂构造,单斜构造为卧力吐背斜的东南翼,由石炭系上统石咀子组的变质砂板岩、结晶灰岩组成。该单斜构造走向北东,倾向南东,倾角55°~66°,东西出露宽4km左右,南北出露长1.5km左右。北部被海西期黑云母花岗岩侵入,南部被第四系覆盖。断裂构造为F2、F3两条北东向次级构造,构造带附近岩石比较破碎,是本区的容矿构造。对矿体无明显破坏作用。岩浆活动频繁,仅出露华力西晚期黑云母花岗岩及闪长岩、辉绿岩、花岗斑岩及石英脉。
2.1矿体特征
卧力吐矿区已发现45条铅锌矿体,其中规模最大为2号矿体,走向55。左右,倾向东南,倾角25°~68°,倾向延伸600m左右,矿体呈脉状,厚度0.85m~20.35m,平均厚度11.61m,具有中间较厚大两侧逐渐变薄的趋势,平均品位:Pb1.36%,Zn1.70%,受构造控制明显,该矿体形成于海西期黑云母花岗岩与上石炭统石咀子组大理岩的接触带上,矿体以填充方式赋存于内外接触带内。
其他矿体在走向上成群、成束分布,在倾向上单斜叠瓦状排列,矿体总体以北东向为主,个别北北东走向,倾角25°~68°,厚度一般几米至数十米,延长50m~495m,延深17m~428m,矿体呈脉状、透镜状产出,但沿走向和倾向上均有尖灭再现、局部有分支复合等现象,受次级张性断裂构造控制。
2.2矿石组构特征
矿石结构为粒状结构、交代结构、包含结构、乳滴状结构及叶片状结构,矿石构造为浸染状、细脉浸染状、块状、致密块状、斑杂状、团块状及脉状构造。
2.3矿石矿物组分
矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、黄铜矿、辉银矿,次为磁黄铁矿、白铁矿、毒砂、斑铜矿。主要矿物共生组合有:方铅矿-闪锌矿-黄铁矿、方铅矿-闪锌矿、方铅矿-闪锌矿-辉银矿、方铅矿-闪锌矿-黄铜矿-斑铜矿、方铅矿-闪锌矿-黄铁矿-毒砂、黄铁矿-毒砂组合等。
脉石矿物主要为方解石,长石、石英,次为白云石、白云母、绿泥石及绿帘石。
2.4矿石类型
矿体基本均为隐伏矿体,均为原生硫化矿,矿石自然类型按有用元素成分可分为银铅锌矿石、铅锌矿石、铅锌铜矿石,按矿石构造可分为块状矿石、致密块状矿石、浸染状矿石、细脉浸染状矿石、脉状矿石。矿石工业类型为团块状铅锌硫化物矿石。
3.成矿阶段
成矿作用具有多阶段、多期性和复杂性的特点,根据钻孔编录所揭示的矿体产状及围岩蚀变特征,结合手标本矿石构造观察和镜下矿石结构综合研究分析,认为该矿床主要经历了花岗岩岩浆期后热液充填一交代成矿作用,主要经历了以下3个阶段:
I毒砂一石英阶段,此时体系温度相对较高,形成以毒砂为代表的高温矿物,基本上不产生银铅锌矿化,随着成矿热液进一步向岩体边部和外围运移,主要形成石英、长石、白云母及少量绢云母,此阶段硅化、绢云母化增强。
Ⅱ铅锌银硫化物一石英阶段,主要形成石英、辉银矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿、绢云母和绿泥石等矿物,成矿热液的温度大幅下降,热液携带的银铅锌金属元素开始结晶沉淀,此阶段绢云母化、硅化比较发育,从岩心编录中铅锌矿化与硅化绢云母化共生现象可以得到印证。
Ⅲ碳酸盐一石英阶段,此阶段矿化已接近尾声,表现为此阶段形成的矿物沿早阶段形成的石英裂隙充填,主要形成方解石、白云石、石英、绢云母以及少量铅锌等硫化物。
4.矿床成因讨论
晚古生代地壳抬升下降,在海洋环境下,海水时而浑浊,时而清澈交替出现,浑浊环境下行成泥质岩,清澈环境下形成石灰岩,当地层受到强烈挤压时,地层之间形成一系列“虚脱空间”,石灰岩脆性很高,通常产生裂隙,经后期变质作用,形成矿区赋矿围岩大理岩,后期酸性岩浆热液沿构造侵入,在酸性环境中,大理岩(CaC03)溶解,形成碱性溶液,而含矿热液中携带的大量Pb2+、Zn2+等阳离子在碱性溶液中析出,形成铅锌矿体。
在矿区剖面中可以看出,铅锌矿体无一例外均赋存于黑云母花岗岩与大理岩内外接触带中。表明该区成矿与黑云母花岗岩密切相关。成矿物质来源于深部的“岩浆房”,与黑云母花岗岩体同源。在矿石矿物观察过程中,没有发现石榴石、透辉石及透闪石等矽卡岩矿物,因此该矿床不属于矽卡岩矿床。该矿床的围岩蚀变主要发育黄铁矿化、硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、高岭石化等中低温蚀变特征,因此我们认为该矿床属于中低温岩浆期后热液充填交代矿床。
5.结论
卧力吐铅锌矿床经历了花岗岩浆期后热液充填一交代作用,初步划分为毒砂一石英阶段一铅、锌、银硫化物一石英阶段一碳酸盐一石英3个成矿阶段,岩浆演化侵入活动为成矿提供了成矿物质来源,成矿时代应属华力西期,与黑云母花岗岩密切相关。成因类型为与酸性岩浆期后热液有关的中低温填充一交代矿床。