辽宁省开原市石屯沟铅锌矿地质特征预测

中图分类号：F407.1

0引言

石屯沟铅锌矿位于著名的辽宁省关门山铅锌矿区,1974年―1975年铁岭地质大队在该区进行过初步普查工作并进行了钻探工程,钻孔中没有见到预想的白云含矿带,因此该区地层产状可能受地形的影响与其相反.2007年笔者在石屯沟铅锌矿进行了普查工作,通过施工的2个钻孔、分析结果,证明了该矿区矿（化）体的产状较陡（近于直立）,矿体向下延深厚度增大、品位增高.现据所取得的资料对该矿区的地质特征进行初步研究.

1区域地质背景

石屯沟铅锌矿大地构造位置处于华北陆台北缘,铁岭---靖宇古隆起之凡河凹陷内.凡河凹陷由中―上元古界、中生界和新生界组成,不整合于太古之上,它呈北东向延伸,嵌于华北地台北缘的李家台隆起与吉黑地槽之间.地层主要有太古界鞍山群变质杂岩.中―上元古界长城系大迫山组、康庄组、关门山组；蓟县系佟家街姐、虎头岭组、二道沟组、石门子姐、宋家沟组、杨士屯组；青白口系于业沟组、腰未台冲组及震旦系殷屯组.中生界中下侏罗统及白垩系.区内岩浆岩不发育,主要有辉绿岩、辉绿玢岩及闪长岩.均呈脉状侵入于褶皱轴部或填充于断裂中.较大的岩脉长由几十米至几千米,小岩脉仅几十厘米至几米.与白云岩接触处有热力退色现象,几种脉岩均属成矿前产物,对矿液的沉淀起到障壁作用.该区位于华北地台北缘,北面被加里东―华里西地槽截断,具有夭折的裂谷性质,其曾经历过中―晚元古代裂陷和沉降,元古代末回返,华里西―印支期褶皱及燕山期断裂等多幕地质事件的影响,逐步形成了现在的构造格局.主要褶皱有凡河复向斜、杨庄子复背斜和柴河复向斜.这些褶皱轴向最初可能为NEE向和EW向,但由于受多幕构造作用影响,使其大大复杂化了.凡河凹陷周边断裂构造十分发育,其中以NE向和NW向断裂最为发育,EW向SN向次之.其断裂构造的生成和发展与褶皱构造具有一定的成生联系,多具多次活动的特点,大致可分为早期和晚期,凡是附近有矿体赋存的和有脉岩充填的断裂构造应属早期断裂构造,往往被晚期构造活动所利用和影响,具有多次活动的特点,一般规模大.晚期断裂构造往往具有斜冲擦痕、白色破碎带或白色角砾岩,并切割闪长岩脉或矿脉.多数晚期断裂利用或追踪早期的断裂构造形迹,使其规模逐渐加大,破坏强度增加.单独出现的晚期断裂构造较少,且规模也不大.

2矿区地质特征

区内出露地屋主要为中元古代长城系康庄组；蓟县系佟家街组紫灰色条纹状白云岩、虎头岭组浅粉色中粒石英砂岩及浅粉色中粒石英砂岩、石门子组深灰色泥质、粉砂质板岩夹石英砂岩、粉―灰白色块状白云砾屑白云岩条纹状白云岩夹石英砂岩、产叠层石.中生界中下侏罗统及白垩系.

区内变质岩较发育,主要有太古宙表壳岩、变质深成侵入岩、变质基性岩墙等.

区内岩浆岩较发育,斜长花岗岩、二长斑岩,出露在东北部；闪长岩在区内呈脉状出露；安山玢岩公在东部出露；辉长岩出露在东南部.

本区断裂构造和褶皱都很发育.北部有近东西向的沙河断裂、南部有近东西向的大苇塘断裂.中部为北西向的姑子庵断裂及北东向和南北向的断裂.

裤裆沟褶皱构造是由4个次级背斜、5个次级向斜组成的复式向斜构造.卷入褶皱的地层为中元古界树芽屯群石门组.复式向斜上总体上呈东西向展布.

3矿床特征

根据地质勘查成果,区内共圈出4条铅锌矿化带,均赋存于中元古界蓟县系虎头岭组细晶块状白云岩中,矿体受层位控制明显,矿体靠样品分板结果圈定.

第一条矿化带,长170m,宽1---1.34m,Zn0.63---1.75%；

第二条矿化带,长220m,宽0.7---1.0m,Zn0.58---2.18%；

第三条矿化带,长150.0m,宽1.0---4.6m,Zn2.78---4.03%；

第四条矿化带,长320.0m,宽1.2---5.0m,Zn0.45---2.43%.

矿石矿物以硫化物矿石为主,矿石矿物为方铅矿、闪锌矿,脉石矿物为白云石、重晶石.

围岩蚀变主要为硅代、碳酸盐化、重晶石化,次为黄铁矿化、绿泥石化、绢云母化,局部见赤铁矿化、电气石化和钾长石化等.其中硅化、碳酸盐化与成矿关系密切.

4成矿地质条件

本区成矿地质背景与控矿条件及控矿因素与辽宁省关门山铅锌矿床地质背景及控矿条件相类似,铅锌矿均赋存于中元古界蓟县系虎头岭组白云岩中,严格受层位控制.根据区域地质背景调查和几次矿床成因类型的研究,综合历年来对已发现的矿体、矿化地段的实地调查成果.对石屯沟铅锌矿的成矿地质条件提出如下分析：

4.1条带白云岩是成矿的有利岩性

根据以往勘探资料显示石屯沟铅锌矿中的铅锌矿（体）化都产于条带状藻白云岩呀是贴近条带状藻白云岩的上覆岩石即块状白云岩中.

该白云岩在石屯沟铅锌矿矿区呈近东西向带状展布.经碳氧同位素分析,表明该白云岩系产于前寒武纪受变质的浅海相碳酸盐岩,经古生物鉴定属藻白云岩.在成岩过程中受多次升降运动,原岩受多次溶蚀和渗流,孔隙度发育,有利于矿液的渗透.此外条带极易产生层间滑动造成空间,利于矿液沉淀,同时暗色条带富炭质,在矿液沉淀过程中起到还原剂的作用,促进成矿.

4.2断裂构造是控矿的主要因素

已探明的石屯沟铅锌矿几条矿（化）体均赋存在主干断裂带内或赋存在主干断裂旁侧100---300m范围内的低序次断裂中.

从八种元素（Pb、Zn、Cu、Hg、Ag、Cd、As、Sb）分析来看断裂构造中的八种元素的丰度值与矿体中金属元素异常吻合,因此对已经控制的断裂构造进行化探取样,既能确定其成矿特征,也是指导我们寻找隐伏矿体的一个重要的最简便的方法之一.

4.3褶皱构造对找矿有重要的指示作用纵观石屯沟铅锌矿区,由于承受南北向压力产生东西向褶皱,产生两组即北东向与北西压扭性断裂和南北向张性裂隙,这为矿液活动和沉淀形成通道和空间.

通过查明褶皱的准确轮廓,判断对成矿有利的条带状藻白云岩的去向,结合断裂构造,脉岩共生分布等因素,综合考虑指导寻找铅锌矿矿体还是有重要作用的.

4.4蚀变辉绿岩、辉绿玢岩、闪长岩脉与成矿有亲缘关系

矿区可见到的几种脉岩体多分布于褶皱轴部或断裂构造附近,有的辉绿岩脉直接侵入于断裂带中.岩脉长几十米至数千米,宽几米至数百米.与白云岩接触,白云岩有退色现象,退色带宽度与岩体厚度成正比,一般宽5―10m,最宽40m.在接触带上局部可见阳起石、电气石、绿帘石化.

实地观察,矿区内出现的几种脉岩均属成矿前侵位后又遭到应力作用形成裂隙被金属硫化物充填.因此,脉岩与矿体在是上关系密切,且对矿液的沉淀起到障壁作用.由此可以得出这样的认识,即脉岩发育的地段说明断裂构造发育有利于矿液沉淀.因此,对找铅锌矿体有间接的指示作用.

4.5矿石类型、矿物组合是找矿的直接标志

已知石屯沟铅锌矿,其矿石类型可分为网脉状矿石、角砾状矿石及致密块状矿石、石英白云石脉矿石,前两者是该矿床的主要矿石类型.

①致密块状矿石由闪锌矿、方铅矿、黄铁矿三种矿物组成,金属硫化物占98%--100%.锌金属含量一般在20%--60%.铅金属含量为10%--45%.该矿石组成矿体的核心,与围岩及网脉状矿石界线清楚.

②网脉状矿石由方铅矿、闪锌矿和少量黄铁矿充填于条带状白云岩的节理裂隙中,部分具交代现象,脉石矿物有白云石、石英.铅金属含量0.5%---10%,锌金属含量在0.7%--15%.网脉状矿石多赋存于致密块状矿石周围,形成一个外带,也有单独构成的网脉状小矿体,网脉状矿石与矿化围岩为渐变关系.

③角砾状矿石分布不普通,在致密块状矿石的矿体边部局部见到,白云岩呈角砾状被金属硫化物及脉石矿物充填胶结.

④石英白云石脉型矿石由单一的闪锌矿或方铅矿组成,矿物结晶程度高,晶体较大,带呈团块状或细脉状产于白云石、石英脉中.这种矿石当密集时可构成小矿体,多数则以星矿化出现,但分布较广,也可能是工业矿体的,可做为直接找矿的标志.

5石屯沟铅锌矿的找矿方向及远景预测

综上所述,石屯沟铅锌矿成矿地质背景和控矿条件与已知的典型矿床-----辽宁省关门山铅锌矿床地质背景及控矿条件极其相似,矿床严格受层位控制,成矿地质条件优越,区域化探异常明显,矿化范围宽阔,找矿潜力巨大.目前该区地表已圈出4条铅锌矿化带,长150---320m,宽0.7---5.0m,Zn品位0.45%---4.03%.另外通过2007上半年钻探施工,在该区的深部找矿方面也取得了重大进展.共施工钻孔2个,两个钻孔均见到铅锌、银、金矿化.其中ZK001号钻孔,在深度23.56---28.56m处见到伪厚为5m的铅锌矿体,锌品位分别为：8.14%、5.00%、8.27%、3.97%、1.71%,平均品位5.42%,铅品位较低,均在0.25%以下.ZK401号钻孔,在白云岩中铅锌矿化普遍,共见有9层矿,伪厚1.0---2.65m不等,经分析,铅+锌品位一般为0.65%±,最高3.22%.所以在本矿区找矿应着重于白云岩含矿性的研究,尤其对该层位的深部应加以控制、探索.