浅谈岩浆热液活动在青城子矿床中的成矿作用

张　朋

摘要：辽东青城子铅锌矿是大型铅锌矿床。文章作者在矿区工作多年，通过大量的样本和数据得出岩浆热液活动是矿床形成的根本条件，一是使矿源层中的铅锌矿在岩浆热液的作用下活化聚集，二是岩浆岩中的有用元素参与了成矿叠加作用。

关键词：岩浆热液活动；成矿作用；叠加改造

中图分类号：P611文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）07-0127-02

作为国有大型矿山青城子铅锌矿已开发几十年了，但对“青城子型”铅锌矿床的研究始终没有中断过，笔者想过此文的论述区别于其它矿床，为今后寻找该类型矿床提供一定的判别依据。在辽东、吉南和朝鲜北东部地区的下元古界地层中广泛分部着各种类型的铅锌矿床。这些矿床规模相差悬殊，形成机制各不相同。

就青城子矿区而言，从20世纪50年代开始就有所谓与新岭岩体有关的岩浆期后中温热液矿床的成矿说，到了70年代出现了简单“层控矿床”的成矿说，这几乎排除了岩体对成矿的作用，到了80年代由于现代矿床学理论的飞跃发展则出现了所谓多来源、多阶段、多成因的“叠生层控矿床”的成矿说，这些争论的实质主要是关于铅、锌的物质来源，是侧分泌还是下分泌，硫的来源、流体（介质）的来源，热动力的来源等等。这些问题都是矿床学研究中棘手的问题。此外还涉及矿床形成的整个过程是简单还是复杂，多阶段还是单阶段，成矿过程（时间）是暂短还是漫长，等等。随着现代科学的发展，各种高温、高压、成岩、成矿试验的成就大大开阔了地质人员的眼界，使得有些地质问题可以得到解决。近几年来笔者在青城子矿区工作中注意收集了一些矿床测试资料和矿区及外围有关岩体的一些资料，本文仅就岩浆热液活动在青城子铅锌矿床中的成矿作用论述。

一、区域地质及矿区地质概况

1．区域地质背景。辽东半岛海域、营口、岫岩、凤城和连山关之间、出露地层以前震旦系变质岩为主，包括鞍山群和辽河群，区域铅锌矿化绝大部分赋存于辽河群地层中。区域的早期构造呈东西走向，是一个复杂的背斜构造，称为营口—宽甸古隆起带，轴部出露鞍山群地层，南北两翼出露辽河群地层。晚期构造属华夏和新华夏系，北东向和北北东向断裂构造相当发育。区域上花岗岩的出露占全区面积的三分之一左右，最古老的岩体以连山关混合花岗岩为代表、同位素年龄在12亿～19亿年。稍晚一些的岩体以青城子矿区以南的大顶子花岗岩为代表，同位素年龄为15.5亿年。这些岩体主要分布在虎皮峪—吕家堡子背斜的近轴部附近，大致呈东西走向。

2．矿区地质概况。矿区东部为大顶子岩体，同位素年龄为15.5亿年，属吕梁期产物出露面积较大。双顶沟岩体出露于矿区南部，同位素年龄为2.3亿年相当于印支期岩体，出露面积最大。新岭、姚家沟岩体位于矿区的北东部，同位素年龄为2.17亿～2.26亿年，印支期产物，出露面积小于2平方公里。矿区中的构造主要受吕梁期构造运动的影响，在矿区内形成一系列次级平行的近东西褶皱构造，由北往南为新岭背斜、姚家沟、四棵杨树向斜、青城子背斜、榛子沟—甸南倾伏背斜、双顶沟向斜、矿区南部背斜，此外尚有榛子沟—本山翻转褶皱，是青城子矿区主要控矿构造。矿区的中部和西部普遍发育有北东、北西向的断裂构造、矿体主要分部在北东向断裂构造中。

青城子矿床赋存形态基本上可分三类：（1）层状和似层状矿体，以青城子东区榛子沟为代表，矿体赋存在浪子山组片岩中或大石桥组底部地层中，矿石中Zn>Pb(%)；（2）断裂一侧沿层羽毛状矿体，以青城子南山区的南山坑为代表，矿体赋存于大石桥组三段大理岩互层岩石中、矿石中Zn≈Pb（%）；（3）柱状矿体、以青城子区的本山坑为代表，矿体赋存在大石桥组大理岩地层中。矿石中Pb>Zn(%)。

二、青城子矿区岩体概况

根据研究资料证明，岩体在几至零点几平方公里的小型岩体矿化蚀变往往要好些，如青城子的新岭和姚家沟岩体，这些小型岩体认为是形成青城子铅锌矿床的关键因素。

其中新岭岩体位于青城子矿区北东部，距选厂3公里左右，出露面积约2平方公里，同位素年龄2.17亿～2.26亿年，岩体呈东西走向的椭圆形。侵入于新岭背斜的倾没部位。过去统称为交代斑状黑云母花岗岩，似斑状结构，矿物成分以钾长石为主，其次为斜长石和石英暗色矿物为黑云母和角闪石。岩体相变复杂，岩性多变。有似斑状黑云母花岗岩，二长花岗岩，二长岩，石英正长岩，等等。上述系列由中心向边缘，石英和钾长石由少到多，斜长石由多到少。经镜下鉴定，岩石交代现象十分明显、强烈。斜长石和钾长石相互交代，往往构成明显的“韵律环带”或“反环带”有时亦见有石英晶体的交代现象（交代条纹结构）。这些现象说明岩浆在上侵冷凝过程中地质环境是稳定的。用里特曼指数可划分为钙碱性花岗岩，另据岩石化学特点属于过铝系列和硅酸过饱和的碱性岩石，姚家沟岩体则仅0.02平方公里，特点和新岭岩体相似。

三、岩体的演化成岩过程和类型划分

根据塔鸟松（1979）的资料已将目前世界上花岗岩大体上划分为两大类即：岩浆成因的和超变质因的，而岩浆成因的花岗岩可以分为“幔源”的花岗岩类和“再生”花岗岩类，其中再生花岗岩类约占全部花岗岩的80%左右，另据前人研究资料（李安石同志）将辽宁花岗岩作了如下划分即：

1．基性岩浆（玄武岩超基性岩派生岩浆）分异成因花岗岩（过去认为的传统花岗岩）这类花岗岩为数相为少见。

2．重熔成因的花岗岩类占花岗岩的绝大部分，又可分为：地壳中上部重熔花岗岩和地壳中、下部重熔花岗岩。其中前者大体相当于怀特和查佩尔提出的“S”型花岗岩，主要形成于印支旋迴，后者大体相当于“I”型花岗岩，主要形成于燕山运动旋迴。

从矿区岩浆岩石化学成分，矿区及外围若干花岗岩岩体类型和青城子岩体演化趋势可以看出岩体从老到新有一种过渡性的连续演化趋势，即从钙质花岗岩—钙碱性花岗岩—钾质花岗岩的演化系列，岩体演化和地壳演化是同步进行的。

笔者还收集了矿区外围十几个岩体的岩石化学数据资料，利用多种方法进行对比研究，并结合各种图解，对岩体进行了分类，证明岩体的物质来源主要来自壳源。

从矿区岩浆岩石化学成分可以看出矿区及外围花岗岩基本上属于重熔成因的花岗岩类，其中除了几个较老的岩体和较大的岩体可以和怀特—查佩而的“S”型对比外，其余小型岩体基本属于“I”型岩体，即地壳中下部重熔再生岩浆形成的花岗岩类。矿区新岭、姚家沟岩体即属于此类，就是说该类花岗岩主要物质来源于地壳，在某个地质构造运动中使其局部下沉深埋，由于所处较弱带地热流的影响，使其演化成再生岩浆，局部可以演化至地幔很深。借助大山岩图解，深度仅供参考。

四、成矿物质来源和新岭、姚家沟岩体对的叠加改造作用

1．矿区地层中Pb、Zn等微量元素的分部分配。从宏观上看区域上铅锌矿床及矿点绝大多数分布在辽河群浪子山组和大石桥组地层中，矿区浪子山组基性火山碎屑岩。大石桥组一段（d1）含碳大理石、三段第一层（d31）和第五层CO35某些含碳质不纯条带状大理岩中含Pb普遍偏高。而Zn则仅三段第四层（d34）锰铅榴石云母片岩略偏高（高出地壳粘土岩1.53倍），说明矿区浪子山组和大石桥地层中的Pb、Zn普遍高出背景值。

2．硫同位素的δS34‰+1.33～+7.57，δS34‰平均值为+4.54，众数值为+5.20，反映了以重硫为主，受几次构造—岩浆作用硫同位素分馏作用造成的结果。

3．通过铅锌矿石和新期岩体共4个包裹体成分（测石英）样品分析，证明成矿溶液Cl贫F，富Mg贫Ca相对富K贫Na，低盐度的碱性溶液（K-Mg(Ca)/Cl型）。成矿热液的叠加作用明显与印支期岩浆有关，溶液中的Mg、Ca等其他元素来源于地层。

4．岩体及其围岩石矿化和蚀变对青城子矿床形成的不可忽视作用，或者说是决定性的作用。这些年来我们对新岭、姚家沟两岩体作了大量的工作。采集了大量的岩矿鉴定标本，并通过原生晕的比色分析和光谱分析、直读光谱分析测定了Mo、Cu、Pb、Zn等元素的含量和变化，另外辽宁有色地质局也通过直读光谱分析了Mo、Cu、Pb、Zn等元素的含量和变化。岩体中除锌外，铜、钼、铅普遍高出地壳花岗岩平均值的几倍至几十倍。其中钼更为明显，高出花岗岩平均值的30～60倍。另外在姚家沟岩体周围的钻孔中普遍见有矽卡岩型钼矿化，有些已构成矿体。新岭南东侧本身Cu、Mo、Pb、Zn含矿性场很好，矽卡岩化接触部发育。岩体中心部位发育较强的硅化核，另外从岩体复杂的相变，花岗岩中石英包裹体的三相包体成分等都足以证明上述两岩体是含矿岩体。

从上述大量资料可以看出岩体本身确实具有较高的Mo、Cu、Pb等含量、并且具有硅化蚀变，又从矿石的物质组成、微量元素的变化，矿石包体成分、同位素组成可以看出两个岩体不但本身具有较强的铜，钼含量亦可以在周围寻找铜、钼、金矿床，而且对其南侧的铅、锌矿床的物质起到了叠加改造作用，而且把前述两个岩体的成矿作用看作是青城子铅锌矿床成矿的决定性因素。

作者简介：张朋（1962－），男，吉林四平人，辽宁省有色地质局一○七队副队长，总工程师，从事地质、岩土工程管理工作。