(中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司 生产技术处,辽宁 抚顺 113321)
红透山铜锌矿床是东北地区目前存在的最大规模的矿床,它的一个主矿体的规模就已经能和大型矿床的多金属矿床进行相提并论。因此,许多国内外的专家和学者都对红透山铜锌矿床保持着高度的关注,试图研究红透山铜锌矿床的成矿模式。红透山铜锌矿床经过六十多年的开采后,开采深度已经达到一千二百多米,红透山铜锌矿床的储蓄量日益减少,之前已经被列为国家第一批的危机矿山。关于红透山铜锌矿床的成矿原因一直没有一个清晰明确的答案。下面主要介绍红透山铜锌矿床的地质特征以及简单分析其成矿原因。
红透山在我国东北部的抚顺市,这里的气候属于温带季风气候。整个矿区和国道相连,因而运输十分便利。红透山铜锌矿床的地址在华北地台北缘赋存于太古宙绿岩红透组中,而这里是中国典型的花岗绿岩地体的分布区。浑河断裂带横穿了这个区域,因而把这个区域划分成了南北两个部分,而红透山铜锌矿床主要位于浑河断裂带的北部—绿岩带中。
红透山铜锌矿区内主要有两种地质构造,分别是断裂构造和褶皱构造。褶皱构造即为倾竖同倾的一个向斜褶皱,矿床就产生在褶皱构造的核心部位置,并且被这些构造和一些断裂带以及层间裂隙所控制。红透山铜锌矿区内的主要褶皱不是单一的区域,而是一个巨大的紧闭的叠加褶皱群,形成这些褶皱的过程分为三期。第一期中构造的作用最强,分布的范围也是最广的。大的褶皱倾向于密集型的排列,包括四组地层,分布的范围约有二十千米。而矿区内的小褶皱的发育方向则是从矿床的中心向四周,但是越向四周,褶皱的数量也变少,强度也减弱了。第二期的褶皱构造较为复杂,从矿床的西部开始发育,并出现了一些规模约为三平方千米的次级褶皱群。第三期的褶皱与之前相比有所变形,并且褶皱较平缓。
红透山铜锌矿区内有许多种岩浆岩,但其中的岩体的规模都比较小。其中有早期形成的橄榄岩,这些岩浆岩的形状大多都是不规则的,有的分布在云母片麻岩,有的分布在角闪片麻岩。在所有的岩浆岩当中,团山子岩体是规模最大的个体。在后期也形成了许多岩浆岩,这些岩浆岩主要是由岩墙产出的,种类主要包括煌斑岩、玄武岩、伟晶岩还有橄榄岩等。后期形成的灰绿岩主要呈现脉状,其中夹杂着层状矿体和红透山组围岩。铜通过对灰绿岩的研究,我们发现它和矿体接触的地方没有发生矿变和蚀变,因此,我们可以推断在发生成矿作用、构造发生变形等活动后的一段伸展时期才是辉绿岩形成的时间。
红透山铜锌矿床的主要赋存层位是红透山组上部的“薄层互层带”,这里的岩石主要是黑云质片麻岩和角闪质。当地的地层产状和红透山铜锌矿体的矿床特征十分的一致,并且两者之间的关系是主要是整合产出,而矿脉切层产出这样的情况也会发生。总的来说,这种层位情况严格控制了红透山铜锌矿床。
截止到目前,红透山铜锌矿床中已经被发现的矿体有三十多条,其中相对规模大的有四条,分别是1号、3号、7号以及30号矿体;其他矿体的规模小并且分布散,主要呈现矿化体。1号、3号、7号、30号矿体本质上属于同样的矿体,但是不一样的分支。在这其中,规模最大的是1号矿体,在地面上蔓延了五百五十多米,向东侧的延申被辉绿岩墙阻断了。1号矿体的厚度约为一到五米,但在一些褶皱处,可以形成80米深的“矿柱”。30号矿体在向斜核部的西部的延长带处,矿体的走向大致为东西走向,长度约为二百米,在中段矿体深六百多米的地方和矿柱交汇到一起。3号矿体和7号矿体都处在向斜的南边,两者在地表深处连成一体,整体向东有长达两千米的延申,然后矿体走向由东西变为东北。
红透山铜锌矿的矿石结构主要有三种,第一种是溶蚀结构,第二种是结晶结构,第三种是固溶体结构。矿石的构造中占主要地位的是形状呈粗粒块状、质地致密的构造,此外还有浸染状构造。金属矿物的种类也很多,主要有黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿和闪锌矿。下面介绍几种主要的矿物的特征。首先是黄铁矿,黄铁矿在红透山铜锌矿中的分布最广,含量最多,是矿区内主演的矿物,且在矿石中硫化物含量中的占比很大。磁黄铁矿在各个矿区都普遍出现,主要的形状是密块状和不规则的粒状,有的时候会以脉状发育。黄铜矿的形状主要是不规则的粒状体和脉状体,普遍存在于脉状的矿体中。
通过对红透山铜锌矿床的地质特征进行分析以及结合其他类似的矿床,我们分析红透山铜锌矿的成矿模式为:很久以前,大约是二十八亿到二十六亿年之前,这个时期我们称为新太古时期。地球上的各大板块都在不停的运动,大陆板块不断地漂移,海洋板块不断地扩张,这样运动的结果使得陆地板块和海洋板块发生了碰撞。洋壳向陆壳的下部分俯冲,形成了岛弧。而海底的火山活动在剧烈的发生着,因此,海底的玄武岩上沉积了许多钙碱性系列的含矿火山岩。火山喷发不是一直进行的,在间歇期的时候,海水可以通过断裂层或是松软层向下渗,下部的岩石由于热变质发生脱水,岩浆房水汽也不断向上移动,这三种水分发生了混合。由于地下岩浆房有热动力,混合后的水分在这样的动力的作用下进行迁移,被加热后可以从中心通道口喷发。这样一来,整体就形成了一个循环的体系。
火山活动不断地发生着,慢慢覆盖了由安山岩、碎屑岩以及凝灰岩组成的盖层,最终与底部的钙碱系列火山岩构成一个封闭的环境,这样一来,后面的热液运动时就不会使金属物质流出去。
综上,我们从矿床区域、岩浆岩、矿体、矿床、矿石等多个方面对红透山铜锌矿床的地质特征进行了简单的介绍,并且分析了红透山铜锌矿的成矿模式,希望能够对深入了解红透山铜锌矿床提供帮助。