花坤铜多金属矿控矿条件与成矿规律浅析

陈红全，袁和，魏强，王泽蛟



花坤铜多金属矿控矿条件与成矿规律浅析

陈红全1，袁和1，魏强2，王泽蛟2

（1.桂林理工大学 地球科学学院，广西 桂林 541000；2.辽宁有色地质局一〇九队，辽宁 朝阳 122000）

花坤铜多金属矿区地处华北地台北缘燕山台褶带东部辽西台陷西侧朝阳穹褶断束中段，该穹褶断束呈北北东向展布，是辽西地区十分重要的构造—岩浆岩成矿带。在分析区域地质背景、矿床地质特征及主要控矿条件的基础上，总结了该区的成矿规律、找矿标志及找矿方向。通过综合分析认为在矿区具备矿源层—构造—岩浆岩“三位一体”的成矿条件较好的地段，找矿前景极佳，并经过钻孔验证，发现在花坤地区多处具有较好的找矿空间，如在和尚沟东山花岗斑岩与白云质灰岩接触带上48m处见矿。

铜多金属；控矿条件；成矿规律；花坤

辽宁花坤铜多金属矿区经过近几年多阶段的地质勘查工作，以矿源层—构造—岩浆岩成矿理论为指导，经过钻探深部验证，共获得了9条具有工业价值的矿体。

1 区域地质背景

该区地处华北地台北缘燕山台褶带东部辽西台陷西侧朝阳穹褶断束中段，北以北东向凌海—北票岩石圈断裂为界，与内蒙地轴毗邻，南以要路沟—锦西北东东向壳断裂为界，与山海关台拱相连。

区域出露地层大体可分为三个单元，西以北东向梅勒营子冲断层为界，西北侧出露地层主要为中生界侏罗系北票组及白垩系九佛堂组火山岩建造。北票组岩性为黄褐色页岩夹粉砂岩及煤线，九佛堂组主要为页岩、砂岩、粉砂岩。东以北北东向长在营子冲断层为界，南东出露地层主要有中生界侏罗系中统兰旗组、上统土城子组及白垩系下统义县组火山岩建造。梅勒营子冲断层与长在营子冲断层中间所挟持部分出露地层主要为元古界蓟县系及古生界寒武系、奥陶系碳酸盐岩—碎屑岩建造。蓟县系雾迷山组岩性特征为燧石条带白云质灰岩，洪水庄组主要由页岩、白云质灰岩组成，铁岭组由中厚层白云质灰岩、页岩及含锰灰岩组成。

图1 花坤铜多金属矿矿区区域地质略图

K-白垩系 J-侏罗系 O-奥陶系∈-寒武系 Pt3jx-蓟县系 βμ52-燕山早期辉绿岩 δ53-1-燕山晚期黑云母闪长岩 γπ53-2-燕山晚期花岗斑岩 η53-3-燕山晚期二长岩 δμ-闪长玢岩 λπ53-4-燕山晚期流纹斑岩 1-向斜 2-背斜 3-旋扭断层 4-断层 5-矿带及编号

区域构造主要有柏山复背斜、北北东向长在营子冲断层、北东向梅勒营子冲断层和花坤“莲花状”旋卷构造[1]。其中花坤“莲花状”旋卷构造，呈椭圆形展布，直径8~10km，以逆时针方向扭动。西部旋回面保存完整，由两条弧形旋钮断层和一条辉绿岩床组成；东部旋回面已被花坤杂岩体占据。组成该“莲花状”旋卷构造的断裂系统是铜多金属矿液迁移的良好导矿构造，旋卷构造虚脱部位为花坤杂岩体的侵位和矿质沉淀提供了重要场所，迷雾山组地层与花坤杂岩体接触构造及内外接触带次级断裂是铜多金属矿体赋存的有利空间[2]。

区域燕山期岩浆活动强烈，早期主要为辉绿岩，呈岩床产出，主要分布在西门沟、长茂河子和梅勒营子等地。晚期主要为花坤杂岩体，沿“莲花状”旋转构造中心及东部旋回面侵入，为一浅成-超浅成由基性-中性-酸性-碱性组成的复式杂岩体，岩性主要由辉绿岩、黑云母闪长岩、花岗闪长斑岩、花岗岩、花岗斑岩、二长岩、二长斑岩等组成。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

区内共发现9条矿体（图1），长100~3 000m，宽为1~15m。分布在王家杖子、扎兰沟、和尚沟、北台沟、丛香房、邓杖子和付家沟7个矿段。矿体多为脉状和扁豆状、少数为层状和似层状产出。经工作证实，以下9个矿体为主要矿体。

1-1号银矿体：产于花坤南山花岗斑岩，岩枝前缘部位的黑云母闪长岩体边部蚀变裂隙带中。矿体长200 m，水平厚度2.00~3.00 m，产状0°~20°∠42°~65°，揭露垂直深度5 m。品位Ag 260~37 360×10-6。在+630m标高银矿体尖灭，在其上盘黑云母闪长岩与雾迷山组白云质灰岩接触带见有银铅锌矿体，品位Ag 47.10×10-6，Pb 1.08×10-2，Zn 2.11×10-2，地表高品位银可能为次生富集所致。金属矿物主要有自然银、闪锌矿、磁铁矿，地表见较强的褐铁矿化，同时在蚀变带中可见石英细网脉产出。

1-5号矿银锌体：产于白云质灰岩与花岗斑岩接触带及辉绿岩与花岗斑岩接触带，长120m，水平厚度0.6~1.30m，产状15°~105°∠30°~80°。品位Ag 112×10-6，Zn 0.82×10-2。金属矿物可见闪锌矿、黄铁矿。

1-5-1号矿体：产于辉绿岩下盘的白云质灰岩中，矿体长40m，厚3.06m，产状5°~25°∠35°~40°。品位Cu 0.33×10-2。金属矿物可见闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿。

2-3号锌矿体：产于王家杖子西山黑云母闪长岩与雾迷山组白云质灰岩接触带，长100m，水平厚0.50~2.20m。产状290°~300°∠20°~30° 。品位Zn 0.42~1.15×10-2。地表可见少量闪锌矿和孔雀石。

2-4号铜矿体：产于王家杖子西山黑云母闪长岩与雾迷山组白云质灰岩接触带，矿体长100m，水平厚度0.50~1.40m，产状275°~330°∠20°~30°。品位Cu 0.32×10-2~0.89×10-2，Zn 0.65×10-2。金属矿可见闪锌矿、黄铜矿，地表见孔雀石、蓝铜矿。

2-5号铜锌矿体：产于王家杖子西山黑云母闪长岩与雾迷山组白云质灰岩接触带，矿体长100m，水平厚度1.50~2.00m，产状270°~330°∠30°~35°。品位Cu 0.31×10-2~0.35×10-2，Zn 0.92×10-2~1.18×10-2。地表见闪锌矿、黄铜矿及孔雀石、蓝铜矿。

5-2号金银矿体：产于丛香房东山雾迷山组白云质灰岩蚀变破碎带中，矿体长300m，水平厚度1.00~2.00m，产状300°~305°∠55°~70°。品位Au 1.80×10-6~13.70×10-6，Ag 86.60×10-6。

6-1号金银铅锌矿体：产于和尚沟东山花岗斑岩体边部破碎蚀变带中及花岗斑岩与白云质灰岩接触带、二长斑岩与白云质灰岩接触带，矿体长300m，水平厚2.00~4.00m，产状20°~35°∠45°~60°。品位Au 1.90×10-6~13.40×10-6，Ag 45.40×10-6~127.60×10-6，Pb 0.62×10-2~1.72×10-2，Zn 1.20×10-2~3.33×10-2。浅井揭露垂直5~6m。浅井中，Au 0.10×10-6~0.18×10-6，Ag 49.10×10-6~51.50×10-6，Pb 0.10×10-2~0.38×10-2，Zn 1.45×10-2~1.60×10-2。

7-1号金锌矿体：产于北台沟北山雾迷山组白云质灰岩蚀变裂隙带中，矿体长200m，水平厚1.00~2.00m，产状110°∠70°走向20°。品位Au 1.10×10-6，Zn 2.56×10-2~2.74×10-2。金属矿物主要为团块状或细脉状产出的方铅矿，脉体厚度一般为1~5cm，同时可见少量的闪锌矿、黄铁矿产出。

2.2 矿石特征

矿石金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、黝铜矿、辉铜矿、方铅矿、闪锌矿、磁铁矿、磁黄铁矿、白铁矿、软锰矿、硬锰矿及少量白钨矿、辉钼矿等，脉石矿物有方解石、萤石、石榴石、透辉石、蛇纹石、橄榄石、白云石、钾长石、斜长石和石英等，次生氧化矿物为黑铜矿、蓝铜矿、孔雀石和褐铁矿等。矿石主要为半自形粒状结构和他形粒状结构，多为星点状、浸染状和致密块状构造，少见条带状构造和细脉状构造[3]。

矿区内矿石类型按金属矿物组合可划分为五种主要矿石类型分别是：①以黄铜矿、闪锌矿和磁铁矿为主，含少量黄铁矿的铜锌矿石；②以黄铁矿主，含微量自然金和自然银的金银矿石；③以黄铁矿、黄铜矿为主，含微量自然金的金铜矿石；④以方铅矿和闪锌矿为主，含微量自然金和自然银的金银铅锌矿石；⑤以软锰矿、硬锰矿和方铅矿、黄铁矿为主，含微量自然银的银矿石。

2.3 围岩蚀变与矿化类型特征

矿区的围岩蚀变主要有大理岩化、矽卡岩化、铁锰碳酸盐化、褐铁矿化、蛇纹石化、绢云母化、高岭土化、硅化、钾化和碳酸盐化等。矿化类型主要有矽卡岩型铜锌矿化及锌银多金属矿化、蚀变破碎带型金银矿化、热液充填型银锌磁铁矿化（见表）。

矿化类型特征表

矿化类型赋存部位矿化蚀变远景 矽卡岩型铜锌矿化及锌银多金属矿化黑云母闪长岩体与雾迷山组碳酸盐岩地层接触带及花岗斑岩与白云质灰岩接触带矽卡岩化、大理岩化和蛇纹石化，其次为褐铁矿化和铁锰碳酸岩化地表已发现矿体 蚀变破碎带型金银矿化雾迷山组碳酸盐岩地层蚀变破碎带褐铁矿化、钾化和高岭土化，其次为硅化和绢云母化地表已发现矿体 热液充填型银锌磁铁矿化雾迷山组碳酸盐岩接触带及蚀变破碎带褐铁矿化、铁锰碳酸岩化和硅化，其次为大理岩化、碳酸盐化地表已发现矿体

3 控矿条件浅析

3.1 地层控矿作用

区内大面积出露中元古界蓟县系雾迷山组碳酸盐岩地层，经地球化学测量证实，该组地层局部地段（层位）Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Sb、W、S等元素丰度值高出同类岩石克拉克值的10~20倍，成矿元素含量的差异表明，随蚀变作用的发生伴有成矿元素的活化、迁移、富集，为多金属成矿提供了有利的围岩条件和丰富的物质基础，也是多金属矿床（点）赋存产出的重要层位[4]。

3.2 构造控矿作用

区内发育一独特的“莲花状”旋卷构造，组成该“莲花状”旋卷构造的断裂系统是铜多金属矿液迁移的良好导矿构造，同时为花坤杂岩体的侵位和矿质沉淀提供了重要场所。在杂岩体与雾迷山组碳酸盐岩接触带及内、外接触带的次级蚀变破碎带走向延长产状变化的拐弯处和倾向延深较陡缓的变化处应力较集中，促使成矿元素发生一定程度的活化迁移，在接触带及次级蚀变破碎带产状发生变化的部位富集[5]。

3.3 岩浆岩控矿作用

矿区内燕山期岩浆岩活动强烈，早期主要为辉绿岩、黑云母闪长岩，晚期主要为浅成-超浅成花坤杂岩体由基性、中性、酸性岩组成的复式岩体，沿“莲花状”旋卷构造中心及东部旋回面侵入。燕山晚期的花坤杂岩体又分为三个期次侵入，第一期次岩性主要为辉绿岩、黑云母闪长岩，与雾迷山组碳酸盐岩地层接触带形成矽卡岩型铜银锌矿，第二期次岩性主要为花岗闪长斑岩、花岗岩、花岗斑岩，在其内外接触带形成了蚀变破碎型、矽卡岩型、热液充填型金银锌矿，第三期次岩性主要为二长岩、二长斑岩，在岩体内或雾迷山组碳酸盐岩接触部形成高温热液型磁铁矿。

4 成矿规律浅析

4.1 矿床空间分布规律

该区成矿受蓟县系雾迷山组碳酸盐岩、“莲花状”旋卷构造和杂岩体联合控制，铜多金属矿化比较集中的分布在丛香房倾伏向斜和李家杖子倾伏背斜的轴部及转折端，并具有层控趋势，是促使矿体形成的有利临界，是发生成矿作用的有利地段[6]。

“莲花状”旋卷构造控制着杂岩体的侵位和铜锌、银等矿化的分布，黑云母闪长岩体与雾迷山组碳酸盐岩接触变质矽卡岩带、花岗斑岩与白云质灰岩接触变质矽卡岩带、雾迷山组碳酸盐岩地层蚀变破碎带控制着矿体的产出。

4.2 成矿时期

花坤铜多金属矿的成矿时期为燕山晚期，从岩浆岩的侵入活动时期可以看出，花坤杂岩体属燕山期岩浆活动的产物。铜锌成矿与花岗斑岩、辉绿岩及黑云母闪长岩的侵入有密切关系，金银成矿与花岗闪长斑岩、花岗（斑）岩的侵入有密切关系，斜长斑岩的侵入与金铅锌有密切的关系，说明本区的成矿时期为燕山晚期[7]。

4.3 成矿物质来源

花坤铜多金属矿在成矿过程中为从基性-中性-酸性-碱性逐渐过渡的岩浆岩杂岩体提供了热源，而雾迷山组碳酸盐岩蚀变为成矿流体提供了Ca、Mg、CO2。杂岩体在燕山晚期侵入活动过程中，产生了与成矿有密切关系的矽卡岩化、蛇纹石化、铁锰碳酸盐化、褐铁矿化、钾化和硅化[8]。

5 找矿标志与找矿方向

5.1 找矿标志

根据矿区内控矿条件及成矿规律的浅析，得出该矿区内中元古界蓟县系雾迷山组碳酸盐岩与岩浆岩接触部位是找矿的主要靶位，并经钻孔验证在接触部位见矿效果较好。

根据矿区内蚀变类型总结的找矿标志：矽卡岩化、大理岩化和蛇纹石化，其次为褐铁矿化和铁锰碳酸岩化的一套蚀变组合是在该区寻找矽卡岩型铜锌矿及锌银多金属矿的主要标志；褐铁矿化、钾化和高岭土化，其次为硅化和绢云母化的一套蚀变组合是在该区寻找蚀变破碎带型金银矿的主要标志；褐铁矿化、铁锰碳酸岩化和硅化，其次为大理岩化、碳酸盐化的一套蚀变组合是在该区寻找热液充填型银锌磁铁矿的主要标志。

5.2 找矿方向

通过对花坤地区的地质特征、控矿条件、成矿规律及找矿标志的综合研究，表明在该区内具备矿源层—构造—岩浆岩“三位一体”及矿化蚀变齐全的地段，具有较大的找矿空间。

根据上述综合分析得出在花坤境内的王家杖子、扎兰沟、和尚沟、北台沟、丛香房、邓杖子和付家沟7个地段，具有较好的找矿前景。如在花坤—和尚沟地段经地表槽探及浅井工程的揭露见矿效果较好，由TC15、TC16、TC24号槽和HZQJ2、HHQJ6号浅井控制，矿体长300m，水平厚2.00~4.00m。Au品位1.90×10-6~13.40×10-6，Ag品位45.40×10-6~127.60×10-6，Pb品位0.62×10-2~1.72×10-2，Zn品位1.20×10-2~3.33×10-2；经ZK108-1号钻孔深部工程验证在48m处见矿，矿体铅垂厚度5~6m。Au品位0.10×10-6~0.18×10-6，Ag品位49.10×10-6~51.50×10-6，Pb品位0.100.38×10-2~0.38×10-2，Zn品位1.450.38×10-2~1.60×10-2（图2）。

图2 花坤铜多金属矿区108线地质剖面示意图

Q-第四系 Pt3jx-蓟县系迷雾山组 1-白云质灰岩 2-花岗斑岩 3-二长斑岩 4-蚀变破碎带 5-矿体 6-竣工钻孔编号及标高

6 结 论

该区地处华北地台北缘燕山台褶带东部辽西台陷西侧朝阳穹褶断束中段，成矿受蓟县系雾迷山组碳酸盐岩、“莲花状”旋卷构造和花坤杂岩体联合控制，铜多金属矿化比较集中的分布在丛香房倾伏向斜和李家杖子倾伏背斜的轴部及转折端，并具有层控趋势，具备矿源层—构造—岩浆岩“三位一体”的成矿条件，具有较好的找矿前景。

花坤杂岩体是由基性-中性-酸性-碱性多期次逐渐过渡的复式侵入岩。与铜锌多金属成矿具有明显的时空关系和成因联系。形成了与黑云母闪长岩体侵入密切相关的矽卡岩型铜锌矿，与花岗斑岩有关的蚀变破碎带型和热液充填型金银铅锌多金属矿。

虽然区内成矿元素含量有着显著的差异，但并不是区域成矿作用的关键，而起决定性因素的则是区内是否存在一种或多种地质作用，能把岩石中的金属元素活化萃取，被热液搬运并在合适的构造环境下富集成矿。

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Ore Control Factors and Metallogeny of the Huakun Cu-Polymetallic Deposit

CHEN Hong-quan1YTUAN He1WEI Qiang2WANG Ze-jiao2

（1-Department of Earth Sciences, Guilin University of Technology, Guilin, Guangxi 541000 ;2- No.109 Geological Team, Liaoning Bureau of Geology of Nonferrous Metals, Chaoyang ,Liaoning 122100）

TheHuakun Cu-polymetallic deposit lies in the middle section of the Chaoyang dome-fold-fault beam as an important tectonomagmatic belt on the northern margin of the North China platform. The present paper has a discussion on regional geological setting, geological features, ore control factors and ore criteria of the deposit. There is good metallogenic geological condition and prospecting potential where three-in-one of source bed, structure and magmatic rock coincide.

ore-control condition; metallogeny; Huakun; Cu-polymetallic deposit

2017-11-08

陈红全（1990-），男，内蒙古牙克石市人，硕士生，研究方向：矿物学、岩石学、矿床学

P618.41

A

1006-0995（2018）03-0431-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.03.019