内蒙古华银铅锌银矿床地质特征及找矿标志

2021-04-05 15:06杨新雨张会琼刘方方樊学宁
中国金属通报 2021年1期
关键词:闪锌矿北西大理岩

杨新雨,张会琼,刘方方,袁 莹,樊学宁

(1.中色地科矿产勘查股份有限公司,北京 100012;2.北京矿产地质研究院有限责任公司,北京 100012;3.中国黄金集团地质有限公司,北京 100012)

华银矿区位于内蒙古自治区集宁市,地处华北地台北缘,内蒙台隆中生代隆起带的交汇部位,集宁-大同-张家口深大断裂带的南侧,内蒙古集宁中新生代盆地边部,中生代晚期强烈的构造岩浆活动沿断裂分布,主要为火山岩及基性中酸性侵入岩,在这一带分布有大量的与中生代火山岩有关的铅、锌、银矿床,如丰镇九龙湾银矿、水磨口铅锌矿等(祝新友等,2005年)、一个中型铅锌银矿(杨新雨等,2020年;张广纯等,2020年)和多个小型规模的铅锌矿等。

近年来,多家地勘单位在该区域开展了大量的地质勘查工作,取得了一定的找矿成果,特别是在矿体的深部及外围取得了新的进展,对矿区的成矿特征和控矿因素进一步综合研究,重新认识了矿区的找矿潜力和找矿方向。

1 区域地质特征

区域地层主要为:①中太古界集宁群(Ar2jn)(图1),按岩性组合特征分为下部片麻岩岩组和上部变粒岩大理岩岩组,走向约北东45°左右;②中生界白垩系白女羊盘组(K1b)陆相酸性火山岩,上部为灰紫色安山质凝灰熔岩、青灰略带灰紫色安山岩及砖红色薄板状流纹质含浆屑、晶屑熔结凝灰岩,下部常具集块岩、黑曜质角砾凝灰岩及透镜状或团块状黑曜岩;③古近系渐新统(E3)砂岩、砂砾岩,在小东沟和成堂地等地E3地层分别以角度不整合覆于古元古界片麻状花岗岩和中太古界集宁岩群之上;④新近系中新统汉诺坝组(N1h)玄武岩、石英砂岩等;⑤第四系(Qh)砾石、砂砾层,主要分布在河漫滩或河流一级阶地。

区内发生了多期次的沉积、岩浆活动、构造变动和区域变质作用,形成了以北东向为主干构造并复合叠加南北向构造的构造格局,在区域北东向展布的古老基底中,发育着一系列的褶皱和断裂构造。区内断裂构造发育,主要分为NE向、NW向,其形成、演化与位于其两侧的北东向高家窑-乌拉特后旗-化德-赤峰深大断裂带、临河-集宁深断裂、和林格尔-黄旗海深断裂以及其西侧的呼和浩特-河曲深断裂的多期活动关系密切,对不同时期的岩浆活动、变质作用和矿床的形成、分布等都具有明显的控制作用。

区内岩浆活动强烈,侵入岩、喷出岩均有大面积分布。侵入岩以酸性岩为主,少量为基性岩;喷出岩主要为基性岩和中酸性岩。其中酸性侵入岩分布于三岔口、毛不浪和蛤蟆泉一带,侵位于古元古代,呈北东-北东东向枝脉状、带状分布,与区域构造线一致,明显受控于北东-北东东向断裂,并经历了多期变质和变形作用的改造;基性侵入岩出露零星,岩性主要为辉长岩、角闪辉长岩,时代为新太古代;喷出岩主要为熔结角砾岩、熔结凝灰岩,主要分布在大脑包山附近。

图1 华银铅锌银矿区域地质简图

2 矿区地质背景

2.1 矿区地质特征

矿区出露的地层主要为中太古界集宁群(Ar2jn)及第四系(Q)。中太古界集宁群变粒岩大理岩(Ar2Jn2)和片麻岩(Ar2Jn1),集宁群岩层走向北东,倾向130°~160°,倾角45°~60°,变粒岩大理岩组出露厚度大于360m,片麻岩组在矿区出露厚度120m,岩组间整合接触。

图2 华银铅锌银矿区地质简图

集宁群岩性主要有:黑云斜长片麻岩:鳞片粒状变晶结构,片麻理构造,呈鳞片状集合体,常被绿泥石所交代。角闪斜长片麻岩:灰-灰绿色,粒状、柱状变晶结构,条带状构造。大理岩:粒状结构,块状构造,主要由方解石和少量的石英组成。大理岩为中厚层状,岩石中节理裂隙发育,局部见蛇纹石化。

第四系主要分布于山脚及沟谷中,多为坡积和冲积物(图2)。

矿区构造格架为走向北东的褶皱带,和沿褶皱枢纽大致平行发育的挤压破碎带以及北西向断裂叠加构造。另外在东北方向大脑包山存在火山机构的放射状、环状火山机构,勘查区内发育的断裂构造,主要为北东向及北西向断裂,这两组断裂对本区矿床的形成有着重要的作用,而北东、北西向两组断裂的交汇部位较易形成矿体。且北东向、北西向断裂与北东向火山机构环状构造、北西向火山机构放射状构造共同叠加复合控制本勘查区的矿体分布,区内发现的数条矿体被北东向断裂所控制,赋矿围岩主要为厚层大理岩。

矿区内主要的侵入体为侏罗纪花岗岩,多呈北东向脉状展布,局部呈岩脉或岩株产出。

矿区的围岩蚀变较发育,主要类型有:硅化、铁锰矿化和蛇纹石化等,其中以铁锰矿化与成矿关系密切。

2.2 矿区高磁特征

表1 华银矿区岩石磁性参数统计表

据矿区岩石磁性参数统计看(表1),矿区内闪长岩磁性最高,其次为玄武岩,地层中凝灰岩和凝灰角砾岩磁性偏高,片麻岩和大理岩显示低磁化率,区内已发现的矿(化)体主要分布在大理岩与花岗岩、大理岩与片麻岩接触带附近的大理岩中,接触带一般为地磁区域,由此可见该区寻找深部大理岩或者接触带具有一定的磁性条件。

高磁数据经过处理共圈定了三个高磁异常区和一个环形异常区(图3),其中Ⅰ、II和Ⅲ号为强磁异常区,Ⅳ号异常为环形异常区。其中I号强磁异常区对应大面积花岗岩区域,II强磁异常区与北部低磁异常梯度带部位为华银铅锌银矿,Ⅲ强磁异常区对应为李清地铅锌银矿,在Ⅲ强磁异常区与南端的低磁异常区域对应为厚旺银矿。因此推断,矿体主要分布在高磁异常与低磁异常梯度带附近。Ⅳ号环形异常区内部为低磁异常,边部为高磁异常。为找矿有利地段。

另外,矿体同时受构造控制,磁异常图显示,低磁异常呈北东向或北西两组方向,与矿区构造格架基本对应。

图3 华银铅锌银矿区磁力△T异常平面图

2.3 矿区地球化学特征

区域进行了1:10000岩屑地球化学测量,矿区内共圈定Pb、Zn、Au、Ag、Cu综合异常16个(图4),异常整体呈北东向展布,与矿区地层方向一致。局部呈北西向展布,基本与区域放射性构造线一致。其中H-4号、H-5号和H-8号综合异常对应华银铅锌银矿(矿至异常); H-1号综合异常分布于矿区的东北部对应李清地铅锌银矿(矿至异常);H-10号综合异常分布在矿区的东部对应厚旺银矿(矿至异常)。

图4 华银铅锌银矿区Pb、Zn、Au、Ag、Cu综合异常图

矿区内的H-2号和H-3号综合异常分布于矿区的中部,呈椭圆状和南北向条带状分布,规模和异常强度都较好 ,地表检查多见有铁锰矿化砖石,都具有较好找矿前景。值得进一步勘查评价。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

矿区内已圈定的矿体多呈脉状和透镜状,主矿体为1号和5号矿体,矿体主要受两组构造控制,浅部以受北东向构造控制为主,深部受北西向构造控制明显,矿化多产于大理岩与岩体接触部位的大理岩中,矿体具有膨大缩小、尖灭再现特征,如1号矿体,矿体呈脉状,分布在103~113线之间,矿体1342标高以上为北东向,倾向南东,矿体在1342以下为北西向,倾向南西。铅+锌品位6%~22%,局部富银。当围岩为片麻岩时,矿化强度减弱,矿体变薄或尖灭。如5号矿体,分布在101~107线之间,矿体形态为透镜状,上部矿体较厚,向深部变薄。

3.2 矿石矿物成分

矿石中主要的金属矿物有:方铅矿、闪锌矿和黄铁矿等。主要脉石矿物有石英、方解石及少量的绢云母等,主要金属矿物特征如下:

方铅矿:白色,他性不规则状、均质,粒径0.05mm~1.5 mm(图5)相对含量5%~20%,呈聚集体交代闪锌矿与其连生分布或交代闪锌矿呈虫状分布在闪锌矿中,在氧化状态下多倍脉石、铅氧化物等交代呈大小不等的孤岛状、骸晶状颗粒,呈分散状或聚集体分布。

闪锌矿:灰色,他形不规则状,被方铅矿交代,呈聚集体分布,内部偶见有黄铜矿包裹体,粒径变化较大0.2mm~1.5mm。

黄铁矿:淡黄白色,半自形—他形粒状,在矿石中是含量较多的金属矿物,占矿物相对含量的5%~15%。粒径多在0.15mm~1.5mm(图5),呈分散状分布,与闪锌矿、方铅矿连生分布。部分被方铅矿、脉石矿物交代呈骸晶。

铅丹:为铅氧化矿物,灰色,细粒集合体状,粉黄红色内反射色,实体镜下为橙红色,粉末状,低硬度,集合体大小在0.1mm~2mm,呈斑点状分布,相对含量1%~2%。

3.3 矿石结构构造

矿石的结构:主要有四种,①自形~半自形粒状结构,方铅矿、闪锌矿、黄铁矿呈自形、半自形粒状集合体、或浸染状分布于脉石矿物中;②碎裂状结构,为一种动力变质结构,矿石中的矿物颗粒多呈碎裂状或具碎裂纹,但保留矿物的晶形,石英颗粒多具波状消光;③交代环边(带)结构,闪锌矿被方铅矿、黄铁矿被褐铁矿交代形成环边(带)结构。④不规则交代假象粒状结构,黄铁矿被褐铁矿交代,褐铁矿呈黄铁矿板条状假象。

矿石的构造:主要有四种情况,①角砾状构造,为该矿最主要的构造特征;②网脉状构造;③浸染状构造(图5),方铅矿、闪锌矿黄铜矿在脉石矿物中呈浸染状分布;④团块状构造(图6)。

4 矿床成因及找矿标志

目前关于华银矿床类型研究者大都认为矿床与火山-岩浆活动有成因关系(吕增尧,2012),为与中生代陆相火山作用有关的火山热液矿床,该类矿床一直是铅锌银多金属矿床的重要类型,如山西支家地(张会琼等, 2012)、河北牛圈(王胜权等,2009)、内蒙古甲乌拉—查干铅锌银(高德荣等, 2016)等。该类矿床常发育较好的元素分带(陈旺等,2006)。

(1)矿区矿化与火山机构有着密切的关系,不仅脉岩的分布与放射状、环状火山机构有关,而且矿(化)体的分布也直接与这些火山机构有关,NW向矿体正是火山机构的放射状构造的具体表现,而NE向矿(化)体则与火山机构的环形构造相吻合。二者共同控制了区内矿带、矿体的分布与产出。

(2)矿区矿化分带明显,随着与大脑包火山岩相距的距离不同,金属元素出现了较为明显的水平分带现象,远离火山岩体的矿体以高银、低铅锌和低金为主要特征,靠近火山岩体中心的以高铅锌,低银、金增高含铜富硫为特征。

(3)矿体受构造控制明显, 北东向构造为早期区域基底构造,北西向构造为晚期火山构造,构造交汇部位矿体明显变富。浅部(1400标高以上)主要有区域的北东向构造控制,深部(1400标高以下)区域火山构造的放射状北西向构造为主要控矿构造(表2),因此今后在生产或勘查中一定要注意矿体的走向。

表2 华银矿区主要矿体走向与构造控制一览表

(4)从包体测温所得结果看,黄铁矿爆裂温度平均260℃,方铅矿爆裂温度平均243℃,闪锌矿爆裂温度平均215℃,三种矿物平均爆裂温度为243℃,属低温矿床(吕增尧,2012)。

综上所述,华银矿床为中低温热液裂隙充填交代型铅锌银多金属矿床。这类矿床浅部多表现为脉状,深部具有一定的找矿潜力。根据对矿区的综合研究总结了矿区主要找矿标志:

(1)矿区古采坑,地表见有铁锰矿化区域。

(2)大理岩与花岗岩接触带附近,特别是具有铁盟碳酸盐化部位。

(3)火山机构的放射状构造与北东向构造交汇部位,一般是成矿有利部位。

图5它形粒状方铅矿 半自形-他形粒状黄铁矿

图6 矿石团块状构造 矿石浸染状构造

(4)圈定的物化探综合异常区,是重要的找矿区域。

5 结论

通过对区域、矿区的矿(化)体和矿床的综合研究,认为华银矿床属于与中生代火山活动有关的充填交代型铅锌银多金属矿床。成矿规律主要是受北东向和北西向构造控制的矿体,坑道内显示北东向构造为张性构造,一般延深不大,北西向断裂为压扭性构造,一般延深较大,并且延深大于延长,深部具有较大找矿空间。

矿区圈定16处综合化探异常,区域已知的三处矿点基本与化探综合异常吻合。矿区中部的H-2号和H-3号综合异常,异常规模和异常强度都较好,值得下一步进行工程验证。

根据华银矿床成矿特征和矿床的分带特性,今后需要对矿区其他矿种引起重视,特别是对Au元素。Au局部已经可以独立圈定矿体,需要进一步根据构造岩相、蚀变岩相填图和元素分带综合研究,补充完善矿床类型,指导深部找矿。

综上所述,今后华银矿区在找矿勘查时应当注意“浅部矿体为北东向,深部矿体为北西”的规律。同时,应当建立矿区的火山-岩浆热液矿床的成矿模型,综合指导矿区及周边的找矿工作。

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