离石大断裂中段低温热液矿床成矿潜力分析

王斌峰

(山西省矿产资源调查监测中心，山西 太原 030024)

1 地质背景

离石大断裂中段大地构造上位置属于鄂尔多斯板内拗陷带(Ⅱ1)、鄂尔多斯东缘板拗(Ⅲ1)、柳林鼻状块凸(Ⅳ3)与山西板内造山带(Ⅱ1)五台山吕梁山板隆(Ⅲ1)、离石块凹(Ⅳ3)的交接地带。其断裂形成早、切割深、规模大，作为吕梁造山隆起带与鄂尔多斯盆地的天然分界构造，近南北向展布，其中段北起方山县南至柳林县，其性质为基底深大断。该构造带对寒武-奥陶系岩相古地理及沉积厚度、中生代岩浆岩活动起到了明显的控制作用，区域已发现的众多的小型多金属矿床和矿点产出均与该断裂有关[1-2]。

1.1 区域地层

区域出露的地层有中太古界界河口岩群、古元古界野鸡山群、下古生界碳酸盐岩建造、上古生界石炭、二叠煤系地层及新生界松散覆盖层。

1.2 区域构造

该区在长期的地质演化发展过程中，区域历经了新太古以来的沉积、岩浆、变质和构造变形及成矿等地质作用。本次研究断裂带中段全长约20 km，断层面倾向西，倾角35°～75°，走向总体呈近南北向。主要表现为古元古界野鸡山群青杨树湾组逆冲于古生界沉积盖层之上，断裂带内岩层产状陡立，挤压破碎强烈，并且伴生有与主断裂平行的褶皱及小型逆冲、逆掩断裂，往往与主断裂呈小角度相接关系，总体表现为一挤压构造带。在断裂南柳林县一带见有金伯利岩群成串珠状分布，在断裂北附近黄圈塔一带发现铅锌矿体，表明断裂已切穿莫霍面，至少到达了上地幔。现地表所见的浅层次断裂、褶皱组合，实为沿早期断裂印支-燕山期重新复活的结果[3-4]。

1.3 区域岩浆岩

区域发育中太古代至新生代侵入岩，岩浆活动频繁，多期次岩浆活动互相叠加。中太古代为西湾片麻岩；古元古代为片麻状黑云母花岗岩；中元古代为基性岩脉、煌斑岩脉、辉绿岩脉、花岗正长斑岩脉、花岗斑岩脉、伟晶岩脉等侵入岩体为主；区域北部临县紫金山—大渡山一带及区域东部外围的交城狐偃山一带可见燕山期中酸性岩浆及碱性岩浆活动。喜马拉雅期煌斑岩脉在区域南部柳林贺家岭出露[5-6]。

2 成矿条件分析

2.1 构造条件

区内构造以断裂构造为主，褶皱构造次之，受区域总体构造格局影响，区内构造以小规模构造裂隙为特征。据地表脉岩出露的展布特征推测区域内主要为北北东向、北西西向构造这两组构造，这两组裂隙构造是本区成矿元素迁移富集的通道和场所，它控制了区内主要化探异常和矿(化)体的展布规律，为本区重要的含矿构造。九根条断层及外围北部黄圈塔F1正断层等，均属次一级断裂，为北北西，北北东向，于铅锌矿成矿有关。断裂系统均伴随出现有旁侧羽状裂隙。受深部构造影响，区内分布四处形态完整的环状构造角砾岩带，环状断面均向环形外侧倾斜，倾角达70°～80°，围岩近断面处均向环状中心倾斜，倾角由2°～10°变陡为25°～50°，环状岩筒中心应为震碎角砾岩[3]，角砾以豹皮灰岩为主(豹皮构造常蚀变而消失或为褐铁矿所替代)，有少量的泥质灰岩及纯灰岩，角砾大小不均，一般数十厘米，最大达十余米，具棱角状，无定向排列，胶结物为黄褐色含铁钙质岩粉，部分地段硅化，胶结致密且坚硬。

2.2 矿化(蚀变)条件

区域成矿区带划分上位于山西成矿区(Ⅱ)、吕梁山成矿带(Ⅲ)的关帝山钨、锡、钼 、稀有、稀土、铁、多金属和石棉矿矿带(Ⅳ)。据以往发现的3处铅锌矿点、1处重晶石矿点(见图1)可见：铅锌矿点金属矿物仅是方铅矿、闪锌矿、孔雀石、镜铁矿、黄铁矿、褐铁矿；脉石矿物为方解石、白云石；重晶石矿点主要矿物为重晶石，围岩蚀变不明显。矿床成因类型均属低温热液型。

图1 研究区构造、地球物理地球化学异常磁异常综合图

铅锌矿点出露地层为奥陶系豹皮灰岩、泥质灰岩及石灰岩等，构造简单。在环状爆破角砾岩带，角砾岩筒边部裂隙及岩筒内的角砾间硅质细脉充填，可见褐铁矿化、黄铁矿化较强及方解石化、白云石化。矿化热液沿围岩及角砾间裂隙充填。局部可见残积铁帽,主要为致密块状，钢灰色赤铁矿及棕褐色菱铁矿，局部为疏松状黑褐色褐铁矿，为热液型氧化帽。以环状爆破角砾岩带为中心，在角砾岩外接触带的裂隙中发现铅锌矿化，Pb 0.909%～0.951%，Zn 0.14%～0.266%，环状角砾岩带附近有4处较明显岩石地球化学剖面异常，4处异常均位于异常元素以Pb、Zn为主，Pb、Zn、As、Sb元素异常相关性好，显示区内角砾岩筒对铅锌矿的有利控矿作用[7-8]。

重晶石矿点出露地层为寒武-奥陶系三山子组白云岩，发育有近东西向断裂。重晶石产出于3～5 m宽的断裂破碎带内，由方解石、重晶石充填，长20～30 m，宽10～30 cm。化学成分：BaSO442.4%～75.42%，Sr 0.39%～0.41%，为低温热液成因。

2.3 地球化学条件

区内存在3处重砂异常，1处水系沉积物异常。重砂异常位于区内北部，异常主要由铅族元素组成，呈不规则状近南北向分布，由二个汇水盆地组成，异常源指示为前述3处铅锌矿点。水系沉积物异常位于区内南部，形态呈长轴状近北西向椭球状，主要由Zn、Au两个单元素异常组成，具二级浓度分带，该异常规模中等，强度较高，单元素异常套台较好，异常浓集中心较明显，在异常的上游，发现含铁硫化物、褐铁矿化、网脉状绿帘石化发育，上游仍有异常分布，具有地球化学找矿意义。

2.4 地球物理条件

区内分布4处地磁异常。整体上C-1异常北西向展布，C-2、 C-3、C-4落在一近似圆环上，异常形态不甚规则，正负异常伴生，磁场值变化范围一般在-300～600 nT之间，等值线梯度变化明显，属活跃磁场区。大面积出露的变质基底未引起磁异常，且无构造断层切穿。C-3异常南西部也可见小面积的变质基底出露，未引起基底磁异常。变质基底的岩性主要为黑云斜-长片麻岩、斜长角闪岩、二云片岩、灰白色厚层透闪大理岩、条带状透辉变粒岩等组合基本呈弱磁性(见表1)。能引起磁异常的只有基性岩或地层中的绿泥片岩、安山岩，或中酸性岩体碳酸岩类岩接触交代形成的矽卡岩，而其他岩性是不会产生磁异常的，因此C-2、 C-3、C-4落在一近似圆环上，显示出了火成岩体的轮廓及构造特征，大面积的沉积盖层区出露的磁异常特征反映了隐伏基底的磁场物征及展布规律，由此可通过圈定磁异常来划定中基性、中酸性岩体的展布形态范围，进而达到在异常边部和接触带上寻找与中基性岩体有关的矿产的目的。

表1 岩石磁化率统计表

3 结论

(1)离石大断裂中段在柳林县一带见有金伯利岩群成串珠状分布，说明断裂已切穿莫霍面，至少到达了地幔。该断裂具有形成早、切割深、规模大的特征，早期断裂印支-燕山期重新复活，区内热液活动多期叠加，为区内导岩、导矿构造。金伯利岩为喜马拉雅期产物，证实该断裂持续活动，区内热液活动多期次叠加，区内已发现的多金属矿床有马头山、黄圏塔、九根条山等众多的小型矿床和矿点，均产在早前寒武纪变质岩和沉积盖层中，均受中生代离石大断裂控制。

(2)研究区内发现3处重砂异常、1处水系异常。重砂异常分布面积较大，显示本区成矿流体活动范围大，奥陶系沉积盖层热液蚀变活动强烈；水系沉积物异常为以Zn为主的Au、Zn元素组合异常，在异常的上游查证，发现了指示异常源的含浸染状黄铁矿化、细脉状褐铁矿化、网脉状绿帘石化地质体，反映了本区中生代以来频繁的岩浆热液活动。

(3)C-2、C-3、C-4磁异常落在一近似圆环上，直观地反映深部隐伏岩体的存在，显示出了火成岩体的环状轮廓及构造特征，且C-3磁异常地表化探异常处发现网脉状绿帘石化，推测隐伏岩体应为中基性岩体，推测九根条一带的角砾岩岩筒为后期隐伏岩体侵入基底及盖层隐爆作用形成的震碎角砾构造。

(4)研究区内有四处形态完整的环状角砾岩带，环状岩筒中心应为震碎角砾岩。角砾岩筒分布范围大，角砾岩边部发育铅锌矿化，证实了角砾岩筒及其外接触带的含矿性。周围的多处已知的低温热液型矿点的矿化蚀变特征显示区内热液活动埋深较大的特点，以往地质工作仅局限于地表低温热液型矿点，磁异常指示的深部岩体对今后找矿工作有重要的指导意义，具有寻找中低温热液型铅锌银多金属矿的潜力。