周伶俐, 曾慶棟, 劉建明, 張作倫, 段曉俠陳文文, 李延春, 魏金江

(1.中國科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所,北京 100029;2.中國科學(xué)院研究生院,北京 100049;3.東華理工大學(xué),江西 344000;4.吉林大黑山鉬業(yè)有限公司,吉林 132200)

吉林大黑山斑巖型鉬礦床成礦階段及含礦裂隙分布規(guī)律

周伶俐1,2, 曾慶棟1, 劉建明1, 張作倫1,2, 段曉俠1,2陳文文3, 李延春4, 魏金江4

(1.中國科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所,北京 100029;2.中國科學(xué)院研究生院,北京 100049;3.東華理工大學(xué),江西 344000;4.吉林大黑山鉬業(yè)有限公司,吉林 132200)

吉林省大黑山鉬礦賦礦巖體主要為花崗閃長巖及角礫巖,與成礦相關(guān)斑巖為花崗閃長斑巖,斑巖含礦性較差。礦床發(fā)生多階段鉬礦化疊加活動:Ⅰ-細(xì)石英網(wǎng)脈階段、Ⅱ-較寬石英網(wǎng)脈階段、Ⅲ-寬石英網(wǎng)脈階段、Ⅳ-石英大脈階段,其中Ⅱ、Ⅲ階段為主成礦階段。礦區(qū)內(nèi)不同階段含礦節(jié)理統(tǒng)計(jì)玫瑰花圖及等密度圖結(jié)果顯示:前三階段含礦裂隙的形成與斑巖體的侵入密切相關(guān),第Ⅳ階段的石英大脈走向主要為北西向,可能受區(qū)域北西向構(gòu)造活動的影響;含礦裂隙研究表明大黑山鉬礦為典型的斑巖型礦床。

大黑山鉬礦 含礦石英脈 圍巖蝕變 節(jié)理

Zhou L ing-li,Zeng Qing-dong,L iu Jian-m ing,Zhang Zuo-lun,Duan Xiao-xia,Chen W enwen,L iYan-chun,W eiJin-jiang.M ineralization stagesand fissure distribution regularity of theDaheishan porphyry molybdenum deposit in Jilin Province[J].Geology and Exploration,2010,46(3):0448-0454.

吉林大黑山鉬礦床為一超大型斑巖型鉬礦床,礦體產(chǎn)于花崗閃長巖、花崗閃長斑巖及隱爆角礫巖筒中,該礦床發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)50年代初,但直至近年才開始進(jìn)行大規(guī)模開采。礦床自發(fā)現(xiàn)以來,前人對其巖體地球化學(xué)特征(張兆昆,1988;史致元等, 2008;張輝等,2007;刑樹文等,2005;葛文春等, 2007)、成巖時(shí)代(張兆昆,1988)、輝鉬礦Re-Os時(shí)代(王成輝等,2009)、地球物理特征(鄧澎令等, 1987)等方面進(jìn)行了報(bào)道,確定礦床成巖、成礦時(shí)代為侏羅紀(jì),成礦隸屬中國東部體制大轉(zhuǎn)折背景之下。

以上文獻(xiàn)報(bào)道中不同程度提及了礦床地質(zhì)特征,但均未進(jìn)行詳細(xì)報(bào)道。本文在對大黑山鉬礦床賦礦圍巖、礦化類型、礦化期次、圍巖蝕變等方面進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,對大黑山鉬礦床含礦節(jié)理構(gòu)造特征進(jìn)行了較詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析研究。

1 礦床地質(zhì)概況

大黑山鉬礦床位于華北克拉通北緣的松嫩地塊內(nèi)。區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)豐富(史致元等,2008;常成和孫景貴,2007;趙宏光等,2005;李立興等,2009)。礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為上三疊統(tǒng)南樓山組,下古生界頭道溝組(吉林省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1987)。

區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育,主要有花崗閃長巖、花崗閃長斑巖、花崗斑巖、閃長巖、超基性巖脈等,與成礦相關(guān)巖體為花崗閃長斑巖,礦體主要賦存在花崗閃長巖中及花崗閃長斑巖中,在礦區(qū)北側(cè)花崗閃長斑巖與花崗閃長巖接觸部位見隱爆角礫巖筒,(圖1)。其中花崗閃長巖及花崗閃長斑巖應(yīng)為大黑山復(fù)式巖體的一部分。前人認(rèn)為大黑山鉬礦體全部賦存在黑云母花崗閃長斑巖體中部(羅銘玖等,1991),但實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)有工業(yè)價(jià)值的鉬礦體大多以石英網(wǎng)脈形式賦存于圍巖花崗閃長巖中,斑巖體礦化較弱?；◢忛W長斑巖呈不規(guī)則狀侵入到花崗閃長巖中,出露面積約0.6km2,北東向展布,鉬礦化多呈薄膜狀或稀疏浸染狀,斑晶主要為斜長石及石英,斜長石斑晶呈長條狀,約2cm×1cm,多高嶺土化,石英呈渾圓狀,基質(zhì)主要為石英、斜長石及黑云母。角礫巖中見稀疏浸染狀黃鐵礦、輝鉬礦,含礦性較差。角礫成分有含礦的花崗閃長巖、花崗閃長斑巖、硅化很強(qiáng)的花崗閃長巖;膠結(jié)物為硅化很強(qiáng)的較破碎的花崗閃長巖及含礦石英脈,應(yīng)為熱液活動產(chǎn)物。

圖1 吉林大黑山鉬礦礦區(qū)地質(zhì)圖(據(jù)吉林省地質(zhì)礦產(chǎn)局,2001修改)Fig.1 Geology map of Daheishan molybdenumdeposit,Jilin(modified from bureau of geological and m ineral of Jilin,1987)

區(qū)域上北東向左行剪切斷裂與東西向或北西向斷裂交匯部位往往形成火山噴發(fā)和巖漿侵入,同時(shí)也是礦產(chǎn)集中分布的地帶。大黑山鉬礦位于東西向斷裂與北東向斷裂相交部位(賈大成等,1998)。

2 礦體基本特征

2.1 礦體規(guī)模及形態(tài)

礦體規(guī)模巨大,長、寬約1700m,面積2.3km2,厚度一般500m左右。根據(jù)前人勘探資料以鉬含量0.08%、0.04%、0.02%指標(biāo)在含礦巖體中圈出三個(gè)環(huán)形等值線,其中內(nèi)環(huán)鉬含量大于0.08%,東西長約160m,南北寬約140～320m,呈啞鈴型;中環(huán)東西長約800m,南北寬約700m,呈梨型;外環(huán)呈直徑約1000m左右的圓形,剖面上呈柱狀,礦體整體形態(tài)頗似鍋形①。

2.2 礦化類型及礦石特征

根據(jù)礦化特征,礦物組合及分布,礦區(qū)內(nèi)礦化可分為以下四種類型:浸染型、石英細(xì)脈(網(wǎng)脈)型、石英大脈型、角礫巖型。黃鐵礦、輝鉬礦呈浸染狀分布于巖石中;礦化主要富集在石英網(wǎng)脈中;石英大脈發(fā)育于后期斷裂中,輝鉬礦化較弱;角礫巖筒中礦化較弱,輝鉬礦多呈稀疏浸染狀分布于膠結(jié)物中,目前也作為礦區(qū)開采類型之一。

礦石中金屬礦物主要為黃鐵礦、輝鉬礦、黃銅礦。脈石礦物主要為石英、絹云母、高嶺土、斜長石、黑云母、方解石等。

輝鉬礦在礦脈中的產(chǎn)出方式包括:浸染狀或斑點(diǎn)狀分布于脈石礦物中;呈菊花狀排列;呈純凈輝鉬礦薄膜沿礦脈兩壁產(chǎn)出;與石英呈相間的條帶分布;呈微細(xì)的輝鉬礦脈充填于巖石的微裂隙中。黃鐵礦多呈自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu),輝鉬礦呈自形片狀、菊花狀結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造主要是細(xì)脈浸染狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造,塊狀構(gòu)造,晶洞構(gòu)造,晶簇構(gòu)造等。礦體中間部位富礦地段以細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造為主,四周貧礦地段以稀疏浸染狀構(gòu)造為主。

2.3 成礦階段

根據(jù)含礦石英脈內(nèi)的礦物組合、形態(tài)特征、石英脈寬度及脈間的交切關(guān)系分為為四個(gè)階段(圖2):

I-細(xì)石英網(wǎng)脈階段:石英脈寬約1～5mm。組成礦物為石英±黃鐵礦±輝鉬礦。黃鐵礦輝鉬礦呈稀疏浸染狀分布于石英脈中。黃鐵礦顆粒及輝鉬礦集合體均<1mm。此階段石英脈含礦性較差。

II-較寬石英網(wǎng)脈階段:石英脈寬約0.5～2cm。組成礦物為石英+黃鐵礦+輝鉬礦;黃鐵礦細(xì)粒結(jié)構(gòu),顆粒1～5mm,輝鉬礦集合體呈片狀、菊花狀,1～5mm。

圖2 各階段石英脈及礦石特征Fig.2 Quartz veins and ore features of each stage

III-寬石英網(wǎng)脈階段:石英脈寬約2～10cm。石英+黃鐵礦+輝鉬礦;黃鐵礦粗粒結(jié)構(gòu),顆粒1～10mm,輝鉬礦集合體呈片狀、菊花狀,1～10mm。脈內(nèi)可見晶洞、晶簇構(gòu)造。應(yīng)為主成礦較后期產(chǎn)物。

N-石英大脈階段:此階段石英脈發(fā)育于斷層內(nèi)。石英脈寬約20～30cm。脈內(nèi)可見晶形很好顆粒很大的黃鐵礦,呈團(tuán)塊狀或囊狀;局部地段見稀疏浸染狀輝鉬礦。

其中II、III階段含礦性均較好,為主成礦階段。2.4 圍巖蝕變

由于構(gòu)造-巖漿-熱液成礦體系發(fā)展演化的多期多階段性及熱液蝕變、礦化的疊加,造成了空間分布廣泛,重疊范圍大的十分復(fù)雜的蝕變和礦化。且主要蝕變類型在空間上往往只有強(qiáng)度之別,而無質(zhì)的差異,因此劃分的蝕變分帶往往只是一種疊加的強(qiáng)度分帶。大黑山鉬礦區(qū)內(nèi)巖石遭受了普遍的熱液蝕變作用,主要有硅化、高嶺土化、絹云母化,鉀化、碳酸鹽化不發(fā)育。且根據(jù)強(qiáng)弱可將圍巖在水平方向上大致分為強(qiáng)、中、弱蝕變帶。強(qiáng)帶以硅化、高嶺土化較強(qiáng),絹云母化較弱;中等蝕變帶以絹云母化為主,次為硅化、高嶺石化;弱蝕變帶三種蝕變發(fā)育程度差不多。蝕變與礦化關(guān)系密切,富礦體主要賦存在中等蝕變帶中(羅銘玖等,1991)

3 含礦節(jié)理特征

巖石中的裂隙可以為礦液上升、滲透、沉淀提供構(gòu)造條件。前人關(guān)于礦床中節(jié)理裂隙的研究較多(周濤發(fā)等,2005;徐兆文等,2000;于璽卿等,2008;李懷勇等,2000;和鐘鏵等,2001;張連昌等,2002)。大黑山礦區(qū)內(nèi)由于存在多期次的巖漿侵入活動,巖石多次受力并發(fā)生多次破裂,在圍巖花崗閃長巖中形成了多期次的破裂裂隙,構(gòu)成了極為有利的容礦構(gòu)造。礦區(qū)內(nèi)裂隙主要表現(xiàn)為含礦石英脈。據(jù)脈內(nèi)金屬礦物組合可將含礦石英脈分為以下五類:石英黃鐵礦脈(黃鐵礦<50%),石英輝鉬礦脈(輝鉬礦<50%),石英黃鐵礦輝鉬礦脈(黃鐵礦+輝鉬礦< 50%),黃鐵礦石英脈(黃鐵礦>50%),輝鉬礦石英脈(輝鉬礦>50%)。

本次研究中圍繞現(xiàn)開采礦坑(圖1)四壁選取了9個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行節(jié)理產(chǎn)狀統(tǒng)計(jì),每個(gè)測點(diǎn)70個(gè)產(chǎn)狀共計(jì)630個(gè)。其中除8號測點(diǎn)在斑巖體內(nèi)外,其余均分布在圍巖花崗閃長巖中。所選節(jié)理均為礦區(qū)露頭巖石中由熱液活動造成的閉合性石英-硫化物礦物細(xì)脈,排除了由區(qū)域應(yīng)力造成的各種開放性巖石節(jié)理。野外工作中根據(jù)含礦石英脈的礦物組合特征、脈寬及脈之間的穿插關(guān)系將本次統(tǒng)計(jì)工作中的石英脈進(jìn)行了階段的劃分,并用相關(guān)軟件作出了總點(diǎn)(圖3)及各階段(圖4)的節(jié)理走向玫瑰花圖和節(jié)理等密度圖。

由各階段節(jié)理走向玫瑰花圖(圖4)可以看出,一、二、個(gè)階段的節(jié)理產(chǎn)狀在半圓中均呈放射狀均勻分布,并無優(yōu)勢方位。第三階段節(jié)理產(chǎn)狀雖在整個(gè)半圓中均有分布,但大致呈現(xiàn)出北東和北西向兩個(gè)優(yōu)勢方位;第四階段石英脈賦存的斷層產(chǎn)狀呈北西向展布。節(jié)理等密度圖中第一階段和第二階段的節(jié)理產(chǎn)狀在全圓中均有分布,且均在圓中心富集,第三階段的節(jié)理產(chǎn)狀由于投點(diǎn)數(shù)較少,規(guī)律性不是很強(qiáng),但在圓中心也呈一個(gè)富集趨勢。

礦區(qū)總點(diǎn)節(jié)理走向玫瑰花圖(圖3)顯示節(jié)理產(chǎn)狀各方位均勻分布。節(jié)理等密度圖往往可以更定量地表現(xiàn)節(jié)理的傾向、傾角分布特征。礦區(qū)總點(diǎn)節(jié)理等密度圖中節(jié)理分布在整個(gè)圓周內(nèi),反映了礦區(qū)內(nèi)不同傾角、不同傾向的含礦節(jié)理均有發(fā)育?？傮w來說,節(jié)理走向玫瑰花圖和等密度圖中顯示的節(jié)理分布規(guī)律相當(dāng)吻合。

4 討論

4.1 裂隙與斑巖體的關(guān)系

中酸性巖漿上侵過程中,由于巖漿的冷凝和收縮并經(jīng)對流冷卻產(chǎn)生熱機(jī)械能,進(jìn)而使大面積地殼巖石產(chǎn)生破裂裂隙(王之田等,1994)在巖體與圍巖接觸帶上,該特征尤為明顯,特別是在多期次斷裂構(gòu)造相互疊加的部位(巖體或火山一沉積地層),這種張裂構(gòu)造系統(tǒng)就更為發(fā)育,為含礦流體上升、沉淀和富集創(chuàng)造了有利條件。廣泛發(fā)育的多期破裂裂隙可以控制斑巖銅礦的蝕變和金屬礦化,這種控制特性在斑巖型鉬礦中也有表現(xiàn)。已有研究表明,斑巖型礦床中的破裂裂隙不僅存在于斑巖體中央,而且常延伸至圍巖中數(shù)千米。并在巖漿后期,含礦氣液流體由深部沿破裂裂隙脈動上升,產(chǎn)生面型蝕變和浸染狀礦化。

圖3 礦區(qū)總點(diǎn)節(jié)理特征圖Fig.3 Joint Iso-intensity and rose diagram of Daheishan deposit

圖4 四階段含礦石英脈節(jié)理特征圖Fig.4 Joint Iso-intensity and rose d iagram s of the four stages of quartz veins

4.2 節(jié)理的成礦指示意義

(1)I、II、III三階段及其總的節(jié)理玫瑰花圖和節(jié)理等密度圖顯示礦區(qū)內(nèi)含礦節(jié)理的形成主要與斑巖體侵入有關(guān),第 IV階段節(jié)理產(chǎn)狀表現(xiàn)出北西向優(yōu)勢方位,很可能是受該區(qū)后期區(qū)域北西向構(gòu)造活動的影響(葛肖虹,1990;刑樹文等,2005)

(2)因II、III階段為主成礦階段,其節(jié)理特征顯示大黑山鉬礦主成礦受斑巖體控礦?；◢忛W長斑巖在上升侵位的過程由于釋放的機(jī)械能造成了圍巖花崗閃長巖中廣泛發(fā)育的破裂裂隙,后期含礦流體沿著這些有利構(gòu)造上升運(yùn)移,并發(fā)生沉淀和富集,形成了一系列含礦石英脈。而第 IV階段中石英脈發(fā)育較少且含礦性較差,表明主礦體形成后受后期構(gòu)造活動改造較小。

5 結(jié)論

(1)大黑山鉬礦的賦礦巖體有花崗閃長斑巖、花崗閃長巖及隱爆角礫巖筒。

(2)大黑山鉬礦的礦化類型主要有浸染型、石英細(xì)脈(網(wǎng)脈)型、石英大脈型、角礫巖型。礦化分為四個(gè)階段:I-細(xì)石英網(wǎng)脈階段II-較寬石英網(wǎng)脈階段III-寬石英網(wǎng)脈階段 IV-石英大脈階段。

(3)礦區(qū)內(nèi)的各階段及總節(jié)理特征顯示大黑山鉬礦為典型的斑巖構(gòu)造體系控礦,主礦體形成后受后期構(gòu)造活動改造較小。

致謝 野外工作中得到了吉林大黑山鉬業(yè)有限公司大力支持,在此表示衷心的感謝!

[注釋]

①沈陽地質(zhì)局大黑山地質(zhì)隊(duì).1987.吉林大黑山儲量計(jì)算報(bào)告

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[附中文參考文獻(xiàn)]

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M ineralization Stages and JointD istribution Regularity of Daheishan PorphyryM olybdenum Deposit in Jilin Province

ZHOU Ling-li1,2,ZENGQing-dong1,L IU Jian-ming1,ZHANG Zuo-lun1,2, DUAN Xiao-xia1,2,CHEN Wen-wen3,L I Yan-chun4,WEIJin-jiang4
(1.Key Laboratory of M ineral Resources,Institute of Geology and Geophysics,Chinese Academ y of Sciences,Beijing 100029 2.Graduate School,Chinese Academ y of Sciences,Beijing 100039;3.East China Institute of Technology,Jiangxi 340000;4.Daheishan M olybdenum Co.Ltd in Jilin Province,Jilin 132200)

The Daheishanmolybdenum ore body resides in granodiorite and breccia pipe,and the rock related tomineralization is granodiorite porphyrywhich is poor in mineralization The hydrothermalmineralization period can be divided into four stages:I.narrow quartz stockwprk stage,II.relatively broad quartz stockwork stage,III.broad quartz stockwork stage,and IV.big quartz vein stage,amongwhich stages II and III are the main mineralization stages.Joint iso-intensity and strike rose diagrams of the Daheishan deposit show that the mineralization stages I～I(xiàn)II have a close relationship with the intrusion of porphyry.The faults for med inmineralization stageV Iprimarily strike in northwest,and probably are the resultsof regional tectonic activities. The study of ore-bearing fissures presented in this paper demonstrates that the Daheishan molybdenum deposit is a typical porphyry deposit.

Daheishan molybdenum deposit,ore-bearing quartz vein,wall-rock alteration,fissure

book=5,ebook=102

P618.65

A

0459-5331(2010)03-0448-07

2010-04-30;[責(zé)任編輯]鄭 杰。

全國危機(jī)礦山接替資源找礦綜合研究項(xiàng)目:遼吉黑有關(guān)地區(qū)金多金屬礦成礦規(guī)律總結(jié)研究項(xiàng)目(20089931)和國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(40972065)。

周伶俐(1987年-),女,2008年畢業(yè)于合肥工業(yè)大學(xué),獲學(xué)士學(xué)位,在讀碩士,現(xiàn)在主要從事礦床地質(zhì)及成礦預(yù)測研究工作,E-mail:250352584@163.com。