陳清雷
摘 要 礦床賦存于高于莊組五段(Chg5)中厚層含錳白云巖,部分地段賦存于高于莊組四段(Chg4)含錳砂質(zhì)頁巖中。后期受褶皺構(gòu)造影響,礦體形態(tài)較復雜,按礦體形態(tài)分為⑥號硫鐵、鋅礦體及⑦號硫鐵、鋅礦體。
關鍵詞 硫鐵礦 鋅礦 褶皺構(gòu)造 斷裂構(gòu)造
中圖分類號:P611 文獻標識碼:A
1礦區(qū)概況
2工作區(qū)地質(zhì)
礦區(qū)大地構(gòu)造處于中朝準地臺(Ⅰ2),燕山臺褶帶(Ⅱ22),馬蘭峪復式背斜(Ⅲ27),寬城凹褶束(Ⅳ224)西南部。
2.1地層
礦區(qū)出露地層主要為中元古界長城系高于莊組(Chg)及第四系全新統(tǒng)(Q4)。
中元古界長城系高于莊組(Chg)是一套以碳酸鹽巖占絕對優(yōu)勢(95%以上)的地層,其特點是下部含迭層石較豐富,中部普遍含錳較多,上部含各種形態(tài)的結(jié)核,頂部含鈣質(zhì)、瀝青質(zhì),共分六段,第六段又劃分為三層,分述如下:
(1)一段(Chg1):巖性為含燧石條帶狀白云巖,厚380-400m?;疑?深灰色,風化面灰色,灰褐色,中厚-厚層狀。
(2)二段(Chg2):巖性為黑色含錳質(zhì)頁巖,灰-黑色,風化面呈咖啡色,含錳粉砂質(zhì)、白云質(zhì)頁巖。局部碳質(zhì)較高,普遍含鱗片狀白云母及少量黃鐵礦團塊。頂部往往有一段薄層白云巖與頁巖互層,本段厚度較穩(wěn)定,具水平層理。
(3)三段(Chg3):巖性為厚層含錳質(zhì)白云巖,灰-淺灰色,風化面呈淺灰或淺棕色,中厚層至巨厚層,泥晶,含錳質(zhì)。
(4)四段(Chg4):巖性為黑色含錳砂質(zhì)頁巖,黑色,風化面呈淺灰色或咖啡色,為含錳粉砂質(zhì)、白云質(zhì)頁巖。
(5)五段(Chg5):巖性為中厚層含錳白云巖,厚30-130m。本層主要為一套,淺灰-黑色,風化后呈棕色,中厚層(20~30cm)泥晶含錳白云巖。是黃鐵礦、閃鋅礦的含礦層位。沿走向巖性、厚度變化均不明顯,但沿傾斜巖性、厚度則變化較大,淺(南)部厚30m,深(北)部厚130m。
(6)六段一層(Chg6-1):巖性為板狀白云巖,厚94m?;疑?深灰色,風化后呈灰黃色,薄層(5~15cm)。下部為灰色,灰黃色,白云質(zhì)(黑色)、粉砂質(zhì)(黃色)泥晶條帶狀白云巖,上部為薄板狀白云巖,層面波狀,含直徑3~6cm小結(jié)核。
(7)六段二層(Chg6-2):巖性為含結(jié)核白云巖,厚101m。灰色,風化后呈灰黃色,薄層-中厚層白云巖,底部為灰色,薄層,粉砂質(zhì)白云巖含小結(jié)核,層面平直,中上部為灰色中厚層夾薄層白云巖,含鈣鎂質(zhì)大結(jié)核,結(jié)核呈橢圓形、圓形或扁豆狀,長軸直徑一般10~20cm,最大可達30~40cm,長軸平行層理排列。
(8)六段三層(Chg6-3):巖性為磚塊狀白云巖,灰色、深灰色,風化后呈棕色及黃棕色中厚層,泥晶、微晶白云巖,底部中厚層夾薄層,上部中厚層夾巨厚層和薄層白云巖,垂直縱節(jié)理發(fā)育,故外觀似磚塊,厚度大于300m。
第四系全新統(tǒng)(Q4):主要分布于礦區(qū)中部及北部溝谷中,巖性主要為砂礫石、亞粘土、黃土層等,厚度1-65m不等。
2.2構(gòu)造
礦區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂構(gòu)造均較發(fā)育。
2.2.1褶皺構(gòu)造
礦區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造呈北東或北北東向,其生成期均晚于成礦期,主要有安子嶺箱狀向斜和石門溝倒轉(zhuǎn)背斜。
2.3巖漿巖
礦區(qū)內(nèi)無大的巖體,只出現(xiàn)一些閃長巖類的脈巖,巖性單一,大致分為細晶閃長巖、閃長玢巖,分布有規(guī)律,有明顯的方向性。巖脈大部分分布在斷裂活動較強烈的地段和褶皺強烈的部位,即石門溝倒轉(zhuǎn)背斜及東翼,安子嶺箱狀向斜中心及東翼。巖脈以北東走向為主,但規(guī)模較小,延長幾十米至幾百米不等,寬2-5m。近南北走向次之,北西走向巖脈較少,規(guī)模較大,且相互平行,貫通全區(qū)。
礦區(qū)內(nèi)的所有巖脈,按巖性及巖脈的產(chǎn)狀分析應屬于礦區(qū)東北8km的梅路溝花崗閃長斑巖的分異派生物,沿北北東、北北西(個別南北)剪切節(jié)理及裂隙侵入,其生成巖時代應是燕山期中侏羅世。
巖脈沒有明顯的相互切割關系,但交叉分枝多見,個別有沿強烈褶曲層間滑動部位順層侵入。
巖脈切穿礦體,但沒有使礦體產(chǎn)生位移,界限明顯,蝕變不強。巖脈與成礦無關,只是局部侵入在礦層中。
3礦床特征
礦床賦存于高于莊組五段(Chg5)中厚層含錳白云巖中,部分地段賦存于高于莊組四段(Chg4)含錳砂質(zhì)頁巖中。呈東西向分布,東起椴木嶺,西止姜家莊,長達6km。礦體露頭斷續(xù)延長4.2km。由于斷層和褶皺構(gòu)造的破壞與影響,區(qū)域共分為兩個礦段、十條礦體;其中①、②、③、④、⑤、⑧號六條礦體統(tǒng)稱高板河礦段(位于本礦區(qū)外),⑥、⑦、⑩號三個礦體是受安子嶺“箱狀”向斜控制的連續(xù)礦體統(tǒng)稱安子嶺礦段,規(guī)模最大,全長2500m,呈似層狀及層狀,⑨號礦體位于梯子溝,礦體?。ㄅc本區(qū)相距較遠)。各礦體位置分布見下圖(圖2):
安子嶺礦段由安子嶺開闊“箱狀”向斜控制其礦體規(guī)模、產(chǎn)狀和形態(tài),根據(jù)礦體產(chǎn)狀特點與空間分布規(guī)律,分為⑥、⑦、⑩號礦體。⑦號礦體為該段主礦體,位于開闊的“箱底”,而⑥、⑩號礦體則分別位于開闊“箱狀”向斜急劇翹起的兩翼,礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀同步褶皺,故兩翼礦體的走向,即為⑦號礦體的傾向,深部礦體相連(見圖3)。
現(xiàn)將礦區(qū)內(nèi)各礦體敘述如下:
3.1 ⑥號礦體:
⑥號礦體為硫鐵礦和鋅礦共生礦體,位于723線以西,613-625線北,礦體產(chǎn)狀:傾向298€埃憬?0€?80€埃畈坑擘吆趴筇逑嗔?筇宄雎蹲罡弒旮?36m,位于619-620線之間,最低標高40m,位于625線北,礦體沿傾斜平均斜深250m。主礦種為硫鐵礦,共生礦種為鋅礦,前者分布于615-625線北,后者分布于613-625線北,兩者為相變過渡關系。該礦體包括⑥號硫鐵礦體、⑥號鋅礦體和⑥號硫鐵、鋅同體共生礦體。
3.1.1 ⑥號硫鐵礦體
⑥號硫鐵礦體為主礦種礦體,地表呈氧化鐵帽,分布于617-624線間,長333m,垂深約20m即為原生礦,往北可延至625線北,長475m。礦體呈層狀、似層狀產(chǎn)出,時有分層、復合。由621線以南可分為兩層,以北合為一層。其礦體厚度由地表向下逐漸增厚。分層時,各厚度由地表1.5-3m增厚至3-4m,復合時由地表礦體厚度3-4m,深部增厚至6-9m,623線OP335-7工程處厚度達21.87m,622線以北O(jiān)P335坑道以下又分為3-4層,各層厚度均在1.5-3m間。礦體平均厚度6.13m。
礦體含硫品位較均勻,一般15-20%,平均品位16.48%,單樣最高品位達44.27%,局部可形成富礦地段,但工程間多不對應,品位與厚度往往呈正相關,如623線OP335-7工程,厚21.87m,硫平均品位達28.62%。硫礦體中鋅礦較富集地段分布于617-620線OP335坑道中,含鋅品位一般在1.12-2.27%,可圈定出同體共生鋅礦體;其它地段含鋅一般在0.5-0.9%之間。
3.1.2 ⑥號鋅礦體
⑥號硫鋅礦體為異體共生礦體,地表呈鋅氧化礦,分布于613-621線間,斷續(xù)出露長430m,其中南段613-615線,可分為兩層礦,617-621線,分為2-6層。垂深50m以下即為原生鋅硫化礦,主要集中于613-621線,長380m,礦體呈層狀產(chǎn)出,各層厚度由地表3-5m向下逐漸變薄為2-3m,最厚處位于618線OP470-1工程處,厚度達16.20m,礦體平均厚度6.95m。
含鋅品位均勻,一般在1.5-2.5%,個別單樣最高品位5.75%,但與相鄰工程不對應。伴生鉛含量一般在0.4%左右,往往鉛與鋅呈正相關,鋅礦平均品位1.94%。
3.1.3 ⑥號共生鋅礦體
與⑥號硫鐵礦為同體共生關系,主礦體為⑥號硫鐵礦,分布于615-621線之間,礦體長200m,厚度一般在1.4-8.79m間,平均厚度為5.36m。含鋅平均品位2.50%。
3.2 ⑦號礦體
⑦號礦體亦為硫鐵礦和鋅礦共生礦體,分布于723-702線地段,長1300m,屬安子嶺“箱狀” 向斜構(gòu)造的“箱底”(見圖4),礦體產(chǎn)狀傾向28€埃憬?8€?25€啊5乇砜筇宄雎蹲罡弒旮?20m,位于711線,深部最低標高-165m,位于705線。礦體沿傾斜深達1100m-1400m,分別由淺部的閃鋅礦和深部的硫鐵礦組成,兩者呈相變過渡關系,沿傾斜分帶明顯(見圖4)。該礦體包括⑦號硫鐵礦體、⑦號鋅礦體和⑦號硫鐵、鋅同體共生礦體。
3.2.1 ⑦號硫鐵礦體
⑦號硫鐵礦體為主礦種盲礦體,位于723線~702線,礦體向北北東向側(cè)伏,側(cè)伏角約12€埃嚳鈐?00m,標高位于723線305m至705線-165m,側(cè)伏全長1900m。礦體沿傾斜延伸400-700m,最大延伸810m,位于711線。礦體呈似層狀,連續(xù)性好,僅出現(xiàn)一個單工程(707線CK365孔)無礦天窗,由711線向西至723線,可分為上、下兩層礦,時有復合(見圖4),上層礦一般厚2-3m,下層礦一般厚4-5m,復合后最大厚度25.22m,出現(xiàn)于715線CK305孔,711線以東至702線合為一層礦,一般厚6-7m,最大厚度12.92m,出現(xiàn)于701線CK346孔。礦體平均厚度5.91m。
礦體沿走向厚度變化較小,沿傾向變化較大。沿走向方向相鄰工程見礦厚度相差1-2倍,而沿傾向方向相鄰工程見礦厚度可相差2-5倍,個別工程厚度相差近10倍。
品位變化不明顯,一般含硫16-19%,平均品位18.55%,但厚度與品位往往為正相關,如701線CK346孔,礦體厚12.92m,含硫品位23.31%,富硫地段工程間多不對應。伴生鋅平均含量0.21%。
3.2.2 ⑦號鋅礦體
⑦號鋅礦體為異體共生礦體,地表鋅氧化礦斷續(xù)長1700m,位于723線~702線之間,地表呈鋅氧化礦,礦體較厚,因地形切割,由723線~711線礦體連續(xù)出露長660m,沿傾斜一般140m~200m,最深425m(709線),沿傾斜以下即為原生鋅硫化礦,原生礦由723線~702線連續(xù)長達1300m。沿傾斜深度一般540m~700m,最大斜深位于711線,斜深1000m。礦體呈層狀、似層狀,可分2-3層,沿走向和傾向時分、時合(見圖4、圖5),靠上部一層穩(wěn)定,產(chǎn)于含礦層(Chg5)頂界以下5-10m的位置,單獨產(chǎn)出,一般厚度6-7m,最大厚度19.14m,位于701線CK346孔,向深部逐漸變薄至尖滅,此層由709線向東變薄至2-3m;靠下部一層礦,一般在距含礦層底板3-5m的部位產(chǎn)出,一般厚度3-4m,小于上層礦,但該層向下多相變?yōu)榱蜩F礦(見圖4)??傮w來看,礦體的厚度變化規(guī)律是西厚東薄,淺部厚、深部薄,變化緩慢,估相鄰工程礦體厚度相差小于0.5倍。礦體平均厚度為6.48m。
鋅礦品位穩(wěn)定,一般1.5-2.5%,單樣最高鋅品位15.19%,特高品位的樣品數(shù)量不超過總樣品的1%,且分散不對應,組不成富礦地段。伴生鉛含量一般0.2-0.4%,鉛鋅比為1:5,鋅礦品位與厚度基本成正相關。鋅礦平均品位2.00%。
3.2.3 ⑦號共生鋅礦體
與⑦號硫鐵礦為同體共生關系,主礦體為(下轉(zhuǎn)第178頁)(上接第153頁)⑦號硫鐵礦,共圈出兩段共生鋅礦體,位于711-721線之間,礦體斷續(xù)長400m, 700-703線之間,礦體長248m,厚度一般在0.79-10.15m間,平均厚度為2.97m。含鋅平均品位2.78%。
綜合以上⑥、⑦號礦體的地質(zhì)特征及規(guī)律是:
(1)受安子嶺開闊“箱狀”向斜的控制和保存,實屬一個整體。
(2)閃鋅礦體與黃鐵礦體沿傾斜分帶明顯,尤其以⑦號礦體最具代表性,淺部賦存單獨的閃鋅礦體,中部相變?yōu)辄S鐵礦體伴生閃鋅礦,深部黃鐵礦多單獨產(chǎn)出。
(3)礦體呈層狀、似層狀,連續(xù)性較好,深部分支膨縮較普遍,但大部分工程間可對應。閃鋅礦厚度變化較黃鐵礦體穩(wěn)定。
(4)淺部硫、鋅品位較穩(wěn)定,分布均勻,但均屬貧礦。
(5)硫鐵礦和鋅礦既有同體共生,也有異體共生。
4結(jié)語
通過對本區(qū)硫鐵、鋅礦的成礦構(gòu)造分析,本區(qū)礦床應屬海相沉積成因的硫鐵、鋅礦床。其依據(jù)如下:
(1)礦床呈層狀、似層狀整合產(chǎn)于含錳白云巖及黑色頁巖中。區(qū)域上含礦層位穩(wěn)定。
(2)斷裂、褶皺構(gòu)造及脈巖均形成在成礦以后,與成礦無關。
(3)礦石礦物成分簡單,結(jié)構(gòu)、構(gòu)造在區(qū)域上表現(xiàn)了均一性。