紅透山銅鋅礦床地質特征及成礦模式淺析

高歌++朱杰勇++白光順

摘要： 紅透山銅鋅礦床位于遼寧省清原縣境內太古宙綠巖巖體中，主要以銅鋅鉛硫化物和少量金銀為開采對象的綜合型多金屬礦床。通過整理紅透山銅鋅礦床成礦大地構造背景、巖性、含礦基巖等資料的基礎上，充分運用了遙感技術等方法，首先對該礦床地質特征分別進行了描述，然后從構造、礦體形態、礦石組構等方面對區內銅鋅礦床的成礦特征進行了系統分析，最后從礦床成礦時代、空間分布等方面對礦床模式進行了總結。結果表明：①礦床的形成受構造、巖漿活動等作用影響，主要以呂梁時期的構造變形為主；②一系列剪切和韌性斷裂為該銅鋅礦床提供熱力、動力、運移通道及富集空間；③通過總結地質特征及礦化信息等成果建立成礦模式：新太古代時期的火山運動為含礦熱液上升提供了空間，隨后含礦熱液發生沉積，經多次構造變形及變質作用富集成礦。上述研究成果對深入研究該礦床具有一定的指導意義。

Abstract： The Hongtoushan Cu-Zn deposit is located in the Archean greenstone rock body in Qingyuan County， Liaoning Province. It is a comprehensive polymetallic deposit with Cu-Zn-Pb-Sulfide and a small amount of gold and silver. Based on the data of the metallogenic tectonic setting， lithology and ore-bearing bedrock of the Hongtoushan Cu-Zn deposit， the method of remote sensing technology is fully used. Firstly， the geological features of the deposit are described respectively， Ore shape and ore structure of the deposit. The origin and pattern of the deposit are summarized from the aspects of ore-forming age， spatial distribution and so on. The results show that：① the formation of the deposit is affected by the tectonics and magmatic activities， mainly by the structural deformation in the Lüliang period； ②a series of shear and ductile faults provide the thermal， power， migration channel and enrichment space； ③The mineralization model is established by summarizing the geological features and mineralization information. The volcanic movement in the Neoarchean period provided space for the ore-bearing hydrothermal uplift， followed by the deposition of the ore-bearing hydrothermal fluid， and the formation of metamorphism and metamorphism mine. The above research results have a certain guiding significance for further study of the deposit.

關鍵詞： 紅透山；銅鋅礦床；成礦模式；綠巖帶；構造特征

Key words： Hongtoushan；Cu - Zn deposit；metallogenic model；greenstone belt；structural characteristics

中圖分類號：P618.41 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）08-0172-04

0 引言

遼寧省紅透山銅鋅礦床為東北地區最大礦床，至今已開采60余年，礦床開采深度達1200余米，是國內開采深度最深礦床之一。盡管大量學者對該礦床進行了大量研究，但其礦床成因并沒有得到很好的解釋。本文通過對該礦床褶皺斷裂、含礦基巖、礦體形態規模等進行分析，結合遙感及礦物元素研究成果，探討該礦床地質特征及成礦模式，為尋找類似礦床提供依據。

1 區域地質概況

1.1 研究區自然條件

紅透山位于遼寧省東北部撫順市清原縣境內，地理坐標東經：124°25′15″-124°40′15″；北緯：41°59′30″-42°08′45″，處于我國溫帶季風氣候區。沈吉鐵路和202國道線緊鄰礦山工作區，礦區交通便利；礦區離撫順不到60km，渾河主干道流經工作區，水電便利。

1.2 大地構造與成礦時代

紅透山銅鋅礦床位于華北地臺北緣賦存于太古宙綠巖紅透山組中，是我國典型的花崗綠巖地體分布區。其北部與赤峰——開源大斷裂接壤，西部與依蘭—依通斷裂相連，渾河斷裂帶大致成南北走向貫穿于整個綠巖帶，主要礦床分布于斷裂帶北側。（圖1[7]）

1.3 礦床基巖的構成

根據區內近南北走向的渾河深大斷裂將區域太古宙基底分為北部的綠巖帶和南部的高級區，礦床主要集中于北部的綠巖帶中。

景家溝麻粒巖—片麻區地體形成年齡要大于30億—28億年，形成于地臺環境，與周圍綠巖帶相接觸，地體主要由表殼巖和花崗質巖石組成，表殼巖呈弧島狀分布在TTG巖系中，變質程度達到麻粒巖相，原巖為泥沙質沉積巖。

清原花崗巖—綠巖帶形成年齡比上一區要晚一些，在2600Ma-2800Ma左右，形成環境為島弧級弧后盆地。其原巖建造紅透山組是薄互層火山熔巖夾少量沉積巖和凝灰巖的火山—沉積環境的沉積物，紅透山礦床就賦存于這套成分復雜的火山沉積巖中。

2 礦床基本特征

2.1 區域構造特征

礦區內主要地質構造有褶皺構造和斷裂構造，褶皺構造為一個傾豎同傾的向斜褶皺，礦床就產在這一構造的核部位置，并受此構造和NEE向斷裂帶及層間裂隙控制。

紅透山銅鋅礦區域內褶皺構造是一個大型的緊閉疊加褶皺群，褶皺是一個斜歪褶皺體，成柱筒狀產于槽盆之中。區內主要的褶皺形成過程有三期：

第一期構造作用最強分布也最廣。大褶皺同傾向密集排列，由四組地層構成范圍大約為20km，褶皺兩翼夾角為 20°～50°， 脊線走向為N E60°～70°，軸面傾向 SE， 傾角為 50°～85°，脊線水平延伸，為走向褶皺。小型的褶皺在區內極為發育，由礦床中心向周圍逐步數量減少、強度減弱。

第二期褶皺構造主要發育于礦床西部，這期褶皺極為復雜，除了主褶皺外還伴隨著次級褶皺群的出現，規模為3～4km2。

第三期褶皺構造稍有變形，褶皺比較平緩，翼夾角為 120°～150°， 脊線S 傾， 傾角為65°～85°應力方向為近EW或NEE向、SWW向。

2.2 原巖建造特征

通過對含礦巖系的地質特征、巖石組構、殘余原巖及一些原巖恢復結果分析，紅透山銅鋅礦床原巖建造是一套基性—中酸性巖漿巖、火山碎屑巖和凝灰質砂巖、泥質砂巖、粘土質巖石組成的原巖。

區域火山—沉積建造總厚度為2380m，可劃分為三個大旋回和若干個小旋回，每個旋回從玄武巖開始，到正常沉積結束。由變質巖與原巖對照表（表1）可還原原巖建造。

2.3 礦體形態及規模

2.3.1 礦體形態

礦體產出與底層呈整合產出，具有一定的層狀特征。礦床后期經歷了多次的褶皺、區域變質、斷裂、混合巖化等作用，致使礦床發生了巨大變形，局部地區出現了一些復雜的礦體形態，如群脈狀、分叉狀、擰曲狀等。

礦床礦體形態可分為倆種：層狀—似層狀、網狀—細脈浸染狀。礦石中常包有石英塊或礦石整體受到石英條帶穿插（圖2[2]）。

2.3.2 礦體規模

紅透山銅鋅礦床按礦床規模屬于大型礦床，各坑口礦體產出規模各不相同，除少數小坑口外多數屬于大型礦體。（表2）

2.4 主礦段樣本礦石組構特征

該礦段礦石有倆種類型：一種是產于褶皺帶礦體內部的致密塊狀礦石，另一種是產于礦體周圍的細脈浸染型礦石。

礦物具有分帶性。垂向上，礦床頂部以銅為主即黃銅礦含量較高；礦床中部，銅鋅含量較高，閃鋅礦增多；礦床底部，礦石含有鋅和少量的鉛，閃鋅礦和方鉛礦增多；硫的含量逐漸增加。水平向上，離礦床中心位置（礦柱）越近，礦石銅含量越高，越遠則鋅含量越高（表3）。

2.5 圍巖蝕變特征

礦區內圍巖蝕變以中低溫蝕變為主。主要有透閃石化、硅化、金云母化、云母化等。從礦體向圍巖兩側，蝕變由強變弱且具有一定分帶性。越靠近礦床中心（礦柱），蝕變溫度越高，反之越低；礦層越厚蝕變強度越強，反之越弱。

2.6 礦床遙感特征

通過遙感觀察該礦區地表植被的生長情況反推地下的礦化信息（表4）。具體步驟如下：

首先，礦區地表選好采集觀測點后進行樣品采集數據分析和整理數據。

樣品采集位置選在垂直礦體走向的一條脊線上（圖3），這有利于區分礦體與非礦體之間的的差異，易于對比。

根據已知數據資料通過多光譜系統進行數據分析作出曲線圖（圖4）。

最后通過制圖顯示區域植被生長情況（圖5），進而判斷礦化信息。

結果表明，礦床中鐵、銅、鋅、硫總量達到60.8%，鋁、鈣、鎂、鉀、鈉含量較低，屬富含硫、鐵的銅鋅礦石。

3 成礦模式討論

通過結合礦床地質特征和對比類似特征礦床，建立成礦模式如下：

在28億到26億年前的新太古代時期，大陸漂移和海底擴張使得古陸和洋殼發生碰撞，洋殼向陸殼下俯沖形成島弧環境，海底火山活動劇烈，在海底玄武巖上沉積了由基性—中性組成的鈣堿性系列含礦火山巖。

在火山噴發間歇期，海水從斷裂帶或松軟層下滲，下部巖石熱變質脫水以及巖漿房水汽向上運移，三種水分混合后在地下巖漿房熱動力的作用下發生遷移活動，加熱后由中心通道口噴出，整體構成一個循環體系。熱液在地下加熱后與巖石發生淋濾作用攜帶走大量有用組分，然后通過中心通道口噴出并就地沉積，形成一個餅狀礦層。

隨后火山活動覆蓋了由安山巖、凝灰巖和碎屑巖組成的蓋層，與底部的中—酸性鈣堿系列火山巖組成封閉環境，避免后期熱液作用金屬物質的流出。

在25億年前太古代末期，由奧長花崗巖、英云閃長巖、花崗閃長巖組成的TTG巖系在大陸環境下侵入，這使得綠巖和原始餅狀礦體發生了角閃巖相變質作用。同時，整個巖層受到外力作用發生變形構成封閉的褶皺構造，深變質作用使礦體發生了塑性流動，礦體沿褶皺倆翼和轉折端的核部等低壓區遷移使局部礦體增厚。在后期礦體順層滑移的同時，也使局部礦體發生富集。原始礦體形成后又發生了倆次大的變形作用和三次較強熱液活動，這對礦床的再次富集起到很大的作用。

4 結語

由以上對紅透山銅鋅礦床成礦背景分析、礦體形態規模、礦石類型分析、成礦模式分析，對深入了解該礦床具有一定的價值。

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