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矿床地质论文 吉林省东风北山钼矿床地质、地球化学特征及找矿方向

2018-12-14 10:05:43来源:组稿人论文网作者:婷婷

  第1章 绪论

  1.1 论文选题及意义

  论文依托吉林省有色金属地质勘查局《吉林省天宝山铅锌多金属矿床及外围找矿预测》科研项目。

  东风北山钼矿床位于天宝山多金属成矿区的东部。天宝山矿区已发现立山铜铅锌矿床、东风铜铅锌矿床、新兴铅锌矿床、立山选厂后山铜铅锌矿床、东风北山钼矿床5个矿床及天宝山顶、尾矿坝、南阳洞西山、银洞才、南阳洞、东风南山、太阳屯和二道沟8个矿点。前人将天宝山矿区几个矿床划分成四种类型:即海底火山热液沉积再造矿床,东风矿床、东风南山矿床(点)为此类型;后生层控矿床,新兴角砾岩筒即属此类;火山爆发角砾岩矿床,二道沟矿床即是;热液脉型钼矿床,东风北山钼矿属于此类。

  东风北山钼矿发现于1984年,吉林省有色金属地质勘查局六〇五队经过连续三年的地质勘查工作,取得了较好的找矿成果,提交了一定的资源储量,为矿山持续生产提供了矿产资源保证。但是这些工作多为围绕地质勘查找矿工作而开展,对该矿床的地球化学特征及矿床成因研究甚少,这对矿床的成因认识及进一步找矿方向具一定的制约。作者对东风北山钼矿床的矿床地质特征、矿床成因等方面进行了详细的研究,总结了成矿地质条件,初步探讨矿床成因及成矿物质来源,为该矿床进一步找矿工作在理论方面起到指导作用。

  鉴于以上,确定论文题目为“吉林省东风北山钼矿床地质特征及找矿方向”。

  1.2 研究区自然地理

  研究区位于吉林省延边朝鲜族自治州龙井市老头沟镇北西(300°方向)约17km处,地理坐标:东经129°00′30″,北纬42°57′40″,与老头沟镇间有公路相通,长(春)图(们)铁路及302国道(公路)途经老头沟镇,进而连接全国各地,交通方便(图1.1)。

  研究区地处长白山系甄峰岭的北东段与英额岭的交汇部,属内陆中低山区,海拔标高一般在300m~1189m,天宝山海拔标高为1079m,相对高差为300m~850m,附近最高峰海拔1189m。区内植被发育,植被覆盖率60%~70%,主要为再生林和少量的人工林。树种以柞桦混杂林为主。勘查区内沟系较发育,最大河流为宝山河与长仁河,宝山河向东流淌汇入布尔哈通河;长仁河向东南流淌汇入海兰江。

  图 1.1 研究区交通位置图

  研究区属寒温带大陆性季风气候,一年四季分明,气温变化大,冬季(11月至翌年4月)寒冷,最低气温-30℃左右,夏季(6月~8月)炎热,最高气温在+30℃以上,春、秋季比较凉爽。年平均气温6~7℃左右,年降雨量为780mm,雨量多集中于7—8月份。相对湿度30%~60%,最大风力5级~6级。第四系表层覆盖较厚,基岩出露面积较少,大部分基岩被掩盖,山体稳定。工作区附近有两个自然屯,经济以农业为主,农作物主要有水稻、玉米、大豆等,副业生产主要为木耳养殖。劳动力不充足。

  1.3 论文研究思路

  在学校导师和生产导师的指导下,通过收集天宝山矿区的相关地质资料,结合近2年的地质科研工作,对矿床的区域地质背景、矿床地质特征、矿床地球化学特征及成矿地质条件进行了详细的研究与总结,指出了找矿标志,提出了进一步找矿方向,为生产工作提供理论依据。

  图1.2 论文研究思路图

  1.4 研究现状

  目前,大多数学者认为世界上钼的成矿类型主要为斑岩型,次为矽卡岩型及石英脉型(罗铭玖等,1991)。斑岩型钼矿床是中国乃至世界钼矿的主要类型,其呈现品位低、规模大、以浸染状为主要矿化的特点(Woodcock et al.,1978;Westra et al.,1981;White et al.,1981)。矽卡岩型钼矿床是指产在花岗岩类岩体与碳酸盐岩接触带经交代作用产生在矽卡岩中的钼矿床(罗铭玖等,1991)。此类型矿床钼的品位通常较低,多为0.1-0.3%,规模也较小,在国外矿床中占比较低,但在我国钼矿床中占总量的22.9%(黄凡等,2011)。石英脉型铜矿床是产在各种地质体裂隙中的含辉钼矿脉状矿体组成的矿床。矿脉有时为较宽的含矿脉体,有时为由多条细脉组呈的脉带(罗铭玖等,1991)。此类型矿床在中国钼矿床总量中占6.7%。

  对钼矿床成矿类型进行准确划分,是对有关成矿规律及成矿理论的集中体现(张勇等,2013)。尽管众多地质学者对钼矿床进行了大量的理论研究,提出了较多的具有创造性的意见,解决了较多的理论性问题,但在实际生产工作中,并非每个钼矿床都具有相同的成因及特征,而是各有各的特点,在矿床研究的系统性和对比性研究方面需进一步加强。

  1.5 研究区以往工作情况

  前人于1952年-1979年在本区进开展了一些地质勘查工作,但是限于当时以寻找多金属为目的,对钼的找矿未能引起重视。

  1952年,原东北有色局地质处孙鹤伶等,在该区首次开展了1∶2千地质测量工作,面积2.5 平方公里。

  1953年,重工业部地质局沈阳地质勘探公司一〇九队,在东风区段首次进行钻探工作,于本区9线、11线、13线施工了三个浅钻,总进尺268.3米。

  1960年,原吉林地质勘探公司综合普查队三分队在该区29线以南至东风坑间投入了1∶2千磁法和次生晕工作,面积分别为1.3平方公里和1.03平方公里。在花岗闪长岩与火山岩接触带附近发现了M22-M35等13个磁异常和次生晕铜、铅异常,其中M24磁异常经ZK8611孔验证系属含钼透辉石矽卡岩所引起。

  1965-1966年,原东北有色工业管理局地质勘探公司一〇七队,于本区南部至东风坑间重新进行了1∶2千地质测量工作,面积1.4平方公里。并配合同比例尺的土壤地球化学测量工作。在此基础上进行了深部探矿,在5-7线、9-11线、23线分别施工了CK255、CK253、CK266、CK251四个孔,总进尺1198.26米,于CK255孔见进尺1.77米的铜矿体,品位铜0.25%、铅0.02%、锌0.14%。由于当时仅限于寻找多金属,对钼未进行分析。

  1980年-1982年,吉林省有色金属地质勘查局六〇五队在东风-太阳屯间先后投入了1∶1万地质测量10平方公里、磁法扫描17 平方公里、水文地质调查28 平方公里等工作量。与此同时在东风坑Ⅰ-Ⅳ号矿带北西延长部投入了1∶2千地质测量0.5平方公里。在本区Ⅰ号矿带发现辉钼矿化和原生晕钼异常,钼品位0.018%。为本区钼矿找矿工作提供了线索。

  1983年,吉林省有色金属地质勘查局六〇五队在东风区进行物、化探异常验证过程中,于本区ηs1、ηs2激电异常处,发现厚0.5米、品位0.065%的钼矿体和厚2.3米的含金石英脉,金品位2.17g/t,并圈定出具有一定规模的原生晕钼异常和石英片理化带(Ⅲ号矿带)。

  1984年,吉林省有色金属地质勘查局六〇五队投入1∶1万地质简测3平方公里、槽探6840立方米、浅井267米、钻探2814米。其中ZK8438孔于328.45-361.99见进尺33.54米厚的工业矿体,钼平均品位0.15%,为本区深部找矿拉开了序幕。

  1985-1986年,吉林省有色金属地质勘查局六〇五队继续加大勘查力度,共投入钻探11948.08米钻探。

  通过上述地质工作,在地表发现3条钼矿体,深部发现93条矿体,共计96条矿体。

  1.6 完成工作量

  表1.1 主要工作量一览表

  本次工作,在对天宝山矿区及外围地质调查过程中收集大量第一手资料,包括现场观察,坑道内实地考察、样品采集、代表性照片采集等。主要工作量见表1.1。

  第2章 区域地质背景

  研究区位于古华北板块东缘的延边优地槽褶皱带西部,延吉凹陷北侧,属古亚洲构造成矿域与滨西太平洋构造成矿域的结合部位。其南西25km处为古洞河深断裂。该断裂为赤峰~开源深断裂的一部分,在延边地区为延边优地槽与中朝准地台之和龙断块的分界线。天宝山矿区西侧约20km处有后期穿越南部地台与北部地槽的北东向松江~天桥岭岩石圈断裂(鸭绿江深断裂北东延长部)通过。

  1-龙井组砂岩、砾岩等 2-大砬子组砾岩、页岩、石英砂岩等 3-屯田萤组中酸性火山岩 4-托盘沟组中酸性火山岩地层 5-柯岛组砂砾岩、凝灰质砂板岩 6-天宝山组灰岩、粉砂岩7-青龙村群角闪斜长片麻岩、硅质条带大理岩 8-色洛河群凝灰岩、凝灰质板岩、变粒岩等9-黑云母斜长片麻岩 10-燕山期花岗岩 11-印支期花岗岩 12-华力西期花岗岩 13-加里东期花岗岩 14-断裂构造

  图2.1 天宝山区域地质图

  2.1 区域地层

  区域上出露地层主要为中生代白垩系至元古界地层(图2.1)。白垩系为上白垩统龙井组和下白垩统大拉子组和泉水村组;侏罗系晚三叠统托盘沟组地层主要分布在工作区东部老头沟镇以北一带,区域上二叠系只在北部安图县以东和工作区内东风区一带出露,分为柯岛组和庙岭组;石炭系天宝山组分布在工作区中部天宝山镇一带,总面积约7平方公里;晚元古界青龙村群,前人将其时代定为早古生代,椐贾大成(1994)所取的微古样品经沈阳所卜德安分析鉴定,时代为晚震旦世-早寒武世,青龙村群的时代根据1∶5万区调资料暂置晚元古代,区域上分布在天宝山矿区南西侧福兴屯-十里坪一带,呈北西向长条状展布,在东部大荒沟一带也有出露;中元古界色洛河群分布在工作区西南部古洞河一带,沿古洞河大断裂呈北西向长条状展布,地层具体划分见表2.1。

  2.1.1 上白垩统龙井组(K2l)

  该组地层分布在本区南东部延吉凹陷内,主要岩性为粉砂岩、粗砂岩、含砾粗砂岩、砾岩、泥灰岩等。

  2.1.2 下白垩统大拉子组(K1d)

  该组地层亦分布在研究区南东部延吉凹陷内,主要岩性为砾岩、砂砾岩、页岩、长石石英砂岩、油页岩等。

  2.1.3 下白垩统泉水村组(K1q)

  为一套中酸性火山岩及火山碎屑岩,岩性主要为灰紫色、灰绿色、灰黑色安山岩,分布在天宝山镇以东一带。

  2.1.4 中侏罗统屯田营组(J2t)

  侏罗系为中侏罗统屯田营组(J2t),为一套中酸性的火山岩,主要岩性为英安质凝灰岩、英安质凝灰角砾岩、安山质凝灰熔岩、流纹质英安质凝灰角砾岩等。侏罗系地层主要分布在工作区东部老头沟镇以北一带。

  2.1.5 晚三叠统托盘沟组(T3t)

  岩性主要为中酸性火山岩组成的一套地层,分两段:下段以中酸性火山碎屑岩、熔岩为主,夹少量凝灰质砾岩;上段以酸性火山碎屑岩为主,夹中酸性熔岩。该组地层在工作区东缘太阳村,安图县北东部及工作区北东部皆有出露。

  2.1.6 下二叠统柯岛组(P1k)

  区域上二叠系只在北部安图县以东和工作区内东风区一带出露,岩性主要为灰紫色、紫红色、灰黑色凝灰质砂砾岩(夹大理岩)、灰绿色、灰紫色片理化凝灰质砂板岩。

  2.1.7 下二叠统庙岭组(P1m)

  岩性主要为灰黑色凝灰质砾岩夹紫红色、灰绿色凝灰质砂岩、灰岩扁豆体。

  2.1.8 中石炭统天宝山组(C2t)

  天宝山组分布在工作区中部天宝山镇一带,总面积约7Km2,其主要岩石组成为:结晶灰岩、砂屑灰岩、硅质条带灰岩及灰黑色粉砂岩。

  表2.1 区域地层简表

  2.1.9 晚元古界青龙村群(Pt3q)

  前人将该地层时代定为早古生代,椐贾大成(1994)所取的微古样品经沈阳所卜德安分析鉴定,时代为晚震旦世-早寒武世,青龙村群的时代根据1:5万区调资料暂置晚元古代。该群岩性主要为下部的含石墨黑云角闪斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩等一套片麻岩系;上部为含石墨硅质条带大理岩,区域上分布在天宝山矿区南西侧福兴屯-十里坪一带,呈北西向长条状展布,在东部大荒沟一带也有出露。

  2.1.10 中元古界色洛河群(Pt2s)

  分布在工作区西南部古洞河一带,沿古洞河大断裂呈北西向长条状展布,主要岩性为中酸性凝灰岩、凝灰熔岩、凝灰质板岩、斜长角闪片岩、绿泥黑云变粒岩、钾质注入斜长片麻岩等。

  2.2 区域岩浆岩

  根据吉林省区域地质志资料,区域上侵入岩主要有四期,即加里东期、华力西期、印支期和燕山期侵入岩。

  2.2.1 加里东晚期花岗岩(r33)

  分布在工作区西南部古洞河大断裂附近,呈北西向展布,主要岩性为黑云母花岗岩、二长花岗岩等,岩体边缘相中地层残留体较为集中,由于同化混染作用而形成混染花岗岩,同时在岩体边缘或构造破碎带中普遍发育硅化、绿泥石化和高岭土化。本期花岗岩具富硅质、富碱质特点,岩石化学分析结果表明,本期花岗岩具有过渡型地壳同熔型花岗岩成因类型的特点。该期岩浆岩成矿较差,目前已发现的与本期岩浆活动有关的矿种是镍、铜、硫铁矿等。

  2.2.2 华力西晚期花岗闪长岩(rδ43)

  该岩体区域上发育在加里东晚期花岗岩的北东侧,天宝山镇的南部和北部,岩性除主要的花岗闪长岩外,还有黑云斜长花岗岩、黑云母花岗岩和石英闪长岩。岩石化学特征表明该期岩石属于钙碱性岩石,钠质略多于钾质,岩浆形成于较大深度,重熔岩浆经历了缓慢的固结重结晶作用,并有较充分的岩浆分异作用。在该期花岗岩体的边缘相部位,铜、铅含量普遍较高,人工重砂中常见黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿。该期岩体碱质交代作用较强,碱长石主要为微斜长石和条纹长石,其在岩石中常包嵌所有其它浅色矿物和副矿物,说明碱长石为最晚期产物。该期花岗岩的组分不均匀性是由交代作用引起的,岩石中的斜长石的比例较高,故以二长花岗岩和花岗闪长岩为主,其成因以交代作用为主,再生-重熔作用为辅。

  2.2.3 印支晚期花岗岩(r51-3)

  主要出露在天宝山矿区及其北部、北东部一带,在安图县北部一带也有出露。主要岩性有花岗斑岩、细粒二长花岗岩、不等粒花岗闪长岩和中细粒石英闪长岩。近年来随着三叠系及印支期侵入岩的不断深入研究,印支旋回成矿作用的重要性也越来越被人们所重视。从黑龙江省东宁县闹枝沟到吉林省珲春县马滴达构成了一条印支晚期与喷发侵入岩带相一致的金、铜及多金属成矿带,在著名的天宝山铜铅锌-多金属矿区内,不仅有华力西期、燕山期的岩浆侵入活动,而且印支晚期的中酸性火山岩、侵入岩及相伴的辉长岩-二长花岗斑岩也占有重要地位。同位素钾-氩法年龄记录表明成矿作用与两次热事件有关,其中有207-224Ma的印支期的一次作用发生,反映印支期的成矿作用也是多次多阶段的。印支期的岩浆活动及成矿作用在整个西太平洋海岸十分广泛,它是早三叠世以来太平洋板块活动的佐证,为研究滨太平洋成矿域提供了地质依据。

  2.2.4燕山期花岗岩(r52)

  主要在工作区西部及西北部有较大面积产出,属牡丹岭花岗岩体的一部分,其次在天宝山矿区及其南部有几处规模较小的岩株出露。该期花岗岩为燕山早期第二阶段侵入的花岗岩,主要岩石类型有碱长花岗岩、黑云母花岗岩、黑云二长花岗岩、二长花岗斑岩等,以前二者为主。据吉林省地质志资料,该期花岗岩在Q-Ab-Or图解中,投影点均落入低温槽内和低共熔点附近,表明花岗岩可能为岩浆成因,属于过渡性地壳同熔型成因系列的岩石;将标准矿物投影在Q-Or-Pl三角图上,投影点多落入碱长花岗岩、花岗岩、二长花岗岩区;本阶段花岗岩类的贯通元素有Ba、Be、Sn、Mn、Zr、Cu、Pb、Zn、Sr、Ga等,一般均低于维氏地壳克拉克值。

  2.3区域构造

  2.3.1断裂构造

  区域上规模最大的构造为工作区南西部的北西向古洞河深断裂,其为一条槽台分界的超岩石圈断裂,在吉林省属古洞河-白金段,省内长达100余公里,影响宽达20余公里。主要由逆断层组成,它们都是挤压强烈的冲断层带,太古界地层仰冲在下古生界和华力西晚期花岗岩之上,沿深断裂华力西期、燕山期岩浆活动强烈,糜棱岩化及构造角砾岩化极为普遍。该深大断裂在航磁、重力资料中显示已切割地壳而进入上地幔。区域上另一条规模较大的构造为工作区北部的北东向松江-天桥岭岩石圈断裂,天宝山矿区距该断裂带约15公里,其为集安-松江岩石圈断裂(鸭绿江深断裂)的北东段,由松江向北东经明月镇、庙岭达天桥岭,以压剪性断裂为主,局部控制侏罗-白垩纪地层的堆积和火山活动及脉岩的侵入。它切割了槽台界线的深断裂带,错断距离达30公里。该断裂带在航磁和重力图上都有明显异常显示,在航、卫片上线性影像清晰,该断裂可能形成在华力西-印支期构造旋回晚期。

  图2.2 鸭绿江成矿带贵金属有色金属矿床分布图

  1.石橛铅锌矿床 2.下活龙金矿床 3.郭家岭铅锌矿床 4.南大坡金矿床 5.荒沟山铅锌矿床 6.八里沟金矿床 7.铜山铜钼矿床 8.大营铅锌矿床 9.海沟金铀矿床 10.穷棒子沟金矿床 11.神仙洞铜铁矿床12.天宝山多金属矿床 13.五凤金矿床 14.五星山金矿床 15.三道沟铜钼矿床 16 闹枝金矿床 17.棉田铅锌矿床 18.刺猬沟金矿床 19.红太平铜锌矿床 20.白石砬子钨矿床

  椐董南庭等人研究该断裂带是一条规模巨大的成矿构造带,其南西段为鸭绿江大断裂,控制了荒沟山铅锌矿、六道沟铜矿、南大坡金矿等矿床;其北东段控制了海沟金矿、天宝山铅锌矿、五凤五星山金矿、闹枝金矿、棉田铅锌矿及红太平铜矿等(如图2.2)。

  区域上除上述两条深大断裂外,还发育有新合-马滴达东西向壳断裂和和龙-石门南北向壳断裂,天宝山矿区即处在这两条断裂带的交汇部位。新合-马滴达断裂带西起安图县新合一带东至珲春马滴达一带,长220公里,宽25公里,由数条断续出露的压性断层组成,断面北倾,倾角40°-70°。该断裂为一条形成于华力西期,而于燕山期、喜马拉雅期至今仍继续活动的、影响较深、延伸较远、规模较大的断裂带;和龙-石门南北向断裂带,由安图县石门,向南至和龙一线,即沿东经129°方向延伸,由几条断续出露的压性断层组成,省内长达100公里,

  宽近10公里。该断裂切割白垩纪及以前的地层和岩浆岩,沿断裂有白垩世次火山岩侵入和脉岩充填,南段控制并切割南北向中生代和龙断陷盆地和小诗满村盆地,向北控制延吉中生代盆地西部边界。该断裂形成于古生代末,中生代又有活动。这两条规模较大的断裂构造带也是延边地区两条重要的控矿构造带,控制了新合-马滴达断裂带为农坪-白虎山-天宝山东西向金及多金属成矿带;和龙-石门南北向断裂带和龙金矿-长仁铜镍矿-天宝山铅锌矿-金山屯金及多金属成矿带。

  根据美国7号陆地卫星ETM遥感图像地质构造解译,在区域上十里坪-安图一带解译出了多条不同方向的主干线性构造(图2.3),这些主干线性构造也是区域上规模较大断裂构造的显示。可见天宝山矿区及外围区域上主要发育有北东向、北西向、近东西向和近南北向四组主干线性构造或断裂构造。由解译图可见天宝山矿区及外围区域上北东向、北西向主干线性构造发育,贯穿全区的北东向主干线性构造主要有6条,它们近等间距分布,间距4-6公里;北西向主干线性构造在安图县以东一带贯穿全区的北西向主干线性构造有4条,其中有3条等间距分布,间距1.4公里;在天宝山、解放屯及南西部有三条北西向主干线性构造,也近等间距分布,间距约5公里。区域上较大规模的东西向的主干线性构造有7条,在区域上也较均匀分布,间距1.5-3.5公里,其中天宝山镇北部的两条间距较小,为新合-马滴达东西向断裂带的组成部分。区域上有10条近南北向主干线性构造也较发育,它们多被其它方向构造所截断,规模较小,其中天宝山东九户沟和舞鹤屯南部的两条呈北北西向展布。天宝山矿区位于上述四组构造的交汇部位,成矿地质构造条件十分有利。

  图2.3 延边地区老头沟镇-安图县一带遥感解译主干线性构造分布图

  2.3.2 褶皱构造

  区域较大的褶皱构造主要有天宝山倾没背斜、九户洞向斜及东风倒转背斜。

  2.3.2.1 天宝山倾没背斜

  由石炭系天宝山群构成,核部被花岗闪长岩所占据,轴向315°,向北西倾没,形态开阔。南西翼保存完好,走向310°-330°、倾向南西、倾角30°-50°,倾没端走向30°-40°,倾向北西、倾角55°-70°,而坑下近直立。北东翼因被岩浆侵入破坏已残存不多。新兴矿床产于近轴部,而立山矿床则产于近北东翼。

  2.3.2.2 九户洞向斜

  分布在九户洞屯一带,由下侏罗统明月沟组成。呈椭圆形北西向展布。轴向340°,两侧地层向内倾斜,倾角25°-30°。南西翼与三叠系火山岩呈断层接触。基底接触部破碎构造明显。

  2.3.2.3 东风倒转背斜

  分布于东风-太阳屯一带,由二叠系-三叠系地层构成,轴向310°-320°,向南东倾没,轴部被花岗闪长岩侵占。北东翼(倒转翼)保存完好,由中、上部层构成,走向310°-330°,倾向南西,倾角50°-60°。北西翼已残存不多,东风矿床位于近轴部。

  2.4区域地球物理特征

  2.4.1区域重力场特征

  延边东部的中朝、中俄边境一带出现重力正异常(见图2.4),长白山天池一带出现负异常,最低异常值为-800×10-6m/s2,向北、向东异常值逐渐增高。根据重力布格异常特征划分的6处重力异常区中,延吉地体为高异常区,该区的异常值一般为-200~100×10-6m/s2,以汪清-图们江南北向重力梯度带为界,西侧为重力相对平稳、异常值较低,一般为-150~-200×10-6m/s2,而东侧大部分区变为高异常区,一般为-100~100×10-6m/s2,靠近中朝、中俄边境区变成100~400×10-6m/s2,

  图2.4 吉林东部延边地区重力场分区图

  属重力异常高值区-地慢隆起区。靠近内侧汪清-珲春逐渐变为-300~100×10-6m/s2。莫霍面深度起伏变化大,说明深断裂活动剧烈。

  2.4.2区域磁场特征

  延边州磁场分布特征是西北部和西南部低,以负磁场为主。其余地区以下正磁场为主。以明月镇为界,又可将正磁场分为两部分,西部磁场起伏小,异常一般为东西走向;东部磁场起伏大,异常多为北东走向。延边州磁场十分复杂,但总体上可分为四类磁场:一是平稳或起伏负磁场,这类磁场分布在本次工作区之外,其强度一般为-50至-200nT,反映的是弱磁性的花岗岩类和沉积岩层;二是起伏正磁场,强度一般100至300nT,反映了磁场较强的花岗岩类及中性侵入岩,局部达800nT左右的强异常反映的多是中性侵入岩,少数基性、超基性岩体也可引起这种异常;三是不规则跳跃磁场,反映中、基性火山岩。跳跃正磁场反映了太古宙变质岩系或覆盖于磁性较强的花岗岩类之上的中、基性火山岩。大面积分布的玄武岩磁场的起伏频率较单一,而大面积分布的中性火山岩则起伏频率较大。这类磁场是工作区内主要磁场特征;四是平稳磁场,强度在-200至200nT之间缓慢变化,是沉积盆地的反映,磁场的正负反映了基底起伏和基底磁性差异。

  区内磁异常总体走向为北东,属于正负跳跃的复杂磁场,具有明显的火山岩区磁场特征。区内天宝山铅锌矿区、五凤-五星金矿区、闹枝矿区均处于跳跃的负磁场中,这些矿区的矿体均与火山机构有关。

  2.5 区域地球化学特征

  延边北部包括九佛沟锌多金属矿床(东风沟岩金矿点、老黑山岩金矿化点),以Au-Ag-Cu-Zn组合为特征;该带可与延边中部地区闹枝-九三沟相对应;四道河子-洋灰洞子铜金成矿亚带,元素组合为Cu-Pb-Zn-Ag,Ag-Pb-Zn(洋灰洞子铜矿点)、Cu-Zn-Au(金厂金矿);在北部四山林场一带还发育Au-Cu-Mo典型元素组合(四山林场金矿以及金厂沟铜钼矿化点。此外,在五星地区还有一个典型的Cu-Ni-PGE地球化学场区。

  上述地球化学特征表明,无论是古生代地层发育区还是中生代岩浆-火山发育区,它们的元素组合均表现金铜异常为主,局部地区出现W及Pb、Zn、PGE异常,指示该区是一个良好的以Au、Cu为主、伴生Pb、Zn、Ag,局部为W、Mo和Ni、PGE异常的金铜为主的有色-贵金属元素成矿背景区,即反映该区是一个以有色金属、贵金属成矿为主的大型矿田或矿化集中区。

  1.深断裂带(敦密、古洞河):元素组合是Cu-Ni-PGE-Au-Co亲铁和亲铜元素复合组合,成矿元素以Cu-Ni-PGE为主,显示与基性杂岩有关的元素组合;

  2.东部地区(杜荒子-大西南岔-小西南岔-五道沟)隆起带:以Cu-W-Au-Mo组合为特征,显示高温岩浆热液组合的地球化学场,成矿与岩浆作用有关;

  3.中部盆岭区(五凤-闹枝-九三沟-老黑山);以Au-Cu-Ag-Zn-Pb为主的地球化学组合异常区,显示成矿与火山-次火山作用有关的地球化学场;

  4.周边及内部古生代地层或变质杂岩出露区:有多组元素组合,以Cu-Pb-Zn-Au为主,与喷流-沉积作用有关的地球化学场一致。

  2.6 区域地质演化

  延边地区地壳有着悠久而复杂的演化历史。以古洞河深大断裂为界,南部是吉南台块,北部是吉林-延边古生代陆缘增生褶皱带。古生代末,吉南台块与吉林-延边古生代陆缘增生褶皱带拼合。前中生代,它们都有各自发展历史,经历过从分散到聚合、从大陆破坏到建设的演化过程。中生代以来,东部库拉-太平洋板块开始向西俯冲,全区进入环太平洋活动带阶段。在各地质历史时期,由于地壳不同发展阶段的火山-沉积建造特征和构造岩浆活动类型不同,促使地壳内有用组份迁移、重组、富集,形成各具特色的矿产资源。各种不同的矿产总是赋存在一定的地质构造环境中,其成矿作用或与沉积建造关系密切,或与岩浆活动关系密切,或与褶皱、断裂、韧性剪切带有关。而大多数矿产,特别是内生金属矿产总是在这些既有区别、又有联系的复杂地质构造作用下,在某一特定区域成群、成带出现,呈现多期次、多类型、同源或多物质来源、多次成矿作用叠加的特点,因而形成各具特色的矿化集中区。

  第3章 矿床地质特征

  矿床位于天宝山顶-太阳屯东西向钼成矿带的中部。区段内地层出露较少,华力西、印支、燕山期岩浆活动强烈,构造发育,钼的成矿条件较好。

  图3.1 研究区地质简图

  3.1矿区地质特征

  3.1.1矿区地层特征

  区内出露地层为二叠系-三叠系中、下部层的一部分,因被岩浆岩侵入破坏呈残块体分布于研究区南部。岩性组合有:黑云母长英质角岩、安山岩、安山质凝灰岩,夹安山质凝灰角砾岩、英安岩、英安质凝灰岩等。走向310°-330°,倾向南西、倾角50°-60°。岩性主要特征简述如下:

  1.黑云母长英质角岩:黑灰-暗灰色,块状构造,角岩结构,局部见有残留泥砂质结构,矿物成分主要有长石28%,石英30%,两者呈它形粒状混杂镶嵌;黑云母30%,呈鳞片状集合体,局部具定向排列特点;绢云母5%,呈细纤维状集合体;炭质少量。蚀变有黄铁矿化。

  2.安山岩:灰绿色,斑状结构,块状构造,斑晶以中长石为主,常见聚片双晶和环带结构,少量黑云母及角闪石;基质具显微交织结构,由显微粒状斜长石、石英、角闪石、黑云母组成。局部见少量星散状磁铁矿,蚀变有绿泥石化、绿帘石化、角岩。

  3.安山质凝灰岩:灰-灰绿色,晶屑-斑状结构,块状构造。晶屑主要为奥长石,呈棱角-次棱角状,含量5-7%;次为正长石含量1%,石英含量2%。基质由火山灰脱玻化后重结晶形成的显微霏细状长英质矿物及黑云母、角闪石组成。蚀变有绿泥石化、绿帘石化、黄铁矿化。

  4.安山质凝灰角砾岩:灰褐-灰绿色,角砾状构造,角砾成分复杂,以安山岩、安山质凝灰岩、闪长岩、板岩为主,局部见有花岗闪长岩角砾,角砾呈棱角-次棱角状。以安山质凝灰胶结。

  5.英安岩:灰色,斑状结构,致密块状构造。斑晶以中-奥长石为主,具熔蚀现象,呈圆滑曲线状。基质呈显微粒状结构,以霏细状长英质为主,次为细鳞片状黑云母和角闪石。

  据前人资料,对研究区火山岩进行岩石化学成分分析,分析结果见表3.1,总结以下特点:

  1.由表3.1可以看出岩石化学成分由中性到中酸性变化时呈现出Al2O3、Fe2O3、FeO、CaO逐渐减少,而SiO2、Na2O、K2O逐渐增高的变化特征。

  2.岩石碱性程度:经里特曼组合指数(δ)和皮科克指数计算,由图3.2、表3.2可见,CA=59、δ指最小为1.21、最大2.60、平均1.98,介于1.80-3.3之间,研究区火山岩据火山岩相关图解划分为太平洋型钙碱性岩。

  图3.2 火山岩系钙碱指数图解

  3.1.2矿区岩浆岩特征

  区内岩浆活动强烈,华力西、印支、燕山期均有活动,以后两者为主并与成矿关系密切联系。

  3.1.2.1华力西期侵入岩(γpc43)

  分布于矿区西部九户洞一带,岩性为碎斑状花岗岩。岩石呈浅肉红色,碎斑状结构,块状构造。斑晶由钾长石、石英、斜长石组成,含量15-30%。斑晶粒度较粗大,一般为0.7×1.0cm,普遍具压碎现象,长石双晶具弯曲、错动现象,石英斑晶具粒化、定向排列和波状消光特点。基质为显微粒状结构,由长石、石英和黑云母组成,其中黑云母因受应力作用影响呈细条带状分布。副矿物有磁铁矿、钛铁矿、磷灰石等。

  该岩体与印支期二长花岗斑岩呈构造接触,而被印支晚期细粒花岗岩所侵入。

  3.1.2.2印支期侵入岩

  本期侵入岩在区内分布广泛,由老到新有 细粒闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗斑岩、细粒花岗岩等。成岩系列具有由中性-中酸性-酸性演化特点。

  1.细粒闪长岩(γ51-1):由于受晚期岩浆岩侵入破坏,形态不规则,一般呈残块体出现。岩石特点:灰-灰绿色,细粒结构,块状构造。矿物成分由斜长石(含量45-50%)、普通角闪石(30-35%)、正长石(含量5-10%)和少量石英组成。副矿物有磷灰石、榍石、磁铁矿。蚀变有绿泥石化、绿帘石化、沸石化等。

  2.花岗闪长岩(γδ51-2):分布于矿床的南部,呈岩枝状产出。与二叠-三叠系火山岩呈侵入接触,在其接触带附近发育有矽卡岩型钼矿体,属研究区主要矿化围岩。岩石特点:灰-浅灰色,半自形粒状结构,块状构造。矿物成分有斜长石,含量45-55%,An为28-35%,以中长石为主,奥长石次之,呈半自形-自形板状或长柱状,常具环带结构;钾长石,含量15-20%,以微斜长石为主,呈它形粒状,粒度2.5×3mm,次为正长石,呈半自形板状、常具卡式双晶,粒度1.5-2mm;石英,含量15-30%,呈它形粒状分布于长石晶体间隙,粒度0.8-1.5mm;角闪石,含量5-10%,黑云母,含量4-10%,二者混杂产出。副矿物有磷灰石、磁铁矿、榍石。蚀变有钾长石化、矽化、绿泥石化、绿帘石化等。岩石中常见到钾长石交代斜长石的交代净边结构。

  3. 二长花岗斑岩(πηγ51-3):分布于矿床的北部及东部,与二叠-三叠系火山岩和花岗闪长岩呈侵入接触,于ZK8536孔、ZK8615孔均见到该岩体细粒边部相的小岩枝侵入到火山岩和花岗闪长岩中。岩石特点:灰褐-浅肉红色,似斑状-斑状结构,块状构造,斑晶由斜长石、石英组成。基质为半自形粒状结构,由斜长石、钾长石、石英及黑云母组成。矿物成分含量:斜长石25-30%,An15-20,属奥长石;钾长石25-30%,主要为微斜长石和条纹长石;石英30-35%,黑云母2-5%。副矿物有磷灰石、锆石、磁铁矿、钛铁矿等。岩石钾硅质交代较强,蚀变有钾长石化、矽化、黑云母化、绿泥石化、绿帘石化、沸石化等。

  4.细粒花岗岩(γr51-4):分布于研究区北部,呈岩枝状沿二长花岗斑岩与黑云母花岗岩接触部东西向展布。岩石特点:浅肉红色,半自形粒状结构,块状构造。矿物成分有斜长石25-30%,An15,属奥长石,呈半自形粒状,粒度0.5-1.5mm;钾长石35%,以条纹长石为主、微斜长石次之;石英35-40%;黑云母3-7%,呈鳞片状集合体。局部见六方双锥高温石英斑晶,副矿物有磁铁矿、钛铁矿、磷灰石。

  3.1.2.3 燕山期侵入岩

  区内表现为超浅成侵入活动,主要岩性有石英闪长岩、煌斑岩脉等。

  1.石英闪长岩(δoη52):呈岩墙状分布于矿床西南部,属东风岩体的北部膨大部分。岩石特点:灰-灰绿色,斑状结构,块状构造。斑晶成分主要有斜长石(中-奥长石),次为钾长石(微斜长石和条纹长石)和石英组成。基质由显微粒状斜长石、钾长石、石英和黑云母组成。副矿物有锆石、磁铁矿、榍石、钛铁矿。矿物含量:斜长石40-50%、An11-32,属奥长石-中长石、钾长石20-25%,石英20-35%,黑云母3-5%。蚀变有钾长石化、黑云母化、矽化、绿泥石化、绿帘石化、沸石化等。

  2.煌斑岩:属晚期脉岩沿构造侵入,一般厚度较小,但连续性较好。岩石特点:灰黑-黑绿色,斑状结构,块状构造。斑晶由辉石、斜长石、角闪石组成。基质由显微板条状拉长石、角闪石、绿泥石组成。蚀变有沸石化。

  表3.3 研究区侵入岩简表

  3.1.2.4 岩浆岩岩石化学特征

  1.研究区内共采集30块样品进行了化学成分及矿物成分分析测试,其测试结果与中国岩浆岩平均化学成分进行对比,由表3.4可以看出研究区岩浆岩化学成分与中国同类岩石化学成分比较,SiO2、K2O、Na2O含量普遍偏高,而Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO含量普遍偏低,说明研究区岩浆岩接受钾硅质交代较强,属高硅富碱质岩石。

  表3.4 研究区岩浆岩与中国岩浆岩平均化学成分对比表

  2.岩石碱性程度:经里特曼组合指数计算,研究区各期岩浆岩δ值均在1.74-3.09之间,平均值1.99,属钙碱性岩。

  3.据国内外研究资料表面,岩浆岩中具有足够的酸、碱度含量是导致钼成矿的必要条件。而研究区岩浆岩恰好具有上述特点。

  表3.5 研究区岩浆岩与国外钼矿化岩浆岩酸碱含量对比表

  从表3.5可以看出研究区二长花岗斑岩与国内外同类岩石酸、碱含量基本相当;石英闪长斑岩SiO2含量虽相对稍低,但比全国平均值(60.15%)尚高出很多,而且K2O+N2O含量较高;花岗闪长岩酸碱度含量均较低。

  从上述岩浆岩酸、碱条件看研究区二长花岗斑岩对钼的成矿最为有利,次为石英闪长斑岩。而两岩体属不同期次岩浆岩活动产物,致使矿床具多期成矿叠加富集特点,而花岗闪长岩对成矿则仅起一种围岩条件而已。

  3.1.3 矿区构造特征

  矿区内以断裂构造为主,次为接触带构造。区内矿化与构造关系密切。

  3.1.3.1 断裂构造

  按展布方向可划分为北西、北东、近东西向三组断裂。以北西向断裂为主,控制了矿体的空间展布。

  1.北西向构造

  主要为一系列的北西向挤压片理化带,走向330°-350°,倾向南西,倾角50°-65°,属成矿前期构造。早起表现为压性特点,构造结构面无论在平面上还是在剖面上均呈舒缓波状,具尖灭再现特点。含钼石英脉沿片理贯入。晚期表现为张性特点,使早起片理化带重新张开,导致破碎和角岩化,形成一系列的北西向破碎带和角砾岩化带。进而矿液再次活动,矿化沿角砾间隙充填胶结。

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