楊東曉,魏有惠

（1.河南省地質礦產勘查開發(fā)局第一地質勘查院，南陽 473000；2.遼寧省有色地質局勘查總院，沈陽 110002 ）

遼寧省紅透山銅鋅礦床地質特征及外圍找礦潛力分析

楊東曉1,魏有惠2

（1.河南省地質礦產勘查開發(fā)局第一地質勘查院，南陽 473000；2.遼寧省有色地質局勘查總院，沈陽 110002 ）

近幾年由于國家深部找礦項目的實施，紅透山礦床深部（距地表1500米以下）發(fā)現(xiàn)厚大礦體，新增資源量可延長礦山壽命僅50年。這一深部找礦重大成果的取得，進一步促進了對該類型銅鋅礦區(qū)域找礦的研究。本文通過對該礦地質特征、礦床成因、成礦規(guī)律、地質化探成果的進一步研究，分析認為區(qū)域上該類型礦床尚有巨大找礦潛力，并指出了下步找礦主要方向，旨在通過深部找礦成果的取得，促進外圍找礦的突破。

紅透山；銅鋅礦；地質特征；區(qū)域找礦潛力；找礦方向

遼寧省紅透山銅鋅礦床上世紀50年代末勘查并開發(fā)的礦床，該礦床是世界范圍內少有的一個主礦體規(guī)模即相當于大型礦床的多金屬礦床，曾引起國內外學者極大關注并研究。自本世紀初至今由于50余年的開采，開采深度達1370m（標高-887m），保有儲量嚴重不足，是國內第一個開采深度最大的有色金屬礦山，被列為國家首批危機礦山。通過近幾年國家深部找礦項目的實施，深部找礦又取得了重大突破，在-1150m標高又見到了厚大礦體，新增資源量可延長礦山壽命近半個世紀。這一突破不僅進堅定了礦區(qū)找礦信心，同時也帶來了該礦外圍區(qū)域找礦的重要啟示，進一步加強“紅透山式銅鋅礦”研究，取得區(qū)域找礦突破將是今后找礦重點。

1 地質背景

礦區(qū)處于華北地臺北緣（東段）遼東臺背斜鐵嶺-靖宇古隆起部位。區(qū)內廣泛發(fā)育前寒武紀古老變質巖系，構成了我國典型的花崗綠巖區(qū)。其北部與下遼河中—新生代斷陷帶接壤，東部延入吉林省夾皮溝花崗-綠巖區(qū)，北西部包容了中元古代泛河拗拉槽。花崗-綠巖區(qū)與上述構造單元之間均呈斷裂接觸，渾河-輝發(fā)河區(qū)域深大斷裂斜貫全區(qū)（見下圖）。

區(qū)內分布有太古代清原-龍崗、轉相湖-線金廠高級變質-花崗穹窿區(qū)。圍繞高級變質-花崗穹窿區(qū)發(fā)育有清原渾北、夾皮溝-金城洞、渾南花崗綠巖帶。據同位素年齡測定，花崗綠巖帶經歷了3期變質變形作用和花崗巖漿熱力事件。第一期變質-變形作用及花崗巖漿熱液活動發(fā)生在太古代早期（約29億年），表現(xiàn)為原始沉積建造發(fā)生區(qū)域變質作用，早期地層普遍發(fā)育形成緊密褶皺，區(qū)域鉀質花崗巖漿活動呈底辟方式上升侵位。第二期變質變形作用及花崗巖漿熱液活動大致發(fā)生在早、中太古代（25～29億年），其表現(xiàn)一是區(qū)域上發(fā)生大范圍的退變質作用，致使區(qū)內曾家頂子群變質巖系發(fā)生廣泛的退變質現(xiàn)象；二是變形作用改造了早期的緊密褶皺，使之呈現(xiàn)出多期疊加特征；三是巖漿熱液活動繼續(xù)表現(xiàn)為鉀質花崗巖漿上升侵位。第三期變質變形作用發(fā)生在太古代晚期（18億年），主要表現(xiàn)為局部韌性剪切作用、剪切帶退變質作用、脆性變形和巖漿熱液的強烈活動。

礦區(qū)及其外圍礦床類型多樣，除已知塊狀硫化物銅、鋅礦床和銅、鎳、金多金屬礦床外，近期又發(fā)現(xiàn)了韌性剪切帶型金礦床和巖漿熱液型金礦床。發(fā)現(xiàn)金礦床（點）百余處。

2 礦床地質特征

2.1 賦礦層位

礦區(qū)出露地層主要為太古宙清原群紅透山組，自上而下發(fā)育有“薄層互層帶”、厚層角閃斜長片麻巖層、黑云斜長片麻巖（變粒巖）層、石榴直閃片麻巖層、巨厚角閃片麻巖層，構成一套比較完整的基性-中酸性火山巖沉積旋回。該沉積旋回由下至上還可劃分為3個沉積亞旋回：即下部基性火山亞旋回、中部中酸性火山-火山沉積亞旋回和上部火山沉積-沉積亞旋回。下部亞旋回和上部亞旋回一般形成銅、鋅礦化，而中部亞旋回往往形成銅鋅礦床。

2.2 控礦構造

礦床產于紅透山倒轉背斜核部，受倒轉背斜和NEE向斷裂帶中與片理平行的層間裂隙控制。倒轉背斜兩翼由厚層黑云片麻巖組成，核部被“薄層互層帶”占據。其北翼巖層走向近NE，傾向SSE，傾角70～85°；南翼巖層走向近EW，傾向南，傾角大約70°。背斜軸向NEE，軸面南傾，傾角80°左右，向西傾沒。

礦區(qū)發(fā)育NNE、NEE和NNW向3組高角度斷裂帶，其中NEE向斷裂帶是其主要控礦構造。該斷裂帶發(fā)育1組大致平行于倒轉背斜軸向的高角度逆斷層和1組大致平行于巖層層理的層間裂隙。此組裂隙走向NEE，S傾，傾角70～85°，局部地段隨片理走向改變而變化，有些部位被輝綠巖、閃長玢巖、花崗斑巖脈充填，與銅、鋅成礦關系極為密切，大多數(shù)銅鋅礦體或礦化蝕變帶均沿此組裂隙發(fā)育產出。

2.3巖漿巖成礦作用

礦區(qū)巖漿巖發(fā)育，巖性為英云閃長巖、鈉長偉晶巖、橄欖（輝長）巖、玄武巖、輝綠巖、花崗閃長巖、花崗閃長斑巖、煌斑巖及奧長花崗巖等。英云閃長巖分布面積廣泛（同位素年齡2800～2900Ma），綠巖地體呈孤島狀殘留其內。鈉長偉晶巖（同位素年齡2500～2300Ma）集中分布在礦體附近，具礦化現(xiàn)象。兩期巖漿熱液活動發(fā)生于早、中太古代區(qū)域褶皺變形時期，是銅、鋅元素富集成礦的主要熱源條件。

2.4 礦體形態(tài)特征

礦區(qū)已探明銅、鋅礦（化）體30余條，其中工業(yè)礦體8條。礦體賦存于向形構造西部傾豎褶皺樞紐內兩層斜長角閃片麻巖環(huán)繞限定的部位。銅鋅礦化帶長度1500m，走向近EW，傾向S（E），傾角70～85°。礦體地表長度約550m，工程控制斜深大于1500m，向下呈繼續(xù)延伸趨勢。

總體上，礦體在"薄層互層帶"中呈似層狀、扁豆狀或不規(guī)則脈狀產出，在傾豎褶皺樞紐部位呈礦柱狀產出。剖面上，礦體在不同標高上以不同的產出形態(tài)與礦柱相連接，形態(tài)極其復雜：地表或淺部呈音叉狀，中部呈"工"字形及飛鷹狀，至-467m標高，礦體呈似層狀或脈狀，再下延呈梯狀。礦體（柱）上部長軸呈NE方向，中部以下呈逆時針旋轉，由NE向逐漸轉至SN向和NW向，礦體形態(tài)亦從上部厚大長條狀轉變?yōu)橹胁繂♀彔睢⑼矤罴氨舛範睢?/p>

2.5 礦石礦物、礦物組合、有用組份、金屬元素分帶特征

礦石礦物：金屬礦物有黃鐵礦（65%～80%）、磁黃鐵礦（20%～30%）、閃鋅礦（5%～10%）、黃銅礦（0%～10%）。其次有少量方鉛礦、方黃銅礦、銀金礦，罕見輝鉬礦。脈石礦物有石英、斜長石、黑云母、直閃石、鋅尖晶石、石榴子石、矽線石、藍晶石、十字石、堇青石等。

礦物組合：黃銅礦-閃鋅礦組合,黃鐵礦-磁黃鐵礦-黃銅礦組合,黃鐵礦-磁黃鐵礦組合,黃鐵礦-石英-方解石組合。還可見后期細脈狀黃銅礦或細脈狀黃鐵礦穿插銅鋅礦體的現(xiàn)象。

有用組份：Cu、Zn、S。平均品位：Cu 1.70%～1.80%，Zn 2.30%～2.50%，S 20%～22%。伴生組分有Au、Ag、Gd、In、Te、Ga、Ge、Se、Co、Bi、Mo、Ni、As等，其中Au、Ag、Ge、Se、In、Co可以綜合回收。Au、Ag主要賦存于黃銅礦中；Ge、In主要賦存于閃鋅礦中，其次賦存于黃銅礦中；Co主要賦存于黃鐵礦中；Se幾乎賦存于所有金屬硫化物中。

金屬元素分帶特征：根據不同礦段金屬元素含量對比分析結果，由淺入深銅、鋅主成礦元素及其它金屬元素含量變化微弱，未發(fā)現(xiàn)金屬元素地球化學分帶現(xiàn)象，銅鋅元素豐度穩(wěn)定，預示著礦體下延深度較大。

2.6礦石結構構造

礦石結構：礦石中變質變形組（結）構極為發(fā)育，主要有變斑狀結構、中粗粒花崗變晶結構、變嵌晶結構、退火結構、固熔體分離結構、邊緣溶蝕結構、碎裂結構、磁黃鐵礦退火雙晶結構等。

礦石構造：粗粒致密塊狀為主，其次為浸染狀和條帶狀。致密塊狀礦石分布于銅鋅礦柱及各類礦體中；浸染狀礦石分布于礦體上部及邊部或礦體尖滅部位；條帶狀礦石分布于塊狀礦體的上下盤圍巖中。在礦體的某些部位，還可見黃銅礦或閃鋅礦呈流紋狀分布，形成流動構造。

2.7圍巖蝕變

相對而言，紅透山銅鋅礦床近礦圍巖蝕變強度較弱，一般寬1～10m，礦柱部位可達20m。圍巖蝕變種類有：透閃石化、硅化、絹云母化、綠泥石化、金云母化、碳酸鹽化以及黑云母退色化等。按照蝕變礦物組合特征，由礦體向外可大致劃分出3條蝕變帶：透閃石化、硅化帶；硅化、絹云母化、黑云母退色化帶；絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化帶。

2.8 主要成礦期

按照成礦前后構造-巖漿活動的先后次序，可劃分出5個成礦期：

第一期：礦化前斷裂-巖漿活動期。此期首先形成北東東及北北東向兩組高角度逆斷層，拉開內生成礦作用的序幕；隨后發(fā)生以橄欖輝長巖侵位為特點的早期巖漿熱液活動。

第二期：主礦化活動期。此期構造巖漿活動減弱，進入相對平靜時期，成礦斷裂和賦礦層間裂隙張開，構造應力處于松馳狀態(tài)，礦液運移通道和賦礦構造空間發(fā)育形成，銅、鋅成礦物質從母巖中分異吸出并沿通道上升運移至適宜的場所沉淀成礦。

第三期：斷裂-巖墻-礦化活動期。與主礦化活動期相比，此期斷裂活動略有增強，其主要特點表現(xiàn)為重復早期構造運動系統(tǒng)，并伴隨有小規(guī)模的輝綠玢巖及煌斑巖脈侵入。隨后構造活動逐漸減弱，層間裂隙重新張開，遂發(fā)生成礦晚期硫化物階段和碳酸鹽巖階段的礦化活動。

第四期：礦化后斷裂-巖漿活動期。此期構造-巖漿活動再度增強，主要表現(xiàn)為NEE向高角度逆斷層重新復活和閃長玢巖及花崗斑巖侵位。

第五期：斷裂構造活動余動期。此期屬于成礦晚期，其表現(xiàn)是以微弱的斷裂構造活動結束了內生成礦過程。

2.9 礦床成因

關于紅透山銅鋅礦床成因，爭論由來已久，學術觀點頗多。60年代曾出現(xiàn)“超變質熱液礦床”說（寒光）、“巖漿期后熱液”說（胡安國）和“混合巖化熱液”說（江克一）；70年代初期出現(xiàn)“火山-沉積-變質”說（施林道），中晚期出現(xiàn)“火山噴氣-沉積變質-混合巖化熱液改造”說（有色地研所等）；80年代出現(xiàn)“火山塊狀硫化物礦床”說；90年代出現(xiàn)“與花崗-綠巖帶有關的火山塊狀硫化物銅鋅（金）礦床”說。

現(xiàn)代學術觀點認為：紅透山銅鋅礦床屬于沉積變質變形和巖漿熱液疊加改造的多因復成礦床。其基本依據是：①礦區(qū)南部巨厚層基性火山巖之上，出露1層由富鎂鐵泥灰質火山沉積-沉積變質而成的“直閃石層”，說明礦床產出的地質環(huán)境絕非火山口地區(qū)；②含礦巖系中見有硅質泥質“結核”及長石砂巖，說明礦區(qū)具有某種濁流沉積和島弧-海溝環(huán)境特征；③礦床向形構造兩翼對稱分布，原始礦體嚴格受層位控制；④層狀和似層狀礦體遭受了后期變質變形作用及巖漿熱液活動的強烈改造，出現(xiàn)流失、變厚、分枝、復合、貼接、穿層注入現(xiàn)象，因而形成形態(tài)復雜的銅鋅礦體。

3 礦區(qū)外圍找礦潛力分析

3.1礦區(qū)外圍區(qū)域地質構造理論研究工作取得重大進展

幾十年來，全國許多地質科研院、所圍繞紅透山礦區(qū)銅、鋅、金礦床成因問題，曾經對礦區(qū)及其外圍地質成礦環(huán)境進行過長期系統(tǒng)的理論研究和野外調查工作。近期區(qū)域地質構造研究成果認為，渾北花崗-綠巖區(qū)與吉林省夾皮溝金礦礦集區(qū)原屬同一地質體，在中生代被渾河-輝發(fā)河斷裂左行錯開，其水平錯距約150km。基于這一新的理論認識，夾皮溝地區(qū)應該具備尋找大中型銅礦床的地質成礦條件，而紅透山外圍顯然應該存在尋找大型獨立金礦床及伴生金、銅礦床的地質成礦條件。

就區(qū)域地質成礦背景來說，多數(shù)學者紅透山地區(qū)具有極其有利的銅、鋅、金找礦條件 。但是，自從1958年發(fā)現(xiàn)紅透山大型銅礦后，省內多家地勘單位雖然先后在紅透山地區(qū)投入了大量的找礦工作，發(fā)現(xiàn)并探明的小型金、銅礦床（點）可謂星羅棋布，然而卻一直未能找到中大型金、銅礦床。長期以來，此種找礦現(xiàn)象始終是一個難解和未解的迷團。當前，紅透山地區(qū)的地質找礦工作應該以新的區(qū)域地質構造理論為指導，在綜合研究區(qū)域地質、物化探找礦信息的基礎上，及時轉變找礦思路，以新的技術路線和新的找礦方法，在紅透山礦區(qū)及其外圍開展新一輪找礦勘查，力爭在金、銅找礦上取得突破性進展。

3.2特定的地質成礦背景為銅金礦床產出奠定了物質基礎

紅透山銅鋅礦床產于渾北花崗-綠巖區(qū)，屬于火山島弧環(huán)境下太古宙海底火山噴發(fā)塊狀硫化物礦床。渾北花崗-綠巖區(qū)由太古代變質雜巖系組成，其沉積變質賦礦層位中Cu、Pb、Zn、Ni、Cr、Co、V、Ti豐度明顯高于同類巖石克拉克值。它既是紅透山式銅鋅礦床的礦源層也是其賦礦層。紅透山大型銅鋅礦床和樹基溝等一批中小型銅鋅礦床以及紅透山外圍大量產出的小型金、銅礦床（點）均分布于花崗-綠巖區(qū)內。

海西期，區(qū)域上發(fā)生西伯利亞板塊與華北板塊碰撞聚合事件，構造巖漿活動異常強烈，為銅鋅礦床和與超基性巖有關的銅、鎳硫化物礦床的發(fā)育形成提供了深成的構造空間和熱源條件。紅透山銅鋅礦床及其近周邊銅、鎳硫化物礦床集中形成于這一時期。印支—燕山期，礦區(qū)及其外圍處于瀕太平洋大陸邊緣構造活動帶環(huán)境，更為強烈的構造運動、火山噴發(fā)和深成巖漿侵位，為金、銅多金屬礦床的多源產出提供了極其有利的地質成礦條件，從而使印支—燕山期成為渾北地區(qū)金多金屬礦床發(fā)育產出的主要時期。但是，從紅透山礦區(qū)及其外圍銅、鋅、鎳、金礦床（點）空間分布特點分析，無論其形成的地質時期以及成礦控礦因素如何千差萬別，均屬于渾北花崗-綠巖地體這一特定地質背景下逐漸發(fā)育形成的產物，都與渾北花崗-綠巖地體的初始物質組份密切相關。

3.3地化綜合找礦信息顯示礦區(qū)外圍資源前景較大

（1）地質找礦信息

礦區(qū)已知具有工業(yè)價值的礦床類型有：塊狀硫化物銅鋅礦（伴生金）、綠巖帶型金礦床、硅鐵建造變質微細浸染型金礦床、韌性剪切帶型金礦床、含金石英脈型金礦床，以及與超基性巖有關的Cu、Ni（Pt、Pd、Os、Ir、Ru）礦床。近期發(fā)現(xiàn)的找礦信息有：

①近EW向拐磨溝-東廟嶺-王小堡-金雞背金成礦帶。帶長45km，寬10～20km；

②NW向紅石砬子-平房-線金廠-王小堡金成礦帶。帶長20km，寬10～20km；

③NW向張胡溝-龍王廟-大荒溝金成礦帶。帶長40km，寬5～10km；

④NE向下窩棚-南雜木-南口前金成礦帶。帶長60km，寬10～20km。

（2）地球化學信息

據1∶5萬水系底沉積物測量（2300km2），已發(fā)現(xiàn)銅異常20處，金異常89處，可劃分出7個異常區(qū)（見下圖）。其中渾北地區(qū)銅、金異常區(qū)有：

①樹基溝-紅透山-下窩棚銅、金異常區(qū)。異常面積約400km2，異常組合為Cu、Zn、Ag、As、Hg。異常區(qū)可劃分為內、外2個銅鋅成礦帶。內帶分布有7個銅鋅工業(yè)礦床，外帶分布有6個金礦床。

②稗子溝-張胡子溝-南龍王廟-大荒溝銅、金異常區(qū)。異常面積約200km2，分布有銅異常10處，金異常9處。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)4處銅、鋅、硫工業(yè)礦床，2處層狀浸染型金礦床。

③南口前-南雜木金異常區(qū)。異常面積約300km2，濃集中心面積90km2。異常圍繞南口前花崗巖體呈球狀分布。異常區(qū)已發(fā)現(xiàn)金異常23處，中、小型金礦床10多處。

④草市-東廟嶺-王小堡-金雞背金異常區(qū)。異常面積約400km2，分布有金異常20處，已發(fā)現(xiàn)線金廠、景家溝、朱家溝、拐磨溝、東廟嶺、王小堡、金雞背等金礦床（點）20余處。

4 找礦方向

（1）已知礦床點（床）深部和邊部可進一步增長儲量，如樹基溝、稗子溝、張胡溝、紅旗山等，力爭實現(xiàn)小礦變大礦的目標。

（2）按成礦系列指導找礦。區(qū)內大型黃鐵礦和銅礦屬同一成礦系列，注意黃鐵礦礦床深部或周邊部銅多金屬礦找礦。

（3）加強深部中比例尺地質填圖工作，尋找覆蓋區(qū)隱伏綠巖殘留體，擴大找礦領域。

（4）加強物探方法的應用研究，充分運用物探技術評價排序區(qū)域上百處銅及多金屬地球化學異常。

（5）開展花崗巖－綠巖地體金銅找礦綜合研究，深化已有成果和找礦理論，以新理論指導區(qū)域找礦的進一步突破。

Potential analysis of Geological characteristics and Periphery prospecting of Hongtoushan Lead-Zinc Mine in Liaoning

YANG Dongxiao1, WEI Youhui2

(1.The First Geological Exploration institute of the Bureau of Geo-exploration and Mineral Development of Henan provincial，Nanyang 473000; 2.Liaoning Non-Ferrous Geological Exploration Institute,Shenyang,110002 )

In recent years, some projects of deep prospecting are actualized in our country. Large and thick of ore deposit was discovered in Hongtoushan Mine. The added resources may delay “end of mine”for fifty years. The great achievement accelerated exploration research about the same type of Lead-Zinc Mine. Through the study from geological characteristics,ore genesis,metallogenic regularity，geological prospecting results，It is considered that it has great prospecting potential about the same type of mine，And points out prospecting direction. It means promoting periphery prospecting through the research achievements.

Hongtoushan；Lead-Zinc Mine；Geological characteristics；Regional prospecting potential；prospecting direction

（略）

P618.41，P618.43

A

1007-1903(2010)03-0043-05

楊東曉(1963- )，男，工程師，主要從事地質礦產勘查工作。