朝鮮-遼河地區(qū)金、多金屬成礦帶地質(zhì)特征及成因

朝鮮-遼河地區(qū)金、多金屬成礦帶地質(zhì)特征及成因

1礦床成礦作用該區(qū)域位于臺(tái)南和河西-老嶺-摩天嶺褶皺帶中部。這是重要的金和多金屬采區(qū)。其東部朝鮮境內(nèi)有超大型、大型金、銀及多金屬礦床,其西部遼寧省境內(nèi)遼河群中發(fā)現(xiàn)了一些大中型金銀及多金屬礦床。鴨綠江大斷裂對(duì)區(qū)內(nèi)的成礦有重要的控制作用,沿?cái)嗔褞Ъ捌渑詡?cè)出現(xiàn)一系列礦床、礦點(diǎn)及物探異常。本區(qū)正處于該斷裂帶的中部,具有較好的成礦地質(zhì)條件(見(jiàn)圖1)。礦區(qū)出露地層為集安群清河組、新開(kāi)河組及大東岔組,該套變質(zhì)巖系原巖成分較為復(fù)雜,具有多源性特點(diǎn),既有陸源碎屑,也有火山物質(zhì),或兩者混合堆積。其微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)Cu139×10-6、Pb13.5×10-6、Zn99.2×10-6,Cu為地殼豐度值2.2倍,Pb、Zn與地殼豐度值基本相同,它們具備了礦源層的必備條件,為礦化富集、元素活化轉(zhuǎn)移提供了初始礦源層。巖石含鈣質(zhì)成分較高,靠近花崗斑巖體部位大多已變?yōu)槲◣r。巖性為各種變粒巖、淺粒巖、大理巖等。地層產(chǎn)狀多為北西走向,北東傾。從遙感(Tm)解釋及礦點(diǎn)分布圖看,該區(qū)正處于弧型構(gòu)造及斷裂構(gòu)造部位,多數(shù)礦床、礦點(diǎn)沿其斷裂構(gòu)造的周邊部產(chǎn)出。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,礦區(qū)內(nèi)巖漿巖以花崗斑巖為主,次為花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖及脈巖。巖體出露范圍大。該區(qū)還處在各種火山巖及侵入巖圍繞的獨(dú)特的地質(zhì)環(huán)境里,其南東側(cè)及北側(cè)為大面積侏羅系火山巖,東側(cè)及南側(cè)為大面積燕山期高臺(tái)子巖體,構(gòu)造活動(dòng)十分發(fā)育,多期次的構(gòu)造巖漿活動(dòng)為活化、萃取古老基底中成礦元素提供了熱動(dòng)力條件。蝕變主要以矽卡巖化、黃鐵絹英巖化等為主。礦區(qū)內(nèi)已形成大范圍的矽卡巖化帶,其形成是燕山期花崗斑巖侵入于集安群清河組、新開(kāi)河組、大東岔組地層的結(jié)果,使成礦元素在本區(qū)活化富集。從已知礦體看,Fe、Cu、Pb、Zn礦體就產(chǎn)在花崗斑巖與地層接觸部位的矽卡巖中。大青溝區(qū)段礦化普遍強(qiáng)烈,礦化分布范圍廣。從土湖溝至砬石岔,自西向東共劃分6個(gè)礦化蝕變帶,目前發(fā)現(xiàn)大小礦體共34條。2地球物理特征2.1低緩正常區(qū)布采用航磁場(chǎng)特征大青溝礦化集中區(qū)在衛(wèi)片解釋圖上正處在環(huán)形構(gòu)造及斷裂構(gòu)造部位,重力布伽異常顯示低值異常區(qū)(見(jiàn)圖2)。航磁顯示低緩正常區(qū),強(qiáng)度為160～200nT,在低緩正常區(qū)內(nèi)有幾處較突出的高值地段。結(jié)合地質(zhì)資料分析,該區(qū)四周被巖漿巖及火山口環(huán)抱,中部為集安群地層覆蓋,推斷布伽低值異常揭示了本區(qū)集安群地層較薄,在巖體之上;低緩的正磁異常表明集安群下部巖體是連通的,局部地段磁異常峰值可能為巖株或含銅磁鐵礦引起。2.2磁鐵礦礦石巖石成分特征區(qū)內(nèi)磁鐵礦磁性最強(qiáng),其次為含鐵質(zhì)巖石,斜長(zhǎng)角閃巖次之,其他巖性屬弱磁性(表1)?？傮w來(lái)看:礦體與圍巖磁性差異較大,該區(qū)用磁法評(píng)價(jià)礦體有明顯的地質(zhì)效果。本區(qū)屬高極化率的巖石(礦石)為磁鐵礦、含銅磁鐵礦、含磁鐵角閃巖、含磁鐵變粒巖;斜長(zhǎng)角閃巖、石墨黑云變粒巖次之;透輝變粒巖、含黃鐵礦變粒巖安山巖又次之;黑云變粒巖、重晶石閃長(zhǎng)玢巖、石英斑巖、淺粒巖、混合巖、細(xì)粒閃長(zhǎng)巖極化率較低(表2)。總之本區(qū)巖(礦)石的極化率大小與其本身所含的磁鐵礦多少有密切關(guān)系,磁鐵礦是產(chǎn)生高極化率的主要礦物。本區(qū)電阻率最高者為花崗斑巖,其值可高達(dá)2000Ω·m以上。其次是混合巖,大約為1000～2000Ω·m。而斜長(zhǎng)角閃巖及黑云變粒巖電阻率均較低,其值均小于1000Ω·m。3綜合物理方法的應(yīng)用和影響3.1開(kāi)展磁法測(cè)量工作根據(jù)大青溝區(qū)巖(礦)石的物性特征參數(shù)測(cè)定結(jié)果可見(jiàn),礦體與圍巖的磁性差異、極化率差異等物性參數(shù)均較明顯,通過(guò)磁法與電法的測(cè)定工作能夠較清晰的區(qū)分出礦體與圍巖。通過(guò)近幾年的找礦工作成果也證明了該區(qū)綜合物探方法工作的可行性。全區(qū)共投入1/1萬(wàn)磁法測(cè)量20km2,1/2千磁法測(cè)量2km2。共獲得較好磁異常13處。為了配合該區(qū)的磁法測(cè)量工作成果,在大青溝～砬石岔區(qū)段又做了3km2的電法測(cè)量工作。所有野外觀測(cè)采用中梯、聯(lián)剖、測(cè)深三種裝置,取ρs、ηs兩個(gè)參數(shù)。3.2應(yīng)用效果(1)-1-1地層磁異常特征該區(qū)最有意義的M1磁異常位于Ⅸ號(hào)礦化帶上。該異常由5個(gè)局部異常組成,所處地質(zhì)位置與Ⅸ號(hào)礦化帶相吻合(見(jiàn)圖3)。M1磁異常走向?yàn)?15°,全長(zhǎng)約500m,寬約300m。該異常不是一個(gè)整體,是由多個(gè)局部異常組成,每個(gè)異常間不連續(xù),其異常強(qiáng)度也不一樣,最高異常值為19675nT,多數(shù)異常值在1000～2000nT之間變化。異常形態(tài)均呈單峰,相鄰兩點(diǎn)之間梯度變化較大,有的形成正負(fù)交替現(xiàn)象。在該異常的中部有一條明顯的負(fù)磁場(chǎng),全長(zhǎng)約350m,將M1異常切成為兩部分,負(fù)異常處于河谷中,推斷其與構(gòu)造有密切關(guān)系。M1-1異常:該異常形態(tài)呈帶狀,長(zhǎng)470m,寬約20m,異常曲線對(duì)稱,幅度窄,呈單峰,梯度變化大,ΔZmax為2261nT,在異常東側(cè)伴有負(fù)異常。該異常經(jīng)驗(yàn)證為Ⅸ-1號(hào)礦體,所見(jiàn)礦體為含銅磁鐵礦,礦體產(chǎn)狀為300°SW∠80°,圍巖為斜長(zhǎng)角閃巖,在1號(hào)坑內(nèi)見(jiàn)有花崗斑巖侵入。為進(jìn)一步查清Ⅸ號(hào)礦化帶Ⅸ-1號(hào)礦體的規(guī)模,圍繞1號(hào)井又做了地表加密工作,測(cè)網(wǎng)為5m×5m,若以3000nT等值線圈定礦體范圍,Ⅸ-1號(hào)礦體的磁異常呈扁豆?fàn)?根據(jù)現(xiàn)有資料對(duì)Ⅸ-1號(hào)礦體做了簡(jiǎn)單正演計(jì)算,模擬礦體走向長(zhǎng)20m,寬3m左右,向下延深50m,礦體頂板埋深3m,南西傾,傾角為30°,計(jì)算曲線與實(shí)測(cè)曲線近于相吻合。另外在該異常的高磁部分外,還有一條低于1000nT的磁場(chǎng)存在,呈帶狀一直延伸到測(cè)區(qū)邊部,后來(lái)的電法資料也顯示出低阻、高極化的特征。M1-2異常:位于1號(hào)井的東部。走向310°,長(zhǎng)300m,寬度不等,西窄東寬,平均寬約50m左右,異常最大強(qiáng)度為3625nT,在該異常的西部伴隨負(fù)異常,梯度大。推斷引起該異常的磁性體向北東方向傾斜,傾角約75°左右。經(jīng)地表查證,該異常附近見(jiàn)有許多磁鐵礦石及含銅磁鐵礦石。M1-3異常:異常類似紡垂?fàn)?長(zhǎng)軸200m,中間寬30m,兩端寬10m左右,異常呈單峰,強(qiáng)度最大為19675nT,是本區(qū)內(nèi)最高的磁異常,在該異常區(qū)范圍內(nèi)見(jiàn)有鉛鋅礦、磁鐵礦采坑。在該異常的東部有一條明顯的負(fù)磁場(chǎng),強(qiáng)度為-7851nT,根據(jù)該區(qū)的磁參數(shù)測(cè)定結(jié)果,只有磁鐵礦才能引起如此強(qiáng)的磁異常,故此推斷該異常為磁鐵礦體所產(chǎn)生。M1-4異常:位于M1-3異常的東部,形狀似扁豆體,長(zhǎng)200m,寬40m,有三個(gè)點(diǎn)變化明顯,其異常值分別為1253nT、1898nT、5060nT,地表調(diào)查為黑云變粒巖,但從該區(qū)內(nèi)巖(礦)石標(biāo)本磁參數(shù)測(cè)定中分析,黑云變粒巖不能引起如此強(qiáng)的磁異常,推斷該異常是由斜長(zhǎng)角閃巖中的磁鐵礦所引起。M1-5異常:該異常形態(tài)呈似舌狀,總體走向340°,由四個(gè)小異常組成,長(zhǎng)300m,寬90m,異常走向上東側(cè)陡,西側(cè)緩,推斷地質(zhì)體傾向南西。異常最大強(qiáng)度為1619nT。地表調(diào)查見(jiàn)有磁鐵礦、含銅磁鐵礦石。該異常恰好處于M1-1號(hào)異常西部延長(zhǎng),無(wú)論從異常形態(tài)還是從異常產(chǎn)出的地質(zhì)環(huán)境均與M1-1號(hào)異常相一致,從目前推斷該異常所反映的地質(zhì)體很可能為Ⅸ-1號(hào)的西部延伸。從目前對(duì)M1號(hào)異常的檢查情況來(lái)看,它基本反映出Ⅸ號(hào)礦化帶的全貌。其基本特點(diǎn)為:礦體的圍巖是斜長(zhǎng)角閃巖,磁鐵礦、含銅磁鐵礦、鉛鋅礦等礦體即賦存其中。Ⅸ號(hào)礦化帶是由數(shù)條平行脈所組成,有的平行產(chǎn)出,或呈串珠狀產(chǎn)出,多數(shù)礦體呈扁豆?fàn)睢５V體走向北西330°左右,南西傾,傾角約80°。M1號(hào)異常中部的負(fù)磁場(chǎng)認(rèn)為是構(gòu)造反映,展布方向?yàn)?10°,因此Ⅸ號(hào)礦化帶內(nèi)的礦體受構(gòu)造控制,礦體主要集中于構(gòu)造線西側(cè)。(2)南西部s值的垂直分布從宏觀上看ηs值普遍高,全區(qū)有90%的地段ηs值超過(guò)4%,個(gè)別地段高達(dá)40%～50%以上,這與該區(qū)黃鐵礦化較為普遍及巖石中普遍含有石墨有關(guān)(見(jiàn)圖4)。總體看來(lái),在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)ηs值兩邊高,中間低,就兩側(cè)來(lái)講,南西部又高于北東部,ηs值有自南西向北東逐漸降低的趨勢(shì)。這種現(xiàn)象符合了自南西向北東巖石中含石墨逐漸減少的規(guī)律。根據(jù)ηs的特點(diǎn)將全區(qū)異常劃分為6處,其中在420～540/12～15點(diǎn)間圈出激電異常二處,一處長(zhǎng)600m,寬350m,異常最高值為30%。該異常與Ⅰ號(hào)礦化蝕變帶吻合,目前通過(guò)地質(zhì)工程驗(yàn)證有Ⅰ-1、Ⅰ-2等較好的工業(yè)礦(化)體;另一處長(zhǎng)600m,寬約300～500m,由三處并列平行異常組成,總體走向335°,異常中心最高值ηs為20%。該異常與Ⅸ號(hào)礦化帶相吻合,在該礦化系統(tǒng)內(nèi)同樣有磁異常存在,較好的工業(yè)礦體有Ⅸ-1、Ⅸ-2、Ⅸ-4等。由此可見(jiàn)該區(qū)內(nèi)礦化帶中的含礦地質(zhì)體是引起激電中梯異常的直接原因。(3)雙層誘導(dǎo)體s在砬石岔Ⅸ號(hào)礦體上0線投入4個(gè)測(cè)深點(diǎn),在4線、3線投入2個(gè)測(cè)深點(diǎn),聯(lián)剖交點(diǎn)反映礦體較陡,從TJ1井中調(diào)查證實(shí)礦體傾角為80°,在3、0、4線地電斷面上反映有二層激化體,第一層埋深4～45m(ηs為6%～7%);第二層頂端埋深60～375m(ηs為6%～8%),激化體(推斷為礦體)富集地段在130～230m。其賦存狀態(tài)是南西部淺于北東部,呈層狀展布(見(jiàn)表3)。為了對(duì)電測(cè)深結(jié)果的驗(yàn)證,于Ⅸ號(hào)含礦系統(tǒng)深部施工了鉆探工程,經(jīng)鉆探工程揭露在推斷的異常部位均見(jiàn)有較強(qiáng)的礦化,鉆孔穿礦厚度一般在2m左右,銅、鉛、鋅品位多在0.5%～1%之間,并且見(jiàn)有金礦化,另外見(jiàn)有大量的黃鐵礦存在,黃鐵礦一般可達(dá)5%～10%(圖5)。4聚合物綜