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(fù)雜,按礦體形態(tài)分為⑥號(hào)硫鐵、鋅礦體及⑦號(hào)硫鐵、鋅礦體。
關(guān)鍵詞 硫鐵礦 鋅礦 褶皺構(gòu)造 斷裂構(gòu)造
中圖分類號(hào):P611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(zhǔn)地臺(tái)(Ⅰ2),燕山臺(tái)褶帶(Ⅱ22),馬蘭峪復(fù)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(zhǎng)城系高于莊組(Chg)及第四系全新統(tǒng)(Q4)。
中元古界長(zhǎng)城系高于莊組(Chg)是一套以碳酸鹽巖占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)(95%以上)的地層,其特點(diǎn)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(fēng)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(fēng)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(tuán)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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?;疑L(fēng)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?fàn)?,長(zhǎng)軸直徑一般10~20cm,最大可達(dá)30~40cm,長(zhǎng)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(fēng)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(zhǎng)巖類的脈巖,巖性單一,大致分為細(xì)晶閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)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(dòng)較強(qiáng)烈的地段和褶皺強(qiáng)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?yàn)橹?,但?guī)模較小,延長(zhǎng)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(yīng)屬于礦區(qū)東北8km的梅路溝花崗閃長(zhǎng)斑巖的分異派生物,沿北北東、北北西(個(gè)別南北)剪切節(jié)理及裂隙侵入,其生成巖時(shí)代應(yīng)是燕山期中侏羅世。
巖脈沒有明顯的相互切割關(guān)系,但交叉分枝多見,個(gè)別有沿強(qiáng)烈褶曲層間滑動(dòng)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(qiáng)。巖脈與成礦無關(guān),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(zhǎng)達(dá)6km。礦體露頭斷續(xù)延長(zhǎng)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(gè)礦段、十條礦體;其中①、②、③、④、⑤、⑧號(hào)六條礦體統(tǒng)稱高板河礦段(位于本礦區(qū)外),⑥、⑦、⑩號(hào)三個(gè)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(zhǎng)2500m,呈似層狀及層狀,⑨號(hào)礦體位于梯子溝,礦體?。ㄅc本區(qū)相距較遠(yuǎn))。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(diǎn)與空間分布規(guī)律,分為⑥、⑦、⑩號(hào)礦體。⑦號(hào)礦體為該段主礦體,位于開闊的“箱底”,而⑥、⑩號(hào)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(hào)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(hào)礦體:
⑥號(hào)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(biāo)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(guān)系。該礦體包括⑥號(hào)硫鐵礦體、⑥號(hào)鋅礦體和⑥號(hào)硫鐵、鋅同體共生礦體。
3.1.1 ⑥號(hào)硫鐵礦體
⑥號(hào)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(zhǎng)333m,垂深約20m即為原生礦,往北可延至625線北,長(zhǎng)475m。礦體呈層狀、似層狀產(chǎn)出,時(shí)有分層、復(fù)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(shí),各厚度由地表1.5-3m增厚至3-4m,復(fù)合時(shí)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(dá)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(dá)44.27%,局部可形成富礦地段,但工程間多不對(duì)應(yīng),品位與厚度往往呈正相關(guān),如623線OP335-7工程,厚21.87m,硫平均品位達(dá)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(hào)鋅礦體
⑥號(hào)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(zhǎng)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(zhǎng)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(dá)16.20m,礦體平均厚度6.95m。
含鋅品位均勻,一般在1.5-2.5%,個(gè)別單樣最高品位5.75%,但與相鄰工程不對(duì)應(yīng)。伴生鉛含量一般在0.4%左右,往往鉛與鋅呈正相關(guān),鋅礦平均品位1.94%。
3.1.3 ⑥號(hào)共生鋅礦體
與⑥號(hào)硫鐵礦為同體共生關(guān)系,主礦體為⑥號(hào)硫鐵礦,分布于615-621線之間,礦體長(zhǎng)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(hào)礦體
⑦號(hào)礦體亦為硫鐵礦和鋅礦共生礦體,分布于723-702線地段,長(zhǎng)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(biāo)高-165m,位于705線。礦體沿傾斜深達(dá)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(guān)系,沿傾斜分帶明顯(見圖4)。該礦體包括⑦號(hào)硫鐵礦體、⑦號(hào)鋅礦體和⑦號(hào)硫鐵、鋅同體共生礦體。
3.2.1 ⑦號(hào)硫鐵礦體
⑦號(hào)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(biāo)高位于723線305m至705線-165m,側(cè)伏全長(zhǎng)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(gè)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(shí)有復(fù)合(見圖4),上層礦一般厚2-3m,下層礦一般厚4-5m,復(fù)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(gè)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(guān),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(duì)應(yīng)。伴生鋅平均含量0.21%。
3.2.2 ⑦號(hào)鋅礦體
⑦號(hào)鋅礦體為異體共生礦體,地表鋅氧化礦斷續(xù)長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)達(dá)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(shí)分、時(shí)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(dú)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)。總體來看,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(duì)應(yīng),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(guān)。鋅礦平均品位2.00%。
3.2.3 ⑦號(hào)共生鋅礦體
與⑦號(hào)硫鐵礦為同體共生關(guān)系,主礦體為(下轉(zhuǎn)第178頁)(上接第153頁)⑦號(hào)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(zhǎng)400m, 700-703線之間,礦體長(zhǎng)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(hào)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(shí)屬一個(gè)整體。
(2)閃鋅礦體與黃鐵礦體沿傾斜分帶明顯,尤其以⑦號(hào)礦體最具代表性,淺部賦存單獨(dú)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(dú)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(duì)應(yīng)。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(duì)本區(qū)硫鐵、鋅礦的成礦構(gòu)造分析,本區(qū)礦床應(yīng)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(guān)。
(3)礦石礦物成分簡(jiǎn)單,結(jié)構(gòu)、構(gòu)造在區(qū)域上表現(xiàn)了均一性。