吉林省洮南市鬧牛山銅礦床（吉林段）地質(zhì)特征及成因探討

于陜吉，李嵐峰，王 洋，張東浩，鄭天林

吉林省第三地質(zhì)調(diào)查所，吉林 四平136000

吉林省洮南市鬧牛山銅礦床（吉林段）地質(zhì)特征及成因探討

于陜吉，李嵐峰，王 洋，張東浩，鄭天林

吉林省第三地質(zhì)調(diào)查所，吉林 四平136000

鬧牛山銅礦位于吉林與內(nèi)蒙古交界處，礦體主要賦存于鬧牛山火山機構(gòu)邊部和西側(cè)次火山巖中的構(gòu)造裂隙中，通過分析礦體的賦存狀態(tài)和礦床成因，認為鬧牛山銅礦在火山機構(gòu)的外側(cè)，礦化主要受斷裂裂隙構(gòu)造控制，屬于次火山熱液成因，在火山機構(gòu)邊部銅礦化在深部表現(xiàn)為斑巖型礦化特征，為以后在該地區(qū)的找礦提出了新的思路。

地質(zhì)特征；成因探討；鬧牛山銅礦

0　引言

鬧牛山銅礦位于內(nèi)蒙古與吉林兩省的交界處，區(qū)域處于大興安嶺多金屬成礦帶的中段東緣，是銅多金屬成礦的有利地段。現(xiàn)內(nèi)蒙古境內(nèi)已經(jīng)提交一處中型礦床，目前正在開采。本文論述了該礦床（吉林段）的地質(zhì)特征、礦床成因及控礦因素，希望對該區(qū)今后的找礦工作提供幫助。

1　區(qū)域地質(zhì)背景

礦區(qū)所處大地構(gòu)造位置屬天山—興安地槽褶皺區(qū)（Ⅰ級）、內(nèi)蒙優(yōu)地槽褶皺帶（Ⅱ級）、烏蘭浩特— 哲斯復(fù)向斜（Ⅲ級）、葛根廟—打泡子褶皺束（Ⅳ級）的中部（圖1）。

1.1地層

區(qū)域上地層發(fā)育，出露地層主要有中生界侏羅系和新生界第四系。

1.1.1中生界侏羅系

（1）萬寶組（J2w）：出露于礦區(qū)北西和南東側(cè)，主要為深灰色細砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、凝灰?guī)r夾煤層。

（2）呼日格組（J2h）：出露于礦區(qū)北西和南東側(cè)，巖性主要為中酸性凝灰?guī)r夾凝灰質(zhì)砂礫巖、流紋巖、砂頁巖等。

（3）寶石組（J3b）：出露于礦區(qū)中部，巖性主要為中酸性火山碎屑巖夾中酸性熔巖、安山巖、凝灰質(zhì)砂礫巖等。

1.1.2第四系

出露于礦區(qū)溝谷中，主要為殘積、洪積、沖積黃土、砂礫石層等。

1.2巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動較強烈，巖漿巖分布較廣泛，活動期主要為華力西晚期—燕山期。華力西晚期以大規(guī)?；◢弾r漿呈巖基狀侵入，形成中深成巖漿巖系列，出露于古生代隆起區(qū)。燕山期巖漿活動十分強烈，侵入巖和火山巖都大量形成?；顒悠诖味啵镔|(zhì)組分多樣，從超基性到酸性均很發(fā)育，以陸相噴發(fā)和大量的中（基）性—中酸性侵入為主，形成中淺—超淺火山巖漿系列。礦區(qū)附近主要為燕山期的花崗閃長斑巖、閃長玢巖、石英斑巖等。

圖1　鬧牛山地區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1　Regional geological map of Naoniushan area

1.3構(gòu)造

1.3.1火山構(gòu)造

燕山早期，本區(qū)火山活動特別強烈。從早到晚可劃分為4個火山旋回：滿克頭鄂博旋回，瑪尼吐旋回，白音高老旋回及梅勒圖旋回。生成一套中基性—中性碎屑巖，每旋回的末期，均有相應(yīng)的次火山巖的活動，區(qū)內(nèi)銅多金屬的成礦活動與次火山巖關(guān)系密切。鬧牛山銅礦就位于火山機構(gòu)的北西側(cè)，該火山結(jié)構(gòu)是由燕山期火山巖-次火山巖-侵入巖組成的火山穹窿（圖2），該火山結(jié)構(gòu)特征如下：火山結(jié)構(gòu)核部被燕山期侵入的花崗閃長斑巖占據(jù)，邊部分布次火山巖安山玢巖、石英斑巖、長石斑巖、煌斑巖等，伴隨石英斑巖形成有隱爆角礫巖，遙感航片具明顯環(huán)狀、放射狀影像特征。

1.3.2斷裂構(gòu)造

受區(qū)域性構(gòu)造和火山口作用影響，北西向和北東向及近南北向構(gòu)造很發(fā)育。

（1）北西向構(gòu)造：構(gòu)造面產(chǎn)狀一般走向300° ～340°，傾向北東，傾角30°～40°，主要為壓性結(jié)構(gòu)面，控制北西向礦體及脈巖的分布。

（2）北東向構(gòu)造：構(gòu)造面產(chǎn)狀為走向30°～40°，傾角北西，傾角75°左右。沿走向其構(gòu)造面均呈舒緩波狀，控制著北東向礦體及脈巖的分布。

（3）近東西向構(gòu)造：構(gòu)造面產(chǎn)狀走向為280° ～290°，傾向北或北東，傾角35°～40°，該方向斷裂控制了近東西向礦體的展布。

成礦后斷裂規(guī)模較小，對礦體無多大破壞。

2　礦床地質(zhì)特征

2.1礦體特征

鬧牛山銅礦體均賦存在安山巖、安山玢巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r等的構(gòu)造裂隙中，全區(qū)共有12條工業(yè)銅礦體，編號為1-12，其中11條為盲礦體，礦體走向控制長度一般為80～395 m；礦體延深多數(shù)小于200 m；礦體厚度一般0.62～16.06 m。它們總的產(chǎn)狀約為走向327°～359°，傾向北東，傾角50°～66°，一般為60°。主要銅礦體有二條，為1號和2號礦體，具體特征如下：

（1）1號礦體：礦體走向延長為395 m，傾向最大延深為295 m，平均厚度為5.25 m，平均品位Cu：0.41×10-2，礦體賦存標高469～221 m，礦體埋深30 ～259 m。

（2）2號礦體：礦體走向延長為395 m，傾向最大延深為180 m，平均厚度為4.92 m，平均品位Cu：0.49×10-2，礦體賦存標高444～267 m，礦體埋深51 ～214 m。

圖2　火山結(jié)構(gòu)圖Fig.2　Volcanic structure map

2.2礦石質(zhì)量特征

2.2.1礦石物質(zhì)成分

（1）金屬礦物組合：原生金屬礦物主要為黃銅礦，少量為黃鐵礦、磁黃鐵礦，偶見有方鉛礦、閃鋅礦、鎳黃鐵礦、輝鉬礦等，氧化礦物為孔雀石、藍銅礦、褐鐵礦等。

（2）非金屬礦物組合：非金屬礦物主要為石英、斜長石、角閃石，少量黑云母、輝石、方解石、綠泥石、綠簾石、陽起石等。

2.2.2礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

（1）礦石結(jié)構(gòu)：礦石結(jié)構(gòu)主要以自形晶粒狀結(jié)構(gòu)和半自形晶—他形晶粒狀結(jié)構(gòu)為主，其次為固溶體分解結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、共結(jié)結(jié)構(gòu)。

（2）礦石構(gòu)造：礦石構(gòu)造以細脈浸染狀構(gòu)造為主，其次為浸染狀構(gòu)造和團塊狀構(gòu)造。

2.3礦石類型

礦石自然類型：按礦石構(gòu)造劃分主要為細脈浸染狀礦石和塊狀礦石兩種。按有益組分劃分為主要為銅硫化物礦石。

礦床工業(yè)類型：產(chǎn)于次火山巖中的脈狀銅礦。

礦床成因類型：次火山熱液型礦床。

3　礦床成因

3.1控礦因素分析

（1）次火山-淺成侵入雜巖對成礦控制：中生代中晚侏羅世發(fā)生在大興安嶺中段有5個鈣堿性火山巖漿噴發(fā)旋回，以晚侏羅世4個旋回噴發(fā)最為強烈，每一旋回晚期均有大量巖漿侵入活動，成礦主要與次火山-淺成侵入雜巖有關(guān)。含礦侵入雜巖共生組合為中性-中酸性-酸性系列。它們?yōu)橥磶r漿分異而成。鬧牛山銅礦體基本分布在超淺成中酸性-酸性次火山等巖體的上部及兩側(cè)，且有些次火山巖即為成礦母巖，如安山玢巖Cu豐度值為444×10-6，花崗閃長斑巖194×10-6，石英斑巖和流紋斑巖為312×10-6，均高于地殼克拉克值。

（2）火山構(gòu)造對成礦的控制：鬧牛山銅礦受火山構(gòu)造控制，鬧牛山位于穹窿狀火山機構(gòu)控制礦區(qū)。火山機構(gòu)邊部的放射狀和次級斷裂控制礦體。

（3）沿火山管道及其活動中心侵位了巖株狀花崗閃長斑巖體，該巖體演化晚期的熱液蝕變作用很強，由巖體內(nèi)向外圍巖形成硅化、綠泥石化、鉀化和青盤巖化帶。礦化主要產(chǎn)生在巖體的外接觸帶，形成次火山熱液型脈狀銅礦。

3.2礦床成因

根據(jù)野外地質(zhì)研究和室內(nèi)測試資料分析，其成礦年齡為129.0 Ma，屬燕山早期晚階段成礦。硫同位素平均值（δ34S）1.5‰，δD在-92.8‰～93.5‰之間，δ18O水為-1.87‰～2.3‰，以及鉛同位素都表明成礦物質(zhì)為上地?；蛳碌貧ど钤磥碓础３傻V溫度157～203 ℃，為中低溫產(chǎn)物。因此認為鬧牛山銅礦為與次火山巖有關(guān)的次火山熱液脈型銅礦。

3.3找礦標志

（1）孔雀石化是直接的找礦標志。

（2）礦化蝕變帶是找礦的標志之一。

（3）銅、鉬土壤化探異常和物探激電異常是找礦的間接標志。

（4）青磐巖化、硅化、鉀化是尋找鉬礦的直接找礦標志。

4　成因探討

鬧牛山銅礦富集區(qū)主要分布于火山穹窿的西部，受次火山巖、隱爆角礫巖及北西、東西、北東向斷裂裂隙構(gòu)造控制。銅多金屬礦化與次火山巖時間上相近，礦化一般晚于次火山巖，礦脈可以穿插次火山巖，具有明顯的次火山熱液型礦床特征。筆者經(jīng)過最近的工作，發(fā)現(xiàn)在火山機構(gòu)的外側(cè)，礦化主要受斷裂裂隙構(gòu)造控制。但在火山機構(gòu)西側(cè)邊部通過鉆孔深部驗證，發(fā)現(xiàn)個別鉆孔銅礦化在深部表現(xiàn)為斑巖型礦化特征，斷裂裂隙構(gòu)造不發(fā)育，礦化邊界不清楚，礦化厚度較大，最厚可達54 m。筆者認為鬧牛山銅礦不是一個單獨成因的礦床，而是兩種成因疊加，在火山機構(gòu)邊部及外側(cè)表現(xiàn)為次火山熱液型脈狀銅礦，在接近花崗閃長斑巖的邊部及深部表現(xiàn)為斑巖型銅礦特征?？傮w來看賦存在各種方向構(gòu)造裂隙中的礦體品位較富，具斑巖型銅礦特征的礦體品位相對較貧。由于工作量較少，深部礦體并沒有完全揭露，特別是綜合研究工作跟不上，目前斑巖型銅礦成礦研究還不成熟。

5　結(jié)束語

以前鬧牛山銅礦的研究都基于上個世紀九十年代前的工作，現(xiàn)該銅礦分內(nèi)蒙段和吉林段兩部分，內(nèi)蒙段投入的工作量較大，已經(jīng)提交了一座中型銅礦。吉林段只是在近期投入了一定的工作，提交了一座小型銅礦，但由于資金制約，礦體深部沒有完全控制，后續(xù)資源潛力較大。目前還沒有專家學(xué)者對整個礦床現(xiàn)階段的成果進行綜合研究，筆者通過實際工作所發(fā)現(xiàn)的一些線索，提出自己粗淺的認識，希望今后有專家學(xué)者對整個礦床進行綜合研究，特別是火山機構(gòu)的成礦機理，為本區(qū)找礦工作提供一定的理論基礎(chǔ)。

［1］ 孫伯偉，劉延軍，等.吉林省洮南市鬧牛山銅礦詳查報告［R］.吉林省第三地質(zhì)調(diào)查所，2015.

［2］ 姚金炎，等.大興安嶺東坡中—南段銅多金屬礦床找礦研究中的幾個問題［J］.有色金屬礦產(chǎn)與勘查.1996.5（1）：10-15.

［3］ 李忠軍.鬧牛山銅礦床次火山巖及成礦的關(guān)系［J］.礦床與地質(zhì).2000.2（3）：123-125.

The geological features and genesis discussion of Naoniushan copper deposit
(Jinlin section) in Taonan City, Jilin Province

YU Shan-ji， LI Lan-feng， WANG Yang， ZHANG Dong-hao， ZHENG Tian-lin
The Third Geological Survey of Jilin Province， Siping 136000， Jilin， China

Naoniushan copper deposit is located in the border of Jilin and Inner Mongolia， its ore bodies occur in the edges of the volcanic structures and the western fracture of the subvolcanic rocks.Based on both the analyses of the occurrence state of ore body and the deposit genesis， it is considered that Naoniushan copper deposit occurs the outside of volcanic edifi ce， and the mineralization is mainly controlled by fracture and fi ssure， which belongs to sub volcanic hydrothermal origin.Copper mineralization is shown as the mineralized types of porphyry at depth at the edge of volcanic edifi ce.That put forward a new idea of further prospecting in the area in the future.

geological features； genesis discussion； Naoniushan copper deposit

P618.41

A

1001—2427（2015）04 - 49 -4

2015-09-05；

2015-11-23

于陜吉（1966—），男，吉林德惠人，吉林省第三地質(zhì)調(diào)查所高級工程師.