红透山铜锌矿床地质特征及成矿模式浅析

摘要： 红透山铜锌矿床位于辽宁省清原县境内太古宙绿岩岩体中，主要以铜锌铅硫化物和少量金银为开采对象的综合型多金属矿床。通过整理红透山铜锌矿床成矿大地构造背景、岩性、含矿基岩等资料的基础上，充分运用了遥感技术等方法，首先对该矿床地质特征分别进行了描述，然后从构造、矿体形态、矿石组构等方面对区内铜锌矿床的成矿特征进行了系统分析，最后从矿床成矿时代、空间分布等方面对矿床模式进行了总结。结果表明：①矿床的形成受构造、岩浆活动等作用影响，主要以吕梁时期的构造变形为主；②一系列剪切和韧性断裂为该铜锌矿床提供热力、动力、运移通道及富集空间；③通过总结地质特征及矿化信息等成果建立成矿模式：新太古代时期的火山运动为含矿热液上升提供了空间，随后含矿热液发生沉积，经多次构造变形及变质作用富集成矿。上述研究成果对深入研究该矿床具有一定的指导意义。

Abstract： The Hongtoushan Cu-Zn deposit is located in the Archean greenstone rock body in Qingyuan County， Liaoning Province. It is a comprehensive polymetallic deposit with Cu-Zn-Pb-Sulfide and a small amount of gold and silver. Based on the data of the metallogenic tectonic setting， lithology and ore-bearing bedrock of the Hongtoushan Cu-Zn deposit， the method of remote sensing technology is fully used. Firstly， the geological features of the deposit are described respectively， Ore shape and ore structure of the deposit. The origin and pattern of the deposit are summarized from the aspects of ore-forming age， spatial distribution and so on. The results show that：① the formation of the deposit is affected by the tectonics and magmatic activities， mainly by the structural deformation in the Lüliang period； ②a series of shear and ductile faults provide the thermal， power， migration channel and enrichment space； ③The mineralization model is established by summarizing the geological features and mineralization information. The volcanic movement in the Neoarchean period provided space for the ore-bearing hydrothermal uplift， followed by the deposition of the ore-bearing hydrothermal fluid， and the formation of metamorphism and metamorphism mine. The above research results have a certain guiding significance for further study of the deposit.

关键词： 红透山；铜锌矿床；成矿模式；绿岩带；构造特征

Key words： Hongtoushan；Cu - Zn deposit；metallogenic model；greenstone belt；structural characteristics

中图分类号：P618.41 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）08-0172-04

0 引言

辽宁省红透山铜锌矿床为东北地区最大矿床，至今已开采60余年，矿床开采深度达1200余米，是国内开采深度最深矿床之一。尽管大量学者对该矿床进行了大量研究，但其矿床成因并没有得到很好的解释。本文通过对该矿床褶皱断裂、含矿基岩、矿体形态规模等进行分析，结合遥感及矿物元素研究成果，探讨该矿床地质特征及成矿模式，为寻找类似矿床提供依据。

1 区域地质概况

1.1 研究区自然条件

t透山位于辽宁省东北部抚顺市清原县境内，地理坐标东经：124°25′15″-124°40′15″；北纬：41°59′30″-42°08′45″，处于我国温带季风气候区。沈吉铁路和202国道线紧邻矿山工作区，矿区交通便利；矿区离抚顺不到60km，浑河主干道流经工作区，水电便利。

1.2 大地构造与成矿时代

红透山铜锌矿床位于华北地台北缘赋存于太古宙绿岩红透山组中，是我国典型的花岗绿岩地体分布区。其北部与赤峰――开源大断裂接壤，西部与依兰―依通断裂相连，浑河断裂带大致成南北走向贯穿于整个绿岩带，主要矿床分布于断裂带北侧。（图1[7]）

1.3 矿床基岩的构成

根据区内近南北走向的浑河深大断裂将区域太古宙基底分为北部的绿岩带和南部的高级区，矿床主要集中于北部的绿岩带中。

景家沟麻粒岩―片麻区地体形成年龄要大于30亿―28亿年，形成于地台环境，与周围绿岩带相接触，地体主要由表壳岩和花岗质岩石组成，表壳岩呈弧岛状分布在TTG岩系中，变质程度达到麻粒岩相，原岩为泥沙质沉积岩。

清原花岗岩―绿岩带形成年龄比上一区要晚一些，在2600Ma-2800Ma左右，形成环境为岛弧级弧后盆地。其原岩建造红透山组是薄互层火山熔岩夹少量沉积岩和凝灰岩的火山―沉积环境的沉积物，红透山矿床就赋存于这套成分复杂的火山沉积岩中。

2 矿床基本特征

2.1 区域构造特征

矿区内主要地质构造有褶皱构造和断裂构造，褶皱构造为一个倾竖同倾的向斜褶皱，矿床就产在这一构造的核部位置，并受此构造和NEE向断裂带及层间裂隙控制。

红透山铜锌矿区域内褶皱构造是一个大型的紧闭叠加褶皱群，褶皱是一个斜歪褶皱体，成柱筒状产于槽盆之中。区内主要的褶皱形成过程有三期：

第一期构造作用最强分布也最广。大褶皱同倾向密集排列，由四组地层构成范围大约为20km，褶皱两翼夹角为 20°～50°， 脊线走向为N E60°～70°，轴面倾向 SE， 倾角为 50°～85°，脊线水平延伸，为走向褶皱。小型的褶皱在区内极为发育，由矿床中心向周围逐步数量减少、强度减弱。

第二期褶皱构造主要发育于矿床西部，这期褶皱极为复杂，除了主褶皱外还伴随着次级褶皱群的出现，规模为3～4km2。

第三期褶皱构造稍有变形，褶皱比较平缓，翼夹角为 120°～150°， 脊线S 倾， 倾角为65°～85°应力方向为近EW或NEE向、SWW向。

2.2 原岩建造特征

通过对含矿岩系的地质特征、岩石组构、残余原岩及一些原岩恢复结果分析，红透山铜锌矿床原岩建造是一套基性―中酸性岩浆岩、火山碎屑岩和凝灰质砂岩、泥质砂岩、粘土质岩石组成的原岩。

区域火山―沉积建造总厚度为2380m，可划分为三个大旋回和若干个小旋回，每个旋回从玄武岩开始，到正常沉积结束。由变质岩与原岩对照表（表1）可还原原岩建造。

2.3 矿体形态及规模

2.3.1 矿体形态

矿体产出与底层呈整合产出，具有一定的层状特征。矿床后期经历了多次的褶皱、区域变质、断裂、混合岩化等作用，致使矿床发生了巨大变形，局部地区出现了一些复杂的矿体形态，如群脉状、分叉状、拧曲状等。

矿床矿体形态可分为俩种：层状―似层状、网状―细脉浸染状。矿石中常包有石英块或矿石整体受到石英条带穿插（图2[2]）。

2.3.2 矿体规模

红透山铜锌矿床按矿床规模属于大型矿床，各坑口矿体产出规模各不相同，除少数小坑口外多数属于大型矿体。（表2）

2.4 主矿段样本矿石组构特征

该矿段矿石有俩种类型：一种是产于褶皱带矿体内部的致密块状矿石，另一种是产于矿体周围的细脉浸染型矿石。

矿物具有分带性。垂向上，矿床顶部以铜为主即黄铜矿含量较高；矿床中部，铜锌含量较高，闪锌矿增多；矿床底部，矿石含有锌和少量的铅，闪锌矿和方铅矿增多；硫的含量逐渐增加。水平向上，离矿床中心位置（矿柱）越近，矿石铜含量越高，越远则锌含量越高（表3）。

2.5 围岩蚀变特征

矿区内围岩蚀变以中低温蚀变为主。主要有透闪石化、硅化、金云母化、云母化等。从矿体向围岩两侧，蚀变由强变弱且具有一定分带性。越靠近矿床中心（矿柱），蚀变温度越高，反之越低；矿层越厚蚀变强度越强，反之越弱。

2.6 矿床遥感特征

通过遥感观察该矿区地表植被的生长情况反推地下的矿化信息（表4）。具体步骤如下：

首先，矿区地表选好采集观测点后进行样品采集数据分析和整理数据。

样品采集位置选在垂直矿体走向的一条脊线上（图3），这有利于区分矿体与非矿体之间的的差异，易于对比。

根据已知数据资料通过多光谱系统进行数据分析作出曲线图（图4）。

最后通过制图显示区域植被生长情况（图5），进而判断矿化信息。

结果表明，矿床中铁、铜、锌、硫总量达到60.8%，铝、钙、镁、钾、钠含量较低，属富含硫、铁的铜锌矿石。

3 成矿模式讨论

通过结合矿床地质特征和对比类似特征矿床，建立成矿模式如下：

在28亿到26亿年前的新太古代时期，大陆漂移和海底扩张使得古陆和洋壳发生碰撞，洋壳向陆壳下俯冲形成岛弧环境，海底火山活动剧烈，在海底玄武岩上沉积了由基性―中性组成的钙碱性系列含矿火山岩。

在火山喷发间歇期，海水从断裂带或松软层下渗，下部岩石热变质脱水以及岩浆房水汽向上运移，三种水分混合后在地下岩浆房热动力的作用下发生迁移活动，加热后由中心通道口喷出，整体构成一个循环体系。热液在地下加热后与岩石发生淋滤作用携带走大量有用组分，然后通过中心通道口喷出并就地沉积，形成一个饼状矿层。

随后火山活动覆盖了由安山岩、凝灰岩和碎屑岩组成的盖层，与底部的中―酸性钙碱系列火山岩组成封闭环境，避免后期热液作用金属物质的流出。

在25亿年前太古代末期，由奥长花岗岩、英云闪长岩、花岗闪长岩组成的TTG岩系在大陆环境下侵入，这使得绿岩和原始饼状矿体发生了角闪岩相变质作用。同时，整个岩层受到外力作用发生变形构成封闭的褶皱构造，深变质作用使矿体发生了塑性流动，矿体沿褶皱俩翼和转折端的核部等低压区迁移使局部矿体增厚。在后期矿体顺层滑移的同时，也使局部矿体发生富集。原始矿体形成后又发生了俩次大的变形作用和三次较强热液活动，这对矿床的再次富集起到很大的作用。

4 结语

由以上对红透山铜锌矿床成矿背景分析、矿体形态规模、矿石类型分析、成矿模式分析，对深入了解该矿床具有一定的价值。

参考文献：

[1]郑远川，顾连兴，汤晓茜，等.辽宁红透山块状硫化物矿床蚀变带元素迁移特征及定量计算[J].矿床地质，2010-10-15（3）：80-86.

[2]张森，赵东方，吕广俊，等.辽宁红透山铜锌矿床地质特征及成因浅析[J].地质与资源，2007-09-15（4）：45-48.

[3]于凤金.红透山式矿床成矿模式与找矿模型研究[D].东北大学，2006-01-01.

[4]吴满路，廖椿庭，张春山，等.红透山铜矿地应力测量及其分布规律研究[J].岩石力学与工程学报，2004-12-15（5）：87-89.

[5]于凤金，王恩德，闫i仁，等.红透山式块状硫化物铜锌矿床地球化学特征及找矿意义[J].矿产与地质，2005-04-28（3）：66-69.

[6]张忠杰，门业凯，于凤金，等.红透山铜锌矿床构造特征及控矿规律分析[J].资源环境与工程，2013-10-25（4）：77-79.

[7]赵刚，黄明然，高桂荣，等.红透山矿床控矿因素研究及应用[J].中国矿山工程，2010-10-20（2）：23-26.

[8]王声喜，苏永东，赵永利.辽宁抚顺地区金矿成矿地质条件及找矿方向探讨[J].矿物岩石，2008-03-25（3）：33-36.

[9]寇林林，韩仁萍，张森.辽宁清原红透山铜矿成矿特征和成因探讨[J].矿床地质，2014-12-15（6）：19-24.

[10]王锡华，李伟.红透山矿床变质岩系褶皱构造特征浅析[J].矿产与地质，2004-06-28（3）：56-59.

[11]于凤金，王恩德.辽宁清原王家大沟金矿床地质特征与成因探讨[J].地质与资源，2005-09-30（5）：44-48.