（矿产普查与勘探专业论文）辽东裂谷小孤山海盆北西向成矿带成矿规律研究.pdf

东北大学硕士孝住论文 摘要 辽东裂谷小孤山海盆北西向成矿带成矿规律研究 摘要 辽东裂谷小孤山三级海盆边缘是辽宁省重要矿产地，对其成矿规律的研究对 指导找矿具有十分重要的意义，本文通过大量的地质和地球化学资料对小孤山三 级海盆边缘的北西向小孤山铅锌银金成矿带的成矿地质环境，矿床地质特征，矿 床成矿特征加以阐述，并对其成矿模式进行研究。笔者认为该北西向成矿带成矿 物质来源与元古代变质岩系有时空相连的成因关系，该成矿带内的矿床均应归类 于层控矿床，成矿物质富集成矿过程经历了变质成矿作用，热液成矿作用，变质 一热液改造作用和矽卡岩化成矿作用。辽东裂谷在发展演化过程中形成了本区的 矿源层，元古代中晚期的区域变质作用使本区的成矿物质富集成矿，印支期的岩 浆活动使形成了本区的岩浆热液矿化区。并使某些变质矿体遭受的热液改造，花 岗岩浆分异形成的中基性岩浆侵位于围岩大石桥组三段大理岩内的北西向断裂 内，与围岩发生矽卡岩化，并在矽卡岩化带内形成了a u 、p b 、z n 矿体或矿化体。 关键词：成矿带、热液矿床、变质矿床、热液交代矿床 查些查堂翌主兰堡望查 垒! ! ! ! ! ! ! t h es t u d yo ft h em e t a l l o g e n i er e g u l a r i t yo ft h en o r t h w e s t m i n e r a l i z a t i o nb e l to nt h ee a s te d g eo f x i a o g u s h a n gs e ab a s i ni nt h e l i a o d o n gr i f t a b s l r a c t t h em i n e r a l i z a t i o nb e l to nt h ee d g eo f x i a o g u s h a n gt h i r d c l a s sa n c i e n t s e ab a s i ni sap i e c eo fi m p o r t a n tm i n e r a ll a n d si nl i a o n i n gp r o v i n c e i ti so f i m p o r t a n ts e n s et os t u d yt h em e t a l o g e n i c 】a wo ft h em i n e r a l i z a t i o nb e h a c c o r d i n gt oal o to fg e o l o g ya n dg e o c h e m i s t r ym a t e r i a l s ，t h i sa r t i c l eh a s d e m o n s t r a t e dt h em i n e r o g e n i cg e o l o g i c a ls e t t i n g ，g e o l o g i c a lf e a t u r ea n d m i n e r a l i z a t i o nf e a t u r eo ft h eo r ed e p o s i t si nt h en o r t h w e s tm i n e r a l i z a t i o n b e l to nt h ee a s te d g eo ft h ea n c i e n tb a s i n ，a n ds t u d i e dt h em e t a l l o g e n i c r e g u l a r i t yo ft h en o r t h w e s tm i n e r o l i z a f i o nb e l t t h ea u t h o rb e l i e v et h a tt h e s o u r c eo fo r eo ft h en o r t h w e s tm i n e r a l i z a t i o nb e l lh a sac l o s es p a c e t i m e r e l a t i o nt ot h ep r o t e r o z i cm e t a m o r p h i cr o c ks e r i e s t h ed e p o s i t si nt h e m i n e r a l i z a t i o nb e l ts h o u l db ec l a s s i f i e di n t os t r a t a b o u n do r ed e p o s i t i nt h e m i n e r a l i z a t i o np e r i o d ，m i n e r a o g e n i cs u b s t a n c eh a sb e e ns u b j e c t e d t o m e t a m o r p h i c p r o c e s s ，h y d r o t h e r m a l p r o c e s s a n d h y d r o t h e r m a i m e t a s o m a t i s m t h es o u r c eb e do ft h en o r t h - w e s tm i n e r a l z a t i o nb e l tf o r m e d w i t ht h el i a o d o n gi n t r a c o n t i n e n t a lr i f tf o r m i n ga n dd e v e l o p i n g t h e ni nt h e m i d d l ea n d a t es t a g eo fp r o t e r o z i ce r a ，t h er e g i o n a lm e t a m o r p h i s m e n r i c h e dt h em i n e r o g e n i cs u b s t a n c ei n t ot h ed e p o s i t s t h e ni n d o - c h i n e s e e p o c hm a g m a t i ci n t r u s i o np r o d u c e dt h eh y d r o t h e r m a lm i n e r a l i z a t i o na r e a i nt h e b e l t ，a n d r e f o r m e dt h e f o r m i n gm e t a m o r p h i c o r e b o d y s u b s e q u e n t l y ，t h e b a s i c m a g m a ，w h i c h f o r m e di nt h e m a g m a t i c d i f f e r e n t i a t i o no ft h eg r a n i t em a g m a ，i n t r u d e dt h en o r t h w e s tf a u l t si nt h e m a r b l eo ft h et h i r dm e m b e ro f d a s h i q i a og r o u pa l o n g s i d e t h e t a n g w a n g s h a ng r a n i t er o c kb o d y , s k a m i z e dw i t ht h em a r b l ea n dp r o d u c e d t h eh y d r o t h e r m a lm e a s o m a t i cd e p o s i t k e y w o r d ：m i n e r a l i z a t i o nb e l t ，h y d r o t h e r m a ld e p o s i t ，m e t a m o r p h i co r e d e p o s i t ，h y d r o t h e r m a lm e t a s o m a t i cd e p o s i t ，】、， 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取 得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或 撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确 的说明并表示谢意。 学位沦文作者签名：二费括签 日期：二砧8 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学 位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。 学位论文作者签名：董彩乏延 日期： 漪、易 另外，如作者和导师不同意网上交流，请在下方签名；否则视为 同意。 学位论文作者签名 签字日期： 导师签名： 签字日期： 东北大学硕士学位论文 前言 目| j舌 众所周知，世界上一些大型、特大型有色金属矿床与元古宙岩层关系密 切，朝鲜检德特大型铅锌矿床及上农镉、金矿床就赋存在这一时代地层中， 辽东地区是我国北方早中元古宙地层发育最好，也是比较完整的地区，区内 辽河群出露广泛，以陆间裂谷沉积和复理式沉积建造为主，其中含少量基 中酸性火山岩、火山碎屑岩。下部以陆源碎盾一火山沉积岩建造为主，中部 为碳酸盐类碎屑岩建造，上部为碎屑岩建造。这些建造都赋存着丰富的金属 和非金属矿产，其中金属矿产有铅、锌、铜、金等，非金属矿产有菱镁矿、 硼矿、硫矿、滑石矿等，有些矿产的储量在国内占有相当大的比重，因此 对辽东早中元古宙地层的成矿、控矿特点的研究引起了许多专家、学者的关 注，8 0 年代以来，一些学者以槽台学说和板块构造理论相结合，对中朝早 中元古宙地层分布大地构造单元提出了新认识并作了一定的论述：张欷生 教授( 1 9 8 4 ) 认为本区是在古克拉通裂开形成的坳槽，坳槽中发育着早中元 古宙具双相特点的冒地槽和优地槽；陈荣度( 9 8 4 ) 认为该构造单元为一大 陆型一陆间型裂谷，邴贵先( 1 9 8 4 ) 认为是裂陷稽。上述观点虽不尽一致， 但其主要方面是基本一致的，都是裂谷的不同类型或不同发展阶段的产物。 中朝早中元古代裂谷理论提出以前，辽宁地质勘查局、吉林地质勘查局 和其它一些遗质单位在辽东吉南地区投入了大量的找矿评价和科研工作，一 九八一年辽宁地质勘查局研究所完成了冶金部地质司下达的“北方元古代铁 铜多金属矿产类型、主要控矿因素和找矿方向”的科研专题；吉林地质勘 查局研究所完成了吉南地区铅锌矿床研究专题。这些科研专题较系统地总结 了辽东、吉南地区早中元古宙地层构造岩浆活动及变质作用等与成矿关系， 初步总结了主要有色矿产的分布规律，矿床类型和形成机制。辽宁、吉林地 勘局还在本区开展了五万分之一分散流扫面工作，此外其它一些也开展了区 域航磁、重力及其它地质找矿和科研工作。例如张秋生教授、陈荣度及邴贵 先等人对辽东地区的区域构造和地层等都进行过研究，中国有色金属总公司 东北大学硕士学位论文 前言 地矿部还组织了对朝鲜检德矿床的考察。这些工作为后期的裂谷理论的提出 提供了大量的证据。 “七五”期间，辽宁有色地质局、吉林有色地质局和中南工业大学在辽 东、吉南地区开展“辽东吉南地区铅锌铜隐伏矿床预测研究”的科研项目通 过岩石学、矿物学、地球物理、和地球化学、遥感、地质学同位素、包体地 球化学、岩相古地理及数学地质等研究工作，论证并确认辽东、吉南及朝鲜 北部一带元古宙的沉积海槽，为陆间性质裂谷，并对这一裂谷的范围、特征、 发展演化历史及其成矿特征，提出了比较全面系统的认识通过贯穿辽东全区 的实测地质剖面从地层层序、沉积建造、岩石矿物的共生组合、岩石沉积的 结构构造、岩石化学成份、微量元素变化等方面，研究了裂谷沉积的作用特 点。裂谷中沉积物的沉积和发展大体可分为三个阶段，形成了不同的三套沉 积建造：早期陆源一火山沉积岩建造；中期碳酸盐岩建造和晚期的陆源碎屑 岩建造。它们的沉积演变过程滴楚地反映了辽吉陆间裂谷从拉张断陷快速 沉降，到慢速沉降直至裂谷消亡阶段，从海进至海退的整个大的沉积旋回的 演变过程。通过裂谷特征性的复理石层、双峰式火山岩、风暴岩及构造和岩 浆活动方面的研究论证了裂谷的性质、特征及发展演化。在裂谷早期的底 辟阶段，形成了基性、超基性岩浆矿床；在裂谷发育阶段，形成了火山一沉 积含铜黄铁矿矿床、铅锌矿床和金、银矿床等：裂谷回返后的区域变质、构 造岩浆作用控制了层控铅锌矿床和金矿床的成矿就位等。裂谷理论的建立对 指导辽东、吉南地区的矿产勘查工作具有重要意义。 辽东裂谷是中朝裂谷的辽东段，以中朝裂谷为一级海盆，辽东裂谷为二 级海盆在辽东裂谷内划分了三个三级海盆，辽东裂谷内三级海盆对裂谷内的 矿产分布具有明显的控制作用，小孤山海盆是其中的一个，小孤山海盆具裂 谷沉积的基本特征，同时由于裂谷底部的高度差异及沿控制海盆边缘的同生 断裂的火山喷流作用使小孤山海盆的沉积建造具有自身特征，下部陆源碎 屑岩一火山沉积岩建造内火山沉积岩建造尤为发育，中部的碳酸盐岩建造内 局部火山沉积建造十分发育。 近年来随着辽东裂谷成矿理论的曰益成熟人们习惯于用岩相古地理特 征称虎皮峪一海城一小孤山之间的一套变质岩系为小孤山三级海盆，至今为 东北大学硕士学位论文 前言 止环小孤山三级海盆边缘己发现了大小矿床( 点) 数十个，按矿种和成矿环 境可分为东西向虎度峪铁、铜、钴、硫、铅、锌、金、银成矿带，北东向石 柱沟金成矿带和北西向小孤山铅、锌、银、金成矿带。环小孤山三级海盆成 矿带是营口市和海城市的经济发展基础，对于辽宁省矿业开发也颇具影响。 近年来，环小孤山三级海盆边缘成矿带已显资源枯竭迹象，寻找新的矿产地 已是迫在眉睫的大事，因此对小孤山三级海盆边缘成矿带的成矿规律研究具 有十分重要的意义。 由于计划经济时期国家对矿种的计划开发，国家对小孤山海盆北东向和 东西向成矿带投入了大量的地质工作，对这两个成矿带的成矿规律研究也比 较深入。由于北西向成矿带早期勘探成果较差，相对而言，投入的地质工作 则显得十分薄弱。1 9 7 5 年辽宁地质局大石桥第五勘查大队在普查找矿工作 中发现了康家岭铅锌矿床，同年在该区投入勘探工作，施工钻孔4 6 个，在 9 条成矿带内共发现地表及隐伏铅锌矿体2 3 条，铜矿体2 条，硫化铁矿体1 条，由于找矿效果不理想致使北西向成矿带的找矿工作一度陷入停滞状态， 在此过程中，五勘对该矿床的成矿规律做了初步研究，对部分矿体做了稀土 测试，和包体研究工作。1 9 8 0 年辽宁省有色地质局1 0 2 队在对小孤山地区 进行1 0 0 0 0 次生晕扫面工作中，在苇子沟地区发现了大规模面状铅锌银综 合异常，后来在1 2 0 0 0 地质填图工作中发现了三条铅锌银矿化体，面状异 常主要是由地表残留的囊状矿化体引起，为了寻找青城子式大型铅锌矿床， 对小孤山铅锌矿化区成矿模式与青城子矿床成矿模式对比成为当时主要课 题，人们的注意力主要集中在苇子沟地区的硅化体的成因题上，当时大家普 遍认为该硅化体的成因是海底火山喷流形成的硅质岩，也有不少人持反对意 见。“七五”期间辽东重点成矿区带成矿规律研究成为国家重点科研项目， 为这一科研课题服务，1 9 8 4 年辽宁省有色地质局矿产地质研究所承担了小 孤山一三家子地区辽河群铅锌矿床成矿地质条件及找矿方向的研究工作，对 小孤山地区的康家岭铝锌矿床、苇子沟铅锌银矿床进行了铅同位素测试及包 体研究工作。笔者自1 9 9 3 年参加工作已来，多年从事辽东裂谷找矿工作， 对小孤山三级海盆北西向成矿带的成矿规律研究及苇子沟硅质岩问题十分 关注。2 0 0 3 年辽宁省有色地质局在小孤山地区普查找矿工作中发现了蟒洞 东北大学硕士学位论文前言 山金铅锌矿床，对头道沟金矿体施工了重型山地工程，基本查明其地质特征， 同时在苇子沟施工了三个钻孔，根据该区钻孔资料及镜下岩矿鉴定结果，小 孤山地区所谓的硅质岩是花岗岩体晚期分异的硅质热液沿层间破碎带上侵 形成的强硅化体。上述各项工作为笔者完成本次研究工作提供了不可或缺的 素材和证据。 通过收集已往地质及科研工作成果，结合本次工作实践，本人对北西向 成矿带现有的矿床进行了综合研究，对本区的成矿规律进行了总结，本文通 过对北西肉成矿带的区域地质成矿条件、小孤山三级海盆北西向成矿带的成 矿地质条件、矿床地质特征、矿床的稀土、包体及同位素特征的研究，对矿 床的成矿作用进行分类，对矿床的成矿作用标志进行归纳总结，对北西向成 矿带的成矿模式进行了分析和研究。 由于本人水平有限，错误之处在所难免，欢迎大家批评指正。 东北大学硕士学住论文 第一章区域成矿地质条件 第一章区域成矿地质条件 小孤山三级海盆北西向成矿带位于辽东吉元代陆间裂谷的西段，大地构造位 于华北地台辽东台背斜营口一宽甸古隆起内，营口一草阂口复向斜南翼，虎皮峪背 斜北翼( 图卜1 ) 。辽东、吉南和朝鲜北部早中元古宙地层分布区是发育在太古宙 克拉通上的陆间裂谷，辽东裂谷的范围与大地构造单元营口一宽甸古隆起相吻合。 图卜1 辽东中部辽河群及主要铅锌矿点分布略图 f i g 1 1 t h ed i s t r i b u t i n gg r a p ho f l e a d - z i n c d e p o s i t so f t h el i a o h eg r o u pi nt h em i d d l eo f l i a o d o n g 1 1 辽东裂谷发展演化与沉积建造特征 辽东裂谷( 图卜2 ) 是中朝古元古代裂谷的辽东段“，形成于太古宙克拉通 内部，裂谷型火山沉积岩系厚逾8 0 0 0 m ，自下而上分为榆家堡子组、浪子山组、大 石桥组、盖县组，称为辽河群。在裂谷初期拉张破裂作用下，在浅海滨海环境中 形成了陆源碎屑一粘土沉积建造，主要岩石类型为石英砂岩和粘土岩。成岩物质主 要来自太古宙隆起剥蚀区。在裂谷早期拉张裂陷作用期，断裂切割深度大，地壳裂 陷显著，火山活动比较强烈，形成基性一酸性火山岩沉积建造，主要火山岩有玄武 岩、英安岩、细碧岩、流纹岩及凝灰岩，富含硼，部分层位含有c u 、c o 。在裂谷中 东北大学硕士学位论文第一章区域成矿地质务件 期隆升作用期，构造岩浆活动相对宁静，形成浅海一滨海相富含有机质和部分火山 碎屑的碳酸盐一陆源粘土一碎屑沉积建造，主要岩石类型为粘土岩、砂岩和碳酸盐 岩，部分层位含有p b 、z n 、c u 、c o 。大石桥组形成于裂谷晚期拉张裂陷作用，此时 裂谷进入发育成熟期，在浅海一半封闭海盆形成含粘土碎屑和火山物质的碳酸盐 沉积建造，主要岩石为灰岩和白云岩，p b 、z n 、a u 、a g 等成矿元素含量较高，分布 较为普遍。盖县组形成于裂谷总体回升作用期，在宽广的浅海域形成滨海一浅海相 陆源粘土一碎屑沉积建造，主要岩石为粘土岩，夹长石砂岩和硬砂岩，含金丰度较 高。裂谷消亡于吕梁运动，区域性热动力变质变形作用，使辽河群经历绿片岩相一 角闪岩相变质作用。其后进入盖层发展时期。裂谷发展的下限约在2 5 亿年；上 限1 6 一1 7 亿年，经历了7 8 亿年的漫长发展与演化过程。 ，1、畦眺 耽邸 耋劳淑r 筵眵学j 器譬，融稿 酥蠲 、l 妒 魄 q塑 塑婴k h 哺泣讳眦献椭酾口喇黼度峥。- 觅蹦鞋匠习 姻妨冉e 习3 基麝吨蝴裂 - ： 一- 窘断啦瞬庄髑穗岛晰末一长薄i 静- 啉翻递孽睫起【j ：习2 裂咎轴日懂峨 图1 - 2 中朝早中元古宙裂谷构造图 f i g 1 ，2 t h es t r u c t u r a l m a po f s i n o - k o r e a n p a l a e o p r o t e r o z o i e - m e s o p r o t e r o z o i er i r 1 2 辽东裂谷的构造及岩浆岩演化 裂谷内部以裂谷期深大断裂为界，分为北缘斜坡、中央凹陷和南缘浅台三个不 6 东北太学硕士学住论文第一章区域成矿地质奈件 同的构造环境( 国卜2 ) 。北缘斜坡北i 临太古宙基底，不整台接触，南为中央凹陷，以 营口一草河口清河一1 临江深大断裂为界。南缘浅台南为太古宙基底，不整台或断 层接触，北以永宁一庄河深大断裂为界，与中央凹陷相邻。三个不同构造环境都经 历了相似的火山沉积作用、区域热动力变质变形作用和中生代构造岩浆活动，但中 央凹陷表现最为强烈成矿作用强度也更加明显。中央凹陷发育东西向深大断裂、 东西向区域性褶皱、北东向深大断裂和北东向剪切断裂。东西向构造和北东向构 造交汇，形成中央凹陷所特有的菱形格状构造体系，与成矿密集区相吻合，其派生 的韧性剪切带、断裂和褶皱构造十分发育，与矿床和矿体的空间分布相关。裂谷区 内广泛分布裂谷前、裂谷期和中生代地台活化期岩浆岩。裂谷前岩浆岩为基底组 成部分，出露于裂谷边部和内部的局部地区。裂谷期岩浆岩是伴随裂谷发生发展而 形成的火山喷发和侵入岩，并伴有成矿物质带入。中生代岩浆活动十分显著，分布 广泛，受构造控制明显。从印支早期到燕山早期，出现两次岩浆活动高峰，即印支中 期和燕山早期，侵入最为强烈，形成大量以重熔岩浆为主的花岗岩类，似斑状花岗 岩类和二长花岗岩类，与裂谷区a u 、a g 、肋、z n 、c u 、c o 成矿作用具有时空和成 因联系。 1 3 辽东裂谷与成矿 辽东裂谷内蕴藏着丰富的金属和非金属矿产，是由裂谷形成过程中的地质成 矿作用和裂谷回返后的区域变质作用和构造岩浆作用所决定的，矿床受特定的地 层层位、岩石类型、同生断裂和叠加的构造岩浆活动所控制，具有明显的层控性 和成带展布特征。在裂谷形成的早期阶段，伴随着基性一超基性岩浆的侵入，裂 谷内形成了铜镍硫化物岩浆矿床，如辽东新宾与辉长岩有关的铜镍硫化物矿床； 在裂谷发育和消亡阶段，裂谷内形成了一系列的矿源层及沉积矿床，为裂谷回返 后成矿提供成矿物质，在吕粱期区域变质作用和中生代的构造岩浆活动作用下， 形成了本区内的沉积变质矿床、沉积变质一岩浆熟叠加液改造矿床和岩浆热液矿 床，如青城子大型铅锌矿床，该矿床内有些矿体具明显的沉积变质特征，有的矿 体具有明显的沉积变质一岩浆热液改造特征，还有些矿体具显的岩浆热液特征。 在特定条件下形成矽卡岩矿床“。“。 在特定条件下形成矽卡岩矿床n 。1 “。 东北大学硕士学位论文第一章区域成矿地质条件 1 4 辽东裂谷与小孤山三级海盆关系 辽东裂谷两侧和裂谷间的老陆壳内的一系列深大断裂，由于深断裂的发育阶段 差异，在裂谷内形成了一系列断坳和断隆，进而构成一系列不同级别的海盆，以 中朝裂谷为一级海盆，辽东裂谷为二级海盆，小孤山地区古沉积环境划分为辽东 陆间裂谷内的三级海笳( 图卜3 ) ，由于沉降差异和沿控制盆地边缘的同生断裂的 海底火山喷流作用，使盆地内沉积建造与一、二级海盆有着明显差异，对区域内 矿产的分布有明显的控制作用。 回- 囫z 日。目回s 目e 国t 母田。 1 、三锺捧盐区2 、古陆边螗3 、水下静眍溺i 十蹄 、埘滩恬静5 、撕半纠翩t 鬟料晡 6 、扶酥承斜摭帽带t 、硼坪嗤酸盐相帚8 、船蚌矿点9 、金矿点 图卜3 辽东裂谷岩相古地理与铅锌矿床分布关系示意图 f i g , t 3 t h er _ e l a t i o n b e t e e n l i t h o f a c i e s a n dp a l e c 雪e 0 目咖a n d t h e d i s t r i b u t i o n o f l e a d - z i n c d e p o s i t s 1 5 小孤山三级海盆沉积建造与矿产的层控特征 小孤山三级海盆具裂谷沉积建造的基本特征，下部层位的陆源碎屑岩建造和 浅海相火山一沉积岩建造表现出裂谷成初期强烈的构造活动和火山活动沉积环境； 中部层位的碳酸盐岩建造表现了裂谷发育成熟时期，为稳定的深海沉积环境； 东北大学硕士学位论文 第一章区域成矿地质条件 上部层位为陆源碎屑岩沉积建造，表明裂谷逐渐回返，陆间海逐渐消亡的沉积环 境区域内辽河群各组段元素丰度各异，部分层位元素丰度远远超过地壳元素克拉 组段鼹地层柱 层位 ，b i n 正最甲均雪量i x1 0 i舍矿性原岩建造 0 。一一l 上 l 睁岔 枯土 半粘土岩 盖 段 上p b l 7 6 f e s 县 z n l 0 。 “ 下 习 p b s 段 l 离 部 z n s 组 粘土一一半粘士考 p b 2 1 6 5 9 f e s j z n l 5 6 1 5 1 p b s c 心飞s ： 富镁碳酸盐者 大 一# 爹 中 石毒l 桥 ! i - 组= 霜彰 部 f b i s 5 7 段 z h i 0 0 f e & 牯土一一半粘岩 j ； 斟 p b l 3 7 6 f e s ： 夏j嚣 z n l 0 d 碳酸盐者 p b s _ t p b l l 3 f e 粘土一一半粘土者 主i晕署 z n l 0 0 p t f e 豁 中酸性火山糟一 良 蓦 p b l 7 1 c u f e 受 碳联结女老 子 蠡上 z n l o j 柏 j j b 组_k p b s 2 1 p b s z n s ) z n l 0 t 1 4 u 粘土一一半粘岩 夏l萤 棼 p 、 弛 一当鼍 哥 c u 、f e p b 5 a 4 7 陆源碎属者碳 于 吼垂冒 z n 2 船8 9 p b 、z n 寰 c 酸盐者 堡 蘸 = ，c 一 r i 皓橱再崔一串曩雠 ti o 毒 手 * 组 段l耄耋厂 陆源舔腐者 l 鞍l i 孵 f e 、 u 图i - 4 辽东中部辽河群原岩建造及其含矿性综合柱状图 f i g ，i 4t h eg e o g r a mo f p r o t o l i t hf o r m a t i o na n di t so r e - b e a r i n g o f t h el i a o h eg r o u pi nt h em i d d l eo f l i a o d o n g 辽河群区域背景值：p b 9 8 7 2 1 0 一；z n l 4 6 4 6 1 0 “ 东北大学硕士学位论文 第一章区域成矿地质条件 克值数倍，表明辽河群具有形成层控矿床的物质基础，辽河群下部层位的陆源碎 眉岩一火山沉积岩建是铁钴铜硫金银铅锌的主要赋矿层位；中部碳酸盐岩建造是 铅、锌、金、银的主要赋矿层位；上部陆源碎屑岩建造是金的主要赋矿层位( 图卜4 ) 。 小孤山三级海盆是裂谷沉积环境的一部分，具有与裂谷相同的沉积建造，但又具 有其特殊性，下部层位内陆源碎屑沉积、海底火山沉积、海相碳酸盐岩沉积变化 更为频繁，火山沉积建造分布较广，表明海盆在早期沉积阶段具有十分动荡的沉 积环境，海底火山喷流作用带来的成矿物质为海盆成矿提供了丰富的物质基础， 对区域内矿产分布具有较明显的控制作用，如周家铜铁矿床即分布于该层位内。 中部碳酸盐岩内，火山沉积建造较为发育，这些层位往往是铅锌矿床的赋存层位， 如康家岭铅锌矿床即赋存在此层位内。 1 6 区域构造活动与区域成矿 小孤山三级海盆经历了长期而复杂的地质发展过程，根据已有的同位素年龄及 区域地质资料分析，古元古代以来区内经历了四次比较重大的地质事件： 吕梁运动( 1 8 0 0 m y 一2 0 0 0 m y ) 表现为区域变质作用和混合岩化作用( 钾交 代作用为主) ，同时伴随着大规模的褶皱和断裂作用，区域内的东西向褶皱构造和 断裂构造即为此构造阶段产物； 燕辽期构造岩浆活动，从其同位素年龄数据可推断( 1 0 0 0 m y - 1 2 0 0 m y ) 相 当于安东一晋宁运动“”； 印支期构造岩浆活动( 1 9 0 2 3 0 m y ) ，表现为花岗岩的侵入和区内北东向断 裂构造的形成： 燕山期构造岩浆活动( 8 0 1 6 0 m y ) ，表现为区域性花岗岩的侵入和北北东向 和北西向的断裂构造的形成。 由上述构造活动形成了小孤山三级海盆内现有的构造格架和岩浆岩分布： 1 6 1 褶皱构造 区域内褶皱构造发育，主要有虎皮峪背斜及营口一草河口复向斜南翼的诸多次 级褶皱，其中板子屯一小孤山背斜是区内的主要褶皱构造，总体走向近东西，呈 反“s ”型，在板子屯向北突出，板子屯以东呈倒转。板子屯一小孤山倒转背斜的 东北大学硕士学位论文第一章区域成矿地质条件 核部承接了北东和北西两个成矿带，为多金属矿产富集部位。南部的虎皮峪倒转 背斜北翼是控制着东西向成矿带。 1 6 2 断裂构造 按展布方向分东西、北东、北西向三组。 ( 1 ) 东西向断裂 与区域内的褶皱构造相伴而生，分布于背斜与向斜的过渡部位，该断裂一般成 组出现，在冯家堡子一庙沟一苇子沟一带十分发育，庙沟以西为近东西向，庙沟 以东转向北东，由苇子沟一带通过，该组断裂生成的时期早，并且有多期活动的 特征，在区内主要表现为成组出现的层间断裂破碎带，具有明显的片理化、挤压 扁豆体及石墨化，呈现压扭性断裂的特征。断裂均为南倾，产状和形态变化较大。 该组断裂及次级构造为冯家堡子、庙沟式银铅锌矿床的有利赋矿构造。 ( 2 ) 北东向断裂 该组断裂亦十分发育，生成时间晚于东西向断裂，具有斜擦痕、挤压破碎、糜 棱岩化，显压扭性。倾向南东，倾角6 0 。左右，断裂规模较大，一般切割近东西 向的控矿构造。区内主要发育于冯家堡予一岔沟及小孤山子一带。 ( 3 ) 北西向断裂 该组断裂规模小于北东向断裂，为区内的晚期构造，产状较陡，略向北东倾， 具有明显的斜擦痕、石墨化，局部有铅锌矿化。除东部的小孤山一板子屯断裂外， 其余均发育于冯家堡子一石柱沟一带。 1 7 区域岩浆岩与区域矿产关系 区内岩浆岩十分发育，主要沿小孤山三级海盆的边缘侵入。主要有三期岩浆侵 入：燕辽期、印支期和燕山早期。 1 7 1 燕辽期花岗岩体 海龙川一老山墙岩体( y ：2 ) ：主要分布于辽河群底部层之中，沿同生断裂侵入， 整体呈东西向展布于小孤山子三级海盆的南缘，走向与地层走向基本一致，多为 不规则长条状、枝叉状。主要岩石类型有黑云二长花岗岩、黑云花岗岩，含少量 电气石。 东北大学硕士学住论文 第一章区域成矿地质条件 1 7 2 印支期花岗岩体 石柱沟一北庙花岗岩体( y 。1 ) ：分布于区域的北西部，、孤山三级海盆边缘。 呈两个相连的不规则椭圆形，东北向分布。岩体内部多有形态不规则的盖县组残 留体，岩体的边部伟晶岩脉较多。该岩体对石柱沟金矿及外侧的银铅锌多金属矿 化具有明显的控制作用。 唐望山花岗岩体( y 。1 ) ：位于该区的东部，为一面积2 0 0 k m 2 的岩基。岩体相 带明显，中心为似斑状花岗岩，边缘为中粒花岗岩，岩体中常见规模不等的伟晶 岩脉，可见地层残留体。该岩体的侵入为苇子沟、康家蛉和头道沟等矿( 床) 点 的成矿元素的迁移和富集提供了充足的热动力条件。 1 7 3 燕山期花岗岩体 龙风峪花岗岩体( y 。2 ) ：为本区的最晚期岩浆侵入，岩体分布于该区的东部 唐望山花岗岩体与辽河群接触带上。该岩体岩性较单一，主要为粗粒花岗岩和似斑 状花岗岩。岩体中伟晶岩脉少见，但内外接触带闪长玢岩脉、花岗斑岩脉、煌斑 岩脉较发育。岩体铅锌金银的含量一般高于同类岩石的1 4 倍，在小孤山子大堡、 孙家沟一带岩体内有多处金矿化存在。该岩体与苇子沟、小孤山一带的金多金属 矿的形成具有密切的关系。 这些中酸性、酸性岩体在深部可能相连并构成岩浆岩田，是铅锌银铜等成矿 物质活化迁移、富集成矿的主要热源条件。 1 8 环小孤山三级海盆边缘成矿分带特征 在区域动力变质和岩体热源的作用下，区域上显示出沿小孤山三级海盆边缘 成矿特征，可划分三个成矿带，东部为北西向铅锌银成矿带，分布有康家岭小型 铅锌矿床，苇子沟铅锌银矿床、蟒洞山铅锌金矿床；西部为北东向金成矿带，分 布有石柱沟小型金矿床，车家堡子金矿点；南部东西向铅锌金银铜钴铁硫成矿带， 分布有周家铜钴铁矿床，虎皮峪大型砷钻矿床，冯家堡子小型铅锌矿床，东金寺 小型金矿床，庙沟富铅锌银矿床，六块地大型硫化铁矿矿床及海龙川、哈达岭等 硫化铁矿点( 图1 - 5 ) 。 东北大学硕士孝位论文 第一章区域成矿地质条件 圃1 圃2 丘口3 囤4 田5 固6 团7 团8 l ，下元吉界辽柯群太石桥组2 下元古界辽柯群盖嘉组3 、燕辽期混台花晦岩4 燕i 呈期花肉岩 5 - 印支期茬赢岩5 、燕山期莅鹿岩7 背辩、倒转背乎耳8 向辩 圈1 - 5 环小孤山三级海盆边缘成矿分带示意图 f i g 1 5t h es k e t c hm a po f t h em i n e r a l i z a t i o n b e l t sd i s t r i b u t i o na r o u n dt h ex i a o g u s h a nt h i r d c l a s ss e ab a s i n 1 9 小孤山三级海盆与青 成子三级海盆成矿习磺与成矿京僻对比 青城子三级海盆位于辽东裂谷的中部，海盆内密集产出大小十一个矿床，2 0 0 多条矿体，它以矿床分布比较集中，地质条件复杂，成矿地质特征典型，而成为辽东 裂谷矿床对比研究的模型，以青城子三级海盆为模型，做如下对比： 1 9 ，1 成矿环境对比： 小孤山三级海盆位于辽东裂谷西端，断隆与断坳的衔接部位及断坳区。小孤 山i 级海盆属海湾盆地，盆地南部以同生断裂为界，北西与大石桥泻湖盆地相连， 筮她赂里三角形，面积约3 6 0 k s j 2 ，沉积期为浅海半深水相和间歇泻湖相， 青城子三级海盆位于辽东裂谷中部，断隆与断坳的过渡带。为青城子断陷盆 地。属i i i 级青城子海盆，南以基底同生断裂为界，西与三家子海盆相连，北与连 出关海盆褶连，盆地路呈糖圆形，面积约2 0 0 k r 2 。青城子铅锌矿床为m 级海盆的 隆起区，高家堡子一小佟家堡子为i i i 级簿盆的坳陷区。铅锌在浅海、潮坪相内沉 积富集，金银在局限海台地边缘相内沉积富集。 东北大学硕士学位论文第一章区域成矿地质条件 1 9 2 成矿围岩及矿源层对比： 小孤山三级海盆内矿床成矿围岩为辽河群浪子山组、大石桥组、盖县组一段。 岩性为大理岩、片岩、变粒岩、浅粒岩、硅质岩组合。铅锌矿源层为浪子山组顶 部大理岩、大石桥组一、三段大理岩。金银矿源层为大石桥组二、三段、盖县组。 青城子三级海盆内成矿围岩和矿源层分为两个带，一个是以青城子铅锌矿床 为典型矿床的铅锌成矿带，成矿围岩为：辽河群浪子山组、大石桥组、盖县组。岩 性为大理岩、变粒岩、浅粒岩、片岩、斜长角闪岩、钙硅酸盐岩组合。铅矿源层 为大石桥组一、三段大理岩；锌为大石桥组一、二、三段、盖县组。在它的外围 以高家堡子、小佟家堡予为代表矿床的金银成矿带成矿围岩为大石桥组、盖县组 ( 盖县组为项部覆盖层) 。岩性为大理岩、变粒岩、硅质岩组合。金银矿源层为大 石桥组二、三段、盖县组。 1 9 3 构造条件对比： 小孤山三级海盆内区域性构造位于大石桥一草河口复向斜西端，虎皮峪复背 斜北翼，南部基底同生断裂，庙沟一苇子沟，榜式堡一析木城北东向断裂带与北 西向康家岭断裂构成共轭菱形块体。次级构造有车家堡予一康家岭背斜、猞猁沟 一蟒洞沟弧形向斜；北西和北东向次生断裂。 青城子三级海盆内青城子铅锌矿带内区域性构造：该带位于大石桥一草河口 复向斜内，南部为基底同生断裂。矿田断裂构造有北东向、北西向，近东西向和 南北向。北东向与北西向断裂相交构成共轭菱形块体。矿田褶皱构造有两期早期 为东西向褶皱系和晚期褶皱系，晚期常围绕岩体里弧形分布，并迭加在早期褶皱 之上形成横跨褶皱。有的同生断裂发展为推覆构造；高家堡子、小佟家子金银矿 带位于区域性构造青城子海盆的坳陷区。矿区构造以隐伏构造为主，含矿构造被 盏县组片岩覆盖，含矿层构造有近南北向，或北东向向斜褶皱迭加及断裂切错。 1 9 4 岩浆岩成矿条件对 t ： 小孤山三级海盆内侵入的岩浆岩有古元古代沿同生断裂侵入有燕辽期海龙川 等二长花岗岩体。印支早期的石柱沟、北庙、唐望山花岗岩体侵入，深部可能连 成体。东侧有燕山早期龙凤峪花岗岩体，呈岩基株产出。 青城子三级海盆内的侵入岩有古元古代沿同生断裂侵入的大顶子一石门沟花 东北大学硕士学住论文第一章区域成矿地质条件 岗闪长岩体。印支期侵入岩有姚家沟、新岭、尖山子似斑状花岗岩、花岗斑岩岩 体，呈椭圆形包围辽河群。为同源岩浆侵位，深部连成一体。燕山期侵入岩有方 家隈子二长花岗岩岩体。 1 9 5 地球物理场特征比： 小孤山三级海盆位于航磁零值线附近。重力场位于零值线及负场区，重力梯 度带转弯处。 青城子三级海盆位于航磁零值线及正场区。重力场位于零值线靠近正值梯度 带转弯处。 1 9 6 地球化学异常特征对比： 小孤山三级海盆内地球化学异常沿盆地边缘呈不连续带状展布。东部组合为 a g 、p b 、z n ( a s ) ，西部为a u 、a g 、p b ( c u ) 、a s 、a g 、p b 、z n ，元素衬值累加异常 形成三带结构地球化学系统。 青城子三级海盆主成矿元素a u 呈北西向带状展布，核心带规模大，浓度分带 清晰，内带有矿床分布；a g 、p b 、z n 与其相似，规模相同，浓度中心2 - 3 个，分 带清晰，沿同生断裂附近分布。主成矿元素a u 、p b 、z n 、a g 有规律地聚集，形成 三带结构地球化学系统。c u 、p b 、z n 累乘异常呈椭圆状分布，规模大，分带清晰， 指示c u 、p b 、z n 矿化，a u 、m o 、b e 累乘异常里面型分布，规模大，异常较分散， 主要异常分带清晰，指示a u 矿化。 1 9 7 遥感影像特征对比： 小孤山三级海盆位于辽东大环形影像边缘部位，西部弧段。北东向与北西向 线形影像构造共轭的菱形块体内。 青城子三级海盆位于辽东大环形影像边缘部位，北部弧段。北东向与北西向 或近东西向线形影像构造共轭的菱形块体内。 1 9 8 矿产分布特征对比： 小孤山三级海盆内矿产集中分布于3 个带，石柱沟北东向成矿带：位于北东 与北西向断裂交汇部。印支期石柱沟、北庙花岗岩侵入体的外侧。小孤山北西向 成矿带：位于北东与北西向断裂交汇部，印支期唐王山花岗岩体西侧，有燕山早 期花岗岩侵入。虎皮峪东西向矿带：位于虎皮峪倒转背斜北翼，隆坳衔接部。 东北大学硕士学位论文 第一章区域成矿地质备件 青城子三级海盆青城子铅锌成矿带分布于青城子三级海盆隆起部位，以铅、 锌为主，其次是银、金，有1 1 个矿床组成。受北东与北西或近东西断裂交汇部控 制。位于印支期新岭、双顶沟岩体中间。高家堡子、小佟家堡子金银成矿带分布 于青城子i i i 级海盆坳陷部位，以金、银为主，铅锌次之。赋存在大石桥组与益县 组接触部位，受层间断裂构造控制，由西向东金属分带现象明显。 通过对比可见，小孤山三级海盆与青城予三级海盆具有许多相似性，具备形 成青城子铅锌矿田的条件，值得深入研究。 由于对辽东元古界的研究历史久远，因此对辽河群的划分出现过多种划分方 法( 表1 - 1 ) ，本文采用辽宁辽宁有色地质局( 1 9 8 3 年) 所采用的分层方案。 表1 - 1 辽河群划分对比简表 t a b l e l lc o n t r a s tt ot h es t r a t i f i c a t i o n so ft h el i a o h eg r o u p 长院区枞茧嘲丹东地献沈融晰辽宁肯色地g 摘 ( 9 0 璃- 1 9 6 1 )( 1 9 7 3 - 1 9 q 5 )( 】)( 1 9 7 4 )( 1 9 7 5 )( 】9 8 3 ) 嘲 擒附 上诂桕i 髓 永宁群犏棚砬予组 群千蛆界 子组 ，7、，v 。、，、，、? v _ ?7 、 盏县姐j 强组 上元 辽 燕 = 段 上 古界 阳 戈硼 盏县组越组 县 判炉蛆组 段 太 中元辽 群 大 古再河 丈 一 v 丈 中 辽 大 太三段 石 ，c 坷 石 石 二段 石 群 石 苴 盛星姐 桥 古 群 桥古 桥 桥桥 中元河 遣趟嘲石元 辽蛆 界 组 组 段 下 组 组 古界口 寡煳 一 浪 三段 古 群 兀辽 辽 古河 河 子 = 段 弼 高骞帕组 “， 浪子山组浓蝴 古群 山 群 组 段 砖庸组 界群 、，n 浪下老黼 描庙组界 界 子 下元 虹 宽# 寡台组 砖庙组 下 毫营懒 榆 三段 山古界河里尔蝴 上元 甸削蝴 竟 # 索白组 家 组 群 _ 占界 丌 甸 高d 组 堡 群刘躺嘲 古 二段 扣髋蝴 界 群 刘斟嘲 子 取磷l 糍抄钛煳 组 浪子山组四平4 姐段 积塔蝴 东北大学硕士学位论文 第二章小孤山三级海盆北西向成矿带地、物、化4 壹堡 第二章小孤山三级海盆北西向成矿带 地、物、化特征 2 。1 地质特征 2 1 1 地层 小孤山三级海盆北西向成矿带位于辽东裂谷沉积建造的中、上部层位，由于 三级海盆特殊的沉积环境，成矿带内火山沉积建造发育，成矿带内出露地层主要 为辽河群大石桥组一段、二段、三段，此外仅在成矿带北部分布有盖县组。现由 老到新分述如下( 见图2 1 ) ： ( 1 ) 盖县组( p t g x ) ：分布于工作区的北部，主要岩性为含矽线石二云片岩、 黑云片岩。 ( 2 ) 大石桥缀一段：( p t l d ，) 地层总体走向呈2 9 0 。一3 2 5 。，倾向南，倾角3 0 。一4 5 。；局部受断裂构造 影响变化较大。地层总体厚度约3 0 0 - - 4 5 0 m ，与二段地层为整合接触，接触部位层 间断裂发育。 该段地层据岩石组合由下至上又划分为五个岩性层： 黑云母变粒岩夹黑云片岩、大理岩层( p t l d ，1 ) ：厚度约3 8 9 m ，与上覆地层呈 断层接触。大理岩层下部为中粒花岗变晶结构，中部为粗粒花岗变晶结构，顶部 为细