研究区结晶基底为一套含金铁硅质的古元古界东风山群变质岩系, 已被后期岩浆构造活动肢解破坏^[5]。古生界缺失下、上奥陶统以及志留系, 其余地层均有不同程度的出露。其中, 中奥陶统为泥质岩、硅质岩和中基性火山岩; 泥盆系以砾岩、砂、板岩及碳酸盐岩沉积为主; 石炭— 二叠系由灰岩夹砂岩和板岩、火山岩的海相沉积建造变为火山碎屑岩、凝灰岩和细砂岩组成的陆相沉积建造。中生界分布广泛, 岩性由陆相正常碎屑沉积和陆相火山沉积组成。

区内铅锌多金属矿床的成矿层位以下寒武统为主, 是一套细晶灰岩— 浅变质碎屑沉积和浅变质中酸性火山岩夹少量变基性岩的火山、沉积岩系(具有原始含矿层位)。其中, 铅山组、五星镇组为富含镁铁质的碳酸盐岩建造, 是本区形成大— 中型热液型铅锌矿床、小型矽卡岩型铁矿床、白云石大理岩矿床的主要成矿围岩。

区内岩浆侵入活动频繁, 且分布广泛, 岩石类型复杂, 从基性到酸性均有分布。岩浆活动大致划分为4个期次^[2], 分别是加里东期、华力西期、印支晚期— 燕山早期、燕山晚期。加里东期侵入岩围绕小兴安岭— 松嫩地块、佳木斯地块边缘分布, 呈地块增生的特征; 华力西期岩浆侵入活动微弱, 仅在局部地区呈岩株或岩基状分布; 印支晚期— 燕山早期岩浆侵入活动达到了高潮, 形成的侵入岩构成了小兴安岭— 张广才岭岩浆岩带的主体, 岩石组合为二长花岗岩、碱性花岗岩、花岗闪长岩等; 燕山晚期岩浆活动主要表现为岩浆的喷发活动, 形成一系列的北北东向— 北东向的火山喷发— 沉积盆地, 并伴有浅成— 超浅成岩浆侵入活动。

印支晚期— 燕山早期岩浆侵入活动为本区铅锌多金属成矿提供了丰富的成矿热液, 且后期岩浆侵入活动与叠加成矿关系密切。

研究区属伊春优地槽褶皱系, 由3个南北向展布的次极构造单元组成^[1](图1)。中部为五星— 关松镇中间隆起带, 西部为茂林— 木兰地槽褶皱带, 东部为丰茂— 亚布力地槽褶皱带。

图1

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图1 区域地质和矿床分布示意 Q— 第四系; N— 新近系; K— 白垩系; ∈ 1— 下寒武统; Pt— 元古宇; ①— 嘉荫— 依兰— 牡丹江断裂; ②— 佳木斯— 伊舒断裂; ③— 逊河— 尚志断裂; 1— 燕山期花岗岩; 2— 印支期花岗岩; 3— 加里东期花岗岩; 4— 新元古代花岗岩; 5— 矿床

区内的断裂构造以近南北、北东、北西向断裂为主。如近南北向逊克— 尚志、嘉荫— 依兰— 牡丹江岩石圈断裂; 北东向汤原— 依兰断裂、南岔断裂等, 主要控制着后期的岩浆侵入和白垩系、新近系的分布; 北西向依兰— 铁力、丰茂— 伊春断裂以及多条平行的次级断裂, 控制了早白垩世部分火山喷发活动。本区的赋矿构造多为与区域性大断裂交汇或夹持的次级断裂, 走向近南北、北东、北西向。

伊春— 延寿铅锌多金属成矿带中已探明的铅储量约占全省的100%, 锌储量占98%, 成矿类型以接触交代矽卡岩型为主, 部分为岩浆热液型和斑岩型成矿^[5]。可见, 研究区具有优越的成矿条件, 现以翠宏山铅锌多金属矿床和二股铅锌多金属矿床为例, 介绍其矿床特征。

1) 翠宏山铅锌多金属矿床

该矿床位于五星— 关松镇隆起带次级乌敏河断陷北端^{[6, 7]}(图2)。矿区侵入岩广泛发育, 尤以印支晚期— 燕山早期岩浆侵入活动最为强烈, 岩性以正长花岗岩为主, 次为二长花岗岩、碱长花岗岩等。出露地层有下寒武统西林群铅山组, 由碳酸盐岩及碎屑岩组成, 呈残留体分布在侵入岩中。其中, 碎裂二长花岗岩、碱长花岗岩与铅锌矿化的关系最为密切。如图2所示, 除翠宏山铅锌多金属矿床外, 翠宏山一带已探明矿床有库南铅锌铜钨矿、库滨锡铅锌银矿、翠北铁矿、库源铁矿等, 成矿类型均为矽卡岩型。

图2

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图2 翠宏山一带地质 1— 全新统; 2— 更新统; 3— 下白垩统宁远村组; 4— 下白垩统板子房组; 5— 上二叠— 下三叠统五道岭组; 6— 中二叠统哲斯组; 7— 泥盆系福兴屯组; 8— 下寒武统铅山组; 9— 燕山晚期碱长花岗岩; 10— 燕山晚期花岗斑岩; 11— 印支晚期— 燕山早期二长花岗岩; 12— 印支晚期— 燕山早期碱加里东中期花岗岩; 13— 晚奥陶世花岗闪长岩; 14— 晚奥陶世花岗岩; 15— 新元古代花岗岩; 16— 矿床、矿点; 17— 航磁异常及编号(图中已将原编号“ 黑C-2010-” 简化为“ C10-” )

截止目前, 翠宏山铅锌多金属矿床矿区已发现106个矿体, 均沿碱长花岗岩侵入接触带展布^[2], 除铁、铅锌矿外, 尚赋存有钨、钼、铜等多种矿产。铅锌多金属矿化多期且相互叠加, 按矿物形成的先后次序及共生组合, 成矿期分为二期:早期为氧化物成矿期, 形成于矽卡岩晚期的透闪石绿帘石矽卡岩阶段, 以白钨矿化、磁铁矿化为主, 伴生锡石及黄铁矿化; 晚期为多金属硫化物成矿期, 以叶片状辉钼矿、闪锌矿、黄铜矿、铅矿等多金属硫化物为主, 伴生磁黄铁矿、黄铁矿及毒砂等。总之, 磁性矿物多集中形成于早期阶段, 是铁及铁多金属矿床引起磁异常的主要磁源体, 而晚期多金属矿化阶段仅伴生有少量弱磁性矿物。

2) 二股铅锌多金属矿床

二股铅锌多金属矿床位于五星— 关松镇隆起的西南缘, 翠兰— 铁力复式褶皱带南段徐老九沟— 二股背斜核部^{[8, 9]}。如图3所示, 二股一带侵入岩广泛发育, 尤以印支晚期— 燕山早期中酸性、酸性侵入岩分布最广, 岩性有花岗闪长岩、二长花岗岩、碱长花岗岩等; 地层为下寒武统铅山组, 呈残留体状分布在侵入岩中, 岩性为白云质大理岩、变质碎屑岩和变质基性— 酸性火山岩等。区内的主构造方向呈近南北向, 发育在花岗岩与大理岩的接触带上, 产状与地层产状一致。同时断裂两侧岩石发生强烈的碎裂、片理化作用, 局部地段已糜棱岩化^{[9, 10]}。现已发现6个铁及铅锌多金属矿, 呈北东向分布, 同时铅锌多金属矿均伴生有铁矿, 这也是二股一带铅锌多金属成矿的一个特点。

图3

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图3 二股一带地质 1— 全新统; 2— 更新统; 3— 上三叠统冷山组; 4— 下泥盆统黑龙宫组; 5— 下寒武统铅山组; 6— 燕山晚期碱长花岗岩; 7— 燕山晚期花岗斑岩; 8— 印支晚期— 燕山早期二长花岗岩; 9— 印支晚期— 燕山早期花岗闪长岩; 10— 印支晚期— 燕山早期碱长花岗岩; 11— 华力西晚期— 印支早期二长花岗岩; 12— 已知矿床、矿点; 13— 航磁局部异常及编号(图中已将原编号“ 黑C-2011-” 简化为“ C11-” )

二股铅锌多金属矿床属于典型的矽卡岩型矿床。当酸性侵入岩与白云质大理岩接触发生接触交代作用, 并形成强烈的热液蚀变及矿化。蚀变以矽卡岩化为主, 次为硅化、绢云母化、绿泥石化及碳酸盐化等蚀变; 在接触带的褶曲部位金属矿物富集成矿, 靠近接触带以铁、钼矿为主, 远离接触带以铅锌多金属矿为主。

与铅锌多金属有关的成矿围岩主要有下寒武统铅山组、五星镇组以及印支晚期— 燕山早期碱长花岗岩、二长花岗岩等。通过表1可以看出, 此类岩石磁化率一般在(12~62)× 10^-5SI, 几乎无磁性。印支晚期— 燕山早期的黑云母花岗岩、斜长花岗岩和燕山晚期花岗斑岩、五道岭组中酸性火山岩、火山碎屑岩等具有弱磁性, 磁化率一般在(104~605)× 10^-5SI。

表1

表1

表1 研究区主要岩矿石磁参数统计 地质单元 岩性 样品数 磁化率/10-5SI 系 组(群) 最小值 最大值 常见值 三叠— 二叠系 五道岭组 安山质凝灰岩、凝灰熔岩 1170 1 2980 605 流纹斑岩、凝灰岩、酸性熔岩 690 1 1060 297 长石岩屑砂岩、砂砾岩粉、砂质板岩 510 1 87 16 二叠系 红山组 砂岩、板岩 418 1 42 12 土门岭组 灰色长石石英砂岩 105 2 967 130 寒武系 铅山组 片岩、千枚岩、矽卡岩 510 1 72 26 晨明组 黑色板岩、粉砂岩 420 1 31 12 五星镇组 大理岩、结晶灰岩、灰黑色砂岩 1321 0 580 35 燕山晚期 花岗斑岩 120 310 1400 520 碱长花岗岩 55 5 323 104 印支晚期— 燕山早期 碱长花岗岩、二长花岗岩、似斑状中粗粒花岗岩 430 1 441 62 黑云母花岗岩、斜长花岗岩、正长花岗岩 1835 1 1530 259 注:数据来源于2011~2012年核工业航测遥感中心实测

表1 研究区主要岩矿石磁参数统计

1) 翠宏山铅锌多金属矿床

翠宏山一带总体呈波动变化的弱磁场(图4), 主要反映的是印支晚期— 燕山早期酸性侵入岩与古生界的磁场特征。通过区域磁场分析及航磁推断断裂构造的依据, 推断了多组规模较大的断裂构造(图4), 多呈北北东向、北东向和北西向, 部分断裂一定程度上控制着该区的磁场空间展布。

图4

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图4 翠宏山一带航磁Δ T剖面平面

翠宏山铅锌多金属矿床对应的航磁异常为C10-00067号异常, 位于近南北向展布的异常带中段, 峰型尖锐, 幅值较高, 最大值达3 966.9 nT。与之类似的航磁异常有C10-01617、C10-00069、C10-00068、C10-01892号航磁异常, 均为已知铁矿或铁多金属矿床的磁场反映, 其中, C10-01617号航磁异常(翠北铁矿)受铁矿体的埋深和规模较小影响, 幅值较低, 但峰型仍显尖锐; 其余异常均表现为峰型尖锐, 幅值较高, 一般在800~2 500 nT之间。在解析信号等值图中(图5), 多呈弱背景场中的孤立异常, 幅值一般在1~10 nT/m。通过岩石磁性特征以及矽卡岩型矿床成矿特征推断, 该类异常只能由铁磁性矿体或铁多金属矿体引起。

图5

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图5 解析信号等值线

C10-01935号航磁异常(库滨锡铅锌银矿床), 位于C10-00068和C10-00069异常中间, 在北西向和北东向断裂交汇部位, 最大值95.52 nT。由于异常强度和规模较小, 在磁场中难以发现而被忽略, 通过解析信号转换处理, 特征明显增强(图5), 幅值可达1~2n T/m。结合矿床资料可知, 矿石以锡、铅锌多金属等无磁性为主, 推断引起异常的原因只能与构造接触带、蚀变叠加或多金属矿化(含铁磁性矿物)等有关。

2) 二股铅锌多金属矿床

二股一带总体呈波动变化的弱正磁场, 反映了印支晚期— 燕山早期、燕山晚期花岗岩以及铅山组的综合磁场特征。通过区域磁场分析, 二股一带铅锌多金属矿床均位于北东向大断裂的夹持部位(图6), 北西向北安— 林口深大断裂自该异常南部穿过, 北东向、近南北向次级断裂穿过矿区, 为矿区的成矿、赋矿提供了有利的构造条件。

图6

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图6 二股一带航磁Δ T剖面平面

该区的局部异常多呈不规则椭圆状或条带状, 北东向展布, 剖面图中多呈峰型尖锐或宽缓单峰状。通过与已知矿床的对比分析可知, 铁及铁多金属矿床的航磁异常呈尖峰状(如C11-00008、C11-00009、C11-01723、C11-01727、C11-01728等), 幅值一般在550~1 100 nT之间, 部分异常可达数千nT(C11-00009为8 486.57 nT), 且异常峰型、强弱等与铁、铁多金属矿体的埋深、规模以及矿石类型等关系密切。

同时, 多个航磁异常组合形成两条异常带, 西南段呈北东向, 北东段呈近南北向展布, 均止于北西向断裂构造南部; 解析信号等值图中呈弱背景场中孤立异常(图7), 多个异常组合呈串柱状异常带, 幅值一般在1~5 nT/m, 部分达20 nT/m。这种有规律的带状异常分布以及明显受断裂构造控制的航磁特征也是矽卡岩型铅锌多金属矿的一个典型特征。

图7

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图7 二股一带航磁Δ T解析信号等值线平面

从已知矿床资料分析, 二股一带铅锌矿均与铁矿伴生。受伴生铁矿的影响, 铅锌多金属矿床的航磁异常峰型尖锐, 幅值较高。通过岩石磁性特征推断, 异常主要由伴生铁矿、多金属矿化(含弱磁性矿物)叠加引起; 异常的强弱以及规模与矿体的规模大小直接相关, 亦与铁磁性矿物的含量多少相关。

通过综合分析翠宏山、二股一带铅锌多金属矿床的成矿地质条件、成矿机理和航磁异常特征的关系, 认为研究区内的铅锌多金属矿多具有相似的成矿地质条件, 尤其是与铁矿伴生较为普遍。在此基础上归纳总结铅锌多金属矿的航磁标志如下:

1) 以平缓变化的弱磁场(低缓正、负或正负变化磁场)为背景场, 通常反映的是矽卡岩型矿床的成矿地质环境(碳酸盐岩和酸性、中酸性侵入岩);

2) 通常分布在强磁异常(可能为铁矿、铁多金属矿引起)周围或附近, 且与强磁异常空间展布方向一致, 反映的是铅锌多金属矿多与铁矿伴生, 或在其附近分布的特点;

3) 铁多金属矿的航磁异常幅值相对较高, 一般在550~2 500 nT, 部分更高; 铅锌多金属矿的航磁异常多呈条带状或孤立点状单峰异常(带), 峰型低缓, 幅值多在100 nT左右;

4) 解析信号多呈弱背景场的孤立异常(带), 幅值一般在1~2 nT/m, 伴生铁矿时可达数十nT/m。