模型二十四 朝鲜检德式铅锌矿床找矿模型
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发布时间：2022-07-29 07:35
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时间：2023-11-20 12:13
一、概 述
朝鲜检德 ( Komdok) 铅锌矿床是世界上最大的铅锌矿床之一。据地矿部检德铅锌矿地质考察组( 1986) 的报告，该铅锌矿田铅锌金属储量达 7000 × 104t 左右，Pb、Zn 合计品位一般为 7% ～ 10% ，最高可达 35%，Zn 多于 Pb，Pb/Zn 比为 1∶ ( 5 ～10) 。Ag 的品位较高，一般达 20 ～30g/t，高的可达50g / t 以上。
矿床位于朝鲜著名的有色金属和非金属矿产基地之一的摩天岭成矿区内，在朝鲜咸镜南道端川市金沟洞。该矿有 500 多年的开采历史，最初在露银洞地段开采银矿，1936 年转入铅锌矿的采掘。矿区面积达 170km2，包括检德山、中途场、露银洞、本山、复沟、舞鹤洞、大化洞、桦树沟、黄铁沟、直洞、间店等矿段。矿体呈层状，赋存在元古宙炭质白云岩中，是世界上罕见的巨型沉积变质型层控铅锌矿床。此外，中国辽宁省青城子 ( 铅锌金属储量 107. 82 × 104t，铅锌品位合计 4. 54% ) 和吉林省荒沟山等铅锌矿也可归属于这一类型。
检德矿田所在的朝鲜北部地区与我国东北南部同属中朝准地台的一部分。从摩天岭成矿区向西经我国吉林省荒沟山铅锌矿床至辽宁省青城子铅锌矿床等，构成了中朝元古宙铅锌成矿带。
二、地 质 特 征
1. 区域构造背景
在大地构造上，检德铅锌矿位于中朝准地台的东缘。该区在太古宙后期，克拉通发生张性裂开，在北纬 41°线南、北地区产生了近东西走向的辽 ( 河) － 老 ( 岭) － 摩 ( 天岭) 大裂谷，形成一条宽50 ～ 100km、长 650km 左右的狭长形海槽，长时期接受了海相沉积，并逐渐堆积成一套完整的地槽相沉积物。这些岩层称为摩天岭系，在中国辽宁省南部称为辽河群、吉林省南部称为老岭群。检德、青城子和荒沟山等铅锌矿床就赋存在这些岩层中 ( 图 1) 。
( 1) 地层
检德矿区内出露地层为古元古界摩天岭系，由下而上可划分为城津统、北大川统和南大川统。这些地层可与我国吉林南部和辽宁东部地层相对比 ( 表 1) 。
城津统以片麻岩、角闪岩类为主，位于摩天岭系的下部，属于下部火山 － 沉积建造; 往上为北大川统，以钙镁质碳酸盐类为主，属于中部碳酸盐岩建造; 再往上是南大川统，以黏土质岩类为主，属于上部碎屑岩建造。这是一套比较典型的地槽相沉积物和完整的沉积旋回。检德矿床赋存于北大川统上部白云岩中 ( 图 2) 。
( 2) 构造
区内褶皱、断裂构造发育。较大的断裂有北西向的北大川断裂和长坡里断裂，是区内长期活动的两条深断裂，摩天岭成矿带中的铅锌矿化明显受它们控制，多分布在这两条断裂之间 ( 图 3) 。区内褶皱构造非常发育，主要有两期: 第一期为紧闭线形倒转等斜褶皱，与矿化关系极为密切，矿体多集中在褶皱构造的收敛部位，是主要的控矿构造; 第二期褶皱叠加在第一期褶皱构造之上，使早期构造形态更加复杂，一般与成矿无关。
图 1 朝鲜北部和中国辽吉南部主要金属矿产分布及前古生界古地理示意图( 据孙钧，1994，修编)
表 1 朝鲜北部摩天岭系和我国辽吉南部老岭群、辽河群地层层位对比
( 3) 岩浆岩
区内岩浆岩主要有侏罗纪端川岩群和白垩纪鸭绿江岩群。前者以岩基或岩株状 ( 如万塔山岩体及火药库岩体) ，后者以岩株或岩墙状，沿断裂和层间裂隙侵入。万塔山岩体是区内最大的侵入体，属大宝构造岩浆旋回 ( 相当于我国燕山构造岩浆旋回) 。岩体出露面积达 130km2，为一复式岩体，主岩相为花岗闪长岩。鸭绿江岩群多为花岗岩、花岗斑岩、石英斑岩等脉状岩体，多沿断层贯入。
图 2 朝鲜检德矿田地层柱状图( 据地矿部检德铅锌矿地质考察组，1986，修改)
2. 矿床地质特征
检德铅锌矿是一个矿田，分布总面积达 170km2。大体上由 3 个矿带组成 ( 图 4) ，由东而西为本山 － 间店东部矿带、露银洞 － 中途场 － 检德山中部矿带、舞鹤洞西部矿带。矿带一般长 4. 5 ～13km，厚度 20 ～100m 不等。由于晚期的北东向中途场、白砬子沟两条断裂的切割，把矿田分成 9 个矿床，每个矿床均由几个至几十个矿体群组成。除本山、中途场、露银洞等矿床部分矿体出露地表外，大部分矿床为盲矿。
图 3 位于两大断裂带之间的朝鲜检德铅锌矿床示意图( 引自辽吉，1984)
( 1) 容矿岩层
矿床具层控、时控特点。矿体多呈层状、似层状和透镜状等，与地层层位有密切关系，受特定层位和岩性控制，矿化主要赋存在古元古界摩天岭系北大川统上部含硅质条带状杂色碳质白云岩 ( 北大川统上部第 7 层) 及南大川统下部与北大川统接触过渡带的层位中 ( 图 2) ，断续延长 1 ～ 20km。铅同位素模式年龄为 17. 8 亿 ～19. 9 亿年，与地层变质年龄相当，说明铅、锌硫化物是与原地成岩物质一起沉积形成现今以锌为主的层状铅锌矿层。
铅锌矿与硅质岩有密切关系，在含矿的白云岩中，常夹有或含有硅质岩。这种硅质岩一般为烟灰色—灰白色，呈不规则致密块状或透镜状，位于矿体上部层位，与围岩共同成层产出。主含矿层之上的金云母化白云岩厚仅 20 ～30m，是寻找矿化层的标志。在这种金云母化白云岩之下 20 ～140m 的北大川统上部白云岩层即是检德式铅锌矿体的所在位置。
( 2) 矿田构造
铅锌矿体受褶皱构造控制，矿体的分布形态、产状和地层褶皱形态、产状基本一致，具同步褶皱的特点 ( 图 3) 。其矿体大小和形态与区域第一期褶皱构造 ( 古、中元古代褶皱被称为第一期褶皱，中生代褶皱被称为第二期褶皱) 位置和矿化强度有关。由北大川统和南大川统结晶片岩组成的轴向为南北的紧闭线形复式向斜，直接控制着铅锌矿体的空间分布。在褶皱的收敛部位或次一级褶皱的翼部矿体变厚和延长，在褶皱的收敛部位常有马鞍形矿体。向斜封闭部位的矿体尤为富集 ( 图 5) ，不仅矿层和品位稳定，而且延深大，如本山矿床铅锌矿体延深 1500m，仍未尖灭。
( 3) 矿石构造和组分
矿石构造多为块状和条带状，也见有浸染状。矿石矿物比较简单，主要为闪锌矿、方铅矿，还有少量的黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂、白铁矿、黄铜矿，极少量黝铜矿、辉锑矿、硫锑铅矿、辉银矿、脆硫锑银矿、辉钼矿、车轮矿、淡红银矿、深红银矿、自然铋、自然银等。次生氧化物主要为菱锌矿、白铅矿等。伴生有益组分有银、镉、汞、镓、铟等，脉石矿物主要为白云石、方解石、石英及少量石墨、透闪石、滑石等。铅锌矿富矿石的出矿品位为 10% ～15%，贫矿为 2%。
( 4) 控矿因素
控制这个巨大铅锌矿床的主要因素有两个。
一是裂谷海槽同沉积物构成丰富的矿源层。朝鲜北部属中朝准地台的一部分，该区在太古宙后期发生张性裂开，形成宽 50 ～100km、长 650km 的狭长形辽 － 老 － 摩裂谷海槽，堆积成一套完整的地槽相沉积物 ( 摩天岭系) ，铅锌矿化就出现在该地层中，而且严格受地层层位控制，矿化赋存在摩天岭系中上部的北大川统上部杂色白云岩及南大川统下部与北大川统接触过渡带的层位中。矿化带和矿体呈层状产出，断续延长 1 ～20km。含矿层富含炭质、镁质，反映当时金属物质在浅海潮坪以下———潮间带的强还原环境下与岩层同生沉积而成。铅同位素模式年龄为 17. 8 亿 ～19. 9 亿年，与地层变质年龄相当，说明铅锌硫化物是与原地成岩物质一起沉积形成现今以锌为主的层状铅锌矿层。铅同位素是古老正常铅，说明铅锌成矿物质与地层一致。金属硫化物的硫同位素组成 δ34S 平均值为 16. 21 ，说明矿石硫源不是岩浆，而与围岩同源，主要来自海水硫酸盐，并以重硫为主。
图 4 朝鲜检德铅锌矿田示意图( 引自辽吉，1984)
二是区域变形变质是控制富矿的主要因素。在区域变形变质作用过程中，褶皱构造对矿源层物质组分的改造、迁移、富集关系十分密切。矿体位于北大川统，在核部的紧闭倒转向斜的两翼，富矿体多产于向斜封闭部位和正常翼部劈理发育处，这是因为当元古宙地层未完全成岩固结之前，区域性的东西向挤压和南北向引张力导致古元古代地层的褶皱及塑性变形，同时其中产生了流劈理构造，复杂的褶皱构造使矿体形态复杂化，但总体上以板状、似层状、透镜状、鞍状为主，而且矿体分布形态、产状与地层褶皱形态、产状基本一致，具同步特征。最富的矿体出现在区内第一期褶皱构造的向斜收敛部位，由于层间滑动和塑性流动，含矿层在褶皱核部变厚，褶皱收敛处矿体加厚变富。因此，由北大川统和南大川统结晶片岩组成的轴向为南北的紧闭线形复式向斜直接控制着铅锌矿体的空间分布。
图 5 朝鲜检德铅锌矿床中途场矿段 －150m 坑道平面示意图图中示出了褶皱收敛部位矿体富集和变厚( 引自地矿部检德铅锌矿地质考察组，1986)
三、矿床成因和找矿标志
1. 矿床成因
对于检德式铅锌矿床的成因，朝鲜国内长期受岩浆期后热液矿床成因的束缚，找矿无大突破。20世纪 60 年代末，通过一个矿段的综合研究，发现矿化与地层关系密切，矿化受一定层位和岩性控制并且矿体与地层同步褶皱，改变了岩浆期后中 － 高温热液矿床成因观点，接受了层控的沉积变质型矿床的成因理论。从此，沿一定层位和构造有利部位找矿，发现了许多新矿体，扩大了矿区远景。
我国地质学家几次赴朝鲜考察检德铅锌矿床，考察人员的认识不尽相同。基本上有两种看法: 一是地矿部 1985 年的考察认为属沉积变质后期热液叠加矿床; 二是有色金属工业总公司 1985 年的考察认为属海底喷气 ( 流) 沉积变质型矿床。两者共同点都认为矿床经沉积变质形成，不同之处在于金属物质及含矿岩层的来源和形成。
( 1) 沉积变质后期热液叠加矿床
持这种观点者，鉴于以下事实: 矿床受地层控制，赋存在一定层位，矿体顺层产出; 含矿围岩MgO 含量高，达 18. 23% ～ 20. 37% ，岩石含铅、锌量较高，Pb 为 80 × 10－ 6，Zn 为 ( 40 ～ 1110) ×10－ 6，均高于世界碳酸盐岩或岩石圈的平均含量，具备成矿物质来源于北大川统富镁碳酸盐岩的成矿前提; 在区域变质作用过程中褶皱构造与矿源层物质组分迁移富集关系密切; 硫同位素值偏离陨石轴较远，排除了矿石硫来自上地幔或地壳深部的可能性，推测矿石硫来自围岩，是海水中的硫酸盐或卤水参与形成了矿化; 铅同位素值变化范围较小，说明铅同位素组成较稳定，其模式年龄与北大川统的沉积年龄基本一致。铅同位素属正常铅，成矿物质无疑主要来源于地层。但也有一些铅同位素模式年龄低于摩天岭系的变质年龄，因而推测部分矿体有与中生代端川花岗岩有关的矿化叠加; 据检德铅锌硫化物矿物的包裹体测温资料，成矿温度的下限为 100℃，上限为 380℃，但硫化物的形成过程并不连续，反映成矿作用为多期性。矿石中有些矿物无疑是热液成因的，而且按其形成温度可分为高、中、低温 3 类矿物。据以上特征及测试资料，其成因应属于沉积变质后期热液叠加矿床。
( 2) 海底喷气 ( 流) 沉积变质型矿床
持这种观点者除鉴于上述基本地质矿床特征外，还强调两点: 一是有关铅、锌物质来源问题，根据检德地质队的介绍，矿床富矿品位铅、锌合计最高可达 80% ( 考察团拣块分析为 60. 62% ～64. 50% ) ，造成这样高含量的金属品位和如此稳定的含矿层，用陆源碎屑是无法解释的; 而北大川统中又未见火山物质，如用海底火山喷发成矿解释也是难以令人信服的，只有来源于海底喷气( 流) 才能得以*解释; 二是从含矿围岩的铁锰指数值得到证实。铁锰指数用 ( Fe + Mn) /TiO2表示。经地质学家研究认为铁锰指数大于 25 时，大体上都属于喷气 ( 流) 成因。检德铅锌矿区不含铅锌的白云岩，铁锰指数都小于 20; 含铅锌的白云岩，铁锰指数一般都在 40 左右; 大的工业矿体集中地段的白云岩中铁锰指数都大于 60。因此认为，检德铅锌矿床属于海底喷气 ( 流) 沉积变质型矿床。
其实，这两种成因观点均有些不能解释的地质现象。如果将两者相结合，即检德矿床的成因为海底喷气 ( 流) 沉积变质后期热液叠加矿床，也许更接近客观实际。
2. 找矿标志
( 1) 区域地质找矿标志
检德式铅锌矿床的区域构造为太古宙克拉通的裂谷带等古构造。铅锌矿化即赋存于辽 － 老 － 摩大裂谷内混积的摩天岭系地层中，在我国东北相应有辽河群和老岭群地层，因此，在辽 － 老 － 摩大裂谷中古元古代的摩天岭系、辽河群和老岭群是区域上寻找检德式铅锌矿床的重要勘查前提。
( 2) 局部地质找矿标志
地层和构造是具体控制检德式铅锌矿的两大因素。铅锌矿床是层控的，与地层层位密切相关，受特定层位和岩相控制。检德地区的矿化主要赋存在元古宇摩天岭系北大川统上部含硅质条带状杂色炭质白云岩及南大川统下部与北大川统接触过渡带的层位中。地层中含炭、高镁和含 ( 或夹) 硅质的碳酸盐岩 ( 白云岩) 是这类矿床的容矿岩石。位于矿体上部层位的烟灰色—白色硅质岩是直接的找矿标志。位于铅锌矿主要含矿层之上的厚 20 ～30m 的金云母化白云岩是寻找盲矿的标志。
矿体的大小和形态受区内褶皱构造控制。检德地区由北大川统和南大川统结晶片岩组成的复式向斜直接控制铅锌矿体的空间分布。在褶皱的收敛部位或次一级褶皱的翼部矿体变厚和延长，在向斜的封闭部位矿体尤为富集。
( 3) 地球化学找矿标志
1) 矿区的土壤金属量测量样品分析研究表明，形成次生晕的元素有 Zn、Pb、Sn、Ag、In、Cu、Ni、V、Cr、Ga、Mn 等，其中较好地反映铅锌矿的指示元素是 Zn、Pb、Ag、In、Sn，而 Sn、Ag、In异常大体分布在铅锌异常区内，而且出现在矿床上方的表土中。
2) 从研究区内 Zn / Pb 比值发现，区内工业矿体 Zn / Pb 比值大体变化于 2 ～ 20 之间，最集中范围为5 ～10; 未有矿体出现或不具工业价值的矿体区域其 Zn/Pb 比值小于2 或大于20。所以根据 Zn /Pb 比值概率分布可预测工业矿体的相对含矿率。
3) 围岩的微量元素分布特征和含矿性之间有密切关系。矿区内常出现的元素有 Cu、Pb、Mn、Co、Ag、Zn、Ni、Ba 等，它们在含矿和非含矿围岩中具不同含量。特别是围岩中 Cu、Mn 的含量与含矿性关系密切，越是含有铅锌的围岩其 Cu、Mn 含量越高，与铅锌有关的围岩中 Cu、Mn 含量比不含矿围岩高 2 ～3 倍。
4) 条带状白云岩中硅的含量和矿化关系密切，铅锌矿体常出现在靠近白云岩中硅质岩和遭受强烈透闪石化部位，这些地方铅锌品位比较高，铅锌矿体主要赋存于 SiO2含量为 6% ～8% 的条带状白云岩中，因此可以把硅含量较高的条带状白云质大理岩发育区，作为找矿勘探的预测区。
( 金庆花)
