辽宁省本溪县连山关地区深部找矿勘查应用

赵星博，张 航，刘晓东

（核工业二四〇研究所，辽宁 沈阳 110032）

辽宁省本溪县连山关某矿床是我国目前发现成矿时代最老的一个富矿床（张家富等，1994）。据前勘查找矿经验，在目的层重熔混合岩中易成矿，而前人往往在打穿目的层终孔，而在近几年工作中发现在重熔混合岩增厚隆起区深部存在第二段目的层，而第二段重熔混合岩各种成矿条件比第一段重熔混合岩更为有利。笔者在同行研究工作的基础上，经过大量的、系统的野外和室内工作，得出了一些新的认识。

1 区域地质概况

1.1 大地构造位置

研究区位于辽东—吉南古元古宙裂谷内的北缘（图1）。据前人研究成果，该裂谷在2.2Ga起始拉张，辽河群地层沉积完成，隆起造山于1.9 ～1.7Ga；基底为太古宙花岗绿岩带及高级变质片麻岩区，裂谷由辽吉花岗岩及古元古宙辽河群中浅变质岩构成；辽吉花岗岩为组成辽河群地层的火山岩同期同源侵入体，与其上覆的辽河群地层均为构造接触（李三忠，2004）。

1.2 区域地层

出露地层主要为太古界鞍山群（绿泥石英片岩、石英岩、磁铁石英岩、黑云变粒岩、斜长角闪岩、角闪变粒岩、角闪片岩）、古元古界辽河群（主要为二云母片岩、石榴二云片岩、厚层石英岩、白云大理岩），分布于矿区南部和西北部。新元古界震旦系覆盖于矿区北部，下古生界寒武系、奥陶系、上古生界石碳系分布于矿区东北部（张秋生等，1984）。

1.3 岩浆岩

连山关混合杂岩体呈近东西向分布，西起弓长岭，经连山关东至草河城，岩体约长40km，宽约7 ～10km，面积约为320km2，构成弓长岭—下马塘复背斜的轴部，混合了鞍山群和辽河群浪子山组底部岩层。该混合杂岩体主体由红色钾质混合花岗岩组成，其间有少量早期钠质花岗片麻岩残留体，并大量分布太古宙鞍山群残留体，边部分布白色重熔混合岩（吴迪等，2016）。

2 研究区矿化特征

2.1 矿化围岩特征

根据野外岩性总结，发现研究区的碎裂重熔混合岩和碎裂钾长花岗岩中铀矿化的区别主要是赋矿岩石中矿物含量的区别。这种区别主要体现在两种岩性中石英、长石和以绿泥石和黑云母为主的泥铁质胶结物的含量的不同，重熔混合岩的绿泥石和黑云母含量较钾长花岗岩多，而长石和石英含量则略低于钾长花岗岩。两种岩石的其他矿化特征则未发现明显区别。因此，我们认为连山关地区产于碎裂重熔混合岩中的矿化和产于碎裂钾长花岗岩中的矿化在成因上是基本相同的，暂不区别对待。

2.2 含矿岩石中矿物存在形态

根据对连山关矿床含矿岩石取样薄片鉴定，可以看出含矿岩石（重熔混合岩、碎裂重熔混合岩和碎裂钾长花岗岩）中铀矿物存在形态以脉状为主，少量团块状、片状和星点状产出于矿物裂隙中。（图2a、图2b）。

图2 矿物在重熔混合岩中赋存形态

2.3 围岩蚀变与矿化关系

图3 胶辽吉古裂谷演化示意图（李三忠等，2004；吴迪，2015）

研究区围岩蚀变强烈，热液活动明显。围岩蚀变种类较多，有水云母化、绿泥石化、黄铁矿化、赤铁矿化、钠黝帘石化、碳酸盐化、硅化等。其中水云母化、绿泥石化和赤铁矿化最为常见。水云母化主要由长石蚀变而成，绿泥石化主要由黑云母蚀变而成。

水云母化普遍发育，贯穿于成矿的各个时期，但多数为成矿前蚀变，对成矿物质的富集有一定的影响；绿泥石化和赤铁矿化为成矿期蚀变，对成矿物质的富集具有吸附作用。

3 深部成矿分析

3.1 区域成矿模式分析

笔者根据多年查阅文献资料和实际工作中吸收理解区域成矿主要在成岩之后（时间为1.8Ga 左右）（图3）：

（a）成矿前期已形成肉红色花岗岩与辽河群地层等；

（b）（c）在成矿期发生构造运动，地层岩体拉张、挤压等一系列构造作用使岩体构造裂隙发育，为下一步热液侵入提供空间条件；

（d）含矿热液从深部涌入岩体构造裂隙及可能存在的空间内，在构造裂隙内富集成矿。

热液涌入岩体构造裂隙中，使基岩变形变质作用成矿，形成含矿岩体的重熔混合岩，而这段则是后期看到的重熔混合岩隆起区（在钻孔剖面中可明显看出第二段目的层）。热液涌入接触带位置形成的则是第一段重熔混合岩。而在第二段岩体中热液运动更强烈，成矿条件更好，但在区域上含有重熔混合岩隆起区的现象没有岩体与地层接触成矿的现象多（李三忠等，2004）。

3.2 该地区深部有更好的成矿条件

根据收集整理前人资料整理黄沟矿床51 个矿体不同见矿深度整理出，可以明显看出在60～300m 区间矿体个数较多，在20米以下没有找到矿体（吴迪等，2015）（图4），说明在深部存在更有利的成矿条件。

图4 前人钻孔见矿段深度与矿体个数统计图

3.3 根据钻孔资料说明深部成矿条件

据编录资料显示，该地段深部为重熔混合岩隆起区，具备良好的成矿条件，在到100 米左右见较薄的重熔混合岩段，重熔混合岩下面变为肉红色花岗岩，在肉红色花岗岩下又出现较厚的重熔混合岩，而这第二段重熔混合岩见矿，而根据前人的经验打穿第一段重熔混合岩就会终孔，从未探索过第二段重熔混合岩，本次施工钻孔突破常规，往深部继续探索，取得很好的效果。

在该孔编录过程中，在深部见明显的强烈的赤铁矿化、绿泥石化、水云母化沿裂隙发育，裂隙发育好，硅化发育较好，在矿物附近见黄铁矿伴生。在连山关成矿模式具备很好的成矿条件，从野外肉眼可以判断出该岩心段也是极易成矿。

结合地质物探编录，对矿体的矿化特征初步总结如下：

图5 岩心中与矿化关系密切的蚀变类型

图6 钻孔剖面图A.ZKW3-7 钻孔剖面图；B.ZKN8-1 钻孔剖面图

（1）含矿岩性为重熔混合岩，其成分由50%-55%长石，40%左右的石英和5%左右的绿泥石、黑云母等暗色矿物组成。长石斑晶粒度0.5-1.0cm，岩心呈短柱状，裂隙发育强烈。根据形态判断铀矿物主要为沥青铀矿，铀矿化与绿泥石脉体关系极为密切（图5A），轴夹角多由45°-55°不等。

（2）岩石中的蚀变主要为强绿泥石化和轻度的水云母化，564.92-570.23m发现的第一层铀矿体中可见明显的钾长石化，造成岩心呈浅棕褐色（图5B），此类蚀变与连山关矿体的蚀变特征较为一致。

值得注意的是，本孔紧靠矿体的555.50-563.35m 深度发现了三段强烈硅化（图5C），初步推断其可能与含矿变质热液的运移有关。

（3）通过对钻孔剖面图可发现本孔主要含矿岩石.重熔混合岩，在孔内出现了2次（图6A）。初次见于浅部，仅10.00m厚；二次见于深部，厚度达到37.00m，发现了三段矿体。二者之间发育有127.00m的钾长花岗岩，这是该重熔混合岩隆起区存在第二重熔混合岩段的有力证据，证明该地区存在较大的找矿空间。

（4）在前人施工钻孔也出现第二段重熔混合岩现象，在上一轮连山关地区普查工作中，根据统计74个钻孔中有15个孔出现这种情况（吴迪，2015），并且都在第二段重熔混合岩见矿，更有力的证明了这一现象是真实存在的。可以根据（图6B）可以看出在第二段重熔混合岩段蚀变更加强烈，并且矿体主要在该段产出。

表1 ZKW3-7 钻孔含矿段U 含量分析结果一览表（核工业东北分析测试中心）

3.4 化学分析显示该地区有较好的铀成矿潜力

对ZKW3-7 钻孔见矿段进行劈心取样，根据分析结果可以看出：

（1）在H1 样品为围岩样品，U 含量为32.19μg/g，H27 为分析最高值为1745μg/g，达到工业品位，根据测井该孔定性为工业矿孔。

（2）575.15m 样品H26-H28 为主要含矿段，该深度为第二段重熔混合岩，在第一段只见一个样品出现异常显示，证明深部成矿条件比上部的条件好。

4 结论

一直以来连山关矿床成矿理论等问题是各位专家一直争议的问题，思路较复杂，根据本人工作经验及以上论述总结出本人认为的几条观点：

（1）在前人工作的研究整理，结合近几年的实际工作情况，认为在穿过浅层含矿段终孔揭露的不全面，在隆起区建议继续深部探索。

（2）根据编录资料说明在重熔混合岩隆起区的位置深部存在较好的蚀变，构造裂隙，该地区深部具备更好的成矿地质条件。

（3）在2015年及前人施工钻孔发现并验证了这一深部成矿理论是可能的。