3.2.2.1 Geología del área minera
(1) Estratos mineros
Incluyen principalmente el Grupo Proterozoico Fenzishan, el Grupo Neoproterozoico Penglai y el grupo Mesozoico Grupo Qingshan ( Figura 3.30). Entre ellas, las formaciones relacionadas con la mineralización son principalmente la sección de piedra caliza y la sección de marga de la Formación Xiangkuang del Grupo Penglai. La litología es principalmente marga, piedra caliza intercalada con finas capas de pizarra y piedra caliza arcillosa.
(2) Estructura del área minera
Es principalmente una estructura de falla, principalmente en direcciones NEE y Noreste. El primero (F1) está situado en el centro de la zona minera y se desarrolla casi paralelo a las fallas marginales de la cuenca de Zanggezhuang. El plano de falla se inclina hacia el SE, con un ángulo de inclinación de 60° ~ 70°; el fallamiento temprano y el corte posterior básicamente controlaron el rango de intrusión y exposición del pórfido posterior, este último está representado por la Falla Zaolin, que tiene un rumbo de 10; , una inclinación SE y un ángulo de inclinación de 74° Controla el límite oriental del macizo rocoso.
Figura 3.30 Diagrama geológico del área minera de Xiangkuang
(Modificado en base al tercer equipo de exploración de Shandong Metallurgical Geological Exploration Company, 1980)
1—Cuaternario Arcilla arenosa; 2-pórfido de andesita; 3-piedra caliza gruesa intercalada con caliza arcillosa y pizarra; 4-marga y caliza intercaladas; -pizarra calcífera y pizarra intercalada con marga; 8-pórfido de granodiorita; 10-cuerpo de mineral de zinc; 11-falla tensional; 14-falla geológica; límite; límite geológico de discordancia de 16 ángulos; ocurrencia de 17 rocas; 18- ubicación de la línea de exploración
(3) Rocas intrusivas en el área minera
Incluyendo cuerpos de pórfido medio ácido en el Período Yanshan del Mesozoico tardío y rocas subvolcánicas como el pórfido de dacita y el pórfido de andesita desarrollados por la actividad volcánica. Entre ellos, el pórfido de granodiorita de finales del período Yanshan está estrechamente relacionado con la mineralización y es la roca madre de la mineralización de cobre, plomo y zinc (molibdeno) en esta área. La falla (F1) a lo largo del borde sur de la cuenca volcánica intruye la piedra caliza del basamento en dirección este-oeste. Está controlada por las fallas con tendencia este-oeste y noreste y está expuesta esporádicamente en forma de rocas, ramas y. Tiene unos 8000 m de largo de este a oeste y 2000 m de ancho de norte a sur. La mineralización skarnizada de plomo-zinc se desarrolla en contacto con la delgada piedra caliza fangosa de la Formación Xiangkuang, y se forman yacimientos de plomo-zinc de tipo pórfido y yacimientos de cobre (molibdeno) dentro o en el borde de la masa rocosa (Figura 3.31).
3.2.2.2 Geología del depósito mineral
La mineralización del área minera está controlada por la piedra caliza y el pórfido de la Formación Xiangkuang a finales del período Yanshan. Se desarrolla principalmente alrededor de la zona de contacto. entre los dos, y existe una pequeña cantidad en la zona de contacto en las rocas alteradas circundantes. La mineralización en toda el área minera forma un espacio de mineralización tridimensional centrado en el pórfido (veta), que tiene aproximadamente 1700 mm de largo, 600 m de ancho y más de 700 m de profundidad. Hay una zonificación vertical obvia de mineralización en la dirección vertical. De menor a mayor, son mineralización de plomo-zinc, yacimiento de cobre y mineralización de cobre-molibdeno. Las combinaciones de elementos formadores de mineral son PbZn-(Pb)ZnCu-CuMo (Figura 3.31). Entre ellos, los cuatro yacimientos principales son los yacimientos de cobre tipo ⅰ y ⅱ y los yacimientos de plomo y zinc tipos ⅳ y ⅴ.
(1) Características del yacimiento
Los yacimientos se distribuyen de forma intermitente a lo largo de la zona de contacto y su aparición es básicamente consistente con la zona de contacto. En el plano, es un abultamiento en forma de arco hacia el sur, con el extremo occidental cercano a la dirección EW, inclinándose hacia el S, con un ángulo de inclinación de 30 ~ 45° hacia el este cambia gradualmente a la dirección NEE; un ángulo de inclinación de 45° ~ 60°. En el perfil, la tendencia principal es que el yacimiento de plomo y zinc esté en la parte superior, el yacimiento de zinc y cobre en el medio y el yacimiento de cobre (molibdeno) en la parte inferior.
Zona somera de mineral de plomo-zinc: yacimiento de skarn. La mayoría de ellos se producen en el borde de la zona de contacto y una pequeña cantidad se desarrolla en vetas de fisuras de piedra caliza. El yacimiento es de pequeña escala, tiene un largo rumbo y se extiende oblicuamente desde decenas a cientos de metros, su forma es compleja y su aparición cambia mucho; A menudo tiene forma de lente, lenteja, vena, quiste y capa, y la parte inferior es principalmente un solo yacimiento de mineral de zinc. Gradualmente desciende hacia un yacimiento de mineral de cobre y azufre.
Figura 3.31 Vista en sección de la línea de exploración n.° 24 en el área minera de Qixiaxiang
(Citado de Ni Zhenping, 2011)
Cinturón de mineral de cobre y azufre: skarn -Yacimientos de pórfido. Principalmente en medio de la zona de contacto, entre 200 metros y 500 metros bajo tierra.
El yacimiento I (yacimiento principal) tiene aproximadamente 1054 m de largo, se extiende de 200 a 300 m de manera oblicua, tiene una extensión máxima de 700 m y tiene un espesor de 10 a 44 m. La producción está en capas y su ocurrencia es estable. 80% del total de cobre y azufre de la región. Además, hay una pequeña cantidad de cuerpos minerales de cobre-azufre lenticulares y en capas de pequeña escala en el skarn fuera de la zona de contacto y el pórfido de granodiorita alterado dentro de la zona de contacto.
Cinta de mineral de cobre (molibdeno): Es un yacimiento típico de pórfido. Producido en pórfido de granodiorita profundamente alterado, la profundidad del enterramiento supera los 500 m y el espesor es relativamente grande, superando los 100 m en algunos lugares. Se distribuye en vetas y formas de lentes, y contiene principalmente mineralización de cobre y mineralización de molibdeno. La mineralización del mineral es relativamente uniforme, con leyes de cobre que oscilan entre 0,1% y 0,3% y leyes de molibdeno que oscilan entre 0,002% y 0,005%.
(2) Características del mineral
Incluidos el tipo skarn y el tipo pórfido de sericita, según la composición de los minerales metálicos, se pueden dividir aproximadamente en mineral de plomo-zinc, mineral de cobre y cobre; -mina de molibdeno. Las estructuras minerales incluyen estructuras granulares semieuédricas-heteromórficas, estructuras de gotas de emulsión, estructuras de inclusión, estructuras de borde de reacción, estructuras de anillos, estructuras residuales metasomáticas, etc. , estructuras principalmente diseminadas, diseminadas en vetillas, masivas y en forma de tiras. Entre ellos, correspondientes a los diferentes tipos e intensidades de alteración hidrotermal, los diferentes tipos de estructuras de mineral son obviamente diferentes, lo que muestra que el mineral de plomo-zinc, el mineral de cobre y el mineral de cobre (molibdeno) tienen formas masivas, diseminadas y diseminadas en forma de vetas, respectivamente. Características tectónicas.
Componentes minerales: Incluyen principalmente galena, esfalerita, pirita, calcopirita, granate, diópsido, feldespato, calcita, etc. , el contenido de minerales metálicos varía según los diferentes tipos de mineral. El mineral superior de plomo y zinc es principalmente galena y esfalerita; el mineral medio de cobre es principalmente pirita y calcopirita, con una pequeña cantidad de galena y esfalerita; el mineral inferior es molibdeno; La zona de mineralización está dominada por pirita y calcopirita, con una pequeña cantidad de pirrotita y molibdenita. El mineral es rico en selenio, telurio, indio y otros elementos profundos, lo que indica que la mineralización está relacionada con materiales derivados del manto.
(3) Roca de pared y alteración de la roca de pared
El depósito se produce en la zona metamórfica de contacto entre pórfido granodiorítico y caliza. La alteración de las rocas circundantes tiene una zonificación obvia (Fig. 3.32). Los tipos de alteración desde el interior hacia el exterior del macizo rocoso son: silicificación, sericización, alcalinización → skarnización → cloritización, epidoteización, sericificación, mica, carbonatación, etc. Entre ellos, la skarnización, la alcalinización y la silicificación están estrechamente relacionadas con la mineralización de metales.
Figura 3.32 Diagrama esquemático de las zonas de alteración de la roca circundante del depósito de cobre-plomo-zinc de Xiangkuang.
(Según Kong Qingyou et al., 2007; Wang Kuifeng, 2008)
1-Pórfido de granodiorita; 2-Skarn; 3-Caliza de la Formación Xiangkuang; 4-Plomo-zinc; yacimiento de mineral de cobre; -mineralización de molibdeno
(4) Etapas de mineralización y secuencia de generación del mineral.
La mineralización en esta zona se divide principalmente en tres etapas: ⅰ. En la etapa de skarnización-pirita, se forman grandes áreas de skarnización. Durante este período, la mineralización fue débil y se formó principalmente pirita temprana. Los minerales no metálicos fueron granate, diópsido, clorita y otros minerales skarn. En la etapa de mineralización estacional de cobre y molibdeno, los minerales de cobre y molibdeno son principalmente productos químicos. formados en macizos rocosos. Los minerales metálicos incluyen calcopirita, molibdenita, pirrotita, pirita, etc. Los minerales no metálicos incluyen principalmente estacionalidad, sericita, biotita, feldespato potásico, etc. ⅲ En la etapa de mineralización polimetálica estacional de plomo-zinc, los principales minerales metálicos formados incluyen calcopirita, esfalerita, galena, pirita, etc. Los minerales no metálicos incluyen la temporada y la sericita. ⅳ En la etapa de carbonatación se genera una pequeña cantidad de pirita y galena. Los minerales no metálicos son principalmente calcita, clorita, sericita, pirita y barita.
3.2.2.3 Características del fluido formador de mineral
Dado que la mina ha estado fuera de producción durante muchos años, solo se obtuvo una veta de calcita en la última etapa de mineralización de plomo-zinc para pruebas de inclusión. El trabajo de investigación se llevó a cabo en el laboratorio de fluidos geológicos de la Universidad de Jilin. En combinación con el trabajo anterior (Tercer equipo de exploración de Shandong Metallurgical Geological Exploration Company, 1980), se analizaron brevemente las propiedades de los fluidos formadores de minerales en esta área.
Investigaciones sobre inclusiones fluidas (Kong Qingyou et al., 2007; el libro muestra que las inclusiones fluidas en las muestras estudiadas se dividen principalmente en cuatro tipos: inclusiones trifásicas que contienen CO2, inclusiones trifásicas que contienen Inclusiones minerales hijas, inclusiones bifásicas gas-líquido e inclusiones puras en fase líquida.
La temperatura de los fluidos formadores de minerales se divide claramente en tres grupos (Figura 3.33), a saber, el rango de 287 ~ 430 ℃, que representa la temperatura de la etapa de skarnización (húmeda) y la etapa de mineralización estacional de cobre-molibdeno 192 ~; 270 ℃ representa la temperatura de la formación de cobre, plomo y zinc. La temperatura en la etapa media del mineral, 120 ~ 180 ℃, representa la temperatura en la etapa tardía de la carbonatación. Otro valor de temperatura de 587°C puede representar la temperatura de la etapa inicial de skarn.
Figura 3.33 Distribución uniforme de temperatura de inclusiones fluidas en mineral de plomo-zinc de Xiangkuan.
(Basado en este libro, Kong Qingyou et al. (2007))
La salinidad de las inclusiones fluidas primero disminuye y luego aumenta de temprano a tarde y de temperatura alta a temperatura baja. En el período skarn temprano (NaCleq), la salinidad promedio del fluido es del 12,9%. En la etapa intermedia de mineralización estacional de cobre y molibdeno, el promedio es de 8,59%, el promedio en las etapas intermedia y tardía es de 4,48% (Kong Qingyou et al., 2007), y en la etapa de carbonatación estacional, el promedio es 7,35%. Después del cálculo, la densidad del fluido de formación de mineral de última etapa es de 0,94 ~ 0,99 g/cm3, que es un fluido de baja densidad.
Este estudio solo midió 5 conjuntos de datos de inclusión de dos fases gas-líquido a temperaturas bajo cero (Tabla 3.14). Sobre la base de una consideración integral de las características geológicas del área minera y del sistema de inclusión estudiado, se utilizó el diagrama P-T-D del sistema NaCl-H2O propuesto por Roedder (1979) (Figura 3.34). Los valores de presión de los fluidos formadores de mineral en el área minera de Xiangkuang se concentran aproximadamente en dos rangos de 75 ~ 95 MPa y 180 ~ 195 MPa. Combinado con las características de mineralización de esta área, se cree que lo primero es razonable y lo segundo puede ser causado por la alta salinidad del fluido. Combinado con las características metalogénicas de los depósitos de pórfido en el área minera, y utilizando directamente la relación entre la presión metalogénica y la profundidad metalogénica bajo presión litostática, la profundidad metalogénica del depósito se calcula en aproximadamente 2,78 ~ 3,52 km, lo que es más consistente con el pórfido. depósitos de cobre (molibdeno) y la mineralización propiamente dicha de depósitos de plomo-zinc tipo skarn.
Tabla 3.14 Resultados de pruebas de inclusiones de fluidos en vetas de calcita en el área minera de Xiangkuang
Continuación
Figura 3.34 Diagrama P-T-D del sistema NaCl-H2O en el área minera de Xiangkuang
(Basado en el mapa base de Roedder, 1979)
3.2.2.4 Características de los isótopos estables
Características de los isótopos de hidrógeno y oxígeno: el análisis de minerales de plomo y zinc muestra que , los valores de δ18OSMOW de las cuatro muestras de inclusión estacional van de +5.8‰ a +9.0‰, con un valor promedio de 7.48‰ δ dsmow =-55.6 ‰ ~-74.2 ‰, con un valor promedio de -65.1; ‰. Todas las proyecciones en el diagrama δD-δ18O (Figura 3.35) caen dentro del rango de agua magmática, lo que indica que el fluido formador de mineral proviene de fluidos hidrotermales magmáticos.
Características de los isótopos de azufre: este estudio seleccionó tres muestras de esfalerita y dos de galena de minerales de plomo-zinc masivos densos y de tipo skarn (Tabla 3.15). Se puede ver que el rango de cambio de la composición de isótopos de azufre en el área minera de plomo y zinc de Xiangkuang es pequeño, δ34S está entre -1,4 ‰ ~ 1,1 ‰, cerca del rango de azufre de meteoritos, y todos caen en el rango de granito ( Figura 3.36), por lo que se cree que el S también es profundo. La fuente de azufre es consistente con los resultados de las pruebas realizadas por investigadores anteriores (Kong Qingyou et al., y los resultados obtenidos por la investigación de isótopos de plomo. El plomo del mineral y el plomo de la roca son). del mismo origen, principalmente de una sola fuente del manto, y una pequeña cantidad de plomo de la corteza superior puede mezclarse con mineralización posterior.
Figura 3.35 Diagrama esquemático de δD-δ18O en el cobre-plomo-zinc de Xiangkuang depósito
(Basado en Wang Kuifeng, 2008)
Figura 3.36 Composición de isótopos de azufre en el área minera de Xiangkuang Mapa de distribución
(Excepto el número del triángulo invertido. , otros datos se basan en Kong Qingyou et al., 2007)
Tabla 3.15 Resultados del análisis de isótopos de azufre de minerales metálicos en el mineral de cobre, plomo y zinc de Xiangkuang.
3.2.2.5 Origen y edad metalogénica de los depósitos minerales
Del análisis anterior, se puede ver que el depósito de cobre, plomo y zinc de la fase mina se ve afectado principalmente por el contacto entre el pórfido de granodiorita tardío de Yanshan y la fase del grupo Penglai. Caliza del grupo mineral. Control de zona, producida principalmente en las zonas metamórficas de contacto interno y externo y dentro del pórfido. La parte superior es mineralización de plomo-zinc (cobre) tipo skarn y la parte inferior es mineralización de cobre (molibdeno) tipo pórfido. que es un pórfido-skarn típico. Los depósitos minerales y los fluidos formadores de minerales provienen de la misma fuente que el macizo rocoso. El proceso de formación del depósito es aproximadamente el siguiente: el hundimiento se produjo en el área de Jiaodong a finales de la Era Mesozoica. La interacción entre la corteza profunda y el manto aumentó a lo largo de las fallas, formando magma rico. El fluido hidrotermal que contiene minerales formadores de minerales sufre metasomatismo con las rocas circundantes o la parte superior del macizo rocoso en los lugares apropiados, y los minerales precipitan y enriquecen los minerales.
En las zonas calizas se produce la skarnización, formándose una mineralización tipo skarn. El modelo de mineralización del depósito de plomo y zinc de Xiangkuang se muestra en la Figura 3.37. Los resultados de datación K-Ar de biotita y moscovita en el pórfido de granodiorita de la roca madre formadora de mineral son 120,6 Ma y 127,6 Ma respectivamente (Wang Shan, 1984). Dado que la estabilidad cerrada del sistema de isótopos de mica K-Ar es baja y se ve fácilmente afectada por la acción hidrotermal en el período posterior, el autor cree que puede ser 127,6.