山西灵丘某银矿工艺矿物学研究

山西灵丘某银矿 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 矿物学研究 Oct.，2009 年 月GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA2009 10 矿产资源 ?? 山西灵丘太白维山多金属矿床的地质特征及成因 12邴 颖 ，孟瑞发 112BING Ying, DENG Naigong, MENG Ruifa -- 中国地质科学院地质力学研究所 ，北 京 1. 100081; 2. 山西省地质矿产局 217地 质 队 ，山 西 大 同 037008 1. Instituteof Geomechanics, Chinese Academyof Geologica l Sciences, Beijing 100081,China; 2. No.217 Geological Team, Shanxi Bureauof Geology andMinera l Resources Exploration and Development, Datong 037008, Shanxi, China 摘 要 ,论 证了太白维山大型多金属矿的成因类型和形成年代 ,, 。 详细研究了晚侏罗世 套不同性质的火山岩系 ，140~132.2Ma2 特别是晚期流纹质火山 岩系成矿母岩的岩相类型和地质特征 ,矿 体 、火山岩和次火山岩的稀土元素具同源性 ，它们是上地壳花 岗 岩 重 熔 所 致 ，并经历过强烈的分馏作用 ,揭示了太白维山矿区的基本构造特点 ,在 区 域 NE 向断裂构造系统的基础上发 展 起 来的多层次推覆构造 ,形成时期及其伴随的快速隆、升 ,认 为 区 域 NE 向 断 裂 构 造 、多层次推覆构造及其伴生断裂是三级控岩 、 控 矿 构 造 ,隐爆角砾岩也是有利的矿液通道和储集场所 。本区还有更大的成矿远 景 。 关 键 词 ,山 西 ,太 白 维 山 ,银 多 金 属 矿 ,成 矿 母 岩 ,控 矿 构 造 中 图 分 类 号 ,文 献 标 志 码 ,文 章 编 号 ,,,P618.2 A 16712552200910149912 --- Bing Y, Meng R F. Geologyand genesisof Taibai-Weishan polymetallic deposit,Lingqiu County, Shanxi Province,China. Geological Bulletin of China, 2009, 28(10):1499-1510 Abstract: Ore genessi of Taibai-Weishan big polymetallic deposit was presented,an d the ore depositf orming timefrom 140 Ma to 132.2Ma. There are two series of late Jurassivoc lcanics at the area, an d the late stage rhyo litic lavas are m etallogenic parentro cks. Lithofacies and geological charactersof the late stagerhyo litic lavas were described.The REE elements characters show homoof logy orebodies, vo lcanics and subvocanic rocks, a nd they came from refusion of upper crust, a nd suffered stronfg rac tionation. Primary structure featuresand forming timeof the ore district were reveaanled,d m ulti-scale nappe structure overprintedon the NE-trending fracture structure system with rapid regoinal uplifting.The northeast fracture structuarend multiscale nappe structureof the ored is- -- trict are the third level controlingstr ucturesof rock and ore. Explosive breciasc are also the favorable pathwaya nd reservoir spaceof ore fluid. The area areprospect ivefor more ore deposits. Key words: Shanxi Province;Ta ibai-weishan, silviera nd polymetallic deposit;m etallogenic parent rocks; ore control tstrureu c 灵丘太白维山是一 个 以 银 、锰 、铅 、锌 为 主 的 大 ， 多层次推覆构造和深断裂为矿液 提 供 次构造运动 了运移通道 。因此，本区具有良好的区域成矿地质背 型多金属矿区 。主要由小青 沟)流砂沟银 、锰、铅、锌 景。 本文将深入地探讨其地质特征和矿床成因 。 多金属矿床和支家地银矿床组成 ， 其形成与侏罗纪 火 山次 火 山 作 用 有 关 ，属浅成中低温热液型多金 - 火山岩系岩相序列基本特征 1 属矿床 。本区晚侏罗世火 山次火山作用活动强烈 ，) 浅成低温热液提供了充足的矿源物质 , 同时历经 多本区晚侏罗世有 次火山喷发活动 ， 分 别 形 成2 收 稿 日 期 ,2009-08-17,修 订 日 期 ,2009-08-28 作 者 简 介 ,邴 颖 ,1956- ,，女 ，助 理 研 究 员 ，《地 质 力 学 学 报 》编辑部责任编辑 通 讯 作 者 ,邓 乃 恭 ，男 ，研 究 员 。 E -mail: dzlxdzlx@163.com 年GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA 1500 地 质 通 报 2009 ，共 划 分 出 个 岩 石 系 列 、个 岩 相 ，即 火 山 岩 志 了白旗组安山质火山岩系和张家口组流纹质火山岩 2 5 流 系,图 ,。1 滞 积 相 、空 落 堆 积 相 、火 山碎屑流堆积相 、火 山 碎 屑 1.1 火山岩系岩石层序 流 灰 云涌流堆积相和水下火山碎屑涌流相 ,图 2, ,区内火山岩系岩石层序变化复杂 、成因多样 ，现 分属于安山质岩石系列和流纹质岩石系列 。由上到下 ,由新到老 ,描述如下 ,图 2, 。 安山质岩石系列的 种岩相类型1.2.1 2 浅 粉 、灰色流纹质熔结角砾凝灰岩 71.2m 13. ,1,火山岩流滞积相 ,由底部第 2~5层 的 灰 紫 色 12.浅紫、灰色含角砾晶屑岩屑流纹岩)岩屑晶屑流纹岩 49.6m 角 闪 安 山 玢 岩 )含 晶 屑 安 山 玢 岩 )含角砾晶屑安山 11.粉红色岩屑晶屑球粒流纹岩 64.9m 玢岩)角砾晶屑 安 山 岩 组 成 ，累 计 厚 度 177.8m，底 部 10.灰色流纹质弱熔结凝灰岩 48.6m 与雾迷山组条带状 白云质灰岩呈角度不整合接触 。 灰色流纹质含角砾岩屑晶屑凝灰岩角砾岩屑晶屑凝灰岩 9.) 36.1m 第 2~3 层岩石呈斑状结构 、交织结构 ，以斜长石为主 灰粉色流纹质含集块角砾凝灰岩 24.1m 8. 的 斑 晶 自 形 ， 双 晶 明 显 ，Np?,010,,25:28? ，An = ,中长石 ,，颗粒一般 。少量普通角闪 38~450.5:1mm 7.黑灰色流纹质淬碎玻屑层凝灰岩 1.6m 石全部蚀变为绿泥石 。 斑晶总量 达 。 基质25%:30% 6.紫色安山质集块岩)角 砾 集 块 岩)集 块 角 砾 岩 82.5m 由针状斜长石微晶组成 ，Np′?a,5~8?，An,30:5.紫色角砾晶屑安山岩)含角砾晶屑安山岩 39.8m 4.深 灰 、紫色含角砾晶屑安山岩)含晶屑安山玢岩 35，42.1m 3.灰紫色含晶屑角闪安山岩 其间有细小的磁铁矿分布 。 岩石蚀变为碳酸盐化和 25.2m 2.灰紫色角闪安山玢岩 70.7m 硅化。第 4 层斜长石晶屑增多 ，并出现基底的斜长片 1.灰色条带状白云质灰岩 ,雾 迷 山 组 , 麻岩角砾 ，砾径 2:3mm，呈不规则状 ，含量约 5%。 第 5 层为紫色角砾晶屑安山岩 ，角 砾 大 量 出 现 ，不 同 的 1.2 火山岩系岩相类型 是角砾为同源岩石 ，砾 径 达 2:4cm，最 大 5:7cm，向 、岩 石 组 合 、岩 石 组 构 、产 状 等 成 因 根 据 岩 性 标 上角砾增多 ，砾径增大 。上述特征显示此相以火山喷 图 1 太白维山地质构造简图 Fig.1 Geological sketch mapof Taibai -Weishan 1— 新 生 界 ,2— 侏罗纪张家口组 ,3— 侏 罗 纪 白 旗 组 ,4— 侏 罗 纪 后 城 组 ,5— 石 炭 系 ,6— 奥 陶 系 ,7— 寒 武 系 ,8— 长 城 系-青 白 口 系 , 9— 五 台 群 变 质 岩 ,10— 变 石 英 闪 长 岩 ,11— 流 纹 斑 岩 ,12— 花 岗 岩 ,13— 正 断 层 ,14— 逆断层及飞来峰 ,15— 同斜向斜及背斜 邴 颖 等 ,山西灵丘太白维山多金属矿床的地质特征及成因 第 卷 第 期28 10 1501 碎玻屑层凝灰岩 ，最 大 厚 度 。，碎 屑 结 黑 灰 色 1.6m 构 ，颗 粒 支 撑 ，孔 隙 式 胶 结 ，成 分 以 淬 碎 玻 屑 、石 英 、 斜长石为主 ，含极少量云母 。 淬碎玻屑呈似四边 形 、 多 角 形 ，直 径 ，脱玻化呈隐晶质 ，含 量 0.05:0.06mm约 。， 见 聚 片 双 晶 ， 粒 径 斜长石多呈次棱角状 20% ， 含 量 约。 杂基为细小的长英质物 0.08:0.1mm50% 质，约 15%左右。 层内粒度韵律 明 显 ，自 下 而 上 由 粗 变细，构成鲍玛序列 。 此相为火山爆发过程中 ， 炽热的岩浆突然 遇 到 冷水或冰层 ，快速汽凝 、淬碎而成 。 其形成规模虽然 不大，但独具特色 ,韵律层异常发育 ，由 16 个 韵 律 层 构成低角度交错层理 ， 每个韵律层内部粒度韵 律 显 著 。 16 个韵律层代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 着 16 次 水 下 爆 炸 ,Wolfe, 1968, 。 据国外报道 ，此种蒸气爆炸作用仅见于中性 和基性岩浆 ， 太白维山的事例表明酸性岩浆同 样 可 以发生蒸气爆炸作用 ， 其关键不仅在于必须有 外 部 冷 水 参 加 ，而且水深不能 过 大 ，据 估 算 ,参 照 参 考 文 献[1]和 Wilsom 等，1980,，其水深一般小于 300m。 ,2,空落堆积相 ,由第 8~9 层的灰粉色流 纹 质 含 集 块 凝 灰 角 砾 岩)灰色流纹质含角砾岩屑晶屑凝灰 岩 等 组 成 ， 厚 度 60.2m。 成分多为紫色安山质角砾 岩、安山玢岩 ，棱角状 —不规则状 。 重要的是曾 见 有 次火山岩相的花岗斑岩角砾 ， 表明本区火山活 动 略 早于流纹质岩系堆积 。 ,3,火山碎屑流灰云涌流堆积相 ,以 第 10 层 灰 色流纹质弱熔结凝灰岩为主 ，厚 48.6m。 岩石由大量 图 2 太白维山地区晚侏罗世火山喷发堆积序列相图 塑性玻屑 、晶屑组成 。 部分玻屑具棒骨 状 、豆芽状原 Fig. 2 Late Jurassicvolcanic eruptionsequences 形 ，但棱角已变圆滑 ，并 微 被 拉 长 ，显示弱熔结的特 of Taibai-Weishanarea 点。 塑性玻屑均脱玻化呈隐晶质 ，含量近 45%。 晶屑 — 火山岩流滞积相 ,— 空 落 堆 积 相 ,— 火 山 碎 屑 流??? 总量达 35%，晶屑成分主要为石 英 、碱长石和部分斜 堆 积 相 ,— 火山碎屑流灰云涌流堆积相 ,?1 长石。 晶屑粒径大小相差很大 ，以 0.8:1mm 者居多 ， ?— 水下火山碎屑涌流相 其中石英大部分被熔蚀，碱长石格子双晶发育。 刚性 岩屑成分主要为安山岩及花岗斑岩， 直径 0.5:1mm， 、岩浆溢流为主 ，并有向爆发式转化的特点 。 发 ,,空 落 堆 积 相 ,由 第 层的集块角砾岩 、集 块不规则—棱角状，土化、碳酸盐化发育，含量达 15%。26 ,4,火山岩流滞积相 ,由第 11~12层 的 粉 红 色 含 岩 等 组 成 ， 厚 度 。集块与角砾均为同源的第 82.5m 层 的 岩 石 ，以角闪安山玢岩为主 ，大 小 不 一 、无碎 屑 球 粒 流 纹 岩)浅紫灰色含角砾晶屑岩屑流纹岩 2~5 组成，厚度 1145.m。 具斑状 —球粒结构 、球粒—流纹 序堆积 ，砾 径 一 般 为 5:10cm，最 大 30:70cm，主 要 呈 ， 球粒呈近圆形 、 放射 状 ， 长英 质 ， 粒径 构造0.2: 次 棱 角 状 、不 规 则 状 、半 椭 圆 状 等 ，由 小 于 2mm ，含量约 。 碎屑中岩屑为次火山岩相的花的 0.4mm15% 岗 斑 岩 及 流 纹 岩 、 凝 灰 岩 ， 直 径 约 2mm， 含 量 小 细碎屑和凝灰质所胶结 。 此相的纵向特征显示出火 于山爆发作用逐渐加强 ，具近火山口堆积相的特点 。 5%,晶屑成分为石英 、斜 长 石 、碱 长 石 ，熔 蚀 特 征 明 流纹质岩石系列的 种岩相类型1.2.2 5 显，长石土化较强 。 ,1,水下火山碎屑涌流相 ,为第 7 层的 流 纹 质 淬 年GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA 1502 地 质 通 报 2009 ,,火山碎屑流堆积相 ,由 第 层 浅 粉 灰 色 流513 纹质含砾熔结 凝 灰 岩)熔结角砾凝灰岩组成 ， 厚 度 71.2m。 岩石具熔结凝灰结构 ，由大量塑性玻屑及晶 屑组成 ，含少量浆屑 、刚屑和角砾 。 其中塑性玻屑拉 长定向 ， 并环绕晶屑分 布 , 塑性玻屑脱玻化呈隐晶 质，含量达 45%。 晶屑成分依次为 石 英 、碱 长 石 和 斜 长 石 ，其 粒 径 多 为 0.5:0.6mm，含 量 近 40%。 浆 屑 呈 不规则透镜状 ， 分叉并定向分 布 ， 脱玻化后呈显晶 质，含量近 10%。 刚屑与角砾成分 较 为 复 杂 ，有 斜 长 角闪片麻岩 、安山岩 、文象花岗斑岩 、霏细岩等 ，砾径 多为 2:3mm，含量为 5%:10%。 整个岩石普遍蚀 变 ， 以高岭土化和碳酸盐化为特征 。 火山岩的喷发方式1.3 ,1,早 期 的安山质岩石系列 ,第 2~5 层 ,清 楚 地 显示以火山喷发 、岩浆溢流为主 ，后来具有向爆发式 转化的特点 。 ,2,晚期流纹质岩石系列最后 ,第 13 层 ,形 成 大 面积分布的火山碎屑流相 ， 在太白维 山 —山 神 庙 的 广宽地带呈岩席状覆 盖于宽缓平坦的山顶顶面 ，显 图 3 火 山 岩 名 称 、酸 度 、碱度系列组合图解 ,据 邱 家 骧 , 示晚期火山活动以强烈的酸性物质爆发而结束 。 Fig. 3 Name,a cidity and alkalinity seires diagram of volcanic rocks ,3,对于这种大面积分布的火山碎屑流相 ，国 内 δ<3.3 为广义钙碱性岩 ，其 中 δ<1.8 为 钙 性 岩 ，δ=1.8:3.3 外学者常用 “竖直喷发柱持续重力垮塌 ”的成因模为 钙 碱 性 岩 ,δ>3.3 为 广 义 碱 性 岩 ，其 中 δ=3.3:9 为 碱 钙 式 来解 释 。 由于竖直喷发柱的持续重力垮塌作 用 ，性 岩 ，δ >9 为 碱 性 岩 ,?张 家 口 组 ,?白 旗 组 ,?次 火 山 岩 在 横向堆积上其粒级变化应该是很大的 ， 很难解释 A-F-M 图 解 ,图 4,和 RFeO/MgO-SiO根 据 2本 区 火 山碎屑流堆积相的特点 ，而 “侧 向 喷 射 图 解 ,图 5,，本 区 2 个岩石系列均 属钙碱性系列岩 ,Lateral eruption,机制”更能合理地加以说明 ,本 区 石。进一步分析两图 ,?样品点绝大部分落在斜线左 流 纹 质 岩 石系列晚期的 火山碎屑流相为低水含量 侧 ， 说明岩浆源深 度 不 大 ,?SiO偏 高 ，KO、NaO 2 22,HO,5%,的酸性火山岩 浆 ，酸性岩浆粘稠度远大于2 略偏高 ， 反映岩浆源物质是上升过程中在中等 选 择基性岩浆 ，是在近于堵塞的岩浆通道中斜冲上 涌 ， 性熔融条件下形成的 , ? 两大岩系样品投点明显 集 在近地表处 由南向北爆发 、喷射的结果 。 中于 2 处， 指示白旗组安山质岩系和张家口 组 流 纹 火山岩岩石地球化学特征 2 质岩系分别为 2 个岩浆源的产物 。 2.2 火山岩微量元素特征通过详尽的岩石地球化学研究 ， 可以揭示火 山 本 区 各 种 火山岩类的微量元素含量平均值见 岩 的 化 学 成 分 、岩 石 类 型 ，进而探讨其岩浆来源 、火 ,表 2, 。 将两大岩系各种 微量元素与维氏中性岩和 山喷发形式及其成岩 、成矿过程 。 酸性岩标准克拉克值相比 ，还小有出入 。例如本区白 2.1 火山岩两大岩石系列 旗组安山岩系的微量元素 Cr 为 48~85，高 于 维 氏 中 在野外观察和室内镜下鉴定的基础上 ， 进行 岩 性 岩 克 拉 克 值 ，Pb 略 低 ， 而 Cu、V、Zr、Sr、Ni、Mn、 石 化 学 分 析 ,表 1,，根 据 岩 石 “组 合 指 数 ,δ,” 作 、、等均低于维氏中性岩克 拉 克 值 ，表 明 本 区 GaTiB “火 安山岩系略偏基性 。山 岩 名 称 、碱 度 、酸度系列组合图解 ”,图 3,，可 将 将本区两大岩系微量元素进行比较还可以得到 本 区火山岩分为两大岩石系列 , 即白旗组安山质岩 如 下 新 认 识 , 安 山 岩 系 含量明显高于流纹岩 ?V 石 系列和张家口组流纹质岩石系列 ， 且中间不存在过 ,山西灵丘太白维山多金属矿床的地质特征及成因 邴 颖 等 第 28 卷 第 10 期 n a h s i e W- i a b i a T ni 数 sk 指 c o 关 r有 c i n及 a c l 征 o 特 vf o 学 s 化 r e t石 c 岩 a r 岩 a h 山 c 火 l a c i山 m 维 e h 白 c 太 r o t e p1 d表 na x e d n I 1 % e l 量 b含 a T 物化 氧 , 6 8 9 1 , 队 调 区 局 矿 地 省 西 山 自 引 转 , , 注 年地 质 通 报 GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA 2009 表 2 太白维山火山岩微量元素的特征 Table 2 The characteristics of trace elementsof volcanicrocks in Taibai-Weishan -6注 ,元 素 含 量 10 图 4 A-F-M 关 系 图 解 ,据山西省地矿局区调队 , A—Fig. 4 A-F-M diagramof volcanic rocks NaO+KO,F—FeO×0.9+FeO;M—MgO;2223 TH— 拉 斑 系 列 ,CA— 钙 碱 系 列 白 旗 组 ,张 家 口 组 ,次 火 山 岩 ???图 5 钙 碱 系 列 ,CA,和 拉 斑 系 列 ,TH,的 RFeO/MgO-SiO图 解2 系, 而安 山 岩 系 Cr、Pb、Y、Be 含量又显著高于流纹 Fig. 5 RFeO/MgO-SiOdiagram 2 岩系,说明两大岩系不具备连续演化的特点 ,流纹?of the CA series andTH series 岩系微量元素含量超常复杂 ,安山岩系则相对简单 , 白 旗 组 ,张 家 口 组 ,次 火 山 岩???暗示两大岩系不是同一岩浆源的产物 , ? 流纹质岩 RFeO=FeO×0.9+SiO232 邴 颖 等 ,山西灵丘太白维山多金属矿床的地质特征及成因 第 卷 第 期28 10 1505 [1]，这进一步证实了本区 火山岩稀土元素经历了 系 中 等成矿元素大量富集 ，10.8 指示成矿硫化物矿 Pb 产的物质来源 。强烈的分馏作用 ， 其中以轻稀土元素的分馏作 用 尤 火山岩稀土元素特征为 明 显 。 ? 有 时 可 发 现 Cd、Tb、Yb、Dy 等 元 素 富 集 2.3 ,,现将本区各类火山岩的稀土元素含量及其 ,正异常 ,和 Tm、Er 元 素 亏 损 ,负 异 常 ,，反 映 了 火 山1 标 准化数值列于表 3。 表 3 表 明 ,上 部 的 流 纹 岩 系 岩稀土元素经历了复杂的演化过程 。 ? 流纹岩系中 -6-6 Sm/Nd 的比值普遍很低 ，在 0.144:0.216 之 间 ，比 上 列 岩 石 稀土元素总量多大在 148×10:179×10之 间 ，与Taylor ,1985, 所给出的上地壳 稀 土 元 素 总 量 地 壳 的 比 值 0.53 和 下 地 壳 的 比 值 0.77, Taylor， -6 1985,还要低很多 ，这很可能与上述复杂的演化过程 165×10相近，它应是上地壳的产物 。 有关，其具体原因还有待进一步深入研究 。 ,2,在稀土元素曲线 模 式 图 ,图 6,上 ,?流 纹 岩 系列的火山岩 、火山碎屑岩属轻稀土元素富集型 ,其 ,3,对支家地银矿区流纹岩系的稀土元素分析 结果进一步进行计算 、分析，将其稀土元素比值投于 模式曲线向右倾斜 ，左侧轻稀土元素段斜率较大 ，右 变异图中，其结果分布于壳源区,图 侧重稀土元素段斜率较小 。?曲线可分为 2 种类型 , (LaYb))δEu /N ,。 一 为 “左 高 右 低 ”、曲 线 相 对 平 滑 、负 Eu 异 常 微 弱 8 [2],4,肖秀梅认为,支家地银矿矿区的火山岩 、次 的 [?]型 ,图 6 中 的[?]型 ,,另 一 为 “左 高 右 低 ”曲 火 山 岩和矿体的稀土元素特征极为相似 ,图 6,，确 线 有 起伏、负 Eu 异常明显呈 V 形的[?]型,图 7 中 切地反映了它们的同源性 。的[?] 型, 。前者 Eu 微弱亏损 ,δEu 值小，仅 0.37: 0.42,，后 者 Eu 中 度 亏 损 ,δEu 值 相 对 较 大 ，为 ,5,本区安山质岩系也属轻稀土元素富集 型 ，其 稀土元素丰度一般比流纹质岩系高出 2.4:2.8 倍 ，实 0.94:1.18,，反 映 了 该 岩 系 的 Eu 元素经历过分馏作 6 -际 高 100×10以 上 ，稀土元素总量也比上地壳为高 用 。 ? 流 纹 质 岩 石 的 稀 土 元 素 比 值 大 ，ΣCe/ΣY ,图 , 。 在 ,,变 异 图 中 ，它 们 位 于 壳 比 值 高 达 5.5 : 7La/Yb)δEu N表 3 太白维山火山岩系稀土元素及标准化数值 幔 Table 3 REE and Chondrite-normalized REE of volcanicrocks of Taibai-Weishan -6注 ,据山西省地矿局区调队资料修编 ,元 素 含 量 10 年GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA 1506 地 质 通 报 2009 图 7 稀土元素曲线模式图 Fig. 7 Diagramof REE distributionpatterns 1— 流纹质熔结凝灰岩[?型],2— 花 岗 斑 岩[?型], 3— 安 山 岩 ,4 — 英 安 岩 ,5— 高 钾 安 山 岩 ,Gill，1981, , 6— 上 地 壳 ,Taylor，1985, 图 6 支家地银矿区稀土元素曲线模式图 ,据 参 考 文 献[2]修 编 , Fig. 6 REE distributionpattern s of Zhijiadi silver deposit 型区域 ，反映或源于壳幔混合区 ，或系壳源岩浆被幔 源岩浆所混杂的结果 ,图 ,。8 矿区构造特征 3 图 8 壳型和壳幔型花岗岩的 ,La/Yb,δEu 变 异 图 -N太 白 维 山 银 、锰 、铅 、锌 多 金 属 矿 区 ，空 间 上 分 布 Fig. 8 Diagramof ,La/Yb,δEu of crustal granite -N 于以太古宙花岗岩 绿岩带为基底的 推 覆 体 之 中) and crustal-mantle granite ,图 1、图 9,。型壳 型 , 型壳 幔 型 ,— 火 山 碎 屑 岩 ,— 石 英 斑 岩 , [?][?] 12 3— 熔 结 凝 灰 岩 ,4— 花 岗 斑 岩 ,5— 英 安 岩 ,6— 安 山 岩 太白维山推覆构造 3.1 灵丘太白维山是 一个被火山岩覆盖的推覆构 [3]造。 整个推覆构造由原地系统 、推覆体和盖层系统 在 构 造 形 态 上 ， 推覆构造多形成叠瓦式构造组 3 部分组成了三元结构 。 推 覆 构造的推覆体为五台 合，如在推覆构造前缘龙池峪一带 ，主要为 条 倾 角2 群变质岩系、长城系高于庄组、蓟县系雾迷山组、青白 50:60?的 逆 断 层 ，说明前缘显著 变 陡 ，形 成 “断 口系长龙山组—井儿峪组和寒武系， 在西部和中部， 坡 ”， 它们以 10:20?的低角度逆掩到石炭纪煤系地层之上， 整个主推覆面形成典型的 “铲形”。 叠瓦式推覆构形成“断坪”,在东部近水平地推覆到上侏罗统后城造 还派生一系列褶皱 。如在干河沟一带 ，奥陶系形成组 之上。 下伏地层系统由奥陶纪灰岩、石炭纪煤系和一 个同斜向斜和一个同斜背斜 ,而在水泉附近 ，寒武上 系 也出现一个背斜和一个向斜 。 侏罗统后城组砾岩组成,图 9,，奥陶纪灰岩及石炭系 在主推覆面和次推覆面上发育有挤压破碎带和 组成了 NE 向卵圆形的向斜盆地。 推覆体之上为上侏 大小不等的构造透镜体 ，时见断层泥和糜棱岩 ，具多 罗统中酸性火山碎屑岩所覆盖 ，构成盖层系统 。 向擦痕 ，常见方解石晶片和褐铁矿薄膜 ，高岭土化显 邴 颖 等 ,山西灵丘太白维山多金属矿床的地质特征及成因 第 卷 第 期28 10 1507 图 9 太白维山推覆构造地质剖面图 Fig. 9 Structural sectionof nappe structureof Taibai-Weishan Kz— 新 生 界 ,Jb— 侏罗系上统白旗组 ,Jh— 侏罗系上统后城组 ,C— 石 炭 系 ,O— 奥 陶 系 , 33 21-— 寒 武 系 ,— 长 城 系 — 青 白 口 系 ,— 五 台 群 变 质 岩 ,— 变质英云闪长岩 ?ChQnWsδο- 1 向构造系统的一部分 。大范围的区域性 著。 这些特征表明 ，它们曾在韧性和脆性条件下 ，不 从 地 质 NE 只一次地活动过 。构造的角度来说 ，它是推覆构造形成的基础 ,从成岩 成矿 系 统 而 言 ，它们很可能既是 “导 岩 ”构 造(晚 侏 向山前断裂带 “”3.2 NE 罗 世火山岩向上喷发的道道 )、又 是 “导 矿 ”构 造 在叠瓦式推覆构造根部的鹅鸭泉 —高渠沟 —东 ( 太 白 维山多金属矿含矿热液上升的通道)，在 成 岩 舵 水 一 线 ，冲 沟 中 可 见 五台群强烈破碎形成的破碎 成 矿 过 程中具有特别重要的意义 。 “ 山前断裂带 ”带 ，走 向 NE 向 ，断 面 倾 向 NW，倾 角 75?，为 高 角 度 最主要的 活动时期与推覆构造是同步的 。 逆 冲 性 质 。 在 鹅 鸭 泉 以 西 ，五台群变质岩逆冲到长 城 系 高 于 庄 组 、蓟县系雾迷山组 、青 白 口 系 长 龙 矿区地质特征 4 山组—井儿峪组白云岩之上 ， 使白云岩形成同斜倒转 向斜。， 太 白 维 山 多 金属矿区是以银为主的多金属矿 构造形成时期的厘定已发现的大型矿床有 处 ， 即 小 青 沟 流 砂 沟 银 、3.3 2 - [4] 锰、铅、锌多金属矿床和支家地银矿床。太白维山推覆构造所影响的最新地层为上侏罗 ，又被上侏罗统火山岩所覆盖 。 所 以，推覆 矿床和矿体特征统后城组 4.1 构造形成时期限于后城组沉积之后 、火山喷发之前 。 ,1,小 青 沟 )流砂沟矿床位于太白维山主峰西 已 知本区后城组沉积时代为 140Ma，而 上 侏 罗 统 张 侧 ，由 2 个 矿 带 组 成 。 2 个 矿 带 产 状 相 近 ，都 明 显 受 家 口组火山岩的钾氩质全岩等时线年龄值为 到 SN 向和 NW 向 2 组配套断裂的控制 。 矿体呈 脉 状、透镜状 。 在走向和倾向上呈舒缓波 状 ，并反复多132.3Ma， 因此推覆构造应 发 生 在 132.3~140Ma之 间，为晚侏罗世的产物 。 次 出 现 “分 支 复 合 ”现 象 ( 有 时 分 为 7 支 )，是 它 的 鉴于沿推覆面 既出现韧性构造岩系列的糜棱 一 个显著的特点 。 岩，又存在脆性构造岩系列的断层泥 ，因此推断在晚 第 一 矿 带 走 向 NW20?~NE45?，倾 向 E—SE，倾 侏罗世推覆构造 “短 暂 ”的 活 动 过 程 中 ，经 历 过 一 角 38~75? , 矿 带 长 640m， 宽 2~34m, 最 大 控 制 延 深 个 175m。 容矿围岩为中上元古界含燧石条带白云质灰 快速的强烈隆升的作用过程 ， 即 起 初 约 在 10km 以 岩、白云岩及燕山期石英斑岩 。已发现了 3 个银、锰、 上的韧性变形层次上形成推覆构造(伴生了糜棱岩 )， 铅 、锌 多 金 属 矿 体 ，以 2 号 矿 体(?)为 例 ，矿 体 厚 度 2 随即强烈隆升到地表 ，继续活动的推覆构造出现脆 之 间 ，多 在 其中银矿体平均厚度为 1.0 ~20.74m 性 构 造 岩(断 层 泥)，其后又被火山岩盖层所覆盖 ,本 ，最 高 品 位 ，平 均 品 位 ,锰 矿6.24m1332g/t216.98g/t 区东部还有燕山晚期花岗岩的侵入 。 体 平 均 厚 度 10.89m，品 位 在 23.02%~36.41%之 间 ，平 推覆构造根带出现的 NE 向 “山 前 断 裂 带 ”属 年GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA 1508 地 质 通 报 2009 均品位 。造，呈土状或块状的胶状构造 ，这无疑反映了矿床形 35.5% 成温度低和表生作用强烈 。第二个矿带走向 NW10?~NE40?，倾 向 E—SE， 倾角 45~69?，与第一矿带相平行 。 矿带 长 2500m，宽 3.8~40m。 容矿围岩为元古宙硅质碳酸盐岩及太古 宙五台群片麻岩 。已圈出 7 个银、锰、铅、锌多金属矿 体，其中 4 号 矿 体(?)为区内规模最大的矿体 ，银 矿 4 储量占整个矿床的 36.61%。 它严 格 受 近 SN 向 断 裂 的 控 制 ，矿 体 走 向 NW10?~NE10?，倾 向 E，倾 角 45~ 71?,矿 体 长 650m，最 大 控 制 延 深 317m。 其 中 ，银 矿 体 厚 度 0.5~15.94m，平 均 厚 度 4.63m，银 品 位 80.00~ 2213.33g/t， 平均品位 178.31g/t, 锰矿体 厚 度 0.50~ 12.83m，平 均 厚 度 4.44m，锰 品 位 15.00%~38.91%，平 均 品 位 24.04%,铅 锌 矿 体 厚 度 0.50~12.19m，平 均 厚 度 5.10m， 其 中 铅 品 位 0.50% ~8.05%， 平 均 品 位 1.75%，锌品位 0.70%~16.79%，平均品位 4.34%。 ,2,支家地矿床是一个以银为主 、伴生铅锌 的 大 图 10 太白维山支家地银矿区隐爆角砾岩筒平面图 型 银 矿 床 ，共 发 现 10 个 银 矿 体 ，它们产于石英斑岩 Fig.10 Plan mapof Explosive breccias 体边部的隐爆角砾岩中 ，矿体与围岩呈渐变关系 ，并 of Zhijiadi silver ore districtin Taibai-Weishan λπ— 石 英 斑 岩 ,B— 火 山 集 块 岩 ,Chc— 含遂石条带白云岩 , 严格受隐爆角砾岩和断裂构造的控制(图 10 和图11)。 1— 复 成 分 角 砾 岩 ,2— 石英斑岩质角砾岩 ,3— 碎 裂 石 英 斑 岩 , ?号 矿 体 呈 NWW 走 向 ，倾 向 SW，倾 角 65~70?，矿 4— 崩 塌-震 碎 角 砾 岩 ,5— 银 矿 体 ,6— 断 层 ,7— 勘 探 线 体 长 400m，呈 脉 状 、透镜状产于石英斑岩质角砾岩 和复成分角砾岩中 。?号矿体平均厚度 15m，头部及 尾部分枝 ，控制倾斜延深 300m，为富银矿床 。特别值 得注意的是 ，其主矿体呈平行斜列的雁行式展布 ,图 11,，实际勘探工作中据此可以对深部矿体 做 出 相 当 准确的预测 。 隐爆角砾岩体长轴 NWW 向 ， 长 约 600m， 宽 150~200m。 围岩为石英斑岩、火山集块岩、火山角砾 岩和燧石条带状白云岩。 隐爆角砾岩按成因可分为爆 破角砾岩、震碎角砾岩、崩塌)震碎角砾岩和贯入角砾 岩 4 类,按成分又可分为碎裂石英斑岩 、石英斑 岩 质 角砾岩和复成分角砾岩 3 种， 并有一定的分带现象。 据野外观察，张家口组火山隐爆作用存在多期性。 矿石特征4.2 小 青 沟流砂沟矿床和支家地矿床矿石特征不 - 尽 相 同 ， 但 大 同 小 异 。 现 以 小 青 沟流 砂 沟 矿 床 为 - 例，概述如下 。 ,,矿石矿物成分1 图 11 太白维山支家地银矿区第六勘探线剖面图 矿 石矿物成分复杂 ，共 有 44 种 ，其 中 金 属 矿 物 Fig.11 The sixth prospectingline profile map of 27 种，非金属矿物 17 种(表 4)。 Zhijiadi silver ore districtin Taibai-Weishan ,2,矿石结构 、构造λπs— 碎 裂 石 英 斑 岩 ,Bs— 石英斑岩质角砾岩 ,λπ— 石 英 斑 岩 , 各类矿石构造以角砾状为主 ， 其次是蜂窝状构 1— 银 矿 体 ，2— 地 质 界 线 ,3— 推 测 地 质 界 线 ,4— 断 层 ,5— 钻 孔 邴 颖 等 ,山西灵丘太白维山多金属矿床的地质特征及成因 第 卷 第 期28 10 1509 表 4 矿石矿物成分及相对含量 Table 4 Compositions and relative contents of ore minerals 矿石结构常见自形晶半自形晶结构 、 他形晶 结 、外 接 触 带 内 ，以 硅 化 、碳 酸 盐 化 为 主 ，黄 铁 矿 内 化 、 构 和 各 种 脱 胶 、羽 状 、放 射 状 、冰 花 状 、球 颗 状 、同 重晶石化 、萤石化 、绿泥石化 、绿帘石化等次之 ，矿化 心 圆状等多种结构(表 5)。 与蚀变均具有一定的分带性 。 它们是近矿的围岩蚀 ,3,矿石类型 变，属中低温热液矿化蚀变 。 依据矿物组合和矿石结构 、构造，可将矿石分为 4.4 成矿阶段划分 石英斑岩自然银矿石 、银 锰 矿 石 、银 锰 铅 锌 矿 石 、银 根 据 矿 石 矿 物 组 合 、 生成温度和矿物生成顺序 矿石、锰矿石和铅锌矿石 6 个矿石工业类型 。(表 6)，可 将 本 区 划 分 为 4 个 成 矿 阶 段 ,?黄 铁 矿 阶 ,4,主要成矿矿物赋存状态段(250~335?),?银多金属硫化物阶段(180~25?0), 矿 石 中 的银主要以银的独立矿物产出 (以 自 然 ?银多金属硫化物 碳 酸 盐 阶 段 (130~24?0),?表 - 生氧化阶段 。 其 中?、?阶段为主要成矿阶段 。 银 为 主 ，少 量 其 他 矿 化 物 )，少量呈类质同像或分散 状态存在 。 自然银粒度变化大 ，在 2~200μm 之间，以 5 多级控岩控矿构造系统 为 ，主 要 为 自然银散布状态比较复杂 10~37μm 主 。 ,,区域性 向断裂系统裂隙银 、包裹银和粒隙银 。 1NE 出现在太白维山推 覆 构 造 根 部 的 NE 向 “山 矿石中的锰主要为锰矿物 ， 主要锰矿物有软锰 前 断 裂 带 ”，连同本区区域性 NE 向 断 裂 系 统 ，是 矿、硬锰矿 、锌锰矿 、黑锌锰矿等 ，以及非晶质的氧化 太 白 维山地区的一级导岩 、导矿构造 ，既是晚侏罗世 锰(表 4)。 火山 4.3 围岩蚀变 ， 多发育于构造破碎带和岩体的 岩的导岩构造 ，又是多金属热液的导矿构造 。一级控 矿 区 蚀 变 显 著 岩、控矿构造系统控制大区域成矿带的展布 。 表 5 矿 石 结 构 构 造 Table 5 Ore structure and texture 年GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA 1510 地 质 通 报 2009 产物，且不同源 。火山岩岩相复杂 ，共分为 种岩相 ，5 表 6 支家地银矿矿物生成顺序 并各具不同成因 。 Table 6 Sequenceof mineral generation ,3,太白维山地区是一个火山断陷盆地 ，有 众 多 of Zhijiadi silver deposit 的火山机构 。早期的安山质岩石系列以火山喷发 、岩 浆溢流为主 ，最后向爆发式转化 ,晚期的流纹质岩石 系统形成大面积分布的火山碎屑流相 ，是“侧面喷射 机制” 而不是公认的 “竖直喷发柱持续重力垮塌 模 式 ”所形成的 。其中晚期流纹质岩石系列底部出 现少 见的水下火山碎屑涌流相 ， 是炽热的岩浆泉突 然 遇 到冷水快速汽凝 、淬碎而成的 ，独具特色 。 ,4,太 白 维山地区是一个背靠 NE 向 区 域 深 断 裂系统的 、三元结构的多层次推覆构造 ，主推覆面呈 铲形 。 它形成于晚侏罗世后城组沉 积(140Ma)之 后 、 火山喷发(张家口组 132.2Ma之)前。 当时它活动异常 强烈，并伴随着快速隆升 ，致使韧性的糜棱岩和脆性 的断层泥同时出现 。 ,5, 太 白 维 山多金属矿受到 “ 多级构造控矿 作 用 ”十 分 明 显 。 NE 向断裂构造是其一级导岩 、 导 矿 构造，控制大区域成矿带的分布 ,多层次推覆构 造断 裂成分又为热液提 供了有利的通道和储集场 ,,太白维山推覆构造系统2 所 ，为 其二级导矿和储矿构造 ，决定着矿区的分布 ,太 白 维 山多层次推覆构造的形成 ， 使 本 区 岩 石 伴生的 SN、NW、NWW 向 断 裂 构 造 为三级储矿构中产生的复杂的断裂系统成为含矿热液运移的有利 造 ，控 制 着矿体的分布 。此外，隐爆角砾岩也是十分通道或停集场所 ，是太白维山地区的二级控矿构造 。 有利的矿 液通道和储集场所 。 二级控矿构造决定成矿区的分布 ， 正如太白维山多 ,6,矿 体 、火 山 岩 、次火山岩的稀土元素具有同 金属成矿区受太白维山推覆构造所围限的那样 。 源性，是上地壳花岗质岩石重熔所致 。其中流纹质岩 ,3,SN、NW、NWW 向断裂构造系统 是 区 域 性 NE 向 构 造 的 伴 生 断 裂 系 统 ， 分 别 属 系经历过强烈的分馏作用 。 于扭张性和张扭性断裂 ， 带张性的断裂成为多金属 ,7,流 纹 质 岩 石 Pb 等成矿元素大量富集 ，是 本 矿良好的储集空间 ， 是太白维山多金属矿的三级控 区成矿硫化物矿产的物质来源 。 矿构造 。 三级控矿构造控制矿体的具体分 布 。,8,本区还有不少地点具有相似的良好的成矿 显 然 ， 隐爆角砾岩也成为金矿热液的通道和 储 条件，具有发现大 、中型多金属矿床的良好前景 。 集的有利场所 。 致 谢 , 感谢山西省地矿 局 217 地 质 队 提 供 资 料 和帮助 。 主要认识与结论 6 参考文献 ,,山 西灵丘太白维山大型多金属矿属浅成中 1 [1]McbirneyA R. Factors governing the natureof submarine volcanism 低 温 热 液 型 ，形 成 于 晚 侏 罗 世 ，晚 侏 罗 世 火 山次 火 -[J]. Bull. Volcanol., 1963, 26455: -469. 山作用提供了充足的矿源物质 ， 区域断裂系统和推 [2]肖 秀 梅 .支家地银矿地质特征及找矿标志 [J].地 质 与 勘 探 ，1992，29 (10),13-17. 覆构造 、隐爆角砾岩为矿液提供了良好的通道 。本区 [3]刘 德 佑, 胡 学 智. 山 西 灵 丘太白维山推覆构造[J].山 西 地 质 ，1987，2 有良好的成矿地质背景 。(2),129133. -,2,2 次大规模的火山喷发形成 2 套 不 同 性 质 的 [4]李 兆 龙, 张 连 营, 樊 秉 鸿,等.山西支家地银矿地质特征及矿床成因 火山岩系 ， 即早期的安山质岩系和晚期的流纹质岩 [J]. 矿 床 地 质 ，1992，1(4):315324. - 系，它们均属钙碱性系列岩石 。二者不是连续喷发的