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河南老李湾岩体地质特征及成矿模式

更新时间:2009-03-28

河南老李湾银多金属矿床位于河南省洛宁县,是近年来崤山地区勘探的一大型银多金属矿床,探明金属量银近2000t、铅10万吨、锌6万吨。老李湾岩体位于华熊台隆崤山隆断区东部,属小秦岭—崤山—熊耳山—外方山金银钼钨多金属成矿带的边缘部分。大量资料显示[1-10],小秦岭—崤山—熊耳山—外方山多金属成矿带的成矿作用同燕山期岩浆活动密切相关,大多数矿床位于岩体附近或深部,由隐伏岩体指示的老李湾岩体及目前正在开展勘查的中河花岗斑岩体更是直接的赋矿地质体。本文通过对老李湾岩体地质特征及成矿作用的探讨,试图阐明岩体同矿床成因上的联系。

1 区域地质背景

研究区位于华熊台隆崤山隆断区东部,出露地层为结晶基底新太古代绿片岩相和低角闪岩相变质岩[11](包括角闪岩、斜长角闪片岩、钠长绿泥片岩、变余斑状角闪钠长片岩、黑云钠长片岩、变余斑状石英钠长斑岩、变流纹质晶屑凝灰岩和火山角砾岩、浅粒岩、变粒岩等)、盖层中元古代火山岩(包括安山岩、流纹岩、流纹斑岩等)、新近系及第四系(图1)。崤山东部断裂构造主要有崤山断隆边界断裂(如灵宝三门峡断陷、卢氏洛宁断陷)、拆离构造系以及近EW向、NE向、NNW向韧脆性断裂组成的构基本构造格架。岩浆活动也比较强烈,新太古宙时期发育有钠质TTG花岗岩和钾质花岗岩,还发育有铁质超基性火山岩和侵入岩;加里东—印支期广泛分布有辉长辉绿(玢)岩、辉绿(玢)岩及少量正长斑岩等;燕山期主要为花岗岩小岩体、岩脉,们与成矿密切相关。崤山东部已发现燕山期花岗(斑)岩小岩体主要有白石崖二长花岗斑岩、中河堤花岗(斑)岩体和老李湾斑状二长花岗岩体。

  

图1 崤山东部地质构造简图Fig.1 The sketch map of geology and structure of the eastern Yaoshan area1—第四系 2—新近系 3—汝阳群云梦山组-洛峪口组 4—熊耳群马家河组 5—熊耳群鸡蛋坪组 6—熊耳群许山组 7—新太古代绿片岩相和低角闪岩相变质岩 8—安山岩类 9—流纹岩 10—流纹斑岩(次火山相) 11—片岩、浅粒岩、角闪岩等 12—花岗岩类 13—断层及编号 14—矿床

2 矿床地质特征

2.1 矿区地质

矿区出露地层主要为中元古界熊耳群许山组火山岩、第三系砾岩及第四系粘土、坡积物等,许山组岩性主要为杏仁状安山岩、杏仁斑状安山岩、流纹岩。值得一提的是,矿区西部及南部渡洋河边零星出露角砾岩,位于第四系黄土、亚粘土以下许山组以上,岩性安山岩、流纹岩、花岗岩均有,围绕花岗斑岩小岩枝或独立分布,推测该套角砾岩是燕山期的爆破角砾岩,是岩浆剧烈活动的产物。构造主要表现为断裂构造,按其展布方向分为NW、NE和近SN向三组:NW向断层主要为F1,位于矿区中部,贯穿全区,产状40°~50°∠50°~70°,构造破碎蚀变带宽度400~500m,是区内主要的成矿构造蚀变带;NE向断裂主要为F3、F4,产状 100°~130°∠60°~70°,断裂带宽 3~10m,该方向断裂早于NW向断裂;近SN向断裂主要为F2,产状80°~100°∠60°~70°,断裂带宽0.5~1.0m,为一组张扭性的裂隙,是F1上盘的羽状裂隙[12-13]

2.2 矿体特征

主矿体F1-1纵贯全区,总体呈厚大囊状,分支复合现象明显(图2)。总体产状60°∠60°。矿体在平面上看有右行斜列的现象,呈现出北西部厚大,向南东部分叉、分支的特点。矿体顶底板围岩均为斑状二长花岗岩,局部为花岗斑岩、安山岩。矿体夹石均具较强的矿化,夹石岩石类型与矿石成分相一致。矿体主要位于F1构造蚀变带的底部,厚大矿体部位达到蚀变带中上部,边部分支为厚大部位的自然延伸;矿石主要为浸染状矿石,其内有较多细脉-微细脉状矿石杂乱分布,为成矿早期与中期热液活动的产物,晚期成矿的脉状矿体仅在局部穿切早中期矿体。矿体厚度最大厚度为140.10m,最小厚度为0.60m,平均厚度为10.49 m,在走向上,中部厚大,两侧变薄;倾向上表现为上部厚大下部变薄;无论走向和倾向上,厚大部位均变薄较快。矿体银平均品位为163.42×10-6,铅平均品位为0.84×10-2,锌平均品位为0.51×10-2;在矿体厚大部位以银矿石为主,而变薄部位铅锌矿石较多。银、铅、锌品位变化有很大的相似性,总体为厚大部位品位高,变薄部位品位低。走向上呈现出中部高,两侧低,倾向上表现为上部高,下部低的特征。其矿体的规模均较小,剖面特征呈细脉状、透镜状。

(2)按城市地下管线测量技术要求,管线探测精度如下:隐蔽管线点的探测精度,高程中误差(指测点相对邻近高程控制点)不大于±2 cm。水平位置限差不大于±(5+0.05h),当测区较大又缺少四等以上水准点时,埋深限差不大于±(5+0.07h)(h为地下管线的中心埋深,以cm为单位。按i级精度要求)。

  

图2 矿体特征示意图Fig.2 Schematic chart of orebody characteristics1—斑状二长花岗岩 2—断裂带位置3—工程控制的矿体位置 4—钻孔及编号

2.3 矿石特征

矿石结构有碎裂结构、自形-半自形-他形粒状结构、交代结构、交代残余结构、固溶体分离结构、假象结构等。以碎裂结构、自形-半自形-他形粒状结构为主。矿石构造有块状构造、稀疏浸染状构造、稠密浸染状构造、脉状构造。

按赋矿岩石,矿化类型分为斑状二长花岗岩型、花岗斑岩型、安山岩型,以斑状二长花岗岩型为主;按结构构造分为浸染状矿化、细脉-微细脉状矿化、粗脉和大脉状矿化等,以稀疏浸染状矿石为主,脉状矿石穿插于浸染状矿石中,工业类型为多金属硫化物型-银铅锌矿石[14]

在P2O5 - SiO2图解中(图4C),老李湾岩体投点位于I型花岗岩的演化附近,说明老李湾岩体接近I型花岗岩,反映出老李湾岩体为地壳浅部火成岩石重新熔融形成的。据同位素研究发现[11],崤山地区成矿花岗岩的硫同位素组成具有以深源硫为主、壳幔混合源硫同位素组成特征。这同老李湾岩体I型花岗岩的定性存在一致性。

矿石中已发现矿物约31种,其中金属矿物18种,主要金属矿物为银矿物、方铅矿、闪锌矿,次要为黄铁矿、黄铜矿、黝铜矿、铜蓝、菱铁矿、铅矾、白铅矿、赤铁矿、褐铁矿等,脉石矿物以斜长石、钾长石、石英、高岭土、绢云母为主,次为黑云母、白云石、白云母、磷灰石、榍石。银矿物主要为自然银、硫铜银矿,其次为银金矿、辉银矿、螺状硫银矿、深红银矿、淡红银矿等。

根据《河南省崤山地区1∶5万区域矿产调查报告》,老李湾岩体SiO2的变化范围介于65.81%~68.52%之间,平均值为67.02%;Al2O3介于14.52%~14.8%之间,平均为14.67%;K2O变化范围为5.96%~6.88%,平均为6.39%。Na2O变化范围为0.556%~0.609%,平均为0.58%;Na2O+K2O平均可达6.97%,Na2O/K2O小于l,变化幅度较小,氧化程度低。

自译已有两千多年的历史,殖民地区的双语教育,大规模的移民以及全球化的发展成为其产生的客观条件。与译他活动相比,自译因为译者在翻译研究中的特殊地位和对传统译论中“忠实”原则的挑战而成为研究的焦点。

 

1 自然银硫铜银矿电子探针分析结果Table 1 Electronic probe analysis results of natural silver and stromeyerite

  

项目自然银硫铜银矿闪锌矿中硫铜银矿Ni Ka0.03300Zn Ka0.01700Au Ma0.0010.0310Bi Ma0.02900Cu Ka0.61534.48719.956Ag La100.49949.966.35Pb Ma000Fe Ka0.0790.2360.031S Ka0.09215.7414.144Total101.364100.394100.48

3 老李湾岩体地质特征

3.1 岩体形态及岩性特征

矿体围岩蚀变范围较大,蚀变程度也较高;蚀变带的宽度受矿体形态和围岩类型的影响较大,囊状厚大矿体的蚀变带厚度大,可达100m以上,脉状矿体的蚀变带宽度较小,一般在5~20m不等,在矿体两侧绢云母化、高岭土化极强,最大厚度可达30m,围岩为斑状二长花岗岩的蚀变带厚度大,花岗斑次之,而安山岩最小。主要蚀变类型有绢云母化、高岭土化、黄铁矿化,其次为绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化、硅化、钾长石化等;蚀变表现形式主要为面型浸染状、带状、脉团状、透镜状、粗脉、细脉-微细脉及细网脉状等。蚀变组合类型主要有强绢云母化-强高岭土化-黄铁矿化、绢云母化-高岭土化-碳酸盐化-黄铁矿化、弱绢云母化-弱高岭土化-绿泥石化-绿帘石化-黄铁矿化等。

随着流域社会经济的飞速发展,长江水利发展面临的形势正在发生深刻变化。一方面,近年来中央对水利工作作出了一系列新部署,长江水利迎来了大发展的良好机遇。另一方面,经济社会发展对水利提出了新要求,长江水利发展面临着严峻挑战,突出表现在:长江巨大洪水来量与中下游河道泄洪能力不足的矛盾依然存在,部分地区工程性、资源性缺水依然严重,长江整体防洪抗旱减灾能力仍待进一步提高。尤其是随着经济社会的持续发展,长江上游水电开发、中下游水域岸线与洲滩资源利用等带来了一系列新问题,长江水资源开发利用与保护的矛盾日益突出。

  

图3 岩体形态及岩性特征Fig.3 Rock mass shape and lithological characteristicsA—岩体平面形态及同构造的关系 B—花岗斑岩中的石英(Q)、黑云母(Bio)斑晶 C—二长花岗岩内的细粒花岗岩捕虏体 D—条带状花岗岩(右侧为细粒花岗岩、左侧为斑状二长花岗岩) 1—断裂位置及编号(实线为实测、虚线为推测) 2—岩体轮廓线(实线为实测、虚线为推测) 3—花岗岩类 4—安山岩类

3.2 蚀变分带特征

航片上老李湾岩体具明显的环状构造,侵入于熊耳群许山组中。岩体地表出露面积0.5km2,平面上向北部和南东部略有突出,推测地表呈不规则椭圆(图3A),长轴方向近SN向,长约1.2km,东西宽约0.7km。垂向上呈向NE倾斜的歪斜桶装,南西部和北东部倾向NE,南西部倾角约75°,向深部略变缓,北东部倾角约65°。北西部倾向SE,北东部总体倾向SW。从岩体的空间形态上来看,岩体侵入主要受NW向F1断裂的控制,其次向北的突出部分也可能受SN向F2断裂的控制,足见岩体侵位晚于断裂形成时间。

蚀变分带:蚀变强度自岩体中心向两侧表现为由强→弱的大致有规律地变化,呈现出近于平行和对称分布的蚀变分带。囊状厚大矿体的围岩主要是斑状二长花岗岩,其蚀变形式主要为面型、团状,自矿体向围岩表现为绢云母化→高岭土化→碳酸盐化→黄铁矿化带到弱绢云母化→弱高岭土化→绿泥石化→绿帘石化→黄铁矿化的变化特征。大脉(粗脉)状矿体的蚀变形式主要为脉状、带状,多数矿体的围岩蚀变自矿体至围岩依次出现强绢云母化→强高岭土化→黄铁矿化、绢云母化→高岭土化→碳酸盐化→黄铁矿化、弱绢云母化→弱高岭土化→绿泥石化→绿帘石化→黄铁矿化的变化特征。

3.3 岩石地球化学特征

电子探针结果(表1)显示:自然银的含银量为100%,仅有极少量其他杂质混入;硫铜银矿含银量分别为49.9%、66.35%,含铜量分别为34.387%、19.956%,含硫量分别为15.74%、14.144%。镜下观察分析:自然银以粒状为主,其次为叶片状,少量长柱状或长板状、微细脉状、网状、皮壳状等。自然银分布以包体状态为主,占91.19%,其中硫铜银矿以包体为主,占72.55%,游离态仅占8.82%。分布于硫铜银矿的包裹态自然银多与方铅矿、黄铜矿、闪锌矿连生;闪锌矿和黄铜矿中的,多与硫铜银矿连生;而方铅矿中包体很少;游离态的自然银多与硫铜银矿、黄铜矿连生。硫铜银矿多呈粒状集合体,其次呈叶片状,少量长柱状或长板状、微细脉状,嵌布状态也以包裹体形态为主,占64.34%,其中以闪锌矿的包裹为主,占到了57.69%,其次是黄铜矿和自然银。分布于粒间的硫铜银矿多与闪锌矿和黄铜矿、方铅矿连生,少量与黄铁矿连生。其他金属矿物方铅矿、黄铁矿、银金矿、辉银矿、螺状硫银矿等,多呈粒状或微细脉,与方铅矿、黄铁矿等共生或交代。

岩体岩性为花岗斑岩、斑状二长花岗岩、条带状花岗岩、细粒花岗岩,总体具有脉动侵入特征。早期以花岗斑岩的侵位为主,中期为条带状花岗岩、细粒花岗斑岩,晚期侵入主要表现为斑状二长花岗岩,三者之间无明显的边界,呈渐变过渡关系。花岗斑岩分布在岩体的周边,北部出露面积最大,与安山岩呈侵入接触关系,在接触带附近,围岩与岩体均有褪色蚀变现象,主要为高岭土化和绢云母化。斑晶主要为钾长石、石英、黑云母(图3B),含量占30%。斑状二长花岗岩分布在岩体的中部,其外围是花岗斑岩,二者无明显界线,呈渐变过渡关系。斑状二长条带状花岗岩沿裂隙充填在细粒花岗岩中,从而形成条带状,其两者界线较为清晰,局部有混染和渐变现象,地表表现为浅红色与灰白色或灰褐色相间的条带状(图3D),条带总体走向呈NW向,倾向NE,倾角约60°。斑状二长花岗岩与NW向断裂交汇部位重叠时,岩石破碎强烈,高岭土化和绢云母化强,并有较强的矿化蚀变,是主要的矿体赋存部位。二长花岗岩内可见大小不等的捕虏体(图3C),捕虏体原岩为细粒花岗岩,该岩石与条带状花岗岩中有明显区别,其暗色矿物较多,与二长花岗岩形成较大的色差;捕虏体呈球状或椭球状,大小2.0~15.0cm。

岩石里特曼指数σ介于1~3.26之间,变化范围小于3.3,说明含矿的斑岩体属钙碱性系列。在K2O - SiO2图解中(图4A),老李湾岩体投在钾玄质系列区,与中河堤岩体多数点落在高钾钙碱质不同,反映此类断陷盆地边缘的岩浆特征;在ANK - ACNK图中(图4B),老李湾花岗岩类为过铝质。

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图4 老李湾岩体K2O - SiO2图解、ANK - ACNK图解、P2O5 - SiO2图解及Rb - Sr等时线图Fig.4 Diagrams of K2O - SiO2,ANK - ACNK,P2O5 - SiO2and Rb-Sr time-contour map of Laoliwan rock mass

4 老李湾岩体时代归属

《河南省崤山地区1∶5万区域矿产调查》对老李湾岩体采用全岩Rb-Sr法进行了测年,测得年龄分别为(149±11)Ma(图4D),属燕山期岩浆活动的产物,同时反映出岩体较长的结晶时间。这个时代同区域内银家沟、夜长坪、八宝山、火神庙、南泥湖、雷门沟、祁雨沟等一众深源浅成型小岩体的时代(170~100Ma)[15]一致,同属燕山期中国东部构造体制大转换的产物,期间由于扬子陆块和秦岭造山带向北的陆内俯冲,华北陆块南缘便持续不断隆起抬升,并在陆内造山作用下,形成一系列自北向南或自南向北的大规模逆冲推覆和岩浆侵入活动。

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5 成矿模式探讨

老李湾成矿模式见图5。老李湾银多金属矿发育两种矿床类型,均与老李湾深源浅成花岗斑岩有成因关系。在区域性的挤压构造环境下,地幔及下地壳太华群变质基底岩石熔融而形成花岗质岩浆在燕山期,沿盆地边缘断裂快速侵位。在岩体上侵过程中由于岩浆的浅成-超浅成就位形成花岗斑岩,并在岩体前缘带与接触带发育一定规模的隐爆作用。岩体浅成超浅成就位为大量的大气水沿构造带向岩体渗透提供了便利条件,随岩浆而来的含矿流体在岩体就位过程中随着温度、压力等条件的改变以及大气水的加入而发生矿化作用。一方面,在二长花岗斑岩体中心部位发生银铅锌矿化作用形成斑岩型银铅锌矿体;另一方面含矿热液沿构造裂隙运移在岩体周边形成脉状银铅矿体。另外根据浅部成矿作用的类型,银、铅、锌矿化均属中低温成矿序列,推测岩体深部接触带存在钼矿化的可能性。

  

图5 成矿模式简图Fig.5 Diagram of metallogenic model1—新太古代绿片岩相和低角闪岩相变质岩 2—熊耳群安山岩 3—花岗岩类 4—断裂及编号 5—囊状斑岩型矿体 6—脉状矿体 7—岩浆流体运移方向 8—大气水运移方向

6 结论

(1)老李湾岩体侵入主要受NW向F1断裂的控制,其次向北的突出部分也可能受SN向F2断裂的控制,推测侵位晚于断裂形成时间,且至少经历三次侵入过程。

(2)老李湾岩体是壳源岩浆与幔源岩浆混合作用的产物,年龄为(149±11)Ma,属燕山期中国东部构造体制大转换的产物,期间由于扬子陆块和秦岭造山带向北的陆内俯冲,华北陆块南缘便持续不断隆起抬升,并在陆内造山作用下,形成一系列自北向南或自南向北的大规模逆冲推覆和岩浆侵入活动。

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(3)初步建立了成矿模式:挤压构造环境下,花岗质岩浆沿断裂侵位,随岩浆而来的含矿流体在岩体就位过程中随着温度、压力等条件的改变以及大气水的加入而发生矿化作用,岩体中心部位形成斑岩型矿体,周边形成脉状矿体。

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梁新辉,蒋智宇,邵爱东,王小涛,孙承元,党城飞,张怡静
《矿产与地质》 2018年第01期
《矿产与地质》2018年第01期文献

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