河北省怀来县颜家沟金矿隐伏矿体深部结构的MT探测

河北省怀来县颜家沟金矿隐伏矿体深部结构的MT探测 1. 内蒙古有色地质矿业(集团)物探勘查有限责任公司 呼和浩特 01002 0 2. 内蒙古地质勘查基金管理中心 呼和浩特 010020 要:河北省阜平县麻棚—赤瓦屋金多金属矿化密集区，以麻棚、赤瓦屋岩体周边部发育的众多金多金属矿为— 麻棚、赤瓦屋岩浆活动带其发生、发展及演化为多金属矿床的形成提供了物源和热源;产于阜平群变质岩系地 级断裂构造带为矿床的形成提供了空间基础;具有较高金、银元素含量的阜平群深变质岩系，为区域矿床形成 部分物质条件;该区域矿体均受断裂构造的控制，成矿物质来源以岩浆活动为主，并有少量地层中的金多金属 与。 关键词:地质特征 矿床成因类型 金多金属 触界面的顺层韧性剪切带和北北东向逆棚 - 赤瓦屋岩体 - 带金多金属矿 岩浆岩到中生代岩浆岩均有出露，其中 燕山旋回第三期岩浆活动，其火山喷发 太行山中段重要成矿带(区)上，冲推覆韧性剪切带，它们对金元素的初和岩浆侵入活动都达到鼎盛时期。晚侏 步富集乃至金矿的形成均具有明显的控关 - 灵山深断裂构造 - 岩 浆 活 罗世地层几乎全部由火山岩组成，其侵 的麻棚、赤瓦屋两大岩体的影响，制作用。入岩体分布普遍，个体也较前两期增大， 2 . 矿集区地质概况 缘及外围形成众多金多金属矿床相带明显，活动期次更为复杂，其活动顺 中以石湖—土岭和西庄旺及兰家矿集区广泛分布太古界阜平群基地序大体是继火山岩之后为石英斑岩等大 床点最为典型，是太行山中段重地层，缺失沉积盖层，其基底地层由老至型浅成、超浅成侵入或潜火山活动，而后 为闪长岩、石英闪长岩等中深成相侵入， 矿资源基地。研究该矿化密集区新可分六个岩组，分别为索家庄、团泊 最后是各种脉岩贯入。中深成侵入岩常 矿床的成矿地质特征，可以带动口、南营、漫山、木厂、四道河六个岩组组成杂岩体，具环状、辐射状构造。以此 矿工作的深入开展。(见图 1)，每个岩组顶部的磁铁石英岩 说明本期岩体主要沿火山通道及其附近 成矿地质背景层是其分层标志。侵位。 区发育于太行山伸展拆离带和变区内岩浆岩活动强烈，从吕梁期到位于太行山中段的阜平群地层为准 岩构造体系下的构造层次，即阜燕山期，基性(辉绿岩)到中酸性(花岗地台内基底出露范围最大的地区，阜平 核杂岩的太古代变质岩中。属太闪长岩、花岗斑岩、石英斑岩) 均有出群因遭受阜平运动的影响而使其褶皱回 返，形成褶皱轴近东西向的褶皱带。根 段贵金属和有色金属成矿带范 露。其中以赤瓦屋和麻棚两个岩体为主 它对区内矿床的生成起着控制作用。 据褶皱构造特点分析，阜平褶皱至少可 划分四期，第一期为早期塑性流变褶皱， 域属于基底 构造相对稳定的地 区内脉岩按其生成时代、空间分布第二期的近东西向区域性阜平褶皱，第 露的地层为太古宇结晶基地，主规律及岩性特征可分为四类:第一类，基三期为共轴叠加褶皱以及其轴面发生大 一套中 - 深变质的中基性火山 性辉绿岩脉，属吕 梁 - 五 台 旋 回 的 产 幅度弯曲的第四期褶皱。其次阜平群中 土质碎屑岩及镁质碳酸岩深变质物，呈北西向分布在赤瓦屋、麻棚岩体的还发育有不同期次、不同性质、不同方向 组成。变质程度以高角闪岩相为西侧外带。第二类，为中酸性脉岩，主要 岩性为闪长玢岩、花岗闪长斑岩，分布在部见麻粒岩相，上部见低角闪岩 向上与地层层序一致。混合岩化麻棚、赤瓦屋岩体南侧外带，也有少量 膨胀狭缩、分支复合现象;另 土薄 脉由含金石英脉、硅化岩、蚀变 15 )0.3 ,30077 60- 80 10.47 岩、蚀变片麻岩组合而成。以 型，含金石英脉呈单脉、网脉、岭 状 ，少 1000 )矿 量复杂 硅化为主，伴随绿泥石化、绢 现组成脉带。 矿体长 10- 500 2.0 云母化、钾化 段 脉状 1- 20 多米，延深几十米至几百 杂，呈脉状、透镜状、不规则脉 薄 脉石以硅化岩为主，蚀变岩、石 ?85 0.3 9.47 30 ),420 ?70—77和倾向多有分支复合和膨大缩 状 ， 少 英脉次之。硅化、绢云母化 湖 ?45 、 3200 ) ?58—75 复 杂 量钾化为主，绿泥石化、碳酸 矿 石矿物主要为黄铁矿，其次为 40 脉状盐化发育。段 铅矿、闪锌矿、自然金、碲金矿 少数矿体有辉钼矿、黑钨矿。 带、含矿蚀变带相互平行，密集成群成带点。该区共已查明含金石英脉及蚀变破碎 石英为主，其次有绢云母、绿泥产出。是寻找金和有色金属矿床的重点对 条，其中土岭30 余条，石湖 10 余 带 40 方解石等。 矿石呈团块状、细条。其特征见表1 。 象。 状 ，围岩蚀变有黄铁矿化 、硅 3 .1.2 矿石类型 紫荆关 - 灵山深断裂是本区主要 的 化、绿泥石化、高岭土化、碳酸 (1)含金石英脉型(热液型) 导岩导矿断裂。该断裂对晚侏罗世火山岩 中黄铁矿化、 绢云母化与金 本区含金石英脉矿床均产于太古界 的裂隙式喷发，以及期末的岩浆带侵入， 切。 变质岩系中的构造断裂之中，矿床的规模 均具有明显的即导控又切割的作用，为该 (2)含金破碎蚀变带型 往往取决于含矿断裂带的发育程度，受到 阶段大量中酸性岩浆上涌的重要通道，亦 断裂构造的控制。 按含金石英脉产出形 为断裂的主要活动期。它派生出的次级断 该区含金破碎蚀变带类型裂更为后期脉岩及含矿热液的充填提供 多数产于中酸性侵入岩体内了有利赋存空间，从而形成了现在我们所 瞩目的矿床。 兰家沟金多金属矿化带特征一览表表 2 3 . 典型矿床地质特征简述 )6 规 模(m)产状()?品位(10)×矿化带(体)3 .1 土岭石湖金矿 —编号 长宽倾向倾角Au Ag 土 岭—石 湖 金 矿 区均位于麻棚岩 ?- 1450 0.8 275?70?3.7 23.1 ?体东南缘外接触带。出露的主要含矿地层 ?- 2650 0.2 285788.5)15.6515)150??是团泊口组黑云斜长片麻岩。矿区岩浆岩 ?- 3450 0.6 95?80?以脉岩为主，主要有类属麻棚岩体同源同 ?- 4650 0.1)0.5275752.0)14.7515)20??期之派生物的闪长玢岩及石英脉等，沿近 ?- 1800 0.4)1.075881.2)1.813.2)19.8?? ?南北向断裂破碎带贯入于变质岩中。矿区 ?- 2600 1.0 27580- 851.95 5 ??金矿化与麻棚岩体的侵入活动密切相关， ?- 31250 0.1)0.3285850.42)5.123.1)46.2??而且脉岩与金矿化紧密伴生，尤其石湖矿 ?- 4750 0.2)0.8275?80?0.24)4.213.2)19.8段主要沿玢岩脉的顶底板发育。矿区断裂 ?- 5300 0.35 210900.15 2.5 ??构造主要为叠加在背斜构造之上的燕山 期近南北向断裂构造，是本区最重要的一 ?- 6330 0.3 11590?? 组断裂构造，贯穿全区南北，成群成带密 ?- 7200 0.3 85852.52 13.2 ??集出现，控制了岩脉、含金石英脉、含金蚀 ?- 8200 0.15 290782.35 5 ??变破碎带的分布，以及它们的产状、形态 ?- 1250 0.2 260880.24)4.716.5 ?? ?及规模等。 ?- 2300 0.5)0.873?85?0.6)1.22.5)13.2 3 .1.1 矿体规模、形态和产状 ?- 3350 0.3)0.585)90?65?2.3)23.352.5)17.5本区各含矿带生成以压扭性为特征， ?- 4300 0.1)0.590600.54)136.6)32.5??因而具有走向延长远，倾向延深大的特 ?- 5650 1.1 265800.42)0.669.9 ?? 近直立?- 6250 0.1)0.5走向 3520.78 23.1 ?- 70.2)0.5100?75?1.14)3.282.5)36.3250 ?- 875?80?150 1.5 0.18 16.5 ?- 90.2)0.329584??160 0.25 15 状 ，薄 脉的分布，以及它们的产状、形态及规 0.06-1.75 具分支复0.1- 1.10 62.0-3 600 0.65- 65- 93 65- 85 脉 状 ，合、尖灭 最高 8.99 模。目前已在兰家沟初步圈出3 条含矿 最高 04 最高 2.0 再现和侧 沿走向带集中区 13 条含金石英脉。其特征见表 9.17 3917 列 和倾向 2。 呈舒缓 具尖灭再235-252 0.6- 5.0 3 .2 .2 含金石英脉型(热液型) 174.15 600 50- 68 0.36 0.33 波状 现 本区含金石英脉矿床均产于太古界具分支复合、 0.18-2.76 0.15-3.15 78.8-19 7 0.3- 1.4 1200 50- 80 67- 85 变质岩系中的近南北向构造断裂破碎带尖灭再现 中，少量产于闪长玢岩脉上下盘中。矿脉 常受其中再次被复活的断裂破碎面或裂 裂破碎带长几百米至上千米，宽梁期的辉绿岩脉与本区成矿无关，属成 隙面所制约，呈单脉、网脉、密脉成群出矿前的岩浆岩脉，而燕山期的中酸性岩 几十 米 。 矿体长十余米至上千 脉，特别是闪长玢岩脉与区内金银矿化 现 组 成 脉 带 。 脉 带 长 1500 米 左 右 ，厚 十厘米至几米，个别达十几米，关系最为密切，少量矿脉产于闪长玢岩 0.1-1. 0 米 ， 矿 体 长 150-650 米 ，厚 十米至几百米。矿脉受复合构造脉上下盘。矿区构造受区域性深断裂构 0.1- 1.0米 ，延深几十米 - 400 多米。沿走 制，常呈薄板状、透镜状和脉状，造影响，以北西向和近南北向为主，其中 向呈舒缓波状，分枝复合明显，局部有反 及倾向有膨胀收缩，尖灭再现及北西向断裂构造已被早期辉绿岩脉充 倾现象。矿石矿物主要为黄铁矿、黄铜 合现象。矿体沿走向、倾向厚度填，近南北向断裂构造是本区的主要容 矿、方铅矿、闪锌矿、自然金、金银矿、辉 矿、控矿构造，在燕山运动期间，被麻 变化较大，二者关系趋于正相关， 银矿、磁黄铁矿、孔雀石等;脉石矿物以棚、赤瓦屋岩体的同源同期派生物闪长 增大品位变高。烟灰色石英比白 玢岩脉充填，则在形成的过程中可为成 石英为主，其次绿泥石、长石、方解石 脉含金高，黄铁矿颗粒越细，结晶矿物质的运移提供热源和物源，而且闪 萤石等。主要蚀变有硅化、褐铁矿化、黄 差含金越高，高硫化物中出现黄长玢岩脉往往与石英脉相伴生，是本区 铁矿化，偶见铅锌矿化、孔雀石化。 铅矿、黄铜矿和闪锌矿组合时，的主要成矿体。兰家沟矿床类型属含金 4 . 矿床成因 位增 高 。 矿石矿物以黄铁矿为 石英脉型(热液型)矿床，其中含金石英 4 .1 成矿物质涞源 有闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、磁 麻棚 - 赤瓦屋岩体一带金多金属矿 、银金矿和自然金。脉石矿物包 、绢云母、绿泥石和方解石。矿石 要以细脉状为主，其次为浸染状， 主要为硅化岩型及石英脉型，不 的矿石含金量不同。围岩蚀变主 铁矿化、硅化，其次为绢云母化、 化、碳酸盐化等。 兰家沟金矿 家沟金矿区位于麻棚、赤瓦屋岩 外带上。出露的主要含矿地层是 黑云斜长片麻岩等。区内岩浆活 烈，既有吕梁期的基性岩浆岩，又 大理岩等变质岩系。由于局部- 赤瓦屋矿化密集区内的主要成矿物质来 4 .2 成矿温度分析 源于岩浆活动。据石家庄经济学院牛树银 区域矿种空间分布规律及主要成矿 集中，使原岩中金多金属组分 教授对本区部分矿床的 S、C、H、O 等同位 元素的组合规律分析表明，矿集区成矿温 迁移，富集在高热流体集中区素研究，区内土岭石湖金矿的，s34 变δ度变化较大。总体上，近岩体分布的矿床 规模有限。在阜平运动期间，化 范 围 很 窄 (表 3)， 在 9 件 样 品 中 (点)以高中温成矿物质组合为主，稍远离 期变形，主要表现为塑性流变s34 在,0.94- ,5.16 范围内，而有 5 δ岩体以中温为主，而远离岩体以中低温为 件样品 的 s34 近 于 ,2.0， 平 均 值 δ作用，并且伴随区域褶皱构造主。其中，岭东岩体旁侧的南庄旺- 连年 s34 ,, δ 分散在变质岩系中的金在韧- 西庄旺铜、金、银多金属成矿带表现的最 得到初步富集，尤其是脆韧性 2.33，s34 值集中在零值附近，硫的平δ为典型:近岩体的南庄旺成矿元素组合表 弯处，胀缩过度处，多条韧性 均 同位素组成接近陨石硫，说明矿石中现为铜、金，显示高中温成矿组合特征，稍 汇合处及褶皱转折端、轴部富 的硫 属深源硫，主要来自上地幔;δc13 远离岩体的连年金矿，铜的高温成矿元素 动期间，太行山地区总体进入 平均值 为 - 4.72，变化范围也窄，在- 的含量明显降低，而更远离岩体的西庄旺 4.29-5. 14 间，接近初生碳 ;18H2OO δ 期，在该区形成麻棚、赤瓦屋两银矿成矿元素组合为银、铅、锌，表现为以 变 化 于 , 棚、赤瓦屋岩体的侵入与重溶中温或中低温为主。 6.8- ,9.78 之间，平均值为8. 23，D δ 浆混染了较高的含金丰度值，前人对本区多个金银矿床进行的包 ,, 为K、Na 等形成残余富碱硅酸 裹体测温研究结果也表明，矿集区内主要 - 75.98‰, 结果显示它是来自深源岩浆,属 温高压作用下，促使岩浆中含 矿床的成矿温度的区 间 较 宽 ，在 于岩浆水，但也有少量天水参与。总之，S、 热液被析出，并且由于温度、压H、O、C 的同位素研究揭示了本区主要成 150- 315?之间。如土岭金矿，早期不含金 差异，使岩浆热液由岩体向构矿物质来源于深部岩浆。 的 含 铜 石英脉成矿温度在 307- 315? 之 移，在运移过程中，再次溶解 根据西庄旺银矿区的岩石地球化学 间;含金黄铁矿石英脉中的石英包体测温 多金属组分和二氧化硅等，金 剖面测量显示，矿体的远矿围岩明显存在 范围在 190- 290?之间;晚期不含金并且 变富，形成含金浓度较高的溶 着金、银、铅、锌等多种成矿元素的亏损， 伴随碳酸岩化的石英脉成岩温范围在 而近矿围岩则相对富集，富集带宽度约5 含金富碱硅酸热液运移到构造 150- 290?之间。米。此外，据前人在李家庄矿区西石门段 属交代围岩，在断裂带两盘形4 .3 成矿模式探讨 的寺上选取了微金剖面上分析，区内正常 太古代早期于优化地槽环境下，强烈 化围岩带，由于碱质不断析出场的斜长角闪岩、浅粒岩、角闪斜长片麻 的火山活动形成了中基性海底火山喷发 偏酸性，促使二氧化硅析出，岩和混合岩化片麻岩的含金量分别是 岩，经角闪岩相、麻粒岩相，形成含金丰度 - 9- 9- 9 带充填或交代破碎带岩石形14.510、1.8×10、18.710和 32.2× ××值较高的铁镁质变质岩，作为初始矿源 - 910。而在区内的矿脉附近，这些变质围岩 硅化蚀变岩。然后溶液浓度降层。燕山期大规模构造- 岩浆活动，花岗 含金情况则出现反向变化，即混合岩化片 化物形成。总之，从以上过程说质岩浆不仅提供热流体和热源动力，亦提 - 9麻岩降至 27.3 ×10，片麻岩降至 7.7 × 从最初初步富集到最后就位供了主要的成矿物质，并萃取了矿源层中 - 9- 910，斜长角闪岩降低到2. 7 ×10，即依次 体是一个相当漫长的演化过程的金，形成含金的成矿热液。在有利的构 降低 15%、59%和 81% 。 同时其它矿区也 造扩容带中活动并沉淀，成为岩浆热液型 具有类似性，表明了在成矿作用过程中， 金矿床。综上所述，本区的矿床成因表现 阜平群地层中的部分元素参与了成矿作 参考文献:用，提供了部分物质来源。同样，根据该区 [1]卢学良.赵兰甫等.河北省 市天津市区域地质.地质出 内不同地点矿区中载金矿物的硫同位素 中高温岩为受断裂构造控制的中低温- 1982, 测定结果分析，其硫同位素组成特征极为 浆热液矿床。 [2]高雄.冀西阜平县西庄旺 相 似 ， 如 土 岭 - 石 湖 金 矿 δs34 平 均 值 5 . 结 论 金银多金属矿床地质特征为 ,2.33‰ ; 干 石 沟 金 矿 δs34 平 均 值 综上所述，阜平地区这些金矿床的形矿方向探讨. 地质调查与 为,2.15‰，连年金矿 δs34 平均值为, 成经历了复杂的历史演化过程，早在太古 2008年 第 30 卷增刊, 1.74‰。均为低值区，反映硫的来源具有 代晚期开始就逐步形成。太古代阜平期主 要形成一套富含金多金属等成矿元素的 地层硫的特征，同时也与燕山期的岩浆活