河北丰宁银多金属矿床黄铁矿热电性特征及其指示意义

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.063

摘要/Abstract

摘要：

丰宁银多金属矿床位于华北克拉通北缘冀北成矿区内,是该地区重要的银多金属矿床之一。为了更好地探究矿床成因并进行矿区深部、外围找矿预测,对丰宁银多金属矿床牛圈银(金)矿区不同成矿阶段矿石中黄铁矿热电性标型特征进行了研究。结果表明该矿床黄铁矿热电系数变化范围为26~367 μV·℃^-1,主要集中在200~330 μV·℃^-1范围内,黄铁矿热电导型全部为P型,热电系数平均值为267 μV·℃^-1。从1190 m到1110 m范围内约80 m的垂直空间内,热电系数变化梯度为0.74 μV·℃^-1·m^-1,变化梯度较小。综合来看,目前牛圈银(金)矿区所揭露的仅为浅部矿体,深部矿体还没有披露,并且矿体剥蚀较浅,深部尚有很大找矿远景。另外,利用黄铁矿热电系数与其形成温度的经验公式计算得出本区黄铁矿的形成温度范围为147~281 ℃,主要集中在180~280 ℃,与流体包裹体均一测温结果的变化范围基本一致,表明该矿床为中低温矿床。

关键词: 河北丰宁, 银多金属矿床, 黄铁矿, 热电性, 成矿温度

Abstract:

The Fengning Ag polymetallic deposit is one of the most important Ag polymetallic deposits located in northern Hebei metallogenic area, north margin of North China Craton. In order to better explore the genesis of the deposit and make predictions for deep and peripheral mineralization of the mining area, the thermoelectric typomorphism of pyrite in different mineralization stages of the Niujuan Ag (Au) mining area of the Fengning Ag polymetallic deposit was studied. The results show that the pyrite thermoelectric coefficient ranges from 26-367 μV·℃^-1, mainly in the range of 200-330 μV·℃^-1. The pyrite thermoelectric conductivity type is all P type, and the average value of thermoelectric coefficient is 267 μV·℃^-1. The gradient of thermoelectric coefficient is 0.74 μV·℃^-1·m^-1 in the vertical space of about 80 m from 1,190 m depth to 1,110 m depth. In summary, only the shallow ore body has been disclosed in the Niujuan silver (gold) mining area, and the deep ore body has not been disclosed, and the erosion of the ore body is shallow, so there is a great prospect for deep ore prospecting. In addition, the pyrite formation temperature ranges from 147 ℃ to 281 ℃, mainly concentrated in 180 ℃ to 280 ℃, which is basically consistent with the variation range of fluid inclusion homogenization temperature measurement results, indicating that this deposit is a medium-low temperature deposit.

Key words: Fengning, Hebei Province, Ag polymetallic deposit, pyrite, thermoelectric, ore-forming temperature

中图分类号:

李玉洁, 李胜荣, 袁茂文. 河北丰宁银多金属矿床黄铁矿热电性特征及其指示意义[J]. 现代地质, 2023, 37(02): 463-474.

LI Yujie, LI Shengrong, YUAN Maowen. Thermoelectric Characteristics of Pyrite from the Fengning Ag Polymetallic Deposit, Hebei Province and Its Implications[J]. Geoscience, 2023, 37(02): 463-474.

图/表 13

图1 华北克拉通大地构造位置及银多金属矿床分布图((a),据Santosh等[10]和李胜荣等[11]修改)和冀北地区银多金属矿分布((b),据杨仕道[12]修改)

Fig.1 Sketch map of the North China Craton showing the distribution of silver-polymetallic deposits((a), modified after Santosh et al. [10] and Li et al. [11]) and regional geological map of the North Hebei showing the distribution of silver-polymetallic deposits ((b), modified after Yang [12])

图2 丰宁银多金属矿床区域地质简图((a),据李久明等[7]修改)和银多金属矿床地质简图((b),据沈利霞等[13]修改;AB为79号勘探线)

Fig.2 Regional geological map of the Fengning Ag polymetallic deposit ((a), modified after Li et al. [7]) and geological map of the Ag polymetallic deposit ((b), modified from Shen et al. [13])

图3 牛圈银(金)矿区79号勘探线剖面图(据沈利霞等[15]修改)

Fig.3 Profile map of No.79 prospecting line in the Niujuan Ag (Au) mining area (modified from Shen et al. [15])

图4 牛圈银(金)矿区矿石构造特征 (a)角砾状构造;(b)脉状构造;(c)团块状构造;(d)浸染状、脉状构造;Py. 黄铁矿;Sp. 闪锌矿;Gn. 方铅矿;Ccp. 黄铜矿;Q. 石英

Fig.4 Structures of ores from the Niujuan Ag (Au) mining area

图5 牛圈银(金)矿区矿石结构特征 (a)自形粒状结构;(b)半自形粒状结构;(c)交代残余结构;(d)交代结构;(e)包含结构;(f)乳滴结构;Py. 黄铁矿;Sp. 闪锌矿; Gn. 方铅矿;Ccp. 黄铜矿

Fig.5 Ore texture of the Niujuan Ag (Au) mining area

图6 牛圈银(金)矿区不同阶段的穿插关系 (a)(b)硅质岩脉穿切花岗岩;(c)(d)石英穿切硅质岩;(e)绿色萤石穿切紫色萤石;(f)白色萤石穿切紫色萤石

Fig.6 Photographs showing the characteristics of the mineralizing stages at the Niujuan Ag (Au) mining area

表1 牛圈银(金)矿黄铁矿热电性参数特征

Table 1 Thermoelectric coefficients of pyrites from the Niujuan Ag (Au) mining area

样号	成矿阶段	标高(m)	P型热电系数α (μV·℃^-1)			P型出现率(%)	N型热电系数α (μV·℃^-1)			N型出现率(%)
样号	成矿阶段	标高(m)	最大值	最小值	平均值	P型出现率(%)	最大值	最小值	平均值	N型出现率(%)
9-71-5	黄铁矿-石英阶段	1190	343	183	291	100	-	-	-	-
9-73-5	黄铁矿-石英阶段	1190	344	210	297	100	-	-	-	-
9-76-6	多金属硫化物阶段	1190	347	182	294	100	-	-	-	-
9-77-6	多金属硫化物阶段	1190	336	152	282	100	-	-	-	-
5-71-4	多金属硫化物阶段	1150	322	175	255	100	-	-	-	-
5-73-4	多金属硫化物阶段	1150	327	137	249	100	-	-	-	-
5-76-4	黄铁矿-石英阶段	1150	339	147	261	100	-	-	-	-
5-77-2	黄铁矿-石英阶段	1150	324	165	245	100	-	-	-	-
1-71-2	多金属硫化物阶段	1110	325	155	235	100	-	-	-	-
1-73-3	硅质岩阶段	1110	297	140	221	100	-	-	-	-
1-76-4	多金属硫化物阶段	1110	324	124	240	100	-	-	-	-
1-77-3	硅质岩阶段	1110	311	134	229	100	-	-	-	-
ZK76-9-10	黄铁矿-石英阶段	76-9号钻孔532 m	323	47	222	88	-12	-98	-47	12
ZK78-9-41	硅质岩阶段	78-9号钻孔651 m	320	37	175	88	-20	-179	-98	12
ZK76-9-23	多金属硫化物阶段	76-9号钻孔586 m	367	107	278	100	-	-	-	-
ZK74-6-13	硅质岩阶段	74-6号钻孔685 m	324	257	290	100	-	-	-	-
ZK74-6-7-2	黄铁矿-石英阶段	74-6号钻孔774 m	334	27	258	98	-94	-94	-94	2
ZK78-11-5	多金属硫化物阶段	78-11号钻孔944 m	342	200	276	100	-	-	-	-

图7 牛圈银(金)矿区各阶段黄铁矿热电系数分布柱状图

Fig.7 Frequency histograms of thermoelectric coefficients of pyrites from different stages in the Niujuan Ag (Au) mining area

图8 牛圈银(金)矿区不同中段黄铁矿热电系数分布柱状图

Fig.8 Frequency histograms of thermoelectric coefficients of pyrites from different levels in the Niujuan Ag (Au) mining area

图9 牛圈银(金)矿区不同标高黄铁矿热电系数分布

Fig.9 Diagrammatic profile of vertical zoning of thermoelectric coefficients of pyrite in the Niujuan Ag (Au) mining area

图10 牛圈银(金)矿区各阶段黄铁矿形成温度

Fig.10 Frequency histograms of the formation temperature of pyrites from different stages in the Niujuan Ag (Au) mining area

表2 牛圈银(金)矿区各阶段黄铁矿形成温度

Table 2 Formation temperature of pyrites from different stages in the Niujuan Ag (Au) mining area

成矿阶段	形成温度(℃)
硅质岩阶段	153~260
黄铁矿-石英阶段	161~279
多金属硫化物阶段	147~281

图11 牛圈银(金)矿区黄铁矿热电系数垂直纵投影图

Fig.11 Vertical longitudinal projection of thermoelectric coefficients of pyrites from the Niujuan Ag (Au) mining area

参考文献 20

[1]	陈光远, 邵伟, 孙岱生. 胶东金矿成因矿物学与找矿[M]. 重庆: 重庆出版社, 1989:324-336.
[2]	李成禄, 李胜荣, 曲晖, 等. 山西繁峙义兴寨金矿黄铁矿成因矿物学特征及稳定同位素研究[J]. 矿物岩石, 2013, 33(1):1-7.
[3]	申俊峰, 李胜荣, 马广刚, 等. 玲珑金矿黄铁矿标型特征及其大纵深变化规律与找矿意义[J]. 地学前缘, 2013, 20(3):55-75.
[4]	李胜荣, 陈光远, 邵伟, 等. 胶东乳山金矿黄铁矿形态研究[J]. 地质找矿论丛, 1994, 1(9):79-86.
[5]	李胜荣, 陈光远, 邵伟, 等. 胶东乳山金矿田成因矿物学[M]. 北京: 地质出版社, 1996:1-95.
[6]	李青, 李胜荣, 张秀宝, 等. 河北省灵寿县西石门金矿黄铁矿热电性标型及其找矿意义[J]. 地质学报, 2013, 87(4):542-553.
[7]	李久明, 巩恩普, 姚玉增, 等. 冀北丰宁银(金)矿床地质、地球化学特征及成因[J]. 地质找矿论丛, 2006, 21(4):241-247.
[8]	翟明国. 华北克拉通2.1-1.7Ga地质事件群的分解和构造意义探讨[J]. 岩石学报, 2004, 20(6):42-53.
[9]	李江海, 钱祥麟, 黄雄南, 等. 华北陆块基底构造格局及早期大陆克拉通化过程[J]. 岩石学报, 2000, 16(1):1-10.
[10]	SANTOSH M, ZHAO D P, KUSKY T M. Mantle dynamics of the Paleoproterozoic North China Craton: A perspective based on seismic tomography[J]. Journal of Geodynamics, 2010, 49(1): 39-53. DOI URL
[11]	LI S R, SANTOSH M, ZHANG H F. Inhomogeneous lithospheric thinning in the central North China Craton: Zircon U-Pb and S-He-Ar isotopic record from magmatism and metallogeny in the Taihang Mountains[J]. Gondwana Research, 2013, 23(1): 141-160. DOI URL
[12]	杨仕道. 冀北银矿成矿地质特征及找矿预测[D]. 长沙: 中南大学, 2000.
[13]	沈利霞, 李文圣, 王自力, 等. 冀北牛圈银金矿及营房银铅锌矿深部成矿预测[J]. 地质找矿论丛, 2012, 27(4):450-457.
[14]	邵伟, 陈光远, 孙岱生. 黄铁矿热电性研究方法及其在胶东金矿的应用[J] .现代地质, 1990, 4(1):46-57.
[15]	HILL P A, GREEN R. Ther moelectricity and resistivity of pyrite from Renison Bell and MTB ischoff[J]. Tasmania Economic Geology, 1962, 57: 579-586.
[16]	卿敏, 韩先菊. 金矿床主要矿物标型特征研究综述[J]. 黄金地质, 2003, 9(4):39-45.
[17]	李红兵, 曾凡治. 金矿中的黄铁矿标型特征[J]. 地质找矿论丛, 2005, 20(3):199-203.
[18]	孟繁聪, 孙岱生. 山东烟台南张家金矿黄铁矿的标型特征[J]. 现代地质, 2001, 15(2):231-236.
[19]	邵洁涟. 伟晶岩矿床的找矿矿物学标志[J]. 地质地球化学, 1988, 1(1):1-3.
[20]	АНДРЕЕВ Б С. Пирит золоторудных месторождений[M]. Москва:И зд Наука, 1992:51-63.