山西省代县滩上一带隐爆角砾岩地球物理和地球化学特征及其地质意义

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2019.04.04

摘要/Abstract

摘要：

隐爆角砾岩型金矿是国内外一种具有重要经济价值的矿床类型。在分析山西代县滩上隐爆角砾岩区的金多金属矿床地质背景、地球物理及地球化学特性的基础上,研究滩上一带隐爆角砾岩的岩石化学特征,发现该区金多金属矿体赋存部位位于岩体内、内外接触带及四集庄组岩组捕虏体中。研究认为,金多金属矿由石英斑岩中硫化物局部富集形成,其主要物质来源与滩上岩体之岩浆期后热液有关,黄铁矿化隐爆角砾岩为容矿岩石,断裂及其次级断裂、裂隙等构造活动为金矿体的形成提供了良好的导矿通道,燕山期中酸性浅成-超浅成岩浆活动为研究区成矿提供了大量含矿热液和成矿物质。

关键词: 隐爆角砾岩, 金矿床, 地球物理特征, 地球化学特征, 山西省代县滩上

Abstract:

Cryptoexplosive breccia type gold deposit is an important and economic deposit. We conducted a detailed geological investigation of the Tanshang Au-polymetallic deposit in Daixian County, Shanxi Province, and analyzed its geophysical and geochemical characteristics. Combining petrographic studies of the cryptoexplosive breccias, it is revealed that the Au-polymetallic ores were formed by the local enrichment of sulfides in the quartz porphyry, which is in the Tanshang intrusive complex, the endo-/exo-contact zones of the intrusion and xenoliths from the Sijizhuang Formation. The ore-forming materials were mainly from the post-magmatic hydrothermal altered Tanshang intrusion, while the ore host is the pyritized cryptoexplosive breccia. The faults and its secondary structures may have provided the fluid conduits and ore depositional sites for the mineralization. The ore-forming material and fluids were mainly from the post magmatic hydrothermal alteration of Yanshanian intermediate-acidic (sub-) hypabyssal rocks in this area.

Key words: cryptoexplosive breccia, gold deposit, geophysical characteristic, geochemical characteristic, Tanshang,Daixian County,Shanxi Province

中图分类号:

侯彦明, 王云章, 徐永婧, 张雪梅. 山西省代县滩上一带隐爆角砾岩地球物理和地球化学特征及其地质意义[J]. 现代地质, 2019, 33(04): 727-737.

HOU Yanming, WANG Yunzhang, XU Yongjing, ZHANG Xuemei. Geophysical and Geochemical Characteristics of Cryptoexplosive Breccias at Tanshang, Daixian, Shanxi Province and Their Geological Significance[J]. Geoscience, 2019, 33(04): 727-737.

图/表 12

图1 滩上一带金、多金属矿区域地质简图①(① 张毅,胡玉红,牛琨,等. 山西省代县滩上一带金、多金属矿普查(续作)地质报告[R]. 忻州:山西省地质勘查局二一一地质队,2016.) 1.第四系;2.新近系;3.滹沱群四集庄组;4.五台群磨河组;5.五台群张仙堡组;6.五台群鸿门岩组;7.玄武岩;8.石英斑岩;9.正长斑岩;10.花岗闪长斑岩;11.闪长玢岩;12.长石石英斑岩;13.闪长岩;14、15.隐爆角砾岩;16、17.含角质石英斑岩;18.变辉长辉绿岩;19.接触变质界线;20.沉积不整合接触界线;21.岩层产状;22.片理产状;23.正断层黄铁矿化、高岭土化,外接触带有硅化、黄铁矿化、碳酸盐化、绢云母化、高岭土化、绿泥石化。

Fig.1 Simplified geologic map of the Tanshang Au-polymetallic orefeild

图2 滩上一带断裂构造体系简图[10] 1.燕山期热液型金矿;2.燕山期热液型金银矿;3.燕山期岩浆型金矿;4.水系;5.岩体;6.航片解译和实地结合的断裂;7.航片解译的断裂

Fig.2 Simplified tectonic map of the Tanshang area

图3 代县滩上金多金属矿地质简图①(① 张毅,胡玉红,牛琨,等. 山西省代县滩上一带金、多金属矿普查(续作)地质报告[R]. 忻州:山西省地质勘查局二一一地质队,2016.)

Fig.3 Simplified geologic map of the Tanshang Au-polymetallic deposit at Daixian

图4 隐爆角砾岩

Fig.4 Photo of cryptoexplosive breccia

表1 滩上岩(矿)石物性参数统计

Table 1 Statistics of physic parameters of the Tanshang regional rocks(ores)

岩性	统计块数	极化率/%			电阻率/(Ω·m)
岩性	统计块数	变化范围	几何均值		变化范围	几何均值
变质长石石英岩	17	3.11~5.215	4.108	437.06~3 549.38		1 379.32
变质砾岩	19	0.506~2.331	1.574	310.43~6 960.48		1 784.56
长石石英斑岩	15	1.035~2.979	2.198	111.17~483.37		245.30
角砾岩	18	2.019~4.08	2.632	275.58~912.34		505.42
石英斑岩	15	2.126~9.051	3.261	372.02~2 572.77		880.53
酸性角砾熔岩	27	1.23~3.92	2.664	97~1 726		540.3
黄铁矿化隐爆角砾岩	21	4.52~17.38	7.980	171~2 118		681.1
细晶石英斑岩	17	2.39~3.57	2.935	224~864		557.6
变质粉砂岩	18	2.57~7.64	4.481	32~674		186.3
黄铁矿化石英斑岩	20	2.61~12.90	5.371	104.5~1 168		336.5
黄铁矿化细晶石英斑岩	17	4.66~13.81	7.996	881~3 026		2 447.8

图5 滩上一带金、多金属矿ηs等值线平面图 1.第四系;2.新近系;3.滹沱群四集庄组;4.玄武岩;5.正长斑岩;6.长石石英斑岩;7.闪长岩;8、9.隐爆角砾岩;10、11.含角砾石英斑岩;12.接触变质界线;13.沉积不整合接触界线;14.ηs高值区;15.ηs等值线

Fig.5 Contour map marked ηs of Au-polymetallic deposits at Tanshang

图6 分析元素变化程度图

Fig.6 Diagram showing the degree of variation of the analyzed element

表2 研究区主要岩性地球化学特征

Table 2 Geochemical characteristics of major rock types in the study area

元素	全区(1 036个样本)				石英斑岩(855个样本)				角砾熔岩(88个样本)				闪长岩(52个样本)
元素	C_V	S	X/10^-6		C_V	S	X/10^-6		C_V	S	X/10^-6		C_V	S	X/10^-6
Ag	0.83	1.72	2.08	0.84		1.70	2.02	0.59		1.73	2.92	0.88		1.80	2.03
As	2.34	73.96	31.67	2.41		80.20	33.21	0.81		23.01	28.54	1.64		43.70	26.73
Au	3.80	174	45.67	3.94		183	46.42	2.04		72.27	35.37	3.46		177	51.09
Bi	2.60	9.68	3.72	2.70		9.65	3.58	1.56		7.21	4.62	3.17		12.49	3.94
Cu	1.34	74.94	55.79	1.39		78.16	56.30	0.92		46.65	50.86	1.38		50.88	36.77
Hg	3.67	0.07	0.02	3.99		0.07	0.02	0.39		0.01	0.02	0.37		0.01	0.01
Mo	2.05	59.48	29.06	2.17		62.53	28.84	1.03		44.18	42.98	2.10		44.97	21.41
Pb	2.44	637	261	1.64		475	291	1.75		418	239	2.55		675	264
Sb	2.60	2.87	1.11	2.57		3.14	1.22	0.85		0.55	0.66	1.29		0.76	0.59
W	0.80	10.54	13.10	0.81		10.27	12.64	0.60		9.88	16.39	0.93		15.87	17.05
Zn	1.54	239	155	1.59		241	152	1.47		212	145	1.38		273	198

图7 滩上一带金、多金属矿Mo地球化学异常图 1.第四系;2.新近系;3.滹沱群四集庄组;4.玄武岩;5.正长斑岩;6.长石石英斑岩;7.闪长岩;8、9.隐爆角砾岩;10、11.含角砾石英斑岩;12.接触变质界线;13.沉积不整合接触界线;14.Mo异常高值区;15.Mo异常区

Fig.7 Gold anomaly map of the Tanshang Au-polymetallic orefield

图8 滩上一带金、多金属矿Au地球化学异常图 1.第四系;2.新近系;3.滹沱群四集庄组;4.玄武岩;5.正长斑岩;6.长石石英斑岩;7.闪长岩;8、9.隐爆角砾岩;10、11.含角砾石英斑岩;12.接触变质界线;13.沉积不整合接触界线;14.Au异常高值区;15.Au异常区

Fig.8 Geochemical anomalies of element Au in Tanshang regional Au-polymetallic ore deposit

表3 综合异常特征

Table 3 Characteristics of elemental anomalies

序号	综合NAP值	元素组合	排序
综合1	20 221	As、Sb	9
综合2	30 554	Au、As	8
综合3	97 617	Au、Pb、Cu、Mo、W、Bi、Zn	5
综合4	791 757	As、Cu、Au、Pb、Mo、Sb、Hg、Zn、Ag、W	1
综合5	240 104	Hg、As、W、Au	3
综合6	68 838	Zn、Au、Cu、Ag	6
综合7	49 197	Cu、Ag、Zn	7
综合8	594 629	Ag、Au、W、As、Pb、Cu、Hg、Bi、Mo、Zn	2
综合9	144 961	Bi、Pb、Mo	4

图9 滩上一带金、多金属矿地球化学综合异常图 1.第四系;2.新近系;3.滹沱群四集庄组;4.玄武岩;5.正长斑岩;6.长石石英斑岩;7.闪长岩;8、9.隐爆角砾岩;10、11.含角砾石英斑岩;12.接触变质界线;13.沉积不整合接触界线;14.综合异常区

Fig.9 Integrated geochemical anomaly map of Tanshang Au-polymetallic orefield

参考文献 32

[1]	HENLEY R W, ELLIS A J. Geothermal systems ancient and modern: a geochemical review[J]. Earth Science-Reviews, 1983,19(1):1-50. DOI URL
[2]	SILLITOE R H. Ore-related breccias in volcano plutonic arcs[J]. Economic Geology, 1985,80(6):1467-1514. DOI URL
[3]	NORMAN D I, AWKINS F J. The Tribag breccias pipes: Precambrian Cu-Mo deposits,Batchawana Bay,Ontario[J]. Economic Geology, 1985,80(5):1593-1621. DOI URL
[4]	CHEN Y J, SAWKINS F, LI N, et al. Isotope systematics and fluid inclusion studies of the Qiyugou breccia pipe-hosted gold deposit, Qinling Orogen, Henan province, China: Implications for ore genesis[J]. Ore Geology Reviews, 2009,35(2):245-261. DOI URL
[5]	HEDENQUIST J W, HENLEY R W. Hydrothermal eruptions in the Waiotapu geothermal system, New Zealand : their origin, associated breccias, and relation to precious metal mineralization[J]. Economic Geology, 1985,80(6):1640-1668. DOI URL
[6]	陈云杰, 赵如意, 武彬. 甘肃龙首山地区芨岭铀矿床隐爆角砾岩发现及成因探讨[J]. 地质与勘探, 2012,48(6):1101-1108.
[7]	艾霞. 隐爆角砾岩型金矿成矿地质条件构造类型及找矿标志[J]. 矿床地质, 2002,21(增刊):569-672.
[8]	宋保昌, 张宝林, 王杰, 等. 隐爆角砾岩型金矿的成矿机理探讨[J]. 矿床地质, 2002,21(增刊):662-665.
[9]	宋世伟, 张成江, 黄小东. 热液隐爆角砾岩成矿过程分析[J]. 高校地质学报, 2013,19(增刊):234-235.
[10]	余成华, 张恩世, 侯金元, 等. 山西高凡金(银)矿地质特征矿床成因和找矿矿物学研究[M]. 武汉: 中国地质大学出版社, 1989: 14-15.
[11]	余成华. 山西“滩上杂岩体”与金的成矿关系[J]. 山西地质, 1993,8(2):187-197.
[12]	王忠. 内蒙古陈家杖子隐爆角砾岩型金矿床地质特征及找矿方向[J]. 中国地质, 2004,31(2):206-212.
[13]	于学峰, 方宝明, 韩作振. 鲁西归来庄金矿田成矿系列及成矿作用研究[J]. 地质学报, 2009,83(1):55-64.
[14]	卿敏, 韩先菊. 隐爆角砾岩型金矿研究述评[J]. 黄金地质, 2002,8(2):1-7.
[15]	叶荣, 赵伦山, 沈镛立. 山西义兴寨金矿床地球化学研究[J]. 现代地质, 1999,13(4):415-418.
[16]	叶荣, 赵伦山, 沈镛立, 等. 义兴寨金矿成矿作用地质地球化学动力学研究[J]. 现代地质, 1997,11(1):58-65.
[17]	山西省地质勘查局. 山西省区域地质志[M]. 北京: 地质出版社, 1991: 38-40.
[18]	周振昊, 杜远生. 贵州铜仁枫木寨隐爆角砾岩筒的发现及地质意义[J]. 地质科技情报, 2013,32(1):94-98.
[19]	王崇云. 地球化学找矿基础[M]. 北京: 地质出版社, 1987: 202-203.
[20]	朱有光, 李泽九, 胡以铿, 等. 区域地球化学异常系统评价的思路与方法[J]. 地质科技情报, 1997,16(2):97-103.
[21]	庞尔成, 席伟杰, 施光海, 等. 山西代县滩上钼多金属矿床辉钼矿Re-Os同位素测年及其地质意义[J]. 地球学报, 2012,33(5):787-793.
[22]	章增凤. 隐爆角砾岩的特征及其形成机制[J]. 地质科技情报, 1991,10(4):1-5.
[23]	胡承绮, 冯佐海, 王林江, 等. 中酸性隐爆角砾岩、次火山(超浅成)岩与成矿的关系:以广西贵港新民—吉塘铜银矿区为例[J]. 地质与勘探, 1997,33(4):1-6.
[24]	李生元, 马小兵. 晋东北隐爆岩及其对金银的控矿意义[J]. 地质找矿论丛, 1999,14(4):8-14.
[25]	杨全林. 山西代县滩上一带金、多金属矿矿床特征及矿床成因浅析[J]. 科技创新与生产力, 2011(3):100-102.
[26]	张璞. 论山西代县滩上金、多金属矿地质特征及找矿标志[J]. 华北国土资源, 2013(4):85-86.
[27]	李百福. 代县滩上多金属矿成矿特征简析[J]. 华北国土资源, 2016(2):90-91.
[28]	苏彩萍. 代县滩上金银矿床类型成矿序列特征分析[J]. 太原科技, 2009(3):65-67.
[29]	何云龙, 魏俊浩, 谭文娟, 等. 山西堡子湾隐爆角砾岩型金矿矿床隐爆机制研究[J]. 矿产与地质, 2008,22(5):377-380.
[30]	张文亮, 李朝辉. 堡子湾金矿床成因及成矿模式[J]. 地质找矿论丛, 2001,16(2):125-130.
[31]	吴保全. 山西堡子湾金矿床地质地球化学特征[J]. 铀矿地质, 2003,19(4):220-224.
[32]	韩金良, 张宝林, 魏广庆, 等. 山西堡子湾金矿的矿床成因与成矿时代探讨[J]. 矿床地质, 2002,21(增刊):598-601.