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三條嶺—義興寨—伯強—蒿地堂北西向構造-巖漿活動帶中的巖體

這是位於燕山臺褶帶西部五臺山—恒山臺隆中的壹個構造-巖漿活動帶。較唐河構造-巖漿活動帶中的火山活動強烈程度明顯減弱,但侵入體與次火山巖體又較其發育。其中包括應縣南部的中酸性侵入體(羅家窊石英長石斑巖巖床、長城溝花崗閃長斑巖巖體、黃楊樹花崗斑巖巖體和鵲溝石英二長斑巖脈等);繁峙縣北的孫莊復合巖體和義興寨次石英斑巖(次火山頸)體群;繁峙縣東南鹿骨崖復合巖體、伯強花崗閃長(斑)巖體、後峪二長花崗巖體、耿莊復合巖體和茶坊復合巖體等;五臺縣北東鐵瓦殿、古花巖及古花巖南、羅泉灣、山塘灣、盤道、碓臼、大底—黑崖和羅泉灣黑雲母花崗巖巖體等;五臺縣蒿地堂火山頸隱爆角礫巖筒群等。此構造-巖漿活動向南東延入河北省境後,尚有河北省阜平縣張家莊和馬蘭等巖體。整個構造-巖漿活動帶走向310°~330°方向,山西省內長約75km,是晉東北地區燕山中期中酸性—酸性淺成—超淺成侵入體發育的構造-巖漿巖帶。但是,這些巖體中更多是屬殼源重熔型中酸性、酸性侵入巖系列,或者是巖體中心相為過渡性重熔型,而過渡相或邊緣相屬殼源重熔型。現對其中與多金屬礦成礦作用相關的代表性巖體敘述如下。

(壹)孫莊復合巖體

該復合巖體位於孫莊東1.5km,出露面積約4km2。巖性為燕山中期早階段含石英正長閃長巖,中部為燕山中期晚階段花崗閃長斑巖,中心為花崗斑巖。巖體北部有石英閃長玢巖脈穿插(圖3-17)。

圖3-17 孫莊雜巖體與圍巖及斑巖穿切關系示意圖

1—花崗閃長巖;2—花崗斑巖;3—閃長巖

含石英正長閃長巖呈灰色,半自形不等粒結構。礦物組成有中長石(2~5 mm,50%)中長石(2~3 mm,20%)、普通角閃石(1~4 mm,10%~15%)、黑雲母(1~3 mm,3%~5%)、石英(1~3 mm,≥5%)和壹些副礦物(0.2~2 mm,2%~5%)等。

花崗閃長斑巖呈灰白色,微帶褐黃色,似斑狀結構。斑晶成分有為中長石(2~5 mm×5~10 mm,30%~35%)、鉀長石(5~10 mm,1%~2%)、角閃石(2~6 mm,0.5%)、黑雲母(1~5 mm,3%~5%)和石英(1~5 mm,2%~3%)等;基質(0.5~1 mm)呈細粒花崗結構,礦物成分有正長石(20%~25%)、石英(15%)、更長石(15%)和白雲母(1%)等。

花崗斑巖呈褐黃色,似斑狀結構。斑晶(2 mm×4 mm)成分有斜長石(10%)、石英(2%~3%)、少量鉀長石與黑雲母等;基質(1 mm)成分有石英(≥20%)、正長石(40%~45%)、更長石(15%)和白雲母等。副礦物成分主要為磁鐵礦與磷灰石等。特點是黃鐵礦和閃鋅礦質量分數高(分別為31×10-6和17×10-6)。

復合巖體的化學成分如表3 -15 所列,特征是K2O+Na2O質量分數高,CaO、MgO和Fe2O3質量分數低。

表3-15 義興寨各巖體化學成分質量分數 wB/%

註:Ⅰ.孫莊復合巖體:1.花崗斑巖;2.花崗閃長斑巖(4個樣);3.含石英正長閃長巖(2個樣);Ⅱ.義興寨火山頸及其他脈巖:4.霏細斑巖;5.石英斑巖;6.流紋狀石英斑巖(2個樣);7.南門山火山頸-次石英斑巖(4 個樣);8.灣火山頸-次石英斑巖(4個樣)。

(據武鐵山等,1983)

(二)義興寨火山頸相石英斑巖體

本地區有河灣、南門山、鐵塘硐和金雞嶺等4個火山頸巖管,長並常見許多北西向、少數南北向和北東向展布的石英斑巖與霏細斑巖脈,以及近南北向含金石英脈(圖3-18)。

隱爆角礫巖筒均呈近圓形,其中以河灣火山頸規模最大(500 m×550 m);南門山火山頸東西長650 m,寬100~200 m;鐵塘硐火山頸直徑200 m×250 m;金雞嶺火山頸直徑170 m。鐵塘硐和金雞嶺火山頸內除見少量隱爆角礫巖外,多被矽卡巖充填,前兩個火山頸主要被次火山巖相——似石英斑巖充填,南門山火山頸內還見有長城系高於莊組白雲巖塌陷角礫。

所有火山頸、石英斑巖脈、霏細斑巖脈和含金構造蝕變巖帶(即含金石英脈)明顯受北西向斷裂破碎帶及其派生裂隙控制。從而成為該構造-巖漿活動帶中的壹段組成部分。火山頸相石英斑巖早於孫莊復合巖體中的輝石正長閃長巖,可能屬燕山早期第二階段的產物。

石英斑巖呈淺灰或灰白色,稀疏斑狀結構,基質呈顯微粒狀結構,塊狀構造,邊部具明顯流紋構造。斑晶(1~2 mm)礦物成分有石英(5%)、鉀長石(1%~2%)和斜長石(2%~3%);基質(0.1~0.4 mm)成分有正長石(40%~45%)、石英(30%~35%)和斜長石(5%~15%)。副礦物成分除常見磁鐵礦、磷灰石和鋯石之外,還有許多褐鐵礦(2030×10-6)、黃鐵礦(2095×10-6)、閃鋅礦(78.8×10-6)、方鉛礦、黃銅礦及自然金等。

霏細斑巖脈壹般呈淺灰色或黃灰色,稀疏斑狀結構,基質為霏細結構,流紋狀構造。與石英斑巖的區別是基質中斜長石體積分數多,正長石體積分數少。斑晶為正長石。

石英斑巖和霏細斑巖的化學成分質量分數參見表3-14。

(三)茶坊復合巖體

位於茶坊北村1.5km,巖體東西寬350m,南北向長400~450m。以燕山中期第壹階段正長閃長巖為主,第二階段花崗閃長斑巖呈北西向穿插主巖體。(圖3-19)。

圖3-18 義興寨金礦田地質構造圖

1—現代河床疏松沈積物;2—黃土;3—砂礫夾黏土層,底部礫巖層(古河床砂金);4—金剛庫組火山沈積-矽鐵建造;

5—五臺期英雲閃長巖;6—閃長玢巖;7—閃長巖體;8—孫莊閃長雜巖體;9—石英斑巖;10—隱爆角礫巖筒;

11—含金構造蝕變巖帶及編號;12—砂金礦點;13—巖金礦床;14—橫張斷裂;15—脆-韌性剪切帶

茶坊巖體位於北西向與近東西向斷裂交叉部位,圍巖為五臺期奧長花崗巖-英雲閃長巖(即北臺巖體)和高於莊組白雲巖。巖體東側有矽卡巖型鐵礦,北東寨東溝壹帶沿北臺巖體(變質巖為黑雲斜長片麻巖)的片麻理裂隙有許多含金與多金屬礦脈。

茶坊復合巖體中部相為中粗粒含石英正長閃長巖,邊緣相為含輝石正長閃長巖。中粗粒含石英正長閃長巖呈肉紅色,自形晶粒狀結構,塊狀構造。礦物成分有斜長石(2~5 mm,50%~55%)、正長石(2~4 mm,20%~25%)、黑雲母(0.1~0.5 mm,<0.5%)和石英(1~2 mm,≥5%)等。

含輝石正長閃長巖顏色較暗,自形晶粒狀結構,塊狀構造。礦物成分有斜長石(1 mm,50%~55%)、正長石(1 mm,15%)、普通角閃石(0.5~2 mm,10%~15%)、普通輝石(1 mm,5%~10%)、黑雲母(0.1~0.5 mm,3%~5%)和石英(0.5~1 mm,3%~5%)等。

圖3-19 茶坊復合巖體地質剖面圖

①五臺期奧長花崗巖-英雲閃長巖;②長城系高於莊組白雲巖;③含輝石正長閃長巖;

④含石英正長閃長巖;⑤花崗閃長斑巖;⑥矽卡巖及接觸交代鐵礦體

花崗閃長斑巖壹般呈淺褐灰色,斑狀結構,基質呈細粒花崗結構。斑晶(2~5 mm)成分有斜長石(5%~10%)、鉀長石(3%~5%)和石英(3%)等;基質(<1 mm)礦物成分有斜長石(40%)、正長石(20%)、石英(15%~20%)和黑雲母(1%~2%)等。

含石英正長閃長巖和含輝石正長閃長巖的副礦物成分中,磁鐵礦質量分數高((10509~17868)×10-6),尚見有黃鐵礦及微粒方鉛礦等。花崗閃長斑巖的副礦物相對貧乏,但重晶石質量分數較高(189×10-6)。微量元素成分中,Cu豐度高((50~70)×10-6)。

復合巖體的化學成分如表3-16所列。由此可見,正長閃長巖SiO2質量分數偏低,而(K2O+Na2O)質量分數較高,w(Na2O)>w(K2O),裏特曼指數δ=4,屬鈣堿性。

表3-16 茶坊復合巖體化學成分質量分數 wB/%

註:1.矽化花崗閃長斑巖;2.花崗閃長斑巖;3.含石英正長閃長巖;4.含輝石正長閃長巖。

茶坊村東旁有壹個隱爆角礫巖體,出露面積僅1 m2,它是整個伯強地區次火山巖活動區的壹部分。

(四)伯強花崗閃長斑巖體

該巖體呈北東—南西向出露,長600 m以上,寬300~450 m,圍巖為五臺期奧長花崗巖-英雲閃長巖及長城系高於莊組白雲巖。巖體呈典型的“蘑菇狀”,頂蓋部分沿高於莊組下部順層向西壹直伸出500~600 m,且被後峪楊樹溝二長花崗巖穿切。該巖體通稱為淺成相斑巖體,因分異相變產生壹系列巖石,如花崗閃長巖、石英正長巖和長石石英斑巖等。這個巖體是晉東北地區已知最大規模的成礦斑巖體。在巖體西側還見有隱爆角礫巖。

花崗閃長斑巖呈淺紅色和灰紅色,中粒花崗結構及斑狀結構,塊狀和流紋狀構造。礦物組成有中長石(2~4 mm,40%~45%)、正長石(1~3 mm,25%)、石英(1~2 mm,20%~25%)和普通角閃石(1~3 mm,5%)等。副礦物中除較多磁鐵礦外,尚有黃鐵礦、方鉛礦、褐鐵礦和輝鉬礦等。巖石化學成分如表3 -17 所列。與中國花崗閃長巖相比,SiO2和K2O質量分數高。

表3-17 伯強和楊樹溝巖體化學成分質量分數 wB/%

註:伯強巖體:1.花崗閃長巖(2個樣);2.石英閃長巖;3.石英正長巖(2個樣);4.花崗巖;楊樹溝巖體:5.二長花崗巖。

20世紀50年代218地質隊對與伯強巖體相關的鉬、銅礦進行了地質勘探,20世紀末211地質隊又對與此巖體有關的柴樹嶺金礦進行普查評價。在此巖體南側還有許多北西向和近南北向的含金石英脈與條帶狀含金構造蝕變巖,這些不同類型的礦化統屬同壹成礦系列。

(五)楊樹溝二長花崗巖巖體

此巖體位於繁峙縣後峪村西北,呈近圓形巖株狀,直徑約300m,出露面積0.1km2,圍巖為高於莊組白雲巖及下寒武統頁巖夾薄層灰巖、泥灰巖。接觸帶已角巖化和大理巖化,北側和西側見有矽卡巖型高品位銅、鉛、鋅多金屬礦化,但礦體規模很小。

二長花崗巖體呈淺灰色,似斑狀中細粒花崗結構,塊狀構造。斑晶礦物成分有鉀長石(5~8 mm,5%)、正長石(10~15 mm,10%~15%)和石英(3~5 mm,5%)等;基質礦物成分有更長石(2~3 mm,25%)、正長石(2~3 mm,20%~15%)、石英(2~3 mm,20%~25%)、白雲母(0.5~2 mm,1%~2%)和黑雲母(0.5~2 mm,2%~3%)等。副礦物成分中黃鐵礦較多(9287×10-6),其他有磷灰石、黃銅礦、輝鉬礦與褐鐵礦等。微量元素成分中 w(Cu)為(50~100)×10-6、w(Pb)為(10~30)×10-6。巖石化學成分質量分數見表3-16。

武鐵山等(年份)根據同位素年齡值(186.3Ma)及其產狀和形成深度,將其列為燕山早期,先於伯強巖體生成。但是,從楊樹溝內鉆孔資料來看,楊樹溝巖體又穿切伯強巖體頂蓋,且向西沿高於莊組下部層位拉伸出的長石石英斑巖巖床。所以,這類巖體的先後生成順序要慎重判別。

(六)耿莊復合巖體

此巖體位於伯強巖體之西,耿莊村南。明顯受北西向鴻門巖斷裂系統控制(圖3-20)。巖體長軸近南北向,出露長850 m,寬400 m,復合巖體主體為火山頸相角礫巖,淺成—超淺成亞堿性花崗斑巖及晚期次火山巖相巖石緊密伴隨在隱爆角礫巖中。由於這些巖石被火山爆發震碎,又經後期熱液蝕變和次火山巖的穿插,使復合巖體組成及生成順序還不十分明了。武鐵山等(1983)根據壹些巖石學及巖石化學資料,將復合巖體中各種巖石生成順序先後列為:

圖3-20 耿莊金銀礦礦體地質構造(Ⅰ)及礦區地質圖(Ⅱ)

1—復成分隱爆角礫巖;2—黏土巖質角礫巖;3—石灰巖角礫巖,其他角礫成分還有炭質頁巖、花崗巖質和片麻巖類;4—鉀質花崗斑巖;5—鉀鈉質花崗巖;6—北臺巖體;7—多金屬礦體;8—勘探線與鉆孔;9—隱爆角礫巖筒;10—橫張斷層;11—扭性斷層;12—次級斷裂;13—斷層

晉東北中生代巖漿熱液型多金屬礦床地質特征及找礦方向

燕山中期第壹、二階段——淺成侵入階段,形成正長閃長巖。

巖石化學成分如表3-18所列,表明K2O質量分數高,且大於Na2O。

表3-18 耿莊復合巖體化學成分質量分數 wB/%

註:1.石英長石斑巖(3個樣);2.流紋斑巖(2個樣);3.花崗閃長斑巖;4.蝕變正長閃長巖(3個樣)。

(七)莊旺復合巖體

位於三條嶺-義興寨-伯強-蒿地堂構造-巖漿活動帶的中南段,繁峙縣莊旺村北1 km處。巖體呈北東向延展,長3km,寬600~800 m,面積約2 km2。巖體圍巖為五臺群黑雲角閃變粒巖、斜長角閃巖夾磁鐵石英巖等。二者呈侵入接觸關系(圖3-21)。

圖3-21 莊旺復式巖體地質圖

1—第四紀沖積物;2—五臺群;3—拉輝煌斑巖;4—隱爆角礫巖筒及隱爆角礫巖;

5—正長閃長巖;6—蝕變帶;7—斷層

莊旺復合巖體的主體為燕山中期第壹階段正長閃長巖,西南部有隱爆角礫巖筒狀的燕山中期第二階段巨斑狀花崗斑巖,直徑600 m左右,面積約0.35 km2。花崗斑巖又被燕山晚期拉輝煌斑巖墻穿插。

正長閃長巖體邊緣相為中細粒—細粒輝石正長閃長巖,中心相為中粒正長閃長巖。

輝石正長巖呈深灰色,細—中細粒半自形粒狀結構,塊狀構造。礦物組成有中長石(2~4 mm,50%~55%)、正長石(2 mm,10%~15%)、普遍角閃石(1~3 mm,10%)、普通輝石(1~3mm,10%)和黑雲母(1~2mm,3%~5%)。副礦物有磷灰巖、榍石和鋯石等(0.1~2mm,2%~5%)。

正長閃長巖呈灰色,中粒半自形粒狀結構,塊狀構造。礦物組成有中長石(2~6 mm,55%)正長石(2~3 mm,≥15%)、黑雲母(1~3 mm,3%~5%)和石英(1~3 mm,3%~5%)等。副礦物與輝石正長巖相同。

莊旺巖體的巖石化學成分質量分數如表3-19所列,其特征是w(SiO2)低,w(Na2O+K2O)相對較高,δ=4.94,懷特堿度率AR =1.98,巖石偏堿性。花崗斑巖w(K2O+Na2O)較高,w(CaO)、w(MgO)、w(FeO)低,δ=2.25、AR=3.32。

表3-19 莊旺復合巖體化學成分質量分數 wB/%

註:1.正長閃長巖(15個樣平均);2.花崗斑巖(11個樣平均);3.煌斑巖(2個樣平均)。

爆破角礫巖中Cu、Pb、Mo和Sn等元素質量分數較高。

莊旺巖體中的角礫狀花崗斑巖經兩次爆發,花崗斑巖侵入前後各壹次。伴隨第二次爆發發生強烈絹雲母化、矽化、綠泥石化、碳酸鹽化、黃鐵礦化及Cu、Au和Pb、Mo礦化。

(八)蒿地堂火山頸相隱爆角礫巖及次火山巖相花崗斑巖-石英斑巖

由3個緊密相鄰的巖枝狀小巖體構成長軸近北東向橢圓形小巖株,長600 m、寬300 m,面積約0.18 km2。周邊有7個隱爆角礫巖筒,長條狀、橢圓狀或不規則狀,在剖面上呈“漏鬥”狀或“喇叭”狀,傾角60°~85°,傾向北。最大的2號隱爆角礫巖筒長200 m,寬25 m;4號隱爆角礫巖筒長120 m,寬35 m。這些隱爆角礫巖筒中均有不同程度矽化、碳酸鹽化、高嶺土化、絹雲母化和伊利石化,並伴有高品位Pb、Zn、Cu礦化。

激電異常特征表明,這些隱爆角礫巖筒向深部有範圍擴大、相連,具有向上分叉呈樹枝狀的特征。