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1緒論1.1選題的目的與意義1.本文的研究流程準(zhǔn)備按照木吉村斑巖銅礦的區(qū)域地質(zhì)特征、礦床地質(zhì)特征和樣品分析化學(xué)元素的思路進(jìn)行探討,以求最終得出礦床的成因機(jī)制,并且總結(jié)出成礦模式。2.探討木吉村礦田與埃達(dá)克巖之間是否存在關(guān)聯(lián),埃達(dá)克巖有固定的地球化學(xué)特征,通過(guò)樣品分析加以作圖得出礦區(qū)內(nèi)巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù),與埃達(dá)克巖的特定數(shù)值相比較得出結(jié)果。3.我國(guó)一直把銅當(dāng)做戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源,因?yàn)槠洳杉^少但是需求又大于供給,所以在我國(guó)把銅放在礦產(chǎn)勘查項(xiàng)目中首要地位,銅資源的勘查采集逐漸成為我國(guó)地質(zhì)找礦的又一重要任務(wù)。斑巖型銅礦床一直為全球的各個(gè)國(guó)家提供大量的Cu、Mo等資源,所以每個(gè)國(guó)家對(duì)其的開(kāi)發(fā)都投入了大量的心血。而位于保定市淶源縣的木吉村礦田,是河北省正在勘探的大型銅礦之一。1.2區(qū)域地理位置及交通條件木吉村斑巖銅礦區(qū)坐落于河北省淶源縣,礦區(qū)位于淶源縣城EN方向20公里處,礦區(qū)坐標(biāo)為:東經(jīng)114°50′15″~114°51′30″;北緯39°21″00′~39°21′45″,覆蓋面積達(dá)到6平方千米,構(gòu)造上處于NNE向上黃旗-烏龍溝深斷裂帶。圖1-1淶源木吉村地理位置圖Figure1-1GeographicmapofMujiVillage,Laiyuan本地屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候,春夏秋冬四個(gè)季節(jié)各自特征明顯,常年有雨,年平均氣溫徘徊在18.3℃左右。21世紀(jì)以來(lái),保定地質(zhì)工程勘查院曾來(lái)此進(jìn)行研究調(diào)查,通過(guò)一段艱苦時(shí)間的作業(yè),發(fā)現(xiàn)Cu綜合內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量能夠超過(guò)98萬(wàn)t,而Cu金屬資源量超過(guò)77萬(wàn)t;另外發(fā)現(xiàn)礦床還富含其他礦產(chǎn),比如Mo、Au、Ag、S等多種物質(zhì)。據(jù)估計(jì)本礦床的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出500億元,令人驚喜的是目前礦床邊界還沒(méi)確定,所以其還有很多探明領(lǐng)域,最重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值仍然有巨大的提升空間。1.3研究現(xiàn)狀1.3.1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與淺成或超淺成中酸性斑巖體在時(shí)間上、空間上和成因上有關(guān)的細(xì)脈浸染型礦床,通稱為斑巖型礦床,斑巖型礦床過(guò)去又被稱為細(xì)脈浸染型礦床[1]。斑巖型礦床一般誕生在匯聚板塊的周邊地帶,大部分為大洋板片俯沖形成的島弧和陸緣弧環(huán)境,以及陸?陸碰撞造山背景。斑巖型礦床在目前時(shí)代的各種領(lǐng)域中都具有不同的作用,例如歷史遺跡、社會(huì)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等。根據(jù)搜集的數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)斑巖型銅礦床是全世界范圍內(nèi)Cu資源的主要生產(chǎn)者,其中斑巖型銅礦床生產(chǎn)的Cu占全球銅總儲(chǔ)量的50%以上,地球中被發(fā)現(xiàn)的大于500萬(wàn)t的銅礦床中,斑巖型銅礦床占四分之三左右[2]。很多地質(zhì)專家都做了其形成與大洋板片俯沖相關(guān)聯(lián)的經(jīng)典巖漿弧環(huán)境斑巖礦床的工作[3-6]。大體上破解出了含礦斑巖的形成、巖漿侵位原因、圍巖蝕變的成因、礦化遍及法則、成礦因子的匯聚、運(yùn)移以及沉淀機(jī)制等突出的地質(zhì)學(xué)術(shù)難題[5,7-8]。就最近幾年,中國(guó)大陸環(huán)境斑巖型礦床當(dāng)做一種嶄新的斑巖銅礦類型慢慢的被我國(guó)礦床地質(zhì)專家認(rèn)同[9-12],成礦概念一次次被總結(jié)完善,并且提出了最新的大陸背景斑巖銅礦成礦新概念:大陸環(huán)境下的軟流圈上涌與巖石圈拆沉導(dǎo)致下地殼過(guò)渡帶大面積發(fā)生熔融,形成高鉀、富水、含氧百分比高的埃達(dá)克質(zhì)巖漿體系,地幔基質(zhì)朝下地殼的匯入為巖漿系統(tǒng)供應(yīng)了大量的S和成礦物質(zhì),源區(qū)角閃石的破裂為埃達(dá)克質(zhì)巖漿系統(tǒng)供應(yīng)了大比重的水,含礦巖漿在壓扭應(yīng)力下進(jìn)入地殼較淺的地方出現(xiàn)大型巖漿房,通過(guò)應(yīng)力松弛徑直出溶高溫、富金屬、含氧百分比高的超臨界流體,并因?yàn)榱黧w沸騰和相分離作用產(chǎn)生大型銅礦[13]。不過(guò),在此前我國(guó)對(duì)大陸型斑巖銅礦的探求大部分匯聚在碰撞造山帶以及克拉通周邊地區(qū)的特別礦床,所以對(duì)克拉通內(nèi)部誕生的斑巖礦床仍然一知半解。1.3.2木吉村斑巖銅礦研究現(xiàn)狀木吉村礦田的位置處在太行山構(gòu)造-巖漿帶以北地區(qū),坐落于華北克拉通中間位置,擁有大陸環(huán)境的斑巖型礦床特征。在1950年左右我國(guó)地質(zhì)從業(yè)人員初步在木吉村礦區(qū)進(jìn)行了許多不同的勘查項(xiàng)目,歷經(jīng)30多年的艱苦開(kāi)發(fā)我國(guó)地質(zhì)人員開(kāi)始對(duì)其進(jìn)行了有規(guī)律的工作,對(duì)木吉村區(qū)域內(nèi)的隱爆角礫巖的產(chǎn)生緣由和成礦構(gòu)造條件分開(kāi)做了具體研究[14-15],并且把區(qū)域內(nèi)巖漿巖的巖相學(xué)、蝕變巖石學(xué)和地球化學(xué)做了周到的分析[16-18]。最近一段時(shí)間,因?yàn)槟炯邈~礦達(dá)成了巨大找礦成果,所以作為太行山以北地區(qū)獨(dú)一無(wú)二的已有些眉目的大型銅礦,木吉村礦床又一次展現(xiàn)在世人眼中。我國(guó)地質(zhì)專家對(duì)木吉村礦田中的蝕變類別和分帶特點(diǎn)全部做了細(xì)致的總結(jié)[19-20],并且研究了區(qū)域巖漿作用和成礦規(guī)律,同時(shí)其與華北克拉通破壞作用之間的聯(lián)系也在逐步進(jìn)行分析[21-24]。1.4研究?jī)?nèi)容及研究方法1.4.1研究?jī)?nèi)容=1\*GB3①分析木吉村礦床的地理位置,氣候條件等自然特征。=2\*GB3②探討木吉村礦床的礦區(qū)地質(zhì)背景、礦區(qū)地質(zhì)特征等,分析其成礦背景。=3\*GB3③進(jìn)行樣品分析,整理木吉村銅礦中的閃長(zhǎng)玢巖含有的個(gè)主量,微量以及稀土元素,探討其動(dòng)力學(xué)機(jī)制。=4\*GB3④最終通過(guò)前面幾步得出的結(jié)論總結(jié)出成礦模式。1.4.2研究方法=1\*GB3①大量搜集并整理有關(guān)木吉村礦區(qū)的地質(zhì)資料,不斷的閱讀與思考,明白各時(shí)期地層和地質(zhì)構(gòu)造概況。=2\*GB3②搜索一些與埃達(dá)克巖相關(guān)聯(lián)的地質(zhì)資料,分析其特定的地球化學(xué)特征,計(jì)算出礦區(qū)內(nèi)的具體數(shù)值與之進(jìn)行比較。=3\*GB3③學(xué)會(huì)熟練使用各種遍及圖片的工具,在論文過(guò)程中隨時(shí)提供畫(huà)圖幫助。

資料搜集分析礦床地質(zhì)特征樣品分析地層構(gòu)造巖漿巖圍巖蝕變礦體特征礦石特征巖石地球化學(xué)成礦背景動(dòng)力學(xué)機(jī)制木吉村斑巖銅礦成礦模式圖1-2研究方案流程圖Figure1-2FlowChartofResearchProgram

2礦區(qū)地質(zhì)背景2.1大地構(gòu)造背景木吉村礦床坐落在河北省保定市淶源縣(E115o1'11"-115o18'13",N38o30'46"-38o48'30"),鑲嵌在橫跨河北、山西,河南三省的太行山脈中的中間位置,阜平幔枝構(gòu)造的西偏北處,基本上完全受到紫荊關(guān)斷裂帶北枝上黃旗-烏龍溝斷裂的控制(圖2-1)。其在中生代構(gòu)造-巖漿-多金屬成礦帶處于不可缺少的地位,展布方向?yàn)镹NE。圖2-1太行山幔枝構(gòu)造成礦特征Figure2-1ThemantlebranchmetallogeniccharacteristicsofTaihangMountains1-第四系;2-侏羅-白堊系;3-三疊系;4-石炭-二疊系;5-寒武-奧陶系;6-中上元古界;7-下元古界;8-五臺(tái)群;9-阜平群;10-變質(zhì)雜巖核;11-中生代侵入巖;12-強(qiáng)變形帶;13-拆離構(gòu)造帶;14-斷陷帶邊界斷裂;15-區(qū)域性主干斷裂;16-構(gòu)造—巖漿型成礦系列;17-構(gòu)造—層控型成礦系列;18-疊加復(fù)合型成礦系列2.2區(qū)域構(gòu)造背景2.2.1區(qū)域地層區(qū)域中地層主要富含太古界阜平群片麻巖,中上元古界和下古生界碳酸鹽巖以及碎屑巖、中生界火山巖,因?yàn)橛袛嗔亚懈畹陌l(fā)生和巖漿巖侵蝕的影響,所以呈現(xiàn)出斷塊狀。存在有剝離斷層阻隔在基底與蓋層之間,形成他們之間的分界線,構(gòu)造不整合的出現(xiàn)使得區(qū)域里礦田中的圍巖劃分為下古生界和中元古界碳酸鹽巖。(1)基底基底的構(gòu)成包括中太古界陳莊巖群、上太古界石咀巖群。其中陳莊巖群是一組優(yōu)地槽型變質(zhì)巖系,主要巖性的組成包含黑云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖和長(zhǎng)石石英巖,在區(qū)域內(nèi)主要遍及在東南部。另一組石咀巖群屬于裂谷型變質(zhì)巖系,主要巖性的組成包含為韻律狀石英巖、淺粒巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖、白云大理巖以及黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖,且富含磁鐵礦層,形狀上為塊狀,在區(qū)域內(nèi)遍及于大灣到北窯溝部分地區(qū),能夠明顯被發(fā)現(xiàn)。(2)蓋層蓋層由四部分構(gòu)成,他們分別是中上元古界、下古生界、中生界與新生界。與周邊區(qū)域相對(duì)照,地層部分存在缺失、寬度大小相對(duì)發(fā)生變動(dòng),構(gòu)造上顯示斷塊狀。中上元古界(Pt2-Pt3)整體上屬濱淺海相大理巖化高M(jìn)g碳酸鹽巖,展布方向?yàn)楸睎|向。富含的巖性包括白云巖、燧石角礫巖、燧石條夾雜白云巖和一部分石英巖狀砂巖。從最下面到最上面依次為長(zhǎng)城系高于莊組、薊縣系霧迷山組、青白口系下馬嶺組、長(zhǎng)龍山組。下古生界(Pz1)屬于濱淺海碳酸鹽潮坪相沉積。其中下方充斥著碎屑顆粒和大量的粘土,在中上方則布滿了灰?guī)r、泥鈣質(zhì)條紋灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r、泥質(zhì)條紋灰?guī)r和燧石結(jié)核灰?guī)r等,共同形成了退積型沉積序列,沉積序列大體表現(xiàn)下粗上細(xì)的正旋回特征。中生界(Mz)是非堿性火山巖系,屬于侏羅系中的中上統(tǒng)沉積,以殘存體形式沿NE向構(gòu)造帶遍布。內(nèi)含髫髻山組,屬于中性火山巖,其中上半部分是溢流相安山巖與安山質(zhì)角礫熔巖,而下半部分是近火山口相火山碎屑巖;新生界(Kz)屬于第四系dl,主要包括沖積扇相砂礫巖和黃土,呈現(xiàn)為松散或膠結(jié)的樣子,一般散布于拒馬河水系。2.2.2區(qū)域構(gòu)造在大興安嶺-武陵山重力梯度帶整個(gè)范圍內(nèi),太行山列于其的中間位置,在華北克拉通的中部的呈現(xiàn)方向?yàn)镹NE向。區(qū)域構(gòu)造顯示出的的特征為蔚縣坳陷-阜平隆起斜列式,一方面褶皺基底巖石的最上方韌性滑脫面朝上方彎曲出露地表,另一方面整體的表現(xiàn)是漸歪斜的正向滑動(dòng)拆離面,由此構(gòu)成了太行山變質(zhì)核雜巖的基礎(chǔ)框架。在隆起區(qū)靠東方向滋長(zhǎng)了一連串區(qū)域性走滑斷裂系統(tǒng),其中包括上黃旗-烏龍溝斷裂、紫荊關(guān)-靈山斷裂等[18]。包含的斷裂在一定范圍中控制著某些巖漿活動(dòng)與成礦作用,且展布方式為NNE向斜列式。=1\*GB2⑴褶皺構(gòu)造區(qū)域內(nèi)褶皺構(gòu)造有兩種:一個(gè)是基底褶皺另一個(gè)為蓋層褶皺。第一個(gè)十分劇烈、錯(cuò)綜復(fù)雜,阜平區(qū)和贊皇區(qū)為裸露出地表的兩個(gè)巖區(qū)。不同范圍中的特點(diǎn)和軸向都有不小的差別,存在不少多旋回再結(jié)合疊加的過(guò)程?;钻P(guān)鍵的構(gòu)成點(diǎn)為阜平群片麻巖套的黑云斜長(zhǎng)片麻巖,蓋層單元的構(gòu)成則為被拆離滑脫的中上元古界、下古生界、中新生界地層這三部分。拆離構(gòu)造帶滋長(zhǎng)于變質(zhì)核雜巖與蓋層兩者之中,高于莊組底部的不整合面與主剝離面相迎合,拆離構(gòu)造帶的誕生離不開(kāi)主剝離面與其上下構(gòu)造單元的脆韌性變形構(gòu)造[25](圖2-2)。圖2-2淶源雜巖體地質(zhì)礦產(chǎn)簡(jiǎn)圖Figure2-2GeologicalandMineralMapofLaiyuanComplex=2\*GB2⑵斷裂構(gòu)造區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造的形成很好,其中為首的斷裂構(gòu)造為NE向,其余則為NEE向和NW向。有兩種斷裂首尾并列誕生,分別是上黃旗-烏龍溝深斷裂紫和荊關(guān)-靈山深斷裂,平面之間的距離為15000米。斷裂帶重力場(chǎng)呈現(xiàn)為不間斷的梯級(jí)帶,表現(xiàn)出的強(qiáng)度和梯度都挺強(qiáng)。在區(qū)域地質(zhì)方面,地表形跡范疇非常大,地震文獻(xiàn)強(qiáng)調(diào)其切割深度可以達(dá)到上地幔[17]。斷裂構(gòu)造的作用有很多,在這里可以作為載體能夠使上地幔巖漿、礦液慢慢的到達(dá)地層表面。在其他方面,這條斷裂帶形成年代可追溯到幾十萬(wàn)年前,活動(dòng)頻率大且劇烈,顯而易見(jiàn)其控制著斷裂兩側(cè)不一樣的發(fā)展時(shí)間和殼幔構(gòu)造,包含的兩大斷裂為上黃旗-烏龍溝斷裂和紫荊關(guān)-靈山斷裂。2.2.3區(qū)域巖漿活動(dòng)礦區(qū)巖漿巖誕生的關(guān)鍵時(shí)期為于燕山期,在前呂梁期間僅存在非堿性脈巖類。巖漿活動(dòng)長(zhǎng)時(shí)間在燕山運(yùn)動(dòng)劇烈時(shí)期出現(xiàn),在方向?yàn)楸北蔽飨蛏顢嗔训南拗葡?,第一個(gè)誕生的為構(gòu)造火山巖帶,隨后成長(zhǎng)為構(gòu)造巖漿巖帶,最終在無(wú)缺的巖漿旋迥下停止活動(dòng)。巖漿侵入時(shí)大概率由位于NS兩端的區(qū)域一起產(chǎn)生中心不連續(xù)性侵位,逐漸出現(xiàn)啞鈴狀花崗雜巖體,礦田中的巖漿巖活動(dòng)可以劃分為三個(gè)過(guò)程,其中被發(fā)現(xiàn)的巖石類別包括黑云母石英閃長(zhǎng)巖、大量的閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、少量的粗粒斑狀花崗巖、鉀長(zhǎng)花崗巖及少許的細(xì)?;◢弾r、二長(zhǎng)斑巖和寥寥無(wú)幾的閃長(zhǎng)玢巖、后期脈巖。=1\*ROMANI主巖漿階段區(qū)域中本階段的入侵時(shí)期大概位于中侏羅世,顯現(xiàn)出中深成相非堿性巖,巖石類別包含黑云母石英閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、大量的花崗閃長(zhǎng)巖、少量的粗粒斑狀花崗巖、鉀長(zhǎng)花崗巖及少許的細(xì)?;◢弾r等。黑云母石英閃長(zhǎng)巖主要遍及在鐵嶺、周家莊等地。呈現(xiàn)出灰色中?;◢徑Y(jié)構(gòu)與塊狀構(gòu)造。其構(gòu)成因子包括大量的斜長(zhǎng)石、角閃石和零零星星的黑云母、石英等物質(zhì)。閃長(zhǎng)巖大部分遍及于周家莊-謝家溝。呈現(xiàn)出灰色中細(xì)粒結(jié)構(gòu),其中鎂鐵質(zhì)礦物占比重超過(guò)四分之一,大多數(shù)是角閃石及少許黑云母,淺色礦物占比重超過(guò)一半,大多數(shù)為斜長(zhǎng)石,少數(shù)為石英?;◢忛W長(zhǎng)巖遍及于高家莊的西邊及以及肖家峪,楊莊一線。呈現(xiàn)出灰白色、中粗粒、個(gè)別含斑狀結(jié)構(gòu)和似斑狀結(jié)構(gòu)。構(gòu)成因子包括大量的斜長(zhǎng)石、石英和少量的黑云母。粗粒斑狀花崗巖主要遍及于高家莊、肖家峪等地,屬于淶源花崗雜巖體中心相主要部分。呈現(xiàn)出淺肉紅色粗-巨粒似斑狀結(jié)構(gòu)。斑晶組成要素包含鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石,大概占總成分的30-40%。其大小通常在1厘米上下浮動(dòng),即使超過(guò)范圍的也只能達(dá)到2厘米。鉀長(zhǎng)花崗巖及細(xì)?;◢弾r零星遍及在區(qū)域內(nèi)的EN和W方向,誕生的方式有兩種,分別是巖干和巖脈,顯現(xiàn)出弱肉紅色,其完全由結(jié)晶的顆粒組成,石英、長(zhǎng)石等顆粒大小不一。=2\*ROMANII小巖體階段本階段的產(chǎn)生時(shí)期大概位于中侏羅世-晚侏羅世之間,屬于淺成-超淺成次火山巖。其巖石類別包括二長(zhǎng)斑巖、閃長(zhǎng)玢巖。二長(zhǎng)斑巖大部分遍及于礦區(qū)的W部,顯現(xiàn)出肉紅色,巖石中存在同種規(guī)模不一的斑晶礦物顆粒,且存在隱晶質(zhì)和玻璃質(zhì)兩種基質(zhì)。閃長(zhǎng)玢巖大部分遍及于木吉村、茅兒峪等地,經(jīng)過(guò)多方面的搜查論證發(fā)現(xiàn)在木吉村中探測(cè)到的閃長(zhǎng)玢巖最為典型,接下來(lái)也會(huì)做重點(diǎn)分析。=3\*ROMANIII脈巖階段本階段形成的時(shí)期大概在晚侏羅世-早白堊世之間。呈脈狀或巖墻狀產(chǎn)出的火成巖類別很多,多呈現(xiàn)出由近SN向NEE向偏轉(zhuǎn)的展布,形成年代比小巖體要遲上許多,一般淺成巖對(duì)礦體有一定程度上的不利影響。區(qū)域內(nèi)巖漿巖進(jìn)化過(guò)程時(shí)期各類作用完好無(wú)缺,都存在有明顯跡象,從活動(dòng)開(kāi)始到結(jié)束,巖石特征屬性由起初的基性變?yōu)榻Y(jié)束階段的酸性,巖石的類別也千奇百怪;巖漿上升依次經(jīng)過(guò)主巖漿、小巖體最終到達(dá)呈脈狀或巖墻狀產(chǎn)出的火成巖,每個(gè)過(guò)程都有跡可循。非堿性巖遍及在主體相巖的邊緣地帶,中間位置則由最終階段形成的酸性巖占據(jù),其中的雜巖體屬于鈣堿性巖系[19]。2.3區(qū)域礦產(chǎn)本區(qū)域中富含大量金屬礦產(chǎn),其中有銅、鉬、鐵、鉛、鋅等,礦床、礦化點(diǎn)可達(dá)到四十余個(gè)。一般順著區(qū)域性斷裂和次級(jí)斷裂交會(huì)處和巖體與碳酸鹽圍巖接觸帶左右(圖2-3),區(qū)域里關(guān)鍵富含的礦床類別有3種分別是斑巖型礦床、矽卡巖型礦床與熱液脈型礦床。=1\*GB2⑴斑巖型銅礦地區(qū)里Cu聚集達(dá)到一定的豐度的現(xiàn)象類別普遍為細(xì)脈浸染型,現(xiàn)在查明的礦床有木吉村、安拓嶺等。在這之中木吉村在探尋礦領(lǐng)域已獲得了地質(zhì)大獎(jiǎng)的殊榮,木吉村礦床是華北地區(qū)所知的獨(dú)一無(wú)二的一座大型Cu礦床,為華北一帶關(guān)鍵的Cu礦聚合區(qū)。木吉村銅礦坐落在淶源巖體腰部的西部邊緣,含礦巖體屬于閃長(zhǎng)玢巖,整體上顯現(xiàn)蘑菇狀,裸露與地表的范圍可達(dá)1.5平方千米。形成的斑巖型熱液蝕變帶可以作為典范,期間有Si化、K化等蝕變發(fā)生,而其中的K化與細(xì)脈浸染影響著Cu礦化。圖2-3太行山北部北東向、北西向斷裂控巖控礦地質(zhì)簡(jiǎn)圖Figure2-3GeologicalsketchofrockcontrolandorecontrolbyNEandNWtrendingfaultsinnorthernTaihangMountains=2\*GB2⑵矽卡巖型鐵銅礦地區(qū)里探測(cè)到許多有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的Cu、Fe礦,他們大部分誕生于閃長(zhǎng)玢巖、花崗斑巖和流紋斑巖等淺成細(xì)粒侵入體與霧迷山組、高于莊組白云巖地層的接觸帶中,大多數(shù)沿地層滋生或伴隨巖體的邊緣滋生,并且環(huán)繞巖體滋長(zhǎng)一連串的矽卡巖型含銅磁鐵礦床,在木吉村礦床周圍滋生許多個(gè)矽卡巖型銅鐵礦床,分布在浮圖峪、鴿子嶺和小立溝等一線,在這之中鴿子嶺銅鐵礦床的成礦歲數(shù)為139.7±1.4Ma[26],礦石的主要成分是黑色的Cu、Fe含磁氧化物,另外還含有少量多金屬氧化物類礦物具有磁性的Fe礦型與含S的鐵礦型,他們都以孤立地質(zhì)體形式賦存,且礦體具有異常明顯的分帶性。=3\*GB2⑶熱液脈型鉛鋅礦大部分遍及在區(qū)域內(nèi)巖體以北范圍的外側(cè),在EW方向上的距離為20里地,SN方向上的距離近22里地,分布區(qū)域大概超過(guò)100km2。上黃旗-烏龍溝深斷裂在經(jīng)過(guò)淶源雜巖體北部邊緣時(shí),巖體在剖面上與平面上都產(chǎn)生“港灣狀”,其中霧迷山組沉積碳酸鹽巖呈三方位夾擊狀態(tài)且產(chǎn)生劇烈交代作用,由此產(chǎn)生了一連串從熱水溶液中沉淀而成且呈脈狀展布的Zn礦床。

3礦床地質(zhì)特征木吉村銅礦坐落于河北省保定市王安鎮(zhèn),上世紀(jì)80年代被認(rèn)定為中型銅礦。在2002年項(xiàng)目建成后,已升級(jí)為大型銅資源和鉬資源礦床,目前仍在進(jìn)一步研究中。該礦床隸屬于木吉村礦田,受古火山構(gòu)造和斷裂帶控制,礦體大部分遍及于閃長(zhǎng)斑巖及相關(guān)構(gòu)造矽卡巖帶里,在古火山構(gòu)造周圍表現(xiàn)為帶狀分布。3.1地層該區(qū)域地層遭遇斷層破壞和火成巖侵入,大部分為斷塊構(gòu)造,長(zhǎng)城系高于莊組、薊縣組、五梅山組、鐵嶺組、長(zhǎng)龍山組、寒武系、奧陶系和侏羅系[27],且每個(gè)界之間都呈現(xiàn)為為不整合接觸(圖3-1)。圖3-1木吉村礦床地質(zhì)礦產(chǎn)簡(jiǎn)圖Figure3-1GeologicalandMineralMapofMujicunDeposit=1\*GB2⑴中元古界長(zhǎng)城系高于莊組(Chg),大部分遍及在礦區(qū)的西邊,全寬度可達(dá)911.51米,整體上可劃為四部分。第一部分高于莊組(Chg1):寬度為120米。大部分是暗色中層、厚層Si質(zhì)條帶沉積碳酸鹽巖。最上部分是含Mn泥質(zhì)沉積碳酸鹽巖。第二部分高于莊組(Chg2):寬度為47.2米。最下面為灰色含粉砂沉積碳酸鹽質(zhì)頁(yè)巖,處于中間的是薄層錳質(zhì)沉積碳酸鹽巖。最上面則是厚度很多層白云巖,含有的MgO占比重五分之一以上,能做為溶劑型白云巖礦層。第三部分高于莊組(Chg3):寬度280.5米。下半部分為黑色厚層燧石條帶沉積碳酸鹽巖摻雜淡色薄層泥鈣質(zhì)沉積碳酸鹽巖,上半部分被鈣、鎂碳酸鹽沉淀形成的化石所覆蓋。第四部分高于莊組(Chg4):寬度459.1米。上半部分是黑色厚層、巨厚層含零星硅鈣質(zhì)條帶與燧石結(jié)核沉積碳酸鹽巖。下半部分含有有3-5米左右的石英巖狀砂巖透鏡層。=2\*GB2⑵中元古界薊縣系大部分遍及于區(qū)域中的西南地區(qū)周圍和礦區(qū)的深部地區(qū)。主要包含霧迷山組(Jxw)、鐵棱組(Jxt),由于標(biāo)志層不間斷,所以對(duì)鉆孔并未進(jìn)行區(qū)分。霧迷山組(Jxw):最下面覆蓋一層1-3米透鏡狀石英巖狀沙巖或角礫狀石英巖。區(qū)內(nèi)出露的地段包括一、四、五這三段。霧迷山組一段(Jxw1):寬度不小于200米。呈現(xiàn)灰、淡灰色厚層-巨厚層燧石條帶沉積碳酸鹽巖。霧迷山組四段(Jxw4):寬度大于479米。呈現(xiàn)灰至黑色厚層摻雜中厚層燧石條帶細(xì)晶沉積碳酸鹽巖。霧迷山組五段(Jxw5):寬度大于188.3米。呈現(xiàn)弱灰色厚層-巨厚層結(jié)晶白云巖,存在零星無(wú)規(guī)則燧石結(jié)核與條帶。最下面存在一透鏡狀燧石角礫層可以作為與四段的分界線。鐵棱組(Jxt):整體寬度為36.8米。最下面存在一層白色中細(xì)粒石英巖透鏡層,各層之間常摻雜有黃棕色鈣質(zhì)頁(yè)巖薄層和包含虛假鮞粒中厚層白云巖。含有零星硅質(zhì)結(jié)節(jié)。最上面大多數(shù)是灰色厚層摻雜中厚層含燧石結(jié)核沉積碳酸鹽巖。=3\*GB2⑶上元古界青白口系長(zhǎng)龍山組(Qnc):整體寬度為31.3米,與下層地層鐵棱組呈現(xiàn)平行不整合接觸。區(qū)域內(nèi)地層為一套碎屑巖,下半部分是燧石角礫巖,上半部分包含礫石英砂巖。呈現(xiàn)出交錯(cuò)層和龜裂現(xiàn)象,每個(gè)層之間摻雜有黃棕色薄層砂巖及砂質(zhì)頁(yè)巖。長(zhǎng)龍山組在礦區(qū)以南有較少出露。=4\*GB2⑷下古生界寒武系~奧陶系遍及在區(qū)域內(nèi)中間位置,礦區(qū)內(nèi)有豐富的出露現(xiàn)象,整體寬度為450.1米,表現(xiàn)出以碳酸鹽巖為首的淺海相沉積。下寒武統(tǒng)饅頭組(?1m):寬度為145.7米,最下面是硅質(zhì)角礫巖,下半部分存在灰褐色薄層泥質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r,淡紫色泥巖摻雜泥質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r透鏡層。中間位置存在紫紅色夾黃綠色泥頁(yè)巖,最上面則被白云母的紫紅色、黃綠色頁(yè)巖摻雜薄層泥質(zhì)、粉砂質(zhì)灰?guī)r和鮞狀灰?guī)r覆蓋。中寒武統(tǒng)張夏組(?2z):寬度為154.2米。大部分被灰色厚層、中厚層鮞狀灰?guī)r充斥,摻雜零星薄層和泥質(zhì)條紋灰?guī)r。上寒武統(tǒng)(?3):寬度為140.2米。構(gòu)成要素是崮山組(?3g)、炒米店組(?ochm)。崮山組(?3g):寬度87.3米。大部分被灰色、灰綠色薄層泥質(zhì)條紋灰?guī)r覆蓋,摻雜為數(shù)不多的竹葉狀灰?guī)r、頁(yè)巖和鮞狀灰?guī)r。最上面含一層褐色結(jié)晶灰?guī)r。炒米店組(?ochm):寬度60.2米。下半部分散布著紫紅色竹葉狀灰?guī)r及介殼灰?guī)r,摻雜墨綠色粉砂質(zhì)頁(yè)巖。上半部分布滿灰色泥質(zhì)條帶灰?guī)r摻雜竹葉狀灰?guī)r。下奧陶統(tǒng):遍及在木吉村東山部山坡上。寬度不少于100米,與寒武統(tǒng)表現(xiàn)為假整合接觸。巖性以厚層灰?guī)r為主,夾薄層,泥鈣質(zhì)條帶和竹葉狀灰?guī)r,包括少許燧石結(jié)節(jié)。最下面存在一層紫紅色碎屑灰?guī)r,顯現(xiàn)出竹葉狀構(gòu)造,F(xiàn)e的含量占比重較高。=5\*GB2⑸中生界侏羅系髫髻山組(J2t)是區(qū)域內(nèi)唯一被發(fā)現(xiàn)的組,構(gòu)成要素包括火山碎屑巖及火山熔巖。大部分遍及在地區(qū)的東和北向的浮圖峪-小河一線,按巖性方面可劃分為3層:安山角礫巖(J2t1):呈現(xiàn)為紫紅色,角礫與膠結(jié)物都屬于安山質(zhì),通常有斜長(zhǎng)石斑晶存在。礫石分選很差,呈次棱角狀,礫徑普遍不超過(guò)7-8厘米,超出的極個(gè)別最大達(dá)大10厘米,只占四分之一左右。上方摻雜有一層寬度大概5.5米左右的安山質(zhì)凝灰?guī)r,可以容易發(fā)現(xiàn)其粗細(xì)交錯(cuò)韻律結(jié)構(gòu)。下半部分有一層深紫色、黃綠色頁(yè)巖。寬度約3-4米,其最下面摻有灰?guī)r礫塊。安山集塊巖(J2t2):遍及在鐵嶺的南邊,巖性方面與安山角礫巖沒(méi)有太大區(qū)別,礫石直徑挺大,查詢到的最大超過(guò)55厘米。安山質(zhì)熔巖(J2t2α):大部分遍及在小商溝至楊莊這一范圍。巖性表現(xiàn)為暗灰、紫紅色的基性火山巖。=6\*GB2⑹新生界第四系遍及在坡地上的凹地之間。大部分是河流中的沉積碎屑物。3.2構(gòu)造據(jù)于麗潔等[28]判斷木吉村礦田誕生在阜平慢支構(gòu)造北偏西一帶的火山斷陷盆地中,其中褶皺構(gòu)造并沒(méi)有觀察到有發(fā)育跡象,只有北窯溝背斜是在西部區(qū)域開(kāi)發(fā)出的,關(guān)鍵構(gòu)造包括斷裂構(gòu)造和古火山機(jī)構(gòu)。連續(xù)的棉胡坨古火山機(jī)構(gòu)滋生在木吉村礦區(qū)東邊區(qū)域中,固定的爆發(fā)型火山構(gòu)造,沒(méi)有出現(xiàn)散射性斷裂,火山口類型是熔巖灰流相結(jié)構(gòu),四邊受安山凝灰?guī)r和安山角閃巖等呈圍合之姿,觀察到不連貫出露的次火山巖相閃長(zhǎng)玢巖、隱爆角礫巖,同一時(shí)期古火山機(jī)構(gòu)與礦區(qū)金屬成礦作用互相影響。通過(guò)斷裂擴(kuò)展方向的不同,本礦田的斷裂系統(tǒng)(圖3-2)能夠觀察識(shí)別到大概南北向、北東向與北西向的斷裂。通過(guò)區(qū)域里斷裂與金屬礦床的相關(guān)之處,能夠得到控巖構(gòu)造、控礦構(gòu)造和成礦后構(gòu)造這三種構(gòu)造??貛r構(gòu)造:大部分是近南北及東西向的斷裂構(gòu)造,其次是向北和北東方向之間延伸以及向北西偏西向之間延伸的斷裂。這些斷裂總體上掌控著次火山巖相閃長(zhǎng)玢巖的空間排列。其中南北方向的斷裂構(gòu)造大體滋生F23正斷層,正斷層遍及在區(qū)域的東石灰山,斷層大小趨向于大,走向呈南北向,向東傾斜,傾角不超過(guò)75°。而東西向斷裂大部分以F104和區(qū)域內(nèi)東西向斷裂等為主體,重組斷裂是與南北向斷裂相關(guān)聯(lián)斷裂,向南傾斜,傾角徘徊在69°上下,性質(zhì)上屬壓扭性逆沖斷層,一般內(nèi)有脈巖充填??氐V構(gòu)造:礦田內(nèi)北北東向斷裂構(gòu)造是關(guān)鍵控礦構(gòu)造,首要斷裂包括F4和F21。F4是正斷層,體積略大,總長(zhǎng)度可以達(dá)到5公里左右,走向?yàn)镹E10-20度,向東南方位傾斜,傾角徘徊在60-85度之中,上盤存在寒武、奧陶系灰?guī)r地層和矽卡巖,下盤存在長(zhǎng)城、薊縣系白云巖,存在的斷層破碎帶有200-500分米,被角礫閃長(zhǎng)玢巖,鈉長(zhǎng)斑巖等巖石覆蓋。根據(jù)鉆孔文獻(xiàn),F(xiàn)4的上盤發(fā)現(xiàn)磁鐵礦化,下盤之中發(fā)現(xiàn)有黃銅礦化、鏡鐵礦化與閃鋅礦化。綜上發(fā)現(xiàn),F(xiàn)4是區(qū)域內(nèi)第一控礦構(gòu)造,乃至它的衍生斷層也相對(duì)于礦區(qū)屬于排在前列的次級(jí)控礦構(gòu)造。F21屬于正斷層,體積略大,在南邊一帶與F2有交錯(cuò)發(fā)生,上盤存在侏羅系安山巖和奧陶系灰?guī)r,下盤存在霧迷山組白云巖,再斷層面中發(fā)現(xiàn)有近乎1米寬的片理化及破碎帶,從文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn)存在體積略大的銅礦體受F21控制,級(jí)別上也屬于礦區(qū)中一種突出的控礦構(gòu)造。圖3-2木吉村礦田地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)Dongetal,2013)Fig3-2SketchmapshowingtheMujicunorefield成礦后構(gòu)造:相對(duì)于礦田形成的礦體有一定范圍破壞影響,例如F13斷裂,它的走向?yàn)楸睎|向45-60度,向南東方向傾斜,傾角達(dá)到60-70度,屬于壓扭逆斷層。3.3巖漿巖淶源雜巖體的誕生經(jīng)過(guò)了多個(gè)時(shí)期多個(gè)時(shí)段巖漿活動(dòng),最終成為類別多樣的巖體。木吉村礦田坐落在淶源雜巖體“亞鈴型”腰部位置的西邊,在王安鎮(zhèn)雜巖體的WS方向,同時(shí)與髫髻山組火山巖在時(shí)空上有緊密的聯(lián)系,而其巖漿作用主要匯聚在晚中生代。地質(zhì)區(qū)域被(圖3-3)髫髻山組火山巖覆蓋,構(gòu)成基質(zhì)有火山碎屑巖和火山熔巖,同下層奧陶系地層表現(xiàn)為不整合接觸。遍及規(guī)律為區(qū)域東偏北部的浮圖峪到小河等地,可以劃分為3種巖性:安山角礫巖:呈灰綠色,角礫與凝結(jié)質(zhì)都是安山質(zhì),一般存在斜長(zhǎng)石斑晶。礫石分選不太可觀,為次棱角狀,直徑通常不超過(guò)7-8厘米,超出直徑最多也只能達(dá)到11厘米而已,占比重為四分之一左右。上方摻雜有一層高為5.8米左右的安山質(zhì)凝灰?guī)r,可觀察到粗細(xì)交錯(cuò)的韻律結(jié)構(gòu)。下方存在一層深紫色、灰綠色頁(yè)巖,高為3至4米,它的最下方摻雜著灰?guī)r礫塊。安山集塊巖:遍及在鐵嶺以南地區(qū)。巖性與上一個(gè)巖性基本一樣,只有直徑比之略大些,能達(dá)到5分米左右,礫石與凝結(jié)質(zhì)要素相同。安山質(zhì)熔巖:大部分遍及在齊家溝和小河等地。巖性表現(xiàn)出深灰、淡紫色安山熔巖,并且摻雜安山角礫巖透鏡體和夾雜少許流紋巖。閃長(zhǎng)玢巖大部分遍及在區(qū)域中間位置的木吉村,從鐵嶺一帶到磨石溝自北往南,而東西方向?yàn)槠鹩贔4終點(diǎn)到顧家溝,暴露在地上的面積有1.6km2左右。巖體看起來(lái)為“蘑菇狀”,最上方展布被北北東向斷裂掌控,表現(xiàn)出巖枝、巖床狀迭層存在,寬度普遍為160-200米。東嶺臺(tái)組火山巖在木吉村礦區(qū)本區(qū)域礦田的構(gòu)成要素為流紋巖,大部分遍及在小河、王安鎮(zhèn)到南趙莊等地,紅褐色斑狀結(jié)構(gòu),斑晶中占比重最大的是石英核鉀長(zhǎng)石,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)流紋構(gòu)造?;◢忛W長(zhǎng)巖,作為淶源雜巖體分布巖石之一,同樣在王安鎮(zhèn)礦田也形成侵入巖。大部分遍及在浮圖峪的北邊到肖家峪之間,表現(xiàn)出深灰色、中粗?;◢徑Y(jié)構(gòu),呈塊狀構(gòu)造,形成要素包括黑云母、角閃石、斜長(zhǎng)石和中酸性長(zhǎng)石等礦物,次級(jí)要素包含磷灰石、磁鐵礦以及榍石等物質(zhì)。斑狀二長(zhǎng)花崗巖,作為淶源雜巖體分布巖石之一,在礦田大小上存在明顯的出露,存在鉀長(zhǎng)石斑晶,它的直徑大約2厘米,物質(zhì)組成要素大部分是條紋長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石與石英等,灰色物質(zhì)則大部分是角閃石和黑云母,四分之三是黑云母,含微量的自形榍石。另一邊斜長(zhǎng)石出現(xiàn)變大特征,變大位置沒(méi)有蝕變印跡,而黑云母占比重最多。圖3-3木吉村礦床地質(zhì)簡(jiǎn)圖[29](據(jù)Gaoetal,2013)Fig3-3SketchmapshowingtheMujicunporphyryCudeposit淶源雜巖體滋生有大量的脈巖,種類多種多樣,它的產(chǎn)狀接近豎直,有顯著的被區(qū)域內(nèi)斷裂掌控的跡象,走向有兩種,為別呈WE和NWW方向,寬度達(dá)5米,可觀察到冷凝邊,從100多米擴(kuò)展至數(shù)千米左右。煌斑巖脈巖張性裂隙充填,能夠細(xì)致的劃分出閃斜煌斑巖、云煌巖和云斜煌斑巖等巖石類別,而斑晶大部分的構(gòu)成因子為透輝石、鈦閃石與橄欖石,基質(zhì)大部分構(gòu)成因子為斜長(zhǎng)石、中酸性長(zhǎng)石、黑云母與鈦鐵礦等物質(zhì)。通過(guò)野外巖體接觸關(guān)系可以發(fā)現(xiàn),煌斑巖脈切割除它以外全部的脈巖,生成時(shí)期最遲,也可以說(shuō)是淶源巖體巖漿作用最晚時(shí)期的殘存物。3.4圍巖蝕變區(qū)域內(nèi)閃長(zhǎng)玢巖收到劇烈的的熱液蝕變影響,熱液蝕變?cè)馐艿阶畛醯墓杌?、然后又通過(guò)鉀硅酸鹽化和青磐巖化以及最后的的黃鐵絹英巖化,全部蝕變都呈現(xiàn)為過(guò)渡變化[30]。硅化核遍及在礦床中間位置的閃長(zhǎng)玢巖巖體之中,表現(xiàn)出的首要現(xiàn)象是閃長(zhǎng)玢巖蒙受劇烈的石英化,構(gòu)成要素大部分為石英并摻雜些許的正長(zhǎng)石。同時(shí)有石英網(wǎng)脈的產(chǎn)生,在最外面網(wǎng)脈向鉀化帶自然過(guò)渡,在里面石英脈寬大呈現(xiàn)為寬大跡象(圖3-3a,b)。鉀硅酸鹽化帶圍繞硅化核最外面散落,同樣的是黑云母-鉀長(zhǎng)石化亞帶也散落在外圍,與此相反的是石英-鉀長(zhǎng)石化亞帶遍及在中心核部。里面的蝕變帶呈表現(xiàn)出鉀長(zhǎng)石蝕變,發(fā)生變化的物質(zhì)組合是石英+鉀長(zhǎng)石+斜長(zhǎng)石+石膏±黑云母。內(nèi)部的脈體中Mo占比重很高,并伴生些許的黃銅礦和黃鐵礦;外部巖石總體表現(xiàn)為青色,在外圍觀察到的脈體中存在高比重的銅,只有些許的輝鉬礦和黃鐵礦(圖3-3c,d)。黃鐵絹英巖化在區(qū)域中十分普及,并且伴隨著強(qiáng)絹云母化,且存在大量硫化物沉積跡象。位置分布在鉀硅酸鹽化帶和青磐巖化帶的中間,可以疊加和變更一開(kāi)始的蝕變,有些出露在區(qū)域中央被發(fā)現(xiàn)。巖石蝕變通常不弱,長(zhǎng)石類物質(zhì)基質(zhì)有些被絹云母或碳酸鹽礦物置換,但仍然可以看到長(zhǎng)石雙晶;角閃石及黑云母可以用綠簾石以及綠泥石置換,某些石英顆粒存在溶蝕作用,F(xiàn)eS2占比重略大,往往徘徊于總體的四分之一以下,表現(xiàn)出浸染狀,勇士存在一些順張性裂隙填充的黃鐵礦脈,脈的寬度普遍在0.5-1厘米之間,粗脈的兩邊能夠看到綠簾石蝕變暈(圖3-3e,f)。青磐巖化帶普遍遍及在礦床的外面,誕生于“巖蓋”和它的肢體之間,出露主要遍及于礦田的北邊,順著NEE向F4斷裂散落,同時(shí)木吉村的東和西兩個(gè)方位都存在出露,基本都被風(fēng)化。相對(duì)于上面兩個(gè)蝕變帶,硫化物不存在發(fā)育現(xiàn)象,有零星的浸染狀磁鐵礦。青磐巖化大體展示出綠泥石-綠簾石-碳酸鹽化。其中綠泥石一般沿巖石解理或顆粒邊部置換暗色物質(zhì);而綠簾石往往出現(xiàn)柱狀,擁有瑰麗干涉色,大部分順著斜長(zhǎng)石裂隙成長(zhǎng);碳酸鹽普遍顯示為細(xì)微粒狀,其一般誕生于長(zhǎng)英質(zhì)礦物顆粒之中(圖3-3g,h)。圖3-4木吉村閃長(zhǎng)玢巖蝕變巖石學(xué)特征Fig3-4PetrologicalcharacteristicsofaltereddioriteporphyriteinMujicun(a)-硅化核;(b)-硅化核中的石英網(wǎng)脈;(c)-鉀硅酸鹽化閃長(zhǎng)玢巖;(d)-鉀硅酸鹽化閃長(zhǎng)玢巖中的黑云母與鉀長(zhǎng)石;(e)-黃鐵絹英巖化閃長(zhǎng)玢巖;(f)-黃鐵絹英巖化閃長(zhǎng)玢巖中絹云母交代斜長(zhǎng)石;(g)-青磐巖化閃長(zhǎng)玢巖;(h)-青磐巖化閃長(zhǎng)玢巖的綠簾石與綠泥石3.5礦體特征區(qū)域內(nèi)礦床是主要富含Cu、Mo,其次也可探測(cè)出少量的S、Fe、Zn等元素,屬于大型細(xì)脈侵染型礦床。礦田一直深受蝕變帶限制的困擾,礦化的方式為空心式,有顯著的分帶。如果通過(guò)礦體賦存的空間地理,可以把其標(biāo)為上、下兩個(gè)礦帶。礦床在最南邊起于70線,到最北邊終于90線,大部分遍及于72線至86線之間。東西方向上的起源為小東河以東,山坡根以西的區(qū)域,長(zhǎng)度要超過(guò)1公里,極限寬度有0.5千米,散落范圍有0.5平方千米。潛藏在木吉村古河床的下面,最上面板埋深為35-480米,通常是北西方向略淺,南東方向略深,礦體的整體埋藏標(biāo)高近乎580.48-715.55米(圖3-4)。圖3-5木吉村斑巖銅礦鉆孔剖面立體示Fig3-5StereoscopicdisplayofboreholeprofileinMujicunporphyrycopperdeposit整個(gè)礦田被將近40余個(gè)礦體覆蓋著,其中:細(xì)脈侵染型礦體約28個(gè),接觸交代型礦體約12個(gè)。可以看出細(xì)脈侵染型銅礦將近占整體的四分之三,而其中銅資源量又占整體礦床銅資源儲(chǔ)量的五分之四左右,鉬資源量都儲(chǔ)存在斑巖型銅礦中。

3.6礦石特征表3-1礦石特征一覽表Table3-1Alistoforecharacteristics礦石類型項(xiàng)目 礦物成分結(jié)構(gòu)構(gòu)造產(chǎn)出特征金屬礦物非金屬礦物斑巖礦銅礦石黃銅礦、黃鐵礦、少量輝鉬礦、微量硫鉬礦、輝銀礦石英絹云母、水云母、鉀長(zhǎng)石、少量斜長(zhǎng)石、黑云母、綠泥石、方解石、金紅石、榍石、絹云母、水云母增加時(shí)則長(zhǎng)石礦物減少細(xì)粒浸染為主,少見(jiàn)細(xì)脈浸染面型浸染交代銅鉬礦石同上,但輝鉬礦增加同上。絹云母、斜長(zhǎng)石減少,水云母、鉀長(zhǎng)石、金紅石增加,并見(jiàn)石膏細(xì)脈浸染面型浸染及細(xì)脈充填交代鉬礦石輝鉬礦、黃鐵礦、少量黃銅礦同上,鉀長(zhǎng)石、石英、石膏量增加細(xì)脈及細(xì)脈浸染細(xì)脈充填交代黃鐵礦礦石黃鐵礦、自然金石英、方解石、綠泥石、綠簾石、長(zhǎng)石脈狀塊狀充填交代矽卡巖型銅礦石黃銅礦、磁鐵礦、黃鐵礦、少量赤鐵礦、硫鉆礦、白鎢礦、銀、復(fù)硫鹽、自然銀、自然金透輝石、蛇紋石、透閃石、綠簾石、綠泥石、石英、方解石、白云母塊狀、條帶狀、斑團(tuán)狀角礫狀、浸染狀細(xì)脈狀交代為主另有充填交代磁鐵礦礦石磁鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦同上同上同上黃鐵礦礦石黃鐵礦、少量磁鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦同上同上同上

4地球化學(xué)特征4.1樣品采集本次分析的樣本來(lái)源為木吉村斑巖銅礦總計(jì)11個(gè),編號(hào)各自為MJC-1、MJC-2、MJC-3、MJC-4、MJC-5、MJC-6、MJC-7、MJC-8、MJC-9、MJC-10。主要對(duì)主量元素、微量元素與稀土元素進(jìn)行元素分類,數(shù)據(jù)計(jì)算處理,畫(huà)圖分析等步驟。4.2主量元素本次研究的代表性巖石樣品主量元素分析結(jié)果見(jiàn)圖4-1斑巖圖解,圖4-2哈克圖解以及表4-1主量元素化學(xué)成分,表4-2特殊值。=1\*GB2⑴在表4-1中我們可以發(fā)現(xiàn),閃長(zhǎng)玢巖主量元素中SiO2含量最小百分比為60.86%,最大百分比為64.05%;TiO2含量最小百分比為0.42%,最大百分比為0.58%,基本上樣品的TiO2占閃長(zhǎng)玢巖的0.50%左右;Al2O3含量最小百分比為15.04%,最大百分比為16.51%,平均為15.68%;TFe2O3含量最小百分比為2.59%,最大百分比為4.07%,平均為3.46%;MnO含量最小百分比為0.05%,最大百分比為0.11%,平均為0.07%;MgO含量的最小百分比為1.61%,最大百分比為2.82%,平均為2.10%,大多數(shù)樣品的MgO含量大于2%;CaO含量最小百分比為2.75%,最大百分比為4.64%,平均為3.48%;Na2O含量最小百分比為3.70%,最大百分比為4.32%,平均為3.95%;K2O含量最小百分比為2.85%,最大百分比為4.44%,平均為3.50%;P2O5含量最小百分比為0.23%,最大百分比為0.30%,平均為0.26%;Na2O+K2O最小百分比為6.76%,最大百分比為8.38%;CaO+Na2O+K2O最小百分比為10.08%,最大百分比為11.57%;Mg#值整體上較大,Mg#最小值為37,最大值為81,出極個(gè)別較小外多數(shù)都大于45,判定為高鎂安山巖類;里特曼指數(shù)σ最小值為2.49,最大值為3.39,除了MJC-6樣品外其余樣品的σ都沒(méi)有超過(guò)3.3,可以判斷為鈣堿性系列,一個(gè)樣品落入堿鈣性系列范圍(3.3~9)內(nèi),由以上化學(xué)數(shù)據(jù)知巖石多為中性,鎂含量高,具堿性—鈣堿性,低MnO、MgO的特點(diǎn)。=2\*GB2⑵在火山巖全堿—硅(TAS)圖解(圖4-1a)中,所有樣本點(diǎn)都位于亞堿性系列分界線的一端,大約三分之二的樣本遍及在粗面巖、粗面安英巖域,三分之一的樣本遍及于粗面安山巖范圍中。=3\*GB2⑶閃長(zhǎng)玢巖石特性上屬于鉀質(zhì)巖石,通常K2O/Na2O的數(shù)值都較大。在K2O-Na2O圖解上(圖4-1c),可以發(fā)現(xiàn)樣本點(diǎn)都落在鉀質(zhì)區(qū)域中,其余兩個(gè)區(qū)域并未見(jiàn)到樣品。=4\*GB2⑷區(qū)域中的閃長(zhǎng)玢巖的K2O在每個(gè)樣品中都呈現(xiàn)出高百分比含量,通過(guò)K2O-SiO2圖解(圖4-1d)不難發(fā)現(xiàn)9個(gè)樣本點(diǎn)散落于高鉀鈣堿性系列域,只有一個(gè)樣品散落在鉀玄質(zhì)系列域。=5\*GB2⑸區(qū)域中閃長(zhǎng)玢巖的Al2O3在每個(gè)樣品中都呈現(xiàn)出該百分比含量,它們的鋁飽和指數(shù)(A/CNK)最小值為1.33,最大值為1.57,沒(méi)有出現(xiàn)小于1的樣品。通過(guò)觀察鋁飽和程度圖解(圖4-1b),可以發(fā)現(xiàn)10個(gè)樣本點(diǎn)都在過(guò)鋁質(zhì)巖石范圍中,所有木吉村閃長(zhǎng)玢巖性質(zhì)上為過(guò)鋁質(zhì)巖石。=6\*GB2⑹通過(guò)觀察SiO2與其它有氧化合物含量Harker圖解(圖4-2),發(fā)現(xiàn)Na2O、CaO、MgO、Al2O3都具有明顯的正相關(guān)性;其余氧化物與SiO2關(guān)系復(fù)雜,說(shuō)明其它有氧化合物不隨SiO2大小的改變而發(fā)生顯著轉(zhuǎn)變。通過(guò)以上論述,可以初步得出木吉村閃長(zhǎng)玢巖屬于過(guò)鋁質(zhì)—高鎂高鉀鈣堿性系列巖石。樣品號(hào)MJC-1MJC-2MJC-3MJC-4MJC-5MJC-6MJC-7MJC-8MJC-9MJC-10巖性閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖SiO264.0560.8661.0862.2763.8163.7063.4562.2362.9563.55Al2O315.6816.5115.1915.8215.0415.4715.6715.7515.5815.86CaO3.173.954.643.403.642.752.993.393.662.81TFe2O33.572.593.814.062.893.033.634.073.453.74FeO1.971.552.381.840.760.361.291.772.042.08K2O3.333.302.853.663.434.443.503.682.983.48MgO1.772.502.202.092.822.081.612.111.951.63MnO0.070.110.100.050.050.060.060.060.080.06Na2O3.914.323.913.863.993.943.703.874.103.79P2O50.250.300.230.260.250.280.250.250.240.25TiO20.450.580.420.510.500.480.440.510.430.45表4-1木吉村閃長(zhǎng)玢巖主量元素化學(xué)成分(單位:×10-2)Table4-1MajorelementcontentsofMujivillagedioriticporphyrites樣品號(hào)MJC-1MJC-2MJC-3MJC-4MJC-5MJC-6MJC-7MJC-8MJC-9MJC-10巖性閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖NK7.247.626.767.527.428.387.27.557.087.27CNK10.4111.5711.410.9211.0611.1310.1910.9410.7410.08A/NK52.12.031.852.182.092.22.18A/CNK1.511.431.331.451.361.391.541.441.451.57Mg#40.8755.3741.5646.6374.0581.6348.9847.8342.3737.61σ2.493.252.532.932.653.392.532.962.512.57表4-2木吉村閃長(zhǎng)玢巖特殊計(jì)算值(單位:×10-2)Table4-2SpecialCalculatedValueofDioritePorphyryinMujiVillage圖4-1木吉村斑巖分類圖解Fig4-1ClassificationdiagramsfortheMujicundioriticporphyritesa木吉村閃長(zhǎng)玢巖(TAS)圖解b木吉村閃長(zhǎng)玢巖鋁飽和度圖解c木吉村閃長(zhǎng)玢巖K2O—Na2O圖解d木吉村閃長(zhǎng)玢巖K2O—Si2O圖解

圖4-2木吉村閃長(zhǎng)玢巖哈克圖解Fig4-2HarkediagramsoftheMujicundioriticporphyrites4.3稀土元素河北省木吉村閃長(zhǎng)玢巖的REE通過(guò)畫(huà)圖和數(shù)值計(jì)算等步驟繪制出表4-3,可以發(fā)現(xiàn)∑REE的最小值為146.56ppm,最大值為186.13ppm,10個(gè)樣品中的∑REE平均數(shù)值為166.07ppm。樣品中的輕稀土(LREE)富含都挺大(如La最小值為33.81,最大值達(dá)到45.09ppm),而重稀土(HREE)含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如輕稀土多(如Yb最小值為0.74,最大值僅為0.97ppm),輕稀土與重稀土分異十分顯著,可以看出LREE/HREE最大值達(dá)到了21.71,平均值都有19.34;LaN/YbN最小值為28.87,最大值為37.05,平均值有33.12。閃長(zhǎng)玢巖樣品基本山都存在微弱的Eu(銪)正異常(Eu最小值為0.91,最大值為1.21,平均值為1.06)和微弱的Ce(鈰)負(fù)異常(Ce最小值為0.96,最大值為1.09,平均值為0.98)。在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖上(圖5-3),所有樣品折線都有明顯的向右下傾斜的趨勢(shì),并且可以發(fā)現(xiàn)分明的Eu峰。通過(guò)以上稀土元素的數(shù)據(jù)計(jì)算以及畫(huà)圖表明了巖漿系統(tǒng)缺乏斜長(zhǎng)石的分離作用。圖4-3稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖Fig4-3Chondorites-normalizedREEpatternsfortheMujicundioriticporphyrites樣品號(hào)MJC-1MJC-2MJC-3MJC-4MJC-5MJC-6MJC-7MJC-8MJC-9MJC-10巖性閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖La37.1141.2234.9145.0938.2237.4235.5144.1933.8139.01Ce69.3182.2263.8181.2979.4275.6265.2179.6963.6171.61Pr8.039.597.469.208.248.697.719.297.408.28Nd31.4135.6228.1134.1930.5231.7229.5134.3928.7131.71Sm4.435.444.134.994.574.594.364.974.214.62Eu1.271.741.071.781.451.411.201.741.161.28Gd3.424.163.114.103.183.363.323.913.233.33Tb0.400.390.380.570.370.350.380.550.360.39Dy1.842.041.752.201.761.811.752.181.741.78Ho0.340.410.350.350.330.340.340.350.330.34Er0.931.000.891.130.830.890.891.100.880.94Tm0.140.160.130.150.130.140.140.140.140.14Yb0.850.870.780.970.740.750.800.940.840.83Lu0.160.150.140.130.140.150.140.130.140.15Y8.799.108.4310.898.028.078.4810.598.558.54ΣREE159.64185.01147.02186.13169.90167.24151.26183.56146.56164.41LREE151.56175.83139.49176.54162.42159.45143.50174.27138.90156.51HREE8.089.187.539.597.487.797.769.297.667.90LREE/HREE18.7619.1518.5218.4021.7120.4718.4918.7518.1319.81LaN/YbN31.3233.9932.1033.2437.0535.7931.8433.6128.8733.71δEu0.991.120.900.961.210.960.99δCe0.981.010.970.981.091.030.970.960.990.98t10.951.010.960.961.031.030.960.960.960.96t30.880.760.861.030.870.820.851.040.850.87t40.880.950.890.950.890.870.930.950.960.89TE1,30.920.870.910.990.950.920.900.990.900.91TE3,40.880.850.880.990.880.850.890.990.900.88表4-3木吉村閃長(zhǎng)玢巖稀土元素化學(xué)成分(單位:ppm)Table4-3REEcontentsofMujivillagedioriticporphyrite4.4微量元素礦區(qū)內(nèi)閃長(zhǎng)玢巖微量元素計(jì)算詳見(jiàn)表4-4??梢园l(fā)現(xiàn)樣本中的不相容微量元素占比例挺高,其中U含量最小值為0.85ppm,最大值有1.33ppm,Ba含量最小值也達(dá)到了1609.01ppm,最大值更是達(dá)到3159.02ppm,Pb含量最小值為8.28ppm,最大值為147.02ppm,Th含量最小值3.27ppm,最大值為4.75ppm。通過(guò)觀察圖4-4即微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖上,可以看出相對(duì)富集的Ba、U、K、Sr等大離子親石元素;相對(duì)的虧損Ti、Nb、P、Ta等高場(chǎng)強(qiáng)元素,以及具有明顯Pb的正異常。具有較高的Sr(640×10-6~1242×10-6,平均值為993×10-6),較低的Y(8.02×10-6~10.9×10-6,平均值為9.0×10-6)含量。圖4-4微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)蛛化圖Fig.4-4Primitivemantle-normalizeddiagramforMujicundioriticporphyrites

表4-4木吉村閃長(zhǎng)玢巖微量元素化學(xué)成分(單位:ppm)樣品號(hào)MJC-1MJC-2MJC-3MJC-4MJC-5MJC-6MJC-7MJC-8MJC-9MJC-10巖性閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖閃長(zhǎng)玢巖Rb60.1129.2249.1197.2940.1264.8267.8195.7954.0168.01Ba1686.011887.021609.011857.993159.021994.021875.011840.991852.011821.01Th3.533.923.273.714.753.453.393.733.393.61U1.160.851.060.971.361.121.2Nb8.188.267.549.637.967.978.08Ta60.550.60.680.590.540.580.58K27631.9127382.9723648.9330370.228461.6936842.5429042.5530536.1624727.6528876.59La37.1141.2234.9145.0938.2237.4235.5144.1933.8139.01Ce69.3182.2263.8181.2979.4275.6265.2179.6963.6171.61Pb24.11147.0212.6118.3951.0281.728.2818.3913.7110.51Pr8.039.597.497.719.297.48.28Sr1156.01885.021028.011241.99640.02727.021009.011208.991094.011038.01P1091.551309.861004.231126.481091.551222.541091.551091.551047.891091.55Nd31.4135.6228.1134.1930.5231.7229.5134.3928.7131.71Zr133.01153.02108.01148.99153.02127.02117.01145.99104.01107.01Hf0.013.783.373.323.833.520.013.623.980.01Sm4.435.444.134.994.574.594.364.974.214.62Eu1.271.741.071.781.451.411.21.741.161.28Ti2700348025203072300028802640306025802700Gd3.43.183.363.323.913.233.33Tb0.40.390.380.570.370.350.380.550.360.39Dy1.842.041.752.21.761.811.752.181.741.78Y8.799.18.4310.898.028.078.4810.598.558.54Ho0.340.410.350.350.330.340.340.350.330.34Er0.9310.891.130.830.890.891.10.880.94Tm40.14Yb0.850.870.780.970.740.750.80.940.840.83Lu40.15Table4-4TraceelementcontentsofMujicundioriticporphyrites5礦床成因5.1閃長(zhǎng)玢巖成因討論5.1.1閃長(zhǎng)玢巖與埃達(dá)克巖的關(guān)系據(jù)資料了解,全球范圍中的埃達(dá)克巖基本上有著固定的地球化學(xué)特性,其中大部分元素都有著如下的特點(diǎn):w(SiO2)大于等于56%,w(Al2O3)大于等于15%,w(MgO)不超過(guò)3%,而Mg#基本上都大于0.45,含量很高;而K2O/Na2O比值普遍較小,全都少于0.42,其他元素中含量較少的有Y(≤18ppm),含量較高的元素有Sr(>400ppm),最高可以達(dá)到3000ppm,其他高比值的有Sr/Y,不少于20ppm以及不能超過(guò)40ppm,其次可以發(fā)現(xiàn)明顯的輕重REE分離,(La/Yb)N值都要大于10ppm,且一般會(huì)出現(xiàn)Eu峰。通過(guò)數(shù)據(jù)可以看出區(qū)域中閃長(zhǎng)玢巖的SiO2的比例處于60.86~64.05%之間,Al2O3的最小含量為15.04%,要超出15%的界限,MgO的含量為1.61~2.82%,Mg#變化于0.37~0.81。通過(guò)對(duì)比不難看出埃達(dá)克巖的某些特性對(duì)取樣的對(duì)象基本適用。取樣的閃長(zhǎng)玢巖存在突出的地球化學(xué)特征,比如多含量的Sr元素,其最小值達(dá)到了640ppm,最大值將近1241ppm;較少含量的Y元素,最小值僅為8.02ppm,而最大值為10.89ppm,以及富含較少的重稀土,其中Yb最小值僅為0.74ppm,最大值為0.97ppm,因?yàn)檫@些元素含量的多少不一,造成了高Sr/Y比值(大于79.8而小于131.51)和(La/Yb)N比值(大于40.25而小于51.65)。在Y比Sr/Y判別圖上(圖5-1a),所有的樣本點(diǎn)均落入埃達(dá)克巖范圍內(nèi)。而在YbN比(La/Yb)N判別圖上(圖5-1b),同樣所有樣本點(diǎn)落也都在埃達(dá)克巖范圍內(nèi)。圖5-1木吉村閃長(zhǎng)玢巖埃達(dá)克巖判別圖Fig.5-1DiscriminativeplotsforMujicundioriticporphyrites5.1.2木吉村閃長(zhǎng)玢巖高M(jìn)g#成因木吉村閃長(zhǎng)玢巖擁有高鎂Mg#(37~81)和高含量的Cr、Ni,推斷可能是巖漿形成過(guò)程中有地幔橄欖巖同化混染的產(chǎn)生,所以展現(xiàn)出高M(jìn)g#埃達(dá)克巖的地球化學(xué)特征。在已有的文獻(xiàn)資料中,人們發(fā)現(xiàn)不少高鎂安山巖與埃達(dá)克巖共生在一起的礦田。過(guò)往的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),這種高鎂安山巖和埃達(dá)克巖巖石共生在一起的原因主要有四種:(1)拆沉的下地殼的熔融(2)俯沖洋殼板片產(chǎn)生的熔體和地幔楔之間的相互作用(3)含水地幔的部分熔融(4)加厚基性下地殼的熔融。在四種成因中除了(3)以外,其它三種部分熔融過(guò)程形成的埃達(dá)克巖巖漿具有高Sr低Y和虧損HREE的地球特征。據(jù)了解典型的大洋中脊\t"/item/%E5%A4%A7%E6%B4%8B%E4%B8%AD%E8%84%8A%E7%8E%84%E6%AD%A6%E5%B2%A9/_blank"玄武巖(MORB)含有的Mg#值約為60左右,而其部分熔融過(guò)程中所產(chǎn)生的巖漿含有的Mg#值遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到60。經(jīng)過(guò)成百上千次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):基性火山巖在一定溫度內(nèi)處于平熔過(guò)程中產(chǎn)生的熔體的Mg#值要少于45。本區(qū)域中的閃長(zhǎng)玢巖Mg#(37~81)基本

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