中条山区裂谷型层状铜矿床_真允庆

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1、第1 2卷第1期1992年2月桂林 冶金地质学. 院学报JOURNA LOFG U ILINCOL LEGEO FGEOL O GYVol.lz,No.1Feb.1992中条山区裂谷型层状铜矿床真允庆姚长富(冶金工业部第三地质勘查局,太 原)摘要中条山铜矿集中区位于华北地台南缘。中太古代时地壳已克拉通化,因华南板块俯冲,相继产生北东 及北西向深大断裂,形成三叉形裂谷。在 晚太古代有“双峰态”火山活动、碱性岩桨喷发和侵入,反映了裂谷拉张特征。至中元古代,因挤压而产生钙碱性岩浆,有安山岩覆盖后,裂谷消 亡。铜 矿集中区的铜(钥、铀)矿化作用,贯 穿在裂谷演化作用 的始 终,主 要 成矿期在裂谷发展

2、的拉张 阶段,特别 与中条运动(吕梁期,1.SGa左右)的地质事件关系密切。主题词铜矿床,裂谷,矿床成因;中条 运动;山西,中条山分类号p611.1,p6 is.4i,中条山铜矿集中区 的铜矿床,皆赋存在上太古界一下元古界的变质岩系之中,多呈层状或似层状产出,与裂谷构造在时、空上存在着密切的成因联系,可称为裂谷型层状铜矿床。本文从分析成矿构造背景入手,研究裂谷演化对铜矿床的控制作用,以进一步指导地质找矿工作。1中条裂谷的主要证据本区位于华北地台的南缘,为晋、陕、豫裂陷槽的北部,和篙箕地块相毗邻,向南紧接纬向巨型秦岭褶皱造山带,是我国华北、华南 两大古板块,以及欧亚板块和太平洋板块,相互作用和影

3、响的关键地区。中太古代末,华北地台的地壳热程度已大 为降低,并发生冷凝和压实一克拉通化作用。中条 山区沫水杂岩为一套遭受强烈区域变质及混合岩化作用 的变质岩和 混合岩,是 由各种片麻岩、棍合岩以及斜长角闪岩、方柱石黑云母片岩、浅粒岩、大理岩和磁铁石英岩组成,构成中条山区 的结晶基底。正因为大陆地壳为 刚性基础,在晚太古代初期,全球是以拉张作用为主 导,伴随着断裂、地堑、沉降运动。中条山区是以北东向的垣曲一平陆和北 西向的济源一侯马的深大断裂为主“,两者以纯角相交形成坳陷,而另一夭亡臂腰折在沁水盆地,构成三叉 古 裂谷的构造轮廓“,。这两条断裂,基本上控制了中条裂谷的边界。1990年1 0 月7

4、日收稿,199工年元月巧日改回,罗献林编辑。第12卷第1期真允庆等:中条山区裂谷型层状铜矿床垣 曲附近的地球物理场,表现为负布格重力异常和负磁异常,明显的 重、磁梯度带与区域 内的深大断裂吻合(图1),亦为 中条裂谷 的有力佐证,。丫普城、卜一二 墅左砂、SOkm彭不里盼行秘,/.图1山 西省南部布格重力异常(a)、航麟(T)化极(原乎面 )异常图(b) 及 构造解译图 (c)Fig.1Bo oguergravitvanor naties(a),aeromagn etieanomalies(T)(b)andstru et妞 ralinterPr etat三on(e)intheso t lthe

5、rnSha 皿xi中条地体的上太古界绛县群,测定Sm一N d法同位素年龄为263 0土10 0Ma“1,早期为复理石建造为主的 泥质一半泥质沉积变质岩系;晚期以火山活动剧烈,并以富钾质基性和酸性火山岩系为主,构成明显的“双峰态”特征,为裂谷张性断裂构造环境产物。而下元古界中条群,则为一套厚层的正常沉积岩为主,由砂质、泥砂质的泥岩和碳酸盐岩组成,显示 了滨海一浅海相沉积环境。但其赋矿层属蓖子沟组为富含炭质的黑色泥质片岩建造,岩性变化较大,包括正常沉积和与火山作用有关的喷流岩两大类型建造组成。也是一套典型的裂谷火山一沉积岩组合。rATo a。双p“二几及。e曾指出:裂谷构造是以拉张作用为特征,重

6、要的标志是以碱性岩浆的喷发和侵入。现将本区绛县群和中条群的火山岩化学成分,投至全碱(Na:O+K:0)一5 10:图上,均在碱性玄武岩的范畴之内(图2),说明岩浆来 自深源。中条裂谷内,中元古界担山石群为浅变质砾岩及石英岩,上部的西洋河群与河南境内的熊耳群相当,主要由钾质中一基性火 山岩组成,整个火山岩系有安山集块岩、安山质角砾岩、安山质碎屑岩、安山质熔岩及安山质凝灰岩等安山岩类组合,其中 夹有 少量正常碎屑岩。该层与上、下地层呈不整合接触。图3表示了晋、陕、豫裂谷的构造轮廓及中元古代火山岩年龄值的分布情况。从很多迹象可以推测垣曲附近在中元古代为地慢上隆的热柱点,由于地壳的演变,造成了“穿时”

7、现象,山西境内的西洋河群为1 4 5 4士5 0Ma“,豫西的熊耳群为1675Ma,两地相距2的余公里可视为大陆增生的范围,火山喷发年龄相差2 36Ma,可以估算陆壳是以每年约o.0 85 c垃的速度向南运移。胡受奚(1 9 85)认为中元古代初期,华北地台的南缘,具有典型的大陆碎缘安第斯型构桂林冶金 地 质 学院学报1902年a22沙.。. b0/“二 多:.洲产 声一沪/ /尹.彩/rZ/l4550造活动特点。熊耳群沿着黑沟一架川深大断裂北侧的华北地台南缘活动地带分布,是古大洋板块向华北板块俯冲最重要的证据。上述的西洋河群或熊耳群的安山岩类,并不是在大洋裂谷和大陆裂谷的环境中产生,而是在板

8、块挤压碰撞时,由洋壳向过渡型地壳俯冲,或是大陆内部A型俯冲的结果,是因地慢上隆发生 分熔或同熔的产物。中条裂谷的演化是经历了晚太古一中元古代漫长的地质时期,具有先张、后压的双重特征结构。俏沙q吕+q月Z55510:。图2中条山区绛县群和 中条群火山岩(Na:O+R:O)一510:图解Fig.2Diagramof(NaZO+K:0)一510:ofvoleanieroeksof JiangxianGrouP(1)and2l iongtia oGrouP(2)inZho ng tia oshanar eaa据Mo ede nald和Katsur a(1964)b.据Ku no(1966)1一绛县群;

9、2一中条群2主要铜矿床的地质特征中条裂谷内的铜矿床主要有横岭关型、铜矿峪型、落家河型 和胡蓖型矿床67,“,。J(表l )。其主要地质特征概括如下:(1)铜矿床或铜化点常成群、成带分布,但不 同类型矿床赋 矿地层不 一。除铜矿峪铜矿外,其余3种类型为层控铜矿床。(2)成矿期延续长,且是多阶段成矿。横岭关型铜的成矿年龄为2 47OMa;铜 矿 峪型铜矿床的成矿时代复杂,包括2 18 zMa(与容矿岩石相同的年龄)、1 6 00Ma(后期侵入的浅 成岩脉年龄)及15 57Ma(晚期成矿年龄),落家河 型铜矿的成矿时代是200 6zs 36Ma;胡蓖型铜矿成矿年龄主要是1832Ma。中条的裂谷铜矿主

10、要成矿期为1 8 0 0Ma,相当于 中条运动的产物。(3)铜矿床的形态比较规整,多为层状、似层状,个别为扁豆状或囊状(图4)。(4)中条裂谷铜矿金属 矿物简单,主要为黄铜矿和黄铁矿, 未见或少见微量的闪锌矿和图3晋、陕、像裂谷简图(据 乔秀夫等1 9 85)F19.3SketehmapofthevalleysinShanxi,S ha anxiandHe na n1一西阳河群及熊耳群火山岩;2一裂谷边界及 推测边界断裂;3一同期喷发断裂;4一火山岩Rb一S r 全岩年龄(Ma)第1 2卷第1期真允庆等:中条山区裂谷型层状铜矿床3息帕卜户习卜产甲。.县划右婿妇应长划撼畔任曰俐俐俐阵 似似澳 碑

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13、初初 降降降湘果果勺岸.产、书祀必必从从饭饭长 海随随来来来大那那鬓军蒸遥、.户户脚脚l喊,照照 体体体啊,湘湘鬓蓄弯 夏霎霎霎浙浙位邢俐俐 姗姗姗扣饭饭饭饭)阿阿撼 睡阅阅 骤骤骤骤骤骤骤澳 犷 湘湘 娜娜娜姗大申申壕“馨 羹 曹描描甜甜甲.出.卜 岭岭 泪泪泪阵l阿1林林;羹霆 夔夔陌陌I摊,率率 侧侧侧如如如姗如如州 湘军军湘湘湘湘湘腐 铆铆霎瞿纂纂嘿嘿嘿嘿嘿如诞诞诞. . . . . . . . .,产户诸,t,确确确 塌塌塌渭稍稍孽 聋睿臀臀妈落 酬酬绿菇擎擎如如如外侧侧裳毽委:氢色色暇召 侧侧俐如纲纲O O O O O俐爆爆爆粼螃螃翩之之、翻翻翻、翻翻翻 攀攀攀舔塞塞算戚 乘 逞

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15、矿区的亚号矿体含辉钻矿,耳号、y号矿体含辉铂矿,胡蓖型铜矿床含硫钻矿、钻镍黄铁矿及晶质铀矿。3 4,. 口. . 月, 钾 甲产巨 , , 曰桂林冶金地质学院 学 报玲蛤年33 7。矜爷护(C) 介 肺1020m -一J一司蒸 缈(d140、入、. 、.、I、苦l、蚤戮、 、010 0m 一-J汉乏妞n “n,孟,目圈91 92 9目图口8叨2 8目圃圈71 72 7翻图目6伟2 6因圈因。1 52 5囚圈口41 42 4因口目31 32 3口困目21 22 2因团口.几内声口目口图4中条山裂谷中四种主要铜 矿 的典型钊面Fig.4T了piealProfilesofthefouroajo re

16、 oPperdepositsintl ievalleys,Z五ongtia o s七an(a,b,d据胡维兴1987,e据冶金313队简化 )(a)横岭关 型铜矿床1一黑云母片岩;2一石墨绢云片岩;3一绢云石英片岩;4一二云片岩,S一铁铝榴石黑云自云片岩;6一十字铁铝榴石石墨绢云片岩,7一铜矿体(b)铜矿峪型铜矿床8一绢云石英岩;9一绢云石英片岩;1 0一变石英晶屑凝灰岩;1 1一变质基性火山岩;12w e变石英斑岩;13一变花斑英安岩;1 4一变辉绿岩;1 5一铜矿体(。)落家河型铜矿床工6一安山岩;1 7一细碧岩;1 8 一石墨绢云绛泥片 岩;1 9一大理岩;2 0一铜矿体;2 1一长英质岩脉;韶一混合花岗岩(d) 胡蓖型铜矿床23一白云石大理岩;24一黑云石英 白云石大理岩;25一黑色片岩;肠一石榴云母片岩;2 7一钠长浅粒岩;28一铜矿体;2,一褶皱构造示意图第1 2