银山火山一次火山岩特征及成因探讨.pdf

午 ／ 银 山火 山 一次火 山岩特征及成 因探讨／ a 1 银 山 铅 锌 矿刘 石 秀 ’ ／ 【 摘要】通 过 对火山一 次 火山 岩 化学 成份的 分 析． 应用 氧同 位素、 铅同 位素、 里 特曼指 数、 氧化系 J 一 一 { 数，从不同角度对银山火山一次火山岩进行了分析．结果袭明银山火 山一扶火山岩是燕山早A t h 活动的 产物 ．是地壳部分重焙 ．地幔岩浆上升进一步熔化硅铅层 ．形成 同焙性火 山岩系列a 关键词 二 ，里 竺 墨 塑 垫 翳， 竺 至同 熔 尺 PROBE I NTO GENES ES AN CHARA CTERI S TI C S OF V O L C A N I C S U B V O L C A N I C R O C K S I N Y I N S H A N 多 厉 l Y i n ha n T ． ea d 品7 r M P T i Sh i xi u 【 A B S T R A C T 】T h mu g h a n a l y s i n g t h e c h e mic a l c o mp o n e n t s o f v o l c a n i c s u b v o l ean i c r o c k s ， o x y g e n i s o t o p e ， l e a d i s o t o p e ， Ri t t ma r m e x p o n e n t a n d o x i d a t i o n me f f i c i e n t a n d a r e u s e d t o a n a l y s e v o l c a n i c s u b vo l c a n i c r o c ks o f Yi n s h a n f r o m e v e r y po i n t o f v J e w． Th e C O n c l u s i o n s h o we d t h a t v o l c an i cs u b vo l c a n i c r ock s o f Yi n s h an i s t h e p r o d u c t o f vo l can o a c t i v i t y i n Ya n s h a n i n t h e e a r l y ． I t i s p a r t c r u s t r e me l t e d， g o i n g u p ma g ma o f mant l eme l tt h el a y e r o f s i l i c o na l u mi nu m，f o r m s a me me l t i n gt y p evol ea n i c r oc k s s e r i e s ． KEY W ORDSVo l c an i c s u b vo l can i c r o c k Ri t t ma r m e x p o n e n t Ox i d a t i o n c oc f fi c i e n t I s o t o pe S a meme l t i ng 1 前 言 银 山矿 田在燕 山早期火 山活动强烈 ，火 山活动带来 了热液 、矿源 、富化改造 了原有 的矿 源层 ，区内有七个矿带 ，自北向南 为北山铅锌矿带、九龙上天铅锌矿带、九区 铜硫矿带、仙人架板铜铅锌矿带、西区铜金 矿带、银山铅锌银矿带、南山铅银矿带 ，矿 床 的形 成与火 山活动有关 。因此 ，研究 区内 火山 一次火山岩特征及成因，对寻找区内矿 产有 指导意义 。 2 银 山火 山 一次火 山岩特征及成因 2 ． 1 概 况 银山火山 一次火山岩是区内燕山早期火 山活动的产物 ，火山喷发、次火山岩侵入由 酸性一中酸性一中性演化 ，据区内火山 一次 火山岩的分 布特征及火 山 口构造 的分析 ，区 内至少存在着两个火山口；第一个火山口位 于九 区 ，以裂腊『 式喷发 为特 征 ，火 山 口长 约 3 2 0 m，宽约 7 0 m，长轴近东西 向南倾斜 近 于直立的锥状 一 筒状体 ，火山颈内充填石英 斑岩，属区内第一火山旋 回的产物 ，火山口 周边的半环状构造及上盘的放射构造 ，富化 了区内的铅锌矿床，当第二旋 回火山活 动 时，该火山口以次火山岩侵人为特征 ，以铜 硫成矿物质为主的流体，对早期形成的铅锌 矿床进行再分配 ，再搬迁 ，经分带形成九区 铜硫金矿床；第二火山口位于西山 图 1 ， 以中心 式喷 发 为 特征 ，形成 塌 陷 式破 火 山 口，属区内第二火山喷发旋回中心，该火山 口长轴为 N E向 ，约 U0 0 m，短轴为 Nww 银山火山 一次火山岩特征及成因探讨一刘石秀 邮编 3 3 4 2 0 1 维普资讯 向 ， 约 7 0 0 m． 是一个 上 大下 小 的锥 状 一筒状 体 ， 该火山 口构造控制了区内的铜金矿床。 北山 图 1 银 山火 山 一次 火 山岩分 布图 2． 2 火 山岩 一次火 山岩岩 相特征 区内火山活动划分为三个旋回第一旋 回以九区火山口为主旋回，由喷发一喷溢一 侵入，相应的岩石组合为流纹 质火 山碎屑 岩，角闪流纹岩，石英斑岩 ；第二旋回以西 山火山口为主旋回，由喷发 爆发一喷溢 一侵入一隐蔽爆破，相应的岩石组合为英安 火 山碎 屑岩 、英 安质熔岩 、英 安斑岩 、隐蔽 爆破角砾岩；第 三旋 回为寄生火 山活动阶 段 ，岩石组台为 角闪流纹岩 ，安山玢岩。火 山 一次火 山岩岩相仍 可划 分为四个相组 ，七 个岩相。喷发相组 爆发相 ．溢流相 ，侵出 相 ；火 山颈相组 火 山 颈相 ；次火 山相 组 次火山相 ，隐蔽爆破相 ；火山沉积相组 火 山沉积相 。 2 ． 3火 山 一次火 山岩化学成分特征 2 ． 3 ． 1 火 山岩系列 根据 S i0 2 、Na 2 0 0的重量百分量， 投影到确定火山岩的组台 图中发现第一旋 回的流纹质火山碎屑岩、角闪流纹岩落于高 铝玄武岩系列中，可能 的岩石组合为流纹 岩 、英安流纹岩 、英安岩 、石英安山岩 ，该 岩 石 定 名 为 流 纹 岩 ． 8为 1 ． 8～ 1 ，a o K2 哥 0 丁 N 二a 2 0 j 一 2 ，属钙碱性 岩 ，酸度上 是酸 性岩 ；石英 斑岩落于拉斑玄武 岩系列 中 ，该 岩石 的定名为石英斑 岩 a 1 ，属 钙性 岩类 ， 酸度上为中酸性岩石。第二旋回的英安质碎 屑熔 岩 ，大多落于高铝玄武岩系列 中 ，该岩 石定 名为安 山碎 屑岩 、熔岩 ．8为1 8 3 ～3， 属钙碱 性岩石 ，酸度上为 中性 一中酸性 ；英 安斑岩 落于拉斑玄武 岩系列 中 ，岩石定名为 安 山玢 岩 ，8 l为 钙 性岩 石 ．酸 度上 为 中 性岩类 第三旋回的安山玢岩 ．角闪安山岩 落于高铝玄武岩与碱性玄武岩之间，钙碱性 过渡岩类 ．岩石定名为安 山玢岩 。 2 ． 3 ． 2 火山岩 一次火山岩化学成分特点 银 山火 山 一次火 山岩 的化学成分 与该 区 火 山岩类定名 ．存在着酸度上 的差 异 ，根据 分类与黎彤及饶纪龙的中国岩浆岩的平均化 学成分中的同类岩浆岩相比，存在着如下特 点 1 英安质熔岩、英安斑岩、石英斑岩 等 S 古量偏低 ，它们在酸度上达到 了中 性 一中酸性岩类 。 2 普遍富钾 ，贫钠 ，对形成铜矿格外 有利 。S 演 化 系列 为 酸 性 一 中酸 性 一 中性。钙碱性演化系列为每个旋回由钙碱 性开 始一 钙性 结束 。 2 ． 4 火 山 一次火 山岩矿化特征 银 山火 山 一次火 山岩 的矿化 特征 ，与不 同旋回的火山活动密切相关 ，由于 s 和 N a 含量不同，在成矿上表现出明显的专 属性。第一旋回的火山岩 ，富含锌、铅 ，是 酸性岩维氏值的 2 倍和 4倍，铅锌系列矿床 空间上与石英斑岩有关 ．如北山 5 岩体和 九龙上天 4 岩体 ，基本控制 了二个矿带 ． 但围绕岩体的分带，具有超常性，矿体受东 西向构造控制 ，矿体在走 向上是岩体 的数 倍 ，表明火山活动带来的热液及矿源是对地 层中成矿元素的粹取、叠加富化的结果。第 二旋回的火山岩中 ．富铜 ，是 酸性岩维 氏值 的 5 ～8倍；在西山火山口上盘，以 1 岩岩 体周边，形成 的是 细 脉 浸 染 状 矿 化 ，经 有 色 矿山--1 9 9 9 6 维普资讯 一 1 9 5 m 中 段 证 实 ，原来 用 “ C u边界 品位 O 3 ％，最低工业 品位0 ． 5 ％”指标 圈定 的矿 体 2 ～9 8 ，用坑采无法跟踪，若改用 “ C u边界 品位0 ． 2 ％ ，最低 工 业 品位 O 4 ％” 指标 ，可以圈出大矿体 ，工业矿体没有明显 的界线 ，靠分析 结果 圈定 ，矿物组合 以黄铜 矿 和黄铁矿 为特征 ；在九 区 火 山 口上 盘 的 3 英安 斑 岩 。形 成 的铜 硫 系列 明显 与西 山 口矿化特征不符 ，东西向构造，控制矿体的 展布 ，以平行细 脉带 、小脉带 、大脉带为特 征 ，矿物组 合 以 黄 铜 矿 、砷 黝 铜 矿 、黝铜 矿、黄铁矿为特征 ，3 英安斑岩为无矿核 ， 矿体具有明显的叠加改造作用 。总之，矿床 的形成与火山活动有关 ，叠加改造 ，富化粹 取 ，是成矿 的最大特 点。 2 ． 5 火 山 一次火 山岩成 因分 析 银 山火 山 一次火 山岩 的形成 时问 ，利用 k Ar法 对 火 山岩 全 岩 测 定 ，形 成 时 间为 1 3 8万年 ，属燕 山早 期第 三 阶段 的产 物 。据 表 1 中的计算结果 ，表明第一旋 回和第二旋 回氧化 系数差值大 ，反 映火山活动延续 时间 可能较长 。第三旋 回氧化 系数差值 小 ，说 明 火 山活动 比较短促 因此 ，第一 、第二旋 回 是该 区的喷发 主旋回。固结指数 c r Q Q f 嫂 2 P Mg OF 岛O F e OK， ON如O 反映岩浆分异程度 和原始岩浆 的性质 ，经计 算 ，第一旋回的固结指数为2 ． 3 --9 9 3 ， 第二 旋 回为7 7 3～2 3 ． 1 O，第三 旋 回为 1 6 ． 2 8～ 1 7 ． 6 O，表 明 第一旋 回分 异较 好 ，酸性 程 度较高 ；第二 旋回分异差别大 ，酸性 一中 性 ；第三旋 回较差 ，基性程度高 ，因此该 区 火山岩不是 深源岩浆 直接凝 固的产物 ，而是 晚期 分异 的产物。 根据铅同位素作投影图，大部分落于太 平洋西岸岛弧铅中，因此 ，证明铅主要来 自 地幔 ，从图 3可以看出，大部分落在同熔型 花岗岩中，证明岩浆在高侵位的过程中，同 熔 了部分地 壳硅 铝层 。 利用表 1的结果 ，不 同旋 回的岩石 l o g 8 表 1 指 数及 氧化 系数表 旋 回 岩 性 第一旋 回 流纹质熔岩 南闪 流绞岩 石 英斑 岩 l 3 4 5 F W 1 0 0W 0． 5 7 0． 3 6 36 0． 7 2 0 42 4 2 3． 91 0 8 0 8 0 1 5 4 0 6 0 6 0 0 4 0 0 28 2 8 0 1． 5 5 0． 1 9 2． 29 0． 3 6 0 80 0 l l 0 55 0 7 6 0 7 4 0 ．1 3 3 6 6 9 3 7 2 3 3 6 2 3 4 8 3 8 4 6 1 4 I 罐 r l 5 6 l 5 7 l 5 6 l 6 8 l 6 6 1 1 4 6 0 1 7 0 l 4 l 4 1． 7 4 0 2 3 l 3 8 6 注 F 一氧化系数 ， F e 2 0 ／ p F e O ；w一氧化系数，p F e z O j ／ F e 2 0 F ∞ ；8 一里特曼指数；广 戈蒂里指数。 和l o g r ，投 影到 图 2中，结果 全部落在 B 区 ，表 明是 造山带地区火 山岩 。该火 山岩是 在长期稳定的构造基础上，到燕山早期中国 东部地 台活化 ，产生许 多 NE向的断陷 ，褶 皱才开始喷发 ，据 s r ／ s r 0 ． 7 0 6。投影 到图 3 ，属徐克勤的同熔型岩浆岩。根据氧 同位索资料 石英斑岩体中绢云母、石英 中 的a 0 s i _ o w 为 1 O ． 3 ‰ ～1 0 ． 6 9 ％ 。 ．a 0 O 为 8 ． 9 ‰ ，表 明为 主 要 是 岩 浆 水 ； 英安 斑岩 中的石 英 8 0 s i _ o w 为 1 5 9 ％ 0 ～ 1 6 ． 1 ‰已明显高于 同类岩体中 占 】s 0 s m o w 1 0 ％ o 的上界，表明富重氧，含有较多的硅铝 银山火山一次火山岩特征及成因探讨刘石秀 邮编 3 3 4 2 0 1 维普资讯 成分 ，经计 算 ，幔 源 与壳 源 的 比值 为 5 3 。 而该岩体的6 O H2 O 略高于岩浆水 ，表明 有富重氧的卤水参与。区内二个火山口受北 东向和东西向构造控制，火山岩浆为同构造 岩浆。断裂提供 了通道，并使地壳部分重 熔，地幔岩浆上升进一步熔化硅铝层．形成 同熔 型火 山 一次岩 系列 。 2 O l 5 U 警 一 J O 围 2里特 曼 一戈 蒂里解 A区非造山带地 区火山岩 B区遗山带地区火山 岩；C区 派生的碱性岩 ；J 区日 本火山岩 L L ～条射 篙 五匦 s壁 需 鞴L 改 造 型 哪 0 7 ∞ n7 ∞ 071 U 0 71 5 围 3 不同成因景列花 岗岩类 s r ／ 值比较围 3结语 1 银 山多 金属矿 床 的形成 与火 山活 动有关 ，火 山括动不仅带来了成矿物质，而 且还 带来 了热液 ，矿床的定位是火 山活 动与 双桥 山群 矿源层综 合作 用的结果 ，火 山活动 起到富化、再 分配叠加 和改造的作用 。 2 银山多金属矿床 ，就矿体空间展布 来看 ，总的受东西向构 造控制 ，由于 片理与 层理 近于一致 性 ．矿床分带的不明显性 ．铅 同位素年龄的不协调性 和优地槽 沉积物的存 在 ，推测在 1 4亿年左右 区内存在海底火山 喷 发 活 动 ，形 成 类 似 “ 黑 矿 ” 的 矿 源 层 岩 ，经过晋宁及加里东构造运动，成矿物 质 不断富集 ，矿床空 间格 局基 本形成 。 3 研究银 山火 山 一次火山岩 ，有利 于 认识 区内火 山活动 ，由于银 山火 山活动受银 背斜轴及东西向构造控制 ，根据构造形迹的 配套 ，推测银 山火 山活 动存在火 山群 ，对寻 找富矿具有指导作用 。 参考文献 l 秦志德．银山铜铅锌矿床的地质特征及找矿前景 矿山地质．1 9 8 6 ． 4 2 叶庆同．银山矿床铜铅锌矿床原生丹带 的初 步研 究南京地质矿产研究所所刊1 9 8 3 ， 第 4卷．笫 1 号 3 朱训 等德 兴斑 岩铜 矿北 京地 质 出版 杜 。 l 9 8 3 4 赵佗山．张本仁等．地球化学北京 地质 出版 社 。1 9 8 8 5 袁见齐等 床学北京 地质出版杜，1 9 8 5 6 魏菊英．王关玉．同位索地球化学．北京 地质 出版社。1 9 8 8 7 武汉地质 学院岩石教研室．岩浆岩石学北京 地 质出 版社 。1 9 8 0 作者菏介 刘石秀．男 ，4 l 岁 ．工程师。 上接第 2 6页 可以看出当矿石适宜半 自磨工艺时就可能设 最初投产 的几个月 中这个缺点反映在处理能 计和建设一条节省投资和生产 费 用 的磨 矿 力低 ，运行时问短。如果克服了上述缺点 ， 线。值得考虑的另一大优越性是这样做不仅 半 自磨 一球磨流程将会节省 投资 4 0 ％，降 建设规模小 ，而且生产人员少，这在地处偏 低生产费用 2 0 ％。 远的矿区尤为重要。采用半 自磨工艺的缺点 王一群译 是投产时间长 ，运行时间短 。因为半 自磨机 张新宽校 的维护工作量 比传统破碎设备维护量大。在 有 色矿 山 l 9 9 9 6 维普资讯