青城子地区辽河群地层中硅质岩及其与金银矿的关系

1997年8月　　　GEOLOGICALEXPLORATIONFORNON-FERROUS

METALS　　　

Vol.6,No.4Aug.,1997

青城子地区辽河群地层中硅质岩及其与金银矿的关系

姜　瑛　刘先利

(有色总公司辽宁地勘局103队　丹东　118008)

摘　要　以显微镜下观察到的微观现象论述辽河群地层中硅质岩的特征,阐述硅质岩与成矿的关系。通过镜下发现的特征矿物、结构、构造、标型矿物特征并结合岩石化学特点、稀土元素分配规律以及微量元素分布特征等,认为辽河群地层中硅质岩属浅海火山喷气成因。空间上与金、银等金属元素关系密切,硅质岩本身或附近就是金、银矿体。

关键词　金银矿　辽河群　硅质岩　青城子⒇

近年来在辽东裂谷西段辽河群地层中发现高家堡子大型独立银矿床、小佟家堡子中大型

金矿床、桃源小型金矿床和一批金矿化点。这些矿床和矿化点的形成与硅质岩密切相关,硅质岩是寻找金银矿的直接标志。有关硅质岩成因与成矿的观点,宏观上说服力较强,但缺少微观证据,有必要以微观(显微镜下)现象为依据对硅质岩加以补充论证,使地质同仁重视硅质岩及其找矿。

1　硅质岩的特征

1.1　硅质岩分布特征

硅质岩首先发现于青城子矿田东部小石门沟,相继出现于小佟家堡子、朱家堡子、桃源等区。小佟家堡子硅质岩,厚约5～10m,面积0.5km2。地表出露的硅质岩成穹状拱起,抗风化性强。硅质岩多呈不规则透镜状、扁豆状产于大石桥组与盖县组地层接触部,上盘与透闪变粒岩接触,界线清楚,下盘与灰白色中细粒大理岩呈交代接触,界线不清(图1)。小石门沟硅质岩成层性明显。小佟家堡子、高家堡子、桃源地区硅质岩规模、成层性不及小石门沟,其它特征基本相同。

硅质岩手标本呈灰黑色,局部黄白色、浅灰肉红色,致密块状,细粒隐晶质结构。隐约有条带状构造,因构造破碎有角砾状构造,受热液充填交代作用有晶洞、晶簇构造。矿物成份以玉髓石英为主,含少量绢云母、方解石、碳质、铁质。上部含碳质等杂质,下部含大量钙质成份。普遍含有星散状立方体-半自形晶黄铁矿。后期不规则状石英小脉、细脉发育,一般长不大于1m,宽仅0.nm。石英小脉以少杂质、粒度粗为特征。硅质岩分布严格受层位控制,产状随地层变化而变化。

1.2　硅质岩矿物产出形态

石英:石英是硅质岩中主要成份,约占90%。镜下看出有两种成因,早期为火山喷气形成

⒇

1996-12-24收稿,1997-04-02改回。

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图1　小佟家堡子52线地质剖面图

　ProfileoftheNo.52lineoftheXiaodongjiabaozidepositFig.1

1-云母片岩;2-透闪变粒岩;3-大理岩;4-石榴石云母片岩;5-斜长花岗岩;6-硅质岩;

47-金矿体;Ptlg1、Ptlg2-元古宙盖县组地层;Ptld53、Ptld3-元古宙大石桥组地层

的硅质岩,晚期为热液硅化(图2)。

玉髓:呈纤维状单晶产出,纤维晶体受力作用发生变形,产生明显的火焰状消光现象。集合体呈放射状、束状出现。

隐晶质-细粒石英:最大颗粒0.01mm,一般0.007mm,呈它形不规则状,圆粒状出现,颗粒边界呈锯齿状、缝合线状,受力作用波形扇状消光明显,多分布在纤维状玉髓颗粒之间。细粒隐晶质石英与玉髓是硅质岩主要成份,在岩石中常构成角砾状、球状集合体外形。

柱粒状石英:呈柱粒状出现,颗粒较粗,结晶较好。柱粒交错互生。柱状石英常垂直脉壁生长,构成梳状结构。粗粒石英受力程度及变形现象较差,该矿物以胶结物形式充填和胶结在早期硅质岩之间。其成因为晚期热液硅化。

白云母:他形片状。受力作用解理常发生弯曲扭折,形成S型。

绢云母:鳞片状,多分布在玉髓与细粒石英之间。含量较少,为白云母与电气石次生蚀变。电气石:新鲜者少见,多数已蚀变退色呈浅褐-褐绿色,有的为无色。从边缘开始绿泥石化,进而全部被绿泥石化所替代。另外可见部分晶体被白云母取代,保持柱状及弧状三角形的外形轮廊,以假象存在。从次生蚀变矿物的种类,推测随着不同地区温度及环境的变化,电气石的矿物成份也随之发生变化。因此认为蚀变成绿泥石者可能含Fe、Ti、Mn较高,而蚀变为白云母和绢云母者可能含镁较高。硅质岩中普遍含电气石,在大顶子(斜长花岗岩)区段硅质岩中含量可高达3%～5%(镜下目估)。

石墨:呈不规则粒状、虫状产出。分布不普遍,靠近围岩部位含量有所增长,石墨为捕虏的

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图2　硅质岩手标本素描图Fig.2　Sketchingofasilicalitespecimen

gg-硅质岩;Si-硅化石英

围岩成份。

1.3　硅质岩结构

硅质岩结构主要以交代熔蚀、碎裂结构为主,类型繁多:1)球粒结构:玉髓呈纤维状,沿着一个质点呈球状、放射状排列;2)纤维束状结构(图3);3)放射状花辨结构(图4);4)细粒隐晶质结构;5)再生边结构:石英呈他形粒状,沿其四周边缘形成再生加大边现象;6)鲕状结构:鲕粒直径在0.1～0.08mm,核心为绿泥石,外层则由同心圆状绿泥石呈放射状排列,构成外形象鱼卵的鲕粒,鲕粒之间由铁质充填胶结;7)残留假象结构:在硅质岩中电气石自身蚀变被绿泥石或绿泥石与绢云母的混合物取代,仅保持电气石晶体轮廓即假象;8)放射状结构:电气石沿

图3　纤维束状结构显微镜素描图Fig.3　Sketchingoffiberbeamtexture

Qgg-玉髓呈纤维束状产出;Qz-隐晶石英,在束状集合体中常呈细粒分布

(物镜25×6.3　　小佟家堡子矿床　L6)

图4　放射花辨状结构显微镜素描图Fig.4　Sketchingofpetalradialtexture

Cg-石英处于消光位;Gph-石墨;Qz-石英,呈柱粒状,彼此相连,柱体沿着一个结晶点呈放射花辨状排列

(物镜25×6.3　　马隈子矿床　L1)

着一个结晶点呈放射状排列;9)碎裂结构;10)锯齿状、缝合线状结构。1.4　硅质岩构造

1)同心圆状构造(图5);2)晶洞状构造(图6);3)角砾状构造:早期硅质呈角砾状,被后期较纯净粗粒石英充填胶结(图2);4)球状构造:纤维玉髓与隐晶-微细粒石英围绕石英中心呈同心层状分布,集合体外形呈圆状或椭圆状;5)脉状构造:后期石英呈脉状、网脉状充填胶结早期硅质岩角砾;6)块状构造;7)层纹构造:硅质岩具色调深浅明显不同、宽度不等的纹层或层理。小佟家堡子金矿区可见。

1.5　硅质岩化学成份(表1)

岩石化学特点:SiO2>90%,K2O>Na2O。与检德硅质岩比较,Al2O3明显偏高,而FeO明显偏低,反映其在火山喷气过程中受到海水和陆原物质污染。1.6　硅质岩稀土元素特征(表2)

从图7中可以看出硅质岩标准化模式为轻稀土富集型。

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图6　晶洞状构造显微镜素描图

图5　同心圆状构造显微镜素描图　SketchingofconcentrictextureFig.5

Ch1-绿泥石,呈同心鲕粒状,鲕粒为球状或不规则粒状,马隈子硅质岩中可见物镜25×6.3　马隈子矿床　马1)

Fig.6　Sketchingofdrusestructure

多发育在粗粒石英(Qz)中,孔洞大小不等,大者在5mm,小者在1mm,形状不规则,在其孔洞中常发育生长完好的石英晶体,平行或呈放射状排列(物镜25×6.3)

表1　硅质岩化学成份分析成果表Table1　Chemicalcompositionofsilicalite

样号QTC8630QD119-1QD109-1平均检德

SiO293.1892.0692.7494.5194.3

Al2O32.242.451.631.120.17

CaO0.450.900.670.400.67

MgO0.971.131.130.160.16

K2O0.600.400.500.2250.25

Na2O0.000.000.000.1350.03

Fe2O30.000.500.001.5350.17

FeO1.041.192.230.7952.15

TiO20.000.000.000.1850.06

MnO0.000.000.000.0150.012

P2O51.020.020.020.0550.01

1.14

0.31

朝鲜检德硅质岩

分析单位:103队化验室

SO3

CO2

(%)

岩性、位置小佟家堡子金矿床小佟家堡子金矿床小佟家堡子金矿床

稀土分布曲线总体向右倾斜,在Eu处明显有一个低谷。WEu为0.5,显示负铕异常,其成

因与正常沉积岩不同。从三条曲线对比来看,硅质岩与次火山角砾岩曲线基本合谐一致,而与燕山期花岗斑岩相差较大。当然曲线1与曲线2在个别样品上不一致,表现在Ce元素上。因为次火山岩属于浅成侵入岩,与浅海火山喷气沉积成因不同,所以曲线稍有差别,但可以表明物质来源一致,说明二者有成因联系,在演化特点上有相似性。

1.7　硅质岩微量元素特征

从表3可见,微量元素Au、Ag、、As、MoS含量较高,富含热液元素,反映硅质岩为喷气沉积成因。

1.8　硅质岩中金的成色与特征含金硅质岩中的金属矿物含量较少,总体含量不超过8%,属于少硫化物型。可见金属矿物主要有黄铁矿、毒砂、少量白铁矿、铜矿物等。金在矿石中品位变

-6-6

化大,最高47×10,最低0.5×10,一般6×10-6～8×10-6。

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　　通过对金的矿物种类、成份、成色等进行镜下鉴定和扫描电镜分析,发现硅质岩中的金有自然金和银金矿两种,自然金占金矿物总量13.87%,成色在981～985。

银矿物的种类繁多,经镜下鉴定和扫描电镜分析主要为自然银、金银矿、辉银矿、银黝铜矿、硫铜银矿、硫锑银矿等。

金的形态多呈浑圆粒状、不规则粒状产出,金的粒度经光片

图7　稀土元素配分曲线图

Fig.7　REEpattern

测定粒经在0.001～0.003mm,属于微细粒。有少部分超显微金。银矿物呈不规则状,粒径在0.

01～0.05mm之间。

金有两种嵌布形式,金被包裹在石英和黄铁矿中和金沿黄铁矿、石英裂隙分布。

银矿物嵌布形式以裂隙银为主,包体银次之。

2　硅质岩命名及成因探讨

2.1　硅质岩命名

按现代岩石学观点硅质岩应属浅海火山喷气岩石。通过鉴定发现,硅质岩中有一定量后期热液硅质叠加,但从本质看还应命名为硅质岩。其依据如下:

1)含金硅质岩中石英是岩石的主要成份。根据结晶形态及分布形式,石英有两种成因,其一为火山喷气形成硅质岩。由于后期构造应力作用在岩石中呈角砾或球状矿物集合体,其中矿物成份主要为玉髓-隐晶质-微细粒石英,并伴随有鳞片状绢云母、碳酸盐等矿物。角砾多呈分散状分布,偶而可见角砾集中被后期硅质充填胶结形成柱粒状石英,彼此犬牙交错互生,并在后期硅质脉中常有晶洞、晶簇构造发育。

2)呈层状、似层状、透镜状沿大石桥组与盖县组界面产出,与上覆地层整合接触,与下覆地层大石桥组白云石大理岩偶见切层现象。

3)含金硅质岩中后期硅化明显。后期硅化含量多少主要取决于硅化程度。不同地段硅化石英含量亦不相同,从10%到65%,硅化程度与金品位呈正相关,但部份地质人员很容易把这种硅质岩当成交代硅化蚀变岩。2.2　硅质岩成因

笔者认为硅质岩是辽东裂谷中晚期浅海火山喷气形成的。其依据如下:

1)显微镜下硅质岩主要矿物成份隐晶质玉髓多呈纤维状矿物集合体,并呈放射状排列,构成球粒状结构。此种结构说明硅质岩在喷溢时处于海底高温速冷条件下。

2)硅质岩在喷溢过程中受外力作用影响较强,在显微镜下可见石英具裂纹及波形、放射状消光,白云母变形弯曲形成S型拆扭。在小佟家堡子金矿床硅质岩中可见石英具再生加大边现象。更重要的是在桃源金矿床的硅质岩中发现电气石、黄玉等典型气成矿物,它是浅海火山喷

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气成因的物质基础和特征矿物。

3)稀土元素特征。从图7中可以看出,硅质岩WEu与次火山角砾岩WEu接近,属非岩浆热液成因,与燕山晚期花岗斑岩相差较大。

4)在桃源金矿床硅质岩中发现鲕状绿泥石呈浅褐色,具同心圆状鲕粒球体(图6)。据现代沉积学等方面的研究,鲕绿泥石与海绿石同属海相自生矿物,但形成温度和深度不同。鲕绿泥石形成于30～500英尺温暖浅海,水温为20℃左右,而海绿石形成于10～15℃海水中,深度在100～2400英尺热带地区。由此可见硅质岩形成于深度较浅而温度相对较高的特殊地质环境。鲕绿泥石的发现为硅质岩的成因增添了证据。

综合上述,辽河群地层中的硅质岩在产状、结构、构造、矿物成分及特征矿物上都足以说明硅质岩属于浅海火山喷气成因。

[1]

3　硅质岩与成矿

经详查,小佟家堡子金矿床金主要富集在硅质岩中及上下盘。由此可见硅质岩分布区是成矿有利地区,在辽东半岛早元古界变质岩系(辽河群)地层中发现多处含金硅质岩,如高家堡子大型银矿床、桃源小型金矿床、小佟家堡子中大型金矿床等。另外在青城子矿田外围发现一批金多金属矿(床)点。

硅质岩与成矿的关系是由硅质岩形成机制决定的。关于硅质岩形成机制可从以下三方面加以探讨。

3.1　硅质岩物质来源及形成时间

硅质岩具明显层状特征和较清晰层理。镜下常见球粒状结构,石英具有再生边及碎裂现象。在桃源区硅质岩中发现电气石、黄玉等典型气成矿物。所以形成硅质岩的物质来源于地壳深处的高温炽热融体,随海水环流通过辽河群辽东裂谷同生断裂喷溢沉积形成。

依据盖县组地层覆盖在硅质岩层之上,大石桥组下部大理岩地层裂隙中有硅质岩的现象,可以认为硅质岩大致形成在辽河群辽东裂谷发展中晚期,即晚于大石桥组早于盖县组沉积期。硅质岩形成之后经历了后期构造-变质热液及燕山期岩浆热液作用,形成了如今所见的复杂化的硅质岩。

3.2　硅质岩形成空间

硅质岩的分布均处于北西向尖山断裂两侧。尖山断裂是一个切割地壳很深的断裂[2]。断裂中有元古宙花岗岩侵入,还有后期基性辉长岩脉入侵,说明该断裂在早元古代辽河群沉积时就已经开始活动,属辽河群辽东裂谷同生沉积断层。喷气沉积的硅质岩与该同生断层有成因关系,控制硅质岩和Au、Ag等元素的展布。后期构造对硅质岩起破坏作用,如脉岩的切割等。硅质岩多赋存在辽河群大石桥组和盖县组接触的片岩、大理岩互层过渡带中,呈多层分布。

3.3　硅质岩与成矿关系

在青城子矿田找到硅质岩就找到了金矿。金矿床规模的大小与硅质岩分布规模有关。如小佟家堡子含金地质体,在空间上紧密依赖于硅质岩。经查定,硅质岩不同程度含金,即使是在

-6极正常的岩石中金含量亦偏高,最高达1.32×10,说明在SiO2喷溢时即携带出金银组分。硅

质岩中含Au11×10～15×10,Ag0.23×10～5.0×10。显然,由火山喷气形成的硅质岩,即是原始含矿层,也是金矿载体。224

-9-9-6-6

后期构造活动在硅质岩上下盘的柔性岩层接触部形成强弱不等挤压片理化,在其与切层断裂交切处硅质岩中的金矿化较强。

尖山同生断裂具有多期重复活动特点,构造活动导致多次喷溢。早期浅海火山喷溢沉积形成的硅质岩被后期断裂活动破碎。后期喷溢的硅质热液叠加或充填在早期形成的硅质角砾间,使硅质岩金品位更高。在辽河群变质作用过程中,变质作用也可以使硅质岩的金活化富集成矿。另外,中生代早期新岭花岗岩的侵入与构造热动力作用,如岩浆侵位和煌斑岩脉,也可能对硅质岩金矿的富化起某些作用。

从小佟家堡子金矿地质来看,可以说没有硅质岩就没有金、银矿体。硅质岩本身或附近就是矿体。硅质岩与后期硅质热液叠加更有利于富集成矿,所以硅质岩是直接的找矿标志。

在成文过程中曾得到刘志海、周广学、赵广繁、孙文涛等同志指正,谨此致谢。

参考文献

1　北京大学地质系岩矿教研室.光性矿物学.北京:地质出版社,1988

2　刘志海.青城子外围铅锌矿床同位素地质初步研究.辽宁地质学报,1982(1)

THERELATIONSHIPBETWEENSILICALITESOFTHELIAOHEGROUP

ANDGOLD-SILVERORESINTHEQINGCHENGZIAREA

JiangYing　LiuXianli

(No.103PartyofLiaoningGeoexplorationBureaou,CNNC,Dandong,118008)

Abstract　Basedonmicroscopicworks,thesilicalitesanditsrelationtomineralizationoftheLiaoheGroupareex-pounded.Inthelightofmineralogy,texture,structureandtypemorphics,combinedwithchemicalcomposition,REEandmicroelements,itisproposedthatthesilicaliteoftheLiaoheGroupwasformedbyvolcanicexholation.ItisdoselyrelatedtoAu-Agdeposits.Thesuperimpositionoflatestagehydrothermalfluidswasadvantageoustomineralization.Thiskindofsil-icaliteisadirectindicatortotheexplorationofgold-silverdeposits.

Keywords　gold-silverdeposit;LiaoheGroup;silicalite;Qingchengziarea

有色地质新人

杨有明　1955年

长兼总工程师。

参加工作以来,曾长期在甘肃地勘局106队从事野外地质工作。先后参加及主持了甘肃成县李家沟大型铅锌矿床的地质勘探工作和甘肃徽县洛坝大型铅锌矿床的地质普查-详查工作,分别为上述两矿区地质勘查报告的副主编和主编,获得局、总局与国家储委的奖励。李家沟铅锌矿床勘探报告曾获国家储委一等奖。以洛坝铅锌矿床报告为依据的矿山开发建设已形成500t/日的采选规模,收到良好的社会经济效益。

有较高的科技理论水平,较强的组织能力,较丰富的实践经验,多次获得局、队“新长征突击手”、“双文明建设标兵”、“双文明先进个人”等荣誉称号。

8月出生,1982年毕业于中南矿冶学院地质系,现任有色总公司新疆地质勘查局副局

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