西石门铁矿环境水文地质分析与评价

通过分析西石门铁矿环境水文地质特征,依据水环境污染综合评价指数方法对矿区地下水环境质量的现状进行了评价.简要阐述了矿区生产和老窿水的存在对地下水资源造成的影响,矿区井巷工程在地下水位以下施工后地下水环境的一些变化趋势及初步预防措施,为将来矿区深部生产过程中提供了参考资料.     

Stable isotopes and noble gases in the Xishimen gold deposit,central North China Craton: metallogeny associated with lithospheric thinning and crust–mantle interaction

Quartz-vein type gold mineralization at Xishimen is a recently discovered gold deposit in the central North China Craton. More than 50 auriferous quartz veins occur in this region within a NNW–SSE-trending fault zone 4600 m in length and 3–10 m wide. Wall rocks are mainly Precambrian tonalite–trondhjemite–granodiorite (TTG) gneisses and associated supracrustals, modified by K-feldspathization and pyrite-phyllic hydrothermal alteration. Based on detailed field and petrographic studies, we identify five episodes of mineralization: pyrite-phyllic stage (I), coarse-grained pyrite-milky white quartz stage (II), fine-grained smoky grey quartz-pyrite stage (III), fine-grained smoky grey quartz-polymetallic sulphide stage (IV), and quartz-carbonate stage (V). We present results of δ³⁴S analysis of sulphide minerals from the different stages which show tightly clustered values in the range of –1.0‰ to 2.1‰, close to those of mantle and meteorite sulphur. Lead isotopic ratios of pyrite from the early to main stages also show restricted ranges with ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb of 16.289–17.286, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb of 15.217–15.453, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb of 37.012–38.232, implying lower crustal input. ³He/⁴He and ⁴⁰Ar/³⁶Ar ratios of fluid trapped in pyrite are 0.68 Ra to 1.20 Ra (where Ra is the ³He/⁴He ratio of air = 1.4 × 10^?6) and 540.9–1065, respectively. ³He and ⁴Ar concentrations vary from 10.05 to 18.5 (10^?7 cm³STP/g) and 6.15 to 17.4 (10^?7cm³STP/g), respectively, with calculated mantle helium ranging from 8.47% to 14.96% (average 11.01%). δ¹⁸O_Q and δ¹⁸D_Q values of quartz range from 8.0‰ to 13.2‰ and –101.9‰ to –70.5‰, respectively, with calculated δ¹⁸O_W values of the mineralizing fluid ranging from 1.11‰ to 5.72‰, suggesting the mixing of magmatic aqueous fluid with meteoric water during gold precipitation. We correlate the mixed crust–mantle signature of the ore-forming sources to magmatism and metallogeny associated with Mesozoic inhomogeneous lithosphere thinning in the central North China Craton.     

河北武安西石门铁矿床Fe同位素特征及其成矿指示意义

发育于太行山造山带南段的西石门铁矿矿体和岩体、碳酸盐岩地层之间有非常明显的接触界线,且具有明显的侵入关系.矿石矿物主要以自形磁铁矿为主,矿石发育气孔构造,显示了充填-贯入的特征.全岩地球化学分析结果表明,闪长岩与钠长岩的FeO、MgO与TiO₂呈明显的线性正相关,Na₂O与SiO₂呈微弱线性正相关,而Na₂O与CaO呈线性负相关.闪长岩Fe同位素组成的变化范围为δ⁵⁶Fe=-0.048‰~0.223‰,平均值为δ⁵⁶Fe=0.070‰±0.197(2SD,n=6);钠长岩Fe同位素组成的变化范围为δ⁵⁶Fe=0.033‰~0.101‰,平均值为δ⁵⁶Fe=0.063‰±0.070(2SD,n=4);磁铁矿矿石Fe同位素组成的变化范围为δ⁵⁶Fe=0.008‰~0.115‰,平均值为δ⁵⁶Fe=0.065‰±0.089(2SD,n=12);两个矽卡岩Fe同位素分别为-0.085‰和0.025‰;大理岩样品的δ⁵⁶Fe为-0.320‰.磁铁矿矿石Fe同位素组成和平均火成岩接近,且较为均一,铁的来源很可能来自于高温"矿浆".本文提出西石门铁矿床为岩浆通道-"矿浆"贯入式成矿.矿体下部相比上部更偏富集Fe的重同位素,判断"矿浆"运移方向是从下部往上部运移.     

冀南西石门矽卡岩型铁矿床成矿年代:热液锆石U-Pb年龄的证据

西石门铁矿床是华北地区最为典型的矽卡岩型铁矿床之一,最新获得金云母40 Ar-39 Ar成矿年龄为(133.1±1.3)Ma、(137.1±1.5)Ma,略老于其成矿母岩(武安杂岩体)形成的年龄(126~136 Ma),这是矛盾的。笔者对角闪正长岩和矽卡岩脉中的锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb同位素年代学分析。结果表明,角闪正长岩中锆石呈浅黄色-无色、透明、棱角状、不规则状,振荡环带结构不发育,部分锆石中含棱角状继承锆石内核,206 Pb-238 U年龄加权平均值为(135.6±1.5)Ma,代表了武安杂岩体的结晶年龄。矽卡岩脉中锆石呈棕色,含有少量细小的包裹体,呈透明-半透明,相对于岩浆锆石具有低的Th、U、REE含量及Th/U值(Th=(222.37~1541.11)×10-6,U=(218.44~989.17)×10-6,Th/U=0.90~1.56),并具有强烈的Ce正异常(δCe=4.46~196.22)和Eu负异常(δEu=0.59~0.80),206Pb-238 U年龄介于124.9~133.0Ma,加权平均值为(129.4±2.6)Ma,代表了热液锆石的形成年龄,说明129 Ma是该西石门地区主要成矿期。     

早白垩世华北克拉通东部岩石圈减薄过程和机制:来自河北西石门杂岩体的证据

白垩纪华北克拉通岩石圈经历了巨大的减薄事件,但减薄过程及机制仍存在较大争论。早白垩世的西石门杂岩体是华北克拉通东部与岩石圈减薄相关的重要杂岩体。根据西石门杂岩体形成时代和岩石结构特征将其划分为两套岩石组合。早期岩套由二长闪长岩-二长岩-正长岩系列组成,具等粒结构,形成时代约为135. 6Ma,岩石地球化学成分为SiO_2=51. 72%～68. 56%、MgO=0. 17%～4. 88%,少部分样品表现出C型埃达克岩的特征;晚期岩套由斑状二长岩-斑状正长岩系列组成,具似斑状结构,形成时代约为125. 3Ma,岩石地球化学成分为SiO_2=57. 00%～67. 51%、MgO=0. 61%～3. 37%,其中还存在大量年龄约2500Ma的继承锆石。两套侵入岩均为高钾钙碱性系列但早期岩套多具埃达克质岩特征,晚期岩套岩石中锆石具有更负的ε_(Hf)(t),显示其具有更多的壳源物质组成。角闪石温度计、压力计显示,早期岩套的定位环境为T=883. 66℃、P=194. 95MPa,相当于7. 36km深处;晚期岩套的定位环境为T=642. 34℃、P=26. 81MPa,相当于1. 01km深处。从135. 6Ma至125. 3Ma,地壳快速抬升了约6. 35km。研究认为,在约135. 6Ma时陆内岩浆作用开始影响研究区,软流圈地幔上涌促使地壳物质熔融、混合形成了早期岩套,同时大规模的岩浆活动及地壳褶皱变形导致陆壳加厚。之后岩石圈地幔发生拆沉作用,地壳快速抬升。在约125. 3Ma后,软流圈地幔继续上涌,回弹的陆壳开始发生大规模的熔融形成了晚期岩套。据此认为拆沉作用是中生代华北克拉通岩石圈减薄的主要机制。     

河北省西石门金矿稳定同位素特征及其成矿地质意义

西石门金矿位于阜平幔枝构造轴部,燕山期麻棚岩体的东南侧。本文对矿区及区域上部分金属矿床的硫、铅、氢、氧、碳同位素进行了系统研究,研究结果表明：矿石中金属硫化物的δ34S介于-0．3‰～＋1．4‰,平均0．63‰,与区域上硫同位素组成相一致,均落入幔源硫范围,表明硫主要来自深源;铅同位素变化范围较小,与区域上的铅组成相一...