構(gòu)造—巖漿活動(dòng)對(duì)赤峰撰山子金礦的控制

王豐翔　宋鵬　鄭宏偉　于靈艷　劉垚　解小穎

【摘 要】構(gòu)造活動(dòng)與巖漿-流體的時(shí)-空演化軌跡實(shí)質(zhì)上就是成礦物質(zhì)活化→遷移→聚集→定位的過(guò)程，即構(gòu)造-巖漿流體耦合成礦作用。研究表明，撰山子金礦田是區(qū)域構(gòu)造演化和燕山期巖漿活動(dòng)耦合作用的產(chǎn)物，受構(gòu)造-巖漿作用控制明顯。本文簡(jiǎn)要地梳理和總結(jié)了撰山子金礦田的區(qū)域構(gòu)造屬性、礦床地質(zhì)等特征，重點(diǎn)討論了構(gòu)造與成礦的時(shí)空關(guān)系，劃分了礦田區(qū)域成礦構(gòu)造、主干成礦構(gòu)造和容礦構(gòu)造?；谝陨险J(rèn)識(shí)，本文運(yùn)用構(gòu)造-地球化學(xué)的方法對(duì)撰山子金礦的源-運(yùn)-儲(chǔ)進(jìn)行了合理的分析與推理，試圖探討成礦物質(zhì)來(lái)源和動(dòng)力機(jī)制。

【關(guān)鍵詞】金礦；構(gòu)造特征；韌性剪切帶；成因機(jī)制；撰山子

撰山子金礦床位于內(nèi)蒙古赤峰市以東50km的敖漢旗境內(nèi)，分布有撰山子、兩半山、落鳳毛、梨樹(shù)溝等四個(gè)金礦區(qū)。迄今為止，撰山子金礦床已發(fā)現(xiàn)礦脈百余條，礦體類(lèi)型主要有石英脈型、構(gòu)造蝕變巖型以及復(fù)合型，其多賦存于花崗斑巖體、閃長(zhǎng)巖體和中生代的沉積-變質(zhì)巖系之中。顯然，圍巖對(duì)撰山子金礦的控制作用不明顯，而燕山期構(gòu)造-巖漿巖帶與礦體有明顯的時(shí)空聯(lián)系。本文試從構(gòu)造-巖漿控礦的角度，簡(jiǎn)要總結(jié)其礦脈展布的成因機(jī)制、構(gòu)造與礦脈的時(shí)空關(guān)系、構(gòu)造與流體的關(guān)系，進(jìn)而分析和推斷撰山子金礦的成礦機(jī)制。

1.區(qū)域構(gòu)造屬性

撰山子金礦床位于華北-西伯利亞板塊的銜接部位，興蒙褶皺系的南緣。其邊界斷裂—赤峰-開(kāi)源大斷裂從撰山子礦田北側(cè)經(jīng)過(guò)，從全局上控制了該區(qū)域的構(gòu)造-巖漿巖帶。從構(gòu)造形跡方面上看，不同力學(xué)機(jī)制（古太平洋構(gòu)造域、中亞構(gòu)造域）的構(gòu)造域在區(qū)域疊合交切，形成了具有別具特色的“立交橋結(jié)構(gòu)”[1]。需要指出的是，這是“時(shí)間維”推動(dòng)“空間維”連續(xù)發(fā)展的過(guò)程（見(jiàn)圖1）。

從區(qū)域構(gòu)造發(fā)展演化史上看：EW向斷裂是在古亞洲動(dòng)力學(xué)體系機(jī)制下發(fā)育的斷裂，是區(qū)域性大斷裂，其發(fā)育起始時(shí)間應(yīng)在古生代，此后經(jīng)歷了多期次多階段的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，該斷裂系又發(fā)生了南北對(duì)扭，在水平向上發(fā)生側(cè)向移動(dòng)，具有一定的走滑性質(zhì)，以后公地?cái)嗔褳榇?；EEW向斷裂是新華夏系構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物，呈現(xiàn)走滑左旋性質(zhì)，是成礦主干斷裂之一；NW向斷裂是EEW斷裂的派生次級(jí)構(gòu)造，其主要的容礦斷裂。

2.礦床地質(zhì)特征

中生代以來(lái)，華北陸塊北緣發(fā)生了重大的構(gòu)造體制轉(zhuǎn)化，該區(qū)域從擠壓環(huán)境逐步過(guò)渡為伸展作用，同樣引發(fā)了強(qiáng)烈的中生代一系列巖漿-熱液運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)了諸如Au-Cu等幔源元素[2]的反重力遷移。撰山子礦區(qū)出露的地層建造主要由變質(zhì)結(jié)晶基底和地槽型沉積蓋層組成。賦礦圍巖主要為閃長(zhǎng)巖、黑云母花崗斑巖體以及早二疊系海相碳酸鹽-碎屑巖建造（索倫組上段），其巖石類(lèi)型主要為結(jié)晶灰?guī)r、大理巖夾少量砂質(zhì)板巖[3，4]。由于受區(qū)域變質(zhì)和侵入巖多次上侵就位的影響，賦礦巖體形態(tài)很不規(guī)則，產(chǎn)狀變化亦大。總體走向?yàn)楸睎|，傾向南東。

撰山子金礦已發(fā)現(xiàn)礦脈百余條，以脈狀、細(xì)脈狀產(chǎn)出為主，此外還有構(gòu)造蝕變巖型礦脈。從礦田域上看， 礦脈的組合形式主要有：（1）礦脈雁行側(cè)列分布，具有不同序次的近等距特征；（2）從平面上看，礦脈群集成帶，每一礦帶中有數(shù)條容礦長(zhǎng)斷裂（>1000m），形成重要的工業(yè)礦體；從剖面上而言，部分礦脈典型的形態(tài)為“入”字形、“Y”或“X”形。（3）礦脈形態(tài)復(fù)雜，礦脈呈現(xiàn)分而復(fù)合、合而復(fù)分的特征。

原生礦石類(lèi)型主要有兩種：硫化物石英脈型和含金蝕變巖型。主要金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等；脈石礦物常見(jiàn)有石英、方解石、絹云母、綠泥石等。礦石最常見(jiàn)結(jié)構(gòu)為自形-半自形結(jié)構(gòu)、中粗粒粒狀結(jié)構(gòu)、溶蝕—交代結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)、扭裂結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)。載金礦物主要為黃鐵礦、其次為石英、方鉛礦、閃鋅礦等。

3.巖體地球化學(xué)特征

撰山子礦田域內(nèi)，出露的巖漿巖巖體對(duì)各個(gè)主要礦體的控制作用明顯，主要表現(xiàn)在空間和（或）時(shí)間的耦合關(guān)系：（1）海西晚期閃長(zhǎng)質(zhì)侵入體，產(chǎn)出石英脈型金礦體和構(gòu)造蝕變巖型金礦體，經(jīng)K-Ar法測(cè)試，海西期侵入體同位素模式年齡為171Ma[3]，即早侏羅紀(jì)；（2）燕山期花崗質(zhì)侵入（噴出）體，主要由燒鍋營(yíng)子巖體、落鳳毛巖體、大城子巖體組成，是一次花崗巖基在空間上連續(xù)活動(dòng)產(chǎn)物。該巖體與礦體有著密切的時(shí)空關(guān)系，其侵位年齡為113-123Ma[3]，稍早于石英脈型金礦床的形成時(shí)代。

從巖石學(xué)特征上而言，燒鍋營(yíng)子巖體屬于黑云母（鉀長(zhǎng)）花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖。其主要礦物為鉀長(zhǎng)石、條紋長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石、石英、斜長(zhǎng)石、其次為角閃石和黑云母等。副礦物百分含量（ω）少，卻以富磁鐵礦低鈦為主要特征。微量元素礦物種類(lèi)復(fù)雜，可見(jiàn)Ti、Zr、Nb、Ta、和REE的硅酸鹽、磷酸鹽、氧化物、硫化物等。此外早期的花崗巖還含有高豐度的Nb-Ta礦物、石榴子石等指示深源的礦物，中后期花崗巖富集黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦金屬礦物，此外還富集鋯石、磷灰石、榍石等礦物。需要指出的是，燒鍋營(yíng)子巖體為富金巖體，平均值高達(dá)11.33×10-9，相當(dāng)于地殼中金克拉克值3.5×10-9（黎彤，1981）的2.286-3.237倍。

4.構(gòu)造控礦規(guī)律

4.1構(gòu)造與礦體的時(shí)間關(guān)系

按構(gòu)造與礦化時(shí)間關(guān)系可分為成礦前構(gòu)造、成礦期構(gòu)造和成礦后構(gòu)造。由于構(gòu)造本身的形成和活動(dòng)時(shí)間很不容易精確地限定，而且成礦作用的年齡在很多情況下也限定得不準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)多期構(gòu)造旋回的建平-敖漢一帶顯得尤為突出，需要進(jìn)一步詳細(xì)工作，但筆者也試圖將撰山子金礦田的構(gòu)造與時(shí)間關(guān)系概略地總結(jié)下：從切割關(guān)系而言，NW向斷裂系切斷NNE向斷裂系，而NNE向斷裂系又切斷部分EW向斷裂系，由此反映了東西向斷裂構(gòu)造-北北東向斷裂構(gòu)造-北西向斷裂構(gòu)造的構(gòu)造演化史。EEW向斷裂斜切了北東向隆起帶和華力西巖體，其活動(dòng)時(shí)間應(yīng)該是燕山期。因此，EW向斷裂為成礦前構(gòu)造，NNE向?yàn)槌傻V前或成礦期構(gòu)造；NW向斷裂系成因機(jī)制復(fù)雜，既有成礦前斷裂，又有成礦期構(gòu)造。

4.2構(gòu)造與礦體的空間關(guān)系

按斷裂構(gòu)造的性質(zhì)、規(guī)模以及控制礦體的空間關(guān)系，可概要分為區(qū)域性深大斷裂、控礦主干斷裂系、派生剪切斷裂系、賦礦長(zhǎng)斷裂。（1）區(qū)域深斷裂系，在空間上雖遠(yuǎn)離礦體，但其深層次殼幔活動(dòng)以及多期次的活化都用深遠(yuǎn)影響。（2）控礦主干斷裂，是具有礦田域的大型構(gòu)造。在空間上，與礦體有密切的聯(lián)系。礦田域內(nèi)出露的控礦主干斷裂目前認(rèn)識(shí)尚不統(tǒng)一，部分學(xué)者認(rèn)為其為后公地?cái)嗔裑4，6]；部分學(xué)者認(rèn)為其為黑水蓮花山斷裂[3，7]。然而，筆者認(rèn)為，單從構(gòu)造控礦構(gòu)造而言，兩者均為成礦前（或成礦期）構(gòu)造，應(yīng)該同為控礦主干斷裂；如果考慮到巖漿巖體的分布，我們不難看出，黑水蓮花山斷裂為一級(jí)主干控礦斷裂，而后公地?cái)嗔褳榇我患?jí)的主干控礦斷裂。（3）容礦長(zhǎng)斷裂，派生剪切斷裂受區(qū)域性斷裂和控礦主干斷裂系的聯(lián)合制約，其數(shù)目眾多，主要的展布方向?yàn)镹W、 NS。因此，容礦長(zhǎng)斷裂（長(zhǎng)度>1000m）的研究便十分必要。在NW向斷裂已編號(hào)的近百條斷裂中，長(zhǎng)度超過(guò)1000的有7條，即5號(hào)、4號(hào)、72-1號(hào)、26號(hào)、28號(hào)、100-101-106號(hào)和27號(hào)礦脈，平均長(zhǎng)度為1557m。它們是控制撰山子主要工業(yè)礦脈，也是劃分礦帶的基礎(chǔ)（見(jiàn)圖2）。

4.3 構(gòu)造與富金含礦熱液的流向

含礦熱液的運(yùn)移富集是燕山期巖漿期后的產(chǎn)物，而燕山期的巖漿驅(qū)動(dòng)主要是由于新華夏系運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)。區(qū)域上表現(xiàn)為黑水一蓮花山斷裂界于燕山期巖體與下白堊系地層之間，并切斷后公地?cái)嗔堰_(dá)數(shù)公里，錯(cuò)動(dòng)方向是左行的，屬燕山期扭性斷層。局部地區(qū)切過(guò)了燒鍋營(yíng)子花崗巖體，該斷裂的活動(dòng)可以促使深部巖漿熱液的形成，并可為熱液的運(yùn)移提供通道，因此黑水一蓮花山斷裂為本區(qū)的一級(jí)導(dǎo)礦構(gòu)造，礦液即來(lái)源于該斷裂（礦源驅(qū)動(dòng)起始帶）。但由于溫度高，且黑水-蓮花山斷裂又為韌性剪切性質(zhì)，孔隙度低，富金熱液在此斷裂帶中并沒(méi)有發(fā)生明顯的濃集。

其次，東西向后公地?cái)嗔押捅北睎|向黑水一蓮花山斷裂的聯(lián)合切割作用下，處于兩大斷裂所夾銳角區(qū)域的應(yīng)力集中，巖石破碎帶明顯，為礦液的沉淀富集提供了有利的容礦空間。因此次后公地?cái)嗔岩彩窃搮^(qū)的被動(dòng)式控礦構(gòu)造之一（27號(hào)礦脈便寄生此斷裂系）；而其銳角區(qū)的NW向的張性剪切斷裂便是主要的巖漿水和大氣水的混合區(qū)，便成為主要的容礦構(gòu)造。

5.總結(jié)

在撰山子金礦床中的各個(gè)重要礦體均是中生代巖漿期后熱液作用的產(chǎn)物，其成礦演化過(guò)程有一定的成因和空間聯(lián)系。而礦體定位受斷裂構(gòu)造制約，進(jìn)而形成不同產(chǎn)狀、不同類(lèi)型的礦體。因此研究礦區(qū)的巖漿-構(gòu)造耦合關(guān)聯(lián)十分重要。

（1）巖體地球化學(xué)特征、礦體元素垂直分帶性和礦石特征來(lái)看，其物質(zhì)源和驅(qū)動(dòng)源主要為中生代巖漿期后熱液及其遷移活化。因此，在巖體與地層的接觸帶上的三維空間上均有成礦潛力，需要指出是，深部找礦也應(yīng)重視。

（2）撰山子金礦床受構(gòu)造控制尤為明顯，重新厘定礦區(qū)的主干控礦格架，把握礦區(qū)的構(gòu)造定位規(guī)律、力學(xué)性質(zhì)尤為重要。初步斷定，EW向斷裂與EEW向斷裂聯(lián)合制約巖體分布，為主干控礦構(gòu)造，控制著礦帶的展布，而礦體定位在兩個(gè)斷裂聯(lián)合制約的次級(jí)斷裂里。

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基金項(xiàng)目：

石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院研究生科技基金項(xiàng)目