北票市廣富營子一帶金礦構(gòu)造地質(zhì)特征及成礦作用

劉 磊 王曉飛 嚴(yán)啟平 王 偉 趙 明 亓協(xié)全 鄭厚義

1. 中化地質(zhì)礦山總局化工地質(zhì)調(diào)查總院，北京，100013

2. 中國冶金地質(zhì)總局中南局，長沙，410000

3. 中化地質(zhì)礦山總局山東地質(zhì)勘查院，濟南，271000

0 引言

華北地臺北緣與內(nèi)蒙地軸交界處，尤其遼西赤峰-朝陽一帶是中國重要黃金產(chǎn)區(qū)【1,2】。研究區(qū)地層以太古宇建平群為主， 局部被中生代陸相火山巖侵入和掩覆。華力西運動以來赤峰-朝陽地區(qū)由西向東形成三個NE向的古生代隆起帶， 燕山期運動，又形成了走向NNE 向的斷裂， 并引發(fā)大量巖漿活動，在此區(qū)域形成多處金礦床（點）【3】。

已有研究表明，華北地臺與北部內(nèi)蒙地軸交接部位大規(guī)模的金成礦作用與三疊紀(jì)及白堊紀(jì)強烈的巖漿及相關(guān)熱液作用有關(guān)【4～7】，為從深度和廣度上研究冀東—遼西金礦床打下了良好的基礎(chǔ)。但以往的研究多集中于冀北，對冀東—遼西金礦帶的研究主要側(cè)重于點，集中于各個礦床的成礦時代和成因問題研究【8,9】，也有對赤峰—朝陽的龍?zhí)兜貕K及周邊典型金礦床展開礦物化學(xué)、全巖地球化學(xué)、Sr-Nd-Pb-Hf同位素地球化學(xué)的系統(tǒng)研究【10】，但對此區(qū)域金礦的礦床控礦構(gòu)造特征研究明顯不足。研究區(qū)內(nèi)斷層與金礦成因聯(lián)系亟待研究。本文針對凌源-北票成礦帶【11】NE端的北票市廣富營子一帶的金礦床，嘗試了討論構(gòu)造地質(zhì)特征及控礦、容礦構(gòu)造規(guī)律，初步總結(jié)了斷裂構(gòu)造的成礦意義。

1 成礦構(gòu)造環(huán)境背景

礦區(qū)大地構(gòu)造位置屬華北地臺北緣中段東部(圖1)。兩條區(qū)域性大斷裂分別通過區(qū)域的西北部和東南部，他們是赤峰-開原大斷裂（FII）和張家口至北票斷裂（FI）。本區(qū)域位于3個二級構(gòu)造單元的斜接復(fù)合部位，從北西到南東依次是：興蒙褶皺帶、內(nèi)蒙地軸和燕山沉降帶。

圖1 北票市雞冠子山-發(fā)來甸子地區(qū)構(gòu)造綱要圖Fig.1 Structure outline map of Jiguanzi-Falaidianzi area in Beipiao

2 研究區(qū)地質(zhì)特征

2.1 研究區(qū)地層

中、新太古界變質(zhì)巖系的建平群小塔子溝組（Ar2-3x）地層的金豐度值普遍較高，一般在1.5×10-6～33×10-9之間，平均含量為6.1×10-9（據(jù)金廠溝梁金礦研究數(shù)據(jù)），成為金礦形成的礦源層【12】。其片麻理與地層產(chǎn)狀基本一致，厚度大于2033m，可分為上下兩部分（據(jù)下洼幅 1：20萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)報告書資料）：

上部主要為混合巖化黑云斜長片麻巖和混合巖化角閃斜長片麻巖夾數(shù)層磁鐵石英巖；

下部為混合巖化斜長角閃片麻巖和混合巖化角閃斜長片麻巖夾磁鐵石英巖，磁鐵角閃巖。

其中，角閃斜長片麻巖為中粒變晶結(jié)構(gòu)，主要礦物有斜長石（40%），角閃石（25%），鐵榴石（8%），少量磁鐵礦及副礦物磷灰石等，黑云母含量變化較大。

2.2 研究區(qū)構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，以斷裂構(gòu)造為主，褶皺構(gòu)造有少量出露。

呂梁期形成近東西走向的基底緊閉褶皺（圖1），巖層傾角一般在 60°以上，局部地層倒轉(zhuǎn)，槽部構(gòu)造形態(tài)保存不全。燕山構(gòu)造期所形成的構(gòu)造輪廓，基本上是一些褶皺較開闊的短軸背、向斜，其軸向多呈NE—NNE向。

受區(qū)域斷裂構(gòu)造的影響在研究區(qū)出現(xiàn)次一級斷裂構(gòu)造，主要有NEE向、NE向和NW向。

（1）NEE-EW向斷裂 傾向北西，傾角60～80°，延長數(shù)千米，寬20～30m，均被后期細(xì)粒中酸性巖脈充填。

（2）NE向斷裂 為本礦區(qū)的主要賦礦構(gòu)造，是以北東 60°方向延長的一組壓扭性構(gòu)造帶，具明顯的擠壓破碎片理化特征，擠壓面呈舒緩波狀，其次還見有構(gòu)造透鏡體，傾向北西，傾角53～85°，普遍見有斷層泥，在金礦脈附近發(fā)現(xiàn)有與其平行的成群小構(gòu)造蝕變帶出現(xiàn)。

區(qū)域上控礦斷裂帶沿走向長5km，斷裂多大于200m，大部分?jǐn)嗔讯紱]有延出研究區(qū)?？傮w走向10～40°，傾向北西，傾角40～70°。斷層面光滑平直，常見擦痕存在，沿走向短距離呈直線，長距離則呈舒緩波狀。斷層破碎帶寬度在 0.3～8m不等，多數(shù)0.8～4.2m。

（3）NW向斷裂 此斷裂規(guī)模小，延長一般100～300m，走向 330°，傾向 60°，傾角 80°，寬0.1～2m，屬張扭性。此類斷裂破碎帶內(nèi)有礦體產(chǎn)出。

2.3 侵入巖與脈巖

區(qū)內(nèi)侵入巖有華力西晚期花崗雜巖體及燕山中期中小型花崗雜巖侵入體，見零星出露的巖株。有從中性或酸中性開始，而以酸性或超酸性告終的演化趨勢。燕山期旋回深成巖漿侵入活動強烈，侵入巖呈NE向帶狀展布，與區(qū)域構(gòu)造線方向一致。

區(qū)內(nèi)脈巖發(fā)育，以華力西晚期花崗雜巖體及北部、東部中生代地層中出露最為廣泛。且與區(qū)域性斷裂關(guān)系甚為密切，常沿這些斷裂的兩側(cè)呈群出露。

脈體走向可分為NNE向(有時為近SN向或NE向)，NNW—NW向及NEE至近SW向三組，總體以NE向為主，出露長度最長近1km。而且以酸性巖類(如花崗斑巖、石英斑巖)占絕對優(yōu)勢，酸性石英脈、及中性類型也較為常見。

2.4 節(jié)理統(tǒng)計分析

研究區(qū)統(tǒng)計了3個地質(zhì)點的節(jié)理產(chǎn)狀總共83組，數(shù)據(jù)見表1。

表1 A、B和C地質(zhì)點節(jié)理產(chǎn)狀Table 1 Joint attitudes of A、B and C geological dots

對3個地質(zhì)點測得的節(jié)理節(jié)理產(chǎn)狀做等角度下半球投影，A的玫瑰花圖（圖2左上，27個產(chǎn)狀），B的玫瑰花圖（圖2右上，26個產(chǎn)狀），C的玫瑰花圖（圖2左下，30個產(chǎn)狀），節(jié)理玫瑰花圖解指示出構(gòu)造主應(yīng)力方位（圖2右下）：σ1：334∠22，σ2：172∠67，σ3：67∠6。區(qū)域可能受到NW-SE、NNW-SSE和NEE-SWW方位的應(yīng)力場作用。

圖2 節(jié)理玫瑰花圖及構(gòu)造主應(yīng)力方位圖Fig.2 Rose diagram of joints and the map of principal compressive stress

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦化帶、礦體特征

礦體產(chǎn)于中、新太古界建平群小塔子溝組角閃斜長片麻巖中，是一條隱伏礦體，地表沒有出露，僅見到一些民采坑及封閉的斜井。本地區(qū)已有詳查工作查明礦體走向 60°，傾向 330°，傾角65～70°，礦體厚度 0.28～1.68 m，品位 3.32～35.35 g/t，平均品位16.87 g/t。

3.2 圍巖蝕變受構(gòu)造控制

研究區(qū)金礦床的賦礦圍巖主要為角閃斜長片麻巖，受熱液的作用，產(chǎn)生不同程度的圍巖蝕變，其分布形態(tài)受斷裂構(gòu)造控制，呈脈狀出現(xiàn)。片麻巖本身礦化蝕變較弱，蝕變主要發(fā)生在斷裂帶中或其兩側(cè)，以及與斷裂伴生的羽狀裂隙內(nèi)，礦體金品位與蝕變的強弱成正比，蝕變越強金品位越高，否則金品位變低。

蝕變嚴(yán)格受構(gòu)造破碎帶的控制，均呈線型蝕變，其分布與斷裂破碎帶完全吻合，有NE、NEE和NW向。蝕變帶的規(guī)模、蝕變種類和蝕變強度，均與構(gòu)造破碎帶的規(guī)模、巖石破碎程度和微裂隙的發(fā)育程度呈正相關(guān)性，即構(gòu)造破碎帶愈寬，巖石破碎愈強，微裂隙愈發(fā)育，則蝕變帶亦愈寬，蝕變種類愈全，蝕變愈強，礦化也愈好。蝕變帶的寬度隨礦脈的寬度和礦化強弱程度而變化。

4 成礦條件分析

（1）大地構(gòu)造環(huán)境控礦條件 大地構(gòu)造環(huán)境處于東西向與北東向斷裂交接部位，這些區(qū)域性斷裂控制著本區(qū)礦田、礦床、礦體的形成及展布方向。

（2）燕山期構(gòu)造運動的控礦條件 金礦化的空間展布、產(chǎn)出形態(tài)嚴(yán)格受構(gòu)造裂隙控制，控礦構(gòu)造裂隙方向性較強。燕山期的NE，NNE向構(gòu)造裂隙性質(zhì)為壓扭性，構(gòu)造的彎曲、分枝復(fù)合部位則是礦化集中區(qū)；NW向主要為張性。所以北東向和北西向斷裂構(gòu)造是本區(qū)重要的控礦、容礦構(gòu)造。構(gòu)造裂隙的多期性為多次成礦創(chuàng)造了良好的運移通道和賦礦空間，所以礦床中礦體具有明顯的多次成礦特征。比如雞冠子山-發(fā)來甸子斷裂（FIII）及兩側(cè)近平行發(fā)育的次級斷裂和脈巖群，對早期形成的構(gòu)造具有一定破壞作用，形成的北東向裂隙有利于巖漿和含礦熱液的侵入。成礦前構(gòu)造走向NEE-EW向；成礦期構(gòu)造是以NE向為主；成礦后構(gòu)造為NW向。

（3）褶皺控礦條件 呂梁期緊閉褶皺的槽部擠壓性撓曲強烈，錯動復(fù)雜，有華力西期花崗巖體侵入。并有燕山期中、酸性巖體的侵入。燕山期短軸背、向斜，多受斷裂錯動發(fā)生較強烈的揉曲變形，地層傾角變陡。褶皺出現(xiàn)的這些形態(tài)變化，也為含金硫化物熱液和脈體的侵入提供了幾何空間，有利于金元素析出并堆積成礦【13】。

（4）地層及金異?？氐V條件 世界上綠巖型金礦產(chǎn)于太古宇變質(zhì)巖系中，中、新太古界建平群小塔子溝組地層出現(xiàn)斷裂破碎帶【14】、蝕變帶（或礦體），通過已有的普查資料和詳查工作分析，認(rèn)為該組巖石是該區(qū)域金礦床的“礦源層”。

（5）巖性與化學(xué)成分控礦 圍巖蝕變是本區(qū)金礦的主要特征，蝕變的石英-硫化物階段是成礦的主要和重要階段。硫化物特別是黃鐵礦是重要的載金礦物，金主要分布于硫化物晶間及晶隙中。載金的硫化物基本都是它形中細(xì)粒分散或呈團(tuán)塊狀，分布于硅化黃鐵礦化蝕變帶中。

（6）火山巖建造控礦 據(jù)礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)場觀測，及搜集對比區(qū)外的已知脈金礦床、礦點，發(fā)現(xiàn)三組不同方向的脈金與中酸性巖脈充填系統(tǒng)，與燕山期斷裂構(gòu)造系統(tǒng)極其吻合的現(xiàn)象，據(jù)此，初步認(rèn)為，區(qū)內(nèi)脈金控礦作用可能除與華力西晚期侵入活動有關(guān)外，與燕山期巖漿活動可能也極為密切，推測區(qū)內(nèi)脈金可能具有多期成礦的特點。從礦區(qū)來看，中、酸性脈巖，與脈金可能有較為密切的成因聯(lián)系。

（7） 區(qū)域變質(zhì)與混合巖化作用控礦 研究區(qū)金礦床鉆探巖心的取樣化驗分析表明，區(qū)域變質(zhì)作用對小塔子溝組地層可能僅起了提高金元素豐度大小的作用。而混合巖化程度高的石英、鉀長石含量越高，巖心漸變?yōu)榛緹o礦化顯示的混合巖化花崗巖。即區(qū)域變質(zhì)作用和混合巖化作用不具有直接的成礦作用。

5 礦床成因及深部、周邊資源潛力

從近礦圍巖蝕變及礦化類型特征，特別是礦體受斷裂構(gòu)造帶中網(wǎng)脈狀構(gòu)造裂隙的嚴(yán)格控制分析，研究區(qū)金礦可能屬于中低溫?zé)嵋毫严冻涮钍降V床【15】。含礦熱液沿雞冠子山-發(fā)來甸子斷裂（FIII）由深部上升運移，再流經(jīng)研究區(qū)分支的次級斷裂而進(jìn)入脈狀及網(wǎng)脈狀裂隙帶內(nèi)沉淀成礦。地表所出現(xiàn)的低品位網(wǎng)脈狀礦化體很可能是深部構(gòu)造蝕變巖型富金礦體的反映。因此，該區(qū)在網(wǎng)脈帶深部和構(gòu)造破碎帶內(nèi)局部有出現(xiàn)金礦變好變富的可能，已有的鉆孔勘探也說明了存在高品位富礦石。

從鉆孔巖心看，三組（NE、NNE，和NW向）脈金中，NE向脈金及其緊密伴生或平行產(chǎn)出的巖脈，蝕變強度常最大，常被晚期酸性巖脈如花崗斑巖及與NW向脈金及緊密伴生的中酸性脈所切割等現(xiàn)象來看，脈金成礦是多期次的。但本礦床和區(qū)域內(nèi)，NE向礦化最好，而連續(xù)性較差，多呈斷斷續(xù)續(xù)的扁豆體，所以沿著NE向兩端要加強追索。

另外，該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖漿巖較發(fā)育，在研究區(qū)礦床深部可能存在中生代隱伏巖體。研究區(qū)金礦床可能是該隱伏巖體的巖漿期后含礦熱液沿礦區(qū)的斷裂活動充填而形成，探獲深部較大規(guī)模、品位較高的隱伏金脈體還是十分可能的。

6 結(jié)論

凌源-北票成礦帶 NE端的北票市廣富營子金礦床，位于華北地臺北緣與華力西褶皺帶結(jié)合處交接帶，內(nèi)蒙地軸和燕山沉降帶的交接部位。研究區(qū)節(jié)理產(chǎn)狀數(shù)據(jù)分析表明，區(qū)內(nèi)遭受了EW、NE和NNW方向的構(gòu)造應(yīng)力場，產(chǎn)生3組斷裂系統(tǒng)。

本礦床及本區(qū)域成礦，多主要受 NE、NNE和NW向三組斷裂系統(tǒng)及燕山期充填的脈巖系統(tǒng)控制。成礦具有多期次，含硫化物及金礦化熱液有疊加成礦，并后期遭斷裂及巖脈分割破碎的特點。本礦床及區(qū)域礦床要注意追索NE向兩端豆莢狀出現(xiàn)的特點，本礦床有可能探獲深部較好的隱伏礦體。

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