華北地臺北緣銅鉬礦床地質(zhì)淺析

張志軍　李繼業(yè)　張翰奇

摘要：華北地臺北緣是我國北方重要的多金屬成礦帶，有色金屬礦床多與花崗斑巖體或巖體的內(nèi)外接觸帶中，礦床類型主要以斑巖型、斑巖-矽卡巖型、矽卡巖型為主及爆破角礫巖型和熱液脈型礦床。礦床與侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)中酸性小侵入巖體和區(qū)域上EW向、NE向、NNE向斷裂有著直接關(guān)系。華北地臺北緣的鉬（銅）成礦帶大規(guī)模成礦作用發(fā)生于180Ma左右和140Ma左右兩個時期，主成礦期為140Ma左右。

關(guān)鍵詞：華北地臺 銅鉬礦床 地質(zhì)特征

前言

華北克拉通地臺是中國最古老的地質(zhì)單元，元古代呂梁運動形成結(jié)晶基底之后，中生代之前，地臺比較穩(wěn)定。中生代以來，該區(qū)進入了陸內(nèi)造山階段，構(gòu)造巖漿活動比較廣泛；期間，形成了金、鉬、銅、鉛、鋅、銀等金屬礦產(chǎn)，是中國重要的銅鉛鋅鉬多金屬成礦帶之一。

迄今為止，在華北地臺北緣已發(fā)現(xiàn)銅（鉬）多金屬礦床（點）近50余處。處于華北板塊與西伯利亞板塊及太平洋板塊接合部，具有獨特的地質(zhì)背景和豐富的礦產(chǎn)資源引起了許多地質(zhì)礦產(chǎn)學(xué)者的關(guān)注，相關(guān)的研究成果較多。本文總結(jié)了成礦帶內(nèi)銅鉬礦床的地質(zhì)演化特征及礦床類型和分布規(guī)律。

一、華北地臺北緣地質(zhì)演化

本文所提到的華北地臺北緣銅鉬礦床主要位于華北克拉通北緣中段的燕遼鉬（銅）成礦帶，華北地臺（I）燕山臺褶帶（Ⅱ）西起內(nèi)蒙古四子王旗，東至遼寧北票，南臨北京北部，北達內(nèi)蒙古赤峰以南，東西延長約850km，燕遼銅鉬成礦帶在呂梁運動形成結(jié)晶基底后，經(jīng)歷了中元古代到新生代的變化：

中元古代——晚古生代長期的穩(wěn)定沉積。區(qū)內(nèi)結(jié)晶基底為太古宙變質(zhì)巖系，原巖主要為基性-中基性鈣堿性火山巖，具強烈的混合巖化，變質(zhì)程度為麻粒巖相-角閃綠片巖相。中、新元古代，華北板塊北緣裂陷廣泛發(fā)育。華北地臺北緣處于三大板塊的結(jié)合地帶，經(jīng)歷了長時間的地質(zhì)演化，區(qū)域構(gòu)造相當(dāng)復(fù)雜。在古生代時期，華北板塊北緣和西伯利亞板塊之間經(jīng)歷了古亞洲洋的發(fā)生、發(fā)展和消亡，并于石炭紀(jì)一二疊紀(jì)晚期閉合，形成華北板塊北緣造山帶——興蒙造山帶（任繼舜等，1988），初步奠定了華北北緣EW向、NE向的構(gòu)造格局。中生代以來，本區(qū)進入陸內(nèi)造山作用階段，強烈的構(gòu)造運動。該地區(qū)發(fā)生大規(guī)模的推覆事件及伸展運動，早期EW向、NE向構(gòu)造受到激活，形成了多期次的EW向、NE向構(gòu)造疊加在EW向構(gòu)造系統(tǒng)之上。新生代地殼運動強度減弱，開始進入以伸展體制為主的盆——嶺構(gòu)造演化階段，大型山系和大型盆地相間分布。裴榮富等（1998）稱區(qū)域性EW向、NNE向構(gòu)造為“行、列、匯”控礦構(gòu)造，為中生代礦床的形成提供了有利空間。

該區(qū)的巖漿活動多表現(xiàn)出同源多階段、多旋回性，成因復(fù)雜（陳昌勇，1998）。太古宙大規(guī)模的花崗巖類的侵入和強烈的構(gòu)造活動，地殼首次克拉通化。

本區(qū)廣泛發(fā)育太古宙花崗巖-綠巖帶和麻粒巖-片麻巖區(qū)；中、新元古代時期，基性巖墻群、高鉀質(zhì)火山巖和非造山期斜長巖-奧長環(huán)斑花崗巖廣泛分布；古生代晚期，變質(zhì)基底受到華北板塊與西伯利亞陸塊對接碰撞而活化改造，形成張宣一帶的偏堿性雜巖體和沿大廟——娘娘廟斷裂帶分布的基性-超基性巖的侵入體（沈保豐等，2001）；中、新生代，區(qū)內(nèi)巖漿活動最為強烈，形成重要的構(gòu)造巖漿成礦帶。

中生代巖體出露面積雖小，但分布最廣，多呈巖株、巖枝產(chǎn)出，少數(shù)表現(xiàn)為巖床、巖脈或巖基，主要受EW向、NE向、NNE向構(gòu)造控制。由閃長巖、石英閃長巖、石英二長巖、花崗閃長巖、花崗斑巖組成，偶見輝長輝綠巖、流紋斑巖、角礫巖，如肖家營子巖體、大灣巖體、大莊科巖體。鉬礦多產(chǎn)于含鉬花崗巖系的一些中酸性復(fù)式小侵入體、雜巖之中或內(nèi)外接觸帶中（柴立社等，1994）。

該區(qū)的銅鉬多金屬礦床的形成與燕山期中酸性小侵入體關(guān)系密切，礦床多產(chǎn)于花崗斑巖體之中或內(nèi)外接觸帶中。同位素研究表明，銅鉬礦床成礦物質(zhì)及成礦流體主要來源于下地殼或與太古代結(jié)晶基底有關(guān)的花崗巖。

二、礦床類型及礦床分布規(guī)律

根據(jù)礦床賦存的地質(zhì)條件、圍巖蝕變和礦物共生組合特征，華北地臺北緣燕遼成礦帶銅鉬礦床主要類型為斑巖型、矽卡巖型、斑巖-矽卡巖型、爆破角礫巖型和熱液脈型礦床。

斑巖型銅鉬礦床通常形成于陸內(nèi)裂谷或與陸弧有關(guān)的陸內(nèi)環(huán)境，主要與高鉀鈣堿性系列花崗斑巖侵入體有關(guān)，礦化蝕變以鉀化為主，次之為云英巖化、泥化、青磐巖化。成礦帶銅鉬礦床在空間上主要分布于燕山弧形沉降帶內(nèi)，并嚴(yán)格受控于區(qū)域EW向、NE向、NNE向斷裂。礦化強烈地段，主要位于弧形沉降帶偏南側(cè)中。

銅鉬成礦帶礦床可分為遼西和冀北兩個部分，雖然遼西和冀北地區(qū)成礦元素組合相似，均以Mo、Cu、Pb、Zn、Fe、Au、Ag為主，但遼西地區(qū)以Mo多金屬礦床為主；冀北地區(qū)以Cu（Mo）礦床為主。

侵入巖與圍巖條件對礦床的形成存在一定的制約性。產(chǎn)于花崗斑巖、長英質(zhì)或中性火山巖內(nèi)的鉬礦床多為斑巖型；產(chǎn)在花崗質(zhì)巖類與碳酸鹽巖地層接觸帶的鉬或銅（鉬）礦床為矽卡巖型或斑巖——矽卡巖型（黃典豪等，1996）。

三、礦產(chǎn)成礦時代

中生代是該區(qū)多金屬礦床形成的高峰期，多數(shù)礦床在改期形成。銅鉬成礦帶的形成與區(qū)內(nèi)中生代中酸性巖漿活動密切相關(guān)。黃典豪等（1996）采用Re-Os法對燕遼銅鉬成礦帶內(nèi)的銅鉬礦床成礦年齡進行測定，獲得一批可靠的年齡值。其中，成礦帶東端遼西的楊家杖子礦床輝鉬礦Re-Os模式年齡為（187±2）Ma-（191±6）Ma，蘭家溝鉬礦床Re-Os等時線年齡為（186.5±0.7）Ma，肖家營子鉬礦床Re-Os年齡為（177±5）Ma；成礦帶西端冀北的大莊科鉬礦床Re-Os模式年齡為（144.4±7.4）Ma，壽王墳銅（鐵、鉬）礦床Re-Os年齡為（148±4）Ma，小寺溝銅（鉬）礦床Re-Os年齡為（134±3）Ma，大草坪鉬礦床U-Pb年齡為（137±1.35）Ma。以上反映了燕遼鉬（銅）成礦帶東、西兩端大規(guī)模成礦作用大致上分為兩個時間段，即遼西地區(qū)180Ma左右的鉬成礦作用和冀北地區(qū)140Ma左右的銅鉬成礦作用。主要集中于140Ma左右。毛景文等（2003，2005）研究認為，中國北方中生代出現(xiàn)過3次大規(guī)模成礦作用，這三大成礦事件對應(yīng)的地球動力學(xué)背景分別為：200-160Ma的后碰撞造山過程，140Ma左右的構(gòu)造體制大轉(zhuǎn)折晚期和120Ma左右?guī)r石圈大規(guī)?？焖贉p薄。燕遼成礦帶內(nèi)鉬、銅礦床成礦年齡為180Ma左右和140Ma左右，表明其形成處于華北板塊北緣200-160Ma和140Ma左右的2個不同的地球動力學(xué)背景之中。

四、礦體蝕變及產(chǎn)出形態(tài)

該成礦區(qū)帶的蝕變種類繁多，但發(fā)育程度不同，圍巖蝕變主要有高嶺土化、碳酸鹽化、鉀長石化、絹云母化、黃鐵礦化、褐鐵礦化及硅化等。高嶺土化、碳酸鹽化一般分布于礦（化）體的邊部，鉀化、硅化、絹云母化一般分布于礦（化）體兩側(cè)，絹云母化在地表較明顯，深部較淺部差，其中鉀化、硅化和絹云母化與鉬礦化關(guān)系密切。鉀化蝕變的寬度一般0.1-1m，局部達數(shù)米或十?dāng)?shù)米。鉬礦化與鉀化關(guān)系較為密切。黃鐵礦劃分為呈薄膜狀、浸染狀類型和粒狀自形晶類型，其中前者與輝鉬礦化關(guān)系密切。

鉬礦在礦脈中的產(chǎn)出方式有（如下照片）：1）呈浸染狀或細脈狀分布于脈石礦物中；2）礦晶片有時在礦脈中呈放射狀排列；3）礦沿礦脈（石英細脈、石膏充填脈、碳酸鹽脈）的兩壁呈薄膜產(chǎn)出；4）輝鉬礦與石英脈呈相間條帶分布；5）輝鉬礦沿巖石的微裂隙充填，形成微細的純輝鉬礦脈。其中以細脈浸染狀產(chǎn)出為主。

結(jié)論

華北克地臺北緣銅鉬成礦帶廣泛發(fā)育斑巖型、斑巖-矽卡巖型、矽卡巖型及熱液脈型銅鉬礦床；礦床的分布受區(qū)域EW向、NE向、NNE向斷裂的聯(lián)合控制，成礦帶東端遼西地區(qū)以鉬礦為主，西端冀北地區(qū)則以銅（鉬）礦為主。燕遼成礦帶鉬（銅）礦床的形成與燕山期中酸性小侵人體關(guān)系密切銅礦床的形成主要集中于140Ma左右，地層發(fā)育，構(gòu)造、巖漿活動強烈，熱流體作用普遍，伴生金屬礦產(chǎn)豐富，形成銅（鉬）多金屬礦產(chǎn)。該區(qū)成礦帶的形成主要有兩個時期：冀北地區(qū)銅、鉬礦床形成于140Ma左右；遼西地區(qū)鉬礦床形成于180Ma左右。其主成礦期為140Ma左右。鉬礦化與鉀化和硅化關(guān)系較為密切。產(chǎn)出狀態(tài)以細脈浸染狀為主。