深斷裂帶與多金屬礦地質(zhì)特征及礦床成因

王 東

（河北省地礦局第三地質(zhì)大隊，河北張家口075000）

尚義—赤城深斷裂最初形成于太古代晚期，是古蒙古洋板塊與華北陸核碰撞焊結(jié)的一條古縫合線。其后在元古代晚期、古生代晚期、中生代早期、中生代中晚期、新生代早期均有大規(guī)?；顒樱两衿浠顒佑钟屑觿〉谋憩F(xiàn)，實為一條活斷層。其直接證據(jù)就是對應于各時期的巖漿侵入、火山噴發(fā)、成礦作用及地震活動。

1 深斷裂地質(zhì)特征

1.1 地質(zhì)特征

尚義—赤城深斷裂張家口段全長200余公里，近表層主要由密集的平行排列的高角度逆斷層、旁側(cè)逆掩斷層、平移斷層、韌性剪切帶組成，傾向北或南。它是本區(qū)一級控巖控礦構(gòu)造，形成于元古代早期至今在活動的深斷裂，控制著燕山臺褶帶與內(nèi)蒙地軸的不同演化史。經(jīng)歷了多期韌性剪切變形，多階段脆性活動，并派生出一系列NW向次級大斷裂構(gòu)造，同時深斷裂兩側(cè)分布著不同時代地層、不同種類巖漿巖體和內(nèi)外生礦產(chǎn)，實屬一條復雜的控巖控礦構(gòu)造。

1.2 重力特征

在1∶100萬重力圖上存在一條較明顯的重力梯度帶，從重力場推斷解釋圖上分析，沿此深斷裂存在一條東西向重磁場特征線。莫霍面深度在41.8～43.0km，斷深以北莫霍面深度向北逐漸加深，而斷裂以南逐漸變淺。由此推斷該斷裂為一條深切上地幔的深斷裂，且斷裂深部北傾特征明顯。

1.3 深斷裂的控礦作用

自太古代晚期形成以來，尚義—赤城深斷裂對本區(qū)內(nèi)的巖石、地層、礦產(chǎn)生成與發(fā)展起著明顯的控制作用。如中太古代的“鞍山式”鐵礦、晚太古代含磷、鐵、貴金屬礦、中元古代早期的“宣龍式”赤鐵礦、古生代早期的巖漿型磷磁鐵礦、古生代晚期的熱液型金礦、中生代鉛、鋅、銀多金屬熱液型礦床、火山熱液型多金屬礦，中生代含煤盆地的生成等無一不與深斷裂的活動有關(guān)。

2 深斷裂與鉛、鋅、銀多金屬礦的關(guān)系

本區(qū)僅以鉛鋅礦為主，次有少數(shù)銅礦、鉬礦和鎂礦，其它種類礦產(chǎn)目前尚未發(fā)現(xiàn)有工業(yè)利用價值的產(chǎn)地。主要分布于尚義—赤城深裂帶兩側(cè)，其生成時代多與燕山期巖漿活動關(guān)系密切。

2.1 成礦地質(zhì)背景

2.1.1 內(nèi)蒙地軸鉛、鋅、銀多金屬礦床

內(nèi)蒙地軸鉛、鋅、銀多金屬礦床絕大多數(shù)分布于太古界紅旗營子群地層中，部分變質(zhì)巖中微量元素（Pb、Zn、Ag）含量一般高于巖石中平均含量，有的高出克拉克值的幾倍、幾十倍甚至幾百倍。通過對該層位系統(tǒng)的成礦微量元素樣品測試成果，表明普遍具有高含量的成礦元素（見表1）。太古界紅旗營子群大同營組（太平莊組）是潛在礦源層，主要巖性是角閃斜長變粒巖、黑云斜長變粒巖（片麻巖）。

分布于紅旗營子群中的鉛、鋅、銀多金屬礦有：康保的蘭城子、馮家洼、三百頃、前阿明代、牛家營礦床（點）、沽源閆巨溝礦區(qū)，張北蔡家營、二八地、石頭囫圇礦區(qū)、赤城縣青羊溝、蒼上堡、水泉溝等礦區(qū)。有大型礦床1處，小型礦床4處，探明儲量占全市探明總儲量的90%以上。均屬蘭城子—蔡家營—青羊溝集中區(qū)。

該類礦床多呈北北西—北西向帶狀分布，與區(qū)域變質(zhì)巖產(chǎn)狀基本一致，層控特征明顯，規(guī)模大、礦化穩(wěn)定，在本區(qū)占有重要地位。

2.1.2 燕山臺褶帶內(nèi)的鉛、鋅、銀多金屬礦床

該區(qū)沿尚義—赤城深斷裂呈東西向狹長條狀分布，位于內(nèi)蒙古地軸的南部邊緣，有銀沙背、三道溝、葵花村、老王溝等礦區(qū)，為小型礦床或一般礦點，其中僅三道溝礦區(qū)有上表資源儲量。屬銀沙背—三道溝—葵花村集中區(qū)。

燕山期臺褶帶內(nèi)的鉛、鋅、銀多金屬礦床，分布于各巖體周邊，受控于巖體構(gòu)造或斷裂、裂隙帶控制，多與燕山期巖漿旋回中的中—酸性巖漿巖成因聯(lián)系密切。多年來對區(qū)內(nèi)24個巖體的成礦微量元素進行了系統(tǒng)的測試，其結(jié)果見表2。

從表2中看出各巖體中成礦元素Cu、Pb、Zn、Ag的含量情況。Pb（13.1～117.7）×10-6，在24個巖體中有21個（占87%）高于地殼背景值。燕山期第二、三旋回及第三旋回的中深—深成巖體的Pb含量略高于或低于地殼背景值。而第三旋回的多數(shù)淺成—超淺成巖體含量普遍較高，尤其是蔡家營的石英斑巖、花崗斑巖、青羊溝花崗斑巖、口前的花崗斑巖、辛坊花崗閃長巖更是高達（60～117）×10-6。這與以上相關(guān)礦區(qū)的成礦作用是密切相關(guān)的。

Zn：（21.9～200）×10-6，有16個巖體高于地殼背景值，以燕山期第三旋回的淺成—超淺成巖體為主，尤其是蔡家營花崗巖、石英斑巖、青羊溝鉀長花崗斑巖、塌崖山流紋斑巖，辛坊花崗閃長巖等巖體含Zn在（118～370）×10-6之間，這與上述各巖體所在礦區(qū)的鉛鋅銀多金屬成礦和富集非常吻合,其它巖體含量偏低。

Cu：區(qū)內(nèi)巖體微量Cu含量普遍偏低，大多低于地殼背景值。這與區(qū)內(nèi)至今很少發(fā)現(xiàn)具有工業(yè)價值的銅礦床，也可能具有一定的因果關(guān)系。

Ag：區(qū)內(nèi)多數(shù)巖體微量銀含量，多高于地殼背景值，尤其是第三旋回一些淺成—超淺成巖體如相廣花崗斑巖，黑山寺、口前花崗斑巖，塌崖山流紋斑巖，青羊溝鉀長花崗斑巖等含量（0.43～0.72）×10-6。這一潛在背景，形成了蔡家營、青羊溝等鉛鋅銀多金屬礦床。

表1 主要礦區(qū)新太古界紅旗營子群成礦元素含量表

2.2 蔡家營鉛鋅銀多金屬礦

2.2.1 礦區(qū)地質(zhì)概況

蔡家營礦區(qū)位于華北地臺北緣中段，即內(nèi)蒙地軸（Ⅱ2）中部的蔡家營凸起（Ⅴ）東部邊緣，與小廠凹陷毗鄰。

（1）地層：礦區(qū)出露地層較簡單，有晚太古界紅旗營子群第二組上部以及中生界侏羅系白旗組、張家口組。

紅旗營子群包括有矽線石斜長變粒巖、黑云斜長變粒巖、黑云角閃斜長變粒巖及角閃斜長變粒巖等4個巖性層。

侏羅系白旗組分2段：

一段：底部為黑色凝灰質(zhì)火山角礫巖及含砂礫巖，中部為灰黑夾灰綠色、紫色砂質(zhì)頁巖、板狀粉砂巖；上部為灰白色石英細砂巖，厚150m。

二段：黑灰、深綠色玄武巖、氣孔安山巖、安山玄武巖。

張家口組分3段，礦區(qū)僅出露2段。巖性主要為流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、流紋巖、粗面巖、石英粗面巖，厚399m。

（2）構(gòu)造：礦區(qū)的構(gòu)造比較復雜，它位于區(qū)域性大型倒轉(zhuǎn)復式向斜的北翼。在此基礎上又疊加了一系列近南北向的基底褶皺，同時產(chǎn)生了一系列斷裂構(gòu)造。

主要褶皺構(gòu)造有東山背斜、中心背斜和西山背斜，軸向均為近南北向。

斷裂構(gòu)造發(fā)育可分為成礦前斷裂和成礦后斷裂2類：

礦區(qū)內(nèi)分布于北部F17斷裂與分布于南部的F45斷層為2條較大規(guī)模的控礦斷裂構(gòu)造，均為北東走向，礦區(qū)內(nèi)延長4500m，外圍仍有延伸。在上述2大斷裂構(gòu)造的框架內(nèi)，由于構(gòu)造應力場的作用，其間產(chǎn)生了北北東向和北西西向2組羽狀共軛斷裂群，是礦區(qū)的容礦構(gòu)造，它們嚴格地控制了礦區(qū)內(nèi)Ⅰ-Ⅴ礦帶的產(chǎn)出。

以F47為代表的北北西向斷裂是成礦后斷裂，對礦體有不同程度的破壞。

（3）巖漿巖：區(qū)內(nèi)無大的侵入巖體，僅有呈超淺成的花崗斑巖和石英斑巖，礦區(qū)內(nèi)以石英斑巖為主，并分早中晚三期侵入，早期石英斑巖受礦化蝕變影響，具絹云母化、黃鐵礦化，局部礦化作用較強，偶爾可構(gòu)成多金屬工業(yè)礦體。中期成礦期石英斑巖與礦化作用相互交換，有一定的蝕變和礦化，但很少形成工業(yè)礦體；晚期石英斑巖很少有蝕變現(xiàn)象。早、中期石英斑巖形態(tài)多不規(guī)則，產(chǎn)狀也不穩(wěn)定，晚期石英斑巖多呈較規(guī)則的脈狀。石英斑巖的規(guī)模一般延長40～500m，寬度2～50m，總體產(chǎn)狀以北北西為主。

表2 張家口地區(qū)燕山期巖體成礦元素含量表

（4）圍巖蝕變：主要有綠泥石化、絹云母化、硅化、陽起石化、綠簾石化、高嶺土化、碳酸鹽化等。

2.2.2 礦床地質(zhì)特征

根據(jù)礦脈帶的空間分布及產(chǎn)狀，礦區(qū)內(nèi)共劃分5個礦帶即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ礦帶。

Ⅰ礦帶位于礦區(qū)中部偏北，是以北西及北西西向為主的礦脈群，由3條礦脈組成。礦脈延長100～150m，厚1～10m。礦石品位較低，Pb0.1%～0.8%，Zn0.2%～2.5%。

Ⅱ礦帶位于礦區(qū)中部偏南，是以北北東向為主的礦脈群，礦帶延長1200m，寬400m，地表僅有少量露頭，大部被第四系覆蓋。由3個礦體組成，延長400～1200m，厚度3～20余米，延深400m以上。該礦帶具有較好的成礦遠景，僅次于Ⅲ、Ⅴ礦帶，礦石品位Pb0.64%，Zn2.91%，Au0.23g/t，Ag22.89g/t。

Ⅳ礦帶位于礦區(qū)南部，由6條礦脈組成，延長100～200m，寬0.5～3m。礦脈的產(chǎn)狀較亂，有東西向、北北東向、北西西向。礦脈中礦石品位：Pb0.5%～1%，Zn0.5%～2%，礦化不連續(xù)。

Ⅴ礦帶位于礦區(qū)西部，地表無露頭，礦帶延長1800m，寬500～800m，由20余個大小不等的盲礦體組成。單個礦體最長800m，一般200～400m，厚度1～20m，礦體延深200～500m。礦體產(chǎn)狀為北西西走向，傾向南西，傾角較陡。該礦帶的鉛鋅、銀礦都可達到中型以上規(guī)模。礦石平均品位：Pb1.23%，Zn1.96%，Au0.4g/t，Ag53.42g/t。

2.2.3 Ⅲ礦帶地質(zhì)特征

位于礦區(qū)的東北部，是礦區(qū)規(guī)模最大，勘查程度最高，探明資源儲量占全礦區(qū)70%以上。

2.2.3.1 礦帶規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀

礦帶東西向延長1400m，南北向分布寬度500～1200m，延深500m以上，有238個礦體，101個參加儲量估算，礦體延長100～621m，厚度1～45.36m，礦體平均厚度1.22～14.44m。

礦體形態(tài)大多為規(guī)則和不規(guī)則的脈狀、透鏡狀，局部為囊狀，常具分枝復合現(xiàn)象。

礦帶總體產(chǎn)狀為走向北西西，傾向南南西，傾角60°～70°。

2.2.3.2 礦石礦物成分結(jié)構(gòu)構(gòu)造及礦石類型

礦床的礦石成分組成比較復雜，礦石礦物達30余種，常見的有閃鋅礦、黃鐵礦、方鉛礦、毒砂、白鐵礦、黃銅礦、赤鐵礦、菱鐵礦、自然金、銀金礦、深紅銀礦、自然銀等。主要脈石礦物有石英、方解石、綠泥石、絹云母、陽起石、綠簾石、長石、螢石等。

礦石結(jié)構(gòu)有自形晶結(jié)構(gòu)、乳滴狀結(jié)構(gòu)、交代格狀結(jié)構(gòu)、交代環(huán)帶結(jié)構(gòu)、骸晶結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、交代脈狀結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)、揉皺結(jié)構(gòu)等。

礦石構(gòu)造有充填脈狀構(gòu)造、晶洞構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、稠密或稀疏浸染狀構(gòu)造、團塊、斑雜狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造等。

2.2.3.3 礦石化學成分

Ⅲ礦帶是一個以鋅為主的礦帶，伴生有鉛、銀、金、硫、砷、鎘等多種有益伴生組分。其中除鋅、富鋅、銀可圈定獨立礦體外，其它僅作伴生有益組分。

鋅品位及其變化：礦體含鋅品位，最低為0.5%，最高為43.92%，一般為2%～8%，金礦帶平均為4.26%，品位變化系數(shù)為89.96%，沿走向變化較穩(wěn)定，沿傾向變化稍大。當含鋅較高的部位可圈定獨立的富鋅礦體（＞7%），富鋅礦體延長一般為200～400m，個別達600m，單個礦體最大厚度5.54m，最小為0.62m，一般為1～4m。平均含Zn品位為7.08%～12.63%，含Pb 0.09%～0.68%，個別達2.05%，含Ag23.7～74.6g/t。富礦體占Ⅲ礦帶礦體總儲量的50%以上。

鉛品位及其變化：一般鉛品位為0.05%～0.4%，最高為15%，全礦帶平均品位為0.24%。

銀品位及其變化：一般銀品位為5～50g/t，最高品位為1013.4g/t，全礦帶平均品位24.58g/t。

金品位及其變化：Ⅲ礦帶含金不太普遍而且比較分散，一般含金品位為0.1～0.6g/t，最高為11.45g/t，全礦帶含金平均品位為0.51g/t。

2.2.4 礦石類型

根據(jù)礦區(qū)的圍巖蝕變礦化作用及礦化特征，其礦石類型可分為綠泥石—閃鋅礦型和絹云母—多金屬型2類：

（1）綠泥石—閃鋅礦型：礦石多為黑綠—灰綠色，以綠泥石化為主、絹云母化次之，金屬礦物以閃鋅礦（褐紅色）、鐵閃鋅礦（黑色）和黃鐵礦為主，次為毒砂、白鐵礦，偶見方鉛礦；礦石組構(gòu)以團塊狀、團斑狀、粗粒密集浸染狀為主；化學成分以含Zn高為特征，其它金屬含量皆低，一般Pb/Zn為1/18～1/100，最低為1/231。

（2）絹云母—多金屬型：礦石蝕變非常強烈，以絹云母化為主，金屬礦物多而復雜，主要有方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦；礦石組構(gòu)也較復雜，主要為團塊狀、團斑狀、網(wǎng)脈狀；礦石化學組分含量Pb、Ag較高，Zn不如前一類型高，偶含Cu，Pb/Zn在 1/0.5～1/4之間，最高可達24/1。

上述2類礦石類型分布狀況：礦區(qū)西部以絹云母—多金屬型為主，東部以綠泥石—閃鋅礦型為主。

2.2.5 礦床成因及成礦時代

從前面宏觀地質(zhì)特征和大量微觀測試成果的全面分析，充分表明本區(qū)晚太古界紅旗營子群這套原巖為中基性火山巖—沉積巖建造的中深變質(zhì)巖系與本區(qū)鉛鋅礦床的空間分布和成礦物質(zhì)來源都有著密切的聯(lián)系，可以認為它是一個潛在礦源層。區(qū)內(nèi)有著多期次強烈的構(gòu)造變動，形成了北東向F45、F17兩條區(qū)域大斷層為主干并派生出2組北西西向及北北東向共軛斷裂帶，構(gòu)成區(qū)內(nèi)的控巖、控礦及容礦的構(gòu)造體系。燕山期巖漿活動，在地殼深處局部高溫、高壓下產(chǎn)生了重熔巖漿沿著斷裂構(gòu)造上升侵入，形成了眾多火山機構(gòu)和大量的超淺成巖體。上升的巖漿不僅帶來大量的成礦組分，而且它形成的熱流體的對流循環(huán)，促使變質(zhì)巖中的成礦組分活化、遷移。2股含礦熱液匯合起來，沿著控礦、導礦和容礦斷裂構(gòu)造，在適宜的溫壓和還原環(huán)境下沉淀、富集成礦。鮮明的顯示了地層、構(gòu)造和巖漿活動這個三位一體的成礦模式。其成因類型應屬于具有層控性質(zhì)的次火山熱液多金屬礦床。成礦時代為燕山晚期（晚侏羅世），同位素年齡（K-Ar）界于區(qū)內(nèi)花崗斑巖、石英斑巖的成巖起始141Ma和終止119Ma之間。