華北北部多金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)特征及成礦規(guī)律

靖榮奇

（中冶一局城市安全與地下空間研究院有限公司，張家口 宣化 075100）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)域位于燕山-遼西裂陷帶的東部，地質(zhì)構(gòu)造特征突出。研究區(qū)西部為華北板塊結(jié)晶基底，在經(jīng)歷了呂梁運動大規(guī)模的造山活動之后，開始拉張裂解，進入中生代以來，近東西向褶皺構(gòu)造、斷裂構(gòu)造極為發(fā)育，中生代晚期，主要發(fā)育了具多次活動的北東向、北西向斷裂構(gòu)造破碎帶，形成大量熱液型礦點。

1.1 區(qū)域地層特征

研究區(qū)地層包括太古宙變質(zhì)地層、中－新元古代地層、古生代地層、中生代地層及新生代地層[1-3]。

太古宙變質(zhì)地層為遷西巖群水廠巖組，主要分布于研究區(qū)西部承德縣北臺—馬圈子溝一帶，該巖組在新太古代片麻巖中產(chǎn)出，與中生代地層斷層接觸，中新元古代地層的底界角度不整合于新太古代二長花崗質(zhì)片麻巖之上，自下而上依次為長城紀(jì)、薊縣紀(jì)、待建紀(jì)和青白口紀(jì)地層。長城紀(jì)巖石地層主要分布在西部邊墻砬子山一帶，主要組成為礫巖、石英砂巖、長石砂巖和泥質(zhì)粉砂巖。串嶺溝組分布厚度較小，其厚度為31m～68.7m。與下伏常州溝組呈整合接觸。主要組成為石英砂巖、頁巖和鮞狀赤鐵礦。團山子組主要為白云巖。大紅峪組主要為石英砂巖、燧石條帶巖屑石英砂巖、燧石條帶白云質(zhì)砂巖、燧石條帶砂屑白云巖。

薊縣紀(jì)巖石地層包含高于莊組、霧迷山組、洪水莊組和鐵嶺組地層。

古生代地層主要發(fā)育早古生代寒武紀(jì)和奧陶紀(jì)早-中期地層，包括昌平組、饅頭組、張夏組、崮山組、炒米店組、冶里組、亮甲山組和馬家溝組。

中生代地層為一套復(fù)雜的陸相火山-沉積地層，以多旋回巨厚的火山-沉積巖相、含有豐富的煤炭資源和種類眾多的動植物群為顯著特征。三疊紀(jì)巖石地層包括劉家溝組、和尚溝組、二馬營組和杏石口組地層。侏羅紀(jì)巖石地層包括南大嶺組、下花園組、九龍山組、髫髻山組、土城子組。

新生代地層發(fā)育較少，由晚更新世馬蘭組和全新世松散堆積物構(gòu)成，巖性為淺黃色黃土狀粘土質(zhì)砂土為主，夾砂礫石層，呈透鏡體狀。分選較差，磨圓中等。

1.2 構(gòu)造特征

自中元古代以來，各時期構(gòu)造層、形態(tài)各異的斷裂構(gòu)造、褶皺構(gòu)造遍布全區(qū)。并且各級褶皺和斷裂構(gòu)造一般呈多期疊加、相互制約的綜合體，其中近東西向線性構(gòu)造體系對全區(qū)蓋層地質(zhì)體的分布及構(gòu)造格局起到?jīng)Q定性的作用。

褶皺構(gòu)造：根據(jù)褶皺構(gòu)造的產(chǎn)狀、形態(tài)，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造運動進行分析，該區(qū)的褶皺構(gòu)造可以分為兩期，第一期為印支期褶皺構(gòu)造，第二期為燕山期褶皺構(gòu)造 。

背斜發(fā)育于下馬嶺組至張夏組中，核部為下馬嶺組構(gòu)成，產(chǎn)狀較陡且受到后期斷層破壞，兩翼產(chǎn)狀均較直立。南翼由霧迷山組三段至鐵嶺組一段組成，斜發(fā)育在下馬嶺組至張夏組中，核部為寒武紀(jì)張夏組；褶軸明顯發(fā)生彎曲，北東翼受斷裂破壞，南西翼相對完整，由龍山組至張夏組構(gòu)成，產(chǎn)狀50°～140°∠50°～60°，屬斜歪傾伏褶皺。

燕山期褶皺構(gòu)造分布于侏羅紀(jì)地層中，褶皺形態(tài)為寬緩—中常褶皺，褶皺樞紐多具緩傾伏的特征。研究區(qū)內(nèi)的燕山期褶皺構(gòu)造共有4個，以上板城向斜和三道河子向斜最為典型。

斷裂構(gòu)造：尚義-平泉大斷裂的古北口-平泉段，北北東-北東向展布的平泉-桑園斷裂，其斷裂構(gòu)造均受到上述兩大斷裂構(gòu)造地控制和影響。根據(jù)區(qū)域構(gòu)造演化史及斷裂與地質(zhì)體之間的空間配置關(guān)系進行分析，該區(qū)的斷裂構(gòu)造可以劃分為2個期次，即印支-早燕山期斷裂和燕山期斷裂。燕山期斷裂構(gòu)造主要形成于晚侏羅世—早白堊世，可分為兩組，一組形成于晚侏羅世，受區(qū)域北西-南東向的擠壓構(gòu)造作用力控制，走向多以北東向、北東東向為主，平面形態(tài)多呈彎曲波狀，往往截切早期近東西向斷裂，具有右行壓扭性特征；另一組形成于早白堊世，走向一般呈北西向，形成時間晚于北東向斷裂系統(tǒng)，常呈單條產(chǎn)出，且規(guī)模較小，多分布于早白堊世張家口組，力學(xué)性質(zhì)呈現(xiàn)為壓扭性或張扭性平移斷層[4,5]。

1.3 火山巖特征

根據(jù)火山巖的特點將中生代火山活動從早到晚劃分為三個旋回，即南大嶺旋回、髫髻山旋回和張家口旋回。南大嶺旋回表現(xiàn)為玄武質(zhì)熔漿噴溢形成的玄武安山巖、安山玄武巖，間夾凝灰質(zhì)砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，厚度變化較大。髫髻山旋回火山巖系包括九龍山組火山巖、髫髻山組和土城子組火山巖，火山巖多呈夾層產(chǎn)出，火山活動相對較弱，髫髻山組是本旋回火山活動的主期階段，分布較廣，主要巖石類型由粗安巖、石英粗安巖、集塊巖及少量粗安質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r組成。末期為該火山噴發(fā)旋回的衰退期，由土城子組紅色粗碎屑沉積巖所夾的流紋質(zhì)凝灰?guī)r等組成，活動強度微弱，火山巖夾層的厚度較小。張家口旋回主要由流紋巖類及少量石英粗面巖類組成，包括流紋巖、流紋質(zhì)凝灰?guī)r、流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r等。

1.4 侵入巖特征

區(qū)內(nèi)侵入巖可劃分為新太古代、中元古代、早白堊世3個巖漿活動旋回。

新太古代晚期侵入巖主要分布于西部的北臺子—黃土梁—何家溝一帶，分為新太古代晚期二長花崗質(zhì)片麻巖和新太古代晚期正長花崗質(zhì)片麻巖。中元古代侵入巖分布于承德縣烏龍磯、老梁溝門、都家莊及大營子等地，巖性為蝕變輝長輝綠巖、崗紋輝綠巖，侵入體中深侵位，中等剝蝕。白堊紀(jì)侵入為巖石英二長巖分布于興隆縣潘家店－后棒子溝一帶，呈巖株狀產(chǎn)出。研究區(qū)內(nèi)的脈巖不甚發(fā)育，種類較少且面積較小，其中以燕山期正長斑巖脈或石英正長巖脈為主[6]。

2 控礦規(guī)律

目前已知礦產(chǎn)中元古代有鐵、錳、硫鐵礦，中生代有煤礦及火山噴發(fā)沉積的沸石、凝灰?guī)r礦；內(nèi)生礦產(chǎn)主要為熱液型多金屬礦，形成于燕山期。

2.1 地層

（1）中元古代鐵嶺組沉積對鐵錳礦的形成產(chǎn)生重要作用，礦化層為含鐵錳碳酸鹽巖、鐵錳泥質(zhì)巖，與圍巖產(chǎn)狀一致，呈似層狀，圍巖為含錳白云巖、白云巖。

（2）中元古代串嶺溝組沉積對赤鐵礦的形成具有控制作用，賦存于石英砂巖、長石石英砂巖層中，礦層呈似層、透鏡層狀，與頂?shù)装瀹a(chǎn)狀一致。

（3）侏羅紀(jì)下花園組沉積對（無）煙煤煤礦的形成具控制作用，賦存于砂質(zhì)頁巖及砂巖中，礦化層呈似層狀、透鏡狀和窩狀，產(chǎn)狀與圍巖基本一致。

（4）中元古代晚期下馬嶺組沉積對硫鐵礦的形成具控制作用，賦存于黑色頁巖及薄層或透鏡狀粉砂巖中，礦化層呈似層狀和透鏡層狀，與圍巖產(chǎn)狀一致[7,8]。

2.2 巖漿巖

（1）西南部潘家店石英二長巖侵入體，為早白堊世早期灰白-淺粉紅色中粒石英二長巖，侵入中元古代霧迷山組白云巖，在巖體外接觸帶發(fā)育寬由數(shù)十米至上百米的大理巖化帶，此外，在外接觸帶內(nèi)側(cè)局部尚發(fā)育有寬數(shù)米的鐵帽。石英二長巖體地化綜合剖面顯示其中的 Cu 含量值域達到 3 個異常濃度值，Au、Mo 含量值域為 2 個異常濃度值，為 Ag、Au、Cu、Mo、Pb 等金屬元素的濃集提供了物質(zhì)來源。

（2）成群侵入并與下馬嶺組密切相關(guān)的輝綠巖脈，其中 Cu、Zn、Cr、Co、Ni 的含量普遍較高，與原始巖漿成分密切相關(guān)。

2.3 構(gòu)造

大地構(gòu)造位置為華北陸塊東部燕山-遼西裂陷帶東段，自進入中生代以來，近東西向褶皺構(gòu)造、斷裂構(gòu)造發(fā)育，延伸均在數(shù)十千米，寬數(shù)千米，斷裂構(gòu)造以壓剪性逆斷層為主，斷裂或隙構(gòu)造是礦液運移的通道，具褐鐵礦化，為導(dǎo)、控礦與容礦構(gòu)造，沿構(gòu)造帶有礦化熱液活動，銀、鉛、鋅在適宜部位富集成礦。中生代晚期，發(fā)育了具多次活動的北東向、北西向斷裂構(gòu)造破碎帶，具強烈的褐鐵礦化，其為深部巖、礦液運移的通道，為導(dǎo)、控礦與容礦構(gòu)造，構(gòu)造破碎帶為構(gòu)造薄弱部位，中酸性脈巖體貫入，攜有較多的多金屬礦質(zhì)，在局部富集后形成熱液礦（化）體。

3 找礦遠景

具有潛力的礦產(chǎn)為沉積鐵礦、熱液型銅銀鉛鋅金銀多金屬礦，本文僅針對上述金屬礦產(chǎn)的成礦區(qū)帶進行概要歸納。

3.1 找礦標(biāo)志

3.1.1 地層標(biāo)志

長城紀(jì)薊縣紀(jì)霧迷山組白云巖、串嶺溝組鮞狀赤鐵礦層及寒武紀(jì)昌平組白云質(zhì)灰?guī)r等分別為研究區(qū)內(nèi)的沉積型赤鐵礦和建筑石材找礦的有利部位。

3.1.2 構(gòu)造標(biāo)志

伴隨強烈的褶皺構(gòu)造變形發(fā)育的構(gòu)造節(jié)理、層間滑脫空腔、裂隙帶，均為熱液活動提供了通道及淀積場所，一般均伴有程度不等的褐鐵礦化，并且角礫或蜂窩狀構(gòu)造也較為常見，常常形成賦礦的有利部位。包括褶皺核部區(qū)的層間滑脫、主干斷裂構(gòu)造及破碎帶、構(gòu)造轉(zhuǎn)折端、構(gòu)造裂隙帶、構(gòu)造巖塊與破碎巖構(gòu)成的強弱間互斷裂構(gòu)造帶、主干斷裂附近與之相關(guān)的次級構(gòu)造裂隙帶、碎裂化巖帶等構(gòu)造薄弱帶。

3.1.3 侵入構(gòu)造標(biāo)志

侵入巖脈穿插圍巖構(gòu)成的枝杈狀、分支復(fù)合狀、膨縮狀線、面狀脈體，侵入巖體與圍巖間的弧狀、港灣狀、鋸齒狀接觸帶，是成礦的有利地帶。

3.1.4 圍巖蝕變

侵入體外接觸帶的圍巖大理巖化、蛇紋石化蝕變等類型；構(gòu)造巖帶及礦體附近可見原生礦物礦化蝕變有毒砂礦化、磁鐵礦化、黃鐵礦化、黃銅礦化、鉛鋅礦化、錳礦化等類型，次生礦物礦化有孔雀石化、高嶺土化、褐鐵礦化、藍銅礦化、綠泥石化等類型；其它礦化蝕變有碳酸鹽化、硅化、方解石化等。上述蝕變的類型對找礦具有指示作用[9-11]。

4 結(jié)論

（1）區(qū)內(nèi)的中元古代鐵嶺組、串嶺溝組、下馬嶺組對研究區(qū)內(nèi)的沉積型礦床具有直接的控制作用，侏羅紀(jì)下花園組沉積對（無）煙煤煤礦的形成具有直接的控制作用。沉積型礦床主要呈似層狀與透鏡狀分布于地層內(nèi)，與圍巖呈整合接觸。

（2）區(qū)內(nèi)早白堊世巖體和與下馬嶺組密切相關(guān)的輝綠巖脈周圍是良好的熱液礦床成礦區(qū)。異常組合較好，并且與地質(zhì)特征套合較好，具有良好的找礦前景。

（3）區(qū)內(nèi)中生代構(gòu)造是礦液運移通道、儲存空間。其中，近東西向斷裂構(gòu)造、北東及北西向斷裂構(gòu)造對鉛、金、銀、銅、鋅礦（化）點的空間分布具有控制作用。