沽源—紅山子多金屬成礦帶燕山成礦階段主要控礦因素研究新進(jìn)展和存在的主要問題

王國(guó)建

（東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，江西 南昌 330013）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

沽源-紅山子多金屬成礦帶東起赤峰克什克騰旗，西至沽源縣，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，且中酸性火山活動(dòng)發(fā)生頻繁（趙博，2015）。該成礦帶大地構(gòu)造位置位于中朝古板塊與西伯利亞古板塊的結(jié)合部，隸屬加里東地槽褶皺帶。而加里東地槽褶皺帶位于為華北克拉通北部，位于內(nèi)蒙中部褶皺區(qū)南部。根據(jù)地理位置可以將沽源-紅山子多金屬成礦劃分兩個(gè)成礦區(qū)：成礦帶西部的沽源成礦區(qū)和成礦帶北部的紅山子礦區(qū)。沽源地區(qū)的代表性礦床有大官?gòu)S礦床、張馬井礦床，紅山子地區(qū)代表性礦床有紅山子礦床、馬甲子礦床、灶火溝門礦床等。

2 成礦帶地質(zhì)特征

（1）張麻井礦床。張麻井礦床位于沽源火山盆地次級(jí)斷陷盆地內(nèi)，地層由古元古界變質(zhì)巖系基底和早白堊世張家口組火山巖系蓋層組成。主要含礦層主要為下白堊統(tǒng)粗面巖、流紋質(zhì)火山熔巖和火山碎屑巖。礦床受北北東向F45斷裂及北西向F3斷裂和破火山機(jī)構(gòu)聯(lián)合控制，為潛火山型破火山口。含礦巖體巖石富硅、富鉀、貧鈣、鐵、鎂，巖體形成年齡為122.2 Ma（朱斌等，2019）。礦石類型可分為三種類型：上部-藍(lán)黑色-浸染狀礦石，中部-紅色-網(wǎng)脈狀和浸染狀礦石和下部-紅色-脈狀礦石。且圍巖蝕變具有明顯分帶性的特點(diǎn)，在垂向上呈現(xiàn)上酸下堿蝕變分布特征。

（2）核桃壩礦床。核桃壩礦床處于多倫火山盆地北西緣，火山機(jī)構(gòu)控制礦床產(chǎn)出地層、構(gòu)造條件等。礦區(qū)內(nèi)侵入巖發(fā)育廣泛，主要為晚侏羅世流紋斑巖和花崗斑巖。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造系統(tǒng)較為復(fù)雜，發(fā)育北東向、北西向、東西向、近南北向四組斷裂，其中近南北向構(gòu)造是主要的控礦、容礦構(gòu)造。圍巖蝕變類型主要以紅化、螢石化、水云母化、黃鐵礦化、綠簾石化等為主，其中有研究認(rèn)為與成礦關(guān)系最為密切的圍巖蝕變類型為赤鐵礦化和螢石化（薛偉等，2019）。

（3）紅山子礦床。紅山子礦床產(chǎn)于大興安嶺南部的火山塌陷盆地中，基底和蓋層均具有較高豐度，為成礦提供了豐富的來源。紅山子礦床賦礦層位為晚侏羅世高K、Ca堿性流紋巖組合（巫建華等，2015）。根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造、物質(zhì)成分、蝕變特征和礦化關(guān)系等方面將堿性流紋巖組合分為三種類型：即鈉化較弱的流紋巖、正常流紋巖、含礦碎裂流紋巖。其中含礦碎裂鈉化流紋巖呈紅色，多呈碎晶斑狀，斑晶為格子狀鈉長(zhǎng)石，此外可見穿插網(wǎng)脈狀脈體存在，脈體成分由為磁鐵礦、碳酸鹽礦物、綠泥石、螢石等副礦物組成（黃志新等，2015）。

3 成礦帶主要控礦因素

（1）區(qū)域復(fù)合構(gòu)造。中生代期間研究區(qū)存在著兩大構(gòu)造體系域：來自前中生代時(shí)期東西向的古亞洲構(gòu)造體系域和來自中生代時(shí)期北東向的太平洋構(gòu)造體系域。研究區(qū)中生代伸展構(gòu)造體系，存在較多的火山盆地例如沽源火山盆地等）是由于受到復(fù)合的區(qū)域性構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換和格局影響。這一系列的盆地大多數(shù)具有雙層結(jié)構(gòu)，即由前寒武系時(shí)期的基底和侏羅世火山巖系的該層組成（薛偉，2019）。

（2）火山構(gòu)造。通?；鹕綐?gòu)造包括噴發(fā)巖帶、火山機(jī)構(gòu)和盆地等。前人研究發(fā)現(xiàn)礦床或是礦化點(diǎn)在空間分布位置上與火山盆地機(jī)構(gòu)存在契合關(guān)系：如張麻井礦床礦化產(chǎn)于火山管道中的次火山巖體流紋斑巖中（紀(jì)宏偉，2015）；此外塌陷火山機(jī)構(gòu)也是常見的火山機(jī)構(gòu)且其為應(yīng)力薄弱處，多組斷裂交匯，控制此次火山巖體侵入界面。

（3）巖漿巖。從前人研究資料發(fā)現(xiàn)個(gè)普遍規(guī)律：即有利礦化地段往往為多旋回巖性和多期巖漿活動(dòng)疊加的結(jié)果。巖漿活動(dòng)形成與拉張伸展構(gòu)造背景導(dǎo)致地表和深部進(jìn)行物質(zhì)和能量交換從而引起成礦物質(zhì)多次遷移活化并聚集。綜合分析從巖漿巖條件來看成礦地段須為巖漿體系共存的地段。

（4）圍巖蝕變。成礦帶不同礦床蝕變礦物組合不同，總體上西段表現(xiàn)為堿性礦物特點(diǎn)，而中段表現(xiàn)為酸性礦物特點(diǎn)。而東北段蝕變類型呈鈉長(zhǎng)石化→鉀長(zhǎng)石化→酸性蝕變（水云母化、綠泥石化）演化，其中鈉長(zhǎng)石化特征最為明顯且具有明顯的多期多階段性和分帶特征。此外火山盆地內(nèi)部礦化點(diǎn)帶多屬中低溫?zé)嵋寒a(chǎn)物，如張麻井礦床為熱液硫化物為低溫膠硫礦，成礦溫度140℃～250℃；而邊緣隆起帶中礦床多屬中溫?zé)嵋旱V床，如紅山子礦床是輝鉬礦成礦溫度220℃～275℃。

（5）層位和巖性。成礦帶產(chǎn)出位置同時(shí)受層位和巖性控制，通過對(duì)成礦帶多個(gè)代表性礦床進(jìn)行匯總，得出個(gè)普遍規(guī)律：即成礦帶主要產(chǎn)礦層集中在晚侏羅世時(shí)期次火山巖及滿克頭鄂博組地層。同時(shí)酸性火山碎屑巖往往是當(dāng)出現(xiàn)互層現(xiàn)象時(shí)含礦流體富集及沉淀的有利巖性。主要原因有兩方面：由于構(gòu)造作用火山碎屑巖在容易在受力情況下產(chǎn)生剝離空間；火山碎屑巖為酸性巖漿故其地球化學(xué)特征決定該巖性具有含量較高的成礦元素。

4 成礦規(guī)律研究進(jìn)展

礦床的成礦模式研究一直是大家所關(guān)注的，有效的成礦模式可以指導(dǎo)發(fā)現(xiàn)礦床。

黃志新等（2015）在張明林基礎(chǔ)上總結(jié)了張麻井鉬礦床、大官?gòu)S多金屬礦床和蔡家營(yíng)鉛鋅礦床等礦床的成礦特征，對(duì)沽源多金屬礦床進(jìn)行了詳細(xì)的研究分析，提出了二期五階段的成礦作用：①初步富集期（2階段）：古元古代呂梁運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致沽源地區(qū)基底發(fā)生強(qiáng)烈的鉀質(zhì)混合巖化作用，在混合巖化強(qiáng)度不斷上升情況下，豐度不斷富集，此為第一次預(yù)富集作用。中生代以來，太平洋板塊發(fā)生俯沖消減，多旋回的燕山活動(dòng)開始產(chǎn)生，對(duì)沽源地區(qū)的基底巖系中鉀質(zhì)巖系發(fā)生重熔作用，該時(shí)期形成了直接礦源層，第二次富集②多金屬成礦期（3階段）：燕山運(yùn)動(dòng)晚期巖漿中的含量隨重熔作用不斷升高，形成高含量的流紋斑巖巖體熔漿，高含量熔漿通過區(qū)域性基底斷裂和火山通道向上侵位，隨物化條件改變，冷卻成巖形成富礦流體，流體進(jìn)一步萃取圍巖中的有用元素，并在有利構(gòu)造部位成礦（張麻井礦床）。喜山運(yùn)動(dòng)早期，構(gòu)造背景由擠壓轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓘?，致使幔源基性巖漿上涌，形成玄武質(zhì)巖漿，沿深大斷裂上侵，萃取圍巖，有利成礦區(qū)域成礦（大官?gòu)S礦床）。古近紀(jì)時(shí)期，地殼抬升，礦體出露遭受剝蝕，發(fā)生表生氧化富集作用，致原生礦體金屬含量進(jìn)一步提升，形成現(xiàn)有的礦床分布狀態(tài)。

李繼木等（2015）強(qiáng)調(diào)了潛火山巖在成礦過程中起到導(dǎo)礦和儲(chǔ)礦的雙重作用，并提出簡(jiǎn)易的成礦模式：首先多階段的鈾源預(yù)富集配套多層次的熱運(yùn)動(dòng)循環(huán)（深熔帶-過渡巖漿室-潛火山巖入侵），深熔帶提供物源，過渡巖漿室提供熱源，潛火山巖為通道，礦液運(yùn)移至火山機(jī)構(gòu)等有利成礦位成礦，后期發(fā)生改造進(jìn)一步富集成礦。

5 結(jié)論及存在的問題

5.1 結(jié)論

（1）沽源-紅山子多金屬成礦帶賦礦圍巖為火山巖，主要包括粗面巖、流紋巖、流紋斑巖、石英斑巖。

（2）沽源-紅山子多金屬成礦帶主要控礦因素：斷裂構(gòu)造、火山構(gòu)造、圍巖蝕變、層位及巖性控制。

（3）沽源-紅山子多金屬成礦帶年代學(xué)研究表明，礦床的成巖與成礦年齡普遍存在礦巖時(shí)差，且均大于30 Ma。其成巖、成礦年齡均形成“北東老、西南新”的時(shí)空格局，表明該多金屬成礦帶主要受兩期構(gòu)造活動(dòng)的影響。

5.2 存在的問題

（1）沽源-多金屬成礦帶大部分金屬礦床缺少最新的成礦年代數(shù)據(jù)。

（2）前人對(duì)沽源-紅山子多金屬成礦帶賦礦圍巖粗面巖、流紋巖、流紋斑巖、石英斑巖的成因及巖石組合進(jìn)行了大量研究，但其形成的動(dòng)力機(jī)制及成因聯(lián)系目前研究程度較淺。

（3）通過大量研究資料分析發(fā)現(xiàn)，前人對(duì)沽源-紅山子多金屬成礦帶的研究缺少相同因素的研究對(duì)比，因此筆者認(rèn)為，在日后的研究中應(yīng)增加對(duì)礦床的礦流體來源、礦田的成礦期次、礦體與圍巖形成年齡的進(jìn)行對(duì)比研究，這樣有利于進(jìn)一步了解沽源-紅山子多金屬成礦帶的成礦規(guī)律，并且進(jìn)一步指導(dǎo)找礦。