內(nèi)蒙古陰山山脈中段地質(zhì)構(gòu)造演化及成礦期劃分

李 辰

（安徽國(guó)禎環(huán)境修復(fù)股份有限公司，安徽 合肥 230000）

1 研究區(qū)地質(zhì)特征

1.1 地層

根據(jù)內(nèi)蒙古國(guó)土資源廳內(nèi)部關(guān)于該區(qū)的1/20萬(wàn)區(qū)調(diào)資料顯示[1]，本區(qū)主要出露地層為太古界色爾騰山群、元古界渣爾泰山及中生界中侏羅統(tǒng)長(zhǎng)汗溝組、下白堊統(tǒng)金家窯子組、李三溝組、白女羊盤(pán)組。

1.1.1 太古界

色爾騰山群：局限于色爾騰山地區(qū)，由老到新分為陳三溝組、東五分子組、柳樹(shù)溝組、北召溝組、點(diǎn)力素泰組，與下伏烏拉山巖群及上覆渣爾泰山群為構(gòu)造接觸。其內(nèi)部韌性剪切變形發(fā)育，并蘊(yùn)藏大中型鐵礦床，其原巖為基性到中酸性火山巖以及泥質(zhì)粉砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖，說(shuō)明該時(shí)期地殼經(jīng)歷了活動(dòng)—穩(wěn)定反復(fù)發(fā)展、演化。

1.1.2 元古界

渣爾泰山群：元古代巖石，為一套區(qū)域變質(zhì)程度較淺的含磁鐵礦礫石的變質(zhì)礫巖、變質(zhì)含礫長(zhǎng)石石英砂巖、石英巖、結(jié)晶灰?guī)r、板巖、千枚巖。顯示為一套地槽區(qū)巨厚的類(lèi)復(fù)理石建造，出露面積大，構(gòu)造復(fù)雜，褶皺、斷裂發(fā)育。主要褶皺斷裂方向以北西西向?yàn)橹鳌?/p>

1.1.3 古生界

伴隨著板塊的碰撞地殼抬升，至古生界以來(lái)，地層多為河流湖泊沉積相，沉積范圍較小。在研究區(qū)未出露。

1.1.4 中生界

巖性主要為河流湖泊沉積相巖石，夾有由火山作用形成的玄武巖、火山碎屑巖和流紋巖。由老至新為長(zhǎng)汗溝組的灰綠色砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、灰色礫巖，金家窯子組玄武巖，李三溝組雜色碎屑沉積巖，白女羊盤(pán)組的一套凝灰角礫巖、流紋巖、珍珠巖組成。

1.1.5 第四系

第四系在該區(qū)較發(fā)育，主要分布河床山洼，或則在中新生代的帶狀洼陷中。地表為全新統(tǒng)，主要為沖積、湖積、洪積及風(fēng)積層。

1.2 構(gòu)造

本區(qū)構(gòu)造復(fù)雜，褶皺斷裂發(fā)育。按構(gòu)造期次對(duì)本區(qū)褶皺構(gòu)造進(jìn)行劃分，其中呂梁期褶皺最為明顯、最強(qiáng)烈，形成緊密皺褶；其次是加里東期和華力西期褶皺，加里東晚期垂直構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，構(gòu)造變動(dòng)強(qiáng)烈，華力西期有大規(guī)模的中酸性巖漿侵入以及斷裂的發(fā)育都充分說(shuō)明該區(qū)有較為強(qiáng)烈的褶皺發(fā)育，但因地層較少，構(gòu)造形跡不明顯；燕山褶皺較為開(kāi)闊，局部倒轉(zhuǎn)，褶皺軸為北西西向，兩翼傾角30°～45°，燕山末期褶皺平緩形成開(kāi)闊的盆地及波狀褶皺。

該區(qū)經(jīng)歷了多期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，斷裂構(gòu)造異常發(fā)育，后期斷裂繼承了前期斷裂的活動(dòng)，在早期斷裂的基礎(chǔ)上發(fā)展新的斷裂構(gòu)造。新斷裂構(gòu)造又破壞了老斷裂構(gòu)造的完整性，從而使斷裂構(gòu)造復(fù)雜化。加里東期斷裂以東西、北西西向?yàn)橹?；華力西期斷裂以北西西、北西向?yàn)橹?，特別是北西向糜棱巖化帶較為顯著；燕山期北西向或是近東西向及北東向，特別是受南北擠壓力作用，逆掩斷層特別發(fā)育且大多由北向南推覆，在原斷裂的基礎(chǔ)上發(fā)展了山前大斷裂，為烏拉山南的山前大斷裂、色爾騰山兩側(cè)和渣爾泰山南的凹地中，均存有隱伏大斷裂。

1.3 巖漿巖

該區(qū)域侵入巖較發(fā)育，廣泛分布在烏拉山、色爾騰山及渣爾泰山。侵入巖期次劃分如下，①五臺(tái)、呂梁期侵入巖：該期侵入巖規(guī)模不大，一般只見(jiàn)于烏拉山一帶，在研究區(qū)分布較少，為片麻狀黑云母斜長(zhǎng)花崗巖；②加里東期侵入巖：巖體分布于色爾騰山和渣爾泰山一帶，本期巖漿活動(dòng)表現(xiàn)為多次侵入，規(guī)模較小，以中基性巖為主，少量為中酸性巖，常見(jiàn)的為寒武紀(jì)黑云斜長(zhǎng)花崗巖，奧陶紀(jì)早期變質(zhì)角閃輝長(zhǎng)巖及奧陶紀(jì)中期黑云石英閃長(zhǎng)巖；③華力西期侵入巖：全區(qū)分布廣泛，以中期和晚期的侵入巖為主，分布面積較大，以中酸性巖為主，常見(jiàn)為二疊紀(jì)黑云石英閃長(zhǎng)巖和黑云二長(zhǎng)花崗巖，偶見(jiàn)石炭紀(jì)的黑云二長(zhǎng)花崗巖；④印支－燕山期侵入巖：呈零散分布，多為巖株巖脈產(chǎn)出，出露的為三疊紀(jì)似斑狀二長(zhǎng)花崗巖。

2 地質(zhì)構(gòu)造演化

根據(jù)前人針對(duì)各時(shí)期的研究成果，梳理了研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造演化過(guò)程?？梢詫⒀芯繀^(qū)大致主要經(jīng)歷了五個(gè)階段，即：早元古代之前的穩(wěn)定大陸克拉通時(shí)期、中晚元古代大陸裂谷期、晚元古代到晚古生代古亞洲洋的閉合時(shí)期、晚古生代到中生代初期西伯利亞與華北板塊碰撞時(shí)期、中生代及其以后相對(duì)穩(wěn)定的板內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)期。

2.1 早元古代之前克拉通時(shí)期。

根據(jù)前人對(duì)渣爾泰群山群的研究發(fā)現(xiàn)其為一套由陸相和淺海相互層并夾有基性和酸性火山巖地層，且不整合于太古代地層之上，渣爾泰群時(shí)期下限距今1700Ma、上限距今1400Ma[2]。說(shuō)明在太古代到早元古代時(shí)期該區(qū)屬穩(wěn)定的克拉通。

2.2 中晚元古代大陸裂谷期。

到中元古代早期研究區(qū)發(fā)生了異常的地?；顒?dòng)、破壞了原先穩(wěn)定大陸的平衡條件，形成沿異常地?；顒?dòng)的近東西向線(xiàn)性裂谷，發(fā)生了火山噴發(fā)活動(dòng)及海相沉積事件，形成了類(lèi)復(fù)理石建造的海相沉積物，并伴有大規(guī)模的中元古代成礦事件，裂谷系不斷擴(kuò)張形成古亞洲洋，代表了該期張性的構(gòu)造環(huán)境。

2.3 晚元古代到晚古生代古亞洲洋的閉合時(shí)期。

據(jù)前人對(duì)內(nèi)蒙古中部地區(qū)早古生代的兩類(lèi)花崗巖類(lèi)的研究[3]，發(fā)現(xiàn)在早古生代早期為的幔源型花崗巖（如寒武紀(jì)時(shí)期的斜長(zhǎng)花崗巖），早古生代晚期為俯沖型花崗巖類(lèi)（奧陶紀(jì)時(shí)期的石英閃長(zhǎng)巖），前者可作為古亞洲洋擴(kuò)張基性巖漿結(jié)晶分異的產(chǎn)物，后者可作為古亞洲洋板塊向華北板塊俯沖由地殼改造型花崗巖。說(shuō)明于早古生代早期古洋殼擴(kuò)張中心回返，不斷向大陸邊緣平移，在加里東時(shí)期該區(qū)已經(jīng)轉(zhuǎn)向了被動(dòng)大陸邊緣，洋殼向陸殼俯沖消減，形成陸殼重熔改造型、洋殼重熔混染型（adakites）等一系列侵入巖[4]。

2.4 晚古生代到中生代初期西伯利亞與華北板塊碰撞時(shí)期

伴隨著洋殼的進(jìn)一步俯沖，研究區(qū)后期又發(fā)生了多期的構(gòu)造巖漿熱事件，分別為早華力西期、中華力西期、晚華力西期和印支期[4]，進(jìn)入了弧后擠壓造山變形改造階段使地殼增生、變厚[5]，本區(qū)石炭紀(jì)二疊紀(jì)三疊紀(jì)的火山巖都與之有關(guān)。大約在早三疊世之后，華北板塊北緣完全進(jìn)入陸陸碰撞階段，并逐步向板內(nèi)構(gòu)造過(guò)渡，由于印度洋板塊和太平洋板塊的擠壓傳遞，使得研究區(qū)長(zhǎng)時(shí)間處于南北方向的擠壓應(yīng)力，太古宇、中元古界狼山群和先期侵入的巖體進(jìn)一步受到強(qiáng)烈擠壓、產(chǎn)生斷裂和變形，形成陸相山間盆地，進(jìn)入陰山帶燕山運(yùn)動(dòng)[6]。

圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造背景示意圖（據(jù)肖榮閣等，2000）

在陰山山脈一線(xiàn)地區(qū)，進(jìn)入到燕山運(yùn)動(dòng)期，其先后經(jīng)歷了5期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，侏羅紀(jì)發(fā)生第一期的拉張運(yùn)動(dòng)和第二期的擠壓運(yùn)動(dòng)形成了第一次的逆沖推覆構(gòu)造以及自西向東的溫根盆地、營(yíng)盤(pán)灣盆地、石拐盆地、廟溝盆地、武川南盆地、蘇勒?qǐng)D盆地。白堊紀(jì)初期第二期末開(kāi)始拉張運(yùn)動(dòng)形成盆地雛形，后經(jīng)過(guò)第三期的拉張運(yùn)動(dòng)，受近東西向斷層控制，斷陷盆地不斷發(fā)展，自西向東形成達(dá)格圖盆地、海流圖盆地、白女羊盤(pán)盆地、固陽(yáng)盆地、坤兌灘盆地、武川盆地、大青山南麓盆地、旗下?tīng)I(yíng)盆地[6]。第三期以后出現(xiàn)了相對(duì)穩(wěn)定的盆地發(fā)展期，整個(gè)過(guò)程中先是接受金家窯子組火山巖建造，后出現(xiàn)李三溝組紅色建造接受盆地湖泊沉積，在早白堊世晚期接受固陽(yáng)組沉積，并不整合與李三溝組之上發(fā)生了第三期運(yùn)動(dòng)，主要以拉伸運(yùn)動(dòng)為主，第三期后盆地內(nèi)部穩(wěn)定，固陽(yáng)組繼續(xù)發(fā)展，大概與固陽(yáng)組沉積后期在盆地邊緣斷裂有基性～酸性的火山巖噴溢活動(dòng)。固陽(yáng)組沉積之后迎來(lái)了燕山運(yùn)動(dòng)的第四期，此次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)為南北向的擠壓，使得盆地抬升缺失了上白堊統(tǒng)地層，并形成了第二期的大青山逆沖推覆構(gòu)造。而燕山期原渣爾泰裂谷系的活化，伴隨地幔物質(zhì)的異?；顒?dòng)導(dǎo)致形成了一系列火山巖噴發(fā)活動(dòng)，在該區(qū)形成大規(guī)?；鹕綆r盆地。

2.5 中生代及其以后相對(duì)穩(wěn)定的板內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)期。

該階段屬于歐亞板塊內(nèi)活動(dòng)時(shí)期，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不劇烈。

3 成礦期劃分

研究區(qū)自太古代以來(lái)經(jīng)歷了大陸裂陷閉合多期的運(yùn)動(dòng)，為該區(qū)域成礦提供了良好的地質(zhì)條件，也正是翟裕生院士關(guān)于《大陸邊緣成礦系統(tǒng)》一書(shū)中提到的重要成礦區(qū)。

據(jù)邵和明等的研究[7]，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)所處為內(nèi)蒙古兩個(gè)二級(jí)成礦區(qū)中的華北地臺(tái)北緣金、銀、銅、鉛鋅、鉑、鉬、硼、石墨、滑石成礦區(qū)（Ⅱ3），研究區(qū)包括了書(shū)記溝－西烏蘭不浪鐵金成礦帶（Ⅳ126），烏拉山－大青山金、銀、鐵、白云母成礦帶（Ⅳ101），白云鄂博鐵、稀土、金成礦帶（Ⅳ111），以及對(duì)門(mén)山－甲生盤(pán)鐵、硫、鉛鋅成礦帶（Ⅳ125）。根據(jù)華北板塊北緣的構(gòu)造地質(zhì)背景與其成礦的關(guān)系，可將其分為三個(gè)構(gòu)造域，分別為前寒武構(gòu)造域、古亞洲構(gòu)造域、濱西太平洋構(gòu)造域，每個(gè)構(gòu)造域下對(duì)應(yīng)相應(yīng)的成礦期。

3.1 前寒武系構(gòu)造域

前寒武系構(gòu)造域?qū)?yīng)了早元古代之前克拉通時(shí)期和中晚元古代大陸裂谷期，經(jīng)歷了從太古代到元古代大陸裂陷板塊拼合等一系列運(yùn)動(dòng)，成為該區(qū)域最重要的成礦期。其中太古代形成了與變質(zhì)火山－沉積作用有關(guān)的Fe、Au礦床成礦系列，包括與色爾騰山群相關(guān)的書(shū)記溝鐵礦、哈彥忽洞鐵礦、生金兔鐵礦，以及與脆韌性剪切變形變質(zhì)作用有關(guān)的十八頃壕金礦、哈達(dá)門(mén)溝金礦等；中元古代形成的與受變質(zhì)火山－沉積作用有關(guān)的Fe、Cu、Pb、Zn、Au、S礦床成礦系列以及與堿性巖和碳酸巖有關(guān)的Fe、Nb、REE成礦系列，是受到渣爾泰山以及研究區(qū)北側(cè)白云鄂博裂谷系的影響，成為該區(qū)域最重大成礦期，形成了白云鄂博超大型鐵礦和稀土礦、和炭窯口、東升廟、霍各乞等銅鉛鋅多金屬礦床。

3.2 古亞洲構(gòu)造域

古亞洲構(gòu)造域?qū)?yīng)了晚元古代到晚古生代古亞洲洋的閉合時(shí)期，以及晚古生代到中生代初西伯利亞與華北板塊碰撞時(shí)期，與古亞洲洋的演化密切相關(guān)，其經(jīng)歷了古亞洲洋的俯沖、閉合、陸陸碰撞造山多個(gè)階段。早古生代古亞洲洋的俯沖形成了與島弧基性火山巖有關(guān)的Cu、Au礦床成礦系列，以及在俯沖過(guò)程中伴隨洋殼拉張環(huán)境下形成的超基性巖有關(guān)的鉻鐵礦床；亞洲洋與晚泥盆世時(shí)期閉合，陸陸碰撞造山形成了華里西期與酸性巖有關(guān)的矽卡巖型鐵、鋅、鉛、銅礦床。研究區(qū)在處于古亞洲構(gòu)造域時(shí)出露大量深層中酸性侵入巖體，且周邊侵入體中可見(jiàn)熱液活動(dòng)存在銅的礦化和鉛鋅的異常，且氣成偉晶巖中存在有價(jià)值的鈮鉭鐵礦，如召溝偉晶巖體。

3.3 濱西太平洋構(gòu)造域

濱西太平洋構(gòu)造域?qū)?yīng)中生代及其以后相對(duì)穩(wěn)定的板內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)期，該時(shí)期構(gòu)造影響主要是對(duì)大興安嶺地區(qū)，研究區(qū)所受影響有限，并疊加在之前的兩個(gè)構(gòu)造域上，處于南北擠壓環(huán)境下的造山期后階段。同大興安嶺相比，該區(qū)成礦作用較弱，但仍伴有造山期后成礦作用。研究區(qū)以北白云鄂博地區(qū)受濱西太平洋的影響形成斷陷盆地，伴隨火山巖漿活動(dòng)發(fā)生金、鎢的礦化作用。研究區(qū)以南烏拉山地區(qū)以及研究區(qū)以東大青山地區(qū)，同樣受到濱西太平洋構(gòu)造域的影響存在火山巖漿活動(dòng)，存在于金、銀密切礦化的關(guān)系，包括大青山李清地銀礦、二道背金礦等。

4 總結(jié)

本文通過(guò)對(duì)研究區(qū)內(nèi)前人工作成果的總結(jié)，將陰山山脈中段地質(zhì)構(gòu)造演化過(guò)程分為五個(gè)階段，及其對(duì)應(yīng)三個(gè)成礦域，為后期在該區(qū)域開(kāi)展地質(zhì)研究及地質(zhì)找礦工作提供依據(jù)。