摘 要:華北地塊北緣(中段)是我國重要的金礦產(chǎn)出地,區(qū)域內(nèi)大型金礦密集分布,在多期次的構(gòu)造-巖漿作用下,礦床類型多樣,成礦作用復(fù)雜。本區(qū)內(nèi)金礦主要受太古宙綠巖帶控制,在濱西太平洋斷裂帶與古亞洲斷裂帶交切影響下,呈北東向與東西向斷裂復(fù)合控礦的特征。成礦時(shí)間主要為新太古代-古元古代、海西-印支期和燕山期。
關(guān)鍵詞:華北陸塊北緣中段 金礦 綠巖帶 成礦作用
中圖分類號(hào):P618.51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2013)01(c)-0136-02
1 區(qū)域地質(zhì)背景
華北地塊是我國最古老的地質(zhì)單元,區(qū)域構(gòu)造格局復(fù)雜,是我國重要的金礦成礦區(qū)帶,根據(jù)中國大陸成礦區(qū)帶的詳細(xì)劃分,本區(qū)位于濱西太平洋成礦域,華北陸塊北緣成礦省,華北陸塊北緣中段太古宙、元古宙、中生代金銀鉛鋅鐵硫鐵礦成礦帶。區(qū)域范圍內(nèi)的變質(zhì)基底形成于呂梁運(yùn)動(dòng)后,主要為前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系。變質(zhì)程度上經(jīng)歷了麻粒巖相、角閃巖相到綠片巖相變質(zhì)作用的改造。
研究區(qū)處于華北板塊、西伯利亞板塊與太平洋板塊結(jié)合地帶,經(jīng)歷了漫長的地質(zhì)演化過程。前寒武紀(jì)多期次的構(gòu)造旋回伴隨大規(guī)模的區(qū)域變質(zhì)作用,是區(qū)域基底的形成條件。古生代,在長期穩(wěn)定的克拉通化基底上,華北板塊北緣與西伯利亞板塊縫合,形成興蒙造山帶,初步形成本區(qū)EW向的構(gòu)造格局。燕山期,受“東亞匯聚”的構(gòu)造格局的影響,本區(qū)經(jīng)歷了大規(guī)模的陸內(nèi)造山運(yùn)動(dòng)。中新生代太平洋板塊向華北板塊的深俯沖作用改變了區(qū)域構(gòu)造格局,NE向、NNE向構(gòu)造疊加于EW向構(gòu)造系統(tǒng)之上。區(qū)域內(nèi)NE向和EW向構(gòu)造,形成了行列相間的格局,為金礦床形成提供了有利的空間。
區(qū)域內(nèi)巖漿活動(dòng)具有多期次、多旋回的特征,巖石類型多樣,成因復(fù)雜??傮w而言,對于金礦成礦影響最為重要的時(shí)期,首先為太古宙大規(guī)模的巖漿侵入和構(gòu)造運(yùn)動(dòng),形成了本區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育的太古宙花崗巖-綠巖帶;其次為晚海西-印支期,西伯利亞板塊和華北板塊的匯聚形成興蒙褶皺帶,形成了中-酸性和偏堿性巖體;另外,在燕山運(yùn)動(dòng)期間,由于陸內(nèi)造山運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致地殼急劇增厚,從而引發(fā)白堊紀(jì)大規(guī)模巖石圈垮塌并伴隨巖漿的侵入和噴出作用。強(qiáng)烈的巖漿作用形成了重要的構(gòu)造巖漿成礦帶。
2 金礦成礦的地質(zhì)條件分析
2.1 金礦床與綠巖帶
華北地塊北緣的變質(zhì)基底經(jīng)歷了晚海西-印支期以及燕山期構(gòu)造-熱事件的強(qiáng)烈改造,綠巖帶中的金礦在后期被重新活化、遷移、成礦,因此本區(qū)內(nèi)的金礦成礦具有鮮明的后期改造特點(diǎn)。但根據(jù)金礦產(chǎn)出地區(qū)的變質(zhì)巖層資料我們可以看出,擁有較高的金元素背景值的綠巖帶應(yīng)為后期形成的金礦床提供了主要的物質(zhì)來源(表1)。
2.2 構(gòu)造背景
研究區(qū)處于我國三大巨型深斷裂構(gòu)造體系中的濱西太平洋斷裂帶,同時(shí)受古亞洲斷裂體系影響,形成了NNE向和EW向復(fù)合的斷裂控礦特征。
區(qū)域內(nèi)發(fā)育多條切穿巖石圈的深大斷裂,控制了地塊內(nèi)部多數(shù)斷塊的空間分布和構(gòu)造條件,為巖漿活動(dòng)提供了有利的場所,具有極其重要的控巖和控礦意義。
本區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育呈明顯的多期性,最早可至少追溯至呂梁期。東西向斷裂發(fā)育最為活躍的時(shí)期為古生代晚期至中生代早期,古亞洲洋的閉合導(dǎo)致西伯利亞板塊與華北板塊碰撞,主導(dǎo)了東西向的構(gòu)造格局,控制了晚海西-印支期的巖漿巖展布,是金礦成礦L8F5nPeUEborKhisEOOk8v/aUjNQh8nn71i4p7GHsU0=的重要階段之一。
至晚侏羅世-早白堊世,在“東亞匯聚”構(gòu)造格局形成后,在早期陸內(nèi)造山運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的地殼急劇增厚影響下,隨之而來的大規(guī)模巖石圈垮塌和地殼減薄,造成北北東向構(gòu)造活動(dòng)極為強(qiáng)烈,殼幔巖漿活動(dòng)加劇,為金礦的形成創(chuàng)造了十分有利的構(gòu)造條件。
北北東向與東西向復(fù)合的網(wǎng)格狀斷裂構(gòu)造格局為巖漿-熱液活動(dòng)奠定了基礎(chǔ),同時(shí)為本區(qū)金礦的成礦創(chuàng)造了運(yùn)移通道和賦存空間。在北北東向和東西向斷裂構(gòu)造交匯的部位,往往為金礦成礦的有利地區(qū)。
2.3 巖漿活動(dòng)
本區(qū)金礦的主要成因類型為巖漿熱液礦床,說明在晚古生代和中生代,華北克拉通的活化所帶來的大規(guī)模巖漿活動(dòng)是區(qū)內(nèi)金礦床形成的基礎(chǔ)條件之一。
其中,晚古生代巖漿侵入活動(dòng)主要集中于晚海西-印支運(yùn)動(dòng)期間,是西伯利亞板塊與華北板塊碰撞縫合的產(chǎn)物,空間分布集中于尚義-平泉深斷裂附近及北部。多見中-酸性和偏堿性巖體。為受尚義-平泉斷裂帶控制的小營盤、東坪、水泉溝等諸多中大型金礦床提供了礦化圍巖。
區(qū)內(nèi)金礦成礦時(shí)代集中于中生代,說明燕山期巖漿活動(dòng)的重要作用。一方面,燕山期巖漿活動(dòng)促進(jìn)了早期形成的堿性雜巖體的堿交代作用(鉀化),最終在海西期雜巖體內(nèi)形成了金礦床。另一方面,燕山期巖體與變質(zhì)基底的綠巖帶發(fā)生反應(yīng),促使綠巖帶中的金元素重新活化、遷移和聚集,最終聚集于淺層斷裂構(gòu)造中成礦。
3 金礦的成礦時(shí)代特征
華北地塊金礦時(shí)代具有成礦物質(zhì)來源老,礦床形成年代新的特征。大多數(shù)金礦床形成時(shí)代遠(yuǎn)遠(yuǎn)晚于變質(zhì)基底的綠巖帶。金礦的成礦作用更多地發(fā)生在中生代,這與華北地塊在中生代經(jīng)歷的強(qiáng)烈構(gòu)造-巖漿運(yùn)動(dòng)有密切聯(lián)系。通過對現(xiàn)有金礦床同位素測年資料(表2)分析可知,總體而言,華北地塊北緣中段金礦的成礦主要時(shí)期可分為:新太古代-古元古代、海西-印支期以及燕山期。
3.1 新太古代-早元古代
華北地塊北緣中段金礦成礦與變質(zhì)基底有直接聯(lián)系,新太古代-早元古代形成的含金量高的綠巖帶是本區(qū)金礦提供了主要的礦源。盡管區(qū)內(nèi)多數(shù)金礦受顯生宙構(gòu)造-巖漿活動(dòng)影響明顯,但其在空間分布上無法擺脫綠巖帶的控制,這一點(diǎn)是無法否認(rèn)的。另外,區(qū)內(nèi)部分金礦床受后期地質(zhì)活動(dòng)改造影響不大,受太古代-早元古代綠巖帶直接控制。
3.2 海西-印支期
區(qū)域北部興蒙造山帶的存在說明,海西-印支期華北地塊北緣構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈,并分布廣泛的該時(shí)期巖漿巖。張宣地區(qū)的水泉溝-后溝堿交代雜巖體控制了諸多金礦床,此巖體的成巖時(shí)期大致為海西晚期至印支期。巖體內(nèi)部靠近接觸帶分布有東坪、后溝、中山溝等金礦床;接觸帶范圍內(nèi)則有小營盤、韓家溝、葛家峪等金礦床。
3.3 燕山期
燕山期是本區(qū)重大的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)期,形成了一系列中低溫巖漿熱液金礦床,在華北地塊北緣中段分布十分廣泛。以代表性礦床金廠溝梁金礦為例,巖體K-Ar法測年數(shù)據(jù)為126.3 Ma,U-Pb法測年數(shù)據(jù)為125.5 Ma。
4 金礦床的類型
由此前分析可知,華北地塊北緣金礦床的形成與分布規(guī)律,主要具有受變質(zhì)綠巖帶和后期構(gòu)造-巖漿活動(dòng)雙重控制的鮮明特點(diǎn)。根據(jù)這一鮮明特點(diǎn),華北地塊北緣中段金礦床可以分為同構(gòu)造晚期初生型金礦床和構(gòu)造期后再生型熱液金礦床兩類,其下又可劃分為若干亞類(沈保豐等,1996)。
4.1 同構(gòu)造晚期初生型金礦床
該類型金礦床是指金礦床和綠巖帶形成在同一期構(gòu)造-巖漿旋回,也就是從火山-沉積作用開始,同構(gòu)造期的花崗質(zhì)巖石的侵入,隨著地殼向深部下插,經(jīng)受深變質(zhì)的區(qū)域變質(zhì)和變形作用,后構(gòu)造抬升,綠片巖相-低角閃巖相退變質(zhì)型韌-脆性剪切帶形成和疊加,綠巖中金質(zhì)的再富集和金礦床形成的整個(gè)地質(zhì)演化過程。而金礦床的形成是該期構(gòu)造-巖漿旋回中最晚的一次地質(zhì)事件。金礦化在空間上受線性韌性剪切帶或斷裂相伴生的退變質(zhì)作用控制。該類型金礦床的成礦時(shí)期為新太古代到古元古代。按產(chǎn)出特征可分為細(xì)脈浸染狀和脈狀金礦床兩個(gè)亞類。
4.2 構(gòu)造期后再生型熱液金礦床
該類型金礦床是指深變質(zhì)花崗巖-綠巖區(qū)克拉通化后,深變質(zhì)綠巖帶中的含金巖系或金礦床,在后期地質(zhì)演化過程中,主要在顯生宙的海西-印支期、尤其是燕山期的內(nèi)生地質(zhì)作用,促使源巖中的金或金礦重新活化改造和再富集而形成的金礦床。依據(jù)不同巖漿作用的類型和構(gòu)造環(huán)境,再細(xì)分為:與碰撞型殼源深熔花崗巖有關(guān)的金礦床;與伸展構(gòu)造環(huán)境偏堿性巖和堿質(zhì)交代作用有關(guān)的金礦床;與巖漿隱爆作用有關(guān)的金礦床和與伸展構(gòu)造環(huán)境次火山巖-火山巖有關(guān)的金礦床。
5 結(jié)論
(1)華北地塊北緣中段金礦床的成礦物質(zhì)來源為新太古代-古元古代形成的變質(zhì)綠巖帶。綠巖帶決定了金礦床的空間分布。同時(shí),區(qū)域構(gòu)造發(fā)展歷史決定了金礦床受顯生宙海西-印支期以及燕山期構(gòu)造-巖漿活動(dòng)控制明顯。
(2)金礦床可分為同構(gòu)造晚期初生型金礦床和構(gòu)造期后再生型熱液金礦床兩類,其中后者是本區(qū)最為重要的礦床類型。
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