周傳芳，王建國，王獻(xiàn)忠，梁中愷，路英川,3，公維國,湯鵬飛，王存柱

(1.武警黃金第三支隊，黑龍江哈爾濱 150086； 2. 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；3. 武警黃金地質(zhì)研究所，河北廊坊 065000； 4.武警黃金第一支隊，黑龍江牡丹江 157021)

冀北張宣、遵化-青龍金礦帶金礦床地質(zhì)特征及礦床成因

周傳芳1,2，王建國2，王獻(xiàn)忠2，梁中愷1,2，路英川2,3，公維國1,湯鵬飛1，王存柱4

(1.武警黃金第三支隊，黑龍江哈爾濱 150086； 2. 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；3. 武警黃金地質(zhì)研究所，河北廊坊 065000； 4.武警黃金第一支隊，黑龍江牡丹江 157021)

張宣金礦帶和遵化-青龍金礦帶是冀北地區(qū)兩個最主要的金礦帶，以其金礦床數(shù)量多，儲量大備受關(guān)注。本文整理了兩個金礦帶內(nèi)主要金礦床的硫、鉛、氫、氧同位素與成礦時代數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示，兩個礦帶硫同位素組成上差距較大，通過與大本圖解上相應(yīng)穩(wěn)定礦物場進(jìn)行對比總硫δ34S≈0‰，與主要賦礦圍巖太古代老變質(zhì)巖系的δ34S值接近，說明金礦床具有太古代變質(zhì)巖系與幔源硫特點(diǎn)；鉛同位素數(shù)據(jù)投影點(diǎn)大部分落于地幔、下地殼和造山帶鉛疊合區(qū)域，與硫同位素具有一致性，均來源于太古代老變質(zhì)巖系和地球深部混合；氫氧同位素顯示成礦流體主要來源于巖漿水和大氣降水的混合；成礦時限較大，從燕山早期到晚期均有成礦作用發(fā)生，以早中期為主。兩者在礦床成因機(jī)制上具有相似性，為印支末期-燕山期強(qiáng)烈的構(gòu)造-巖漿活動導(dǎo)致地殼重熔，太古宙老變質(zhì)巖系中金活化，并與巖漿活動帶入的深源金混合，隨巖漿熱液一起運(yùn)移，最終沉淀成礦。

張宣金礦帶 遵化-青龍金礦帶 成礦物質(zhì)來源 成礦時代 礦床成因

Zhou Chuan-fang, Wang Jian-guo, Wang Xian-zhong, Liang Zhong-kai, Lu Ying-chuan, Gong Wei-guo, Tang Peng-fei, Wang Cun-zhu. Geological characters and genesis of the Zhangxuan and Zunhua-Qinglong gold ore belts in northern Hebei[J].Geology and Exploration,2014,50(6):1024-1037.

冀北地區(qū)處于華北地臺北緣東段(王正坤等，1993)，是我國重要的金礦集區(qū)之一(王寶德等，2003；梅燕雄，1997；宋瑞先等，1994；李承東等，2004)。前人對該區(qū)金礦床做了大量的同位素地球化學(xué)、成礦時代、礦床成因、成礦物質(zhì)來源等研究工作，但至今對金礦床分類、成礦時代、礦床成因等存有較大爭議。在金礦床分類方面，宋瑞先等(1994)將該區(qū)劃分為巖漿改造-復(fù)生型、混合巖化-重熔交代熱液型、重熔巖漿熱液型、火山-次火山熱液型；而李京(1988)認(rèn)為冀東地區(qū)金礦床可分為變質(zhì)熱液型、巖漿熱液型、沉積變質(zhì)(改造)型和火山巖型金礦床等。關(guān)于該區(qū)的成礦時代，則有：① 早前寒武紀(jì)(胡小蝶等，1990；王時麒等，1985)；② 海西期(宋瑞先等，1994)；③ 燕山期(梅燕雄，1997；銀劍釗等，1995；李長民等，2012；張招崇，1995)等認(rèn)識。銀劍釗(1995)總結(jié)了張宣地區(qū)金礦床成因，認(rèn)為主要有巖漿熱液型(王寶德等，2002)、變質(zhì)熱液型(王時麒等，1985)、混合熱液型(梅燕雄，1997；張招崇，1995)、大氣降水熱液型(王正坤等，1993)。

本文通過對冀北地區(qū)兩個主要金礦集區(qū)的穩(wěn)定同位素及成礦年代對比，來探討它們之間成礦作用的相互關(guān)系。

1 區(qū)域地質(zhì)

冀北地區(qū)位于華北地臺北緣東段，該區(qū)受古亞洲構(gòu)造成礦域和瀕太平洋構(gòu)造成礦域強(qiáng)烈構(gòu)造-巖漿疊加作用影響，為兩大構(gòu)造成礦域的遞變過渡帶(黃建軍等，2007)。該區(qū)經(jīng)歷了遷西運(yùn)動、呂梁運(yùn)動、印支運(yùn)動、燕山運(yùn)動及喜山運(yùn)動等多期構(gòu)造運(yùn)動，發(fā)育各個時期的構(gòu)造形跡(王正坤等，1993；王正坤等，1994；侯光久等，1994)。區(qū)內(nèi)地層可劃分為四個主要構(gòu)造層：太古宇-早元古界老變質(zhì)巖系結(jié)晶基底、中元古界海相沉積蓋層、中生界陸相火山-沉積巖和新生代的陸相沉積物(銀劍釗等，1995)，其中太古宇-早元古界老變質(zhì)巖系結(jié)晶基底是本區(qū)金、鉬的重要礦源層(黃建軍等，2007)。區(qū)內(nèi)巖漿活動廣泛，有太古代、早元古代基性-超基性海底火山噴發(fā)，呂梁期、海西期、印支期以及燕山期巖漿侵入與噴發(fā)(王正坤等，1993)，印支-燕山期巖漿活動頻繁，尤以燕山期最為強(qiáng)烈(王正坤等，1994)，其中部分巖漿巖成為金礦容礦圍巖。從區(qū)域構(gòu)造演化看，冀北地區(qū)燕山期構(gòu)造運(yùn)動強(qiáng)度達(dá)到中生代以來最高峰。NE-NNE向構(gòu)造帶為主導(dǎo)、EW向構(gòu)造具分段性(圖1)。

冀北地區(qū)長期活動的康保-圍場斷裂帶、張家口-豐寧-隆化斷裂帶、密云-遵化-青龍斷裂帶控制了本區(qū)金礦帶展布(圖1)。單個礦床又受NW、NE、NNE和EW向次級斷裂控制(王正坤等，1993；王正坤等，1994)。

2 金礦帶地質(zhì)特征

冀北地區(qū)主要有康保-圍場-赤峰金礦帶、豐寧-隆化金礦帶、張宣金礦帶、遵化-青龍金礦帶四條金礦帶。其中冀西北張宣金礦帶和冀東北遵化-青龍金礦帶以金礦分布密集，數(shù)量多，儲量大而備受人們關(guān)注。

2.1 張宣金礦帶

張宣金礦帶位于華北地臺北緣中段內(nèi)蒙-大興安嶺褶皺帶與燕山造山帶的交合部位，崇禮-赤城深大斷裂南側(cè)(圖1)。太古宙末期形成的崇禮-赤城深斷裂，經(jīng)歷了多期韌性剪切與脆性斷裂作用，EW向和SN向斷裂構(gòu)造的交匯部位是成礦的有利場所。就某一礦床而言，主控礦構(gòu)造為EW(或近SN)向斷裂(導(dǎo)礦)，容礦構(gòu)造多是規(guī)模更小的NW、NE和SN向次級斷裂(侯光久等，1994)。該區(qū)一系列金礦床分布在南北寬50 km，東西走向的狹長帶內(nèi)，集中分布于崇禮-赤城斷裂帶的南盤(圖2)。

圖1 冀北地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡圖Fig. 1 Simplified geological map showing the major tectonic units in the noth of Hebei1-內(nèi)蒙-大興安嶺褶皺帶；2-燕山造山帶；3-桑干-平泉構(gòu)造帶；4-青龍線性構(gòu)造帶(金礦)；5-斷裂；6-深大斷裂及編號；7-金礦床(點(diǎn))；8-地名；9-主要金礦帶及編號；F1-康保-圍場斷裂帶；F2-張家口-豐寧-隆化斷裂帶(崇禮-赤城深大斷裂帶)；F3-密云-喜峰口斷裂帶；F4-上黃旗-烏龍溝斷裂帶；F5-青龍河斷裂；I-張宣金礦帶；II-遵化-青龍金礦帶1-Mongolian-Daxinganling folded belt; 2-Yanshan orogenic belt; 3-Sanggan-Pingquan tectonic zone; 4-Qinglong linear structural bect (gold deposit); 5-faults; 6-deep and large fault and its number; 7-gold deposits (or mining); 8-place name; 9-main gold belt and its number; F1-Kangbao-Weichang fault zone; F2-Zhangjiakou-Fengning-Longhua fault zone (Chongli-Chicheng deep and large fault zone); F3-Miyun-Xifengkou fault zone; F4-Shanghuangqi-Wulonggou fault zone; F5-qinglonghe fault zone; I-Zhangxuan gold belt; II-Zunhua-Qinglong gold belt

圖2 張宣金礦帶地質(zhì)簡圖(據(jù)銀劍釗,1995,修改)Fig. 2 Geological map of Zhangxuan gold belt (modified from Yin, 1995)1-新生界地層；2-中生界地層；3-中新元古界長城系；4-下元古界紅旗營子群；5-太古界桑干群；6-太古界桑干群花家營組；7-太古界桑干群澗溝河組；8-燕山期侵入巖；9-海西期侵入巖；10-元古代花崗片麻巖；11-太古代花崗片麻巖；12-地層界線；13-斷層；14-金礦床(點(diǎn))；15-地名1-Cenozoic; 2-Mesozoci; 3-Middle-Neo Proterozoic Changchengian system; 4-Palaeoproterozoic Hongqiyingzi grope; 5-Archaeozoic Sanggan grope; 6-Archaeozoic Sanggan grope Hajiaying formation; 7-Archaeozoic Sanggan grope Janhegou formation; 8-Yanshanian intrusive rocks; 9-Hercynian intrusive rocks; 10-Proterozoic granite gneisses; 11-Archaeozoic granite gneisses; 12-the boundary of stra tigraphic; 13-fault; 14-gold deposit (or mining); 15-place name

張宣金礦帶累計發(fā)現(xiàn)金礦床100多處，其中大型金礦有小營盤和東坪金礦2處，中小型金礦有張全莊、水晶屯、后溝、金家莊、中山溝、黃土梁、趙家溝金礦等10多處(宋瑞先等，1994；侯光久等，1994)(圖2)。

2.2 遵化-青龍金礦帶

冀東北是我國重要的金礦集區(qū)之一(李俊建等，2002；李俊建等，2004；鐘漢等，2007)。該區(qū)是我國地質(zhì)演化最久，構(gòu)造-巖漿活動極為復(fù)雜的地區(qū)(李俊建等，2004)。區(qū)內(nèi)地層以太古界遷西群和八道河群變質(zhì)巖為主。其中八道河群王廠組地層金礦化非常發(fā)育。區(qū)內(nèi)金礦床的形成主要受斷裂控制，礦體往往富集在斷裂帶兩側(cè)EW向和NNE-NE向次級裂隙中。NNE-NE向壓扭性斷裂、剪切帶是控礦的主要構(gòu)造，控制了金礦帶的分布。金礦床(點(diǎn))受EW向構(gòu)造控制，位于近EW向的密云-喜峰口斷裂的南側(cè)(圖1,3)。區(qū)內(nèi)巖漿活動強(qiáng)烈，主要是前震旦紀(jì)和燕山期侵入巖，華力西期侵入巖規(guī)模小，且分布零星。金礦床(點(diǎn))常呈脈狀分布于侵入體與圍巖的內(nèi)、外接觸帶附近或巖體之中(李京，1988)。

冀東北地區(qū)已先后發(fā)現(xiàn)金礦床(點(diǎn))197處，特大型金礦 1 處、大型金礦 3 處、中型 4 處，小型礦床多處(宋瑞先等，1994；李俊建等，2002)。

3 礦床地球化學(xué)

3.1 硫同位素

本文整理了張宣金礦帶和遵化-青龍金礦帶內(nèi)典型金礦床和賦礦圍巖的硫同位素的數(shù)據(jù)(表1)。張宣金礦帶內(nèi)金礦床金屬硫化物的δ34S除金家莊和張全莊外，其它均為負(fù)值，即貧34S，在硫同位素組成圖(圖4a)負(fù)向偏離隕石硫，并且具有明顯的相似性。δ34S變化范圍多集中在-6.00‰～-15.00‰之間，具有一定的塔式效應(yīng)(宋瑞先等，1994)。金礦硫化物硫同位素具有δ34SFeS2>δ34SFeCuS2>δ34SZnS2>δ34SPbS的演化趨勢，表明硫同位素反應(yīng)基本達(dá)到了平衡(胡小蝶等，1990；王寶德等，2002；石來生等，2007；包志偉等，1996)。趙莎(2009)依據(jù)礦床形成的物理化學(xué)條件，根據(jù)大本模式對礦床總硫同位素進(jìn)行了計算，總硫分別為δ34S=1.85×10-3和δ34S≈0±3‰，接近隕石硫同位素，與圍巖太古代桑干群中共生黃鐵礦的δ34S值(-0.40‰～4.4‰，平均值2.46‰，即幔源特征硫)相近，說明張宣金礦帶硫同位素具有太古界桑干群和幔源硫的特征。金家莊和張全莊金礦金屬硫化物δ34S平均值為正值(表3)，張全莊金礦53件樣品δ34S為-0.20‰～5.60‰，平均值為1.88‰，金家莊金礦20件樣品δ34S為-0.90‰～4.70‰，平均值為2.09‰。胡小蝶等(1990)用張全莊金礦的δ34S與大本圖解上相應(yīng)穩(wěn)定礦物場進(jìn)行對比，與FeS2曲線相符，推斷其成礦溶液總硫同位素值符合大本圖解的條件，其總硫δ34S=0‰，說明張全莊等金礦床也具有太古代變質(zhì)巖系硫與幔源硫的特點(diǎn)。

圖3 遵化-青龍金礦帶地質(zhì)簡圖(據(jù)李俊建,2004,修改)Fig. 3 Geological map of Zunhua-Qinglong gold belt (modified from Li, 2004)1-新生界地層；2-中生界地層；3-中新元古界地層；4-新太古代青龍河綠巖帶；5-新太古代晚期灤縣群；6-新太古代早期遵化綠巖帶；7-中太古代遷西群；8-燕山期侵入巖；9-海西期侵入巖；10-新太古代花崗質(zhì)巖石；11-地層界線；12-斷層；13-金礦床(點(diǎn))；14-地名1-Cenozoic; 2-Mesozoic; 3-Middle-Neo Proterozoic; 4-Neoproterozoic Qinglong greenstone belt; 5-Late Neoarchean Luanxian group; 6-Early Neoarchean Zunhua greenstone belt; 7-Mesoarchean Qianxi group; 8-Yanshanian intrusive rocks; 9-Hercynian intrusive rocks; 10-Neoarchean granitic rock; 11-the boundary of stratigraphic; 12-fault; 13-gold deposit (or mining); 14-place name

遵化-青龍金礦帶內(nèi)主要金礦床的δ34S值變化較小、極差也較小(表3)，各礦床不同硫化物的硫同位素組成無明顯差異，除金廠峪和白廟子金礦床外，其他均為正值。在硫同位素組成圖(圖4b)接近隕石硫，反映它們的硫源比較單一，主要為深成硫(或幔源硫)，且硫的均一化作用完全(梅燕雄，1997)。金廠峪金礦60件樣品δ34S為-6.30‰～3.20‰，平均值為-3.33‰；鐘漢等(2007)認(rèn)為金廠峪金礦形成過程中，成礦溫度較高，硫同位素分餾作用強(qiáng)烈，導(dǎo)致硫同位素為負(fù)值，而成礦物質(zhì)主要來自地殼深部，具有幔源特征。李俊建等(2004)認(rèn)為金廠峪金礦容礦圍巖含有較多的磁鐵石英巖，其中的磁鐵礦可以產(chǎn)生足夠的氧，使硫部分氧化，經(jīng)過演化方程式(反應(yīng)式)的推算，最終求得金廠峪金礦床的δ34S為3.28‰，顯示與圍巖硫具有一致性，說明金廠峪金礦的硫也具有幔源硫的特點(diǎn)。

遵化-青龍金礦帶內(nèi)部分金礦床的賦礦圍巖太古宙遷西群δ34S為+0.8‰～1.8‰，平均值為1.33‰具有幔源特征，且與該金礦帶內(nèi)的金礦床的硫同位素組成十分相近，因此，遵化-青龍金礦帶金礦床硫同位素可能來源于太古宙地層和地幔硫。

表1 冀北地區(qū)典型金礦床硫同位素組成Table 1 Sulfur isotopic composition of typical gold deposits in the northern Hebei

圖4 冀北地區(qū)主要金礦床硫同位素組成圖Fig. 4 Diagrams showing the δ34S data of main gold deposits in the northern Hebei a-張宣金礦帶；b-遵化-青龍金礦帶a-Zhangxuan gold ore belt; b-Zunhua-Qinglong ore belt

張宣金礦帶硫同位素幾乎全為較大負(fù)值，遵化-青龍金礦帶幾乎接近零，具較小正值，具有差異性。這可能是由于張宣金礦帶具較高fO2，較大pH值，而遵化-青龍金礦帶成礦流體的fO2，pH值均較低的緣故。反映同一地區(qū), 成礦物質(zhì)有大致相同來源，大致相同的物理化學(xué)性質(zhì)(fO2，pH)，而不同地區(qū)則存在顯著差異，主要是殼幔物質(zhì)混合比例的差異(王正坤等，1994)。

3.2 鉛同位素

張宣金礦帶和遵化-青龍金礦帶內(nèi)典型金礦床、主要巖體、太古宙變質(zhì)巖的鉛同位素組成數(shù)據(jù)整理列于表2。從表中可以看出：張宣金礦帶內(nèi)金礦帶內(nèi)的金礦床的鉛同位素介于桑干群變質(zhì)巖和巖體之間；遵化-青龍金礦帶內(nèi)金礦床的鉛同位素介于遷西群變質(zhì)巖和巖體之間。

王正坤等(1993)總結(jié)了張宣金礦帶和遵化-青龍金礦帶內(nèi)賦礦巖體的鉛同位素，和鍶同位素(87Sr/86Sr)特征，認(rèn)為東坪、后溝堿性正長巖和青山口巖體為殼幔混合來源，即MC型巖漿，而峪耳崖巖體、牛心山巖體的鉛同位素在鉛構(gòu)造模式圖上落在地幔、下地殼平均演化曲線之間，反映它們屬上地幔和下地殼混合來源。

Doe和Zartman(1981)根據(jù)世界上不同地質(zhì)環(huán)境中來源的鉛同位素組成作出了鉛的平均增長曲線，為探討礦床中鉛的來源提供了有效途徑。將張宣金礦帶9個典型金礦床101件鉛同位素樣品和遵化-青龍金礦帶內(nèi)9個典型金礦床的36件鉛同位素投入圖5、圖6可以看出，兩個金礦帶內(nèi)金礦床的投影點(diǎn)相對較為集中。從鉛構(gòu)造模式圖(圖5)中可以看出兩個金礦帶內(nèi)金礦床分布在不同的區(qū)域，張宣金礦帶內(nèi)金礦床投影點(diǎn)靠上部，而遵化-青龍金礦帶內(nèi)金礦床投影點(diǎn)靠下部，但都集中地落在了下地殼和地幔之間與造山帶增長曲線之間，顯示了兩個金礦帶鉛同位素的來源具有相似性，可能反映其鉛同位素的來源既有太古宙變質(zhì)巖中的鉛，也有幔源鉛的加入。在鉛源示蹤圖(圖6)上兩個金礦帶內(nèi)金礦床的投影點(diǎn)多集中在造山帶鉛和巖漿作用鉛內(nèi)，個別金礦床鉛同位素落在地幔鉛內(nèi)，少部分為于中深變質(zhì)作用鉛和上地殼鉛內(nèi)。這也說明冀北地區(qū)金礦床鉛的來源既有太古宙變質(zhì)巖中的鉛，也有幔源鉛的加入。各金礦床具體投影點(diǎn)的差別可能是由于地殼鉛和地幔鉛所占的比重不同所引起的。

表2 冀北地區(qū)典型金礦床鉛同位素組成Table 2 Lead isotopic composition of typical gold deposits in the northern Hebei

圖5 冀北地區(qū)金礦床鉛構(gòu)造模式圖(底圖據(jù)Zartman, 1981)(黑色-張宣金礦帶，灰色-遵化-青龍金礦帶)Fig. 5 207Pb/204Pb - 206Pb/204Pb(a) and 208Pb/204Pb - 206Pb/204Pb(b) ratios of typical gold deposits in the northern Hebei (black. Zhangxuan gold belt; gray. Zunhua-Qinglonggou gold belt)(base diagram from Zartman,1981) A-地幔；B-造山帶；C-上地殼；D-下地殼; 1-水晶屯；2-黃土梁；3-中山溝；4-東坪；5-小營盤；6-張全莊；7-趙家溝；8-金家莊；9-后溝；10-金廠峪；11-牛心山；12-峪耳崖；13-沙坡峪；14-田家村；15-白廟子；16-胡杖子；17-唐杖子；18-花市A- mantle；B- orogene；C- upper crust；D-lower crust; 1-Shuijingtun deposits；2-Huangtuliang deposits；3-Zhongshangou deposits；4-Dongping deposits；5-Xiaoyingpan deposits；6-Zhangquanzhuang deposits；7-Zhaojiagou deposits；8-Jinjiazhuang deposits；9-Hougou deposits；10-Jinchangyu deposits；11-Niuxinshan deposits；12-Yuerya deposits；13-Shapoyu deposits；14-Tianjiacun deposits；15-Baimiaozi deposits；16-Huzhangzi deposits；17-Tangzhangzi deposits；18-Huashi deposits

圖6 冀北地區(qū)金礦床鉛同位素Δβ-Δγ成因圖解(朱炳泉,1998)(黑色為張宣金礦帶，灰色為遵化-青龍金礦帶)Fig. 6 Δβ-Δγ diagram of genetic classification by ore lead isotopes of gold deposits in the northern Hebei (fterzhu,1998) (black. Zhangxuan gold belt; gray. Zunhua-Qinglonggou gold belt)1-地幔源鉛；2-上地殼鉛；3-上地殼與地幔混合的俯沖帶鉛(3a-巖漿作用；3b-沉積作用)；4-化學(xué)沉積型鉛；5-海底熱水作用鉛；6-中深變質(zhì)作用鉛；7-深變質(zhì)下地殼鉛；8-造山帶鉛；9-古老頁巖上地殼鉛；10-退變質(zhì)鉛1-mantle lead；2-upper lead；3-mixed lead between upper crust and upper mantle in the subduction zone(3a-magmatism；3b-sedimentation)；4-chemical sedimentation lead；5-sea floor hydrothemal deposition lead；6-middle-high grade metamorphism lead；7-high-grade metamorphism lead in lower crust；8-orogenic belt lead；9-upper crust lead of old shale；10-retrograde metamorphism lead

3.3 氫氧同位素

對冀北兩個金礦帶內(nèi)13個金礦床的85件氫、氧同位素樣品進(jìn)行整理列于表3，兩個金礦帶內(nèi)氫、氧同位素變化明顯。將氫、氧同位素樣品(表3)數(shù)據(jù)投影到δD-δ18O關(guān)系圖解上，發(fā)現(xiàn)除部分投影點(diǎn)落入巖漿水區(qū)外，大部分落入巖漿水范圍附近靠大氣降水線一側(cè)的混合水區(qū)域(圖7)。不同類型金礦床的投影點(diǎn)不存在明顯的分區(qū)現(xiàn)象，反映成礦流體的來源及性質(zhì)具有相似性，它們在成因上可能都與花崗巖有較密切的聯(lián)系，兩者可能具有同源性。據(jù)圍巖氫、氧同位素，東坪和后溝礦區(qū)的石英二長巖、正長巖的全巖氧同位素分別為9.24‰和8.16‰，小營盤礦區(qū)淺粒巖變粒巖的全巖氧同位素δ18O石英為7.33‰～9.78‰，平均為8.55‰，張全莊礦區(qū)淺粒巖δ18O石英為7.93‰～8.27‰，平均為8.10‰，上述各類圍巖的氧同位素值與相應(yīng)金礦床氧同位素值相近，說明它們之間有一定的內(nèi)在聯(lián)系(石來生等，2007)。部分礦區(qū)賦礦圍巖的氧同位素計算結(jié)果與礦區(qū)內(nèi)金礦脈的氧同位素組成比較，二者也具有相似性。如小營盤礦區(qū)，礦脈的δ18OH2O值平均為7.27‰，而圍巖淺粒巖、變粒巖的是7.71‰；張全莊礦區(qū)礦脈的δ18OH2O值是6.12‰，而圍巖淺粒巖、偉晶巖的是6.79‰，也說明這些礦區(qū)成礦活動與變質(zhì)老地層有密切聯(lián)系，變質(zhì)地層中的水溶液是含礦溶液的重要來源(宋瑞先等，1994)。

表3 冀北地區(qū)典型金礦床氫氧同位素組成Table 3 δ18O and δD values of gold deposits in the northern Hebei

圖7 冀北地區(qū)金礦床成礦流體的δD-δ18O圖解Fig. 7 Hydrogen-oxygen isotopic diagram of gold deposits in the northern Hebei 灰色-張宣金礦帶；黑色-遵化-青龍金礦帶；1-東坪；2-后溝；3-黃土梁；4-中山溝；5-趙家溝；6-小營盤；7-張全莊；8-金家莊；9-水晶屯；10-金廠峪；11-峪耳崖；12-牛心山；13-三家 子；14-茅山；15-水晶屯圍巖；16-張全莊圍巖grey-Zhangxuan gold belt; black-Zunhua-Qinglonggou gold belt; 1-Dongping deposits；2-Hougou deposits；3-Huangtuliang deposits；4-Zhongshangou deposits；5-zhaojiagou deposits；6-Xiaoyingpan deposits；7-Zhangquanzhuang deposits ；8-Jinjiazhuang deposits；9-Shuijingtun deposits；10-Jinchangyu deposits；11-Yuerya deposits；12-Niuxinshan deposits；13-Sanjiazi deposits；14-Maoshan deposits； 15-Shuijingtun deposits；16-Zhangquanzhuang deposits

4 成礦年代

前人對冀北金礦床的成礦年代學(xué)進(jìn)行過許多嘗試，測試方法多樣，從較早的金屬硫化物鉛同位素模式年齡到蝕變礦物及石英的40Ar-39Ar法和K-Ar稀釋法，石英流體包裹體的Rb-Sr法，再到單顆粒鋯石U-Pb法均有報道，從同位素測試數(shù)據(jù)上看，冀北金礦的成礦時代從前寒武紀(jì)到中生代均有(梅燕雄，1997；李長民等，2012；李俊建等，2004；趙莎，2009；Hart C J Retal.，2002)，但越來越多的同位素資料顯示，冀北地區(qū)金礦床成礦時代主要集中在中生代燕山期。

近年來，冀北地區(qū)各主要金礦床(巖體)同位素測年工作取得了重要進(jìn)展，圖8總結(jié)了冀北地區(qū)金礦床及巖體同位素年齡，據(jù)圖8的分析可知，張宣金礦帶內(nèi)金礦床成礦年齡變化范圍為115～187 Ma，為早-中燕山期，主要集中在120～150 Ma的中燕山期。可見雖然張宣金礦帶內(nèi)金礦床的賦礦圍巖不同，但成礦年代上具有較好的相似性，反映它們在成因上可能存在著某種聯(lián)系。

遵化-青龍金礦帶內(nèi)金礦床成礦年齡變化范圍為136～200 Ma，主要集中在160～180 Ma(圖8)，為早燕山期。盡管遵化-青龍金礦帶內(nèi)金礦床賦存于不同巖石構(gòu)造中，但是成礦年代上也具有相似性，為同一時期或同一大地構(gòu)造背景下形成的產(chǎn)物。

圖8 冀北地區(qū)金礦床、巖體年齡分布直方圖Fig. 8 Geological ages histograms of gold deposits and igneous rocks in the northern Hebei1-張宣金礦帶；2-遵化-青龍金礦帶；3- 角閃二長巖；4- 正長巖；5- 堿長正長巖；6- 石英堿長正長巖；7- 含霓輝正長巖；8-茅山花崗巖；9- 青山口花崗巖；10- 峪耳崖花崗巖；11-牛心山花崗巖；12-都山花崗巖1-Zhangxuan gold belt；2-Zunhua-Qinglong gold belt；3-Hornblende monzonite；4-syenite；5-alkali feldspar syenite；6-quartz alkali feldspar syenite；7-aegirine-bearing syenite；8-Maoshan granite；9-Qingshankou granite；10-Yuerya granite； 11-Niuxinshan granite；12-Dushan granite

空間分布上，金礦床(礦點(diǎn))周圍幾公里內(nèi)均有花崗巖出露(宋瑞先等，1994；李承東等，2004)，而水泉溝堿性雜巖體則是東坪、后溝、中山溝、黃土梁金礦的賦存圍巖，其成巖時代為從早海西期到晚燕山期，年齡變化范圍為126～326.5 Ma，主要集中在160～200 Ma和220～240 Ma(圖8b)。從年齡上可看出水泉溝堿性雜巖體可能與張宣金礦帶內(nèi)金礦存在著時間上的關(guān)系。遵化-青龍金礦帶內(nèi)金礦體與花崗巖類侵入巖及其有關(guān)脈巖在空間上緊密伴生(鐘漢等，2007)，花崗巖體的成巖年齡變化范圍在102～339 Ma，主要集中在150～200 Ma為早燕山期，從年齡上看區(qū)內(nèi)金礦的主要形成年齡大致均在花崗巖類巖石年齡的范圍之內(nèi)，或晚于花崗巖類形成，表明二者成因上具有一定的關(guān)系。

5 討論

成礦物質(zhì)來源判別是礦床成因研究中一個十分重要的問題，研究穩(wěn)定同位素的主要目的是解決金等成礦的物質(zhì)來源、富集成礦及演化等問題。前人對冀北地區(qū)太古宙地層含金性做了很多工作，總體上太古代地層含金性較高，遠(yuǎn)高于地殼平均值(表5)，可能為區(qū)內(nèi)金礦的礦源層。但容礦圍巖含金背景值的高低，并不能作為判別其是否為礦源層的絕對和唯一標(biāo)準(zhǔn)(銀劍釗等，1995)，還決定于巖石金的活性。巖石中的金可分為易釋放金與不易釋放金兩種。顯然，作為礦源層的必要條件是其中含有較多的易釋放金。高占林等(1987)分別用王水和HF酸對冀北地區(qū)各類巖石進(jìn)行溶解實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，斜長角閃巖中的金較其他類型巖石中的金更易于被釋放出來，為斜長角閃巖是金礦礦源層提供了很好的證據(jù)。區(qū)內(nèi)巖體含金性也較高(表5)，張宣地區(qū)趙家溝正長巖最高，為58.0×10-9，遵化-青龍地區(qū)以峪耳崖二長花崗巖最高，為91.5×10-9，也說明冀北地區(qū)金礦床中金的來源有巖漿活動帶入的深源金。王寶德等(2003)對冀北地區(qū)金礦床He、Ar、Pb同位素組成進(jìn)行了深入研究，3He和4He在He同位素濃度圖上落于地幔區(qū)附近，故冀北地區(qū)金礦床成礦物質(zhì)應(yīng)來源于地球深部，隨構(gòu)造演化，深部成礦流體由地球深部遷移到淺部，期間使地殼巖石(太古代老變質(zhì)巖系)內(nèi)金活化，殼幔流體混合。王正坤等(王正坤等，1993)通過流體包裹體的研究認(rèn)為，兩個金礦帶金礦成礦流體具有十分相似的性質(zhì)，即富CO2、中等鹽度、PH值近中性，具有巖漿水和大氣水混合水特點(diǎn)。氫氧同位素δD-δ18O圖解顯示大多數(shù)金礦床投影點(diǎn)落于靠近巖漿水的混合水區(qū)域，也說明兩個金礦帶成礦流體具有相同的來源，即巖漿水和大氣水的混合流體。

表5 冀北地區(qū)地層、巖體金背景值(10-9)Table 5 Au values of stratigraphy and igneous rocks in the northern Hebei(10-9)

華北地塊于新太古代-古元古代形成一個穩(wěn)定的克拉通，自古元古代碰撞拼合以來，經(jīng)歷了古元古代晚期的后造山構(gòu)造巖漿過程(Zhao G Cetal.，2000；翟明國等，2007；Zhang S Hetal.，2007；趙越等，2010)，表現(xiàn)為2300～1900 Ma的造山事件以及隨后的基底隆升和變質(zhì)、花崗巖侵入和混合巖化作用(翟明國，2010)，金廠峪金礦床含金石英的40Ar-39Ar法年齡2222 Ma，說明該次構(gòu)造巖漿活動可能導(dǎo)致金有一定的預(yù)富集。印支末期到早中燕山期造山階段，該期間華北克拉通在一定程度上仍然處于碰撞造山階段，在碰撞造山過程中的松弛期，大量花崗巖漿經(jīng)過同熔或重熔作用生成及上侵定位(毛景文等，2003)，燕山早期中國東部及鄰區(qū)環(huán)太平洋的構(gòu)造作用加強(qiáng)，導(dǎo)致中國東部的構(gòu)造發(fā)展逐步成為環(huán)太平洋構(gòu)造的一部分，形成了中國東部的NE-NNE向的構(gòu)造系統(tǒng)，并形成了亞洲東緣的燕山造山帶(王力，2011)。燕山期華北克拉通開始活化，并轉(zhuǎn)變?yōu)樵焐綆??？死ǖ摹盎罨迸c巖石圈減薄作用密切相關(guān)(LIU G D，1987；MENZIES M Aetal., 1993；DENG Jinfuetal.，2004)，中生代構(gòu)造轉(zhuǎn)折是導(dǎo)致華北地塊“活化”的原因(王力，2011)，構(gòu)造體制轉(zhuǎn)折始于150～140 Ma，終于110～100 Ma，峰期是120 Ma，總體上是由擠壓構(gòu)造轉(zhuǎn)化為伸展構(gòu)造，由EW向轉(zhuǎn)變?yōu)镹NE向的盆嶺構(gòu)造格局(翟明國，2010)，導(dǎo)致EW向造山帶被近SN向或NNE向斷裂切割為若干塊段，被視為“塊斷造山運(yùn)動”，即燕山運(yùn)動(王力，2011)。

無論是印支末期到早中燕山期碰撞造山階段，還是中晚燕山期巖石圈減薄地幔上涌階段，華北東部一直存在著十分強(qiáng)烈的大規(guī)模構(gòu)造-巖漿活動，導(dǎo)致幔源巖漿底侵和地殼熔融，形成廣泛的巖漿侵入和大規(guī)模的火山活動，以燕山晚期最為廣泛和強(qiáng)烈。晚侏羅世-早白堊世期間，巖石圈構(gòu)造體制調(diào)整不僅導(dǎo)致火山噴發(fā)，而且加劇殼幔相互作用，導(dǎo)致冀北地區(qū)形成多條深大斷裂，這些深大斷裂控制了本區(qū)的巖漿活動和成礦帶的分布，在漫長的地質(zhì)作用過程中為熱液的循環(huán)起到了導(dǎo)流作用，并提供了高滲透性區(qū)域，使流體得以穿過地殼向上運(yùn)移(張招崇，1995)。從成礦年齡上看冀北地區(qū)金礦床(點(diǎn))與顯生宙花崗巖類侵入具有密切的時空及成因聯(lián)系，并與有關(guān)花崗巖大體同時形成或稍晚于花崗巖，形成時代相對集中，指示金礦化是構(gòu)造-花崗巖漿演化晚期的產(chǎn)物。中生代大規(guī)模的巖石圈地幔減薄，導(dǎo)致了強(qiáng)烈的構(gòu)造-巖漿活動，使本區(qū)深部地殼發(fā)生重熔形成巖漿，巖漿把成礦所必需的熱能和成礦物質(zhì)從地球深部帶入上地殼，而強(qiáng)烈的分異作用使前寒武紀(jì)上地幔源區(qū)中大量的金等成礦物質(zhì)大量富集，并分離出富硅和礦質(zhì)的熱液。流體相與巖漿熔體最終分離，并沿斷裂系統(tǒng)上侵就位，在地殼淺部環(huán)境下沉淀成礦(王力，2011)。

6 結(jié)論

張宣金礦帶和遵化-青龍金礦帶成礦物質(zhì)來源相似。硫、鉛同位素數(shù)據(jù)顯示，二者成礦物質(zhì)均來源于太古代老變質(zhì)巖系和地球深部混合金，區(qū)域地質(zhì)演化的差異導(dǎo)致殼幔物質(zhì)混合比例不同，是導(dǎo)致金礦差異的重要原因。

致謝 在論文撰寫過程中得到了李龔健博士、鄭波碩士、王樹志碩士的熱心幫助和匿名審稿老師、編輯老師的悉心指導(dǎo)，在此表示衷心感謝。

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Geological Characters and Genesis of the Zhangxuan and Zunhua-Qinglong Gold Ore Belts in Northern Hebei

ZHOU Chuan-fang1,2, WANG Jian-guo1, WAMG Xian-zhong2, LIANG Zhong-kai1,2, LU Ying-chuan1,3, GONG Wei-guo2,TANG Peng-fei2, WANG Cun-zhu4

(1.CAPFGoldMineProspectingUnit3rdDetail,Harbin,HeilongjiangProvince150086;2.FacultyofGeosciencesandResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083;3.GoldGeologicalInstituteofCAPF,Langfang,Hebei,China065000;4.CAPFGoldMineProspectingUnit1rdDetail,Mudanjiang,HeilongjiangProvince157021)

The Zunhua and Qinglong gold belts, located in the northern Hebei Province, are the most important gold belts containing abundant deposits and mineral resources. Though locating in the same geographical area, the two gold belts show different tectonic background, host rocks and ore-bearing structures. In this paper, the S, Pb, H, O isotopes and mineralization geochronology date of the two gold belts are systematically collected. The result shows that the S isotopic compositions of them are distinctly different, but the total δ34S of ores near to 0‰ (CDT) in contrast with stable mineral field, which resemble the δ34S data of the host rock (mainly the Archean metamorphic rocks; Zhangxuan averaging 2.46‰ and Zunhua-Qinglong averaging 1.33‰), suggesting a sulfur source derived from the Archean metamorphic rocks (mantle-affinity). Most Pb isotopic date are fall in the overlap area of mantle-, lower crust-, and orogenic belt-member, similar to those of the S isotopes, suggesting that they both form by mixing of the old metamorphic rocks and the depths source of the earth. The H-O isotopic data indicate that the ore-forming fluid mainly of mixture between magmatic water and atmospheric water. These types of deposits were formed in Early to Late Yanshanian, but mostly concentrate in Early Yanshanian. The genetic mechanism is analogous for the gold deposits from both belts. Both are formed by intense tectono-magmatic activities resulting in crust rocks remelted during Late Indosinian to Yanshanian, and mixing with deep-derived gold in magmatic belt. The gold were immigrated by magmatic hydrothermal fluid and finally precipitated in suitable space.

Zhangxuan gold belt, Zunhua-Qinglong gold belt, gold source, mineralization epoch, origin of gold deposits

2013-06-19；[修改日期]2014-05-15；[責(zé)任編輯]郝情情。

周傳芳(1985年—)，男，工程師，中國地質(zhì)大學(xué)(北京)碩士研究生，主要從事黃金地質(zhì)勘查及研究工作。E-mail：546011015@qq.com。

P618

A

0495-5331(2014)06-1024-14