馬繼琛

摘要：區(qū)內(nèi)地層出露齊全，火山巖廣布，巖漿巖發(fā)育，構(gòu)造復(fù)雜，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，多年的地質(zhì)工作已在該區(qū)發(fā)現(xiàn)眾多黑色、有色、稀有、貴金屬及非金屬礦產(chǎn)地，成礦多樣性是與該區(qū)長期、多階段、多旋回地質(zhì)構(gòu)造運動有關(guān)的。盡管近二十年北山內(nèi)蒙古地區(qū)地質(zhì)找礦工作取得一定進展，但卻造成目前該區(qū)礦產(chǎn)呈“滿天星星，不見月亮”的狀態(tài)，與地質(zhì)投入極不相稱，與東天山或北山甘肅地區(qū)也不相稱，究其原因，作者認為對大地構(gòu)造背景和成礦作用認識上還有欠缺，本文以大量前人研究成果為基礎(chǔ)，探討北山地區(qū)古生代大地構(gòu)造相基本特征與成礦，以期起到拋磚引玉作用。

關(guān)鍵詞：北山；構(gòu)造相；礦床系列；蛇綠巖套

北山造山帶的形成涉及多個微陸塊、島弧、洋殼和增生雜巖等在早古生代至早中生代長期的、多次的俯沖和碰撞拼貼作用，總體是經(jīng)歷了大陸裂解→多島洋→溝-弧-盆體系→碰撞增生→構(gòu)造遷移→多旋回造山的演化歷程[1]。多樣的構(gòu)造背景，復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造變動和巖漿活動，使該區(qū)具有較優(yōu)越的成礦地質(zhì)構(gòu)造條件，多年的地質(zhì)工作已在該區(qū)發(fā)現(xiàn)眾多黑色、有色、稀有、貴金屬及非金屬礦產(chǎn)地。本文以前人研究成果為基礎(chǔ)，系統(tǒng)概略地闡述北山古生代大地構(gòu)造相基本特征以及與之相關(guān)的成礦作用。

1.構(gòu)造單元劃分

本文采用楊合群等（2012）提出的劃分方案[2]，具體見表1，圖1。

1.縫合帶界線；2.構(gòu)造單元界線；3.國界；4.省界；5.推測斷裂帶

2.各單元構(gòu)造相特征與成礦

2.1大南湖—雀兒山—狐貍山早古生代活動邊緣帶

該帶主要分布泥盆紀、志留紀、奧陶紀火山—沉積巖系，且多具島弧火山巖特征。該帶西段發(fā)現(xiàn)了梅嶺、紅石、紅海、紅山等塊狀硫化物型礦床，毛啟貴等（2010）通過鋯石離子探針U-Pb同位素定年獲得紅海塊狀硫化物銅—鋅礦體上盤圍巖底部酸性火山巖的年齡為（416.3±5.9）Ma，為成礦時代上限年齡，K-Ar同位素定年獲得礦體下盤圍巖年齡為（424±7）Ma，反映了最晚一期成礦熱液活動時代[3]。該帶東延蒙古國境內(nèi)，曾發(fā)現(xiàn)OyuTolgoi斑巖型銅金礦床，黑云母鉀硅酸鹽蝕變巖K-Ar法年齡值為（413±3）Ma[4]，礦石中輝鉬礦Re-Os年齡為（372±1.2）—（373±1.2）Ma[5]，形成于志留紀—泥盆紀島弧環(huán)境。

2.2公婆泉—東七一山早古生代活動邊緣帶

大量研究認為公婆泉—東七一山一帶的公婆泉組火山巖形成于島弧環(huán)境，相關(guān)的淺成斑巖體（英安斑巖）產(chǎn)有公婆泉銅礦床，全巖Rb-Sr等時線年齡為420.1Ma①。聶鳳軍等（2002）對東七一山螢石礦床進行了釤—釹同位素測定，獲得等時線年齡值（511±5）Ma，綜合礦床地質(zhì)特征和巖石地球化學認為，該礦床是加里東期構(gòu)造—巖漿活動的產(chǎn)物，成礦熱液與殼源巖漿結(jié)晶分異作用有關(guān)[6]。另外，該地區(qū)公婆泉組與后期侵入體之外接觸帶處形成矽卡巖型Fe、W、Sn、Mo礦化。

2.3白玉山—方山口—鷹嘴紅山早古生代被動邊緣帶

帶內(nèi)分布的羅雅楚山組、西雙鷹山組、雙鷹山組等為紅柳河—牛圈子—洗腸井洋盆開裂前離散期的沉積建造。其中雙鷹山組由含炭硅質(zhì)巖、泥碎屑巖、碳酸鹽巖組成，含磷釩鈾錳礦，典型礦床（點）有沙坡泉錳礦床、平臺山釩磷礦床、馬鬃山錳礦床、大水風化淋濾型錳鈷礦、麻黃溝西磷釩礦點等。

被動邊緣于泥盆紀碰撞造山時隆起，形成含鎢花崗巖帶，并已發(fā)現(xiàn)眾多鎢礦床，如國慶、鷹嘴紅山鎢礦，丁嘉鑫等（2015）獲得國慶鎢礦成礦相關(guān)的二長花崗巖及鉀長花崗巖SIMS鋯石U-Pb年齡分別為（422.0±1.5）Ma、（417.0±1.7）Ma[7]，李鵬等（2011）獲得LA- ICPMS鋯石U- Pb年齡為（439.1±8.0）Ma[8]，丁嘉鑫等（2015）獲得鷹嘴紅山鎢礦成礦相關(guān)鉀長花崗巖SIMS鋯石U-Pb年齡為（424.0±1.3）Ma[7]，早于楊合群等（2010）獲得的LA- ICPMS鋯石U- Pb年齡（373.8±1.6）—（398.9±2.9）Ma[9]?？傊砉派鸀楸鄙芥u礦成礦高峰期。研究表明晚志留世月牙山—洗腸井洋消減完畢，花牛山島弧和公婆泉島弧發(fā)生碰撞，陸殼縮短和構(gòu)造增厚導(dǎo)致被動陸緣前寒武紀蓋層重熔形成含鎢過鋁質(zhì)巖漿。

2.4雅滿蘇—紅石山—黑鷹山晚古生代陸內(nèi)裂谷帶

帶內(nèi)出露的主要為大面積的石炭系和二疊系火山巖、沉積巖。該裂谷帶基底既有古生代邊緣火山巖，也有前寒武紀陸殼。東天山—北山地區(qū)大量有關(guān)石炭紀火山巖的研究表明，其形成于裂谷環(huán)境。石炭紀火山—沉積巖系中，分布有甘肅狼娃山鐵礦床、內(nèi)蒙古黑鷹山鐵礦床、白梁東鐵鈷多金屬礦化。其中黑鷹山鐵礦體磷灰石Sm-Nd同位素定年獲得等時線年齡為（322.0±4.3）Ma，巖石地球化學研究表明富鐵礦床可能是富堿巖漿熱液流體噴溢或上侵定位的產(chǎn)物，成礦（巖）物質(zhì)主要來自以幔源物質(zhì)為主的殼-幔混源巖漿房[10]。額勒根烏蘭烏拉斑巖型鉬（銅）礦化體錸-鋨同位素定年，所獲得等時線年齡為（332.0±9.0）Ma[11]，與土屋-延東斑巖銅鉬礦床的年齡相近。在該帶西段分布著與花崗巖有關(guān)的小白石頭鎢鉬礦床、明錫山錫礦床和紅尖兵山鎢礦床和甜水井鎢礦點。楊合群（2012）U-Pb法測得紅尖兵山含鎢花崗巖年齡為（314.2±2.4）Ma[2]，丁嘉鑫等（2015）獲得紅尖兵山鎢礦成礦花崗巖SIMS鋯石U-Pb年齡（321.0±2.0）Ma[7]，江思宏等（2006）對含鎢云英巖中的白云母進行了40Ar-39Ar同位素測年，獲得的坪年齡為（216.6±1.6）Ma，等時線年齡為（215.2±2.8）Ma[12]，與前兩研究者相差較大。產(chǎn)有流沙山鉬金礦的花崗巖形成于二疊紀，花崗閃長巖2件角閃石樣品K-Ar同位素年齡分別為（262±4）Ma和（261±3）Ma，輝鉬礦Re-Os同位素等時線年齡為（260±10）Ma[15]。

2.5磁?！t柳園—白山堂晚古生代陸內(nèi)裂谷帶

帶內(nèi)廣泛分布著石炭—二疊紀裂谷型火山—沉積巖，如方山口組、金塔組、雙堡塘組，此即被普遍認可的“北山裂谷”。帶內(nèi)基性侵入體產(chǎn)有磁海鐵礦床，與淺成中酸性斑巖體有關(guān)的白山堂銅鉛礦床，其流紋斑巖、斜長花崗斑巖全巖Rb- Sr同位素等時線年齡分別為（333.9±7.88）Ma、（275.68±8.40）Ma①。另分布有白山東、古堡泉和玉山鎢礦床，丁嘉鑫等（2015）獲得玉山鎢礦成礦相關(guān)的鉀長花崗巖SIMS鋯石U-Pb年齡（280.8±3.0）Ma[7]，早于聶風軍等（2002）TIMS鋯石U-Pb年齡272Ma[14]，與張新虎（2008）報道的（285.0±5.0）Ma一致[15]。楊合群等（2010）獲得古堡泉成礦花崗巖Rb-Sr年齡為362.9Ma[9]。

本區(qū)在石炭—二疊紀處于地幔柱活動控制區(qū)，非前述晚古生代裂谷區(qū)也有裂谷型火山巖分布，同期基性—超級性巖亦廣布，并形成相關(guān)礦床（點），如2條石炭紀—二疊紀裂谷帶之間的新疆段產(chǎn)有尾亞—天宇—白石泉巖漿型釩鈦磁鐵礦與銅鎳礦帶，甘肅段產(chǎn)有黑山銅鎳礦床、怪石山銅鎳礦點，內(nèi)蒙古段產(chǎn)有小紅山釩鈦磁鐵礦床、黑鷹山東釩鈦磁鐵礦化，另外近幾年在北山內(nèi)蒙古地區(qū)開展的礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)的閃長玢巖脈、輝綠玢巖脈普遍具弱釩鈦磁鐵礦化。

2.6紅柳河—牛圈子—洗腸井蛇綠巖套

蛇綠巖帶內(nèi)由下而上依次出露輝長巖→基性火山巖→碧玉巖和碧玉條帶碳酸鹽巖→基性火山巖。與蛇綠巖套之超基性巖有關(guān)的鉻鐵礦和與火山巖有關(guān)的塊狀硫化物銅礦均有發(fā)現(xiàn)，在白云山和洗腸井地區(qū)均發(fā)現(xiàn)巖漿型豆莢狀鉻鐵礦點，賦存于變質(zhì)變形鎂質(zhì)超基性巖中。另發(fā)現(xiàn)一系列與之相關(guān)的銅礦點，如碧玉嶺銅礦點、麻黃溝鐵銅礦點、麻黃溝西鐵銅礦點。近幾年有關(guān)地勘單位評價與之相關(guān)的鎳鈷礦化，如白云山東鎳礦點、月牙山鎳礦點、洗腸井鎳礦點等，大量工作發(fā)現(xiàn)巖體全巖礦化，鎳品位在0.1—0.3%之間，且有相當部分的硅酸鎳，經(jīng)濟價值不大。侯青葉（2012）對月牙山蛇綠巖套中斜長花崗巖的精細SHRIMP鋯石U-Pb年齡為（536±7）Ma，其形成于早寒武世晚期[16]，胡新茁等（2015）對月牙山蛇綠質(zhì)構(gòu)造混雜巖開展鋯石U-Pb同位素測年獲得年齡值530Ma[17]，巖石地球化學研究揭示蛇綠巖帶代表了古大洋閉合的板塊縫合帶。

3.結(jié)論

北山地區(qū)古生代可劃分為四個構(gòu)造階段，并形成相應(yīng)的礦床成礦系列，分別為：震旦紀—寒武紀為古陸裂解階段，形成與淺海—次深海沉積建造有關(guān)的磷釩鈾錳沉積礦床系列；奧陶紀為洋盆擴張階段，晚奧陶世—志留紀為板塊俯沖階段，形成與海相火山—沉積巖系有關(guān)的鐵銅金鈷鎳礦床系列；泥盆紀初為碰撞造山階段，形成與古陸殼活化重熔型花崗巖有關(guān)的鎢錫鉬稀有金屬礦床系列；石炭—二疊紀為陸內(nèi)裂谷階段，形成與火山噴流沉積有關(guān)的鐵銅鈷金礦床系列，與巖漿活動有關(guān)的斑巖型銅鉬金礦床系列、與基性—超基性巖有關(guān)的巖漿型銅鎳礦及釩鈦磁鐵礦、稀有金屬礦床系列。

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①甘肅有色金屬地質(zhì)研究所.1995.甘肅北山地區(qū)海相火山巖及其與銅多金屬礦成礦關(guān)系研究