趙改超, 彭鵬濤,2, 煙曉玲

1. 河北省地質(zhì)調(diào)查院, 河北 石家莊 050051; 2. 河北地質(zhì)大學(xué), 河北 石家莊 050031

0 前言

據(jù)自然資源相關(guān)部門統(tǒng)計(jì), 河北省金礦產(chǎn)地134處, 集中分布在冀東、 冀西北、 冀西三個(gè)區(qū)域, 規(guī)模以小型為主, 大中型規(guī)模以上金礦數(shù)量較少, 約21處[1], 由于開采歷史久、 需求量大, 金礦儲(chǔ)量下降較快, 大有枯竭之勢(shì), 因此, 亟需加強(qiáng)金礦研究, 總結(jié)成礦規(guī)律, 歸納找礦標(biāo)志, 提高勘探精度和效率, 達(dá)到快速增加金礦儲(chǔ)量的目的。

1 分布特征及地質(zhì)背景

河北省金礦集中分布于冀東、 冀西北、 冀西三個(gè)成礦區(qū)。 其中, 冀東地區(qū)成礦規(guī)模最大, 涉及承德、唐山、 秦皇島多個(gè)區(qū)域, 包含峪耳崖、 金廠峪、 下營(yíng)房、 下金寶等大中型金礦多處; 冀西北地區(qū)主要分布于張家口市境內(nèi), 包含東坪、 黃土梁、 小營(yíng)盤等金礦; 冀西地區(qū)成礦規(guī)模相對(duì)較小, 主要分布在石家莊、 保定市境內(nèi), 規(guī)模較大的為石湖金礦, 其余多為小型, 零散分布。

從河北省區(qū)域地質(zhì)發(fā)展史和成礦區(qū)的地質(zhì)特征來(lái)看, 大致可劃分為四個(gè)階段[2]。 Ⅰ、 中太古代—古元古代, 基底形成階段, 分為遷西、 阜平、 呂梁三個(gè)構(gòu)造旋回, 經(jīng)歷了復(fù)雜的拉張-擠壓-造山多期復(fù)雜構(gòu)造運(yùn)動(dòng), 最終造就了巨厚的巖石圈。 冀東金成礦區(qū)的遷西巖群、 遵化巖群, 冀西北金成礦區(qū)的桑干巖群、 崇禮巖群, 冀西金成礦區(qū)的阜平巖群, 均是由該階段的基性巖漿經(jīng)復(fù)雜的區(qū)域構(gòu)造作用變質(zhì)而來(lái)。 各區(qū)巖性相差不大, 以麻粒巖、 片麻巖、 變粒巖、 斜長(zhǎng)角閃巖等中—深成區(qū)域變質(zhì)巖為主, 是各金成礦區(qū)內(nèi)重要的礦源層和容礦層。 Ⅱ、 中元古代—中三疊世, 蓋層階段, 巖漿活動(dòng)相對(duì)較少, 整體進(jìn)入了穩(wěn)定發(fā)展期。 該階段以碎屑巖和碳酸鹽巖沉積為主, 在研究區(qū)內(nèi)廣泛分布, 部分地層可作為容礦層出現(xiàn)。 Ⅲ、 晚三疊世—古新世, 強(qiáng)烈活動(dòng)階段, 該時(shí)段為強(qiáng)烈活動(dòng)、 克拉通分化、 巖石圈強(qiáng)烈改造、 再造及板內(nèi)造山階段, 也就是著名的燕山旋回, 殼幔作用加強(qiáng), 巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,形成了一系列侵入巖體及火山巖建造。 冀東地區(qū)的青山口巖體、 峪耳崖巖體、 牛心山巖體等, 冀西北的紅花梁巖體, 冀西的麻棚巖體等, 是金的重要成礦期。Ⅳ、 始新世—第四紀(jì), 現(xiàn)代地貌形成階段, 該時(shí)期金礦只是被改造, 一般不發(fā)生成礦作用, 故不再詳述。成礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖如圖1、 圖2、 圖3。 (略有修改)

圖1 冀東成礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖[3]Fig.1 Regional geological map of the mineralization area in eastern Hebei

圖2 冀西北成礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖[4]Fig.2 Regional geological map of the mineralization area in northwestern Hebei

圖3 冀西成礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖[5]Fig.3 Regional geological map of the mining area in west Hebei

2 地質(zhì)特征

金礦的成礦過(guò)程復(fù)雜, 為更好的了解河北省金礦的成礦特點(diǎn), 本文收集、 歸納、 總結(jié)了冀東、 冀西北、冀西三個(gè)成礦區(qū)內(nèi)多個(gè)代表性金礦的成礦要素, 見表1。 從表1 中可以看出, 雖然各金礦位于不同的成礦區(qū),受地質(zhì)、 構(gòu)造等多重因素影響, 但是河北省金礦的成礦特征, 有諸多相似之處: ①成礦時(shí)代相對(duì)集中, 以燕山期為主, 偶有海西期和印支期成礦; ②礦區(qū)范圍內(nèi)普遍發(fā)育中酸性或堿性侵入巖體; ③各成礦區(qū)內(nèi)均大面積發(fā)育太古宙變質(zhì)巖; ④礦體多發(fā)育在侵入巖體與前寒武紀(jì)的接觸帶附近, 呈脈狀產(chǎn)出。 從各區(qū)金礦的共性來(lái)看, 河北省金礦的成礦特征可總結(jié)為受前寒武地層控制的, 與巖漿活動(dòng)有關(guān)的熱液脈型金礦。

3 鉛同位素特征

鉛同位素具有質(zhì)量差小, 不易受外界影響的特征, 對(duì)其分析可以很好的判別成礦作用中Au 的遷移過(guò)程, 對(duì)研究成礦過(guò)程、 了解控礦因素、 限定成礦大地構(gòu)造環(huán)境及物質(zhì)來(lái)源有著極其重要的作用[27]。本文收集了冀東、 冀西北、 冀西主要金礦床伴生金屬硫化物的Pb 同位素?cái)?shù)據(jù)(表2), 經(jīng)整理、 分析、投圖(圖5: 鉛同位素△β-△γ 成因分類圖解; 圖6: 鉛同位素增長(zhǎng)曲線圖) 發(fā)現(xiàn)以下特征: ①△β-△γ 圖顯示, 各成礦區(qū)內(nèi)金礦伴生硫化物的鉛性質(zhì)略有不同, 冀西地區(qū)投影點(diǎn)較為集中, 落入變質(zhì)作用鉛范圍, 冀東和冀西北地區(qū)的鉛同位素投影點(diǎn)大部分落入造山帶鉛范圍, 少部分投影點(diǎn)較為分散;②鉛同位素增長(zhǎng)曲線圖顯示, 冀西地區(qū)的Pb 同位素投影點(diǎn)均位于下地殼附近, 而冀東和冀西北地區(qū)Pb同位素投影點(diǎn)則主要位于下地殼和地幔的過(guò)渡區(qū)域。

表2 河北省金礦鉛同位素組成及特征參數(shù)Table 2 Lead isotopic composition and characteristic parameters of gold deposits in Hebei Province

1. 地幔巖; 2. 上地殼巖; 3. 上地殼與地?；旌系母_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(yè)巖上地殼鉛; 10. 退變質(zhì)鉛。

A-地幔; B-造山帶; C-上地殼; D-下地殼

4 討論

從大地構(gòu)造位置和區(qū)域地質(zhì)發(fā)展史來(lái)看, 河北省金礦主要分布在華北克拉通內(nèi)阜平、 集寧、 遷懷等幾個(gè)古陸塊的拼接帶上, 拼接帶發(fā)育中深成變質(zhì)巖(花崗綠巖帶), 前人認(rèn)為, 這是微陸塊拼接過(guò)程中伴有的大規(guī)模基性巖漿上涌, 后經(jīng)多期構(gòu)造作用疊加形成的前寒武系富金變質(zhì)巖系, 為后期的成礦作用, 提供了物質(zhì)準(zhǔn)備[28-29]。 金爆發(fā)成礦的集中期—燕山期, 發(fā)生了著名的陸內(nèi)造山運(yùn)動(dòng), 在冀東和冀西北地區(qū)尤為強(qiáng)烈, 大規(guī)模的中酸性巖漿或堿性巖漿大規(guī)模侵入,同時(shí)導(dǎo)致大面積的太古宙變質(zhì)巖重熔、 改造, 金元素重新活化, 隨流體遷移成礦。

從河北省金礦的成礦特征上來(lái)看, 表現(xiàn)為整體相似, 又略有差異的特點(diǎn), 前寒武變質(zhì)巖系、 酸性或堿性巖漿巖發(fā)育、 脈狀成礦, 為主要的成礦特征, 但在成礦規(guī)模、 賦礦圍巖、 巖漿巖發(fā)育規(guī)模等方面又略有不同。 由于, 冀東和冀西北地區(qū)受燕山作用影響較大, 區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜, 巖漿作用強(qiáng)烈, 在對(duì)前寒武變質(zhì)巖系充分改造的同時(shí)混入了部分幔源物質(zhì), 因此鉛同位素指示為造山帶鉛, 成礦規(guī)模也相對(duì)較大, 特別是冀東地區(qū), 有金廠峪、 峪耳崖、 下營(yíng)房、 牛心山、 馬蘭峪等大中型金礦多處, 賦礦圍巖多位于巖漿巖與前寒武變質(zhì)巖的接觸帶附近。 冀西成礦區(qū)受造山作用影響較小, 巖漿作用相對(duì)較弱, 僅為成礦作用提供了熱量, 導(dǎo)致阜平群變質(zhì)巖改造不充分, 金元素?zé)o法大量活化富集, 因此, 冀西地區(qū)鉛同位素仍保留變質(zhì)作用鉛的特征, 成礦規(guī)模也較小, 僅石湖金礦規(guī)模較大,其余為小型, 零星分布, 礦體呈脈狀分布于前寒武變質(zhì)巖層中。

綜合來(lái)看, 雖然各成礦區(qū)金礦, 在成礦規(guī)模, 鉛同位素特征上略有差異, 但是相似的地質(zhì)特征、 相對(duì)集中的成礦期和較為統(tǒng)一的區(qū)域演化史, 說(shuō)明河北省金礦屬于同一成礦事件的產(chǎn)物。

5 總結(jié)

綜合上述對(duì)河北省金礦成礦特征的分析和研究,初步得到以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)和結(jié)論:

(1) 冀東、 冀西北、 冀西等區(qū)域的金礦成礦特征基本相似, 集中形成于燕山期, 成礦于前寒武紀(jì)變質(zhì)巖與酸性或堿性巖漿巖發(fā)育地帶, 呈脈狀產(chǎn)出。

(2) 鉛同位素顯示冀東和冀西北地區(qū)受巖漿作用影響較大為造山帶鉛, 冀西地區(qū)受前寒武變質(zhì)巖系影響較大, 仍保留變質(zhì)作用鉛的主要特征。

(3) 鉛同位素特征表明, 成礦物質(zhì)主要來(lái)源于前寒武紀(jì)變質(zhì)巖, 部分由參與成礦作用的巖漿攜帶而來(lái)。

(4) 河北省金礦類型屬于: 受前寒武地層控制的與巖漿活動(dòng)密切相關(guān)的熱液脈型金礦。