華北陸塊北緣西段鐵、金、石墨等礦產(chǎn)成礦規(guī)律淺析

趙元淏　邱永超　劉永彬

摘要：華北陸塊北緣西段主要由古太古代興和巖群、中太古代集寧巖群和烏拉山巖群的麻粒巖、片麻巖組成。該區(qū)主要賦存鐵、金、石墨礦，如產(chǎn)在興和巖群中的毫賴(lài)溝鐵礦，烏拉山巖群中的賈格爾其廟鐵礦、查汗木胡魯和黃土窯石墨礦，烏拉山巖群、色爾騰山巖群中的條帶鐵礦床，早元古代偉晶巖漿作用形成與花崗偉晶巖有關(guān)的白云母礦、與透輝石偉晶巖有關(guān)的稀土磷礦。這些礦產(chǎn)的形成，受深斷裂帶、成礦構(gòu)造環(huán)境、地層和巖漿作用等因素控制。

華北陸塊北緣西段北界為狼山——白云鄂博——商都深大斷裂，南接鄂爾多斯盆地，西接阿拉善陸塊，東側(cè)延入山西省境內(nèi)。本區(qū)屬華北陸塊一級(jí)構(gòu)造單元，狼山——陰山陸塊（大陸邊緣巖漿?。?、疊加裂陷盆地系兩個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元，跨越多個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元，包括固陽(yáng)——興和陸核、色爾騰山一太仆寺旗古巖漿弧、狼山——白云鄂博裂谷及吉蘭泰——包頭斷陷盆地。華北陸塊作為中國(guó)最古老的陸塊之一，經(jīng)歷了基地及其后的蓋層發(fā)育階段。古生代以來(lái)沿華北陸塊北緣發(fā)生構(gòu)造巖漿活化，形成了不同的階段的構(gòu)造相，并賦存有不同的礦產(chǎn)。

一、構(gòu)造對(duì)成礦的控制作用

華北陸塊北緣西段眾多礦床沿深斷裂帶兩側(cè)呈線型帶狀分布。其中太古宙一古元古代基底隆起區(qū)，分布太古宙一古元古代條帶狀鐵礦床（三合明、書(shū)記溝等）、綠巖型金礦床、超大型晶質(zhì)石墨礦床（查汗木胡魯）和白云母礦床（天皮山）；太古廟一古元古代基底邊緣拗陷區(qū)，分布有中元古代與堿性巖、碳酸巖巖漿活動(dòng)有關(guān)的超大型礦床白云鄂博鐵、鈮、稀土礦床，與海相基性-中酸性火山-沉積作用有關(guān)的銅、鉛、鋅礦、硫、金大型礦床（霍各乞、炭窯口、東升廟、甲生盤(pán)、賽烏素）；古生代接觸交代型鐵金礦床（額里圖）及巖漿熔離型銅、鎳、鉑礦床（小南山、黃花灘）；中生代矽卡巖型銅礦床（宮胡洞），金礦床（高臺(tái)、銀宮山）。

二、成礦構(gòu)造環(huán)境的控礦作用

太古宙-古元古代陸塊中，花崗巖-綠巖帶內(nèi)賦存條帶狀鐵礦（或稱(chēng)鞍山式鐵礦）和金礦，而高級(jí)變質(zhì)巖區(qū)賦存眾多的非金屬礦床，例如變質(zhì)成因的石墨礦、與混合巖化相關(guān)的花崗偉晶巖型的云母礦床等。在中元古代時(shí)，一方面在太古宙一古元古陸塊邊緣的裂陷槽或裂谷帶內(nèi)形成與海相基性一中酸性火山噴發(fā)活動(dòng)相關(guān)的海底火山噴氣、噴流-沉積型鐵、銅、鉛、鋅、金、硫鐵礦床，以及與堿性火山-巖漿活動(dòng)相關(guān)的噴流一沉積型鐵、鈮、稀土礦床。同時(shí)，有與海相化學(xué)同沉積作用有關(guān)的鐵、錳、磷礦床形成。另一方面在以洋殼為基底的火山弧環(huán)境內(nèi)形成與中基性-中酸性火山-侵入活動(dòng)有關(guān)的銅鉬礦床；而在大洋脊擴(kuò)張部位或其與異常脊的過(guò)渡帶環(huán)境內(nèi)有與富鈉鎂質(zhì)基性火山巖漿活動(dòng)相關(guān)的鐵（金）礦床形成。

華北陸塊邊緣在古亞洲洋盆和秦祁海槽的成生、發(fā)育、消亡的過(guò)程中發(fā)生強(qiáng)烈的構(gòu)造一巖漿活化作用。在這種構(gòu)造環(huán)境下，在北緣形成了與基性巖漿有關(guān)的熔離型銅、鎳、鉑礦床和結(jié)晶分異鐵、磷礦床及熱液型鐵礦。深部富鈮、稀土的成礦流體沿構(gòu)造裂隙帶上升，使白云鄂博鐵、鈮稀土礦床進(jìn)一步富集。同時(shí)由于堿性花崗巖侵位于在接觸帶形成接觸交代型鈮、稀土礦體。中酸性巖漿侵位形成了接觸交代型、熱液型銅、鐵、鉛、鋅、金、螢石礦床。而在華北陸塊西部邊緣形成與輝長(zhǎng)巖有關(guān)的熔離型鈦鐵礦床和接觸交代型鐵、金礦床。

三、地層對(duì)成礦的控制作用

（一）在成巖過(guò)程中直接成礦

太古宙烏拉山巖群、色爾騰山巖群中的條帶鐵礦床，是在地層巖石形成的同時(shí)，成礦物質(zhì)大量富集而形成的。除此之外，還有中元古代白乃廟群的銅鉬礦床；溫都爾廟群中的鐵礦床；渣爾泰山群中的鐵、銅、鉛、鋅、硫鐵礦、金礦床；白云鄂博群中的白云鄂博鐵、鈮、稀土礦床及磷礦床；早石炭世與海相基性-中酸性火山-侵入巖有關(guān)的鐵、鐵鋅礦床；晚石炭世本巴圖組中的塊狀硫化物礦床（查干哈達(dá)廟銅礦）等都是在海底火山物質(zhì)噴發(fā)、噴溢的同時(shí)，大量成礦物質(zhì)富集而形成的。成礦受火山巖性巖相控制。中元古代與海相化學(xué)沉積有關(guān)的鐵、磷礦床亦是如此。

（二）成礦物質(zhì)的初始預(yù)富集作用

許多成礦物質(zhì)在火山噴發(fā)沉積作用過(guò)程中或在沉積過(guò)程中并未能富集成具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的礦體，再經(jīng)歷后期的變形變質(zhì)作用、混合巖化作用和巖漿作用的再活化而富集成礦體。

1.太古宙烏拉山群和集寧巖群原巖為含炭質(zhì)巖層，經(jīng)過(guò)區(qū)域麻粒巖相變質(zhì)作用和混合巖化作用常形成規(guī)模不等的石墨礦床。古元古代寶音圖群中富鋁泥質(zhì)巖層經(jīng)過(guò)區(qū)域角閃巖相變質(zhì)作用形成石榴石礦床。烏拉山巖群和集寧巖群原巖為泥質(zhì)一半粘土質(zhì)巖層經(jīng)過(guò)1700Ma～1800Ma的變質(zhì)—混合巖化作用形成偉晶巖型白云母礦床。

2.太古宙一古元古代綠巖帶內(nèi)原巖為中基性火山巖系，其含有較高的易活化的金，為后期地質(zhì)作用成礦提供成礦物源。分布在華北陸塊北緣的大部分金礦均產(chǎn)在古老的變質(zhì)結(jié)晶基底中，構(gòu)造巖漿活動(dòng)萃取了基底中的高豐度的易活化金形成金礦床。例如赤峰地區(qū)太古宙變質(zhì)巖系含Au豐度值為7-9×10^-9（322件樣品），是地殼金平均值的2-3倍，尤其是原巖為中基性火山巖的黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖；角閃斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角巖等的金豐度值變化于7.5-11.87×10^-9之間，而且這類(lèi)巖石中富含黃鐵礦。黃鐵礦含Au豐度為1584×10^-9。黃鐵礦是易活化金的攜帶者，在后期地質(zhì)作用下這部分金最易活化出來(lái)，經(jīng)遷移沉淀富集成礦。大青山-烏拉山-色爾騰山地區(qū)太古宙-古元古代的綠巖系內(nèi)的黑云斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖、角閃斜長(zhǎng)片麻巖、變粒巖、綠色片巖等含金豐度值為10-30×10²，為地殼平均值的3～10倍，亦構(gòu)成了金的初始預(yù)富集。

四、巖漿巖對(duì)成礦的控制作用

太古宙-古元古代賦存的條帶狀鐵礦床與基性火山巖漿噴發(fā)作用相關(guān)；白云鄂博鐵、鈮、稀土礦床與堿性火山巖漿和碳酸巖巖漿有關(guān)；霍各乞銅礦床的形成是與鈉質(zhì)基性火山巖漿作用有關(guān)，而東升廟、炭窯口鉛鋅多金屬礦床的形成是與鉀質(zhì)火山巖漿噴發(fā)作用有成因關(guān)系。

上述礦床均是與海相火山巖漿噴發(fā)-侵入作用有關(guān)，但顯示了由太古宙-古元古代的鐵礦，到中元古代銅、鉛鋅、金礦、銅鉬礦、鐵鈮、稀土礦再到古生代的鐵、鐵鋅礦床這一老到新的時(shí)間過(guò)程中，由單礦種到多礦種再到相對(duì)簡(jiǎn)單的礦種的變化。同時(shí)亦說(shuō)明不同成分的火山巖漿作用形成不同的礦種。單就鐵礦而言，太古宙一古元古代的鐵成礦是與基性火山巖漿相關(guān)，而古生代的鐵礦，卻與中基性一中酸l生火山巖漿相關(guān)，同樣發(fā)生了變化。

與金成礦有關(guān)的中酸巖漿巖類(lèi)，主要是鉀長(zhǎng)花崗巖及正長(zhǎng)花崗巖，個(gè)別與閃長(zhǎng)玢巖有關(guān)。這類(lèi)花崗巖類(lèi)屬于基底重熔型花崗巖類(lèi)，而且與后期鉀長(zhǎng)石化有關(guān)。

五、區(qū)域成礦模式

元古代在華北陸塊北緣處于拉張構(gòu)造環(huán)境，發(fā)育陸緣裂陷槽或裂谷。在裂陷槽發(fā)育中期，地表強(qiáng)烈下陷而隨之發(fā)生強(qiáng)烈的中基性-中酸性火山噴發(fā)作用，因而形成了與此相關(guān)的鐵、金、鉛、鋅、硫礦床。同時(shí)形成與海相化學(xué)沉積作用有關(guān)的鐵、錳、磷成礦床。晉寧運(yùn)動(dòng)，裂陷槽關(guān)閉成陸，本區(qū)地殼趨于穩(wěn)定狀態(tài)。早古生代，由于華北陸塊北緣古亞洲洋向南消減俯沖，而在華北陸塊北緣西段發(fā)生構(gòu)造一巖漿活化，而形成與早古生代基性巖漿活動(dòng)有關(guān)鐵、金礦床。華力西晚期，由于西伯利亞和華北陸塊碰撞拼合作用，在華北陸塊北緣再度引發(fā)構(gòu)造一巖漿活化，在華北陸塊北緣西段形成與中酸性沿活動(dòng)有關(guān)的鐵、金、銅、鉛、鋅礦床（圖1）。

結(jié)語(yǔ)

華北陸塊北緣多數(shù)礦床沿深斷裂帶兩側(cè)呈線型帶狀分布，賦存于太古宙變質(zhì)巖系等地層中，其中含有較富的成礦元素，豐度值較高，在成巖時(shí)得到初始預(yù)富集，為以后不同地質(zhì)時(shí)期的成礦作用而活化、遷移、富集提供豐富的成礦物源。這些礦產(chǎn)的形成，還受成礦構(gòu)造環(huán)境和巖漿噴發(fā)一侵入作用等因素控制。