河北承德大廟雜巖體成礦規(guī)律研究及遠景預測

趙向奎

（河北省地礦局第四地質(zhì)大隊，河北 承德 067000）

承德地區(qū)是我國北方著名的釩鈦生產(chǎn)基地，釩鈦磁鐵礦資源儲量僅次于四川攀枝花，居全國第二位。截至2014年底，全區(qū)新增探明儲量4.5億噸以上[1，2]。河北承德大廟黑山鐵礦床位于承德市以北的大廟一帶，地處我國唯一的元古宙巖體型斜長巖[3]。比之于北美和歐洲的斜長雜巖體，體積很?。s90km2），但巖石類型齊全（斜長巖85%、蘇長巖和輝長巖11%、紋長二長巖和花崗巖4%，以及少量的橄長巖），賦存有豐富的釩鈦磁鐵礦～磷灰石礦床[4]，該鐵礦床是研究元古宙鐵礦床成因的絕佳地區(qū)。

近幾年，隨著本區(qū)較大規(guī)模的地質(zhì)勘查活動的進行，對本區(qū)的大地構(gòu)造背景、巖漿成因及演化過程的研究程度不斷增強，二者形成互補，取得了顯著的找礦成果，預計鐵礦遠景儲量可達10億噸以上。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

本區(qū)位于華北地臺北緣，燕山臺褶帶與內(nèi)蒙地軸的交接地帶，屬于臺褶帶邊緣的斷裂隆起區(qū)大廟穹斷束（Ⅳ級）構(gòu)造單元中。尚義～古北口～平泉、豐寧～隆化兩條東西向平行的深斷裂中間有紅石砬～大廟東西向深斷裂通過，控制著區(qū)內(nèi)的巖漿活動，為本區(qū)鐵、磷等礦床的生成提供了優(yōu)越的運礦和儲礦空間。

2 大廟斜長雜巖體地質(zhì)特征及成礦作用

（1）巖體特征。大廟斜長雜巖體西起哈叭沁，向東經(jīng)大廟、王營至馬營、全長18km；北起韓麻營鎮(zhèn)牛蹄子溝，南至大廟～馬營一線，寬9km，形態(tài)似三角形，面積88km2。雜巖體總體傾向北，傾角60°～70°。

雜巖體由紋長二長巖、斜長巖、蘇長巖組成。紋長二長巖分布在小烏蘇溝～烏龍素溝頂一帶，構(gòu)成斜長巖雜巖體的北西鑲邊，出露面積約4km2（占雜巖體總面積4%）。斜長巖構(gòu)成雜巖體的主體，出露面積約74km2（占85%）。蘇長巖侵入斜長巖中，呈小巖體、巖床、巖脈成群產(chǎn)出，主要分布在大廟～烏龍素溝、卜頭溝～馬營，大馬圈溝和黑山一帶，出露總面積約10km2（占11%）。

雜巖體侵入于太古代變質(zhì)巖和中元古代地層中，在巖體西部常見片麻巖和大理巖捕虜體。在海西期受南升北降區(qū)域壓扭力作用而抬升，相伴沿雜巖體西北邊緣接觸帶底板有帶狀或串珠狀海西期輝石角閃石巖體侵入。沿紅石砬—大廟深斷裂帶有片糜巖化。

根據(jù)斜長巖主體結(jié)構(gòu)變化及熱力學計算生成溫度，大黑山山頂及周圍為斜長巖侵位最高地段，整個斜長巖體呈穹窿狀，是強迫侵位方式向上而生成的。巖體受剝蝕程度不高，推測被剝蝕100m～200m。

（2）巖體生成時代。成巖年齡測試結(jié)果：①斜長 巖 ：1735Ma±239Ma(Sm—Nd法 解 廣 轟1988)、1726Ma±9Ma（n=12）(鋯 石 SHRIMP U—Pb 法，zhang etal 2007)。②蘇長巖 ：1693Ma±7Ma(n=4)（鋯石U—Pb法，趙太平等2004）。③紋長二長巖：1739Ma±14Ma（鋯石SHRIMPU—Pb法，zhao etal 2009）1742Ma±17Ma(鋯石La—1cpms法，zhao.etal 2009)。

從測定結(jié)果可以看出：斜長巖成巖年齡為17億年，紋長二長巖略早于17億年，蘇長巖略晚于17億年。

（3）巖體成礦作用。斜長巖雜巖體由紋長二長巖、斜長巖和蘇長巖組成。

斜長巖一般為粗粒結(jié)構(gòu)，在巖體中心部位見堆晶結(jié)構(gòu)。巖石礦物學和巖石化學特征表明原始巖漿為玄武巖漿，且來自上地幔。地質(zhì)四隊硫同位素分析結(jié)果34S/32S比值接近隕石硫比值，碳、氫、氧同位素亦表明水主要是巖漿水，亦說明來自上地幔。原始巖漿在深部巖漿房產(chǎn)生深部重力分異作用，輕的Si、Al熔漿在上層；中部為含Ti、Fe的蘇長巖熔漿（上輕下重，下富Ti、Fe）；下部為Ti、Fe熔漿（礦漿）。當時的熔漿處在高壓高溫下，必然向地殼薄弱處侵位。當時的中元古代海盆地殼較薄，深斷裂是最好的侵位通道。沿紅石砬—大廟深斷裂Si、Al熔漿率先侵位，當斜長巖凝固后，含Ti、Fe蘇長巖熔漿沿斜長巖構(gòu)造薄弱帶侵位生成蘇長巖，而后富鈦鐵的蘇長巖熔漿侵位生成分凝式鐵礦和鐵磷礦，殘余蘇長巖熔漿生成偉晶蘇長巖。最后Ti、Fe礦漿沿蘇長巖下盤壓扭性構(gòu)造充填交代，生成貫入式釩鈦磁鐵礦礦床。因此，斜長巖雜巖體是同源玄武巖漿深部結(jié)晶分異和淺侵位的結(jié)果。

斜長巖雜巖體的成礦作用主要為釩鈦磁鐵礦和鐵磷礦，構(gòu)成完整的成礦系列：巖漿晚期由早—晚生成如下礦床：①分凝式暗色蘇長巖型鐵磷礦床（亦可稱含磷釩鈦磁鐵礦礦床）。②分凝式橄欖蘇長巖型釩鈦磁鐵礦床。③分凝式偉晶蘇長巖型釩鈦磁鐵礦礦床。④貫入式釩鈦鐵磷礦床。⑤貫入式釩鈦磁鐵礦礦床（大廟式）。⑥氣成熱液期含鈷黃鐵礦礦化（伴生）。⑦高溫熱液期含鈷、鎳磁黃鐵礦化（伴生）。

上述分凝式暗色蘇長巖型鐵磷礦床和分凝式橄欖蘇長巖型釩鈦磁鐵礦床具有規(guī)模大、厚度大、品位中等特點，呈大型或超大型礦床。貫入式釩鈦磁鐵礦礦床具有品位高、厚度變化較大特點，呈中型～大型礦床。

3 成礦基本規(guī)律及遠景評價

（1）成礦基本規(guī)律。①斜長巖雜巖體是大廟式含釩鈦磁鐵礦的成礦的首要條件和基礎，大廟斜長巖雜巖體是該類型礦床的礦集區(qū)，具備生成大型釩鈦鐵礦床的地質(zhì)條件。②斜長巖體生成后不同級別的壓扭性斷裂帶是控巖、控礦構(gòu)造，它控制了蘇長巖和釩鈦鐵礦的產(chǎn)出和分布。鐵礦體主要產(chǎn)出分布在蘇長巖體（床）的下部斜長巖中。③該巖漿型鐵礦床在成礦上具有上磷下鐵的產(chǎn)出分布規(guī)律，一般地表和上部含磷偏高，在下部往往以釩鈦磁鐵礦體為主。④黑山鐵礦的①、②號礦體，東大洼礦段礦體和③、⑥、⑧號礦體，同受黑山—龍?zhí)稖蠅号ば詷?gòu)造帶控制，礦體在平面上具有作左行雁行排列，在垂向上具有疊瓦斜列式排列，礦體的延深大于延長，延深是延長的2倍～5倍。⑤巖漿晚期分異式釩鈦磁鐵礦床具有規(guī)模大、品位中等之特征，與巖漿晚期礦漿貫入式釩鈦磁鐵礦有一定差異，主要差別是礦石致密塊狀礦石稀少，品位略低，但規(guī)模大為主要特點。

（2）遠景評價。大廟雜巖體內(nèi)多個礦體雖經(jīng)多期勘查，但其走向延長及傾向延深均未控制住，根據(jù)成礦規(guī)律結(jié)合低緩異常和三分量測井資料，推測深部仍有磁性體存在，預計本區(qū)鐵礦儲量可達10億噸以上，礦床規(guī)模有望成為超大型釩鈦磁鐵礦床。