河北省冀西麻棚——赤瓦屋巖體一帶金多金屬礦集區的成因探討

摘要：河北省阜平縣麻棚——赤瓦屋金多金屬礦化密集區，以麻棚、赤瓦屋巖體周邊部發育的眾多金多金屬礦為代表。麻棚、赤瓦屋巖漿活動帶其發生、發展及演化為多金屬礦床的形成提供了物源和熱源；產于阜平群變質巖系地層中次級斷裂構造帶為礦床的形成提供了空間基礎；具有較高金、銀元素含量的阜平群深變質巖系，為區域礦床形成提供了部分物質條件；該區域礦體均受斷裂構造的控制，成礦物質來源以巖漿活動為主，并有少量地層中的金多金屬元素參與。

關鍵詞：地質特征 礦床成因類型 金多金屬

麻棚-赤瓦屋巖體-帶金多金屬礦田位于太行山中段重要成礦帶（區）上，受紫荊關-靈山深斷裂構造-巖漿活動帶上的麻棚、赤瓦屋兩大巖體的影響，在其邊緣及外圍形成眾多金多金屬礦床點，其中以石湖—土嶺和西莊旺及蘭家溝等礦床點最為典型，是太行山中段重要的金礦資源基地。研究該礦化密集區的典型礦床的成礦地質特征，可以帶動本區找礦工作的深入開展。

1. 成礦地質背景分析

本區發育于太行山伸展拆離帶和變質核雜巖構造體系下的構造層次，即阜平變質核雜巖的太古代變質巖中。屬太行山中段貴金屬和有色金屬成礦帶范疇。

區域屬于基底構造相對穩定的地區。出露的地層為太古宇結晶基地，主要是由一套中-深變質的中基性火山巖、粘土質碎屑巖及鎂質碳酸巖深變質巖系所組成。變質程度以高角閃巖相為主，底部見麻粒巖相，上部見低角閃巖相，在縱向上與地層層序一致。混合巖化強烈，分帶不明顯，多呈面型分布，屬原地選擇性重熔性質。

區內巖漿巖分布廣泛，從太古代的巖漿巖到中生代巖漿巖均有出露，其中燕山旋回第三期巖漿活動，其火山噴發和巖漿侵入活動都達到鼎盛時期。晚侏羅世地層幾乎全部由火山巖組成，其侵入巖體分布普遍，個體也較前兩期增大，相帶明顯，活動期次更為復雜，其活動順序大體是繼火山巖之后為石英斑巖等大型淺成、超淺成侵入或潛火山活動，而后為閃長巖、石英閃長巖等中深成相侵入，最后是各種脈巖貫入。中深成侵入巖常組成雜巖體，具環狀、輻射狀構造。以此說明本期巖體主要沿火山通道及其附近侵位。

位于太行山中段的阜平群地層為準地臺內基底出露范圍最大的地區，阜平群因遭受阜平運動的影響而使其褶皺回返，形成褶皺軸近東西向的褶皺帶。根據褶皺構造特點分析，阜平褶皺至少可劃分四期，第一期為早期塑性流變褶皺，第二期的近東西向區域性阜平褶皺，第三期為共軸疊加褶皺以及其軸面發生大幅度彎曲的第四期褶皺。其次阜平群中還發育有不同期次、不同性質、不同方向的韌性剪切帶，反映了不同地史階段不同性質的演化特征。其中主要是發育在第二期平臥褶皺的倒轉翼和各巖群系接觸界面的順層韌性剪切帶和北北東向逆沖推覆韌性剪切帶，它們對金元素的初步富集乃至金礦的形成均具有明顯的控制作用。

2. 礦集區地質概況

礦集區廣泛分布太古界阜平群基地地層，缺失沉積蓋層，其基底地層由老至新可分六個巖組，分別為索家莊、團泊口、南營、漫山、木廠、四道河六個巖組（見圖1），每個巖組頂部的磁鐵石英巖層是其分層標志。

區內巖漿巖活動強烈，從呂梁期到燕山期，基性（輝綠巖）到中酸性（花崗閃長巖、花崗斑巖、石英斑巖）均有出露。其中以赤瓦屋和麻棚兩個巖體為主，它對區內礦床的生成起著控制作用。

區內脈巖按其生成時代、空間分布規律及巖性特征可分為四類：第一類，基性輝綠巖脈，屬呂梁-五臺旋回的產物，呈北西向分布在赤瓦屋、麻棚巖體的西側外帶。第二類，為中酸性脈巖，主要巖性為閃長玢巖、花崗閃長斑巖，分布在麻棚、赤瓦屋巖體南側外帶，也有少量分布于巖體中。第三類，為堿性煌斑巖脈，呈北西向分布在赤瓦屋-麻棚巖體北東側外帶。第四類，為石英脈。它與硅化帶、含礦蝕變帶相互平行，密集成群成帶產出。是尋找金和有色金屬礦床的重點對象。

紫荊關-靈山深斷裂是本區主要的導巖導礦斷裂。該斷裂對晚侏羅世火山巖的裂隙式噴發，以及期末的巖漿帶侵入，均具有明顯的即導控又切割的作用，為該階段大量中酸性巖漿上涌的重要通道，亦為斷裂的主要活動期。它派生出的次級斷裂更為后期脈巖及含礦熱液的充填提供了有利賦存空間，從而形成了現在我們所矚目的礦床。

3. 典型礦床地質特征簡述

3.1土嶺——石湖金礦

土嶺——石湖金礦區均位于麻棚巖體東南緣外接觸帶。出露的主要含礦地層是團泊口組黑云斜長片麻巖。礦區巖漿巖以脈巖為主，主要有類屬麻棚巖體同源同期之派生物的閃長玢巖及石英脈等，沿近南北向斷裂破碎帶貫入于變質巖中。礦區金礦化與麻棚巖體的侵入活動密切相關，而且脈巖與金礦化緊密伴生，尤其石湖礦段主要沿玢巖脈的頂底板發育。礦區斷裂構造主要為疊加在背斜構造之上的燕山期近南北向斷裂構造，是本區最重要的一組斷裂構造，貫穿全區南北，成群成帶密集出現，控制了巖脈、含金石英脈、含金蝕變破碎帶的分布，以及它們的產狀、形態及規模等。

3.1.1礦體規模、形態和產狀

本區各含礦帶生成以壓扭性為特征，因而具有走向延長遠，傾向延深大的特點。該區共已查明含金石英脈及蝕變破碎帶40條，其中土嶺30余條，石湖10余條。其特征見表1。

3.1.2礦石類型

（1）含金石英脈型（熱液型）

本區含金石英脈礦床均產于太古界變質巖系中的構造斷裂之中，礦床的規模往往取決于含礦斷裂帶的發育程度，受到斷裂構造的控制。按含金石英脈產出形式，大致可劃分兩種類型：一種為單脈型，含金石英脈單獨產出，礦體長十余米至幾米，厚0.1-5米，延深幾十米至幾百米，呈脈狀、透鏡狀，沿走向或傾向有尖滅再現、膨脹狹縮、分支復合現象；另一種為復脈型，含金石英脈呈單脈、網脈、密脈成群出現組成脈帶。礦體長10-500米左右，厚1-20多米，延深幾十米至幾百米，形態復雜，呈脈狀、透鏡狀、不規則脈狀，沿走向和傾向多有分支復合和膨大縮小現象。礦石礦物主要為黃鐵礦，其次為黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、自然金、碲金礦、輝銀礦等，少數礦體有輝鉬礦、黑鎢礦。脈石礦物以石英為主，其次有絹云母、綠泥石、長石、方解石等。礦石呈團塊狀、細脈狀、浸染狀，圍巖蝕變有黃鐵礦化、硅化、絹云母化、綠泥石化、高嶺土化、碳酸鹽化等。其中黃鐵礦化、絹云母化與金礦化關系密切。

（2）含金破碎蝕變帶型

該區含金破碎蝕變帶類型礦床較少，多數產于中酸性侵入巖體內之斷裂破碎帶中，斷裂破碎帶長幾百米至上千米，寬幾米至幾十米。礦體長十余米至上千米，厚幾十厘米至幾米，個別達十幾米，延深幾十米至幾百米。礦脈受復合構造裂隙控制，常呈薄板狀、透鏡狀和脈狀，沿走向及傾向有膨脹收縮，尖滅再現及分枝復合現象。礦體沿走向、傾向厚度和品位變化較大，二者關系趨于正相關，即厚度增大品位變高。煙灰色石英比白色石英脈含金高，黃鐵礦顆粒越細，結晶程度越差含金越高，高硫化物中出現黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦和閃鋅礦組合時，金的品位增高。礦石礦物以黃鐵礦為主，其次有閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、銀金礦和自然金。脈石礦物包括石英、絹云母、綠泥石和方解石。礦石類型主要以細脈狀為主，其次為浸染狀，細脈狀主要為硅化巖型及石英脈型，不同類型的礦石含金量不同。圍巖蝕變主要為黃鐵礦化、硅化，其次為絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化等。

3.2蘭家溝金礦

蘭家溝金礦區位于麻棚、赤瓦屋巖體西緣外帶上。出露的主要含礦地層是南營組黑云斜長片麻巖等。區內巖漿活動較強烈，既有呂梁期的基性巖漿巖，又有燕山期的中酸性巖漿巖，形成了沿斷裂構造裂隙侵入的脈巖群或脈巖帶。脈巖主要有輝綠巖脈和石英斑巖脈。其呂梁期的輝綠巖脈與本區成礦無關，屬成礦前的巖漿巖脈，而燕山期的中酸性巖脈，特別是閃長玢巖脈與區內金銀礦化關系最為密切，少量礦脈產于閃長玢巖脈上下盤。礦區構造受區域性深斷裂構造影響，以北西向和近南北向為主，其中北西向斷裂構造已被早期輝綠巖脈充填，近南北向斷裂構造是本區的主要容礦、控礦構造，在燕山運動期間，被麻棚、赤瓦屋巖體的同源同期派生物閃長玢巖脈充填，則在形成的過程中可為成礦物質的運移提供熱源和物源，而且閃長玢巖脈往往與石英脈相伴生，是本區的主要成礦體。蘭家溝礦床類型屬含金石英脈型（熱液型）礦床，其中含金石英脈以復脈型為主，密集成帶，但均受近南北向壓扭性斷裂構造帶的控制。

3.2.1礦體規模、形態和產狀

本區礦化主要賦存于阜平群南營組黑云斜長片麻巖中，均受燕山期近南北向斷裂構造帶的控制，而斷裂構造帶的生成以壓扭性為特征，控制了含金石英脈的分布，以及它們的產狀、形態及規模。目前已在蘭家溝初步圈出3條含礦帶集中區13條含金石英脈。其特征見表2。

3.2.2含金石英脈型（熱液型）

本區含金石英脈礦床均產于太古界變質巖系中的近南北向構造斷裂破碎帶中，少量產于閃長玢巖脈上下盤中。礦脈常受其中再次被復活的斷裂破碎面或裂隙面所制約，呈單脈、網脈、密脈成群出現組成脈帶。脈帶長1500米左右，厚0.1-1.0米，礦體長150-650米，厚0.1-1.0米，延深幾十米-400多米。沿走向呈舒緩波狀，分枝復合明顯，局部有反傾現象。礦石礦物主要為黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、自然金、金銀礦、輝銀礦、磁黃鐵礦、孔雀石等；脈石礦物以石英為主，其次綠泥石、長石、方解石、螢石等。主要蝕變有硅化、褐鐵礦化、黃鐵礦化，偶見鉛鋅礦化、孔雀石化。

4. 礦床成因

4.1成礦物質淶源

麻棚-赤瓦屋巖體一帶金多金屬礦集區的成礦物質來源具有多源性，主要來自巖體，同時也不排除地層中對成礦的貢獻。

前人大量的分析測試數據表明，麻棚-赤瓦屋礦化密集區內的主要成礦物質來源于巖漿活動。據石家莊經濟學院牛樹銀教授對本區部分礦床的S、C、H、O等同位素研究，區內土嶺石湖金礦的，δs34變化范圍很窄（表3），在9件樣品中δs34在＋0.94-＋5.16范圍內，而有5件樣品的δs34近于＋2.0，平均值δs34＝＋2.33，δs34值集中在零值附近，硫的平均同位素組成接近隕石硫，說明礦石中的硫屬深源硫，主要來自上地幔；δc13平均值為-4.72，變化范圍也窄，在-4.29-5.14間，接近初生碳；δ18H2OO變化于＋6.8-＋9.78之間，平均值為8.23，δD為-75.98‰，結果顯示它是來自深源巖漿，屬于巖漿水，但也有少量天水參與。總之，S、H、O、C的同位素研究揭示了本區主要成礦物質來源于深部巖漿。

根據西莊旺銀礦區的巖石地球化學剖面測量顯示，礦體的遠礦圍巖明顯存在著金、銀、鉛、鋅等多種成礦元素的虧損，而近礦圍巖則相對富集，富集帶寬度約5米。此外，據前人在李家莊礦區西石門段的寺上選取了微金剖面上分析，區內正常場的斜長角閃巖、淺粒巖、角閃斜長片麻巖和混合巖化片麻巖的含金量分別是14.5×10-9、1.8×10-9、18.7×10-9和32.2×10-9。而在區內的礦脈附近，這些變質圍巖含金情況則出現反向變化，即混合巖化片麻巖降至27.3×10-9，片麻巖降至7.7×10-9，斜長角閃巖降低到2.7×10-9，即依次降低15%、59%和81%。同時其它礦區也具有類似性，表明了在成礦作用過程中，阜平群地層中的部分元素參與了成礦作用，提供了部分物質來源。同樣，根據該區內不同地點礦區中載金礦物的硫同位素測定結果分析，其硫同位素組成特征極為相似，如土嶺-石湖金礦δs34平均值為＋2.33‰；干石溝金礦δs34平均值為＋2.15‰，連年金礦δs34平均值為＋1.74‰。均為低值區，反映硫的來源具有地層硫的特征，同時也與燕山期的巖漿活動有關。長地院Pb同位素測年研究顯示，鉛的年齡以26.5億年為主，少量位1.5億年，同樣揭示了成礦物質主要來自于巖漿活動，并有少量地層中的成礦物質參與。

4.2成礦溫度分析

區域礦種空間分布規律及主要成礦元素的組合規律分析表明，礦集區成礦溫度變化較大。總體上，近巖體分布的礦床（點）以高中溫成礦物質組合為主，稍遠離巖體以中溫為主，而遠離巖體以中低溫為主。其中，嶺東巖體旁側的南莊旺-連年-西莊旺銅、金、銀多金屬成礦帶表現的最為典型：近巖體的南莊旺成礦元素組合表現為銅、金，顯示高中溫成礦組合特征，稍遠離巖體的連年金礦，銅的高溫成礦元素的含量明顯降低，而更遠離巖體的西莊旺銀礦成礦元素組合為銀、鉛、鋅，表現為以中溫或中低溫為主。

前人對本區多個金銀礦床進行的包裹體測溫研究結果也表明，礦集區內主要礦床的成礦溫度的區間較寬，在150-315℃之間。如土嶺金礦，早期不含金的含銅石英脈成礦溫度在307-315℃之間；含金黃鐵礦石英脈中的石英包體測溫范圍在190-290℃之間；晚期不含金并且伴隨碳酸巖化的石英脈成巖溫范圍在150-290℃之間。

4.3成礦模式探討

太古代早期于優化地槽環境下，強烈的火山活動形成了中基性海底火山噴發巖，經角閃巖相、麻粒巖相，形成含金豐度值較高的鐵鎂質變質巖，作為初始礦源層。燕山期大規模構造-巖漿活動，花崗質巖漿不僅提供熱流體和熱源動力，亦提供了主要的成礦物質，并萃取了礦源層中的金，形成含金的成礦熱液。在有利的構造擴容帶中活動并沉淀，成為巖漿熱液型金礦床。綜上所述，本區的礦床成因表現為受斷裂構造控制的中低溫-中高溫巖漿熱液礦床。

5. 結 論

綜上所述，阜平地區這些金礦床的形成經歷了復雜的歷史演化過程，早在太古代晚期開始就逐步形成。太古代阜平期主要形成一套富含金多金屬等成礦元素的中基性—酸性熔巖、火山碎屑巖夾正常沉積碎屑巖、鎂質碳酸鹽巖建造。后經區域動力變質作用，來源于深部地殼的區域熱流值較高，形成麻粒巖、片麻巖、淺粒巖和大理巖等變質巖系。由于局部熱流的高度集中，使原巖中金多金屬組分初次活化和遷移，富集在高熱流體集中區，但數量和規模有限。在阜平運動期間，圍巖發生多期變形，主要表現為塑性流變的順層剪切作用，并且伴隨區域褶皺構造形成，使得分散在變質巖系中的金在韌性剪切帶中得到初步富集，尤其是脆韌性剪切帶的轉彎處，脹縮過度處，多條韌性剪切帶的交匯合處及褶皺轉折端、軸部富集。燕山運動期間，太行山地區總體進入強烈活動時期，在該區形成麻棚、赤瓦屋兩大巖體，麻棚、赤瓦屋巖體的侵入與重溶作用，使巖漿混染了較高的含金豐度值，金與巖漿中K＋、Na＋等形成殘余富堿硅酸熱液，在高溫高壓作用下，促使巖漿中含金富堿硅酸熱液被析出，并且由于溫度、壓力、濃度等差異，使巖漿熱液由巖體向構造斷裂帶運移，在運移過程中，再次溶解了圍巖中金多金屬組分和二氧化硅等，金的濃度逐漸變富，形成含金濃度較高的溶液。當這種含金富堿硅酸熱液運移到構造帶時，堿金屬交代圍巖，在斷裂帶兩盤形成巨厚的鉀化圍巖帶，由于堿質不斷析出，溶液顯中偏酸性，促使二氧化硅析出，不斷沿斷裂帶充填或交代破碎帶巖石形成石英脈或硅化蝕變巖。然后溶液濃度降低，金及硫化物形成。總之，從以上過程說明，金元素從最初初步富集到最后就位形成工業礦體是一個相當漫長的演化過程。

參考文獻：

[1]盧學良.趙蘭甫等.河北省北京市天津市區域地質.地質出版社，1982．

[2]高雄.冀西阜平縣西莊旺一帶金銀多金屬礦床地質特征及找礦方向探討.地質調查與研究，2008年第30卷增刊．