冀東太古宙末期基底構造約束下的金成礦作用及演化

宋 揚,王樹志,胡建中,聶鳳軍,譚應佳,王志云

(1.中國地質科學院 礦產資源研究所,國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室,北京 100037;2.中國地質大學 科學研究院,北京 100083)

從全球成礦動力學角度來看,巨型礦集區的形成無一不疊合著多期構造-巖漿事件的烙印(Goldfarb et al.,2005;Bierlein et al.,2006;Jaireth and Huston,2010;翟明國,2010;陳毓川和王登紅,2012)。克拉通邊緣往往經歷復雜的構造演化,成礦物質在邊緣斷裂和巖漿的作用下,發生活化-遷移,再活化-再遷移的富集過程,構造與成礦具有密不可分的動態耦合關系,就金礦而言其形成過程更是如此(Goldfarb et al.,2005;呂古賢等,2007;陳宣華等,2009)。

冀東位于燕山陸內造山帶的東段,產出有金廠峪、峪耳崖等眾多大中型金礦床,是華北克拉通周緣重要的金礦成礦帶(劉錫文,1992;梅燕雄,1997;李俊建等,2002)。前人從不同角度討論了該區金成礦規律,近幾年又對金廠峪、華尖、峪耳崖等典型金礦床開展了不同程度的研究,取得了大量的成果(牛樹銀等,2000;羅鎮寬等,2001a,b;肖振和李志國,2009;宋揚等,2011a,b;賈三石等,2012)。雖然成礦作用已被證明與中生代以來的巖漿活動關系密切(梅燕雄,1997;Yang et al.,2003;牛樹銀等,2006;聶鳳軍等,2011;宋揚等,2011b),但是由于普遍缺乏對于金礦床的大中比例尺構造背景研究,致使克拉通邊緣構造多期性和復雜性的影響常被忽視。筆者在開展冀東金礦接替資源找礦項目過程中發現,冀東中生代控巖控礦構造是在太古宙基底構造演化的基礎上進一步發展而成。因此,本文通過對基底構造演化特征、典型礦床控礦構造特征的研究,結合地質年代學數據,討論了冀東基底構造對巖漿活動及金礦成礦作用的制約,建立了冀東成巖成礦演化序列,以期為今后深入開展礦田構造研究,預測深邊部盲礦體提供依據。

1 區域地質特征

冀東地區是我國地質歷史演化最久、地層發育較為齊全、構造-巖漿活動極為復雜的地區之一,經歷了陸核形成、陸塊增生、板塊作用等地質演化階段,具備形成金礦極為有利的地質條件。研究區前寒武系分布廣泛,孫大中(1984)把冀東地區出露的地層劃分為早前寒武系(包括中、上太古界和下元古界)、晚前寒武系(中、上元古界)和顯生宙(主要是中、新生界)三大部分。其中早前寒武紀地層出露面積最大,構成華北板塊北緣的變質結晶基底,與冀東金礦的產出關系密切。冀東地區多處發現早于3.5 Ga巖石,早前寒武系古陸存在的證據確鑿(Huang et al.,1986;劉敦一等,1994;吳福元等,2005)。中-晚元古開始了蓋層沉積,發育輕微變質的地臺型海相沉積巖層;繼而沉積了穩定的海相寒武系和奧陶系。自晚奧陶世起至中石炭世出現沉積間斷,中石炭世以后以海陸交互相或陸相沉積巖層為主(圖1)。

本區斷裂構造發育,按其形成時間及形成機制可大致分為三種:一是太古代形成的古斷裂,二是元古代至古生代形成的斷裂及復活的古斷裂,三是中生代以來的新生斷裂,以南北構造產生的北東-北北東向壓扭性斷裂和北西向張扭性斷裂為主(裴榮富和梅燕雄,2003),后者控制著冀東主要金礦床礦體的展布。

圖1 冀東地區地質略圖(據梅燕雄,1997修改)Fig.1 Simplified geology map of the eastern Hebei province (after Mei,1997)

冀東地區中生代構造是在剛性結晶基底及穩定沉積蓋層所組成的克拉通淺層地殼結構的基礎上形成的,表現為剛性基底與上覆層狀沉積蓋層一起卷入收縮變形(Chen,1998;張長厚等,2011),馬蘭峪背斜是冀東區域性褶皺,總體上呈東西走向,褶皺軸跡在平面上表現出明顯的不規則彎曲狀,形成時代為古生代末-中生代早期(李海龍等,2008)。背斜核部出露太古宙深變質巖系,控制著冀東主要花崗巖體和金礦床,梅燕雄(1997)提出了本區金礦礦源地體(太古宙深變質巖系)、變質-變形作用、花崗巖、成礦流體時空藕合的“四位一體”成礦特征。

2 基底構造單元劃分及特征

冀東地區太古宙劃分一直存在不同認識,孫大中(1984)將冀東地區主要地層歸為太古界遷西群,分為上川組(Ars)和三屯營組(Arsn),巖性主要為含輝石的麻粒巖;河北省地礦局(1989)在孫大中的基礎上增加了拉馬溝組(Arl)和跑馬場組(Arp),主要為斜長角閃巖及斜長角閃片麻巖,在冀東西段出露較多。本次調查發現,金礦床大多分布在西段,圍巖特點與譚應佳等(1983)建立的遵化群(ArZ)一致,而冀東東段則以片麻巖為主,金礦床(點)較少。因此,本文認為冀東地區大致可以分為三套巖性組合:早太古宙麻粒巖-片麻巖組合(遷西群)、中-下太古宙斜長角閃巖組合(遵化群)、元古宙碳酸巖組合(圖1,2)。絕大多數金礦床(點)產在東西向展布的遵化群中,經野外調查,這套地層又可分成三段:下段主要在研究區西段,以基性的角閃巖-斜長角閃巖為主,局部夾有科馬提巖;中段主要為厚層狀斜長角閃巖,局部夾薄層片麻巖;上段為薄層斜長角閃巖和磁鐵石英巖;巖石組合反映出其原巖基性火山旋回的特點,層位表現為東部高西部低。金廠峪、華尖等金礦發育在遵化群中段和上段地層中,表現出礦化條件好,礦體形態復雜,礦區外圍常發育條帶狀磁鐵礦等特點。

基于上述認識,本文將冀東地區結晶基底構造劃分為金廠峪-遵化-馬蘭峪緊密褶皺綠巖帶和都山-太平寨-遷安片麻巖穹狀隆起帶(圖2)。前者主要卷入綠巖帶地層,由一系列軸向西傾的同斜倒轉褶皺組成,自西向東依次為東荒峪復背斜、碾子峪復向斜和金廠峪復背斜;后者由遷西群麻粒巖相變質巖組成,穹窿四周混合巖化作用強烈,內側發育線狀的緊閉褶皺。冀東地層、巖漿巖和礦床形成主要受到晚太古代遵化運動和中生代印支-燕山運動的控制。晚太古代遵化運動,使遷安穹狀隆起西側海盆中海相火山沉積物受到自西向東的擠壓,形成了一系列軸向西傾的褶皺。中生代以來,沿著這些褶皺的核部侵入有都山、青山口、高家店、灑河橋、茅山等花崗巖體。

圖2 冀東金礦帶基底構造示意圖(據宋揚等,2011a)Fig.2 Schematic diagram of basement structural framework in eastern Hebei province

3 金礦床主要構造特點

冀東大部分金礦處在太古界變質巖地區,構造背景復雜,雖然前人根據賦礦巖石類型將冀東地區金礦床劃分為:產在剪切帶中的金廠峪式、產在花崗巖中的峪耳崖式、產在碳酸鹽巖中的長城式等,但金礦體的控礦構造無一不受到結晶基底,尤其是褶皺綠巖帶的控制。

3.1 金廠峪金礦床

金廠峪金礦床位于金廠峪-遵化-馬蘭峪太古宙緊密褶皺綠巖帶的東緣(圖2),圍巖為太古宙遵化群,巖性以斜長角閃巖為主,礦石類型包括石英脈型、鈉長石脈型和兩者相互穿插的復脈型。金礦床受兩期褶皺作用的控制,早期太古代末期東西向強烈的擠壓,形成了金廠峪復背斜,并在背斜的倒轉翼形成了規模大、連續性好的含金片理化帶(圖3)。金廠峪礦段和桑家峪礦段剖面表明(圖3),礦脈主要出現在背斜的陡翼或同斜倒轉向斜的核部,礦脈與片理化帶均受到褶皺控制,擠壓片理化帶與褶皺共同控制著金礦礦體的富集部位與產狀。

圖3 冀東金廠峪金礦床礦田構造圖(左)及剖面圖(右)Fig.3 The structural map of the ore field (left) and geological profiles in the Jinchangyu gold deposit (right)

宋揚等(2011a)研究認為兩期褶皺分別為:早期圍繞遷安古隆起形成一系列軸面向西凸出的緊閉倒轉褶皺,這一時期是冀東基底構造和金廠峪復背斜的形成時期,同時伴隨有混合巖化和區域性變質作用。晚期中生代褶皺作用,指中生代以來燕山板內造山運動在南北向擠壓應力作用下,近東西向的馬蘭峪背斜橫跨疊加在太古宙褶皺之上。金廠峪復背斜受到南北向擠壓、東西向拉張的影響,早期構造面活化張開,為后期含金熱液的貫入提供了空間。成礦前共軛節理顯示其主應力軸分別為σ1=356o6o∠、σ2=208o83o∠、σ3=87o4o,∠最大主應力軸和最小應力軸為水平,中間主應力軸近乎垂直,反映本區在此期遭受近南北向的水平擠壓;主成礦期在早期褶皺陡翼發育的擠壓片理帶在此時轉變成脆性破裂,沿此破裂面充填了含金石英脈礦體,兩組節理產狀為130°80°∠和345°74°,∠計算最小主應力軸(σ3)為水平應力狀態,應力場以北西-南東向的伸展為主(圖3)。

不少學者認為金廠峪金礦屬于韌性剪切帶型金礦(柳少波和劉連登,1993;林傳勇等,1994),金廠峪礦區內典型的韌性構造表現為糜棱巖化和相關的揉皺,糜棱巖化主要發育在金廠峪復背斜的兩翼,為太古代末期東西向強烈擠壓作用的產物(宋揚等,2011a),而金礦中輝鉬礦 Re-Os同位素測年結果表明,成礦作用可能開始于印支期,因此金廠峪金礦屬于受中生代脆性構造控制下的巖漿熱液型礦床(宋揚等,2011b)。

3.2 華尖金礦床

華尖金礦床處于緊密褶皺綠巖帶和片麻巖隆起區過渡部位(圖2),礦區分為牛心山、華尖和馬尾溝三個礦段,共有含金脈體 200多條,區內廣泛出露太古宙變質巖系,包括斜長角閃巖和片麻巖,金礦體主要賦存在斜長角閃巖和牛心山花崗巖巖體中。吳珍漢和孟憲剛(1998)認為金礦脈受到與侵入體有關的帚狀構造控制,金礦脈分布在不同方向的帚狀裂隙中。本文認為金礦脈在不同時代褶皺背景下,受到了不同性質斷裂構造的聯合控制。牛心山、華尖兩礦段處于太平寨穹狀隆起的西北邊緣,該區域臨近兩個高級區的交匯處,礦區受到太古宙褶皺和燕山期褶皺的疊加與改造,形成十分復雜的構造形跡,并顯著影響和控制著礦區巖漿巖和金礦體。

太古代褶皺:研究區中的遵化群巖層褶皺構造明顯,分別構成牛心山-溝口子復背斜和牛心山-水峪溝復向斜,走向都為北北西-南南東,展布長度分別約為2 km和2.2 km(圖4),早期發育共軛的剪切節理系統,一組為北東-南西向,一組為近東西向,后期被含金石英脈和巖脈貫入。

燕山期褶皺:牛心山礦段發育北東向的燕山期復背斜,并向兩端皆具有傾伏的趨勢(圖4)。該背斜橫跨疊加在太古宙牛心山-溝口子復背斜之上,使得疊加部位成為這一地區地殼最薄弱的地段,導致燕山期巖漿巖侵位于此。巖漿大體沿牛心山復背斜的核部侵入,長軸呈北東向,與牛心山復背斜軸向一致。

控礦斷裂主要有北北東、北西和近東西向3組,北北東向斷裂是發育在牛心山背斜轉折端處的縱張斷裂,屬于成礦期斷裂,牛心山礦段 90%以上的礦脈賦存這一斷裂中(閆永福,2005),但在成礦過程后期,北北東向斷裂轉變為壓扭性斷層,對礦體發生改造和破壞。

圖4 冀東華尖金礦床礦區構造格架圖Fig.4 The map showing the structural framework in the Huajian mine area

成礦作用與燕山期構造應力場轉化關系密切,本區燕山期的構造應力場分為以下兩期(圖4):①成礦期,發育一組共軛雁列式張節理,一組產狀為115°65°,∠另一組為205°66°,∠主應力軸分別為σ1:251°1°∠、σ2:160°62°∠、σ3:342°28°,∠即最大主應力軸為水平,中間應力軸較陡,最小應力軸平緩,反映本區在此期遭受近東西向水平擠壓,致使北北東向斷裂拉張,石英脈在這種拉張背景下充填。②成礦后期,以收縮變形為主,石英脈遭受擠壓錯動,在花崗巖中發育一對共軛節理,產狀為11°79°∠和238°60°,∠主應力軸分別為σ1:121°43°∠、σ2:295°47°∠、σ3:28°3°,∠即最大主應力軸和中間應力軸較陡,最小應力軸水平,反映本區在此期遭受北西-南東向擠壓。

3.3 峪耳崖金礦床

峪耳崖金礦床位于馬蘭峪背斜北緣,這一地區發育巨厚的元古宙沉積巖,受基底褶皺構造的制約,古生代以來蓋層巖系褶皺發育,形成了走向北東、傾向北西的斜歪-倒轉褶皺,組成峪耳崖-下板城斷褶帶,燕山期巖漿沿著峪耳崖背斜核部侵入,含金石英脈產于峪耳崖巖體內部及外接觸帶(圖5)。

圖5 峪耳崖金礦礦田構造格架圖(左)和剖面圖(右)Fig.5 The map of structural framework (left) and geological profile in the Yuerya gold deposit (right)

峪耳崖巖體為一復式巖體,由早階段的白色花崗巖和晚階段的紅色花崗巖組成(羅鎮寬等,2001b),巖性以二長花崗巖為主。巖體侵位于元古宙高于莊組灰巖(Pt2g)之中,巖體及接觸帶中北東向斷裂和節理極為發育,控制了礦區內多數脈巖和金礦體的展布。

按走向可將控礦斷裂劃分為北東、北北東、北東東、北西和近東西向五組。礦脈一般賦存于北東、北北東向斷裂中,在其轉折處以及傾向由陡變緩處礦體變富。另外,礦脈還具有等間距、沿傾向斜列排布的規律(牛樹銀等,2000)。大多數金礦脈產在峪耳崖巖體中,僅有少數分布在圍巖中,說明金礦與燕山期巖體具有明顯賦存關系。含金石英脈多發育在北東向的斷裂或裂隙中,而這些斷裂 90%以上產在花崗巖體內部,說明受到花崗巖侵入后冷凝作用的影響。

峪耳崖金礦床燕山期始終受到北西-南東向擠壓應力場控制,峪耳崖背斜、巖漿侵入作用以及控礦斷裂均與該期應力有關。此期最大主應力軸方向近水平σ1=99°∠4°;而在應力松弛期,最大主應力軸 與 中 間 主 應 力 軸 傾 角 變 大(σ1=71°∠31°,σ2=279°∠ 56°),表明存在張性應力作用,致使北東、北北東向壓性斷裂出現張性活動特點(圖5)。瞬時真空狀態易使應力驅動下運移的礦液在此停留,有利于成礦物質堆積(呂古賢等,2003)。

4 成礦動力學約束

4.1 克拉通化與金的初始富集

華北板塊具有貧 P2O5、Cu、Pb和富 Fe、Zn、Mo、W、Au、Ag的特征,這與華北板塊及其南北緣產有眾多鐵、鋅、鉬、鎢及金礦床的情況一致(吳珍漢和孟憲剛,1998;翟明國,2010)。華北板塊北緣冀東地區的金礦床均不同程度受到前寒武系控制,尤其與太古宙遵化群關系尤為緊密。金礦或直接產出于遵化群中下段,或賦存于鄰近的中生代巖體中。李俊建等(2004)提出冀東地區2.5 Ga左右發生多期退變質,形成了韌脆性剪切帶,時間上與本文所述晚太古代遵化運動自西向東形成的一系列軸向西傾的褶皺一致。一直以來,認為存在2.5 Ga左右的金成礦作用,如金廠峪、苗杖子金礦床(李俊建等,2004),前者被認為是太古代和中生代兩期成礦作用疊加的產物(Wang and Peng,1994;羅鎮寬等,2001a)。雖然金礦成礦時代還存在不同的認識,但不可否認,華北克拉通在形成過程中,經歷了多期強烈的構造巖漿事件,形成花崗巖-綠巖帶,這一過程有利于成礦物質向構造薄弱帶初步遷移,如富集程度較高,則可構成金礦化,李俊建等(2004)稱之為綠巖帶同構造期初生型金礦。

華北克拉通化以大量的花崗巖侵入和鎂鐵質巖墻就位為主要標志,華北克拉通由膠遼陸塊、遷懷陸塊、阜平陸塊等幾個微陸塊經克拉通化拼合而成(翟明國,2008),古老構造邊界由2.6～2.7 Ga的古老綠巖帶和2.5～2.45 Ga的花崗巖帶組成(林舸等,2008),后者反映了克拉通化過程中的構造巖漿作用。遷安地區麻粒巖相變質巖組合代表冀東形成最早的古陸,它與金廠峪-遵化-馬蘭峪緊密褶皺綠巖帶在太平寨-華尖一線過渡,我們對金廠峪鄰近的混合花崗巖(閃長巖,編號 JD316-1,圖6)中的鋯石進行了LA-ICP-MS U-Pb同位素測年。

樣品采自東水峪村西北距村1 km左右,坐標北緯 40°19′01″,東經 118°20′53″。閃長巖中的鋯石在陰極發光照射下,大多具有自形晶體和清晰的震蕩環帶,顯示出典型的巖漿結晶成因特點(圖6),測年工作在中國地質大學(北京)激光等離子質譜實驗室完成,工作所用ICP-MS為Agilient公司最新一代具有 Shield Torch的 Agilient 7500a。測試結果通過GLITTER (ver 4.0) 軟件計算得出,實驗獲得的數據進行同位素比值的校正以扣除普通Pb的影響,諧和圖繪制采用Isoplot2.49 (Ludwig,2001) 完成。所給定的同位素比值和年齡的誤差均在1σ水平,實驗過程依照Yuan et al.(2004)進行,實驗結果見表1。

閃長巖中鋯石U含量在 20.6～318.6 μg/g之間,平均 153.8 μg/g,Th含量在 25.3～251.5 μg/g,平均107.6 μg/g,Th/U值變化范圍為0.38～1.34,平均0.82,在巖漿鋯石Th/U值范圍內,207Pb/206Pb年齡在2466～2551 Ma之間,22個點加權平均年齡為2514.7±8.7 Ma(1σ,MSWD=1.7)。這一數據與孫會一等(2010)運用 SHRIMP鋯石所測冀東太古宙地層中的花崗巖年齡一致,反映了冀東地區太古代末期存在一次強烈的花崗巖化作用。巖漿作用使得這一時期地溫梯度普遍較高,巖漿在形成過程中對原始含金綠巖帶中的金起到了一定的活化作用,隨著自西向東擠壓作用加劇,金的活化程度也向東增強,表現為越向東部后期金礦成礦規模也變大。

圖6 太古代閃長巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb 年齡諧和圖Fig.6 Concordia plot showing the U-Pb results of the Archean diorite

表1 太古代閃長巖樣品鋯石LA-ICP-MS分析結果Table1 LA-ICP-MS zircon U-Pb results for the Archean diorite

4.2 成巖成礦序列

冀東地區金礦床的成礦問題前人做了大量的討論,已經普遍認為金礦床(點)的出現與太古宙富金的綠巖帶基底巖系、不同時期形成構造片理化帶在空間上的疊加、以及中生代巖漿作用有著重要的成因聯系(王安建,1988;余昌濤,1989;柳少波和劉連登,1993;林傳勇等,1994;李俊建等,2002)。花崗巖及同源脈巖所產生的流體在上升運移過程中,與含金建造、復合控礦構造等因素相互匹配,形成了冀東大規模金礦化(裴榮富和梅燕雄,2003)。

綠巖帶本身具有富金的特點,往往作為金礦的“礦源層”成為成礦的重要條件之一。研究區2514.7±8.7 Ma閃長巖與華北克拉通新太古代末-古元古代初期的巖漿事件一致,表現為地幔物質加入新生地殼(耿元生等,2010),表明圍繞遷安古隆起殼幔作用顯著。冀東綠巖帶這一時期發生了很強的擠壓變形,形成了大量的緊閉褶皺,并在原巖為偏酸性的火山沉積巖地段形成了糜棱巖。在如此強烈的區域構造-巖漿作用下,綠巖帶中的金發生了活化,并初步的富集。

冀東多數金礦周邊有巖體或巖株分布,許多金礦床如峪耳崖和華尖金礦直接產于巖體或圍巖破碎帶中,這些巖體形成于 240～163 Ma之間(王安建,1988;余昌濤等,1989;張秋生等,1991;柳少波和劉連登,1993;李俊建等,2002),說明冀東自中生代開始巖漿活動頻繁,而持續的巖漿熱液活動是形成金礦的關鍵條件。

就金廠峪-華尖-峪耳崖礦集區而言,金廠峪金礦鈉長石脈中輝鉬礦 Re-Os同位素年代為 242±6.8 Ma(宋揚等,2011b),說明金廠峪金礦不是太古代或元古代早期形成的礦床,成礦作用開始于印支期,與羅鎮寬等(2003)所測都山巖體240±4 Ma的鋯石形成巖漿熱液事件有關,都山巖體巖漿鋯石主體形成于220 Ma左右;金廠峪西側3 km處的青山口二長花崗巖形成于199±2 Ma(羅鎮寬等,2001a);華尖金礦賦礦圍巖(牛心山花崗巖)中巖漿鋯石SHRIMP年齡為172±2 Ma,峪耳崖巖體SHRIMP年齡為174±3 Ma(羅鎮寬等,2001b);峪耳崖金礦脈石英包裹體 Rb-Sr等時線年齡為 163.8 Ma (李俊建等,2002)。

本次在峪耳崖金礦床中分選出2件可以用來開展Re-Os同位素測年的輝鉬礦樣品。峪耳崖金礦輝鉬礦化有兩種類型(圖7a,b),一類呈浸染狀分布在巖體當中,另一類呈團塊狀鑲嵌在石英脈中;浸染狀輝鉬礦與黃鐵礦、黃銅礦共生,含輝鉬礦石英脈較其他硫化物脈略早,但兩者均屬于巖漿晚期熱液階段的產物。本次測年的輝鉬礦為石英脈中的團塊狀樣品,經挑純和研磨后,利用國家地質實驗測試中心Re-Os同位素實驗室電感耦合等離子體質譜儀TJA X-series ICP-MS平臺進行了測試(表2),獲得了峪耳崖金礦輝鉬礦Re-Os模式年齡:168.4±2.7 Ma和167.2±2.4 Ma。表明成礦作用較巖漿作用略晚,而較李俊建等(2002)獲得包裹體Rb-Sr年齡略早,反映了輝鉬礦為金礦早期階段形成,峪耳崖金礦形成于燕山中期。

圖7 峪耳崖金礦床輝鉬礦特征Fig.7 Photos showing the characteristics of the molybdenite ores from the Yuerya gold deposit

表2 峪耳崖金礦體中輝鉬礦Re-Os同位素測年數據Table2 Molybdenite Re-Os isotope results for the ore body in the Yuerya gold deposit

上述年代學數據不難發現,中生代以來,礦集區存在多期成巖成礦作用。早期巖漿活動始于印支期,形成了金廠峪鈉長石脈和輝鉬礦化,時間是240 Ma左右;其次都山巖體形成,時間是220 Ma左右;青山口巖體于200 Ma左右侵入;峪耳崖-牛心山花崗巖形成于 170～175 Ma,峪耳崖金礦成礦時代為167～168 Ma左右。一系列地質年代學數據表明,冀東地區可能存在以20 Ma左右為間隔的巖漿活動強烈期,分別形成了都山、青山口、牛心山和峪耳崖巖體,同時伴隨成礦作用。由此可以推斷冀東地區金礦形成于印支期-燕山中期之間,成礦有多階段性特點,可能與燕山造山帶構造應力場多次轉換有關(鄧晉福等,2005)。

4.3 成礦演化模型

根據大地構造演化特征將冀東金礦演化模式劃分為以下3個階段:

太古代微陸塊拼接期(4500～1850 Ma):太古代早期遷安古隆起作為華北板塊的原始古陸已經形成,周邊洋盆中的海底火山噴發活動強烈,形成了大量基性-超基性的火山巖,幔源物質被帶出來,使Au、Fe背景值增高,華北克拉通大量BIF鐵礦形成的同時(萬渝生等,2012),也造就了區域上金的重要礦源層。在遵化運動(2500 Ma左右)自西向東擠壓應力作用下,遵化巖群(變質火山巖)形成了一系列近南北向的緊閉褶皺,并且在次級褶皺翼部形成韌性剪切帶。在強烈的變質-變形作用下,綠巖系發生部分熔融,成礦物質激活并向構造薄弱帶初步富集。

中-新元古代燕遼裂陷期(1850～600 Ma):進入古元古代末-中元古代,在區域性伸展構造背景下,華北板塊進入陸內裂陷期。在華北板塊北緣形成了北東向展布的燕遼裂陷槽,開始了巨厚沉積期。裂陷槽呈北東向展布,在一定程度上表明北東向深大斷裂的存在,使得這一區域極易成為應力集中及釋放區,為燕遼北東向成礦空間展布奠定了構造基礎。

燕山造山成礦期(242～163 Ma):中生代以來,燕山地區處于南北擠壓應力作用(曾慶棟等,2012;聶鳳軍等,2012)。馬蘭峪背斜中生代以來迅速隆升,構造巖漿活動異常強烈,使得古老基底部分熔融,深部成礦流體在持續驅動力作用下向地殼淺層運移。花崗質巖漿沿地殼軟弱帶脈沖式侵位,早前寒武系基底褶皺在這一時期再次活化,并以擠壓片理化帶和斷裂的方式成為了冀東地區最有利的礦體就位場所。進而,在不同期次巖漿熱液的作用下形成了諸如金廠峪、華尖、峪耳崖等金礦床。

5 結 論

(1) 將冀東地區基底構造劃分為金廠峪-遵化-馬蘭峪緊密褶皺綠巖帶和都山-太平寨-遷安片麻巖穹狀隆起帶。前者主要卷入遵化群綠巖帶,由一系列軸向西傾的同斜倒轉褶皺組成;后者由遷西群麻粒巖相變質巖組成。冀東金廠峪、華尖、峪耳崖等典型金礦床的控礦構造受到太古宙基底構造,尤其是褶皺綠巖帶的控制。

(2) 對太古代閃長巖開展了 LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年,認為冀東地區 2514.7±8.7 Ma存在一次與克拉通化有關的構造熱事件,并使金初步富集;峪耳崖金礦中兩件輝鉬礦 Re-Os模式年齡為168.4±2.7 Ma和167.2±2.4 Ma,表明成礦作用發生于燕山中期。

(3) 初步建立了冀東成巖成礦序列,推斷存在以20 Ma左右為間隔的巖漿活動強烈期,分別形成了都山、青山口、牛心山和峪耳崖巖體,同時伴隨成礦作用,冀東地區金礦形成于印支-燕山中期之間,成礦存在多階段性。根據大地構造特征建立了冀東三階段的金礦成礦演化模型。

致謝:野外工作得到了中國地質大學(北京)王濤、葉廣利碩士研究生的幫助。特別感謝石家莊經濟學院牛樹銀教授和另一位匿名審稿專家的細致審閱,并對本文提出了寶貴的修改意見。同時,野外工作得到了河北金廠峪礦業公司郭運晨主任的大力支持。

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