華北陸塊北緣西段鐵、金、石墨等礦產成礦規律淺析

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。該區主要賦存鐵、金、石墨礦，如產在興和巖群中的毫賴溝鐵礦，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的白云母礦、與透輝石偉晶巖有關的稀土磷礦。這些礦產的形成，受深斷裂帶、成礦構造環境、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，東側延入山西省境內。本區屬華北陸塊一級構造單元，狼山——陰山陸塊（大陸邊緣巖漿弧）、疊加裂陷盆地系兩個二級構造單元，跨越多個三級構造單元，包括固陽——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。華北陸塊作為中國最古老的陸塊之一，經歷了基地及其后的蓋層發育階段。古生代以來沿華北陸塊北緣發生構造巖漿活化，形成了不同的階段的構造相，并賦存有不同的礦產。

一、構造對成礦的控制作用

華北陸塊北緣西段眾多礦床沿深斷裂帶兩側呈線型帶狀分布。其中太古宙一古元古代基底隆起區，分布太古宙一古元古代條帶狀鐵礦床（三合明、書記溝等）、綠巖型金礦床、超大型晶質石墨礦床（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，分布有中元古代與堿性巖、碳酸巖巖漿活動有關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-沉積作用有關的銅、鉛、鋅礦、硫、金大型礦床（霍各乞、炭窯口、東升廟、甲生盤、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、銀宮山）。

二、成礦構造環境的控礦作用

太古宙-古元古代陸塊中，花崗巖-綠巖帶內賦存條帶狀鐵礦（或稱鞍山式鐵礦）和金礦，而高級變質巖區賦存眾多的非金屬礦床，例如變質成因的石墨礦、與混合巖化相關的花崗偉晶巖型的云母礦床等。在中元古代時，一方面在太古宙一古元古陸塊邊緣的裂陷槽或裂谷帶內形成與海相基性一中酸性火山噴發活動相關的海底火山噴氣、噴流-沉積型鐵、銅、鉛、鋅、金、硫鐵礦床，以及與堿性火山-巖漿活動相關的噴流一沉積型鐵、鈮、稀土礦床。同時，有與海相化學同沉積作用有關的鐵、錳、磷礦床形成。另一方面在以洋殼為基底的火山弧環境內形成與中基性-中酸性火山-侵入活動有關的銅鉬礦床；而在大洋脊擴張部位或其與異常脊的過渡帶環境內有與富鈉鎂質基性火山巖漿活動相關的鐵（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、發育、消亡的過程中發生強烈的構造一巖漿活化作用。在這種構造環境下，在北緣形成了與基性巖漿有關的熔離型銅、鎳、鉑礦床和結晶分異鐵、磷礦床及熱液型鐵礦。深部富鈮、稀土的成礦流體沿構造裂隙帶上升，使白云鄂博鐵、鈮稀土礦床進一步富集。同時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巖有關的熔離型鈦鐵礦床和接觸交代型鐵、金礦床。

三、地層對成礦的控制作用

（一）在成巖過程中直接成礦

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，成礦物質大量富集而形成的。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（查干哈達廟銅礦）等都是在海底火山物質噴發、噴溢的同時，大量成礦物質富集而形成的。成礦受火山巖性巖相控制。中元古代與海相化學沉積有關的鐵、磷礦床亦是如此。

（二）成礦物質的初始預富集作用

許多成礦物質在火山噴發沉積作用過程中或在沉積過程中并未能富集成具有經濟價值的礦體，再經歷后期的變形變質作用、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巖層，經過區域麻粒巖相變質作用和混合巖化作用常形成規模不等的石墨礦床。古元古代寶音圖群中富鋁泥質巖層經過區域角閃巖相變質作用形成石榴石礦床。烏拉山巖群和集寧巖群原巖為泥質一半粘土質巖層經過1700Ma～1800Ma的變質—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在古老的變質結晶基底中，構造巖漿活動萃取了基底中的高豐度的易活化金形成金礦床。例如赤峰地區太古宙變質巖系含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片麻巖；角閃斜長片麻巖、斜長角巖等的金豐度值變化于7.5-11.87×10^-9之間，而且這類巖石中富含黃鐵礦。黃鐵礦含Au豐度為1584×10^-9。黃鐵礦是易活化金的攜帶者，在后期地質作用下這部分金最易活化出來，經遷移沉淀富集成礦。大青山-烏拉山-色爾騰山地區太古宙-古元古代的綠巖系內的黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖、角閃斜長片麻巖、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，亦構成了金的初始預富集。

四、巖漿巖對成礦的控制作用

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作用相關；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；霍各乞銅礦床的形成是與鈉質基性火山巖漿作用有關，而東升廟、炭窯口鉛鋅多金屬礦床的形成是與鉀質火山巖漿噴發作用有成因關系。

上述礦床均是與海相火山巖漿噴發-侵入作用有關，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間過程中，由單礦種到多礦種再到相對簡單的礦種的變化。同時亦說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，而古生代的鐵礦，卻與中基性一中酸l生火山巖漿相關，同樣發生了變化。

與金成礦有關的中酸巖漿巖類，主要是鉀長花崗巖及正長花崗巖，個別與閃長玢巖有關。這類花崗巖類屬于基底重熔型花崗巖類，而且與后期鉀長石化有關。

五、區域成礦模式

元古代在華北陸塊北緣處于拉張構造環境，發育陸緣裂陷槽或裂谷。在裂陷槽發育中期，地表強烈下陷而隨之發生強烈的中基性-中酸性火山噴發作用，因而形成了與此相關的鐵、金、鉛、鋅、硫礦床。同時形成與海相化學沉積作用有關的鐵、錳、磷成礦床。晉寧運動，裂陷槽關閉成陸，本區地殼趨于穩定狀態。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生構造一巖漿活化，而形成與早古生代基性巖漿活動有關鐵、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構造一巖漿活化，在華北陸塊北緣西段形成與中酸性沿活動有關的鐵、金、銅、鉛、鋅礦床（圖1）。

結語

華北陸塊北緣多數礦床沿深斷裂帶兩側呈線型帶狀分布，賦存于太古宙變質巖系等地層中，其中含有較富的成礦元素，豐度值較高，在成巖時得到初始預富集，為以后不同地質時期的成礦作用而活化、遷移、富集提供豐富的成礦物源。這些礦產的形成，還受成礦構造環境和巖漿噴發一侵入作用等因素控制。