燕遼成礦帶銅鉬礦床時代與動力背景關系

張志軍,劉 陽，吳志山,3,鄭 杰

(1.中國冶金地質總局礦產資源研究院，北京 101300) (2.天津華勘礦業投資有限公司，天津 300170) (3.中國冶金地質總局第二地質勘查院，福建 福州 350000)

0 引 言

中國華北地臺北緣地處太平洋板塊、西伯利亞板塊與華北板塊3個板塊相接合部位，演化過程歷時長達3 800 Ma[1]，期間經歷了多期構造地質事件。在穩定的華北地臺克拉通基底上，西伯利亞板塊與華北板塊北緣之間，古亞洲洋經歷了復雜的演化過程，從早期的發生階段到中期的發展階段及后期的消亡階段，并在石炭紀-二疊紀晚期古亞洲洋完全閉合，歷經了4個主要的演化階段。在這4個演化階段中，奠定了華北北緣的EW及NE向造山帶構造初步格局[2]。

該區陸內造山階段在中生代開始，期間該區的構造活動及巖漿活動發育、涉及面積比較廣泛，構造巖漿活動很強烈，早期奠定的EW、NE向構造格局受到很大的改變，形成了級別不等的EW、NE向構造，其中逆沖推覆等構造發育，韌性剪切帶發育，主要方向為NE、NNE向，并形成了多處典型的變質核雜巖構造[3-5]，造山帶形成過程中與之相伴同期也形成了豐富的多金屬礦產資源[6-7]。燕遼成礦帶內現發現的銅鉬多金屬礦床與中生代侵入的巖體關系密切。

1 燕遼銅鉬多金屬礦床時代統計

根據本文收集到的近年來發表的有關燕遼成礦帶內銅鉬礦床的成巖成礦年代(見表1、表2)來進一步探討帶內銅鉬多金屬礦床成礦特點及其形成的地質背景。

從表1可以看出，該地區銅鉬多金屬礦床成礦年代時間段主要集中于242.6～233.1 Ma、197.0～185.0 Ma、164.3～131.0 Ma。

表1 燕遼成礦帶銅鉬多金屬礦床的成礦年代統計表

從表2可以看出，本區中生代與銅鉬多金屬礦床相關的侵入體的成巖時代主要為3個時代，集中于227 Ma、189.0～169.9 Ma、142.0～126 Ma 3個時期。

表2 燕遼成礦帶銅鉬多金屬礦床的賦礦巖體年代統計表

綜合礦床的成礦時代及與成礦有關的成巖時代，可以看出該地區現已發現的銅鉬多金屬礦床的成礦時代及與之相關的賦礦期的成巖時代基本處于同一時期，成礦與成巖作用兩者關系密切。毛景文院士提出，華北地區的中生代時期，發生了3次大規模成礦作用[8]，成礦成巖時期相一致。

2 礦床成礦動力學背景

華北地臺北緣在中生代以來，進入陸內造山時期，地質活動比較頻繁，期間區內構造活動主要為擠壓與伸展交替為主，擠壓作用強-弱-強交替[3]。在大地構造上表現為巖漿出露及方向不一的伸展盆地、逆沖斷層、褶皺、變質核雜巖等構造現象。華北地臺北緣形成過程中，陸內擠壓-伸展-擠壓交替動力過程中，古亞洲洋構造域匯集擠壓形成構造系列轉換成古太平洋俯沖，在該動力學背景下形成了華北地臺北緣地區的多金屬礦床成礦帶，成為地質學領域的研究重點。

3 華北地臺北緣構造演化史

3.1 中-晚三疊世(247.2～201.3±0.2 Ma)

西伯利亞板塊和華北板塊的兩個板塊之間在古生代時期，板塊之間的古亞洲洋經歷產生-發展-消亡3個階段，并在二疊紀晚期完全閉合，兩個板塊聯合即形成了華北—蒙古聯合體板塊[8]。晚三疊世-早侏羅世期間，華北板塊北緣主要以伸展作用形成一系列構造為主，伴隨局部擠壓構造運動，擠壓構造主要在遼西地區表現了逆沖推覆構造[4]。

3.2 早侏羅世(201.3±0.2～174.1±1.0 Ma)

晚古生代時期，蒙古地塊與華北板塊兩大地質體拼貼到一起，隨后中生代時期的拼貼到一起的縫合帶在燕山區域進入造山作用階段，區域內巖漿活動頻繁且強烈。該區早侏羅世的多金屬成礦事件與在大興安嶺南段發現的銅鉛鋅銀礦多金屬礦床成礦時間段一致[8]，該類礦床礦體圍巖為花崗巖。其中，以孟恩陶勒蓋銀鉛鋅礦為典型，其成礦時間約為179.0 Ma左右[18]，該時期的一系列成礦事件發育由華北—蒙古聯合板塊組成的地質體與西伯利亞板塊碰撞作用有關，該持續碰撞階段也被多數地質學家認為是兩大地質體之間的鄂霍茨克洋的萎縮消減直至閉合滅亡時期。

3.3 中侏羅世(174.1±1.0～163.5±1.0 Ma)

燕山陸內造山作用持續比較長，侏羅世是該區域造山比較重要的時期，巖漿活動頻繁、強烈，構造運動發育。巖漿活動侵入巖比較少，主要還是流紋巖為主的噴出巖，少見花崗巖。

該期形成的構造主要是NWW向、NNE向的斷裂構造為主，此階段形成的礦床主要礦體受兩大主斷裂構造控制。成礦有關的巖漿巖熱液與主構造形成時代比較一致。所以一般地質學者也認為燕遼地區中侏羅世的構造活動和巖漿活動，伴隨的成礦作用與古太平洋的俯沖，即鄂霍茨克洋的閉合消亡關系密切。

3.4 晚侏羅世(163.5±1.0～145 Ma)

由于西伯利亞板與華北地塊持續碰撞擠壓，印支后期中侏羅世(大約180 Ma)后，古太平洋板塊開始向亞洲板塊俯沖，在侏羅世后期-白堊世早期這段時期，古太平洋板塊的俯沖達到高峰[19]。深源花崗質巖漿活動在該時期比較強烈，同期大規模斷裂構造發育，并多為控礦構造。也形成比較復雜的一系列構造體系，引起強烈構造運動的動力主要來自于板塊俯沖引起的碰撞能量。

3.5 早白堊世(145～100.5 Ma)

通過以往地質學者針對產于華北板塊的金伯利巖可知：燕遼地區在古生代時期為一個相對較平坦的高原地區，研究表明古巖石圈的推測厚度接近200 km[20]。隨著兩大板塊的碰撞抬升，地表剝蝕等風化流失及拆沉等地質作用下，巖石圈厚度發生了減薄，到中生代時期厚度已經不超過80 km[21]。在該時期地質作用下，巖石圈快速的大減薄，因動能作用比較強烈，引起了大區域變質作用為主的構造演化，因此該期成礦典型特征就是與變質巖、蝕變較強的金、銀、鉛鋅等多金屬礦床，而與巖漿相關比較密切的銅鉬成礦就明顯偏弱。典型礦山有遼西阜新排樓金礦成因與變質作用有關，賦礦花崗巖年齡為125 Ma[22]，安家營子金礦的礦賦巖性為花崗巖，成巖成礦測年年齡為132 Ma[23]，還有典型的蔡家營鉛鋅礦也是該時期成礦產物。該階段形成的穩定盆地中也發現石油、煤等非金屬類礦產。

4 討 論

中生代以來華北板塊，尤其是板塊北緣區域發生較強烈的巖漿及構造活動。主要構造活動為褶皺變形、逆沖推覆現象；主要的巖漿活動為火山噴發、巖漿侵入活動。碰撞拼合后的兩大陸塊，隨著持續的擠壓碰撞力學作用，陸內造山比較活躍。引起燕山地區的陸內造山的動力源也一直是許多地學專家研究的熱點，出現不同的認識。建國初期，地質力學提出的燕山造山運動，以地殼垂向地質作用為主，造山力源由深部巖漿與地殼升降有關；上世紀70～80年代，板塊運動理論認為，引起造山作用的力源主要來自于因板塊碰撞引起橫向動力為主，即中生代的鄂霍茨克洋消亡閉合時期，同時受到古太平洋板塊俯沖側向擠壓引起[8]。上世紀末期，有學者認為，“燕山造山作用”的發生是華北克拉通巖石圈減薄的縱向、橫向聯合作用所導致。而隨著研究的深入，這一誘發因素逐漸明確為“地幔物質上涌”占主導地位[24]。

通過以往對華北地臺北緣銅鉬多金屬礦研究，主要是成礦成巖年代的分析，結合該區構造演化史，認為燕山陸內造山作用動力源主要為板塊運動引起的各種碰撞擠壓及板塊俯沖等導致大規模斷裂構造及地殼薄厚交替引起的深部幔源物質上升綜合地質力源。

5 結 論

本文通過燕遼地區多個銅鉬礦的勘查工作及綜合以往資料研究對比，引用前人對該區域的成巖成礦年代數據，綜合研究初步認為：燕遼地區與銅鉬多金屬礦床有關的巖漿侵入活動主要集中在227 Ma、189.0～169.9 Ma、142.0～126 Ma 3個時期；銅鉬礦床成礦時代主要集中于242.6～233.1 Ma、197.0～185.0 Ma、164.3～131.0 M 3個時期，成礦動力學背景形成分別是：早期的板塊碰撞動力源，中-晚三疊世的華北板塊與西伯利亞板塊相互碰撞后期的擠壓造山作用階段；中期為侏羅世的鄂霍茨克洋的消減到閉合及后期兩大陸塊持續碰撞擠壓階段；后期為板塊俯沖，深部幔源物質上升，巖石圈減薄等的動力學作用階段。