北京市成礦系列和成礦譜系

方同明，孫永華，尤世娜，張曉亮，劉 鴻，王志輝，李 莉

（北京市地質調查研究院，北京 100195）

北京市成礦系列和成礦譜系

方同明，孫永華，尤世娜，張曉亮，劉 鴻，王志輝，李 莉

（北京市地質調查研究院，北京 100195）

通過對北京地區重要礦床的成礦地質背景、成礦環境、巖漿活動、控礦構造、圍巖蝕變、成礦時代、礦床特征等分析研究，運用在一定的地質歷史時代或構造旋回階段，在一定的大地構造單元或成礦區帶內，與某一特定的地質成礦作用有關，表現為具有成因聯系的礦床組合這一成礦系列概念，基本確定了北京市的成礦系列，劃分了9個成礦系列、18個成礦亞系列，并對其構造演化與成礦關系進行總結，厘定了成礦譜系。

構造演化；成礦系列；北京市

0 引言

北京的礦業開發歷史悠久，漢朝時即有對區內鐵礦進行開發利用的記載。截至2007年底，共發現各類礦產127種（含亞礦種），探明資源儲量并已編入《北京市礦產資源儲量表》的有67種365處礦產地①，積累了豐富的礦產勘查和成礦規律研究資料。為總結成礦規律，北京市地質礦產局、中國地質科學院等眾多研究機構對北京市煤炭、鐵、金、鉬、石灰巖等重要礦床成因、成礦區帶等方面進行了分析和研究；程裕淇、陳毓川等先后就成礦系列的問題發表了多篇文獻［1-3］；2007年，陳毓川等出版《中國成礦體系與區域成礦評價》［4］專著。礦床成礦系列的概念引起北京市地質工作者的重視，并嘗試性地提出了北京市成礦系列劃分方案。本文從陳毓川等［5］的礦床成礦系列概念出發，結合北京市地質構造演化和成礦特點，系統劃分北京市礦床成礦系列和成礦譜系，論述其特征、時空分布規律及成因。

1 構造演化與成礦譜系

區域構造基本格架顯示出早期的EW向或近EW向隆起拗陷或褶皺斷裂被后期NE向、NNE向或近SN向褶皺、斷裂交切復合的特點，經歷了強烈下陷、褶皺活動，后以穩定隆起拗陷為主，繼而再活動為隆起褶皺、斷陷以至拉張，呈斷塊式不斷掀斜下傾，形成多旋回螺旋式推進，繼承活動和較新地殼構造運動相互交替的發展演化過程。本區作為陸內造山帶的一種典型類型，基本特征表現如下。

1.1 太古宙—古元古代變質結晶基底形成期

陸內造山帶有其獨特的大地構造位置，它發育于相對穩定的大陸板塊內部，造山作用發生以前均有結晶基底的形成，經歷了克拉通化的過程，基底的剛性程度，對后期的構造變形起著不可忽視的作用。

（1）密云巖群（表殼巖）大致形成于中太古代，是北京地區的古老陸核。新太古代發生重要巖漿侵入，使原始陸殼墊托加厚，使中太古代沉積巖系發生深度變質和混合巖化作用②。

（2）區域上發生過2期壓扭性變形構造、2期逆沖推覆構造和2期區域變質作用。

（3）從新太古代開始，本區由不成熟陸殼狀態向成熟陸殼轉化。此階段陸殼剛性特征明顯增加，發生了廣泛的基性-中酸性巖漿侵入，并使原巖發生區域性重熔，形成英云閃長質和奧長花崗質（TTG）古老雜巖體。到古元古代末結晶基底全部固結，具有一定厚度的剛性地殼形成，構造活動形式亦由以韌性壓扭性構造轉化為脆性擠壓性構造。

該期主要形成與陸核發育階段有關的沉積變質型鐵、金礦床成礦系列和與中元古代構造旋回巖漿-沉積作用有關的鐵、錳、鉻、金、銅、鋅、磷和非金屬礦床。

1.2 中元古代—中三疊世蓋層形成期

中元古代開始，已固結的結晶基底被拉張開裂，斷塊陷落，形成中-新元古代巨厚的拗拉槽堆積，槽內沉積地層累積厚度近萬米。同沉積活動的深斷裂控制了大紅峪火山噴發和沙廠環斑巖體的侵入。

古生代（至三疊紀早-中世）期間，本區為穩定克拉通的發育階段，形成一套從緩坡碳酸鹽臺地→濱海三角洲→大型內陸盆地的穩定沉積［6-7］。其特征是沉積穩定、橫向變化小、區域可對比。

本期構造演化形成了與中元古代構造旋回巖漿-沉積作用有關的鐵、錳、鉻、金、銅、鋅、磷和非金屬礦床。

1.3 中-新生代復雜的陸內造山運動期

（1）按造山過程將中-新生代陸內造山運動劃分：印支期為始造山期，燕山期為主造山期，喜馬拉雅期為重造山期（崔盛芹，1999）。

（2）發生于晚三疊世的印支運動結束了蓋層平穩堆積發育階段，開始了陸內造山構造變動的新時期。主要經歷了2個構造變形階段：第一變形階段在伸展體制下，在高地熱異常的特定地區發育大規模的水平韌性剪切作用，形成特有的固態流變構造；第二變形階段則轉為收縮體制，使雙泉組以下的地層均卷入縱彎褶皺變形，且軸向均為近EW向。

（3）強烈的構造變形、巖漿侵入與火山噴發活動，及同造山期巨大的火山-沉積巖系的堆積發生于侏羅紀、白堊紀的主造山期——燕山期。這些沉積于火山-沉積盆地內的巖層沒有在全區形成統一廣泛的蓋層，而是分為3個世代的盆地散布在不同部位，有的具有繼承性，更多的為新生性盆地。經燕山期3次擠壓形成不同方向的褶皺，其軸向分別為NEE向、NE向和NNE向，構造線方位呈逆時針逐漸偏轉的趨勢。因此，陸內造山帶最主要的特征之一是不具有線狀構造格局，即各個構造單元不具有較規則的帶狀展布規律，也不顯示垂直造山帶方向的極性演化趨勢。

（4）構造變形以基底卷入并控制蓋層變形的厚皮構造為特征。整個主造山期間出現3次拉張和3次擠壓，共6個構造變形期的轉換，既有伸展體制下形成的各種構造類型，也有早期SN向構造在后期活動影響下形成的擠壓構造，這些構造疊加在一起，表現出復雜的陸內造山帶構造特征。

（5）與印支期固態流變構造相伴出現的綠片巖相區域變質作用，其余主造山期未發生強烈的區域變質作用。

本階段構造演化形成與燕山期花崗巖有關的金、鉬、鐵、銅、鉛、鋅、銀、錳礦床。

2 北京市重要礦產成礦系列的厘定

成礦系列理論主導思想是通過對一定時間、空間范圍研究大地構造演化過程中各類礦床之間的關系、總結礦床成礦規律，提出指導性建議的學說。成礦系列理論將在一個成礦區帶內與某種成礦地質作用有關，在三維空間、時間及礦床成因上有聯系的眾多礦床（組）作為一個系統加以總結研究。掌握了成礦系列相關性特點，可以通過研究礦床之間相關聯系開展找礦工作，提高礦產預測評價和勘查工作的效率，這對于提升成礦規律的認識具有重要意義。

北京市的金屬礦產集中形成于太古代、中元古代及中生代，根據與礦床有關的構造環境、巖漿侵入作用、沉積變質作用和礦床自身特點，在陳毓川等［4］成礦體系與區域成礦評價理論的基礎上，將其中的北京市重要礦床系列提取出來，并補充新建部分本區的礦床成礦系列，最終形成北京地區的9個成礦系列（組）18個成礦亞系列③（表1），現將各成礦系列的構成說明如下。

（1）將沙廠式沉積變質型鐵礦直接列入“Ar2華北陸塊中太古代陸核發育階段形成的鐵、石墨、金礦床成礦系列”［4］中，稱為“Ar2-1太古宙燕山地區（冀京遼吉陸核）與中太古代裂陷拉張環境海相火山-沉積作用有關的條帶狀鐵礦成礦亞系列”。

（2）在“Pt3-1華北陸塊東部與新元古代沉積作用有關的鐵礦床成礦系列”中，新建了“Pt3-11京冀與海相沉積有關的鐵礦床成礦亞系列”和“Pt3-12京西與海相沉積有關的磚瓦頁巖礦床成礦亞系列”。

（3）在“Pt2-1／Pt2-2華北陸塊中、東部與中元古代構造旋回巖漿-沉積作用有關的鐵、鈦、釩、錳、鉛、鋅、硫鐵礦礦床成礦系列（組）”中去掉鈦、釩、鉛、硫鐵礦，增加銅、磷、非金屬；在“Pt2-11沉積成礦系列”中將四海式、宣龍式沉積型鐵礦直接列入“Pt2-12京北與海相沉積有關的鐵、錳、磷成礦亞系

列”，新建“Pt2-12京西與海相沉積作用有關的熔劑用白云巖成礦亞系列”在“Pt2-2巖漿型成礦系列”中新建“Pt2-21京北與巖漿作用有關的鎢、釩鈦磁鐵礦床成礦亞系列”和“Pt2-22京東與堿性火山作用有關的銅、鋅礦床成礦亞系列”。

表1 北京市礦床成礦系列劃分Table 1 Division of metallogenic series in Beijing area

圖1 北京市主要成礦單元區域成礦譜系圖Fig.1 Metallogenic division and the regional metallogenic pedigree

（4）在“Pt1-3華北陸塊中部與元古代裂谷火山-沉積變質改造作用有關的鐵、銅、金礦床成礦系列”中新建“Pt1-31京北與基性超基性巖漿作用有關的鉑、鈀、鉻、鐵礦床成礦亞系列”。

（5）在“Pz2-1華北陸塊與石炭紀-二疊紀沉積作用有關的煤、鋁土礦、REE、稀散元素、耐火黏土、膨潤土礦床成礦系列”中，新建“Pz2-11京冀與海相沉積有關的葉臘石礦床成礦亞系列”；將京東、京西煤礦直接列入“Pz2-12京東、京西煤、耐火材料礦床成礦亞系列”。

（6）在“Pz2-1華北陸塊與寒武-奧陶紀有關的石灰巖成礦系列”中新建“Pz2-21京冀與海相沉積有關的制堿灰巖、電石灰巖礦床成礦亞系列”、“Pz2-22京冀與海相沉積有關的熔劑用灰巖礦床成礦亞系列”和“Pz2-23京冀與海相沉積有關的水泥用灰巖礦床成礦亞系列”。

（7）將金、銀、鉛、鋅、鉬等暫列入“Mz-1華北陸塊北緣與印支-燕山期中酸性巖漿侵入-噴發活動有關的金、銀、鉛、鋅、鉬礦床成礦系列”中，新建“Mz2-11冀東與印支-燕山期花崗巖有關的金礦床成礦亞系列”、“Mz-12京冀與印支期花崗巖有關的鉬、銅、鉛、鋅、銀、硫鐵礦床成礦亞系列”、“Mz-13冀東與印支-燕山期花崗巖類有關的金成礦亞系列”及 “Mz2-14承德—錦州與燕山期花崗巖有關的鉬、鐵、銅、鉛、鋅、銀、錳礦床成礦亞系列”。

（8）將“Mz1-21京西盆地煤礦床成礦亞系列”直接列入“Mz2-2華北陸塊北緣及周邊與中生代后期陸相盆地碎屑巖、泥質巖有關的煤、油頁巖礦床成礦系列”中。

3 成礦譜系的建立

成礦譜系是指在一定的空間內，隨著時間推移成礦地質作用在各階段的成礦特征，是反映成礦元素在構造演化中的聚散過程，揭示礦床形成與富集的規律，反映出區域成礦的延續性或特殊性。通過建立成礦譜系，從大的地質歷史期次上分析區域礦產的時空分布規律，對找礦具有戰略意義。

北京市重要礦床的成礦譜系，按9個構造旋回，垂向反映成礦環境的演化，橫向為Ⅴ級成礦區帶，中間列出成礦系列、亞系列，簡要地反映成礦、構造演化和時空結構，初步構建本區成礦譜系（圖1）。

從圖1可以看出，區內各時代的成礦作用及礦種各不相同，如太古代沉積變質型鐵礦成礦作用較強，中元古代以外生沉積型非金屬礦產和基性-超基性巖型釩鈦磁鐵礦成礦作用為主，中生代主要發育與構造-巖漿活動有關的成礦作用，形成金、鉬、銅及多金屬礦床。

4 結語

（1）北京地區礦床成礦系列是在區域成礦地質構造演化研究和區域成礦帶劃分的基礎上進行的。成礦系列的劃分對于全面了解區域重要礦產的分布和種類，深入認識礦床形成的地質背景、成礦環境、構造演化特征及成礦規律頗為有益。

（2）自晚古生代末北京地區進入了俯沖-碰撞陸內特征的陸相演化時期④，本文重點放在鐵、金等金屬礦床構造演化特征、成礦系列研究及其劃分上。對同時期的非金屬礦未開展相應研究，有待于今后進行深入的研究。

注釋：

①北京市國土資源局.2007年度北京市礦產資源年報（內部資料）.北京：北京市國土資源局，2008.

②姜守玉.北京市區域礦產總結.北京：北京市地質礦產局地質研究所，1992.

③北京市地質調查研究院.北京市礦產資源潛力評價成礦規律研究課題設計（內部資料）.北京：北京市地質調查研究院，2007.

④北京市地質調查研究院.北京市礦產資源潛力評價成礦地質背景研究課題設計（內部資料）.北京：北京市地質調查研究院，2007.

［1］程裕淇，陳毓川，趙一鳴.初論礦床的成礦系列問題［J］.中國地質科學院院報，1979（第1號）：32-58.

［2］程裕淇，陳毓川，趙一鳴，等.再論礦床的成礦系列問題［J］.中國地質科學院院報，1983（第6號）：1-63.

［3］陳毓川.礦床的成礦系列［J］.地學前緣，1994，1（3／4）：34-40.

［4］陳毓川，王登紅，朱裕生，等.中國成礦體系與區域成礦評價［M］.北京：地質出版社，2007.

［5］陳毓川，薛春紀，王登紅，等.華北陸塊北緣區域礦床成礦譜系探討［J］.高校地質學報，2003，9（4）：520-535.

［6］鮑亦岡，劉振鋒.北京地質百年研究：北京地區基礎地質研究的歷史與最新成果［M］.北京：地質出版社，2001.

［7］劉振鋒，王增護.中華人民共和國區域地質調查報告：延慶縣幅［R］.北京：北京市地質調查研究院，2002.

Metallogenic series and pedigree in Beijing region

FANG Tong-ming，SUN Yong-hua，YOU Shi-na，ZHANG Xiao-liang，LIU Hong，WANG Zhi-hui，LI Li

（Beijing Geological SurveyInstitute，Beijing100195，China）

Based on analysis and researches on geological background，metallogenic setting，magmatic activity，ore-control structure，wall rock alteration，metallogenic epochs and characteristics of ore deposits in Beijing region and concept of metallogenic series-the genetically associated ore deposits combination that is related to a specific geological process in a specific geological times or tectonic cycle，in a specific geotectonic unit or metallogenic province（belt）9metallogenic series and 18sub-metallogenic series are defined in the region and is summarized the relation between the tectonic evolution and metallogenic process and is defined the metallogenic pedigree.

tectonic evolution；metallogenic sereies；Beijing region

P612；P617

A

1001-1412（2012）04-0404-06

10.6053／j.issn.1001-1412.2012.04.003

2012-06-18；改回日期：2012-09-24；

余和勇

中國地質調查局《北京市礦產資源潛力評價》（編號：1212010881603）資助。

方同明（1979-），男，工程師，從事區域成礦規律研究及礦產預測等工作。通信地址：北京海淀區西四環北路123號地質大廈二層，北京地質調查研究院；郵政編碼：100195；E-mail：fangtongming＠163.com