甘肅肅北紅山鐵礦巖漿活動及演化系列探討

王軍　張宏赟　包振軍　李向軍　厲小鈞

摘? 要：根據(jù)肅北紅山地區(qū)巖漿活動地質(zhì)特征，探討了北山地區(qū)的構(gòu)造巖漿活動模式，對于該礦區(qū)的巖漿活動及演化系列，有一個比較系統(tǒng)而客觀的認識;同時對早、晚古生代巖漿巖的侵入與各類礦床的生成關(guān)系進行了初淺的探討。

關(guān)鍵詞：巖漿巖、早古生代、晚古生代、北山地區(qū)、甘肅省

1區(qū)域地質(zhì)背景

紅山鐵礦區(qū)位于甘蒙北山地區(qū)馬鬃山山系西段羅雅楚山-大紅山一帶，隸屬我國北方北疆-興蒙造山帶中段。自太古宙以來，經(jīng)歷了海陸變遷及多旋回造山和巖漿活動。由此，在本區(qū)展示了不同時代地質(zhì)塊體相互疊置、拼合，最終鑲嵌成極為復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造圖案。

早古生代，甘肅北山地區(qū)呈南、北兩大陸塊間夾洋殼盆地的構(gòu)造格局。其構(gòu)造演化經(jīng)歷了洋陸對峙、裂谷消減、洋殼俯沖、洋區(qū)閉合及板塊碰撞等一系列地質(zhì)作用，在這些地質(zhì)作用進程中產(chǎn)生了大量的巖漿活動，每一階段都包括一個特征的巖漿源區(qū)，而每個階段巖漿作用的強度是受碰撞事件的地質(zhì)和地球物理條件的約束

2早古生代巖漿活動

一、超基性巖（S2Σ）

主要出露于測區(qū)南部的黑山，侵位于寒武系地層中，呈巖株產(chǎn)出，為中志留世早期產(chǎn)物，規(guī)模小，面積約0.25km2巖性為角閃橄欖巖、角閃輝長巖、偉晶輝長巖。現(xiàn)僅就超基性巖與銅鎳礦的成生關(guān)系進行初淺的探討。

在地幔演化過程，組成地幔的固態(tài)硅酸鹽物質(zhì)，在地溫升高的情況下，發(fā)生選擇性熔融作用，生成的玄武質(zhì)巖漿，噴出地表形成大洋地殼;尚未熔融的部分，則殘留下來形成超基性巖質(zhì)的上地幔。當上地幔的超基性巖發(fā)生局部熔融作用巖漿沿深斷裂侵入地殼時，通過巖漿中氧化物或硫化物的熔離作用，就可以形成各種巖漿鐵礦床和硫化銅鎳礦床，在熔離作用中，鈣和鈉濃度的增高，都有利于巖漿熔離作用的發(fā)生;而氧逸度的增高，則是巖漿中發(fā)生氧化物熔離作用的必要條件。超基性巖和基性巖都是巖漿早期結(jié)晶產(chǎn)物，其結(jié)晶順序一般遵循電價降低和離子半徑增大的方向，在超基性巖中Mg/Fe重量比值為2.63，在基性巖中，Mg/Fe重量比值為0.53，但鈣的含量比超基性巖約高10倍，（Mg+Ca）/Fe重量比值為1.31。因此，巖漿中鎂濃度的增高，可促使鐵分散于暗色造巖礦物中，而鈣濃度的增高，則有利于鐵呈氧化物富集。

二、基性巖（S2ν-βμ）

主巖體為長條狀的巖株或巖墻，長軸方向與復(fù)背斜軸一致，侵入薊縣系大理巖中，接觸面不平整，呈彎曲狀，多外傾，外接觸帶有角巖化，內(nèi)接觸帶為細粒結(jié)構(gòu)的巖石，其中含較多的大理巖捕虜體。輝長巖巖體中心偶有輝長偉晶巖團塊及輝石巖析離體。巖體屬淺剝蝕，為淺成相。結(jié)晶分異不好，相變不明顯，主體相多為輝長巖，邊緣為輝綠巖，巖體也有時分異出橄輝巖。

本巖體呈深灰綠色，輝長輝綠結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，由斜長石（65%）、輝石（35%）及少量石英組成。巖體的巖石化學成分及標準礦物，與我國同類巖石相比其TiO2、Na2O含量較高，出現(xiàn)標準礦物石英，巖石為SiO2過飽和類型，巖石屬鈣堿性系列（表1）。

三、早古生代巖漿作用及各類侵入體與成礦的關(guān)系

早古生代有著規(guī)模不等、形式不同、成因各異的巖漿活動，其活動強度與各巖漿巖區(qū)的構(gòu)造性質(zhì)密切相關(guān)。就早古生代晚期而言，北山區(qū)的巖漿活動比較活躍但規(guī)模較小，早期表現(xiàn)為以基性巖為主的火山活動，對銅礦形成極為有利，生成了與火山作用有關(guān)的公婆泉中型銅礦床;晚期由于祁連運動影響，巖漿侵入作用加劇，顯示從超基性到中酸性逐漸加強的演化過程。根據(jù)區(qū)域資料分析，超基性與基性侵入巖系同源巖漿產(chǎn)物，巖漿沿主干斷裂上侵，呈腸狀及串珠狀展布。一般規(guī)模大的超基性巖體，特別是具深部分異的復(fù)合巖體成礦作用最好。賦含鉻鐵礦的超基性巖一般為鎂鐵比值大于7的鎂質(zhì)超基性巖，以富含MgO、FeO，貧Ka2O、Na2O、Al2O3和低SiO2為特征。中性巖體呈巖基、巖株產(chǎn)出，侵入深度中等，接觸帶普遍具角巖化，與圍巖接觸地段可形成鐵、銅、云母等熱液交代型或矽卡巖型礦（化）點。巖體派生的熱液石英脈中常具多金屬礦化。副礦物具硫化物礦物組合。酸性巖由于巖漿的活動性增強。在北山區(qū)占了相當大的空間，多呈巖基、巖株產(chǎn)出，具明顯的熱變質(zhì)帶，Na2O+K2O隨酸度增加而增大，多屬地殼重熔巖漿型花崗巖，代表著巖漿演化的較高階段，許多重要內(nèi)生金屬礦床，如鎢、鎢鉬礦床及許多其它金屬礦點都與其有成因聯(lián)系。本區(qū)早古生代巖漿活動較弱，規(guī)模較小，故其成礦作用也較弱，除超基性巖有礦化顯示外，基性-中性巖漿作用均未形成相關(guān)礦床。

四、晚古生代中酸性巖類侵入作用與鐵礦的關(guān)系

就北山地區(qū)而言，晚古生代巖漿活動頻繁，侵入巖巖石類型齊全，分布廣泛，是省內(nèi)主要造巖期。同時區(qū)域構(gòu)造形變和區(qū)域變質(zhì)作用均較明顯而強烈，因而對于伴隨巖漿活動的各種金屬礦產(chǎn)的成礦作用十分有利。本期內(nèi)生金屬礦產(chǎn)豐富，礦種繁多，計有鎳、鉻、釩、鈦、鎢、錫、銅、鉛、鋅、鐵、金、銀和稀有放射性礦產(chǎn)鈾、鈮和鉭等礦床、礦點160余處。各類礦產(chǎn)與侵入巖的成礦專屬性均有密切的內(nèi)在聯(lián)系，特別是晚古生代中、晚兩期侵入巖更為明顯。這兩期中的花崗巖、斜長花崗巖、花崗閃長巖及二長花崗巖與接觸交代型及熱液型鎢礦、閃鋅礦、黃銅礦和磁鐵礦等關(guān)系密切。晚古生代晚期的肉紅色花崗巖與稀有放射性礦產(chǎn)關(guān)系密切。在巖漿期后褐鐵礦化的細小石英脈群中金礦化明顯，可作為尋找金礦的標志。

五、結(jié)論

就北山地區(qū)而言，晚古生代巖漿活動頻繁，侵入巖巖石類型齊全，對于伴隨巖漿活動的各種金屬礦產(chǎn)的成礦作用十分有利。本期內(nèi)生金屬礦產(chǎn)豐富，礦種繁多，計有鎳、鉻、釩、鈦、鎢、錫、銅、鉛、鋅、鐵、金、銀和稀有放射性礦產(chǎn)鈾、鈮和鉭等礦床、礦點160余處。各類礦產(chǎn)與侵入巖的成礦專屬性均有密切的內(nèi)在聯(lián)系，值得做進一步深入探討。