河北承德大廟雜巖體成礦規(guī)律研究及遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)

趙向奎

（河北省地礦局第四地質(zhì)大隊(duì)，河北 承德 067000）

承德地區(qū)是我國(guó)北方著名的釩鈦生產(chǎn)基地，釩鈦磁鐵礦資源儲(chǔ)量?jī)H次于四川攀枝花，居全國(guó)第二位。截至2014年底，全區(qū)新增探明儲(chǔ)量4.5億噸以上[1，2]。河北承德大廟黑山鐵礦床位于承德市以北的大廟一帶，地處我國(guó)唯一的元古宙巖體型斜長(zhǎng)巖[3]。比之于北美和歐洲的斜長(zhǎng)雜巖體，體積很小（約90km2），但巖石類型齊全（斜長(zhǎng)巖85%、蘇長(zhǎng)巖和輝長(zhǎng)巖11%、紋長(zhǎng)二長(zhǎng)巖和花崗巖4%，以及少量的橄長(zhǎng)巖），賦存有豐富的釩鈦磁鐵礦～磷灰石礦床[4]，該鐵礦床是研究元古宙鐵礦床成因的絕佳地區(qū)。

近幾年，隨著本區(qū)較大規(guī)模的地質(zhì)勘查活動(dòng)的進(jìn)行，對(duì)本區(qū)的大地構(gòu)造背景、巖漿成因及演化過(guò)程的研究程度不斷增強(qiáng)，二者形成互補(bǔ)，取得了顯著的找礦成果，預(yù)計(jì)鐵礦遠(yuǎn)景儲(chǔ)量可達(dá)10億噸以上。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

本區(qū)位于華北地臺(tái)北緣，燕山臺(tái)褶帶與內(nèi)蒙地軸的交接地帶，屬于臺(tái)褶帶邊緣的斷裂隆起區(qū)大廟穹斷束（Ⅳ級(jí)）構(gòu)造單元中。尚義～古北口～平泉、豐寧～隆化兩條東西向平行的深斷裂中間有紅石砬～大廟東西向深斷裂通過(guò)，控制著區(qū)內(nèi)的巖漿活動(dòng)，為本區(qū)鐵、磷等礦床的生成提供了優(yōu)越的運(yùn)礦和儲(chǔ)礦空間。

2 大廟斜長(zhǎng)雜巖體地質(zhì)特征及成礦作用

（1）巖體特征。大廟斜長(zhǎng)雜巖體西起哈叭沁，向東經(jīng)大廟、王營(yíng)至馬營(yíng)、全長(zhǎng)18km；北起韓麻營(yíng)鎮(zhèn)牛蹄子溝，南至大廟～馬營(yíng)一線，寬9km，形態(tài)似三角形，面積88km2。雜巖體總體傾向北，傾角60°～70°。

雜巖體由紋長(zhǎng)二長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)巖、蘇長(zhǎng)巖組成。紋長(zhǎng)二長(zhǎng)巖分布在小烏蘇溝～烏龍素溝頂一帶，構(gòu)成斜長(zhǎng)巖雜巖體的北西鑲邊，出露面積約4km2（占雜巖體總面積4%）。斜長(zhǎng)巖構(gòu)成雜巖體的主體，出露面積約74km2（占85%）。蘇長(zhǎng)巖侵入斜長(zhǎng)巖中，呈小巖體、巖床、巖脈成群產(chǎn)出，主要分布在大廟～烏龍素溝、卜頭溝～馬營(yíng)，大馬圈溝和黑山一帶，出露總面積約10km2（占11%）。

雜巖體侵入于太古代變質(zhì)巖和中元古代地層中，在巖體西部常見片麻巖和大理巖捕虜體。在海西期受南升北降區(qū)域壓扭力作用而抬升，相伴沿雜巖體西北邊緣接觸帶底板有帶狀或串珠狀海西期輝石角閃石巖體侵入。沿紅石砬—大廟深斷裂帶有片糜巖化。

根據(jù)斜長(zhǎng)巖主體結(jié)構(gòu)變化及熱力學(xué)計(jì)算生成溫度，大黑山山頂及周圍為斜長(zhǎng)巖侵位最高地段，整個(gè)斜長(zhǎng)巖體呈穹窿狀，是強(qiáng)迫侵位方式向上而生成的。巖體受剝蝕程度不高，推測(cè)被剝蝕100m～200m。

（2）巖體生成時(shí)代。成巖年齡測(cè)試結(jié)果：①斜長(zhǎng) 巖 ：1735Ma±239Ma(Sm—Nd法 解 廣 轟1988)、1726Ma±9Ma（n=12）(鋯 石 SHRIMP U—Pb 法，zhang etal 2007)。②蘇長(zhǎng)巖 ：1693Ma±7Ma(n=4)（鋯石U—Pb法，趙太平等2004）。③紋長(zhǎng)二長(zhǎng)巖：1739Ma±14Ma（鋯石SHRIMPU—Pb法，zhao etal 2009）1742Ma±17Ma(鋯石La—1cpms法，zhao.etal 2009)。

從測(cè)定結(jié)果可以看出：斜長(zhǎng)巖成巖年齡為17億年，紋長(zhǎng)二長(zhǎng)巖略早于17億年，蘇長(zhǎng)巖略晚于17億年。

（3）巖體成礦作用。斜長(zhǎng)巖雜巖體由紋長(zhǎng)二長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)巖和蘇長(zhǎng)巖組成。

斜長(zhǎng)巖一般為粗粒結(jié)構(gòu)，在巖體中心部位見堆晶結(jié)構(gòu)。巖石礦物學(xué)和巖石化學(xué)特征表明原始巖漿為玄武巖漿，且來(lái)自上地幔。地質(zhì)四隊(duì)硫同位素分析結(jié)果34S/32S比值接近隕石硫比值，碳、氫、氧同位素亦表明水主要是巖漿水，亦說(shuō)明來(lái)自上地幔。原始巖漿在深部巖漿房產(chǎn)生深部重力分異作用，輕的Si、Al熔漿在上層；中部為含Ti、Fe的蘇長(zhǎng)巖熔漿（上輕下重，下富Ti、Fe）；下部為Ti、Fe熔漿（礦漿）。當(dāng)時(shí)的熔漿處在高壓高溫下，必然向地殼薄弱處侵位。當(dāng)時(shí)的中元古代海盆地殼較薄，深斷裂是最好的侵位通道。沿紅石砬—大廟深斷裂Si、Al熔漿率先侵位，當(dāng)斜長(zhǎng)巖凝固后，含Ti、Fe蘇長(zhǎng)巖熔漿沿斜長(zhǎng)巖構(gòu)造薄弱帶侵位生成蘇長(zhǎng)巖，而后富鈦鐵的蘇長(zhǎng)巖熔漿侵位生成分凝式鐵礦和鐵磷礦，殘余蘇長(zhǎng)巖熔漿生成偉晶蘇長(zhǎng)巖。最后Ti、Fe礦漿沿蘇長(zhǎng)巖下盤壓扭性構(gòu)造充填交代，生成貫入式釩鈦磁鐵礦礦床。因此，斜長(zhǎng)巖雜巖體是同源玄武巖漿深部結(jié)晶分異和淺侵位的結(jié)果。

斜長(zhǎng)巖雜巖體的成礦作用主要為釩鈦磁鐵礦和鐵磷礦，構(gòu)成完整的成礦系列：巖漿晚期由早—晚生成如下礦床：①分凝式暗色蘇長(zhǎng)巖型鐵磷礦床（亦可稱含磷釩鈦磁鐵礦礦床）。②分凝式橄欖蘇長(zhǎng)巖型釩鈦磁鐵礦床。③分凝式偉晶蘇長(zhǎng)巖型釩鈦磁鐵礦礦床。④貫入式釩鈦鐵磷礦床。⑤貫入式釩鈦磁鐵礦礦床（大廟式）。⑥氣成熱液期含鈷黃鐵礦礦化（伴生）。⑦高溫?zé)嵋浩诤挕㈡嚧劈S鐵礦化（伴生）。

上述分凝式暗色蘇長(zhǎng)巖型鐵磷礦床和分凝式橄欖蘇長(zhǎng)巖型釩鈦磁鐵礦床具有規(guī)模大、厚度大、品位中等特點(diǎn)，呈大型或超大型礦床。貫入式釩鈦磁鐵礦礦床具有品位高、厚度變化較大特點(diǎn)，呈中型～大型礦床。

3 成礦基本規(guī)律及遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)

（1）成礦基本規(guī)律。①斜長(zhǎng)巖雜巖體是大廟式含釩鈦磁鐵礦的成礦的首要條件和基礎(chǔ)，大廟斜長(zhǎng)巖雜巖體是該類型礦床的礦集區(qū)，具備生成大型釩鈦鐵礦床的地質(zhì)條件。②斜長(zhǎng)巖體生成后不同級(jí)別的壓扭性斷裂帶是控巖、控礦構(gòu)造，它控制了蘇長(zhǎng)巖和釩鈦鐵礦的產(chǎn)出和分布。鐵礦體主要產(chǎn)出分布在蘇長(zhǎng)巖體（床）的下部斜長(zhǎng)巖中。③該巖漿型鐵礦床在成礦上具有上磷下鐵的產(chǎn)出分布規(guī)律，一般地表和上部含磷偏高，在下部往往以釩鈦磁鐵礦體為主。④黑山鐵礦的①、②號(hào)礦體，東大洼礦段礦體和③、⑥、⑧號(hào)礦體，同受黑山—龍?zhí)稖蠅号ば詷?gòu)造帶控制，礦體在平面上具有作左行雁行排列，在垂向上具有疊瓦斜列式排列，礦體的延深大于延長(zhǎng)，延深是延長(zhǎng)的2倍～5倍。⑤巖漿晚期分異式釩鈦磁鐵礦床具有規(guī)模大、品位中等之特征，與巖漿晚期礦漿貫入式釩鈦磁鐵礦有一定差異，主要差別是礦石致密塊狀礦石稀少，品位略低，但規(guī)模大為主要特點(diǎn)。

（2）遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)。大廟雜巖體內(nèi)多個(gè)礦體雖經(jīng)多期勘查，但其走向延長(zhǎng)及傾向延深均未控制住，根據(jù)成礦規(guī)律結(jié)合低緩異常和三分量測(cè)井資料，推測(cè)深部仍有磁性體存在，預(yù)計(jì)本區(qū)鐵礦儲(chǔ)量可達(dá)10億噸以上，礦床規(guī)模有望成為超大型釩鈦磁鐵礦床。