冀西北水泉溝堿性巖體特征及其與金礦關系研究進展

陳超，石少堅，王豐翔，張福祥，馬奎，王云靜

1. 河北地質大學地球科學學院河北省戰略性關鍵礦產資源重點實驗室，河北石家莊050031；2. 河北省自然資源檔案館，河北石家莊050031

冀西北水泉溝堿性巖體大地構造位于華北克拉通北緣中段，近EW向尚義—崇禮—赤城深大斷裂的南側，是我國重要的金、銀多金屬礦集區。區內典型礦床有東坪金礦、中山溝金礦、水晶屯金礦、小營盤金礦、黃土梁金礦、金家莊金礦、張全莊金礦、后溝金礦等，其中東坪金礦已被探明金儲量超過100 t，是區內最具代表性的金礦床。金礦床（點）多分布于水泉溝巖體的內外接觸帶及附近太古宇桑干群地層之中，找礦潛力巨大。因而水泉溝堿性巖體與金礦的時空、成因關系等備受大家長期關注[1-6]。鑒于近些年地球同位素、地球化學技術的發展，將水泉溝堿性巖體成巖時代、成因，東坪、后溝、中山溝等金礦的成礦時代、成因方面的研究推向了一個新的高度[7-26]，為進一步深入總結、探討巖體與金礦的關系奠定了很好的基礎。為此，本文在前人研究的基礎上，側重對水泉溝巖體與金礦的時空、成因關系進行系統總結，旨在找出一些地質規律，以便進一步提高對冀西北堿性巖體與金礦關系的認識，同時指出本區目前存在的一些重大科學問題，為以后的科學研究提供基礎。

1 區域地質特征

區域地層主要為太古宇桑干群變質巖系、下元古界紅旗營子群變質巖系、中元古界長城系、中生界白堊系和新生界第四系[19]。以尚義—崇禮—赤城深大斷裂為界，北側主要出露下元古界紅旗營子群中級變質巖系，巖性主要為黑云斜長片麻巖、黑云變粒巖、二云石英片巖等，南側則主要為太古宇桑干群角閃巖相—麻粒巖相的中高級變質巖系，巖性主要為麻粒巖、變粒巖、片麻巖、混合巖及大理巖等。中元古界長城系出露于赤城—溫泉以南地區，巖性主要由濱海—淺海相碎屑巖和碳酸鹽巖組成，侏羅系地層為一套陸相碎屑巖—火山巖沉積，以角度不整合覆蓋在前寒武紀地層和水泉溝堿性巖體之上，新生界第四系主要分布于區域河谷及山麓地帶（圖1）。

圖1 水泉溝地區區域地質圖（據[6]修改）Fig.1 Regional geological map of Shuiquangou area

區內斷裂構造及褶皺構造均較為發育，其中褶皺主要發育于桑干群和紅旗營子群之中，可進一步分為EW向、NW向褶皺和SN向單斜構造[27-28]，而斷裂構造按照展布方向可分為EW向、NWW向、NW向、SN向、NNE-NE向5組[22]，近EW向展布的尚義—崇禮—赤城深大斷裂是區域最主要的控巖控礦構造，控制著本區的水泉溝等巖體和金礦床的分布，NWW向楊木洼—馬丈子—金家莊斷裂、水泉溝—東坪—上水泉斷裂、磚樓—后溝斷裂等多為崇禮—赤城的派生構造。此外，在多期構造運動過程中，本區變形變質作用強烈、后期構造疊加改造較為明顯，總體形成由多條次級韌性剪切帶組成，在空間上呈東西兩端收斂、中部膨大的巨型眼球狀的近EW向尚義—豐寧韌性剪切帶，是很好的控礦構造[29-30]。

巖漿活動具有多期次、多階段的特征，可分為5個期次。例如太古宙花崗片麻巖、角閃透輝巖等侵入巖主要分在本區的北部和西南部、古元古代溫泉巨斑狀花崗巖等侵入巖主要分布在赤城溫泉一帶，中元古代小張家口超基性巖體侵入于金家莊—小張家口—余家溝一帶，古生代巖漿巖以水泉溝巖體為代表，為本區分布最廣的巖體。水泉溝巖體總體近EW向展布，長56 km，寬6 ~ 8 km，面積400 km2，巖體邊界北緣陡傾，約70°~ 80°，南緣緩傾，約40°~ 50°，侵入于太古宇桑干群變質巖之中[2]，其巖性主要有輝石閃長巖、角閃二長巖、正長巖等，是本區金礦重要的賦礦圍巖。此外，后期中生代紅花梁、上水泉、谷咀子等中酸性巖體分別侵位于水泉溝巖體的南北兩側。

張宣地區已發現金多金屬礦（點）100多處，主要分布在崇禮—赤城—宣化地區的巖漿—變質雜巖區，而外圍中晚元古代、中生代蓋層則分布銀多金屬礦床，總體構成“金三角、銀鑲邊”的礦產分布格局[31]。

2 水泉溝堿性巖體特征

水泉溝堿性巖體侵入于崇禮—赤城深大斷裂的南側太古宇桑干群變質巖之中，呈EW向帶狀產出，其西部和中部被侏羅系火山沉積巖系不整合覆蓋，北部、東部和南部則主要與紅花梁巖體、溫泉巖體和上水泉巖體相鄰。巖體西部與變質圍巖接觸帶往往形成較寬泛的混合巖化帶，而無明顯的分界面，在東部混合巖化不發育。巖體內接觸帶中透鏡狀、枝岔狀、似層狀等變質巖殘留體、殘影體較發育。

2.1 巖石類型

巖體巖性較為復雜多樣，主要為輝石角閃二長巖、石英二長巖、角閃二長巖、正長巖，角閃二長花崗巖、霓輝正長巖、輝石角閃正長巖、輝石閃長巖、二長巖等，總體上可劃歸為二長巖類和正長巖類兩類（表1）。各巖性之間呈漸變過渡，從西向東巖性總體為角閃二長巖—輝石角閃二長巖—石英二長巖，而正長巖則主要分布在巖體東西兩端，暗色礦物逐漸減少，巖石結構由中粗粒變為中細粒，由似斑狀結構變為斑狀結構[6，32]，總體為一個鉀質—高鉀質的鈣堿性、弱堿性和堿性巖石共存的雜巖體[33]。

表1 水泉溝堿性巖體主要巖石類型礦物含量表[19]Table 1 Mineral content of main rock types of Shuiquangou alkaline rock mass

2.2 巖石化學成分

因水泉溝堿性巖體巖性多樣，化學成分變化較大，但總體上貧硅、富堿。下文簡要總結巖體主要巖性輝石角閃二長巖、石英二長巖、角閃二長巖、正長巖的化學成分特征（表2、表3）。

表2 水泉溝堿性巖體主要巖石類型化學成分特征表[19]Table 2 Chemical composition characteristics of main rock types of Shuiquangou alkaline rock mass

表3 水泉溝堿性巖體主要巖石類型堿性指數分析表[19]Table 3 Alkaline index analysis of main rock types of Shuiquangou alkaline rock mass

（1）從SiO2含量看，各類巖石SiO2含量變化較大。其中，石英二長巖最高，為73.65%，其次為正長巖，為65.14%，角閃二長巖和輝石角閃二長巖相對較低、且接近，分別為58.63%和61.40%。

（2）從Al2O3含量看，各類巖石Al2O3含量變化較大。其中，角閃二長巖、輝石角閃二長巖、正長巖三者較高，且接近，分別為17.80%、18.12%和17.66%，石英二長巖則相對較低，為14.5%。

（3）從CaO含量看，各類巖石Al2O3含量變化較大。其中，角閃二長巖含量最高，為4.51%，其次為正長巖，為1.46%，石英二長巖和輝石角閃二長巖含量最低，分別為0.73%和0.45%。各巖性CaO含量差別較大，說明它們之間存在不同程度的堿質交代。

（4）從Fe、Mg含量看，各類巖石Fe2O3+FeO+MgO含量變化較大。其中，角閃二長巖和輝石角閃二長巖相對較高，分別為6.91%和4.02%，其次為正長巖，為2.08%，石英二長巖相對較低，為1.77%。

（5）從K、Na含量看，各類巖石K2O +Na2O含量變化較大。其中，正長巖相對較高，為12.31%，角閃二長巖和石英二長巖較為接近，分別為10.00%和9.98%，輝石角閃二長巖最低，為8.69%。

（6）從堿質含量和堿性指數看，正長巖中K含量高于Na，角閃二長巖、輝石角閃二長巖和石英二長巖中均為Na含量高于K；正長巖里特曼指數含量最高，平均值為8.95，輝石角閃二長巖和角閃二長巖里特曼指數平均值較為接近，分別為6.87和6.50，三者均屬于堿性范圍，而石英二長巖的里特曼指數含量較低，平均值為3.1，為鈣堿性。

3 冀西北地區金礦地質特征

河北張家口—宣化地區分布著東坪、小營盤2處大型金礦及張全莊、黃土梁、中山溝等中、小型金礦（點）80余處，主要產于水泉溝堿性巖體及鄰近的太古宇變質地層之中，是中國重要的黃金產地之一。各金礦床地質特征總體相似，但在控礦構造、圍巖蝕變、礦脈特征等方面又略有差異，前人將本區金礦進一步歸為不同的金礦類型。例如，銀劍釗等（1994）將本區金礦歸為小營盤型、張全莊型和東坪型三類[34]。江思宏等（1998）通過總結資料歸納出小營盤金礦和東坪金礦兩類[35]。張招崇（1997a）劃分出東坪式（石英脈型+蝕變巖型）和后溝式（蝕變巖型）兩類[2]。李長民（2011）在前人資料基礎上總結出小營盤型金礦、東坪型金礦、后溝型金礦和張全莊型金礦四類，其中東坪型（石英脈型+蝕變巖型）和后溝型（破碎帶蝕變巖型）是最重要的兩類金礦[36]。宋瑞先等（2013）認為東坪式金礦和小營盤式金礦是與水泉溝堿性巖體有密切成因關系最重要的兩類礦床[19]。

本區主要金礦地質特征如下表4。盡管兩者的賦礦圍巖、控礦構造特征不同，在礦石類型、成礦階段、圍巖蝕變等地質特征均較為一致，暗示兩者可能有相似的成因[35]。

表4 冀西北主要金礦類型地質特征對比表[35]Table 4 Comparison of geological characteristics of main types of gold deposits in northwest Hebei Province

4 水泉溝巖體與金礦的關系

4.1 空間關系

據有關資料統計，河北目前金礦產地有253處，其中11處大型，5處中型，104處小型，133處礦點。其中，張宣地區是河北省重要金礦集中區，有金礦產地24處，其中，大型金礦2處，中型金礦4處，小型金礦11處，礦點7處。本區金礦成礦地質條件優越，金礦床大多分布在宣化區、赤城、崇禮三縣，被譽為河北省的“金三角”，資源潛力大。

宋瑞先等（2013）根據礦床的空間分布，成礦地質環境和礦床特征，區內總體可以劃分出東坪—中山溝、后溝—黃土梁、小營盤—水晶屯三個金礦田[19]。其中，東坪—中山溝金礦田產于水泉溝堿性巖體的西段中，主要有東坪、西坪、中山溝、轉枝蓮、下雙臺、水泉溝、下三道河、下兩間房、牧場溝、王子府、王子溝等金礦產地。后溝—黃土梁金礦田主要產于巖體東段中，包括有后溝、黃土梁、趙家溝、北溝、西水溝、石垛口、磚樓、金家莊等金礦產地。小營盤—水晶屯金礦田產于巖體南側附近的太古宇變質巖系中，主要有小營盤、韓家溝、水晶屯、南冷溝、席麻溝、黑土溝、前溝、常峪溝、霍家溝、葛峪堡南山、大營盤、張全莊、響水溝等金礦產地。而從礦脈（體）的具體產出部分看，不管是分布于巖體還是地層之中的金礦，各礦床金礦脈主要受控于各級斷裂構造破碎蝕變帶中。

因此，本區東坪—中山溝金礦田、后溝—黃土梁金礦田主要產于水泉溝堿性巖體內部，小營盤—水晶屯金礦田則位于堿性巖體鄰近太古宇變質巖之中，金礦脈皆基本受控于各級構造控制。

4.2 年齡關系

就水泉溝堿性巖體成巖時代而言，前人對此采用了U-Pb、40Ar-39Ar、Rb-Sr、K-Ar等多種測年方法，但因不同的測試手段、測試對象和巖體復雜成因等因素影響，獲得了一個很寬泛的成巖年齡：早至元古宙、晚至中生代均有測年數據，但主要處于加里東末期—海西早期和海西晚期兩個時段（表5）。例如，從近年的鋯石U-Pb年齡來看，二長巖和正長巖的成巖時代較為一致，大致處于372.7±2.4 Ma ～410.5±1.4 Ma，為加里東末期或海西早期[11，14，17，21，37-39]。尤其羅鎮寬等（2001）通過對巖體二長巖和正長巖進行高精度SHRIMP U-Pb測年，獲得了386±7 Ma和390±6 Ma兩個非常一致的成巖年齡[14]。而40Ar-39Ar年齡結果總體表明巖體的成巖時代處于299.5±0.3 Ma～327.4±9 Ma，為海西晚期[5，8-9]。此外，還獲得了Rb-Sr法和K-Ar法的燕山期成巖年齡[1，40]。上述多階段的測試年齡，很大程度上表明了自水泉溝堿性巖體形成后，受到了后期多期構造—熱事件擾動。

表5 有關水泉溝巖體主要測年數據Table 5 The main related age data of the Shuiquangou rock mass

表5（續）

從本區金礦成礦時代看，前人主要采用對蝕變礦物進行40Ar-39Ar和K-Ar測年利用、石英脈中熱液鋯石進行U-Pb定年、對礦石中輝鉬礦進行Re-Os法測年，因不同的測年方法和測試對象，所獲得的年齡數值較為寬泛，位于115.1~402.8 Ma之間，主要可分為加里東末期或海西早期和燕山期兩個成礦區間（表6）。例如，從蝕變礦物40Ar-39Ar和K-Ar定年來看，本區金礦成礦時代主要處于115.1~187.9 Ma之間[5，7，42-46]，而對礦石礦物輝鉬礦進行Re-Os測年和熱液鋯石U-Pb定年來看，成礦時代主要位于382~402.8 Ma[21，26，47-48]，近年的熱液鋯石U-Pb定年，也表明了約140~154 Ma的成礦事件[16，21，39，48]。從各金礦床成礦時代來看，各金礦區具有一定的對比、年代相似性。其中東坪金礦是本區研究最為系統的金礦床，結果各種測年結果，基本可以厘定加里東末期或海西早期和燕山期兩期熱液成礦。上述的年代學結果表明，本區金礦有大致相同的成礦年代，且總體經歷多期成礦—熱事件，其中加里東末期或海西早期的成礦時代與水泉溝巖體的成巖年齡較為一致。

表6 冀西北地區主要金礦成礦年齡統計表Table 6 Metallogenic ages of main gold deposits in northwest Hebei province

4.3 成因關系

（1）巖體成因

前人對巖體成因有諸多認識，分歧較大，根據巖體起源，總體上可以歸為三類：以幔源為主的巖漿成因[42，46]；以殼—幔混合為主的重熔（同熔）成因[7-8，10，17，40，51-55]；以殼源為主的混合巖化—重熔（交代）成因[19，41，56-57]。例如王蓉嶸（1992）根據巖體產出特征，FeO/MgO比值、稀土元素和87Sr/86Sr比值以及δ18O特征，認為這套長英質堿性雜巖屬幔源玄武巖漿分異的產物[42]。宋國瑞（1992）根據對巖體的研究和總結前人資料，認為水泉溝堿性正長巖雜巖體來源于地幔巖漿，同熔部分太古宇崇禮群地層物質[51]。魏菊英等（1994）根據巖體地球化學特征和δ18O值變化范圍大，認為巖體是基底片麻巖經熱液堿交代作用而成[41]。宋瑞先等（2013）通過總結前人資料，根據Ca-Na-K圖解和巖體87Sr/86Sr比值，認為巖體為混合巖化—重熔巖漿殼源改造成因[19]。包志偉等（1996）根據巖體巖石、稀土元素、Sr、Nb、Pb、O等同位素研究，認為巖體為上地幔和下地殼物質部分熔融的產物[8]。張招崇（1997）通過對巖體O、Pb、Sr同位素分析，巖體起源于上地幔的頂部和下地殼底部的過渡帶，經部分熔融、上升過程發生不同程度同化混染作用形成[10]。王正坤等（1992）根據偏堿性巖與超基性巖、深大斷裂共生關系以及Sr、Pb、O同位素、稀土元素、巖化學及實驗巖石學等資料表明，本區偏堿性雜巖為上地幔及下地殼混合來源[7]。江思宏等（2003）根據巖體Nb同位素特征，認為巖體是地幔巖漿與重熔的下地殼不均勻混合造成的[54]。

（2）礦床成因

前人對本區金礦床成因成果頗多，但分歧較大，主要有以下幾種觀點：巖漿熱液型金礦[1，18，31，46，58-61]；混合巖化—重熔交代熱液型[19，27]；改造型熱液礦床[2，9，32，35，54，62-63]。例如，王郁（1994）基于研究區金礦區的地質特征、穩定同位素、稀土元素、流體包裹體等，總結出東坪—后溝金礦的成礦模式：印支—燕山早期，區域構造運動造成的引張環境，利于上地幔物質上涌形成水泉溝—后溝偏堿性雜巖體。巖體固結后，燕山期再次構造活動為上地幔和下地殼的成礦物質上侵提供通道。由于深部巖漿不斷分異演化，所聚集大量的含金熱液流體在巖漿熱力和構造活動驅動下，沿構造通道不斷上升。當含金熱液遷移至張性或張扭性斷裂中充填交代，金沉淀形成東坪式金礦，當遷移至較寬范圍的破碎帶至，金沉淀形成后溝式金礦。這兩種礦床類型統歸為“與偏堿性巖有關的巖漿熱液型金礦床”[61]。宋瑞先等（2013）通過總結資料，認為海西期區域構造—巖漿活動，通過對基地崇禮群變質巖進行局部性混合巖化作用、重熔巖漿作用形成原地、半原地偏堿性二長雜巖體。成巖期后，殘余巖漿和巖汁進一步活動，主要從圍巖萃取形成含礦熱液，在巖體內外適宜的構造部位形成東坪式和小營盤式金礦。因“成礦物質老，礦床定位新”，金礦床屬于改造型礦床[19]。江思宏（2003）認為海西晚期水泉溝巖體從上地幔帶來成礦物質，并在上侵過程中同化桑干群中部分金，形成金的礦源巖。經過長期的流體演化，于燕山早期原生巖漿水與地下水形成以大氣降水為主的混合熱液，對已固結的巖體進行淋濾、交代，形成富鉀、硅的含金熱液，同時從變質巖中也萃取了一定量的金，于燕山期在特定的構造部分充填、交代富集成礦。礦體定位于太古宇桑干群變質巖中形成小營盤式金礦，而產于堿性雜巖體內外接觸帶，形成東坪式金礦[54]。

5 討論

5.1 巖體與金礦時空關系

冀西北張家口—宣化地區金礦在空間上基本分布于水泉溝巖體內及鄰近變質巖地層構造破碎帶之中，但從前人對成巖年齡和成礦時代看，成巖時代主要在海西期，而成礦主要形成于燕山期。羅鎮寬等（2001）和苗來成等（2001）從成巖年齡（加里東末期或海西早期）和成礦時代（燕山期）角度，認為水泉溝堿性雜巖僅僅作為金礦的圍巖，與東坪和后溝等金礦與巖體之間不存在直接的成因聯系，金礦不屬于堿性巖性礦床[14，64]。

就巖體成巖而言，U-Pb年齡表明巖體主要形成于加里東末期或海西早期，而40Ar-39Ar年齡結果總體表明巖體主要形成于為海西晚期。此外，前人還獲得部分燕山期K-Ar等年齡。鋯石U-Pb年齡是目前最理想的測年方法之一，鋯石具有抗風化、抗變質作用能力強，其U-Pb體系封閉性好的特征，因而其微區測年可以精準地厘定成巖和成礦年齡，因而而加里東末期或海西早期應該是水泉溝巖體的主成巖時代。此外，K-Ar、Ar-Ar、Rb-Sr測年一般要求樣品未受后期地質作用影響，對于經歷多期巖漿活動、變質作用擾動的地質體而言，其年齡值一般代表后期熱擾動事件的時間。因此，從年代學上來看，表明水泉溝堿性巖體于加里東末期或海西早期形成，后期經歷了多期構造熱事件。就成礦而言，各類測年數據總體表明本區金礦成礦時代多為燕山期，但是近年的熱液鋯石U-Pb測年和輝鉬礦的Re-Os測年數據表明東坪金礦存在一次加里東末期或海西早期成礦事件。事實上，國內外諸多（超）大型金銀多金屬礦礦床存在多期成礦事件已不少見，且華北克拉通北緣本就處于多期強烈構造活動—巖漿活動—成礦作用的地質事件，因而本文認為本區金礦存在多期成礦，其時空特征與水泉溝巖體有一定匹配關系。

5.2 成礦流體與礦質來源

（1）成礦流體

就本區金礦而言，前人對礦床成因有諸多認識，但多認為成礦流體主要為巖漿（或變質）熱液與大氣降水的混合水[2，9，19，34，46，54，61]，深源流體來源也有了一定進展[46，65]。例如，銀劍釗（1994）統計本區9個礦區H-O同位素數據，計算得出δ18OH20=2.17‰～6.71‰，δD=-83.58‰～-71.99‰，在δD-δ18O圖解上，金礦熱液均顯示既非典型變質水又非典型巖漿水的成礦熱液，而是一種多因（源）混合熱液[34]。宋國瑞等（1996）統計本區東坪、中山溝、后溝、黃土梁、小營盤、下雙臺6個礦床H-O同位素數據，認為成礦溶液是一種多來源的混合水，主要為巖漿水與大氣降水的混合[9]。Hart 等（2002）認為華北克拉通北緣金礦特征和流體特點與變質地體中的造山型金礦吻合，但不排除來自巖漿熱液的影響[45]。而通過對東坪金礦的流體包裹體研究，毛景文等（2001）強調了地幔流體與成礦活動的密切關系[65]。王寶德等（2010）綜合分析了冀北16個礦床的H-O同位素和7個礦床的C、Si同位素數據，認為礦床的成礦熱液主要為深源巖漿水，且有部分其他來源的水加入[46]。

（2）礦質來源

前人多從金礦石中載金硫化物物中S、Pb同位素，對比礦石與圍巖（巖體與變質巖）的稀土特征以及圍巖的Au的品位高低來探討本區金的來源問題。

部分學者認為礦質主要來源于賦礦圍巖巖體或變質地層[2，9，12，19，34-35，66]。例如，宋瑞先等（2013）統計本14個礦區257件硫化物樣品，不管產于巖體內還是變質巖中的金礦，其礦石S同位素數據非常相似，都為明顯的負值，δ34S=-23.83‰～-0.65‰，極差23.18‰，平均值-9.40‰，而變質巖的硫δ34S=-0.04‰～4.40‰，為幔源硫，認為礦石硫是來自變質巖地層硫的改造分餾。通過對11個礦區61件（含3個變質巖和8個巖體樣品）Pb同位素統計，認為東坪式和小營盤式各金礦區礦石Pb具有相似性，主要為殼源，有幔源混合。兩者礦石鉛與變質巖系和水泉溝雜巖體鉛組成較為一致，而與燕山期花崗巖的鉛不一致，說明金礦與賦礦圍巖有內在聯系，而與燕山期巖體無關[19]。江思宏（1998）分析小營盤和東坪金礦δ34S數值（平均值分別為-11.7‰，13個樣品和-8.4‰，48個樣品），認為兩者有一定相似性，兩礦區的成礦溶液總硫均與隕石硫接近，顯示了幔源硫的特征[35]。并統計小營盤和東坪金礦區的礦石鉛、水泉溝巖體鉛、變質地層鉛，礦石鉛與巖體鉛數值具有一致性、以深源為主，而與地層鉛組成差異較大。宋國瑞（1996）從正長巖—堿長正長巖—礦體，金的含量表現出正常（背景）—貧化—富集，表明蝕變帶的貧化是金是從巖體活化遷出至礦脈富集所致[9]。

另一部分認為礦質主要來自地球深部[46，61，67]。例如，王寶德等（2010）統計冀西北21個金銀多金屬礦床363件S同位素樣品和147個Pb同位素樣品，認為東坪和小營盤等礦區δ34S呈現明顯負值是由巖體的堿化作用所致，而各礦區Pb同位素十分接近，總體來源于地球深部，有部分殼源物質加入[46]。王郁（1994）通過東坪式和后溝式金礦礦石和圍巖正長巖稀土元素特征具有相似性，均為左高右低的副輕稀土型，認為金礦石與正長巖之間具有同源性。但根據巖體含金只有2.2×10-9，認為堿性巖體不是礦源層，兩者只是同源，主要來自下地殼或上地幔[61]。

5.3 控礦因素

盡管前人對本區巖體和金礦的成因、年代學等方面有一定分歧，但是基本都認可構造對成巖和成礦的重要作用。區域上，EW向尚義—崇禮—赤城深大斷裂存在多期活動特征，不僅影響和控制著馬丈子—東坪等NE—NNE向、中山溝—紅花背—東坪—上水泉等NW向、轉枝蓮—后溝等近EW向斷裂構造，還是本區最重要的導巖導礦構造[9，68-71]。牛樹銀等（2010、2011）以幔枝構造理論分析了冀西北東坪金礦、黃土梁金礦萬全寺銀金礦的成因，認為金銀多金屬成礦物質主要來自地球深部，通過地幔熱柱多級演化向上遷移，并在幔枝構造的有利構造擴容帶中集聚成礦[18，72]。

就單個金礦床而言，前人主要對東坪金礦等展開了系統的構造控礦研究，多一致認為各級斷裂構造是主要的控礦構造[70，73-77]。例如，李紅陽等（1993）認為東坪金礦受控于二長雜巖體南部接觸帶附近的NW向韌性剪切帶[74]。楊再紅（1997）依據東坪金礦區成礦特點進行了成礦構造的形成及應力分析，認為1號礦脈的成礦構造是近SN向主壓應力作用下先形成一對共軛剪切構造，后期又在近SN向力偶作用形成近SN向張性構造，在這過程中充填成礦[75]。李少眾等（2000）認為東坪金礦床受NNE向和NW向二組斷裂聯合控制，而且二者在礦床不同部位各有主次，并由石英脈型與蝕變巖型礦化組成了雁列式脈狀礦床[76]。此外，對黃土梁金礦、小營盤金礦、水晶屯金礦、中山溝金礦等礦床的控礦構造也有一定認識，基本認為金礦受控于斷裂構造[78-81]。例如，葉發廣等（1994）厘定了小營盤金礦一條角閃巖相韌性剪切帶以及稍晚的以剪切帶中心為滑脫面的系列沖斷構造，而金礦主要以石英脈型式賦存于滑脫面[78]。牛樹銀等（2003）通過對黃土梁金礦成礦控礦構造的研究，確認了礦區成礦控礦構造為一向北陡傾、疊加于早期韌性剪切帶之上的韌脆性剪切帶，礦體受該剪切帶上盤之一系列“入”字型次級斷裂所控制[81]。

5.4 存在問題

（1）堿性巖型金礦歸屬問題

堿性巖性金礦主要指與堿性巖漿活動有關的一類金礦床，礦床與堿性巖應具有時空和成因的聯系（如美國 Cripple Creek 礦床；斐濟 Emperor 礦床），其最主要特征之一是成巖與成礦應屬于同一構造—巖漿事件不同階段[82]。冀西北張宣地區金礦多產于水泉溝堿性巖體內部或鄰近變質巖中，學者們大多認為金礦成因與堿性巖體有關[19，35，58，61]。隨著巖體與成礦的年代學精細研究，越來越多的學者發現成巖與成礦時代相差較大，羅鎮寬等（2001）和苗來成等（2001）認為金礦不屬于堿性巖型金礦[14，64]，而多數學者仍則認為金礦成因為與堿性巖體有關的改造熱液型金礦[9，32，35]。此外，牛樹銀等（2011）和王寶德等（2010）則認為金礦成因與地幔熱柱多級演化有關[46，72]。很顯然，水泉溝堿性雜巖體與東坪、后溝等金礦的形成年齡是解決這些爭議的關鍵。從成巖和成礦年齡的數據，總體上看兩者有較大的年代差，金礦不屬于堿性巖型金礦。但近年金礦的Re-Os和U-Pb數據表明了加里東末期—海西早期的成礦事件，似乎又暗含金礦與巖體存在著某些成巖聯系。那么，如果本區金礦屬于堿性巖型金礦，金礦存在加里東末期或海西早期和燕山期兩期熱液成礦，為何從巖體年代學上燕山期信息不充足？燕山期成礦事件是否存在地質誘因？如果是改造型礦床，那么從圍巖萃取巨量金如何發生？如果不屬于堿性巖型金礦，巖體大面積鉀化、礦石的金碲化物等堿性巖型金礦床特征以及金礦與巖體在空間上的關系和地球化學屬性上諸多相似，又作何解？是否存在海西早期堿性巖型金礦、燕山期巖漿熱液型金礦的復雜成因？

（2）礦石硫化物δ34S負值問題

目前，本區東坪—后溝金礦、小營盤金礦中礦石硫同位素δ34S均呈現較大負值，大營盤、金家莊、張全莊等金礦的δ34S值卻多為接近于零的正值[19]，具有大致相同成礦背景的金礦，其δ34S值有著較大區別，是何原因？如果是因不同地段的成礦地球化學環境，如負值由較高的氧逸度和高PH值所致，那么在大致統一的成礦事件下，是何種機制導致不同地段具有不同的地球物理化學條件呢，與何因素有關？如果巖體中金礦的δ34S值是多次堿化作用而引起的負值，那么為何同處于于變質巖中的小營盤和張全莊等礦床的δ34S值為何也相差很大呢？

（3）礦源的問題

本區金礦礦源主要有兩種觀點：以賦礦圍巖（巖體或變質地層）為主和以地球深部為主。部分學者通過變質地層或巖體的金背景值較高，從而認為其為本區金礦的礦源層。但是由于不同的分析方法，不同單位對地層或巖體的背景值差異很大（2.3-11.2×10-9）[9]。宋國瑞（1996）認為礦源層不應簡單地以背景值高低為依據，應以成礦元素的活性為關鍵因素，而金在很多情況下是很活躍的。例如，盡管水泉溝巖體金背景值不高，依據巖體—礦體之間的貧富變化規律，認為礦質可以通過從巖體中活化、遷移出來，從而導致近礦圍巖金“貧化”[9]。而王正坤等（1994）根據微量金研究表明，從金礦體—蝕變帶—圍巖，金含量逐漸降低，不存在局部負異常，認為近礦圍巖是金的沉淀場所，而不是金的提供者，金來自地球深部[67]。如果礦質是從淺部賦礦圍巖活化出來，那么形成張宣地區巨量堆積的金礦，需要提高多大范圍的“金供體”？且含金流體從低濃度、低溫區向相對高濃度、高溫區富集遷移是在何種動力作用下進行？如果礦質是主要來自地球深部，那么是下地殼，還是上地幔，還是下地幔？如何確定精準源區？再者如果是混合源，如何確定“各供體”之間的貢獻？

（4）燕山期成礦事件新證據

部分學者認為本區金礦成礦主要為燕山期[16，46，83-84]。例如，李長民等（2012）通過對后溝金礦田近NE向脆韌性剪切帶的年代學進行研究，獲得熱液鋯石U-Pb 154.4±1.3 Ma的構造年齡，與東坪金礦田140 Ma（含金石英脈熱液鋯石U-Pb年齡）的成礦年齡較為一致，認為東坪、后溝金礦田主成礦為燕山期，與燕山期中酸性小巖體有關[16]。張國瑞等（2013）在轉枝蓮—馬杖子礦區鉆孔深部發現鉀長花崗巖，并獲得138.24±0.82 Ma的鋯石U-Pb年齡，認為本區金礦成礦與燕山期巖漿活動關系密切[84]。盡管本區出露有燕山期黑云花崗巖、正長花崗巖巖體，但是少有對本區燕山期巖體與金礦的成因有進一步深入研究，且燕山期巖體在各金礦區深部廣泛存在還是一個需要進一步探索。

6 結論

（1）水泉溝堿性雜巖體巖石類型多樣，主要巖性為輝石角閃二長巖、石英二長巖、角閃二長巖、正長巖等，總體為一個鉀質—高鉀質的鈣堿性、弱堿性和堿性巖石共存的雜巖體。從近年U-Pb測年結果看，其成巖時代主要為加里東晚期或海西早期，后期有多次熱液擾動。其成因主要有以幔源為主的巖漿成