沽源—紅山子多金屬成礦帶燕山成礦階段主要控礦因素研究新進展和存在的主要問題

王國建

（東華理工大學地球科學學院，江西 南昌 330013）

1 區域地質背景

沽源-紅山子多金屬成礦帶東起赤峰克什克騰旗，西至沽源縣，構造活動強烈，且中酸性火山活動發生頻繁（趙博，2015）。該成礦帶大地構造位置位于中朝古板塊與西伯利亞古板塊的結合部，隸屬加里東地槽褶皺帶。而加里東地槽褶皺帶位于為華北克拉通北部，位于內蒙中部褶皺區南部。根據地理位置可以將沽源-紅山子多金屬成礦劃分兩個成礦區：成礦帶西部的沽源成礦區和成礦帶北部的紅山子礦區。沽源地區的代表性礦床有大官廠礦床、張馬井礦床，紅山子地區代表性礦床有紅山子礦床、馬甲子礦床、灶火溝門礦床等。

2 成礦帶地質特征

（1）張麻井礦床。張麻井礦床位于沽源火山盆地次級斷陷盆地內，地層由古元古界變質巖系基底和早白堊世張家口組火山巖系蓋層組成。主要含礦層主要為下白堊統粗面巖、流紋質火山熔巖和火山碎屑巖。礦床受北北東向F45斷裂及北西向F3斷裂和破火山機構聯合控制，為潛火山型破火山口。含礦巖體巖石富硅、富鉀、貧鈣、鐵、鎂，巖體形成年齡為122.2 Ma（朱斌等，2019）。礦石類型可分為三種類型：上部-藍黑色-浸染狀礦石，中部-紅色-網脈狀和浸染狀礦石和下部-紅色-脈狀礦石。且圍巖蝕變具有明顯分帶性的特點，在垂向上呈現上酸下堿蝕變分布特征。

（2）核桃壩礦床。核桃壩礦床處于多倫火山盆地北西緣，火山機構控制礦床產出地層、構造條件等。礦區內侵入巖發育廣泛，主要為晚侏羅世流紋斑巖和花崗斑巖。礦區內斷裂構造系統較為復雜，發育北東向、北西向、東西向、近南北向四組斷裂，其中近南北向構造是主要的控礦、容礦構造。圍巖蝕變類型主要以紅化、螢石化、水云母化、黃鐵礦化、綠簾石化等為主，其中有研究認為與成礦關系最為密切的圍巖蝕變類型為赤鐵礦化和螢石化（薛偉等，2019）。

（3）紅山子礦床。紅山子礦床產于大興安嶺南部的火山塌陷盆地中，基底和蓋層均具有較高豐度，為成礦提供了豐富的來源。紅山子礦床賦礦層位為晚侏羅世高K、Ca堿性流紋巖組合（巫建華等，2015）。根據結構構造、物質成分、蝕變特征和礦化關系等方面將堿性流紋巖組合分為三種類型：即鈉化較弱的流紋巖、正常流紋巖、含礦碎裂流紋巖。其中含礦碎裂鈉化流紋巖呈紅色，多呈碎晶斑狀，斑晶為格子狀鈉長石，此外可見穿插網脈狀脈體存在，脈體成分由為磁鐵礦、碳酸鹽礦物、綠泥石、螢石等副礦物組成（黃志新等，2015）。

3 成礦帶主要控礦因素

（1）區域復合構造。中生代期間研究區存在著兩大構造體系域：來自前中生代時期東西向的古亞洲構造體系域和來自中生代時期北東向的太平洋構造體系域。研究區中生代伸展構造體系，存在較多的火山盆地例如沽源火山盆地等）是由于受到復合的區域性構造體制轉換和格局影響。這一系列的盆地大多數具有雙層結構，即由前寒武系時期的基底和侏羅世火山巖系的該層組成（薛偉，2019）。

（2）火山構造。通常火山構造包括噴發巖帶、火山機構和盆地等。前人研究發現礦床或是礦化點在空間分布位置上與火山盆地機構存在契合關系：如張麻井礦床礦化產于火山管道中的次火山巖體流紋斑巖中（紀宏偉，2015）；此外塌陷火山機構也是常見的火山機構且其為應力薄弱處，多組斷裂交匯，控制此次火山巖體侵入界面。

（3）巖漿巖。從前人研究資料發現個普遍規律：即有利礦化地段往往為多旋回巖性和多期巖漿活動疊加的結果。巖漿活動形成與拉張伸展構造背景導致地表和深部進行物質和能量交換從而引起成礦物質多次遷移活化并聚集。綜合分析從巖漿巖條件來看成礦地段須為巖漿體系共存的地段。

（4）圍巖蝕變。成礦帶不同礦床蝕變礦物組合不同，總體上西段表現為堿性礦物特點，而中段表現為酸性礦物特點。而東北段蝕變類型呈鈉長石化→鉀長石化→酸性蝕變（水云母化、綠泥石化）演化，其中鈉長石化特征最為明顯且具有明顯的多期多階段性和分帶特征。此外火山盆地內部礦化點帶多屬中低溫熱液產物，如張麻井礦床為熱液硫化物為低溫膠硫礦，成礦溫度140℃～250℃；而邊緣隆起帶中礦床多屬中溫熱液礦床，如紅山子礦床是輝鉬礦成礦溫度220℃～275℃。

（5）層位和巖性。成礦帶產出位置同時受層位和巖性控制，通過對成礦帶多個代表性礦床進行匯總，得出個普遍規律：即成礦帶主要產礦層集中在晚侏羅世時期次火山巖及滿克頭鄂博組地層。同時酸性火山碎屑巖往往是當出現互層現象時含礦流體富集及沉淀的有利巖性。主要原因有兩方面：由于構造作用火山碎屑巖在容易在受力情況下產生剝離空間；火山碎屑巖為酸性巖漿故其地球化學特征決定該巖性具有含量較高的成礦元素。

4 成礦規律研究進展

礦床的成礦模式研究一直是大家所關注的，有效的成礦模式可以指導發現礦床。

黃志新等（2015）在張明林基礎上總結了張麻井鉬礦床、大官廠多金屬礦床和蔡家營鉛鋅礦床等礦床的成礦特征，對沽源多金屬礦床進行了詳細的研究分析，提出了二期五階段的成礦作用：①初步富集期（2階段）：古元古代呂梁運動導致沽源地區基底發生強烈的鉀質混合巖化作用，在混合巖化強度不斷上升情況下，豐度不斷富集，此為第一次預富集作用。中生代以來，太平洋板塊發生俯沖消減，多旋回的燕山活動開始產生，對沽源地區的基底巖系中鉀質巖系發生重熔作用，該時期形成了直接礦源層，第二次富集②多金屬成礦期（3階段）：燕山運動晚期巖漿中的含量隨重熔作用不斷升高，形成高含量的流紋斑巖巖體熔漿，高含量熔漿通過區域性基底斷裂和火山通道向上侵位，隨物化條件改變，冷卻成巖形成富礦流體，流體進一步萃取圍巖中的有用元素，并在有利構造部位成礦（張麻井礦床）。喜山運動早期，構造背景由擠壓轉變為拉張，致使幔源基性巖漿上涌，形成玄武質巖漿，沿深大斷裂上侵，萃取圍巖，有利成礦區域成礦（大官廠礦床）。古近紀時期，地殼抬升，礦體出露遭受剝蝕，發生表生氧化富集作用，致原生礦體金屬含量進一步提升，形成現有的礦床分布狀態。

李繼木等（2015）強調了潛火山巖在成礦過程中起到導礦和儲礦的雙重作用，并提出簡易的成礦模式：首先多階段的鈾源預富集配套多層次的熱運動循環（深熔帶-過渡巖漿室-潛火山巖入侵），深熔帶提供物源，過渡巖漿室提供熱源，潛火山巖為通道，礦液運移至火山機構等有利成礦位成礦，后期發生改造進一步富集成礦。

5 結論及存在的問題

5.1 結論

（1）沽源-紅山子多金屬成礦帶賦礦圍巖為火山巖，主要包括粗面巖、流紋巖、流紋斑巖、石英斑巖。

（2）沽源-紅山子多金屬成礦帶主要控礦因素：斷裂構造、火山構造、圍巖蝕變、層位及巖性控制。

（3）沽源-紅山子多金屬成礦帶年代學研究表明，礦床的成巖與成礦年齡普遍存在礦巖時差，且均大于30 Ma。其成巖、成礦年齡均形成“北東老、西南新”的時空格局，表明該多金屬成礦帶主要受兩期構造活動的影響。

5.2 存在的問題

（1）沽源-多金屬成礦帶大部分金屬礦床缺少最新的成礦年代數據。

（2）前人對沽源-紅山子多金屬成礦帶賦礦圍巖粗面巖、流紋巖、流紋斑巖、石英斑巖的成因及巖石組合進行了大量研究，但其形成的動力機制及成因聯系目前研究程度較淺。

（3）通過大量研究資料分析發現，前人對沽源-紅山子多金屬成礦帶的研究缺少相同因素的研究對比，因此筆者認為，在日后的研究中應增加對礦床的礦流體來源、礦田的成礦期次、礦體與圍巖形成年齡的進行對比研究，這樣有利于進一步了解沽源-紅山子多金屬成礦帶的成礦規律，并且進一步指導找礦。