內蒙古陰山山脈中段地質構造演化及成礦期劃分

李 辰

（安徽國禎環境修復股份有限公司，安徽 合肥 230000）

1 研究區地質特征

1.1 地層

根據內蒙古國土資源廳內部關于該區的1/20萬區調資料顯示[1]，本區主要出露地層為太古界色爾騰山群、元古界渣爾泰山及中生界中侏羅統長汗溝組、下白堊統金家窯子組、李三溝組、白女羊盤組。

1.1.1 太古界

色爾騰山群：局限于色爾騰山地區，由老到新分為陳三溝組、東五分子組、柳樹溝組、北召溝組、點力素泰組，與下伏烏拉山巖群及上覆渣爾泰山群為構造接觸。其內部韌性剪切變形發育，并蘊藏大中型鐵礦床，其原巖為基性到中酸性火山巖以及泥質粉砂巖、長石石英砂巖，說明該時期地殼經歷了活動—穩定反復發展、演化。

1.1.2 元古界

渣爾泰山群：元古代巖石，為一套區域變質程度較淺的含磁鐵礦礫石的變質礫巖、變質含礫長石石英砂巖、石英巖、結晶灰巖、板巖、千枚巖。顯示為一套地槽區巨厚的類復理石建造，出露面積大，構造復雜，褶皺、斷裂發育。主要褶皺斷裂方向以北西西向為主。

1.1.3 古生界

伴隨著板塊的碰撞地殼抬升，至古生界以來，地層多為河流湖泊沉積相，沉積范圍較小。在研究區未出露。

1.1.4 中生界

巖性主要為河流湖泊沉積相巖石，夾有由火山作用形成的玄武巖、火山碎屑巖和流紋巖。由老至新為長汗溝組的灰綠色砂巖、砂質頁巖、灰色礫巖，金家窯子組玄武巖，李三溝組雜色碎屑沉積巖，白女羊盤組的一套凝灰角礫巖、流紋巖、珍珠巖組成。

1.1.5 第四系

第四系在該區較發育，主要分布河床山洼，或則在中新生代的帶狀洼陷中。地表為全新統，主要為沖積、湖積、洪積及風積層。

1.2 構造

本區構造復雜，褶皺斷裂發育。按構造期次對本區褶皺構造進行劃分，其中呂梁期褶皺最為明顯、最強烈，形成緊密皺褶；其次是加里東期和華力西期褶皺，加里東晚期垂直構造運動，構造變動強烈，華力西期有大規模的中酸性巖漿侵入以及斷裂的發育都充分說明該區有較為強烈的褶皺發育，但因地層較少，構造形跡不明顯；燕山褶皺較為開闊，局部倒轉，褶皺軸為北西西向，兩翼傾角30°～45°，燕山末期褶皺平緩形成開闊的盆地及波狀褶皺。

該區經歷了多期的構造運動，斷裂構造異常發育，后期斷裂繼承了前期斷裂的活動，在早期斷裂的基礎上發展新的斷裂構造。新斷裂構造又破壞了老斷裂構造的完整性，從而使斷裂構造復雜化。加里東期斷裂以東西、北西西向為主；華力西期斷裂以北西西、北西向為主，特別是北西向糜棱巖化帶較為顯著；燕山期北西向或是近東西向及北東向，特別是受南北擠壓力作用，逆掩斷層特別發育且大多由北向南推覆，在原斷裂的基礎上發展了山前大斷裂，為烏拉山南的山前大斷裂、色爾騰山兩側和渣爾泰山南的凹地中，均存有隱伏大斷裂。

1.3 巖漿巖

該區域侵入巖較發育，廣泛分布在烏拉山、色爾騰山及渣爾泰山。侵入巖期次劃分如下，①五臺、呂梁期侵入巖：該期侵入巖規模不大，一般只見于烏拉山一帶，在研究區分布較少，為片麻狀黑云母斜長花崗巖；②加里東期侵入巖：巖體分布于色爾騰山和渣爾泰山一帶，本期巖漿活動表現為多次侵入，規模較小，以中基性巖為主，少量為中酸性巖，常見的為寒武紀黑云斜長花崗巖，奧陶紀早期變質角閃輝長巖及奧陶紀中期黑云石英閃長巖；③華力西期侵入巖：全區分布廣泛，以中期和晚期的侵入巖為主，分布面積較大，以中酸性巖為主，常見為二疊紀黑云石英閃長巖和黑云二長花崗巖，偶見石炭紀的黑云二長花崗巖；④印支－燕山期侵入巖：呈零散分布，多為巖株巖脈產出，出露的為三疊紀似斑狀二長花崗巖。

2 地質構造演化

根據前人針對各時期的研究成果，梳理了研究區內地質構造演化過程。可以將研究區大致主要經歷了五個階段，即：早元古代之前的穩定大陸克拉通時期、中晚元古代大陸裂谷期、晚元古代到晚古生代古亞洲洋的閉合時期、晚古生代到中生代初期西伯利亞與華北板塊碰撞時期、中生代及其以后相對穩定的板內構造活動期。

2.1 早元古代之前克拉通時期。

根據前人對渣爾泰群山群的研究發現其為一套由陸相和淺海相互層并夾有基性和酸性火山巖地層，且不整合于太古代地層之上，渣爾泰群時期下限距今1700Ma、上限距今1400Ma[2]。說明在太古代到早元古代時期該區屬穩定的克拉通。

2.2 中晚元古代大陸裂谷期。

到中元古代早期研究區發生了異常的地幔活動、破壞了原先穩定大陸的平衡條件，形成沿異常地幔活動的近東西向線性裂谷，發生了火山噴發活動及海相沉積事件，形成了類復理石建造的海相沉積物，并伴有大規模的中元古代成礦事件，裂谷系不斷擴張形成古亞洲洋，代表了該期張性的構造環境。

2.3 晚元古代到晚古生代古亞洲洋的閉合時期。

據前人對內蒙古中部地區早古生代的兩類花崗巖類的研究[3]，發現在早古生代早期為的幔源型花崗巖（如寒武紀時期的斜長花崗巖），早古生代晚期為俯沖型花崗巖類（奧陶紀時期的石英閃長巖），前者可作為古亞洲洋擴張基性巖漿結晶分異的產物，后者可作為古亞洲洋板塊向華北板塊俯沖由地殼改造型花崗巖。說明于早古生代早期古洋殼擴張中心回返，不斷向大陸邊緣平移，在加里東時期該區已經轉向了被動大陸邊緣，洋殼向陸殼俯沖消減，形成陸殼重熔改造型、洋殼重熔混染型（adakites）等一系列侵入巖[4]。

2.4 晚古生代到中生代初期西伯利亞與華北板塊碰撞時期

伴隨著洋殼的進一步俯沖，研究區后期又發生了多期的構造巖漿熱事件，分別為早華力西期、中華力西期、晚華力西期和印支期[4]，進入了弧后擠壓造山變形改造階段使地殼增生、變厚[5]，本區石炭紀二疊紀三疊紀的火山巖都與之有關。大約在早三疊世之后，華北板塊北緣完全進入陸陸碰撞階段，并逐步向板內構造過渡，由于印度洋板塊和太平洋板塊的擠壓傳遞，使得研究區長時間處于南北方向的擠壓應力，太古宇、中元古界狼山群和先期侵入的巖體進一步受到強烈擠壓、產生斷裂和變形，形成陸相山間盆地，進入陰山帶燕山運動[6]。

圖1 研究區大地構造背景示意圖（據肖榮閣等，2000）

在陰山山脈一線地區，進入到燕山運動期，其先后經歷了5期構造運動，侏羅紀發生第一期的拉張運動和第二期的擠壓運動形成了第一次的逆沖推覆構造以及自西向東的溫根盆地、營盤灣盆地、石拐盆地、廟溝盆地、武川南盆地、蘇勒圖盆地。白堊紀初期第二期末開始拉張運動形成盆地雛形，后經過第三期的拉張運動，受近東西向斷層控制，斷陷盆地不斷發展，自西向東形成達格圖盆地、海流圖盆地、白女羊盤盆地、固陽盆地、坤兌灘盆地、武川盆地、大青山南麓盆地、旗下營盆地[6]。第三期以后出現了相對穩定的盆地發展期，整個過程中先是接受金家窯子組火山巖建造，后出現李三溝組紅色建造接受盆地湖泊沉積，在早白堊世晚期接受固陽組沉積，并不整合與李三溝組之上發生了第三期運動，主要以拉伸運動為主，第三期后盆地內部穩定，固陽組繼續發展，大概與固陽組沉積后期在盆地邊緣斷裂有基性～酸性的火山巖噴溢活動。固陽組沉積之后迎來了燕山運動的第四期，此次構造運動為南北向的擠壓，使得盆地抬升缺失了上白堊統地層，并形成了第二期的大青山逆沖推覆構造。而燕山期原渣爾泰裂谷系的活化，伴隨地幔物質的異常活動導致形成了一系列火山巖噴發活動，在該區形成大規模火山巖盆地。

2.5 中生代及其以后相對穩定的板內構造活動期。

該階段屬于歐亞板塊內活動時期，構造運動不劇烈。

3 成礦期劃分

研究區自太古代以來經歷了大陸裂陷閉合多期的運動，為該區域成礦提供了良好的地質條件，也正是翟裕生院士關于《大陸邊緣成礦系統》一書中提到的重要成礦區。

據邵和明等的研究[7]，發現研究區所處為內蒙古兩個二級成礦區中的華北地臺北緣金、銀、銅、鉛鋅、鉑、鉬、硼、石墨、滑石成礦區（Ⅱ3），研究區包括了書記溝－西烏蘭不浪鐵金成礦帶（Ⅳ126），烏拉山－大青山金、銀、鐵、白云母成礦帶（Ⅳ101），白云鄂博鐵、稀土、金成礦帶（Ⅳ111），以及對門山－甲生盤鐵、硫、鉛鋅成礦帶（Ⅳ125）。根據華北板塊北緣的構造地質背景與其成礦的關系，可將其分為三個構造域，分別為前寒武構造域、古亞洲構造域、濱西太平洋構造域，每個構造域下對應相應的成礦期。

3.1 前寒武系構造域

前寒武系構造域對應了早元古代之前克拉通時期和中晚元古代大陸裂谷期，經歷了從太古代到元古代大陸裂陷板塊拼合等一系列運動，成為該區域最重要的成礦期。其中太古代形成了與變質火山－沉積作用有關的Fe、Au礦床成礦系列，包括與色爾騰山群相關的書記溝鐵礦、哈彥忽洞鐵礦、生金兔鐵礦，以及與脆韌性剪切變形變質作用有關的十八頃壕金礦、哈達門溝金礦等；中元古代形成的與受變質火山－沉積作用有關的Fe、Cu、Pb、Zn、Au、S礦床成礦系列以及與堿性巖和碳酸巖有關的Fe、Nb、REE成礦系列，是受到渣爾泰山以及研究區北側白云鄂博裂谷系的影響，成為該區域最重大成礦期，形成了白云鄂博超大型鐵礦和稀土礦、和炭窯口、東升廟、霍各乞等銅鉛鋅多金屬礦床。

3.2 古亞洲構造域

古亞洲構造域對應了晚元古代到晚古生代古亞洲洋的閉合時期，以及晚古生代到中生代初西伯利亞與華北板塊碰撞時期，與古亞洲洋的演化密切相關，其經歷了古亞洲洋的俯沖、閉合、陸陸碰撞造山多個階段。早古生代古亞洲洋的俯沖形成了與島弧基性火山巖有關的Cu、Au礦床成礦系列，以及在俯沖過程中伴隨洋殼拉張環境下形成的超基性巖有關的鉻鐵礦床；亞洲洋與晚泥盆世時期閉合，陸陸碰撞造山形成了華里西期與酸性巖有關的矽卡巖型鐵、鋅、鉛、銅礦床。研究區在處于古亞洲構造域時出露大量深層中酸性侵入巖體，且周邊侵入體中可見熱液活動存在銅的礦化和鉛鋅的異常，且氣成偉晶巖中存在有價值的鈮鉭鐵礦，如召溝偉晶巖體。

3.3 濱西太平洋構造域

濱西太平洋構造域對應中生代及其以后相對穩定的板內構造活動期，該時期構造影響主要是對大興安嶺地區，研究區所受影響有限，并疊加在之前的兩個構造域上，處于南北擠壓環境下的造山期后階段。同大興安嶺相比，該區成礦作用較弱，但仍伴有造山期后成礦作用。研究區以北白云鄂博地區受濱西太平洋的影響形成斷陷盆地，伴隨火山巖漿活動發生金、鎢的礦化作用。研究區以南烏拉山地區以及研究區以東大青山地區，同樣受到濱西太平洋構造域的影響存在火山巖漿活動，存在于金、銀密切礦化的關系，包括大青山李清地銀礦、二道背金礦等。

4 總結

本文通過對研究區內前人工作成果的總結，將陰山山脈中段地質構造演化過程分為五個階段，及其對應三個成礦域，為后期在該區域開展地質研究及地質找礦工作提供依據。