華北地臺金礦成礦規律

［關鍵詞］華北地臺；金礦成因；金礦床礦體

華北地臺是我國比較重要的產金區，在華北地臺的東部、西部、南部和北部邊緣地區，都有金礦床。在長期的研究中，發現了許多新的證據及現象，許多以往觀點被不斷完善和補充。在總結金礦床成因的基礎上，為華北地臺后續尋找金礦提供更多依據。

1. 區域地質概況

1.1 華北地臺的構成

過去，研究人員普遍認為華北地臺是鐵板一塊，這一觀點在上世紀末被推翻。最新研究表明，華北地臺的組成包括多種不同演化歷史和地質特征的地體，并且這些地體之間存在十分明顯的邊界和斷層，這些邊界和斷層將不同地體分開。決定金礦分布均勻性的重要因素是地體的構造，比如：在華北地臺西部邊緣地區也就是豫西地區，金礦分布較為集中在小秦嶺與熊耳山。在華北地臺的東部地區，也就是齊魯大地金礦集中分布在魯西地區、膠北、膠南地區以及黃海沿岸的地體中；在華北地臺的東北區域，金礦集中分布在遼寧北部地區以及吉林南部地區；在華北地臺南部邊緣地區，金礦集中分布于皖南到江西北部地區。

通過對地體構造的研究將華北地區的地臺構造以及地臺的組成部分充分展現出來，為華北地區成礦作出了重要的貢獻。

在長期的研究過程中，研究人員將華北地臺結晶基底的五個群（登封、太華、膠東、五臺、呂梁）劃歸為太古宙的地質年代形成，卻忽略了早元古代的地層。

經過仔細的研究和縝密的分析，研究人員對地體的組成進行重新劃分，將原本屬于太古宙的登封和太華劃歸草溝群和趙案莊群，將膠東群解體之后劃歸齊山群和荊山群。通過重新劃分，得以將太古宙綠巖和早元古宙的早綠巖區分開來。如果地體發育出的綠巖有兩期，一期發育的綠巖成型于元古宙，這種地體被稱為大洋型綠巖地體，這種地體對于金礦的發育大有裨益。但如果地體發育的綠巖成型于太古宙時期，則該地體很難形成重要的金礦區，礦床很難形成[1]。

1.2 中生代構造環境是成巖和成礦作用的重要因素

在世界上產金的區域眾多，比較知名的有非洲、澳大利亞西部、南美洲和北美洲以及西伯利亞地區。這些地區的金礦成礦早于寒武紀，但是我國華北地區的金礦成礦則在中生代的前期和中期，金礦成礦的年代遠晚于寒武紀。研究表明，成礦時期較晚的原因在于華北地臺中生代所處的板塊結構是歐亞大陸板塊，而該板塊形成在海西末期，板塊形成之后不久便開始與古太平洋的板塊產生碰撞，致使我國東部的大陸成為板塊活躍的邊緣地區，進而使我國的東部地區成為環太平洋火山地震帶的一部分。同時，北冰洋的洋中脊與印度洋、澳大利亞南部地區東西走向的洋中脊產生南北方向的擠壓力，造成了巨大的東西向斷裂帶，受其影響，在華北地臺邊緣地區產生巖漿和金礦床。

1.3 板塊構造演化發展是金成礦時期的主要因素

初生的歐亞大陸板塊與古太平洋板塊從中生代開始，便不斷擠壓和碰撞，使得我國東部大陸邊緣區域成為板塊活躍地區，在漫長的地質年代中，逐漸形成金礦床。在板塊之間的俯沖作用下，弧后擴張的作用也逐漸加強，即亞洲大陸東部地區的溝弧體系逐漸演變為了溝弧盆體系。在弧后擴張的作用下，我國東部大陸構造環境發生了巨大的變化。從三疊紀開始，巖漿的成分逐漸發生改變，原本改造型花崗巖逐漸轉為鈣堿性同熔花崗巖，進而轉化為堿性花崗巖和少量堿性玄武巖。當地質年代進入第三紀之后，我國東部大陸構造環境受到強烈的弧后擴張作用的控制，島弧地帶承接了俯沖作用在強烈的弧后擴張的作用下堿性玄武巖取代了大部分的花崗巖和具有中酸性的火山巖。

金礦床與花崗巖關系密切，在花崗巖成巖后期，金礦床逐漸形成，因此，兩者形成在時間上存在較大的差別，而金礦床的形成與斑巖時間與空間關系更為密切，因此，可以說燕山中期是金礦成礦的關鍵時期。到了新生代，中酸性的火山巖以及花崗巖逐漸消失，因此，與之相關聯的金礦逐漸消失。

1.4 控礦的斷裂體系及網絡

從全球構造可以看出，包括我國華北地臺在內的大陸東部地區受限于兩個構造應力：首先是古太平洋板塊通過俯沖與擠壓作用產生了NE，NNE向斷裂系統，該系統具有較為明顯的左行剪切的特征；其次NE向和NNE向伴生的NW斷裂帶，該斷裂帶的形成受到了南北向擠壓和俯沖作用的影響。加上與斷裂系統有關的成礦帶和成巖帶，和地體間的邊界斷裂以及基底斷裂帶等影響，共同構成了控礦網絡構造。控礦斷裂體系以及網絡構造是控制中生代礦體形成與礦床分布的重要因素。

豫西地區的金礦具有東西向成帶狀分布，在成巖和成礦上占有主導地位的不僅有秦嶺造山帶，還有與之平行的EW向斷裂帶。在山東膠北地區，EW向斷裂帶與NE向斷裂帶也呈現帶狀分布特征，但是由于東西向的基底發育斷裂趨勢，在牟乳地區的EW向礦帶受到NE向斷裂控制的金礦帶包括吉林省夾皮溝板廟金礦帶，該金礦帶的礦床位于北東方向上的韌性斷裂帶控制的網絡構造節點上[2]。

在華北地臺南緣安徽，金礦床特征表現為東西向基底斷裂發育，礦體呈東西向分布，加之NE斷裂影響，礦體左旋，呈串珠狀排列，形成了東至許村金礦床、東至縣余村金礦床、江西省中畈金礦床。

2. 金礦體地質特征

金礦床類型較多，主要有玲瓏式金礦以及焦家式金礦，這兩種金礦床的類型由山東地質六隊劃分。在所有的金礦床中，這兩種金礦占有重要的地位。在韌性剪切帶中，金礦體厚度不一，少則幾米，多則幾十米。金礦體的延伸以三百到五百米居多，少數金礦體可以延伸到七百甚至一千米。金礦帶的延伸少則數千米，多則數十千米。在石英脈型的礦床中，礦體的厚度大致在幾十厘米到兩米之間，少部分可以達到五六米，礦體的延伸一般一百米到五百米。礦體走向變化較大，大多數的變化范圍在數百米之間，少數的礦體可以延伸到數千米。金礦體構造十分復雜，礦體品位變化十分不均勻，主要是因為成礦具有多期性。

在這里需要注意，焦家式金礦與玲瓏式金礦在垂直方向以及水平方向上都存在過渡關系，兩種金礦差別在于裂隙帶對礦體和礦床的控制存在差異，在礦床的上部主要是石英脈型，在礦床的下部由石英脈型逐漸過渡為交代蝕變巖型。在皖南東至縣余村金礦床，通過槽探和地表淺部鉆孔揭露，礦體以石英脈型金礦為主，礦體厚度較小、品位較高，甚至可以看到明金，而到了深部，鉆孔揭露礦體主要富集在硅化石英巖中，礦體厚度較大、品位較低[3]。

這種類型的過渡說明兩種礦床在空間和時間上都存在密切的聯系。在脆性階段，金礦的脈體不會存在任何韌性變形的可能性，成礦溫度在400℃以下，遠達不到產生韌性形變的溫度要求[3]。在韌性階段，金礦體受韌性剪切帶控制，成礦溫度在400℃以上，礦體呈S形，礦體產狀較陡一般在75°以上。

3. 金礦床成因探討

3.1 成礦熱液交代蝕變作用及有關的成礦模式

焦家式金礦與玲瓏式金礦在發育的過程中，普遍具有較為強烈的交代蝕變作用，雖然金礦體在形成過程中要經過多個階段，但是金礦體的時間與空間分布以及金礦床的演化上具有一定的共性，通過對比分析。交代蝕變作用以及通過該作用產生的巖石，在空間和時間上的演化一般為以下步驟，首先是堿交代，此階段以鉀長石化為主；其次是氫交代，該階段以絹云母化為主；再次是硅化和泥化；最后是碳酸鹽化。成礦流體的運動方向是從上到下的，溫度的變化也是從高到低，因此，水和巖石在空間和時間上的演化會導致交代蝕變巖會存在分帶性。金礦在早期的鉀化作用下可以進行活化轉移，這是成礦物質產生的重要來源之一。從堿交代到氫交代的演化過程中，金礦會產生絹英巖化，從而集中成礦[4]。

3.2 花崗巖和混合巖與金的成礦關系

金礦的成因與花崗巖在時間和空間上存在密切的關系，這一點在相關領域已達成共識，但是金礦與花崗巖具體聯系，在國內外的不同學者眼中存在著不同的看法，部分學者認為，花崗巖的大量存在是金礦產生的直接原因，研究發現，與金礦形成具有密切時間和空間聯系的花崗巖中金的含量更低。同時，在地層中，混合巖化作用的加強也會導致金含量的降低；比如，在小秦嶺地區，當地地層中金的含量在混合巖化的作用下不斷降低。

在膠北地區，上莊、三山島、郭家嶺以及欒家河等地區的地體與金礦存在密切聯系，地體中，金的含量為1.4～0.9（10^-9）。在皖南地區，安徽東至余村、許村、浩山等地區，地層年代較老屬青白口系時期，地層中金元素含量較高，Au、Sn、W等元素的地球化學性質存在較大的差別，這是產生金礦成因上差距的主要原因?；◢弾r在侵入過程中，會使地層和地殼中的金元素產生活化轉移，且會發生疊加堿交代的作用，此時，地層和地殼中的金會進一步發生活化轉移，并成為礦體中金的主要來源，使花崗巖和金礦在空間和時間上產生聯系。在此需要注意一點，金以及其他成礦物質和成礦流體活化轉移的重要因素是區域變質作用[5]。

3.3 鈣堿性煌斑巖與俯沖機制形成的富集地幔有成因上的聯系

金礦產生與煌斑巖在時間和空間上存在密切聯系是相關領域的共識。鈣堿性的煌斑巖與俯沖機制存在都與金礦直接有關系，在地球化學和巖石化學上，煌斑巖與榴輝巖互補性十分明顯，主要原因在于俯沖過程中，板塊和地底的溫度和壓力會逐漸上升，在這一過程中，富集地幔將逐漸形成，煌斑巖這種含金量較大的巖石就形成于富集地幔中[6]。

3.4 成礦溫度和流體特征

對膠北地區414個金礦床成礦溫度的測量信息數據進行分析，金礦床成礦時的溫度存在三個峰值，即200 ～210 ℃、260～270 ℃以及300～310 ℃。而在小秦嶺和熊耳山地區金礦的成礦溫度也分為三個階段，其一是220 ～360 ℃、其二是200 ～280 ℃、其三是135 ～240 ℃。將這些成礦溫度的資料進行匯總可以得到以下結論，金礦的成礦溫度一般在250 ～350 ℃之間。金元素活化轉移的溫度在400 ～500 ℃之間。

對氣液包體的成分進行研究之后可以得出，無論是石英脈型還是交代蝕變巖型，成礦流體的低鹽度的變化范圍在2.16 wt％～18 wt%之間，而斑巖型的金礦，鹽度一般較高，會達到32.4 wt％～52.6 wt％。成礦流體在溫度和堿活度到達一定高度時，就可以使金元素通過絡合物的形式完成遷移，當溫度和堿活度降低時，金的絡合物又會產生分解還原反應，此時金就會集中產生[7]。

4. 結論

（1）華北地臺是由多種地體共同組成的；

（2）花崗巖并非金礦形成的主要原因；金礦與富集地幔的形成、俯沖機制和煌斑巖有關；部分金礦的成礦與熱液交代蝕變作用有關；

（3）古太平洋板塊與初成的歐亞大陸板塊的構造演化促成了華北地臺金礦的形成等。