冀东幔枝构造与金成矿作用.pdf

Mantle Branch Structure and Gold Metallogenic in Eastern Hebei Province冀东幔枝构造与金成矿作用王晨光1,2,王丰翔1,2,郭海全3,吕 水4,陈 超1,2,牛树银1,2,王 磊1,2,任建红2,5WANG Chen-guang1 2 WANG Feng-xiang1 2 GUO Hai-quan3 LV Shui5 CHEN Chao1 2 NIU Shu-yin1 2 WANG Lei1 2 REN Jian-hong2 51.河北省战略性关键矿产资源重点实验室,河北 石家庄 050031;2.河北地质大学,河北 石家庄 050031;3.河北省地质矿产勘查开发局地质勘查技术中心,河北石家庄050081;4.河北省地质矿产勘查开发局第五地质大队(河北省海洋地质环境调查中心),河北唐山 063000;5.河北省岩石矿物材料绿色开发重点实验室,河北石家庄 0500311.Hebei Key Laboratory of Strategic Critical Mineral Resources,Shijiazhuang 050031,China;2.Hebei GEO University,Shijiazhuang 050031,China;3.Geological Exploration Technology Center,Hebei Bureau of Geology and Mineral Resources Exploration,Shijiazhuang 050081,China;4.The Fifth Geological Brigade of Hebei Bureau of Geology and Mineral Resources Exploration(Heibei Marine Geological Environment Survey),Tangshan 063000,China;5.Hebei Key Laboratory of Green Development of Rock and Mineral Materials,Shijiazhuang 050031,China来稿日期:2023-05-05 DOI:10.13937/ki.hbdzdxxb.2023.04.003基金项目:河北地质大学 2023 年国家预研项目(QN202302);河北省战略性关键矿产资源重点实验室开放基金(HGU-SCMR2241);河北省岩石矿物材料开发重点实验室开放基金课题(RM202311);河北省高校基本科研业务费资助(QN202226);河北地质矿产勘查开发局科研项目(13000022P00329410103R);河北科技厅重点研发项目(22374201D)。作者简介:王晨光(1990),男,河南平顶山人,博士、助理研究员,主要从事大型超大型矿床成因、规律和找矿预测研究。E-mail:chenguangwangcags 。通讯作者:任建红(1990),女,河北保定人,讲师,主要从事各种金属、非金属及珠宝玉石研究。E-mail:renjhwang 。摘要:冀东地区是中国重要的金矿集区,大、中型矿床、矿点众多,开采历史悠久,当前面临进一步增储扩产压力。为更好地总结冀东地区金成矿规律,以利于指导下一轮地质找矿,在大量搜集前人研究资料基础上,以幔枝构造理论新视角,结合华北克拉通破坏、壳幔相互作用等深部过程研究进展,分析了冀东幔枝构造不同构造单元金矿地质特征和矿床同位素地球化学特征,总结金矿类型和成矿规律,讨论了幔枝构造的演化、壳幔相互作用背景下,冀东地区金成矿的深层次控制因素。综合分析表明,冀东幔枝构造各单元均有不同特点的代表性金矿产出,区内金矿主要产于核部中酸性岩体内部及外围接触带以及盖层拆离带和火山-沉积盆地地层中,断裂控矿为主要特征,金成矿物质主要来源于下地壳和地幔,成矿流体以岩浆流体为主,多数含有地幔组分,成矿作用主要发生于印支期和燕山期。本区金矿可划分为石英脉型、斑岩型、隐爆角砾岩性、矽卡岩型、卡林型金矿等金矿类型,古太平洋板块的俯冲及回转,引起的软流圈物质上涌,强化冀东幔枝构造深部壳幔相互作用,引起了地壳深部强烈的岩浆和物质活动,最终富矿岩浆流体在早期构造空间就位沉淀形成冀东地区大量的金矿。016关键词:冀东;幔枝构造;金;成矿作用中图分类号:P611 文献标识码:A 文章编号:1007-6875(2023)04-0016-13Abstract:Eastern Hebei region is an important gold mining area in China,with many large and medium-sized deposits and mining points,and a long mining history,and is currently facing the pressure of further increasing reserves and expanding production.In order to better summarize the gold mineralization law in Eastern Hebei and help guide the next round of geological prospecting,this paper analyzes the geological characteristics of gold ore and isotopic geochemical characteristics of different structural units of the mantle branch structure in Eastern Hebei on the basis of collecting a large number of previous research data,combines the research progress of deep processes such as destruction of the North China craton and crust-mantle interaction,summarizes the gold ore types and mineralization origins,and discusses the deep-seated control factors of gold mineralization in Eastern Hebei under the background of mantle branch structure evolution and crust-mantle interaction.Comprehensive analysis shows that each unit of the Eastern Hebei mantle branch structure has different characteristics of representative gold ore production,gold ore in the area is mainly produced in the inner and peripheral contact zone of acid rock mass in the core and the cap-disassembly zone and volcano-sedimentary basin strata,fault control ore is the main feature,gold minerals mainly come from the lower crust and mantle,the mineralization fluid is mainly magmatic fluid,most of them contain mantle components,mineralization mainly occurs in the Indo-Chinese epoch and Yanshanian period.The gold mines in this area can be divided into quartz vein type,porphyry type,cryptoexplosion breecia type,skarn-type and Carlin-type gold ore types,The asthenosphere material upwelling caused by the subduction and rotation of the paleo-Pacific plate strengthened the deep crust-mantle interaction of the Eastern Hebei mantle branch structure,caused strong magmatic and material activities in the deep crust,and finally the Au-rich magmatic fluid precipitated in the early tectonic space to form a large number of gold deposits in the eastern Hebei region.Keywords:Eastern Hebei;mantle branch structure;gold;mineralization0 引言黄金是国家战略资源和紧缺矿种之一,华北克拉通发育有成千上百个脉型金矿(点),是中国重要的黄金生产基地1,探明储量约占全国的 50%2。华北克拉通是中国面积最大,形成演化时代最长,也是世界上最具代表性的克拉通之一,其北邻中亚造山带(兴蒙造山带),南接秦岭桐柏红安大别苏鲁造山带(图 1b),是中国最大、最古老的陆块,它于约 18.5 亿年前最终克拉通化3。克拉通是指自早前寒武纪形成以来一直保持稳定,拥有巨厚的岩石圈(200 km),低的热流值,缺乏板内岩浆活动和构造作用4。前寒武克拉通发育的脉型金矿(lode gold deposits)是世界主要的金矿来源,其主要形成于克拉通的形成和稳定阶段。许多克拉通在形成时就拥有世界级的巨量的脉型金矿资源,例如被广泛研究的 Su-perior Province 和澳大利亚的伊尔岗克拉通(Yilgarn craton)5。然而,华北克拉通是其中极为特殊的特例,其在新太古代到古元古代达到稳定并持续到晚古生代2。不同学科的研究都表明,中国华北克拉通金矿的矿床特征明显区别于世界其他稳定克拉通上分布的造山带型金矿和绿岩带型金矿2。华北克拉通在中生代重新活化3。大量的脉型金矿床形成于华北克拉通长期稳定之后,即约 17 亿年之后的燕山期。这一时期,在华北克拉通的南部(小秦岭地区)、西部(太行山地区)、东部(胶东地区)、北部(张宣地区)和东北部(冀东地区)形成了约有 2 500 t 金1。华北克拉通是全球所有前寒武纪克拉通仅有的巨型中生代金成矿省,中国学者称其为“岩浆作用大发生,成矿作用大爆发”6。朱日祥等7提出“克拉通破坏型”金矿新类型。牛树银等8认为华北克拉通演化至中生代,由于受燕山期翘变和太平洋板块及印度洋板块向欧亚板块俯冲的影响,形成了华北亚地幔拄构造(图 1a),同时产生了岩浆作用的“大灾变”和成矿作用的“大爆发”,而华北克拉通的破坏,不仅表现在岩石圈厚度的减薄,更重要的是表现在岩石圈的组成、性质和结构发生了巨大改变,以及广泛发育的构造岩浆作用成矿作用,究其原因,主要是受中生代太平洋板块俯冲和地幔热柱上隆的结果8。冀东地区是中国重要的金矿矿集区,大型、中型、小型和金矿点共计约 100 个(图 1d),拥有的金资源量约 150 t9,开采历史悠久,成矿地质条件优越,燕山期岩浆活动频繁,印支燕山期断裂活动发育,但继 20 世纪末金厂峪、峪耳崖等金矿取得重大017找矿进展以来,目前尚未有较大的找矿突破,急需综合各方面信息,结合近些年最新的科研进展,摸清成矿规律,促进区域找矿的突破。幔枝构造是重要的成矿控矿构造,尤其是发育其中的区域性韧脆性和脆韧性剪切带以及区域性深断裂构造应是成矿作用的主导性因素,王云静等10对幔枝构造研究近些年取得进展、面临的问题和应用前景进行了系统分析,认为应用幔枝构造理论不仅可指导矿产资源的深部勘查,又可具体解决油气资源、地热资源、生态环境、地震灾害等方面有关问题,在资源与环境领域具有重要的应用、推广前景。本文结合冀东地区最新的研究资料,基于幔枝构造理论,结合关于华北克拉通破坏最新的岩石圈减薄、岩石圈地幔性质的转变、壳幔相互作用、软流圈上涌等进展,综合分析讨论了冀东地区金成矿的规律,为冀东地区在国家新一轮找矿战略突破行动中取得新进展提供科学的参考。1 幔枝构造理论及其应用幔枝构造理论是牛树银教授率领科研团队于 1996年原始性创新提出的科学理论11,认为幔枝构造是地幔热柱演化的第三级构造单元,是地幔热柱多级演化在岩石圈浅部的综合表现形式,可引起地壳上隆、岩浆活动、变形变质、含矿流体活化迁移、成矿作用等一系列地质过程。理想化的幔枝构造组成包括核部岩浆-变质杂岩隆起区()、外围盖层-拆离滑脱带()和上叠火山-沉积盆地()3 个基本地质构造单元组成,三者构成相互关联的统一整体,但由于不同地区幔枝构造演化阶段的差别,实际应用过程中可能发现部分幔枝构造单元发育不全,幔枝构造出露于地壳浅部,较易于识别12,13。幔枝构造理论自提出以来受到地质学界广泛关注,并在中国金银多金属地质找矿勘查领域得到广泛的应用和推广10,先后在河北(阜平幔枝构造、张宣幔枝构造、冀东幔枝构造、丰承幔枝构造、赞皇幔枝构造)、山东(泰莱幔枝构造、鲁西幔枝构造、郭家店幔枝构造、牟乳幔枝构造)、河南(小秦岭幔枝构造、熊耳山幔枝构造、崤山幔枝构造、鲁山幔枝构造)、内蒙古(拜仁达坝维拉斯托幔枝构造、大兴安岭幔枝构造、金厂沟梁幔枝构造)、辽宁(西丰幔枝构造、建平阜新幔枝构造、绥中幔枝构造)新疆(准噶尔亚热柱、塔里木亚热柱)、青海(鄂拉山幔枝构造、东昆仑幔枝构造)、山西(五台幔枝构造、中条幔枝构造)、湖南(湘南地幔柱骑田岭幔枝构造、湘东南热地幔柱)、福建(德化永泰幔枝构造)、海南(南海热幔柱)等省份的找矿勘查中得到应用,并取得重要进展14。2 冀东幔枝特征与演化在中生代,由于太平洋板块俯冲和复合地幔柱作用,华北克拉通地区构成了以渤海湾盆地为中心,四周呈环状分布的幔枝构造格局:赞皇幔枝、阜平幔枝、张宣幔枝、丰承幔枝、冀东幔枝、胶辽幔枝和鲁西幔枝的华北亚幔柱构造14(图 1a),以各个幔枝构造为中心,中、新生代成矿成藏作用“大爆发”,形成了河北省重要的金矿矿集区8,而其中又以冀东幔枝构造控制的冀东金矿矿集区为典型代表之一,发育了著名的金厂峪金矿、峪耳崖金矿等大型金矿。本节重点对冀东幔枝构造进行简要介绍。2.1 冀东幔枝构造特征冀东幔枝构造各地质构造单元发育完整,较为典型,主要组成为核部岩浆-变质杂岩隆起区、外围盖层-拆离滑脱带及边部的火山断陷盆地。为了便于整体上理解冀东幔枝构造特征,本文将各个构造单元地层用同一种颜色表示(图 1c),并在图 1d 的地层柱状图中给出具体地层划分,其各构造单元的主要分布位置、组成和岩性特征描述如下:核部岩浆-变质杂岩隆起区(图 1c、d 灰色区域)基本与马兰峪复背斜核部重合,主要发育地层主要为太古宙变质岩系组成的结晶基底(太古宇 TTG 岩系)(图 1c、d 中灰色区域),并分布有一系列中生代侵入体(图1c 中深红色区域)。太古宇 TTG 是区域最古老的结晶基底,主要为一套麻粒岩相和角闪岩相变质岩系(最古老锆石年龄为约 3.8Ga)15。冀东幔枝构造核部地层整体上可分为迁西岩群和遵化岩群 2 个岩性单元。迁西岩群原岩以中酸性深成侵入岩、基性、中基性的火山岩及火山碎屑岩为主,局部角闪岩相变质作用,自上而下可分为上川组、三屯营组、茨榆山组、老爷庙组、杨杖子组等,岩性主要为斜长片麻岩、斜长片麻岩夹斜长角闪岩、斜长角闪辉石岩、黑云角闪斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、黑云变粒岩、变质砾岩、黑云变粒岩、二云变粒岩夹黑云角闪片岩、黑云变粒岩黑云石英片岩、绢云母片岩等;遵化岩群位于迁西岩群之上,原岩主要为基性火山岩及火山碎屑岩,区域变质作用以角闪岩相高角闪岩相为主,局部为麻粒岩相,遵化岩群岩性组合以斜长角闪岩为主,角闪斜长片麻岩和磁铁石英岩多呈夹层产出,局部 还 见 有 含 石 榴 子 石 黑 云 角 闪 斜 长 片 麻岩16,17。冀东幔枝构造外围盖层-拆离滑脱带(图 1c、d绿色区域)的分布基本与马兰峪复背斜翼部重合,发018图 1 a:华北地幔亚热柱幔枝分布概图14;b:研究区所处大地构造位置图16;c:冀东幔枝构造不同构造单元地层柱状图9;d:冀东幔枝构造区域地质简图及大中型金矿分布位置图(图 1d 中金矿与表一中 ID 编号一致)Fig.1 a:Overview of the distribution diagram of mantle sub-plumes and mantle branches in eastern North China;b:Map of the geotectonic location of the study area;c:Histogram of different tectonic units of the Eastern Hebei mantle branch structure;d:Geo-logical map of the Eastern Hebei mantle branch structure and the distribution location of large and medium-sized gold deposits育地层主要为中新元古界至下古生界海相碳酸盐岩系、上古生界陆相碎屑岩系。区域中晚元古界广泛出露,厚度巨大,层序发育齐全,岩性主要为一套由未变质或轻度变质的富镁碳酸盐岩、碎屑岩和粘土岩组成的海相沉积建造,呈角度不整合覆盖于太古宙结晶基底之上,自下而上可划分为中元古界长城系、蓟县系和晚元古界青山口系。长城系为一套海相碎屑岩硅质岩碳酸盐岩建造,包括常州沟组、串岭沟组、团山子组、大红峪组和高于庄组,岩性主要为紫红色厚层含砾长石石英砂岩、灰白色中厚层石英岩、石英岩状砂岩、灰黑灰色页岩、砂质页岩等;蓟县系主要为一套碳酸盐岩建造,分为杨庄组、雾迷山组、洪水庄组和铁岭组,标志性岩性为暗紫色白云岩,含有较多的砂质,并且还有鲕状白云岩出露、含有燧石条带的白云岩和泥晶白云岩、硅质白云岩;青白口系主要可划分为长龙山组、井儿峪组,岩性主要为燧石砾岩、砂岩、灰紫色灰岩夹泥质灰岩、灰绿色泥质灰岩16。冀东地区出露的古生界地层主要为寒武系,其中寒武系和奥陶系的岩石组成均以碳酸盐岩为主,主要岩性为灰岩、白云岩及页岩;石炭系和二叠系岩性均以砂岩、泥岩和页岩为主,古生界地层以角度不整合覆盖于中新元古界之上17。冀东幔枝火山断陷盆地(图 1c、d 蓝色区域)出露地层主要为侏罗系,白垩系仅零星出露。侏罗系主要可分为髫髻山组、后城组、九龙山组和土城子组。髫髻山组零星分布于区域的西部,出露面积极少,岩性为由砾岩、砂岩夹酸性火山岩、紫红色安山岩以及凝灰岩组成。后城组主要分布在区域的南部,呈不规则状产出,岩性主要为紫红色砂砾岩。九龙山组和土城子组主要由砂岩、砾岩及火山岩组成。此外还有少量的早白垩世早期张家口组,由砾岩、砂岩、粉砂岩及酸性火山岩组成;早白垩世潜石英粗面岩16,17,呈灰紫、褐紫色,斑状结构,显微粒状结构,块状构造。0192.2 冀东幔枝构造与区域构造、岩浆演化冀东幔枝构造各地质单元断裂发育,演化复杂,考虑到大中型金矿主要发育于核部地区,本节主要就核部地区即马兰峪复背斜的区域构造和岩浆演化进行概述。有研究表明,冀东幔枝构造核部马兰峪背斜是水平挤压背景下形成的基底结晶岩系与盖层共同卷入褶皱作用的厚皮式构造。也有学者分析了马兰峪背斜核部岩体以及这一区域中生代高锶花岗岩和中晚侏罗世髫髻山组火山岩地球化学特征认为其形成于陆内造山挤压环境,岩浆应来源于下地壳古老变质岩,同时有地幔物质的加入18。野外可见花岗斑岩中有暗色包体出现,也指示了壳幔混合作用。上述研究说明马兰峪背斜在其形成过程中,其构造作用已触及下地壳并引起上地幔顶部物质运动,上地幔物质的底侵作用使下地壳物质部分熔融,使得以花岗岩等为主体的中酸性岩浆沿背斜核部不断侵入。因此,马兰峪背斜形成过程,不仅是地壳表层物质运动的结果,而且涉及下地壳甚至上地幔部分的构造岩浆作用过程,这就充分说明了燕山造山带是涉及全地壳的一个构造岩浆活动带。中生代的构造运动使得这里的大陆地壳卷入造山作用中,尤其是幔枝构造作用下地幔物质上涌对地壳底部物理化学条件的改变,加速了克拉通底部的破坏过程,同时大量的热量也造成了巨量的金属成矿物质的活化,这对区域金成矿具有决定性的影响,这个过程充分说明了冀东幔枝构造对区域核部地质单元形成过程的重要作用19。冀东地区由于受到多期的构造和岩浆活动,使得区域内的断裂十分发育。这些断裂对区域岩浆活动和成矿作用,尤其是对矿体的分布,具有决定性的控制作用,是区域最主要的控矿因素。而区内的断裂分布具有较强的规律性,主要为 NW、NE、NNE、NW 和近 SN 向 5 组断裂(图 1c 黑色线条),其各组特征如下:EW 向断裂,以兴隆喜峰口断裂为典型代表,西 起密 云,向 东 经兴 隆、喜峰口及青龙等延伸进入辽宁境内,挤压破碎带比较宽,发育片理化带、糜棱岩带及构造透镜体,前期为压性断裂,后期具有扭动性质。断面陡倾,喜峰口以西倾向向北,以东倾向向南。该断裂明显控制着中新元古代的沉积及其有关期次的岩浆活动。EW 向断裂为冀东地区发育最早的一组断裂,分布于冀东地区中部,呈带状分布,规模较大,多属基底主干断裂,该断裂在中元古代之前形成,并一直持续到中生代20,为本区内大型近东西向断裂。NE 向断裂,广泛发育于马兰峪复背斜的北翼,规模较大,南端终止于兴隆喜峰口断裂。自西而东主要包括兴隆鹰手营子、平坊桑园、宽城洪山口、汤道河喜峰口等多条断裂(带),常表现为挤压破碎带、糜棱岩带和片理化带,属左行高角度压扭性断裂,新生代继承性活动转变为张性断裂。这些 NE 向断裂主要形成于中侏罗世,对本区早中燕山期中酸性侵入岩体具有明显的控制作用21。NNE 向断裂:广泛发育于复背斜北翼和核部,其发育程度和规模相对 NE 向断裂较 弱,常 断 错 EW 向、NE 向 和 NW 向 断 裂(带),片理化现象强烈,属压扭性断裂。NW 向断裂:在区域内普遍分布,平面延伸平直,多成群出现,单体长大多为数公里至数十公里,主要形成于晚侏罗世,大多数属新生断裂。该向断裂早期属于东西向构造体系的右行剪切断裂,燕山期总体属于右行张性断裂。在区域性 SN 向水平挤压作用下,与马兰峪复背斜伴生,代表性断裂为冷口断裂20,该断裂最早形成于中元古代,经历过多期构造活动的改造,一直持续到中生代晚期均有活动,并在中生代活动频繁。在断裂带内发育绿泥石化、片理化、糜棱岩化、断层角砾和构造透镜体等,沿断裂有晚期岩脉侵入。长城金矿等主要发育于长城系和蓟县系碳酸盐岩地层的层间破碎带中,受冷口断裂晚期伸展作用控制。SN 向断裂:在区内分布较少,单体长一般数十公里,多为正断层,产状陡峭,形成于中生代早期至更早,早期为张性断裂,后期(晚侏罗世早白垩世)继承性活动转化为压扭性断裂。另外,冀东地区太古宙结晶基底中还分布着为数众多的韧性剪切构造带,如马兰峪、金厂峪和亮甲台等韧性剪切构造带,对金矿的形成和分布也有重要的作用。区域内中生代构造活动强烈,岩浆活动频繁,大量的中酸性岩浆侵入,主要为印支期的都山岩体(215 223 Ma)22和燕山 期的 肖 营子(164 Ma、186 Ma)19、牛心山(172 Ma)23、峪耳崖(174 175 Ma)23、青山口(199 Ma)23、贾家山(160 Ma)16、高家店(170 Ma)19、罗文峪(196 Ma)24等岩体。区域内还发育大量的中生代脉岩,如辉绿岩、煌斑岩、闪长(玢)岩、正长斑岩、花岗斑岩等。以闪长(玢)岩占较大比例,侵入到花岗质岩体内或地层中。这些岩浆活动和脉体活动是印支期和燕山期壳幔反应的重要指示,表明了中生代幔枝构造活动的强烈作用,对区域金成矿的热源和流体来源是巨大的贡献。区域金成矿空间上和时间上几乎都与这些岩体具有密不可分的联系16,17。020表 1 冀东部分大中型金矿(点)基本信息表Table 1 Basic information table of some large and medium-sized gold mines(points)in eastern Hebei序号ID金矿名称矿种组合规 模矿床类型矿产地名地市参考文献1110下营坊金矿-银矿-铅矿大型 陆相火山岩型 平泉县下营坊金矿承德市17,202111东梁金矿-银矿大型 陆相火山岩型 宽城县东梁矿区金矿承德市403126唐杖子金矿金矿-银矿-钼矿小型 隐爆角砾岩型 宽城县唐杖子银金矿承德市394132峪耳崖金矿大型 岩浆热液型宽城县峪耳崖金矿承德市21,23,37,385134牛心山金矿-铅锌矿-硫铁矿大型 岩浆热液型宽城县牛心山金矿承德市23,31,46,476185高家店金矿小型 岩浆热液型迁西县高家店金矿唐山市627186金厂峪金矿大型 岩浆热液型迁西县金厂峪金矿唐山市29,37,488188半壁山金矿小型 岩浆热液型青龙县半壁山金矿秦皇岛市63-659189二拨子东沟金矿小型 岩浆热液型青龙县二拨子东沟金矿 秦皇岛市6610193长城金矿小型 岩浆热液型迁安市长城金矿唐山市3511191大岔沟金矿小型 浅成中-低温热液型青龙县大岔沟金矿(盛源金矿)秦皇岛市6712下金宝沟金矿 金矿大型 浅成中温热液型矿床平泉县郭杖子乡平泉县41,69-7213柏杖子金矿金矿大型 岩浆热液型辽西凌源市南部凌源市4414178三义金矿小型 岩浆热液型遵化市三义金矿唐山市68 注:表中 ID 编号与图 1d 中金矿编号一致。3 冀东金矿矿床地质特征冀东地区是河北重要的金矿产地,发育众多大中型金矿(表 1),约 150 t 金的储量使冀东金矿集区成为华北北部重要的金成矿带。前人对区域金矿开展了大量的研究工作25-28,本节初步总结前人研究成果,从幔枝构造理论视角,对冀东地区金矿的矿床地质特征进行简要总结和讨论,力求简明扼要,突出特性,点明共性。3.1 核部岩浆-变质杂岩隆起区金矿冀东幔枝构造核部是冀东地区最主要的金矿集中区,聚集了冀东地区约 80%以上的金矿,包括了冀东地区开采历史最为悠久的金厂峪金矿(采矿历史可以追溯到唐朝)9。其它金矿包括峪耳崖金矿、铧尖金矿、长城金矿、马头牛金矿、高家店金矿、唐杖子金矿、柏杖子金矿等(表 1)。金厂峪金矿是冀东地区最为著名的金矿,前人有较为丰富和详细的研究成果。项目组野外考察获悉金厂峪金矿当前最低开采深度为-417 m,当前主要探矿任务是已有矿体深部 2 000 m 以浅的钻探验证及外围找矿,最新的 1 600 m 深钻(ZK5201)钻探发现约-1 300 m 标高处仍有数米矿化,表明金厂峪金矿深部巨大的找矿潜力,极大的提升了矿区深部找矿的信心。金厂峪金矿与区域金矿最大的不同是矿体伴生大量红色、鲜红色的钠长石脉、钠长石英脉,有研究表明是钠长石中赤铁矿包裹体所致,野外考察认为可能与矿区北部发育的铁矿有所关联。金厂峪金矿最典型的特征是受构造强烈控制,矿体主要产于 6 km 长、1 km 宽的 NNE 向脆韧性片理化带之中,直接控矿构造为燕山期叠加于强变形带之上的 NNE 向脆性断裂,且矿体垂向上具有明显的富集带和贫化带间隔100300 m 发育特征29,并且随着矿体的深部延伸,矿体逐渐有脉型复脉型演变为蚀变岩型矿体,且产状具有变缓的趋势。矿区出露的地层为太古宇迁西群上川组上段下部,岩层产状总体走向北东,倾向北西。岩石混合岩化普遍,韧性剪切作用形成的糜棱片岩在区内也有较多分布,矿体主要分布在糜棱片岩以及贯穿在其中的强烈韧性变形的石英脉、钠长石英脉及钠长石脉中。矿区北西 4 km 处发育贾家山花岗岩体(160 Ma),西部 2 km 处发育局部矿化的青山口黑云母花岗岩体(2182 Ma)。有学者认为二者深部可能连为一体,并可能为金厂峪金矿的形成提供了热液021流体和部分成矿物质。金厂峪金矿成矿时代约为 240223 Ma30,说明金厂峪金矿成矿作用于印支期就已经开始,并与矿区周围岩体关系密切。铧尖金矿包括铧尖采区、牛心山采区,区内含金硫化物石英脉型为分布最广泛、最重要的矿体类型。矿带一般呈脉状分布,其形态严格受裂隙构造的控制,矿体呈层状、扁豆状和平行细脉状产出。矿体沿走向和倾向常有膨缩尖灭再现现象,这种变化沿走向比沿倾向方向变化更为明显。矿体主要赋存于斜长角闪岩、角闪斜长片麻岩等变质岩中31,少量赋存于牛心山复式侵入体内部或两种岩体的侵入接触带内带,矿化类型为蚀变岩型。本区金矿围岩蚀变主要有硅化、黄铁矿化、绢云母化,其次是绿泥石化、高岭土化、碳酸盐化、钾长石化等。金矿的形成时代为燕山晚期。金矿的成矿热液可能主要来自于花岗岩的后期热液。重熔型花岗岩岩浆热液不仅仅是金矿成矿作用提供懒以萃取、活化、迁移、富集成矿的化学动力源,而且是提供金的主要来源32,并在其上移过程中不断汲取围岩中的活化金而逐渐富集成含金热液,在适宜的物理化学环境中沉淀成矿。根据上述特征,铧尖金矿的成因类型属岩浆热液脉型矿床。此外,铧尖金矿两个采区中均发育有鞍山式沉积变质铁矿体,矿石的主要金属矿物为磁铁矿33,其对金成矿过程中是否有物质贡献有待进一步深入研究。长城金矿因矿体赋存在中元古代长城系碳酸盐岩及陆源碎屑岩地层中而得名16,其矿石自然类型为破碎带蚀变岩型,其独特之处是不发育含矿石英脉型金矿石。金矿石有氧化矿石和原生矿石两种,氧化矿石为褐铁矿化角砾岩型金矿石、褐铁矿化辉石闪长玢岩型金矿石、褐铁矿化泥晶白云岩型金矿石以及褐铁矿化(含燧石条带)白云岩型金矿石。手标本几乎不见金属硫化物,野外很难辨认含矿性。原生矿石为黄铁矿化泥晶白云岩型金矿石、黄铁矿化含燧石白云岩型金矿石、黄铁矿化辉石闪长玢岩型金矿石等,其围岩蚀变主要有去碳酸盐化、硅化、泥化、白云石化和重晶石化34,35。辉石闪长玢岩和煌斑岩为长城金矿床与金成矿有关的脉岩,二者均形成于白垩纪早期(124.1 Ma、138.5 Ma)。长城金矿的成因类型,不同学者的观点差异较大,有认为是热液蚀变岩型矿床,也有认为是卡林型金矿16,也有学者认为是中低温热液型矿床,需要进一步加强研究。通过本团队的野外考察和室内研究倾向认为很大可能是卡林型金矿。马头牛金多金属矿(点)是冀东地区近几年新发现的金矿,其特征是围岩蚀变非常发育。长城系高于庄组碳酸盐岩地层与呈脉状侵位的闪长玢岩的接触带及其附近发生了强烈的接触交代蚀变作用16,蚀变类型主要为矽卡岩化和与硫化物密切相关的硅化、碳酸盐化,绿泥石化,绢云母化等,表现出典型的矽卡岩型蚀变特征。前人研究表明与成矿相关的闪长玢岩结晶于晚侏罗世(146.71.1 Ma),属于典型的矽卡岩型金矿床16。冀东幔枝构造核部金矿数量众多,类型多样,矿石类型以石英脉型金矿为主,少量矽卡岩型金矿,卡林型金矿,热液蚀变岩型金矿。众多金矿均具有明显的构造控制特征,并且空间上和成因上多与富硅的、高度演化的晚侏罗到白垩的花岗岩密切相关,部分直接是赋矿围岩,部分深部可能发育有成矿地质体,且多数矿体随着深部的延伸都有产状变化、贫富脉动的特征。核部金矿除了典型的代表性金矿外,其它金矿研究薄弱,需要加大科研投入,核部金矿深部仍有较好成矿潜力。3.2 外围盖层-拆离滑脱带金矿冀东幔枝外围盖层-拆离滑脱带地层为元古宙到古生代地层,岩性以砂岩、页岩和灰岩为主,是冀东幔枝构造地区次要产金区域,发育大量金矿(点),其中以峪耳崖金矿、唐杖子金钼矿最为典型。峪耳崖金矿主要产于喜峰口下板城构造岩浆活动带内,整体呈北东向分布,金矿矿脉主要产于峪耳崖花岗岩岩体(红色花岗岩和白色花岗岩)及接触带外围地层中,尤其是岩体超覆围岩地段或出现岩枝、岩株的部位或花岗岩体与高于庄组接触带产状变化部位。现已查明不同规模的金矿脉(体)200 余条,累计探明金储量约 50 t。矿体以黄铁矿石英脉、构造蚀变岩和密集网脉状矿化为主36。花岗岩岩体为最主要赋矿围岩,且浅色花岗岩相对红色花岗岩矿化更强,分析认为岩体受力发生脆性断裂构造,应力集中部位为多组节理裂隙,形成细脉浸染状矿化。矿体在产状发生明显变化时,在岩体变窄部位、岩枝根部或顶端有利于金矿脉群及金矿体、矿化体形成(可能原因是岩浆结晶之后在这些部位与围岩接触面积最大,降温最快,冷却收缩导致的体积变化致使岩体这些部位发育大量裂隙或构造)37。此外,部分接触带部位见少量矽卡岩矿化。另外,矿体多与闪长玢岩脉密切022伴生,是井下可观察到的独特特征,尤其在北西走向缓倾构造中,且均发育较强的褪色热液蚀变。据野外考察和分析认为闪长玢岩可能为成矿前产物,其所处的构造空间或者不同岩性之间的薄弱带为后期含矿热液充填提供了运移和矿质沉淀空间。前人的大量研究表明峪耳崖金矿成矿时代基本介于 160 176 Ma 之间36-38。两期的花岗岩及闪长玢岩脉的形成基本同期,综合分析认为与峪耳崖岩体、闪长岩脉同源的深部花岗岩质岩体可能是峪耳崖金矿的成矿地质体。早期花岗岩体的脆性断裂、裂隙和岩浆侵入接触带构成了成矿结构面,成因类型为岩浆热液脉型矿床,并且构造是最主要的控矿因素。当前,峪耳崖金矿总体探采深度不足 1 000 m,深部岩体及边部近年新发现的印支期岩体的岩枝是重要的新的找矿方向,需要进一步深入的研究工作。唐杖子隐爆角砾岩型金钼矿是区域内独特的金矿化类型,金矿体产于隐爆角砾岩和断裂带中,矿化类型有隐爆角砾岩型、石英脉型和构造蚀变岩型。钼矿体主要产于隐爆角砾岩中,辉钼矿呈浸染状、薄膜状、网脉状和胶结物产出,与矿化有关的围岩蚀变主要有钾长石化、硅化、绢云母化、碳酸盐化,分布于角砾岩筒中。其中钾长石化主要呈面状分布在花岗岩与隐爆角砾岩的接触带附近,多与硅化伴生。热液成矿期可进一步划分为钼矿成矿亚期和金矿成矿亚期,与成矿密切相关的花岗斑岩形成于172 Ma。研究表明唐杖子金钼矿床和矿区花岗斑岩均形成于中侏罗世39,成矿物质来源为壳幔混源,同区域上峪耳崖、牛心山等金矿床的成矿时代一致,是华北陆块北缘早燕山期大规模岩浆活动成矿作用的产物。唐杖子金钼矿床为与花岗斑岩有关的隐爆角砾岩型矿床。3.3 火山-沉积盆地金矿冀东幔枝构造火山-沉积盆地发育金矿非常有限,以下营坊金矿、东梁金矿、下金宝沟金矿为典型代表。下金宝沟金矿床为斑岩型金矿,东梁金矿为浅成中低温热液型金矿,下营坊金矿大东山矿段为矽卡岩型金矿,源鑫金矿矿床(大东山矿区东部)类型为含金石英脉型金矿40-42。上述不同类型金矿,空间上均围绕大东山杂岩体发育,大东山杂岩体被认为是燕山早期不同阶段侵入的中酸性岩浆岩,出露于下营坊金矿大东山矿段和东梁金矿之间,以南梁庄西岔沟为中心,呈不规则的橄榄圆形。前人通过研究分析,推测岩体深部受发散状构造断裂带控制,形成大规模的斑岩型铜金矿(下金宝沟金矿)40-42,浅部在构造断裂带的不同位置及不同岩性接触带形成不同规模的热液金矿床和矽卡岩型金矿床。综合分析东梁金矿附近区域成矿地质特征和矿床类型,认为该区域符合斑岩矽卡岩浅成低温热液型多金属矿床成矿模式。浅成低温热液型金矿、矽卡岩型金矿、斑岩型矿床密切共生,它们在空间上距离较近,或者直接产出于同一矿区上部为浅成低温热液型金矿,深部为斑岩型铜金矿床,表现为“上金下铜”的斑岩矽卡岩浅成低温热液型多金属矿床成矿模式40-42。矿区赋矿地