北京市成矿系列和成矿谱系

方同明，孙永华，尤世娜，张晓亮，刘 鸿，王志辉，李 莉

（北京市地质调查研究院，北京 100195）

北京市成矿系列和成矿谱系

方同明，孙永华，尤世娜，张晓亮，刘 鸿，王志辉，李 莉

（北京市地质调查研究院，北京 100195）

通过对北京地区重要矿床的成矿地质背景、成矿环境、岩浆活动、控矿构造、围岩蚀变、成矿时代、矿床特征等分析研究，运用在一定的地质历史时代或构造旋回阶段，在一定的大地构造单元或成矿区带内，与某一特定的地质成矿作用有关，表现为具有成因联系的矿床组合这一成矿系列概念，基本确定了北京市的成矿系列，划分了9个成矿系列、18个成矿亚系列，并对其构造演化与成矿关系进行总结，厘定了成矿谱系。

构造演化；成矿系列；北京市

0 引言

北京的矿业开发历史悠久，汉朝时即有对区内铁矿进行开发利用的记载。截至2007年底，共发现各类矿产127种（含亚矿种），探明资源储量并已编入《北京市矿产资源储量表》的有67种365处矿产地①，积累了丰富的矿产勘查和成矿规律研究资料。为总结成矿规律，北京市地质矿产局、中国地质科学院等众多研究机构对北京市煤炭、铁、金、钼、石灰岩等重要矿床成因、成矿区带等方面进行了分析和研究；程裕淇、陈毓川等先后就成矿系列的问题发表了多篇文献［1-3］；2007年，陈毓川等出版《中国成矿体系与区域成矿评价》［4］专著。矿床成矿系列的概念引起北京市地质工作者的重视，并尝试性地提出了北京市成矿系列划分方案。本文从陈毓川等［5］的矿床成矿系列概念出发，结合北京市地质构造演化和成矿特点，系统划分北京市矿床成矿系列和成矿谱系，论述其特征、时空分布规律及成因。

1 构造演化与成矿谱系

区域构造基本格架显示出早期的EW向或近EW向隆起拗陷或褶皱断裂被后期NE向、NNE向或近SN向褶皱、断裂交切复合的特点，经历了强烈下陷、褶皱活动，后以稳定隆起拗陷为主，继而再活动为隆起褶皱、断陷以至拉张，呈断块式不断掀斜下倾，形成多旋回螺旋式推进，继承活动和较新地壳构造运动相互交替的发展演化过程。本区作为陆内造山带的一种典型类型，基本特征表现如下。

1.1 太古宙—古元古代变质结晶基底形成期

陆内造山带有其独特的大地构造位置，它发育于相对稳定的大陆板块内部，造山作用发生以前均有结晶基底的形成，经历了克拉通化的过程，基底的刚性程度，对后期的构造变形起着不可忽视的作用。

（1）密云岩群（表壳岩）大致形成于中太古代，是北京地区的古老陆核。新太古代发生重要岩浆侵入，使原始陆壳垫托加厚，使中太古代沉积岩系发生深度变质和混合岩化作用②。

（2）区域上发生过2期压扭性变形构造、2期逆冲推覆构造和2期区域变质作用。

（3）从新太古代开始，本区由不成熟陆壳状态向成熟陆壳转化。此阶段陆壳刚性特征明显增加，发生了广泛的基性-中酸性岩浆侵入，并使原岩发生区域性重熔，形成英云闪长质和奥长花岗质（TTG）古老杂岩体。到古元古代末结晶基底全部固结，具有一定厚度的刚性地壳形成，构造活动形式亦由以韧性压扭性构造转化为脆性挤压性构造。

该期主要形成与陆核发育阶段有关的沉积变质型铁、金矿床成矿系列和与中元古代构造旋回岩浆-沉积作用有关的铁、锰、铬、金、铜、锌、磷和非金属矿床。

1.2 中元古代—中三叠世盖层形成期

中元古代开始，已固结的结晶基底被拉张开裂，断块陷落，形成中-新元古代巨厚的拗拉槽堆积，槽内沉积地层累积厚度近万米。同沉积活动的深断裂控制了大红峪火山喷发和沙厂环斑岩体的侵入。

古生代（至三叠纪早-中世）期间，本区为稳定克拉通的发育阶段，形成一套从缓坡碳酸盐台地→滨海三角洲→大型内陆盆地的稳定沉积［6-7］。其特征是沉积稳定、横向变化小、区域可对比。

本期构造演化形成了与中元古代构造旋回岩浆-沉积作用有关的铁、锰、铬、金、铜、锌、磷和非金属矿床。

1.3 中-新生代复杂的陆内造山运动期

（1）按造山过程将中-新生代陆内造山运动划分：印支期为始造山期，燕山期为主造山期，喜马拉雅期为重造山期（崔盛芹，1999）。

（2）发生于晚三叠世的印支运动结束了盖层平稳堆积发育阶段，开始了陆内造山构造变动的新时期。主要经历了2个构造变形阶段：第一变形阶段在伸展体制下，在高地热异常的特定地区发育大规模的水平韧性剪切作用，形成特有的固态流变构造；第二变形阶段则转为收缩体制，使双泉组以下的地层均卷入纵弯褶皱变形，且轴向均为近EW向。

（3）强烈的构造变形、岩浆侵入与火山喷发活动，及同造山期巨大的火山-沉积岩系的堆积发生于侏罗纪、白垩纪的主造山期——燕山期。这些沉积于火山-沉积盆地内的岩层没有在全区形成统一广泛的盖层，而是分为3个世代的盆地散布在不同部位，有的具有继承性，更多的为新生性盆地。经燕山期3次挤压形成不同方向的褶皱，其轴向分别为NEE向、NE向和NNE向，构造线方位呈逆时针逐渐偏转的趋势。因此，陆内造山带最主要的特征之一是不具有线状构造格局，即各个构造单元不具有较规则的带状展布规律，也不显示垂直造山带方向的极性演化趋势。

（4）构造变形以基底卷入并控制盖层变形的厚皮构造为特征。整个主造山期间出现3次拉张和3次挤压，共6个构造变形期的转换，既有伸展体制下形成的各种构造类型，也有早期SN向构造在后期活动影响下形成的挤压构造，这些构造叠加在一起，表现出复杂的陆内造山带构造特征。

（5）与印支期固态流变构造相伴出现的绿片岩相区域变质作用，其余主造山期未发生强烈的区域变质作用。

本阶段构造演化形成与燕山期花岗岩有关的金、钼、铁、铜、铅、锌、银、锰矿床。

2 北京市重要矿产成矿系列的厘定

成矿系列理论主导思想是通过对一定时间、空间范围研究大地构造演化过程中各类矿床之间的关系、总结矿床成矿规律，提出指导性建议的学说。成矿系列理论将在一个成矿区带内与某种成矿地质作用有关，在三维空间、时间及矿床成因上有联系的众多矿床（组）作为一个系统加以总结研究。掌握了成矿系列相关性特点，可以通过研究矿床之间相关联系开展找矿工作，提高矿产预测评价和勘查工作的效率，这对于提升成矿规律的认识具有重要意义。

北京市的金属矿产集中形成于太古代、中元古代及中生代，根据与矿床有关的构造环境、岩浆侵入作用、沉积变质作用和矿床自身特点，在陈毓川等［4］成矿体系与区域成矿评价理论的基础上，将其中的北京市重要矿床系列提取出来，并补充新建部分本区的矿床成矿系列，最终形成北京地区的9个成矿系列（组）18个成矿亚系列③（表1），现将各成矿系列的构成说明如下。

（1）将沙厂式沉积变质型铁矿直接列入“Ar2华北陆块中太古代陆核发育阶段形成的铁、石墨、金矿床成矿系列”［4］中，称为“Ar2-1太古宙燕山地区（冀京辽吉陆核）与中太古代裂陷拉张环境海相火山-沉积作用有关的条带状铁矿成矿亚系列”。

（2）在“Pt3-1华北陆块东部与新元古代沉积作用有关的铁矿床成矿系列”中，新建了“Pt3-11京冀与海相沉积有关的铁矿床成矿亚系列”和“Pt3-12京西与海相沉积有关的砖瓦页岩矿床成矿亚系列”。

（3）在“Pt2-1／Pt2-2华北陆块中、东部与中元古代构造旋回岩浆-沉积作用有关的铁、钛、钒、锰、铅、锌、硫铁矿矿床成矿系列（组）”中去掉钛、钒、铅、硫铁矿，增加铜、磷、非金属；在“Pt2-11沉积成矿系列”中将四海式、宣龙式沉积型铁矿直接列入“Pt2-12京北与海相沉积有关的铁、锰、磷成矿亚系

列”，新建“Pt2-12京西与海相沉积作用有关的熔剂用白云岩成矿亚系列”在“Pt2-2岩浆型成矿系列”中新建“Pt2-21京北与岩浆作用有关的钨、钒钛磁铁矿床成矿亚系列”和“Pt2-22京东与碱性火山作用有关的铜、锌矿床成矿亚系列”。

表1 北京市矿床成矿系列划分Table 1 Division of metallogenic series in Beijing area

图1 北京市主要成矿单元区域成矿谱系图Fig.1 Metallogenic division and the regional metallogenic pedigree

（4）在“Pt1-3华北陆块中部与元古代裂谷火山-沉积变质改造作用有关的铁、铜、金矿床成矿系列”中新建“Pt1-31京北与基性超基性岩浆作用有关的铂、钯、铬、铁矿床成矿亚系列”。

（5）在“Pz2-1华北陆块与石炭纪-二叠纪沉积作用有关的煤、铝土矿、REE、稀散元素、耐火黏土、膨润土矿床成矿系列”中，新建“Pz2-11京冀与海相沉积有关的叶腊石矿床成矿亚系列”；将京东、京西煤矿直接列入“Pz2-12京东、京西煤、耐火材料矿床成矿亚系列”。

（6）在“Pz2-1华北陆块与寒武-奥陶纪有关的石灰岩成矿系列”中新建“Pz2-21京冀与海相沉积有关的制碱灰岩、电石灰岩矿床成矿亚系列”、“Pz2-22京冀与海相沉积有关的熔剂用灰岩矿床成矿亚系列”和“Pz2-23京冀与海相沉积有关的水泥用灰岩矿床成矿亚系列”。

（7）将金、银、铅、锌、钼等暂列入“Mz-1华北陆块北缘与印支-燕山期中酸性岩浆侵入-喷发活动有关的金、银、铅、锌、钼矿床成矿系列”中，新建“Mz2-11冀东与印支-燕山期花岗岩有关的金矿床成矿亚系列”、“Mz-12京冀与印支期花岗岩有关的钼、铜、铅、锌、银、硫铁矿床成矿亚系列”、“Mz-13冀东与印支-燕山期花岗岩类有关的金成矿亚系列”及 “Mz2-14承德—锦州与燕山期花岗岩有关的钼、铁、铜、铅、锌、银、锰矿床成矿亚系列”。

（8）将“Mz1-21京西盆地煤矿床成矿亚系列”直接列入“Mz2-2华北陆块北缘及周边与中生代后期陆相盆地碎屑岩、泥质岩有关的煤、油页岩矿床成矿系列”中。

3 成矿谱系的建立

成矿谱系是指在一定的空间内，随着时间推移成矿地质作用在各阶段的成矿特征，是反映成矿元素在构造演化中的聚散过程，揭示矿床形成与富集的规律，反映出区域成矿的延续性或特殊性。通过建立成矿谱系，从大的地质历史期次上分析区域矿产的时空分布规律，对找矿具有战略意义。

北京市重要矿床的成矿谱系，按9个构造旋回，垂向反映成矿环境的演化，横向为Ⅴ级成矿区带，中间列出成矿系列、亚系列，简要地反映成矿、构造演化和时空结构，初步构建本区成矿谱系（图1）。

从图1可以看出，区内各时代的成矿作用及矿种各不相同，如太古代沉积变质型铁矿成矿作用较强，中元古代以外生沉积型非金属矿产和基性-超基性岩型钒钛磁铁矿成矿作用为主，中生代主要发育与构造-岩浆活动有关的成矿作用，形成金、钼、铜及多金属矿床。

4 结语

（1）北京地区矿床成矿系列是在区域成矿地质构造演化研究和区域成矿带划分的基础上进行的。成矿系列的划分对于全面了解区域重要矿产的分布和种类，深入认识矿床形成的地质背景、成矿环境、构造演化特征及成矿规律颇为有益。

（2）自晚古生代末北京地区进入了俯冲-碰撞陆内特征的陆相演化时期④，本文重点放在铁、金等金属矿床构造演化特征、成矿系列研究及其划分上。对同时期的非金属矿未开展相应研究，有待于今后进行深入的研究。

注释：

①北京市国土资源局.2007年度北京市矿产资源年报（内部资料）.北京：北京市国土资源局，2008.

②姜守玉.北京市区域矿产总结.北京：北京市地质矿产局地质研究所，1992.

③北京市地质调查研究院.北京市矿产资源潜力评价成矿规律研究课题设计（内部资料）.北京：北京市地质调查研究院，2007.

④北京市地质调查研究院.北京市矿产资源潜力评价成矿地质背景研究课题设计（内部资料）.北京：北京市地质调查研究院，2007.

［1］程裕淇，陈毓川，赵一鸣.初论矿床的成矿系列问题［J］.中国地质科学院院报，1979（第1号）：32-58.

［2］程裕淇，陈毓川，赵一鸣，等.再论矿床的成矿系列问题［J］.中国地质科学院院报，1983（第6号）：1-63.

［3］陈毓川.矿床的成矿系列［J］.地学前缘，1994，1（3／4）：34-40.

［4］陈毓川，王登红，朱裕生，等.中国成矿体系与区域成矿评价［M］.北京：地质出版社，2007.

［5］陈毓川，薛春纪，王登红，等.华北陆块北缘区域矿床成矿谱系探讨［J］.高校地质学报，2003，9（4）：520-535.

［6］鲍亦冈，刘振锋.北京地质百年研究：北京地区基础地质研究的历史与最新成果［M］.北京：地质出版社，2001.

［7］刘振锋，王增护.中华人民共和国区域地质调查报告：延庆县幅［R］.北京：北京市地质调查研究院，2002.

Metallogenic series and pedigree in Beijing region

FANG Tong-ming，SUN Yong-hua，YOU Shi-na，ZHANG Xiao-liang，LIU Hong，WANG Zhi-hui，LI Li

（Beijing Geological SurveyInstitute，Beijing100195，China）

Based on analysis and researches on geological background，metallogenic setting，magmatic activity，ore-control structure，wall rock alteration，metallogenic epochs and characteristics of ore deposits in Beijing region and concept of metallogenic series-the genetically associated ore deposits combination that is related to a specific geological process in a specific geological times or tectonic cycle，in a specific geotectonic unit or metallogenic province（belt）9metallogenic series and 18sub-metallogenic series are defined in the region and is summarized the relation between the tectonic evolution and metallogenic process and is defined the metallogenic pedigree.

tectonic evolution；metallogenic sereies；Beijing region

P612；P617

A

1001-1412（2012）04-0404-06

10.6053／j.issn.1001-1412.2012.04.003

2012-06-18；改回日期：2012-09-24；

余和勇

中国地质调查局《北京市矿产资源潜力评价》（编号：1212010881603）资助。

方同明（1979-），男，工程师，从事区域成矿规律研究及矿产预测等工作。通信地址：北京海淀区西四环北路123号地质大厦二层，北京地质调查研究院；邮政编码：100195；E-mail：fangtongming＠163.com