北票市广富营子一带金矿构造地质特征及成矿作用

刘 磊 王晓飞 严启平 王 伟 赵 明 亓协全 郑厚义

1. 中化地质矿山总局化工地质调查总院，北京，100013

2. 中国冶金地质总局中南局，长沙，410000

3. 中化地质矿山总局山东地质勘查院，济南，271000

0 引言

华北地台北缘与内蒙地轴交界处，尤其辽西赤峰-朝阳一带是中国重要黄金产区【1,2】。研究区地层以太古宇建平群为主， 局部被中生代陆相火山岩侵入和掩覆。华力西运动以来赤峰-朝阳地区由西向东形成三个NE向的古生代隆起带， 燕山期运动，又形成了走向NNE 向的断裂， 并引发大量岩浆活动，在此区域形成多处金矿床（点）【3】。

已有研究表明，华北地台与北部内蒙地轴交接部位大规模的金成矿作用与三叠纪及白垩纪强烈的岩浆及相关热液作用有关【4～7】，为从深度和广度上研究冀东—辽西金矿床打下了良好的基础。但以往的研究多集中于冀北，对冀东—辽西金矿带的研究主要侧重于点，集中于各个矿床的成矿时代和成因问题研究【8,9】，也有对赤峰—朝阳的龙潭地块及周边典型金矿床展开矿物化学、全岩地球化学、Sr-Nd-Pb-Hf同位素地球化学的系统研究【10】，但对此区域金矿的矿床控矿构造特征研究明显不足。研究区内断层与金矿成因联系亟待研究。本文针对凌源-北票成矿带【11】NE端的北票市广富营子一带的金矿床，尝试了讨论构造地质特征及控矿、容矿构造规律，初步总结了断裂构造的成矿意义。

1 成矿构造环境背景

矿区大地构造位置属华北地台北缘中段东部(图1)。两条区域性大断裂分别通过区域的西北部和东南部，他们是赤峰-开原大断裂（FII）和张家口至北票断裂（FI）。本区域位于3个二级构造单元的斜接复合部位，从北西到南东依次是：兴蒙褶皱带、内蒙地轴和燕山沉降带。

图1 北票市鸡冠子山-发来甸子地区构造纲要图Fig.1 Structure outline map of Jiguanzi-Falaidianzi area in Beipiao

2 研究区地质特征

2.1 研究区地层

中、新太古界变质岩系的建平群小塔子沟组（Ar2-3x）地层的金丰度值普遍较高，一般在1.5×10-6～33×10-9之间，平均含量为6.1×10-9（据金厂沟梁金矿研究数据），成为金矿形成的矿源层【12】。其片麻理与地层产状基本一致，厚度大于2033m，可分为上下两部分（据下洼幅 1：20万区域地质矿产报告书资料）：

上部主要为混合岩化黑云斜长片麻岩和混合岩化角闪斜长片麻岩夹数层磁铁石英岩；

下部为混合岩化斜长角闪片麻岩和混合岩化角闪斜长片麻岩夹磁铁石英岩，磁铁角闪岩。

其中，角闪斜长片麻岩为中粒变晶结构，主要矿物有斜长石（40%），角闪石（25%），铁榴石（8%），少量磁铁矿及副矿物磷灰石等，黑云母含量变化较大。

2.2 研究区构造

区内构造发育，以断裂构造为主，褶皱构造有少量出露。

吕梁期形成近东西走向的基底紧闭褶皱（图1），岩层倾角一般在 60°以上，局部地层倒转，槽部构造形态保存不全。燕山构造期所形成的构造轮廓，基本上是一些褶皱较开阔的短轴背、向斜，其轴向多呈NE—NNE向。

受区域断裂构造的影响在研究区出现次一级断裂构造，主要有NEE向、NE向和NW向。

（1）NEE-EW向断裂 倾向北西，倾角60～80°，延长数千米，宽20～30m，均被后期细粒中酸性岩脉充填。

（2）NE向断裂 为本矿区的主要赋矿构造，是以北东 60°方向延长的一组压扭性构造带，具明显的挤压破碎片理化特征，挤压面呈舒缓波状，其次还见有构造透镜体，倾向北西，倾角53～85°，普遍见有断层泥，在金矿脉附近发现有与其平行的成群小构造蚀变带出现。

区域上控矿断裂带沿走向长5km，断裂多大于200m，大部分断裂都没有延出研究区。总体走向10～40°，倾向北西，倾角40～70°。断层面光滑平直，常见擦痕存在，沿走向短距离呈直线，长距离则呈舒缓波状。断层破碎带宽度在 0.3～8m不等，多数0.8～4.2m。

（3）NW向断裂 此断裂规模小，延长一般100～300m，走向 330°，倾向 60°，倾角 80°，宽0.1～2m，属张扭性。此类断裂破碎带内有矿体产出。

2.3 侵入岩与脉岩

区内侵入岩有华力西晚期花岗杂岩体及燕山中期中小型花岗杂岩侵入体，见零星出露的岩株。有从中性或酸中性开始，而以酸性或超酸性告终的演化趋势。燕山期旋回深成岩浆侵入活动强烈，侵入岩呈NE向带状展布，与区域构造线方向一致。

区内脉岩发育，以华力西晚期花岗杂岩体及北部、东部中生代地层中出露最为广泛。且与区域性断裂关系甚为密切，常沿这些断裂的两侧呈群出露。

脉体走向可分为NNE向(有时为近SN向或NE向)，NNW—NW向及NEE至近SW向三组，总体以NE向为主，出露长度最长近1km。而且以酸性岩类(如花岗斑岩、石英斑岩)占绝对优势，酸性石英脉、及中性类型也较为常见。

2.4 节理统计分析

研究区统计了3个地质点的节理产状总共83组，数据见表1。

表1 A、B和C地质点节理产状Table 1 Joint attitudes of A、B and C geological dots

对3个地质点测得的节理节理产状做等角度下半球投影，A的玫瑰花图（图2左上，27个产状），B的玫瑰花图（图2右上，26个产状），C的玫瑰花图（图2左下，30个产状），节理玫瑰花图解指示出构造主应力方位（图2右下）：σ1：334∠22，σ2：172∠67，σ3：67∠6。区域可能受到NW-SE、NNW-SSE和NEE-SWW方位的应力场作用。

图2 节理玫瑰花图及构造主应力方位图Fig.2 Rose diagram of joints and the map of principal compressive stress

3 矿床地质特征

3.1 矿化带、矿体特征

矿体产于中、新太古界建平群小塔子沟组角闪斜长片麻岩中，是一条隐伏矿体，地表没有出露，仅见到一些民采坑及封闭的斜井。本地区已有详查工作查明矿体走向 60°，倾向 330°，倾角65～70°，矿体厚度 0.28～1.68 m，品位 3.32～35.35 g/t，平均品位16.87 g/t。

3.2 围岩蚀变受构造控制

研究区金矿床的赋矿围岩主要为角闪斜长片麻岩，受热液的作用，产生不同程度的围岩蚀变，其分布形态受断裂构造控制，呈脉状出现。片麻岩本身矿化蚀变较弱，蚀变主要发生在断裂带中或其两侧，以及与断裂伴生的羽状裂隙内，矿体金品位与蚀变的强弱成正比，蚀变越强金品位越高，否则金品位变低。

蚀变严格受构造破碎带的控制，均呈线型蚀变，其分布与断裂破碎带完全吻合，有NE、NEE和NW向。蚀变带的规模、蚀变种类和蚀变强度，均与构造破碎带的规模、岩石破碎程度和微裂隙的发育程度呈正相关性，即构造破碎带愈宽，岩石破碎愈强，微裂隙愈发育，则蚀变带亦愈宽，蚀变种类愈全，蚀变愈强，矿化也愈好。蚀变带的宽度随矿脉的宽度和矿化强弱程度而变化。

4 成矿条件分析

（1）大地构造环境控矿条件 大地构造环境处于东西向与北东向断裂交接部位，这些区域性断裂控制着本区矿田、矿床、矿体的形成及展布方向。

（2）燕山期构造运动的控矿条件 金矿化的空间展布、产出形态严格受构造裂隙控制，控矿构造裂隙方向性较强。燕山期的NE，NNE向构造裂隙性质为压扭性，构造的弯曲、分枝复合部位则是矿化集中区；NW向主要为张性。所以北东向和北西向断裂构造是本区重要的控矿、容矿构造。构造裂隙的多期性为多次成矿创造了良好的运移通道和赋矿空间，所以矿床中矿体具有明显的多次成矿特征。比如鸡冠子山-发来甸子断裂（FIII）及两侧近平行发育的次级断裂和脉岩群，对早期形成的构造具有一定破坏作用，形成的北东向裂隙有利于岩浆和含矿热液的侵入。成矿前构造走向NEE-EW向；成矿期构造是以NE向为主；成矿后构造为NW向。

（3）褶皱控矿条件 吕梁期紧闭褶皱的槽部挤压性挠曲强烈，错动复杂，有华力西期花岗岩体侵入。并有燕山期中、酸性岩体的侵入。燕山期短轴背、向斜，多受断裂错动发生较强烈的揉曲变形，地层倾角变陡。褶皱出现的这些形态变化，也为含金硫化物热液和脉体的侵入提供了几何空间，有利于金元素析出并堆积成矿【13】。

（4）地层及金异常控矿条件 世界上绿岩型金矿产于太古宇变质岩系中，中、新太古界建平群小塔子沟组地层出现断裂破碎带【14】、蚀变带（或矿体），通过已有的普查资料和详查工作分析，认为该组岩石是该区域金矿床的“矿源层”。

（5）岩性与化学成分控矿 围岩蚀变是本区金矿的主要特征，蚀变的石英-硫化物阶段是成矿的主要和重要阶段。硫化物特别是黄铁矿是重要的载金矿物，金主要分布于硫化物晶间及晶隙中。载金的硫化物基本都是它形中细粒分散或呈团块状，分布于硅化黄铁矿化蚀变带中。

（6）火山岩建造控矿 据矿区内现场观测，及搜集对比区外的已知脉金矿床、矿点，发现三组不同方向的脉金与中酸性岩脉充填系统，与燕山期断裂构造系统极其吻合的现象，据此，初步认为，区内脉金控矿作用可能除与华力西晚期侵入活动有关外，与燕山期岩浆活动可能也极为密切，推测区内脉金可能具有多期成矿的特点。从矿区来看，中、酸性脉岩，与脉金可能有较为密切的成因联系。

（7） 区域变质与混合岩化作用控矿 研究区金矿床钻探岩心的取样化验分析表明，区域变质作用对小塔子沟组地层可能仅起了提高金元素丰度大小的作用。而混合岩化程度高的石英、钾长石含量越高，岩心渐变为基本无矿化显示的混合岩化花岗岩。即区域变质作用和混合岩化作用不具有直接的成矿作用。

5 矿床成因及深部、周边资源潜力

从近矿围岩蚀变及矿化类型特征，特别是矿体受断裂构造带中网脉状构造裂隙的严格控制分析，研究区金矿可能属于中低温热液裂隙充填式矿床【15】。含矿热液沿鸡冠子山-发来甸子断裂（FIII）由深部上升运移，再流经研究区分支的次级断裂而进入脉状及网脉状裂隙带内沉淀成矿。地表所出现的低品位网脉状矿化体很可能是深部构造蚀变岩型富金矿体的反映。因此，该区在网脉带深部和构造破碎带内局部有出现金矿变好变富的可能，已有的钻孔勘探也说明了存在高品位富矿石。

从钻孔岩心看，三组（NE、NNE，和NW向）脉金中，NE向脉金及其紧密伴生或平行产出的岩脉，蚀变强度常最大，常被晚期酸性岩脉如花岗斑岩及与NW向脉金及紧密伴生的中酸性脉所切割等现象来看，脉金成矿是多期次的。但本矿床和区域内，NE向矿化最好，而连续性较差，多呈断断续续的扁豆体，所以沿着NE向两端要加强追索。

另外，该区地质构造复杂，岩浆岩较发育，在研究区矿床深部可能存在中生代隐伏岩体。研究区金矿床可能是该隐伏岩体的岩浆期后含矿热液沿矿区的断裂活动充填而形成，探获深部较大规模、品位较高的隐伏金脉体还是十分可能的。

6 结论

凌源-北票成矿带 NE端的北票市广富营子金矿床，位于华北地台北缘与华力西褶皱带结合处交接带，内蒙地轴和燕山沉降带的交接部位。研究区节理产状数据分析表明，区内遭受了EW、NE和NNW方向的构造应力场，产生3组断裂系统。

本矿床及本区域成矿，多主要受 NE、NNE和NW向三组断裂系统及燕山期充填的脉岩系统控制。成矿具有多期次，含硫化物及金矿化热液有叠加成矿，并后期遭断裂及岩脉分割破碎的特点。本矿床及区域矿床要注意追索NE向两端豆荚状出现的特点，本矿床有可能探获深部较好的隐伏矿体。

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