内蒙古北山盘陀山地区地质特征及成矿条件分析

杨鑫　马宝军　张善明　马驰骅　王海涛

摘要：盘陀山位于北山地区东南部，大地构造位置属哈萨克斯坦板块与塔里木板块结合部之白玉山——方山口——鹰嘴红山早古生代被动陆缘带。盘陀山花岗岩体与被侵入地层单元组合表现出岩浆热穹隆构造特征，其主体在泥盆纪由大规模岩浆的侵入活动形成，二叠纪再次因广泛的侵入作用形成一系列分布于岩体中及其北部地层中的呈岩枝、岩脉产出的侵入体。两期主要的岩浆活动过程对于该区多金属成矿起到关键性作用。本文主要对盘陀山地区成矿地质条件进行分析和总结，旨在为该地区的多金属矿研究提供一定参考。

关键词：成矿条件；多金属矿；盘陀山

1. 大地构造位置

北山地区横跨西伯利亚、哈萨克斯坦和塔里木板块三个不同的大地构造单元[1]。红柳河——牛圈子——洗肠井蛇绿混杂岩带为哈萨克斯坦板块与塔里木板块分界线，其以北为归属哈萨克斯坦板块的星星峡——旱山微板块；以南为归属塔里木板块的敦煌微板块[2]。盘陀山地区位于北山地区东部之塔里木板块东北缘，红柳河——牛圈子——洗肠井蛇绿混杂岩带南侧，属白玉山——方山口——鹰嘴红山早古生代被动陆缘带[3]。

2. 地质特征

2.1 地层

2.1.1 长城系古硐井群

分布于盘陀山花岗岩体周围，与上覆平头山组为断层接触。共划分三个岩性组：下岩性组：强变形、弱变质，劈理、片理、（密集）石英脉发育为特征的浅灰色薄层粉砂岩、灰褐色粉砂岩、褐灰色绢云母千枚岩夹长石石英砂岩；中岩性组：灰色石英砂岩与薄层状粉砂岩的韵律层；上岩性组：灰白色石英细砂岩，局部夹长石石英细砂岩。石英细砂岩的成分及结构成熟度均较高，反映其形成于相对稳定的浅海相沉积环境。

2.1.2 蓟县——青白口系圆藻山群

（1）平头山组：东西向展布于盘陀山岩体北部一带，与上覆野马街组地层为断层接触；与下伏长城纪古硐井群为不整合或断层接触。该套地层以碳酸盐岩为主，但自下而上岩石组合明显不同，椐岩石组合特征可分为两段：下段（Jxp1）主要为海侵体系域之潮坪环境的产物，岩性为浅灰色微晶灰岩、大理岩化灰岩、含硅质角砾灰岩；上段（Jxp2）为高水位体系域与海侵体系域振荡变化的环境，岩性为含硅质条带白云质灰岩、白云岩，少量白云质灰岩。

（2）野马街组：分布于盘陀山岩体以北一带，与下伏平头山组呈断层接触，与上覆大豁落山组呈断层接触。划分四个段：一段（Qby1）：浅灰绿色薄层钙质粉砂岩夹浅黄色薄层状泥灰岩、灰岩，沿走向上厚度变化较大；二段（Qby2）：灰色含钙质中层状石英细砂岩与灰色薄层状粉砂岩呈结构较稳定的韵律层；三段（Qby3）：灰白色中厚层状石英细砂岩夹少量长石石英砂岩、粉砂岩组合；四段（Qby4）：上部为浅灰绿色粉砂岩、局部出露赤红色赤铁矿层；下部为灰色薄层状灰岩与灰色薄层钙质粉砂岩韵律层。该套地层厚度变化较大，反映其形成于浅海—陆棚相沉积环境。

（3）大豁落山组：主要分布于北部一带，呈北西西向展布，与野马街组呈断层接触。该地层单元以碳酸盐岩为主，但自下而上岩石组合明显不同。划分为上、下两个段：下段（Qbd1）：主要岩性为含硅质角砾白云质灰岩、含硅质细晶白云质灰岩为主；上段（Qbd2）：主要岩性为灰—浅灰色厚层块状白云质灰岩、含硅质角砾白云质灰岩。成因为碳酸盐台地沉积。

2.2 侵入岩

2.2.2 古生代晚期构造岩浆岩带：多呈小的岩株或岩枝，侵入体主要为中酸性侵入岩。辉绿岩、辉长岩明显受断裂控制，分布于泥盆纪岩浆活动所形成的盘陀山岩体主体之中，并被后期断裂破坏。从早期到晚期，具岩性从基性向中性演化特征。结合北山地区二叠纪陆内裂谷发育、间歇式拉张、侵入活动活跃的特征分析，推测该岩浆岩带大量辉绿辉长岩脉形成于二叠纪。

2.3 地质构造

从盘陀山岩体周边地层展布、构造特征分析，古硐井——盘陀山一带为一典型岩浆热穹窿构造。岩浆由盘陀山复式背斜核部侵入后呈大规模岩基产出，背斜总体向东、向西封闭，在区内呈近东西—北西西向展布。两翼地层为长城系古硐井群中、上岩性段及园藻山群地层碳酸盐岩、细碎屑岩建造，于其中发育次级褶皱，轴面与地层产状一致，并受到晚期北西向张性断裂的破坏作用；核部地层为古硐井群下岩性段粉砂岩、粉砂岩夹细砂岩，并于其中发育多条脆韧性剪切带；且有小型揉皱发育，多呈倾竖褶皱，岩石片理化程度较强。

3. 控矿因素分析

3.1 地层与成矿的关系

3.1.1 长城系古硐井群：岩石形成后经历了多次变质作用，致使岩石中金等多种金属元素活化、迁移、富集，进一步不均匀分布。Au元素在该套地层中丰度值较高，下岩性组中进一步表现出富集特征，而北山地区背景值为1.98×10-9，地壳丰度（维氏值）为4.30×10-9，指示了该地层单元为金的主要矿源层[1]。

3.1.2 蓟县系平头山组：为一套与上覆地层及下伏地层均呈不整合或断层接触的地层单元，地层中Hg、Sb为主成矿元素，其平均含量明显高于北山地区平均值；Cu、 Ni 、Zn元素丰度明显低于北山地区背景值，属亏损型；Au、Ag、W、Mo元素丰度大体与区域背景值一致。沉积型锰矿层、赤铁矿层赋存于该套沉积地层之中；并且由于酸性岩体侵入，二者接触带部位成为矽卡岩型多金属矿床成矿有利部位。

3.2 岩浆活动与成矿的关系

3.2.1 古生代早期构造岩浆岩带：内部可划分出多个侵入单元，各单元间为脉动侵入接触关系。其中中细粒二长花岗岩为早期侵入；中粗粒二长花岗岩为晚期侵入。对于前后二者的地球化学特征进行对比，反映早期侵入体中的Ag、Pb、Sb元素丰度与区域背景值基本一致，Cu元素不富集，Sn、W、元素富集程度较低；而晚期侵入体中成矿元素W、Pb、Sn、As、Sb强烈富集。显示出晚期岩浆活动所形成的侵入体（中粗粒二长花岗岩）具作为矿源载体特性，是W、Pb、Sn、As、Sb的容矿地质体。

3.2.2 古生代晚期构造岩浆岩带：侵入体数量较多，多呈小岩株、岩枝产出。中性——中酸性均有分布，且具规律性。地球化学特征显示基性侵入体中Cu元素及与超铁镁质岩有关的Co 、Cr、Ni等元素明显富集，而Au、Ag、Hg、Pb、W元素明显亏损。基性岩体中个别样品TiO2含量较高，对于寻找与基性岩有关的钒钛磁铁矿具指示意义。

4. 结论

盘陀山地区经历的泥盆纪、二叠纪两次岩浆活动中：前者为大规模侵入，主要形成形态完整岩基侵入长城系古硐井群，构成了以盘陀山岩体为中心的岩浆热穹隆构造；后者为小规模、分布广泛的岩浆活动。古生代早期形成的岩体以及经过多期变质的被侵入地层，具有对于成矿极为有利的物质基础，而古生代晚期的大范围岩浆活动对W、Pb、Sb等金属元素成矿物质的活化、迁移及富集起到了关键性的促进作用。同时古生代晚期岩浆作用所形成的呈岩株、岩枝产出的小规模侵入体，其本身在物质成分方面也对于钒钛磁铁矿的形成具有一定条件和潜力。

参考文献：

[1] 聂凤军，江思宏，白大明.北山地区金属矿床成矿规律及找矿方向[M].北京：地质出版社：2002a，1-100.

[2] 杨合群，李英，李文明，杨建国，赵国斌，孙南一，王小红，谭文娟. 北山成矿构造背景概论[J].西北地质，2008，01：22-28.

[3] 赵国斌，李文明，杨合群.内蒙古盘陀山含钨花岗岩体地质地球化学特征及成因讨论[J].地质与勘探，2011，05：828-836.

[4] 邵积东，王守光，赵文涛，任亦萍.内蒙古北山——阿拉善地区重要成矿带成矿地质特征及找矿潜力分析[J].西部资源，2009（02）.