甘肃肃北红山铁矿岩浆活动及演化系列探讨

王军　张宏赟　包振军　李向军　厉小钧

摘  要：根据肃北红山地区岩浆活动地质特征，探讨了北山地区的构造岩浆活动模式，对于该矿区的岩浆活动及演化系列，有一个比较系统而客观的认识;同时对早、晚古生代岩浆岩的侵入与各类矿床的生成关系进行了初浅的探讨。

关键词：岩浆岩、早古生代、晚古生代、北山地区、甘肃省

1区域地质背景

红山铁矿区位于甘蒙北山地区马鬃山山系西段罗雅楚山-大红山一带，隶属我国北方北疆-兴蒙造山带中段。自太古宙以来，经历了海陆变迁及多旋回造山和岩浆活动。由此，在本区展示了不同时代地质块体相互叠置、拼合，最终镶嵌成极为复杂的地质构造图案。

早古生代，甘肃北山地区呈南、北两大陆块间夹洋壳盆地的构造格局。其构造演化经历了洋陆对峙、裂谷消减、洋壳俯冲、洋区闭合及板块碰撞等一系列地质作用，在这些地质作用进程中产生了大量的岩浆活动，每一阶段都包括一个特征的岩浆源区，而每个阶段岩浆作用的强度是受碰撞事件的地质和地球物理条件的约束

2早古生代岩浆活动

一、超基性岩（S2Σ）

主要出露于测区南部的黑山，侵位于寒武系地层中，呈岩株产出，为中志留世早期产物，规模小，面积约0.25km2岩性为角闪橄榄岩、角闪辉长岩、伟晶辉长岩。现仅就超基性岩与铜镍矿的成生关系进行初浅的探讨。

在地幔演化过程，组成地幔的固态硅酸盐物质，在地温升高的情况下，发生选择性熔融作用，生成的玄武质岩浆，喷出地表形成大洋地壳;尚未熔融的部分，则残留下来形成超基性岩质的上地幔。当上地幔的超基性岩发生局部熔融作用岩浆沿深断裂侵入地壳时，通过岩浆中氧化物或硫化物的熔离作用，就可以形成各种岩浆铁矿床和硫化铜镍矿床，在熔离作用中，钙和钠浓度的增高，都有利于岩浆熔离作用的发生;而氧逸度的增高，则是岩浆中发生氧化物熔离作用的必要条件。超基性岩和基性岩都是岩浆早期结晶产物，其结晶顺序一般遵循电价降低和离子半徑增大的方向，在超基性岩中Mg/Fe重量比值为2.63，在基性岩中，Mg/Fe重量比值为0.53，但钙的含量比超基性岩约高10倍，（Mg+Ca）/Fe重量比值为1.31。因此，岩浆中镁浓度的增高，可促使铁分散于暗色造岩矿物中，而钙浓度的增高，则有利于铁呈氧化物富集。

二、基性岩（S2ν-βμ）

主岩体为长条状的岩株或岩墙，长轴方向与复背斜轴一致，侵入蓟县系大理岩中，接触面不平整，呈弯曲状，多外倾，外接触带有角岩化，内接触带为细粒结构的岩石，其中含较多的大理岩捕虏体。辉长岩岩体中心偶有辉长伟晶岩团块及辉石岩析离体。岩体属浅剥蚀，为浅成相。结晶分异不好，相变不明显，主体相多为辉长岩，边缘为辉绿岩，岩体也有时分异出橄辉岩。

本岩体呈深灰绿色，辉长辉绿结构，块状构造，由斜长石（65%）、辉石（35%）及少量石英组成。岩体的岩石化学成分及标准矿物，与我国同类岩石相比其TiO2、Na2O含量较高，出现标准矿物石英，岩石为SiO2过饱和类型，岩石属钙碱性系列（表1）。

三、早古生代岩浆作用及各类侵入体与成矿的关系

早古生代有着规模不等、形式不同、成因各异的岩浆活动，其活动强度与各岩浆岩区的构造性质密切相关。就早古生代晚期而言，北山区的岩浆活动比较活跃但规模较小，早期表现为以基性岩为主的火山活动，对铜矿形成极为有利，生成了与火山作用有关的公婆泉中型铜矿床;晚期由于祁连运动影响，岩浆侵入作用加剧，显示从超基性到中酸性逐渐加强的演化过程。根据区域资料分析，超基性与基性侵入岩系同源岩浆产物，岩浆沿主干断裂上侵，呈肠状及串珠状展布。一般规模大的超基性岩体，特别是具深部分异的复合岩体成矿作用最好。赋含铬铁矿的超基性岩一般为镁铁比值大于7的镁质超基性岩，以富含MgO、FeO，贫Ka2O、Na2O、Al2O3和低SiO2为特征。中性岩体呈岩基、岩株产出，侵入深度中等，接触带普遍具角岩化，与围岩接触地段可形成铁、铜、云母等热液交代型或矽卡岩型矿（化）点。岩体派生的热液石英脉中常具多金属矿化。副矿物具硫化物矿物组合。酸性岩由于岩浆的活动性增强。在北山区占了相当大的空间，多呈岩基、岩株产出，具明显的热变质带，Na2O+K2O随酸度增加而增大，多属地壳重熔岩浆型花岗岩，代表着岩浆演化的较高阶段，许多重要内生金属矿床，如钨、钨钼矿床及许多其它金属矿点都与其有成因联系。本区早古生代岩浆活动较弱，规模较小，故其成矿作用也较弱，除超基性岩有矿化显示外，基性-中性岩浆作用均未形成相关矿床。

四、晚古生代中酸性岩类侵入作用与铁矿的关系

就北山地区而言，晚古生代岩浆活动频繁，侵入岩岩石类型齐全，分布广泛，是省内主要造岩期。同时区域构造形变和区域变质作用均较明显而强烈，因而对于伴随岩浆活动的各种金属矿产的成矿作用十分有利。本期内生金属矿产丰富，矿种繁多，计有镍、铬、钒、钛、钨、锡、铜、铅、锌、铁、金、银和稀有放射性矿产铀、铌和钽等矿床、矿点160余处。各类矿产与侵入岩的成矿专属性均有密切的内在联系，特别是晚古生代中、晚两期侵入岩更为明显。这两期中的花岗岩、斜长花岗岩、花岗闪长岩及二长花岗岩与接触交代型及热液型钨矿、闪锌矿、黄铜矿和磁铁矿等关系密切。晚古生代晚期的肉红色花岗岩与稀有放射性矿产关系密切。在岩浆期后褐铁矿化的细小石英脉群中金矿化明显，可作为寻找金矿的标志。

五、结论

就北山地区而言，晚古生代岩浆活动频繁，侵入岩岩石类型齐全，对于伴随岩浆活动的各种金属矿产的成矿作用十分有利。本期内生金属矿产丰富，矿种繁多，计有镍、铬、钒、钛、钨、锡、铜、铅、锌、铁、金、银和稀有放射性矿产铀、铌和钽等矿床、矿点160余处。各类矿产与侵入岩的成矿专属性均有密切的内在联系，值得做进一步深入探讨。