河北承德大庙杂岩体成矿规律研究及远景预测

赵向奎

（河北省地矿局第四地质大队，河北 承德 067000）

承德地区是我国北方著名的钒钛生产基地，钒钛磁铁矿资源储量仅次于四川攀枝花，居全国第二位。截至2014年底，全区新增探明储量4.5亿吨以上[1，2]。河北承德大庙黑山铁矿床位于承德市以北的大庙一带，地处我国唯一的元古宙岩体型斜长岩[3]。比之于北美和欧洲的斜长杂岩体，体积很小（约90km2），但岩石类型齐全（斜长岩85%、苏长岩和辉长岩11%、纹长二长岩和花岗岩4%，以及少量的橄长岩），赋存有丰富的钒钛磁铁矿～磷灰石矿床[4]，该铁矿床是研究元古宙铁矿床成因的绝佳地区。

近几年，随着本区较大规模的地质勘查活动的进行，对本区的大地构造背景、岩浆成因及演化过程的研究程度不断增强，二者形成互补，取得了显著的找矿成果，预计铁矿远景储量可达10亿吨以上。

1 区域地质背景

本区位于华北地台北缘，燕山台褶带与内蒙地轴的交接地带，属于台褶带边缘的断裂隆起区大庙穹断束（Ⅳ级）构造单元中。尚义～古北口～平泉、丰宁～隆化两条东西向平行的深断裂中间有红石砬～大庙东西向深断裂通过，控制着区内的岩浆活动，为本区铁、磷等矿床的生成提供了优越的运矿和储矿空间。

2 大庙斜长杂岩体地质特征及成矿作用

（1）岩体特征。大庙斜长杂岩体西起哈叭沁，向东经大庙、王营至马营、全长18km；北起韩麻营镇牛蹄子沟，南至大庙～马营一线，宽9km，形态似三角形，面积88km2。杂岩体总体倾向北，倾角60°～70°。

杂岩体由纹长二长岩、斜长岩、苏长岩组成。纹长二长岩分布在小乌苏沟～乌龙素沟顶一带，构成斜长岩杂岩体的北西镶边，出露面积约4km2（占杂岩体总面积4%）。斜长岩构成杂岩体的主体，出露面积约74km2（占85%）。苏长岩侵入斜长岩中，呈小岩体、岩床、岩脉成群产出，主要分布在大庙～乌龙素沟、卜头沟～马营，大马圈沟和黑山一带，出露总面积约10km2（占11%）。

杂岩体侵入于太古代变质岩和中元古代地层中，在岩体西部常见片麻岩和大理岩捕虏体。在海西期受南升北降区域压扭力作用而抬升，相伴沿杂岩体西北边缘接触带底板有带状或串珠状海西期辉石角闪石岩体侵入。沿红石砬—大庙深断裂带有片糜岩化。

根据斜长岩主体结构变化及热力学计算生成温度，大黑山山顶及周围为斜长岩侵位最高地段，整个斜长岩体呈穹窿状，是强迫侵位方式向上而生成的。岩体受剥蚀程度不高，推测被剥蚀100m～200m。

（2）岩体生成时代。成岩年龄测试结果：①斜长 岩 ：1735Ma±239Ma(Sm—Nd法 解 广 轰1988)、1726Ma±9Ma（n=12）(锆 石 SHRIMP U—Pb 法，zhang etal 2007)。②苏长岩 ：1693Ma±7Ma(n=4)（锆石U—Pb法，赵太平等2004）。③纹长二长岩：1739Ma±14Ma（锆石SHRIMPU—Pb法，zhao etal 2009）1742Ma±17Ma(锆石La—1cpms法，zhao.etal 2009)。

从测定结果可以看出：斜长岩成岩年龄为17亿年，纹长二长岩略早于17亿年，苏长岩略晚于17亿年。

（3）岩体成矿作用。斜长岩杂岩体由纹长二长岩、斜长岩和苏长岩组成。

斜长岩一般为粗粒结构，在岩体中心部位见堆晶结构。岩石矿物学和岩石化学特征表明原始岩浆为玄武岩浆，且来自上地幔。地质四队硫同位素分析结果34S/32S比值接近陨石硫比值，碳、氢、氧同位素亦表明水主要是岩浆水，亦说明来自上地幔。原始岩浆在深部岩浆房产生深部重力分异作用，轻的Si、Al熔浆在上层；中部为含Ti、Fe的苏长岩熔浆（上轻下重，下富Ti、Fe）；下部为Ti、Fe熔浆（矿浆）。当时的熔浆处在高压高温下，必然向地壳薄弱处侵位。当时的中元古代海盆地壳较薄，深断裂是最好的侵位通道。沿红石砬—大庙深断裂Si、Al熔浆率先侵位，当斜长岩凝固后，含Ti、Fe苏长岩熔浆沿斜长岩构造薄弱带侵位生成苏长岩，而后富钛铁的苏长岩熔浆侵位生成分凝式铁矿和铁磷矿，残余苏长岩熔浆生成伟晶苏长岩。最后Ti、Fe矿浆沿苏长岩下盘压扭性构造充填交代，生成贯入式钒钛磁铁矿矿床。因此，斜长岩杂岩体是同源玄武岩浆深部结晶分异和浅侵位的结果。

斜长岩杂岩体的成矿作用主要为钒钛磁铁矿和铁磷矿，构成完整的成矿系列：岩浆晚期由早—晚生成如下矿床：①分凝式暗色苏长岩型铁磷矿床（亦可称含磷钒钛磁铁矿矿床）。②分凝式橄榄苏长岩型钒钛磁铁矿床。③分凝式伟晶苏长岩型钒钛磁铁矿矿床。④贯入式钒钛铁磷矿床。⑤贯入式钒钛磁铁矿矿床（大庙式）。⑥气成热液期含钴黄铁矿矿化（伴生）。⑦高温热液期含钴、镍磁黄铁矿化（伴生）。

上述分凝式暗色苏长岩型铁磷矿床和分凝式橄榄苏长岩型钒钛磁铁矿床具有规模大、厚度大、品位中等特点，呈大型或超大型矿床。贯入式钒钛磁铁矿矿床具有品位高、厚度变化较大特点，呈中型～大型矿床。

3 成矿基本规律及远景评价

（1）成矿基本规律。①斜长岩杂岩体是大庙式含钒钛磁铁矿的成矿的首要条件和基础，大庙斜长岩杂岩体是该类型矿床的矿集区，具备生成大型钒钛铁矿床的地质条件。②斜长岩体生成后不同级别的压扭性断裂带是控岩、控矿构造，它控制了苏长岩和钒钛铁矿的产出和分布。铁矿体主要产出分布在苏长岩体（床）的下部斜长岩中。③该岩浆型铁矿床在成矿上具有上磷下铁的产出分布规律，一般地表和上部含磷偏高，在下部往往以钒钛磁铁矿体为主。④黑山铁矿的①、②号矿体，东大洼矿段矿体和③、⑥、⑧号矿体，同受黑山—龙潭沟压扭性构造带控制，矿体在平面上具有作左行雁行排列，在垂向上具有叠瓦斜列式排列，矿体的延深大于延长，延深是延长的2倍～5倍。⑤岩浆晚期分异式钒钛磁铁矿床具有规模大、品位中等之特征，与岩浆晚期矿浆贯入式钒钛磁铁矿有一定差异，主要差别是矿石致密块状矿石稀少，品位略低，但规模大为主要特点。

（2）远景评价。大庙杂岩体内多个矿体虽经多期勘查，但其走向延长及倾向延深均未控制住，根据成矿规律结合低缓异常和三分量测井资料，推测深部仍有磁性体存在，预计本区铁矿储量可达10亿吨以上，矿床规模有望成为超大型钒钛磁铁矿床。