华北北部多金属矿产成矿地质特征及成矿规律

靖荣奇

（中冶一局城市安全与地下空间研究院有限公司，张家口 宣化 075100）

1 区域地质概况

研究区域位于燕山-辽西裂陷带的东部，地质构造特征突出。研究区西部为华北板块结晶基底，在经历了吕梁运动大规模的造山活动之后，开始拉张裂解，进入中生代以来，近东西向褶皱构造、断裂构造极为发育，中生代晚期，主要发育了具多次活动的北东向、北西向断裂构造破碎带，形成大量热液型矿点。

1.1 区域地层特征

研究区地层包括太古宙变质地层、中－新元古代地层、古生代地层、中生代地层及新生代地层[1-3]。

太古宙变质地层为迁西岩群水厂岩组，主要分布于研究区西部承德县北台—马圈子沟一带，该岩组在新太古代片麻岩中产出，与中生代地层断层接触，中新元古代地层的底界角度不整合于新太古代二长花岗质片麻岩之上，自下而上依次为长城纪、蓟县纪、待建纪和青白口纪地层。长城纪岩石地层主要分布在西部边墙砬子山一带，主要组成为砾岩、石英砂岩、长石砂岩和泥质粉砂岩。串岭沟组分布厚度较小，其厚度为31m～68.7m。与下伏常州沟组呈整合接触。主要组成为石英砂岩、页岩和鲕状赤铁矿。团山子组主要为白云岩。大红峪组主要为石英砂岩、燧石条带岩屑石英砂岩、燧石条带白云质砂岩、燧石条带砂屑白云岩。

蓟县纪岩石地层包含高于庄组、雾迷山组、洪水庄组和铁岭组地层。

古生代地层主要发育早古生代寒武纪和奥陶纪早-中期地层，包括昌平组、馒头组、张夏组、崮山组、炒米店组、冶里组、亮甲山组和马家沟组。

中生代地层为一套复杂的陆相火山-沉积地层，以多旋回巨厚的火山-沉积岩相、含有丰富的煤炭资源和种类众多的动植物群为显著特征。三叠纪岩石地层包括刘家沟组、和尚沟组、二马营组和杏石口组地层。侏罗纪岩石地层包括南大岭组、下花园组、九龙山组、髫髻山组、土城子组。

新生代地层发育较少，由晚更新世马兰组和全新世松散堆积物构成，岩性为浅黄色黄土状粘土质砂土为主，夹砂砾石层，呈透镜体状。分选较差，磨圆中等。

1.2 构造特征

自中元古代以来，各时期构造层、形态各异的断裂构造、褶皱构造遍布全区。并且各级褶皱和断裂构造一般呈多期叠加、相互制约的综合体，其中近东西向线性构造体系对全区盖层地质体的分布及构造格局起到决定性的作用。

褶皱构造：根据褶皱构造的产状、形态，结合区域构造运动进行分析，该区的褶皱构造可以分为两期，第一期为印支期褶皱构造，第二期为燕山期褶皱构造 。

背斜发育于下马岭组至张夏组中，核部为下马岭组构成，产状较陡且受到后期断层破坏，两翼产状均较直立。南翼由雾迷山组三段至铁岭组一段组成，斜发育在下马岭组至张夏组中，核部为寒武纪张夏组；褶轴明显发生弯曲，北东翼受断裂破坏，南西翼相对完整，由龙山组至张夏组构成，产状50°～140°∠50°～60°，属斜歪倾伏褶皱。

燕山期褶皱构造分布于侏罗纪地层中，褶皱形态为宽缓—中常褶皱，褶皱枢纽多具缓倾伏的特征。研究区内的燕山期褶皱构造共有4个，以上板城向斜和三道河子向斜最为典型。

断裂构造：尚义-平泉大断裂的古北口-平泉段，北北东-北东向展布的平泉-桑园断裂，其断裂构造均受到上述两大断裂构造地控制和影响。根据区域构造演化史及断裂与地质体之间的空间配置关系进行分析，该区的断裂构造可以划分为2个期次，即印支-早燕山期断裂和燕山期断裂。燕山期断裂构造主要形成于晚侏罗世—早白垩世，可分为两组，一组形成于晚侏罗世，受区域北西-南东向的挤压构造作用力控制，走向多以北东向、北东东向为主，平面形态多呈弯曲波状，往往截切早期近东西向断裂，具有右行压扭性特征；另一组形成于早白垩世，走向一般呈北西向，形成时间晚于北东向断裂系统，常呈单条产出，且规模较小，多分布于早白垩世张家口组，力学性质呈现为压扭性或张扭性平移断层[4,5]。

1.3 火山岩特征

根据火山岩的特点将中生代火山活动从早到晚划分为三个旋回，即南大岭旋回、髫髻山旋回和张家口旋回。南大岭旋回表现为玄武质熔浆喷溢形成的玄武安山岩、安山玄武岩，间夹凝灰质砂岩、粉砂质泥岩，厚度变化较大。髫髻山旋回火山岩系包括九龙山组火山岩、髫髻山组和土城子组火山岩，火山岩多呈夹层产出，火山活动相对较弱，髫髻山组是本旋回火山活动的主期阶段，分布较广，主要岩石类型由粗安岩、石英粗安岩、集块岩及少量粗安质熔结凝灰岩组成。末期为该火山喷发旋回的衰退期，由土城子组红色粗碎屑沉积岩所夹的流纹质凝灰岩等组成，活动强度微弱，火山岩夹层的厚度较小。张家口旋回主要由流纹岩类及少量石英粗面岩类组成，包括流纹岩、流纹质凝灰岩、流纹质熔结凝灰岩等。

1.4 侵入岩特征

区内侵入岩可划分为新太古代、中元古代、早白垩世3个岩浆活动旋回。

新太古代晚期侵入岩主要分布于西部的北台子—黄土梁—何家沟一带，分为新太古代晚期二长花岗质片麻岩和新太古代晚期正长花岗质片麻岩。中元古代侵入岩分布于承德县乌龙矶、老梁沟门、都家庄及大营子等地，岩性为蚀变辉长辉绿岩、岗纹辉绿岩，侵入体中深侵位，中等剥蚀。白垩纪侵入为岩石英二长岩分布于兴隆县潘家店－后棒子沟一带，呈岩株状产出。研究区内的脉岩不甚发育，种类较少且面积较小，其中以燕山期正长斑岩脉或石英正长岩脉为主[6]。

2 控矿规律

目前已知矿产中元古代有铁、锰、硫铁矿，中生代有煤矿及火山喷发沉积的沸石、凝灰岩矿；内生矿产主要为热液型多金属矿，形成于燕山期。

2.1 地层

（1）中元古代铁岭组沉积对铁锰矿的形成产生重要作用，矿化层为含铁锰碳酸盐岩、铁锰泥质岩，与围岩产状一致，呈似层状，围岩为含锰白云岩、白云岩。

（2）中元古代串岭沟组沉积对赤铁矿的形成具有控制作用，赋存于石英砂岩、长石石英砂岩层中，矿层呈似层、透镜层状，与顶底板产状一致。

（3）侏罗纪下花园组沉积对（无）烟煤煤矿的形成具控制作用，赋存于砂质页岩及砂岩中，矿化层呈似层状、透镜状和窝状，产状与围岩基本一致。

（4）中元古代晚期下马岭组沉积对硫铁矿的形成具控制作用，赋存于黑色页岩及薄层或透镜状粉砂岩中，矿化层呈似层状和透镜层状，与围岩产状一致[7,8]。

2.2 岩浆岩

（1）西南部潘家店石英二长岩侵入体，为早白垩世早期灰白-浅粉红色中粒石英二长岩，侵入中元古代雾迷山组白云岩，在岩体外接触带发育宽由数十米至上百米的大理岩化带，此外，在外接触带内侧局部尚发育有宽数米的铁帽。石英二长岩体地化综合剖面显示其中的 Cu 含量值域达到 3 个异常浓度值，Au、Mo 含量值域为 2 个异常浓度值，为 Ag、Au、Cu、Mo、Pb 等金属元素的浓集提供了物质来源。

（2）成群侵入并与下马岭组密切相关的辉绿岩脉，其中 Cu、Zn、Cr、Co、Ni 的含量普遍较高，与原始岩浆成分密切相关。

2.3 构造

大地构造位置为华北陆块东部燕山-辽西裂陷带东段，自进入中生代以来，近东西向褶皱构造、断裂构造发育，延伸均在数十千米，宽数千米，断裂构造以压剪性逆断层为主，断裂或隙构造是矿液运移的通道，具褐铁矿化，为导、控矿与容矿构造，沿构造带有矿化热液活动，银、铅、锌在适宜部位富集成矿。中生代晚期，发育了具多次活动的北东向、北西向断裂构造破碎带，具强烈的褐铁矿化，其为深部岩、矿液运移的通道，为导、控矿与容矿构造，构造破碎带为构造薄弱部位，中酸性脉岩体贯入，携有较多的多金属矿质，在局部富集后形成热液矿（化）体。

3 找矿远景

具有潜力的矿产为沉积铁矿、热液型铜银铅锌金银多金属矿，本文仅针对上述金属矿产的成矿区带进行概要归纳。

3.1 找矿标志

3.1.1 地层标志

长城纪蓟县纪雾迷山组白云岩、串岭沟组鲕状赤铁矿层及寒武纪昌平组白云质灰岩等分别为研究区内的沉积型赤铁矿和建筑石材找矿的有利部位。

3.1.2 构造标志

伴随强烈的褶皱构造变形发育的构造节理、层间滑脱空腔、裂隙带，均为热液活动提供了通道及淀积场所，一般均伴有程度不等的褐铁矿化，并且角砾或蜂窝状构造也较为常见，常常形成赋矿的有利部位。包括褶皱核部区的层间滑脱、主干断裂构造及破碎带、构造转折端、构造裂隙带、构造岩块与破碎岩构成的强弱间互断裂构造带、主干断裂附近与之相关的次级构造裂隙带、碎裂化岩带等构造薄弱带。

3.1.3 侵入构造标志

侵入岩脉穿插围岩构成的枝杈状、分支复合状、膨缩状线、面状脉体，侵入岩体与围岩间的弧状、港湾状、锯齿状接触带，是成矿的有利地带。

3.1.4 围岩蚀变

侵入体外接触带的围岩大理岩化、蛇纹石化蚀变等类型；构造岩带及矿体附近可见原生矿物矿化蚀变有毒砂矿化、磁铁矿化、黄铁矿化、黄铜矿化、铅锌矿化、锰矿化等类型，次生矿物矿化有孔雀石化、高岭土化、褐铁矿化、蓝铜矿化、绿泥石化等类型；其它矿化蚀变有碳酸盐化、硅化、方解石化等。上述蚀变的类型对找矿具有指示作用[9-11]。

4 结论

（1）区内的中元古代铁岭组、串岭沟组、下马岭组对研究区内的沉积型矿床具有直接的控制作用，侏罗纪下花园组沉积对（无）烟煤煤矿的形成具有直接的控制作用。沉积型矿床主要呈似层状与透镜状分布于地层内，与围岩呈整合接触。

（2）区内早白垩世岩体和与下马岭组密切相关的辉绿岩脉周围是良好的热液矿床成矿区。异常组合较好，并且与地质特征套合较好，具有良好的找矿前景。

（3）区内中生代构造是矿液运移通道、储存空间。其中，近东西向断裂构造、北东及北西向断裂构造对铅、金、银、铜、锌矿（化）点的空间分布具有控制作用。