冀東地區(qū)伸展構造與成礦作用

1、中南大學地質研究所 高光明 胡祥昭 華北有色地勘局普查隊 薛運清冀東燕山地區(qū)伸展構造與控礦作用 地處燕山山脈的冀東密云寬城線，根據(jù)前人資料(1992,權恒等；1996,楊農等)，區(qū)域上為陽原喜峰口錦州哈爾套大斷裂（巖石圈殼斷裂）帶通過處，斷裂帶南側為馬蘭峪錦州臺隆，北側控制了中上元古界沉積。此斷裂帶在重力場上表現(xiàn)為明顯的重力梯度帶，磁場平面圖上，亦表現(xiàn)出正負交替，北側為負磁場，南側為正磁場，該斷裂帶控巖控礦作用明顯，南部結晶基底中，綠巖帶型金礦，遍布全區(qū)，著名的金廠峪金礦產于其內，北側蓋層中銀冶嶺高板河大型銀鉛鋅礦和壽王墳小寺溝大中型銅礦亦產于其內。近幾年，相繼又找到了洞子溝式銀銅金礦和尖寶山

2、式的金礦。目前該帶已愈來愈引起人們的重視，對有關該帶的構造和成礦作用也提出了一些新認識（1996，宋元杰等；1997，王郁等），其中，以地殼伸展作用形成的變質核雜巖和拆離斷層引人注目，成為本區(qū)構造研究的熱門話題。 1 伸展構造 傳統(tǒng)的構造研究，一直注重于地殼的擠壓作用，對伸展構造的研究，多注重于裂谷作用和與之有關的成礦作用。七十年代末，在北美科迪勒拉盆嶺構造研究中，Davis和Lister（1989，1991）Wernicke（1985）等一批國外學者發(fā)現(xiàn)并提出了變質核雜巖，80年代中晚期，在國外學術思潮的影響下，我國學者也開展了這項研究，并在理論上和找礦實踐方面取得了有意義的成果。鄭亞東等(

3、1993)確定了內蒙亞干變質核雜巖；錢祥麟等(1994)確定了北京云蒙山變質核雜巖和河防口拆離斷層；高光明等(1992)確定了熊耳山變質核雜巖和拆離斷層，并建立了熊耳山地區(qū)變質核雜巖拆離斷層控礦的模式。 目前，國內已先后確定了膠東半島中條山小秦嶺崤山太行山等典型的變質核雜巖；關于燕山地區(qū)，特別是冀東一帶是否存在伸展構造，一些研究涉及到這一方面，錢祥麟戴維斯提出云蒙山變質核雜巖和伸展構造后，宋鴻林白志達等試圖在密云興隆一帶尋找類似于科迪勒拉式的伸展構造區(qū)，于9295年在六道河興隆半壁山填了三幅1/5萬地質圖，初步成果表明，變質核雜巖構造發(fā)育，但基底與蓋層接觸界面，東部拆離斷層表現(xiàn)明顯，西部則不夠

4、典型(1996,與白志達面談)。楊農等（1996）認為，興隆車道峪東西向正斷層，為墻子路喜峰口斷裂的中段，以多條北傾的中低角度正斷層組成斷層帶，為燕山地區(qū)印支期與燕山期過渡期間的伸展構造形跡。其成因與擠壓變形后的松弛期有關。 我們認為，本區(qū)伸展構造存在，但由于所處構造部位獨特，因而不同于北美科迪勒拉式和豫西熊耳山式的盆嶺構造，也不同于中條山式的陸核增生型變質核雜巖，它以拆離和斷塊共同作用而獨具特色。2 冀東密云寬城一帶的伸展構造2.1 概述 冀東密云寬城一帶的伸展構造，主要由馬蘭峪變質核雜巖和都山變質核雜巖組成。馬蘭峪變質核雜巖呈東西向的長垣狀展布，核部由太古界遷西群深變質的片麻巖組成，其間有

5、麻地王坪石前分水嶺青山口茅山羅文峪等花崗閃長巖侵入；都山變質核雜巖核部由太古界遷西群深變質巖系及都山花崗雜巖組成，呈北東延伸的穹狀隆起。兩者蓋層均由基本上未變質的中上元古界長城系薊縣系及青白口系組成，再往兩側出現(xiàn)更新的古生界及中生界的地層。據(jù)野外觀察，馬蘭峪變質核雜巖北部基底與蓋層之間的接觸面多以拆離斷層為主，局部亦見不整合接觸。拆離斷層帶產狀一般較陡，多在40以上。 都山變質核雜巖在其北西側可分出主次拆離斷層帶。主拆離斷層帶為碾子峪山家灣子湯道河拆離斷層帶；次級拆離斷層為尖寶山安達石上板城拆離斷層帶，該帶往北東延伸可一直進入遼西。馬蘭峪變質核雜巖北部拆離斷層帶西起洞子溝花市，東至董家口青山口

6、一線，南西側經(jīng)跑馬場常州村，往東南被第四系覆蓋（圖1）。 兩變質核雜巖的分界以碾子峪太平寨南北向斷層為界。該南北向斷層，往北可達寬城平泉，它控制了不同構造層的界面，平泉黃土梁子一線，其東側為侏羅白堊紀火山巖系，西側為太古界構造層。往南水廠沙河驛至灤縣西部唐家莊與雷莊之間為東側第四系與西側元古界蓋層的界線。2.2 都山變質核雜巖北西主拆離斷層帶特征 都山變質核雜巖北西主拆離斷層帶為碾子峪山家灣子湯道河拆離斷層帶，沿該拆離斷層帶，經(jīng)大黃土坡和荒漠溝觀測，該拆離斷層帶從剖面由下而上可劃分出基底片麻巖網(wǎng)狀糜棱巖帶綠泥石化糜棱巖帶綠泥石片理化帶綠泥石硅化微角礫巖帶硅化高嶺土化微角礫巖帶，蓋層砂巖。在大黃

7、土坡微角礫巖帶中有含金石英脈透鏡體（寬1020cm）含黃銅礦，見孔雀石化。大黃土坡和荒漠溝分別測得拆離斷層產狀為10300和320-34020-35。 荒漠溝拆離斷層帶具反向陡傾正斷層的特征，主拆離面在基底綠片巖內（圖2）。2.3 都山變質核雜巖北西翼次級拆離斷層 都山變質核雜巖北西翼次級拆離斷層為尖寶山安達石上板城拆離斷層，經(jīng)大野雞峪、尖寶山實地觀測，該拆離斷層特征較為明顯，在大野雞峪所見，基底與蓋層接觸界面被閃長玢巖侵入，沿閃長玢巖周邊見綠泥石片理化帶，蝕變褪色化的砂巖帶，拆離面產狀32040。 尖寶山礦區(qū)F1斷層即該拆離斷層，其剖面特征是，由基底往上為片麻巖；鉀化硅化脈穿插的片麻巖帶；鉀

8、化硅化帶；綠泥石片理化帶（綠泥石糜棱巖帶）；強硅化綠泥石化石英脈；強硅化含細粒浸染狀黃鐵礦石英微角礫碎裂帶；蓋層褪色化蝕變帶；蓋層含礫砂巖含石英細網(wǎng)脈帶；石英巖狀砂巖。其中鉀化硅化（亦有人稱長英質混合巖化帶）帶寬達1020米（圖3）。 控制尖寶山1礦體的F2F3斷裂亦具有拆離斷層的特征，其中F2在探槽觀測，由下而上，亦可分出基底片麻巖帶；鉀化硅化角礫狀片麻巖（混合巖）帶；綠泥石糜棱巖化片麻巖帶；硅化片理化帶；石英細脈（網(wǎng)脈）帶；硅質糜棱巖帶；糜棱巖網(wǎng)脈穿插的砂巖帶；蓋層中的強硅化，石英網(wǎng)脈微角礫狀褐鐵礦化礦脈帶；砂巖。F3則由一系列向北傾的鏟形斷層帶組成，接觸帶為一黑色炭質片巖組成的片理化帶。

9、24 馬蘭峪變質核雜巖北部拆離斷層帶的特征 馬蘭峪變質核雜巖為一不對稱的變質核雜巖，基底與蓋層在其南西蛇子溝和常州溝村常州溝組標準剖面起點均為典型的不整合接觸，未見明顯的拆離滑動。在其北部，拆離斷層發(fā)育受東西向陽原喜峰口錦州巖石圈殼斷裂的限制與改造，表現(xiàn)并非十分典型，局部地段斷裂產狀南傾或變陡，拆離帶特征不明顯，趙杖子半壁山南及灑河南董家口等幾處基底與蓋層接觸帶均表現(xiàn)出陡傾斷裂的特征，如董家口和炮嶺三叉路口南。在牛圈子花市洞子溝及雁飛嶺，拆離作用較為明顯，主要表現(xiàn)為基底發(fā)育不寬的糜棱巖帶和綠片巖帶，蓋層下部具含礦的順層石英脈穿插，并見垂直層面滑動的a線理。 根據(jù)有關資料，除了基底與蓋層之間的拆

10、離作用外，在蓋層不同巖性之間，也存在有次一級的滑脫拆離面，如串嶺溝組砂頁巖之間，大紅峪組與高于莊組之間均存在滑脫面。 洞子溝之西，將軍關及平谷北山一帶，表現(xiàn)出塊斷與拆離共同作用的特征，主要表現(xiàn)為結晶基底零星出露，蓋層與基底之間拆離作用不明顯，局部為拆離斷層接觸，局部為陡傾的斷層接觸或不整合接觸。關上拆離斷層產狀較陡，為4060，沿拆離斷層帶，局部見有綠片巖及糜棱巖帶，并可見糜棱巖面理置換片麻理的現(xiàn)象。蓋層中順層石英脈較為發(fā)育，往東則為陡傾的正斷層。東牛角峪一帶，基底綠片巖帶發(fā)育，蓋層中發(fā)育三四條基本順層的石英脈，拆離斷層南傾，產狀較為平緩。大華山及將軍關一帶，基底與蓋層為不整合接觸，蓋層產狀平

11、緩，說明以塊斷作用為主。3 冀東密云寬城一帶伸展構造的控礦規(guī)律及模式初探 變質核雜巖中的拆離斷層帶往往是金屬成礦帶，美國西部、西班牙、澳大利亞某些金、銀礦等都與拆離斷層有關。我國桃林鉛鋅礦長江中下游某些銅鐵礦床，膠東半島豫陜交界的小秦嶺崤山熊耳山太行山等地的金礦。其形成亦與拆離斷層有關。有的直接產于拆離斷層中，有的產于下拆離盤分層韌性剪切帶中，有的產于拆離斷層與分支斷裂的交匯部位。有的甚至直接產于糜棱巖帶的后期擴容破碎帶或微角礫巖帶中。近兩年來的研究表明，冀東地區(qū)除了大量產于綠巖地體的金礦外，還有大量的礦點及礦床位于拆離斷層帶及蓋層中。其成礦作用礦帶展布方向礦物組合特征成礦物質來源與綠巖地體中

12、的金礦床十分相似或基本一致。因此本區(qū)拆離斷層的成礦作用，應引起足夠的重視。我們認為，包括綠巖地體在內，本區(qū)與伸展構造有關的成礦可劃分為四種類型。(1)基底綠巖地體中金的成礦作用(如金廠峪牛心山等）；(2)拆離斷層帶中金的成礦作用(荒漠溝大黃土坡尖寶山大小馬坪）(3)拆離斷層上拆離盤層滑構造帶的成礦作用(洞子溝龍坡洼大野峪) (4)上拆離盤陡傾斷裂成礦作用（將軍關）。 基底綠巖地體中金的成礦作用，冀東大量的金礦，前人都已作了詳細的闡述，這些礦床，大都是燕山構造活動時期形成的，明顯受沿變質核雜核部侵入的燕山期花崗巖制約。馬蘭峪變質核雜巖中，近百個金礦床礦點，其礦帶展布方向為東西向；都山變質核雜巖中

13、的金礦，礦帶展布方向為北東向。主要成礦期為燕山中晚期，成礦物質來源主要為變質核雜巖基底隆升期間帶來的巖漿熱液，其礦床多定位于巖體周邊早期韌性剪切帶后期重新活動的擴容空間與脆性斷裂帶中。 拆離斷層帶中金的成礦作用，主要是指產于拆離斷層基底與蓋層接觸帶的金礦，所謂的低品位大型金礦即產于該帶。目前，這種構造部位產出的金銀礦，在冀東已愈來愈引起人們重視，這些金礦床產出部位，多在太古界遷西群結晶基底與蓋層長城系常州溝組下部石英砂巖和高于莊組含錳白云巖的接觸帶即拆離斷層帶。其地形陡峻，冀東一帶的長城多沿此通過。因而，有人建議將這類產于長城附近拆離斷層帶的金礦命名為“長城式金礦”（1997，王郁等）。 目前

14、已發(fā)現(xiàn)的荒漠溝、尖寶山、大黃土坡、大小馬坪、山家灣子礦床（點）均為產于拆離斷層帶的金礦。這些礦帶沿走向和傾向均與拆離斷層帶產狀一致。產在拆離斷層帶附近的金礦也與拆離斷層活動有關，該類型金礦主要產于拆離斷層韌性下拆離盤的分層剪切帶中，其特征一般是含金石英脈走向與拆離斷層基本一致，傾向與拆離斷層一致或反傾，傾角較拆離斷層緩（反傾例外），延伸較穩(wěn)定，如花市大紅峪溝及尖寶山F1斷層南東側的含金石英脈即這種類型。含礦石英脈產于糜棱巖綠片巖帶的中部，與韌性剪切帶在拆離斷層活動期間開張擴容有關，拆離斷層上拆離盤蓋層起了很好的屏蔽作用。 沿拆離斷層帶，并非所有部位都成礦，與綠巖體中金的成礦作用一樣，拆離斷層帶

15、的成礦作用，亦多發(fā)生在變質核雜巖巖漿活動強烈，基底隆升顯著的部位，同樣也是拆離斷層拆離作用明顯的部位。一般在拆離斷層帶及其附近及有花崗巖株巖墻（床）侵入，或是綠巖地體中大中型礦床分布的外圍。成礦物質來源于拆離斷層帶之下的綠巖地體和其內的巖漿熱液。和綠巖地體中的礦源熱源條件一致。 該帶有利的成礦條件主要表現(xiàn)為：拆離斷層帶為一個構造薄弱帶，存在有利的擴容空間和通道；拆離斷層帶為一古不整合剝蝕面，基底地體中的金在該帶有一定的原始富集；拆離斷層帶產于兩種流體（淺層大氣水流和深層變質巖漿流體），兩種物化環(huán)境（上盤氧化下盤還原），有利于礦質沉淀的氧化還原界面；變質核雜巖往往是多期巖漿活動的中心，巖漿熱液活

16、動，伸展隆起和構造剝蝕形成了高地熱梯度和高熱流環(huán)境，為成礦元素的活化遷移富集提供了良好條件。因而特別有利于成礦。礦化帶主要形成強烈的硅化蝕變，破碎的微角礫巖型礦石。 拆離斷層上拆離盤層滑構造帶的成礦作用主要是距主拆離斷層很近產于上拆離盤下部層滑帶的金銀多金屬礦化。這些礦脈的特征是基本順層產出，局部有穿層現(xiàn)象，傾向一般較主拆離斷層陡，多為鏟形斷層控制，上陡下緩，這類礦脈中，也多見與之交匯的反向陡傾斜正斷層控礦。在礦脈邊部往往發(fā)育 有糜棱巖化或片理化。礦脈多為硅化石英脈或蝕變帶型。礦體形態(tài)多為透鏡狀，脈狀，受原巖層間與層滑作用形成的構造控制。橫彎褶皺作用與正向剪切作用形成的虛脫構造為主要控礦構造。

17、區(qū)內洞子溝銀銅金礦最為典型（圖4）。 龍坡洼荒漠溝大野峪關上均發(fā)育這類型的礦脈。大溝西山金銀礦化亦可歸入該類型。 拆離斷層上拆離盤或塊斷作用蓋層中陡傾斷裂成礦作用，主要是指基底與蓋層呈不整合接觸，拆離作用不明顯，而以塊斷作用為主的地方的礦化，本區(qū)將軍關西的金山黑水洼一帶近南北向的陡傾石英脈型金礦即屬此類，其特點是沿斷裂或節(jié)理縫充填規(guī)模小，厚度小，延伸不遠，呈雁列式展布，但金品位較高。 冀東燕山地區(qū)上述四種類型的礦脈及礦化，其成礦物質來源主要為太古代綠巖帶礦源層和深部巖漿源，在控礦的變質核雜巖構造中，深源的煌斑巖脈和巖漿成因的中、酸性脈巖類特別發(fā)育即為佐證（圖5）。但也不排除蓋層長城系薊縣系等地

18、層具衍生礦源層的作用，形成與伸展拆離作用有關，有的礦區(qū)可同時看到四種類型的礦脈，如尖寶山既發(fā)育綠巖帶型金礦，又發(fā)育拆離帶型和層滑分層剪切帶型礦脈，同時還見有陡傾的斷裂帶控礦。有的地方僅見一兩種類型的礦化，說明其礦化與具體的地質條件有關。并非所有的拆離斷層帶都有利于成礦。冀東變質核雜巖成礦示意圖 拆離斷層不僅具有控礦作用，而且具有成礦作用。目前國內外十分推崇Lister成礦模式，基本上反映了拆離斷層的構造動力成礦特征。概括起來，拆離斷層成礦作用為：多層構造拆離作用造成地殼減薄和地幔上隆，有利于深部物質部分融熔巖漿熱液活動和深源礦質運移，異常的地熱梯度為流體循環(huán)提供了熱動力。拆離斷層下盤構造熱動力活動造成還原環(huán)境的熱液循環(huán)系統(tǒng)；拆離斷層下部糜棱巖帶構成地球化學障；拆離斷層上盤脆性破裂巖石體系提供了氧化環(huán)境的水溶液循環(huán)系統(tǒng)。拆離斷層既是氧化還原的界面，又是物性界面和構造界面，還具有張性空間，是巖漿侵位和礦體貯集的最佳場所。兩套含礦