北山北带岩浆活动与金矿成矿作用

北山北带岩浆活动与金矿成矿作用江思宏!，聂凤军!，白大明!，赵省民!，王新亮"，苏新旭"，赵月明"，李景春#，李存有#（!$中国地质科学院矿产资源研究所，北京!%%%#&；"$内蒙古自治区地调院，内蒙古呼和浩特%!%%"%；#$沈阳地质矿产研究所，辽宁沈阳!!%%##）提要：研究表明，北山北带金矿床的形成与岩浆活动关系密切，主要表现在：（!）金矿区附近有大量的海西期岩浆活动；（"）金矿不管是直接产于岩体还是火山岩中，都与岩浆活动有关；（#）金矿床的成矿时代与其附近岩浆岩的侵入时代近于一致；（’）金矿床的硫、铅同位素特征显示成矿物质来自深源，与岩体有关。

本区金矿的形成受海西中期岩浆活动控制明显。

关键词：岩浆活动；金矿床；成矿作用；北山北带北山地处我国西北戈壁荒漠，东西长约(%%)*，南北宽约"’%)*，面积约!"万)*"。

整个北山地区人烟稀少，生活及工作条件极为艰苦，尽管如此，我国广大地质工作者仍然在这里开展了大量卓有成效的地质工作，发现了一批重要的金属矿产地，如公婆泉铜矿床、黑鹰山富铁矿床、方山口磷+钒+铀矿床、东七一山萤石矿床、南金山金矿床、马庄山金矿床、小西弓金矿床、新金厂金矿床、老金厂金矿床等。

由于本区成矿条件优越，工作程度相对较低，加之近年来本区一批金矿床的相继发现，使得本区成为国土资源大调查中综合找矿研究项目的首选地区。

北山地区的金矿主要集中分布在北带和南带，金矿开采的历史可追溯到明朝。

其中北带有中型金矿"处（南金山和马庄山），小型金矿’处（’,%、霍勒扎德盖东、扫子山、流沙山），矿点,处（狼娃山、霍勒扎德盖北东、修翁哈拉、双尖山、双井子、饮水井），金矿化点多处。

本文将根据近一年来在本区开展大地调工作中积累的有关资料，讨论北山北带金矿与岩浆活动之间的关系。

!区域地质背景北山地处塔里木、哈萨克斯坦和西伯利亚三大板块交汇部位，构造形迹极其复杂。

关于北山地区大地构造的归属一直是个有争议的问题［!-,］。

近年来多数学者如张新虎等（!..#）和刘雪亚等（!..(）偏重于以红柳河+通畅口+碱泉子和红石山+黑鹰山+六驼山这南北两条深大断裂收稿日期："%%%+!!+"#；修订日期："%%!+%!+!/中国地质01234546478769第"/卷第#期"%%!年#月:;<="/，3;=#>?@=，"%%!第!期为界，将北山从南到北依次划分为塔里木板块、哈萨克斯坦板块和西伯利亚板块。

本文采用大多数学者的观点，暂将北山的主体划归哈萨克斯坦板块。

研究区位于北山北带，东西长约"#$%&，南北宽约’$()’%&，面积约#*#万%&"。

其南北两侧分别受明水+石板井+小黄山和红石山+黑鹰山+六驼山两条深大断裂控制，呈东西向狭长的带状，被称之为红石山+黑鹰山地体。

红石山+黑鹰山+六驼山深大断裂的北侧为西伯利亚板块，其南侧为哈萨克斯坦板块，红石山+黑鹰山+六驼山深大断裂即是这两大板块之间的缝合线（图#）。

区域构造线近,-向。

主要断裂均近,-向，局部呈.--向，次级断裂有.-、.,和..,向，其中.-和..,向断裂是本区金矿的主要导矿和储矿构造。

区域上出露的地层有前长城系中+深变质岩、长城系浅变质碎屑岩、志留系火山岩、石炭系海相火山岩与碎屑岩以及侏罗+白垩系陆相火山岩及碎屑岩等。

其中以石炭纪地层出露最为广泛，并且与金矿床关系密切。

岩性有安山质熔岩、流纹岩、变凝灰质砂砾岩、变凝灰质砂岩夹结晶灰岩、千枚岩及板岩等。

赋矿岩石主要有流纹岩、变凝灰质砂砾岩、变凝灰质砂岩、千枚岩及板岩等。

石炭系地层含金较高，被认为是本区金矿形成的重要矿源层。

如马庄山金矿区附近白山组中的英安质火山岩金含量平均为#/*/0#$+1［2］，霍勒扎德盖地区砂岩的金含量平均为/*#10#$+1［#$］，狼娃山一带白山组火山岩段的金含量平均为$*30#$+1(#230#$+1［#$］。

研究区范围内深成岩分布广泛，主要为加里东期和海西期的花岗岩类岩基、岩株和岩脉，其中海西期侵入岩约占全部深成岩出露面积的2$4以上，并且与金矿床具密切空间分布关系。

图#北山北带金矿带区域地质简图#—第四系；"—下白垩统陆相火山岩、碎屑岩；!—下侏罗统陆相火山岩、碎屑岩；3—下二叠统火山岩；’—下石炭统海相火山岩、碳酸盐岩及碎屑岩；)—泥盆系火山岩及碎屑岩；2—志留系火山岩；/—长城系浅变质碎屑岩；1—前长城系中+深变质岩；#$—海西晚期侵入岩；##—海西中期侵入岩；#"—加里东期侵入岩；#!—金矿床（点）位置；#3—深大断裂；!—西伯利亚板块；"—哈萨克斯坦板块江思宏等：北山北带岩浆活动与金矿成矿作用"’中国地质!""#图$%&!’%&"图解(—板内稳定环境；)—闭合边缘的岛弧、活动陆缘、造山带环境；*—板内或造山带火山岩演化的碱性火山岩+数据引自参考文献［,、-、.、#"］/岩性主要有钾长花岗岩、黑云母花岗岩、花岗斑岩和花岗闪长岩等。

另外，在深大断裂两侧及附近亦见少量基性和超基性岩。

!与成矿有关的侵入岩岩石化学特征含矿或者与成矿有关的侵入岩均为海西中期的闪长岩、花岗岩、花岗闪长岩、斜长花岗岩等，012!含量变化于3#4!356-#47"5，平均7"4$"5；8!29:;!2含量变化于$43356.4$,5，平均<4775。

在:;!298!2’=>2?’@&2三角图（图!）上绝大多数属于钙碱性系列。

在里特曼’戈蒂里图解（图$）上，全部落入)区，为活动大陆边缘（或造山带）环境。

由此可见，本区海西中期花岗岩类来源较深，系活动大陆边缘（或造山带）产物。

另外，与成矿有关的岩体普遍含(A 较高。

如马庄山金矿区内的石英斑岩体金的丰度达#<4<B#"’.［.］，花斑’流纹斑岩金的含量为3"4!3B#"’.［7］，霍勒扎德盖地区角闪斜长花岗岩金的含量为#"4<$B#"’.［#"］。

$金矿床地质特征研究区范围内的金矿床（点）大体可划分为三个矿带，（#）,<"—狼娃山金矿带，主要分布在北山北带的西北侧，由,<"、狼娃山、霍勒扎德盖东、霍勒扎德盖北东、扫子山、双尖山等金矿床（点）组成；（!）马庄山—南金山金矿带，主要分布在北山北带的西南侧，由马庄山、南金山、修翁哈拉、双井子等金矿床（点）组成；（$）流沙山—饮水井金矿带，主要分布在北山北带的东侧，由流沙山、饮水井等金矿床（点）组成。

典型金矿床的地质特征见表#。

根据金矿床赋矿围岩的不同，本区金矿床划分为如下几种类型：图!:;!298!2’=>2?’@&2关系图解+数据引自参考文献［,、-、.、#"］/!<第!期!甘肃省地质矿产局酒泉地质矿产调查三分队!中华人民共和国区域地质调查报告："#$万坡子泉幅、破城山幅（矿产部分），"%&&"甘肃省地质矿产局!中华人民共和国区域地质矿产调查报告："#$万黑鹰山幅（矿产部分），"%&’#地质部甘肃省地质局!中华人民共和国区域地质测量报告："#()万明水幅（下册），"%*%$地质部甘肃省地质局!中华人民共和国区域地质测量报告："#()万红石山幅（下册），"%+"江思宏等：北山北带岩浆活动与金矿成矿作用"#中国地质!""# !*!火山岩型金矿床，代表性矿床有：南金山、狼娃山、双井子、霍勒扎德盖东等；"斑岩型金矿床，代表性矿床有：马庄山、流沙山；#深成岩型金矿床，代表性矿床有：$%"、扫子山、双尖山、修翁哈拉、饮水井、霍勒扎德盖北东等。

本区金矿床有如下主要特点：!火山岩型金矿床主要在石炭系白山组地层内，金矿床（点）空间分布形态主要受构造和地层层位控制，因此层控特征比较明显；"尽管金矿床的赋矿围岩各不相同，但所有金矿床的形成均与海西中期岩浆活动有关；#金矿体主要呈脉状，规模大小不一，品位贫富不均；$金属矿物组合中一般均含有黄铁矿、黄铜矿，金矿物以自然金为主。

脉石矿物主要为石英、绢云母、绿泥石及碳酸盐等；%与矿化有关的蚀变主要是硅化，还有绢云母化、高岭土化、碳酸盐化等；&成矿温度一般!""&’""(，属于中温范围，只有流沙山钼金矿的形成温度较高，可能达$""(左右。

$讨论本区金矿与岩浆活动之间的关系主要表现在以下几个方面：!金矿床范围内或邻区海西期岩浆岩分布广泛，十分发育；"综观本区金矿床，尽管它们赋矿围岩各有不同，但都直接产于岩体或火山岩中，均显示与岩浆活动有关。

#金矿床的成矿时代与邻区岩浆岩的上侵定位时间相比近于一致。

马庄山金矿的成矿年龄为!)*+!*,-（./012等时线），而赋矿的次流纹斑岩和次石英斑岩的形成年龄分别为’"#+ !#,-和’"’+!%,-（./012等时线）［##］，显示海西中期岩浆活动对金矿形成的控制作用。

$金矿床的硫、铅同位素特征显示成矿物质来源与岩体有关。

如：南金山的’’$1（3）值变化于$4$"&%4%’，马庄山的’’$1（3）值变化于0#4$5&%4%$，狼娃山金矿’’$1（3）值变化于#4!*& $4!*［#"］，均显示出深源硫的特征，与岩体中的硫同位素值非常接近，如马庄山矿区石英斑岩的’’$1（3）值变化于!4"#&$4’!，平均’4#5。

在铅构造模式图上，海西期花岗岩类和金矿石铅同位素投绘点位于下地幔和造山带演化线之间，显示铅来自深源［#"］。

尽管本区下石炭统白山组火山岩金的背景值较高，部分金矿床（点）还直接产于白山组火山岩中，但是金矿的形成时间却都是在海西中期，直接受海西中期的岩浆活动控制。

白山组火山岩金含量较高，导致金的第一次预富集，而真正诱发大范围成矿的是海西中期的岩浆活动。

在晚古生代时期，可能是中石炭世，西伯利亚板块与哈萨克斯坦板块发生碰撞，古亚洲洋消失。

由于强烈的构造活动，产生了大量的深成岩浆。

这些岩浆起源较深，在其上侵过程中不仅带来了大量的热源，也带来了大量的成矿物质。