北京北山地区东西向构造带对金矿化的有利条件分析(1).PDF

第2 4卷 第 1 期 2 0 1 0年2月 资源环境 与工程 Re s o ur c e s En vi r o n me n t＆ En g i ne e r i n g Vo 1 ． 2 4， No ．1 F e b ． ， 2 0 1 0 北京北 山地 区东西向构造 带对金矿化 的有利条件分析 赵忠海 北京市地 质研 究所 ， 北京1 0 0 1 2 0 摘要东西向构造带是北京地区一条主要的金矿化带。通过分析金矿的赋存规律、成因及其与构造活动 的关系，深入探讨 了东西向构造带对金矿化形成的有利条件，阐述了该区的找矿前景和方向。认为由深大 断裂及大型剥离断层组成的东西向构造带内岩浆活动强烈，裂隙构造发育，为成矿元素的迁移、富集和淀 积提供 了有利的条件和环境；断裂上盘底部较破碎或裂隙较发育的岩层及下盘顶部的变质杂岩是主要的赋 矿部位 ．是今后该 区找矿 工作的重点靶 区。 关键词东西向构造带；金矿化；找矿方向 中图分类号 P 6 1 8 ． 5 1 文献标识码 A 文章编 号 1 6 7 1 1 2 1 1 2 0 1 0 0 1 0 0 1 9 0 4 0 引言 北京北部山区东西向构造带是印支一燕山期形成 的一系列近东西 向的韧一脆性基底一盖层构造 ， 也是 北京地区一条主要 的贵金属 以金为主 成矿带， 现已 查明沿该构造带分布有数十个金矿化点 ， 有的已开采 利用 ， 有的尚待进一步深入工作 。本文在 1 5 0 0 0 0区 域地质调查工作 的基础上 ， 通过认 真分析金矿的成 因 及其与构造活动的关 系， 深入探讨 了东西 向构造带对 金矿化形成的有利条件 ， 为今后该地 区的找矿工作指 明了方向。 1 区域地质概况 本区在大地构造上处于中朝准地台北部的燕山台 褶带中段 ， 横跨 了承德迭 隆断和密 怀 中隆断 的三岔 口一丰宁中穹断、 花盆一 四海迭陷褶 以及密云迭穹断。 区内出露的地层主要有太古界、 中元古界、 中生界以及 新生界。各时代地层 出露 良好， 厚度较 大。其中， 太古 界主要为大套英云闪长质一花岗闪长质片麻岩， 夹少量 浅粒岩、 磁铁石英岩等透镜状、 条带状包体； 中元古界主 要为长城系常州沟组 、 串岭沟组、 团山子组、 大红峪组和 高于庄组海相沉积的石英砂岩、 粉砂质 白云岩、 泥质 白 云岩、 白云质砂岩以及含锰 白云岩； 中生界主要为上侏 罗统髫髻山组和后城组角砾熔岩、 粉砂岩 以及凝灰质粉 砂岩； 新生界主要为上更新统和全新统的洪、 冲积物。 在漫长的地质历史 中， 本 区经历 了迁西、 阜平、 五 台一 吕梁 、 后 吕梁一前 印支 、 印支 、 燕 山以及喜马拉雅 等多期构造活动， 形成了一系列较为复杂的基底一盖层 构造 ， 且不 同世代、 不 同层次 、 不 同方向的构造相互叠 加， 形成了本区以东西向构造带和北东 向构造带交汇为 主要特征的构造格局。其中， 东西向构造带主要由后 吕 梁一前印支旋 回伸展机制下形成的燕辽裂陷槽构造 在 本区体现为长哨营一上窝铺深大断裂带 以及印支旋 回 伸展机制下形成的剥离断层带组成； 北东向构造带主要 为燕山旋回伸展一收缩机制下形成的脆性断裂。 本区内岩浆活动 比较强烈 ， 从太古代、 元古代到中 生代 ， 不同时代 的侵入岩均广泛分布。侵入体多呈大 型的岩基和小型的岩株、 岩枝及岩脉产 出， 以中酸性和 酸性岩为主 ， 此外为少量的基性岩和中性岩 ， 岩浆活动 具有多期 、 多阶段的特点。 2 金矿分布规律与特征 区内金矿化点较多 ， 主要分布于长哨营一上窝铺 深大断裂带 区域上称为赤城一长哨营一古北 口一承 德断裂 以北的变质岩 中的韧性剪切带 以及汤河 口一 八亩地东西向剥离断层带附近 图 1 。主要为热液型 和石英脉型， 受东西向构造控制明显⋯。其导矿构造 主要为东西向的深大断裂 、 剥离断层 以及部分北东向 脆性断裂 ； 其容矿构造主要 为上述导矿构造附近的次 级韧性剪切带及次级脆性断裂或破碎带 ； 赋矿围岩主 要为变质岩和岩浆岩 。有关 区内几个 比较主要 的金矿 化点的特征见表 1 [ 2 3 。 收稿 日期 2 0 0 9 0 51 9；改回 日期 2 0 0 9 0 61 2 作者简介 赵忠海 1 9 7 0一 ，男，高级工程师 ，硕士 ，应用地球物理一地质学复合专业 ，从事矿产 资源勘查 、工程地 质勘察 、地质灾害评 估、勘查与设计工作。E m a i l z h a o z h o n 【g h a i 2 0 0 5 y a h o o ． c o m ． c n 2 0 资源环境与工程 2 0 1 0盘 7 7 - 1 口 曰，口 日s 圈 田 田s 图 -。 目 团 田 图1 北京北部山区东西向构造带地质略图 F i g ． 1 G e o l o g i c a l s k e t c h m a p o f t h e e a s t - w e s t t e c t o n i c b e l t i n t h e n o I h e m mo u n t a i n o u s a r e a o f B e i j i n g 1 ．上侏罗统 ； 2 ．蓟县系 ； 3 ．长城系 ； 4 ．太古界 ； 5 ．燕 山晚期花岗岩 ； 6 ．燕山中期 花岗岩 ； 7 ．中元古代花岗岩 ； 8 ．中元古代正长岩 ； 9 ．断 层； 1 0 ．逆冲推覆体 ； 1 1 ．韧性剪切带 ； 1 2 ．地质界线； 1 3 ．角度不整合 ； 1 4 ．金矿化点 。 表 1 区内主要金矿化点特征简表 Ta b l e 1 T h e s u mma r y t ab l e o n ma i n c h a r a c t e r i s t i c s of g o l d mi n e r ali z a t i o n 3 东西 向构造带对金矿化形成 的有利 条件 区内的东西向构造带主要由长哨营一上窝铺深大 断裂带 区域上称为赤城一长 哨营一古北 口一承德断 裂 及汤河 口一八亩地东西向剥离断层带组成。其中， 长哨营一上窝铺深大断裂带是在华北太古代克拉通基 础上发育的。在元古代中晚期 ， 地壳重熔 ， 大量幔源钠 质岩浆侵人 ， 形成 了区内沿长哨营一上窝铺深大断裂 带广泛分布的 A型斜长岩、 石英正长岩及富钾花岗岩。 第 l 期 赵忠海 北京北山地区东西向构造带对金矿化的有利条件分析 2 1 到了中生代 ， 区域构造一岩浆活动更加 强烈 ， 在 长哨 营一上窝铺深大断裂带内及其附近广泛发育 中酸性一 酸性岩浆活动， 形成 了转山子花 岗岩体等大型的 中酸 性一酸性侵入体 ， 花岗岩脉、 石英脉等极其发育。上述 多期次的岩浆活动为成矿元素的活化迁移提供 了热动 力条件， 从而使该深大断裂带成为了有利于金矿化形 成的区域 。 区内北干沟、 上窝铺及西沟等地 的金矿化点 即处 于长哨营一上窝铺深大断裂带附近。通过对北干沟金 矿化点方铅矿 T h ／ U值及黄铁矿 C o ／ N i 值测试表明， T h ／ U 2 ． 9 4 4 ． 8 4 ， C o ／ N i 2 ． 7 0， 属 岩浆成 因， 这表 明北干沟金矿化点的成矿元素来源于岩浆热液 ； 矿 脉分布于韧性剪切带内 ， 韧性剪切带以发育糜棱岩和 片理化带为特征 ， 应变强度和退化变质作用从边缘到 中心逐渐增强， 韧性构造岩具有明显的分带性 ； 产于韧 性剪切带中心部位的石英脉是 主要 的含金脉体 ， 其厚 度与超糜棱岩带的宽窄有关 ， 宽度越大矿化越好 ， 这表 明韧性剪切带的形态 、 活动阶段以及韧性剪切变质岩 的分带性对金矿化具有 明显的控制作用 ， 是上述金矿 化点的主要导矿 、 控矿构造。 汤河 口一八亩地东西向剥离断层带是在中三叠 世末期开始发育的。先是在印支运动垂 向压缩、 横 向伸展机制下 ， 中元古界长城系开始沿不整合面滑 脱 ， 形成了大型的韧性剥离断层构造 ， 断层两盘的岩 石均遭受 了透人性韧性剪切作用 而发生 了糜棱 岩 化。之后， 在南北 向压缩机制下 ， 剥离上盘中形成了 一 系列近东西 向的褶皱和逆断层 ， 并伴随一定层次 的绿片岩相变质作用 。 剥离断层带一直是一个 比较重要 的成矿 区域 ， 对很多矿产 ， 特别是热液型金属矿产的形成非 常有 利， 这主要是由于以下几方面原因 3 ． 1 剥离断层带的活动为成矿元素的迁移、 富集提 供了有利条件 剥离断层是大陆伸展机制 下的产物 ， 地壳变薄 或开裂及构造剥蚀导致大规模岩浆活动 ， 大量的岩 体、 岩席及岩脉沿不同层次的剥离断层侵入 ， 伴之而 来的金属元素为成矿提供 了丰厚的物质基础； 同时， 岩浆活动也 为成矿元 素 的迁 移、 富集提 供 了有 利条 件_ 4 J 。区内八亩地 、 小梁 、 大沟 以及 西驼古 等地的变 质杂岩中的基一酸性脉岩极其发育 ， 其 中白庙子 、 大 黄塘及大沟等地的基性脉岩的金矿化程度均较高， 西驼古、 八亩地以及棺材石等地的金矿化点均为含 金石英脉 型， 这表 明金 矿化 与变质杂 岩 中的各种 脉 岩关系密切。 3 ． 2 剥离断层带为成矿元素的富集、 淀积提供了有利 环境 剥离断层带之所 以成为一个重要的成矿带是由其 特定的地质背景决定 的。成矿元素的迁移受多种多样 的因素影响 ， 而成矿元素在地壳局部地段的富集则通 常是由于迁移条件 在短距 离 内发生剧烈变化而造成 的。前苏联地质学家 A ． M ．彼列尔曼把这种迁移程度 剧烈变化的局部地段称为地球化学障 J ， 并且认为在 元素的迁移和富集过程 中， 热力学障、 氧化一还原障以 及碱性一酸性障起主导作用 J 。区内剥离断层上盘中 通达地表的各方向断裂体系为地下水的深循环提供了 通道 ， 这使得剥离上盘 中形成 了一个与大气降水体系 相连通 的氧化环境下的循环系统 ； 与此同时 ， 在剥离下 盘中由变质岩 的退变质作用和糜棱岩化所提供 的部分 流体及岩浆来源的热液在断层带顶部的超碎裂岩 、 断 层泥或上盘的不透水岩系 的屏蔽下 ， 形成 了一个还原 环境下的热液循环系统 ， 并通过热液循环从基岩 中淬 取了丰富的金属元素。在伸展及上隆作用下 ， “ 一冷一 热” 两套循环系统在剥离断层附近相遇 ， 形成了一个氧 化一还原界面 ， 有利于成矿元素的淀积与富集 图 2 。 正在进 行 的脆 性变 形作 用保 持着 渗透 性 图 2剥离 断层带的流体流动模型 Fi g ． 2 F l u i d fl o w mo d e l o f t h e d e n u d a t i o n a l f a u l t 1 ． 下盘超碎裂岩顶盖 ； 2 ． 角砾岩化带 ； 3 ． 退化反应、 碎裂作用和热液蚀变 带 ； 4 ． 变形和蚀变花 岗岩 ； 5 ． 上盘体系 ； 6 ． 下盘体系； 7 ． 流体混合地带。 3 ． 3 剥离断层带为金矿化 的形成提供 了足够的容矿 空间 矿液的沉淀需要有容矿的张性空间， 而沿剥离断 层的微角砾岩化、 糜棱岩化岩石及附近脆性岩石的碎 裂和扩张恰好为热液沉淀提供 了一个有利的场所 ， 因 而剥离面这一“ 软弱带” 常成为一个重要的容矿空间。 区内八亩地 、 西驼古及棺材石等地 的金矿化点即处 于 资源环境与工程 2 0 1 0卑 这一构造位置上， 小梁 、 大黄塘等地的金矿化点均处于 韧性剪切带上 ， 而大沟的金矿化点则处于剥离上 盘中 的脆性裂隙中。 上述表明， 分布于基底和盖层之 问的剥离断层非 常有利于成矿元素的迁移、 富集和淀积， 是一条重要的 成矿带。 4 结语 北京北部山区东西向构造带是由在华北太古代克 拉通基础上发育的深大断裂带以及中三叠世末期在垂 向压缩、 横向伸展机制下发育的大型韧性剥离断层带 组成的， 它与燕山期形成 的北东向脆性断裂构造相交 汇 ， 为各种金属成矿元素的迁移、 富集和淀积提供 了有 利的条件和环境 ， 是北京地区一条主要的贵金属 以金 为主 成矿带 ， 断裂上盘底部较破碎或裂隙较发育 的岩 层及下盘顶部的变质杂岩是主要的赋矿部位 ， 也是今 后该地 区找矿工作的重点靶区。 参考文献 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 [ 5 ] [ 6 ] 北京市地质研究所． 1 5 0 0 0 0区域 地质调查 图幅说 明书 汤河 口 幅 、 番字牌幅 [ R] ． 北京 北京市地质研究所 ， 1 9 9 0 ． 北京市地质工程设 计研究院． 矿山环境 、 地 质工程及地质 矿产勘 查[ R] ． 北京 北京市地质工程设计研究院， 2 0 0 8 ． 王人镜 ． 岩石化学[ M] ． 北京 地质出版社 ， 1 9 8 4 ． 朱 志澄， 等． 构造地质学[ M] ． 武汉 中国地质大学出版社 ， 1 9 9 1 ． 叶． 米 ． 克维亚特科 夫斯 基． 岩石化学找矿 法[ M] ． 张 国容 ， 译 ． 北 京 地质 出版社 ， 1 9 8 1 ． fl e p a b M a n A． H． F e O X a M r 3 e M e H T O B B 3 0 H e r r me p r e n e 3 a [ J ] ． Ha y m a ， 1 9 7 2 213 0． 责任编辑 于继红 An a l y s i s o n Fa v o r a b l e Co nd i t i o n s f o r Go l d M i ne r a l i z a t i o n Pr o v i d e d by t h e E a s t w e s t T e c t o n i c B e l t i n t h e N o r t h e r n Mo u n t a i n o u s Ar e a o f B e i j i n g ZHAO Z h o n g h a i G e o g ic a l I n s t i t u t e o 厂 B e ij in g， B e ij in g 1 0 01 2 0 A b s t r a c t T h e e a s t w e s t t e c t o n i c b e l t i n t h e a r e a o f B e i j i n g i s a m a i n g o l d mi n e r a l i z e d b e l t ． B y a n a l y z i n g t h e d i s t ri b u t i o n l a w， g e n e s i s a n d r e l a t i o n s h i p wi t h t h e t e c t o n i c a c t i v i t y o f g o l d Mi ne r a l s ， t h i s pa p e r d i s c u s s e d t he f a v o r a b l e c o nd i t i o n s f o r g o l d mi n e r a l i z a t i o n w h i c h p r o v i d e d b y t h e e a s t we s t t e c t o n i c b e l t ．I t a l s o e x p o u n d e d t h e d i r e c t i o n a n d p r o s p e c t s o f p r o s p e c t i n g． Th e a u t h o r c o n s i d e r e d t h a t t h e r e i s s t r o n g ma g ma t i c a c t i v i t y a n d mo r e s t r u c t u r a l c r a c k s i n t h e e a s t we s t t e c t o n i c b e l t w h i c h c o mp o s e d o f t h e d e e p f a u l t a n d t h e d e n u d a t i o n a l f a u l t ． I t p r o v i d e d t h e f a v o r a b l e c o n d i t i o n s a n d e n v i r o n me n t f o r t h e mi g r a t i o n， e n r i c h me n t a n d d e p o s i t i o n o f t h e o r e f o r mi n g e l e me n t s ． T h e b o t t o m o f b r o k e n r o c k a b o v e t h e f a u l t p l a n e a n d t h e t o p o f me t a mo r p h i c c o mp l e x e s u n d e r t h e f a u l t p l a n e a r e t h e ma i n p a as o f t h e o r e a n d t h e i mp o r t a n t t a r g e t o f p r o s pe c t i n g ． Ke y wo r d s t h e e a s t w e s t t e c t o n i c b e l t ； g o l d mi n e r a l i z a t i o n； t h e d i r e c t i o n o f p r o s p e c t i n g