内蒙古柴胡栏子金矿田燕山期岩浆岩与金矿床

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内蒙古柴胡栏子金矿田燕山期岩浆岩与金矿床

杨忆　佘宏全　徐贵忠　郑德学　傅东才　崔才

摘　要　　岩相学、岩石化学及稀土元素和微量元素研究证明，柴胡栏子金矿田的燕山期火成岩组合具有活动大陆边缘弧火成岩组合的特点，介于典型的靠近海沟的钙碱性弧火成岩与陆内造山火成岩之间的过渡类型。流体包裹体测温(180℃～290℃)，硫同位素(δ34S=3.1‰～7.8‰)，氢氧同位素(成矿流体以岩浆水为主，有大气水参与)，岩石、矿石稀土元素配分特点的相似性等说明金的成矿主要与岩浆作用有关。燕山期岩浆构造作用引起原始矿源层太古界建平群中的金发生活化、迁移，并在岩浆热液的进一步作用和大气水的参与下，发生富集沉淀，形成金矿床。柴胡栏子金矿田的北矿区金矿成矿主要与闪长岩有关，以蚀变岩型为主。王府矿区金矿化与闪长玢岩脉关系最密切，以石英脉型为主。岩浆作用为金矿床的形成提供了热源和大部分热液来源，并且是成矿物质活化和转移的载体。本区金矿床应属与岩浆作用有关的中温热液矿床。
关键词　　金矿；岩浆活动；燕山期构造带；柴胡栏子金矿田
中图法分类号　　P588.1；P611.1

Yanshanian magmatic rocks and gold deposits of Chaihulanzi gold field, Inner Mongolia.

Yang Yi, She Hongquan, Xu Guizhong, Zheng Dexue, Fu Dongcai and Cui Cai.

1. Graduate School (Beijing) USTC, Beijing 100039；
2. Institude of Geology, Chinese Academy of Sciences,Beijing 100029；
3. Chuhulanzi Gold Deposit, Chifeng City, Inner Mongolia,Chifeng 024039.

Abstract　　The characteristics of the magmatic activity,metallogeny of Chaihulanzi gold deposit and the tectonic environment for the formation of Yanshanian magmatic rocks and gold deposits have been discussed. The study on the petrographic facies, petrochemistry, rare earth elements and trace elements indicates that the magmatic rocks association in Chaihulanzi gold field belongs to mobile continental margin. It is indicated that the gold deposits are formed at intermediate temperature(180℃～290℃) by thermometer of fluid inclusions, having a stable and deep source for ore-forming material by the narrow variation scope of sulphur isotopic(δ34S=3.1‰～7.8‰). Hydrogen and oxygen isotopic data suggest that the ore-forming fluid is mainly from magma and joined with meteorological water.The magmatic rocks and gold ores show similar normalized chondrite patterns. All of the features show that the gold mineralization is mainly related to magmatic activity. The intense tectonic and magmatic activity during Yanshanian movement triggered the mobilization, migration and enrichment of gold in the metamorphosed rocks of Archean group and resulted in the formation of gold deposits of different scales . In the north district, the gold deposit whose genesis belongs to altered rock type is mainly related to diorite.In Wangfu district, the quartz-vein-type gold deposit is closely related to the diorite porphyry beside it. The magmatic activity provided the heat and the most part of hydrothermal fluids for the formation of the deposits； it is also the carrier for the migration and mobilization of minerogenetic materials. The gold deposits in the area belong to mesothermal ore deposit.
Key words　　Gold deposit, Magamtic activity, Yanshanian orogenic belt, Chaihulanzi gold field

1　前言

　　赤峰-北票地区为内蒙古的重要金矿成矿集中区，分布着诸如柴胡栏子、红花沟、金厂沟梁和二道沟等金矿床。80年代以来，沈阳黄金学院、中国地质大学（武汉）、冶金部长春黄金研究所、冶金部保定物探研究所等科研院所对柴胡栏子金矿及与其相邻的红花沟金矿在矿床成因、成矿规律、成矿预测等方面进行了大量工作，取得了许多成果。本文旨在通过对该区岩浆岩的岩相学、岩石化学及稀土元素和微量元素的深入研究探讨该区岩浆活动的构造环境以及金矿成矿作用和岩浆活动的关系。

2　地质概况

　　柴胡栏子金矿田距内蒙古赤峰市西部约65km，位于赤峰-北票成矿区带西段。在大地构造位置上归属于华北板块北缘。其中赤峰-开源深断裂带（即华北板块北缘深断裂带东段）构成上述成矿区带的北界，也是华北板块和内蒙-大兴安岭古生代褶皱带的分界线。它对华北板块北缘大地构造演化，特别是对中生代构造岩浆活动及多金属作用起着重要的控制作用。
　　赤峰-北票成矿区带的基底由太古宙变质岩系组成，其上覆盖层由外围震旦系-古生界地层和中-新生界火山-沉积岩系组成。燕山期岩浆岩分布广泛，侵入岩、次火山岩和火山岩均很发育。 伴随燕山期强烈构造岩浆活动，形成一系列不同规模和类型的金矿床。诸如柴胡栏子、红花沟、金厂沟梁和二道沟等金矿床。成为内蒙古的重要金矿成矿集中分布区。其次有零星的晚第三纪玄武岩和玄武安山熔岩分布。
　　断裂构造在燕山期的强烈活动使本区产生了一系列断陷盆地，并伴有广泛的岩浆活动。其中在赤峰-开源深断裂以南发育的北东东向和北东向断裂构成本区重要的断裂系统，形成呈北东东和北东走向的隆起和断陷，它们在北西西方向相间排列，构成重要的成矿区带。 柴胡栏子金矿田南侧以舍路嘎河断裂带为界，北至阴河。
　　矿田内地层有上太古界建平群、上侏罗统、上第三系和第四系。金矿床围岩为太古界建平群，其下段小塔子沟组由斜长角闪岩、片麻岩组成，并遭受普遍的混合岩化作用，局部形成混合花岗岩；上段大营子组主要岩性为绢云母石英片岩、片麻岩和大理岩（图1）。上侏罗统为一套以中酸性熔岩为主，夹少量基性熔岩的陆相火山-沉积岩系。上第三系为玄武岩和砂页岩及砾岩组成。
　　金矿区内断裂对本区的沉积建造、岩浆活动和金成矿作用起着重要的控制作用。近东西向的舍路嘎河断裂控制了矿化区的南界，中部近东西向暗板沟断裂将矿田分为南、北两个部分，北部即为北矿区（以往称柴胡栏子矿区），南部为王府矿区（亦称莲花山矿区），南北两矿区相距约6km 。金矿床即产于南北两矿区的基底变质岩系中，其主要赋矿断裂为近南北向和北西向断裂。

3　岩石类型及主要特点

　　研究区及其外围除发育中新生代火山岩外，广泛出露花岗岩体、闪长岩体及大量闪长玢岩脉。区内金矿床的形成主要与岩浆侵入活动有关。

3.1　岩相学特点

　　混合花岗岩主要分布在王府矿区的中部和西部，大致呈EW向展布，与其围岩片麻岩之间多为渐变关系。岩石具不等粒粒状、交代斑状结构，块状或片麻状构造。主要由微斜长石、条纹长石、斜长石和石英组成，少量的暗色矿物为黑云母、角闪石。
　　闪长岩体分布在北矿区花岗岩体南侧，呈窄条状EW向延伸。EW长约6km，南北宽200～400m。辉长闪长岩具不等粒粒状、包含结构，块状构造。主要矿物斜长石（50%～60%），为中长石到拉长石（An可达60），具正环带。普通角闪石（30%～40%，该含量包括其中包裹的镁铁闪石、辉石）呈浅绿色，结晶较粗大（1～5mm），其中常包有小颗斜长石，形成包含结构。镁铁闪石少量，无色或很浅的棕色，常被普通角闪石包围，为斜方辉石反应而成。普通辉石少量，反应残留在普通角闪石内。常见由斜方辉石在转变为单斜辉石和角闪石过程中分解出成蠕虫状的磁铁矿、镁铁闪石、透闪石等组成的蠕虫状结构。黑云母5%，棕红色片状。石英＋正长石5%。岩石有典型的反应边结构，存在斜方辉石→单斜辉石→角闪石（→黑云母）的反应关系。
　　在北矿区呈NW向展布的闪长岩体侵入在太古界大营子组下段的含石墨云母石英片岩等地层中，接触交代作用在外接触带形成夕卡岩，如符山石榴夕卡岩，这种岩石由铁铝榴石、符山石、石英、红棕色黑云母、白云母、条纹长石和少量斜长石、方解石、钛铁矿等矿物组成。常见的还有铁铝榴石夕卡岩、透辉石夕卡岩等。含石墨地层控制了夕卡岩分布，具有明显的选择性交代特征，金矿体在空间上常与夕卡岩密切相关。
　　北矿区的花岗岩呈长轴NEE向的椭圆形，长约8km，面积16km2。主要岩性为二长花岗岩,具花岗结构，块状构造。主要矿物条纹长石(40%～50%)，呈正条纹长石到反条纹长石，由正长石和钠长石组成；斜长石（30%～40%），为更钠长石；石英含量30%左右。少量矿物有绿色黑云母、磁铁矿。副矿物锆石、磷灰石常和黑云母紧密共生。该岩体的K-Ar同位素年龄为139.7Ma（王时麟，1994）




图1　柴胡栏子金矿田地质简图
1. 第四系；2. 晚第三系玄武岩；3. 上侏罗统火山沉积岩；4. 太古界建平群上段大营子组；5. 太古界建平群下段小塔子沟组；6. 花岗岩；7. 闪长岩；8. 含石墨绢云母片岩 9. 含金石英脉及编号；10. 地质界线、不整合界线；11. 断层及产状；12.小金矿点
Fig.1　Schematic geological map of Chaihulanzi gold field

　　王府矿区以南的牛家营子花岗岩与北矿区花岗岩类似，其K-Ar同位素年龄为165Ma(张忠生，1993)，二者均属燕山期。
　　闪长玢岩具斑状结构，斑晶为斜长石，及少量角闪石，基质为斜长石、角闪石和少量石英。矿区与金矿化关系最为密切的脉岩闪长玢岩大都强烈蚀变，变为绿泥石、斜黝帘石、方解石等，常保留原生岩浆矿物的假象。金属矿物有黄铁矿、磁铁矿。副矿物有磷灰石、锆石。
　　侏罗系火山岩广为分布，以中性到酸性的英安岩、流纹英安岩、流纹岩和火山凝灰岩为主。流纹英安岩具斑状结构，斑晶为石英、更-中长石、透长石、少量具暗化边的黑云母。基质具脱玻化玻晶交织结构，由长英质组成。第三纪玄武岩为橄榄玄武岩。斑晶橄榄石，基质间粒结构，由基性斜长石和单斜辉石组成。

3.2　岩石化学

　　用来进行计算和讨论的岩石化学样品共16件，其中野外采样和进行分析样品4件。样品测试分析由中国科学院地质研究所完成，分析结果见表1。其它样品数据引用赤峰幅20万分之一地质图说明书。
　　在图2中，岩石投点集中在钙碱性与碱性岩区的分界线附近，在一定程度上反映了它们是介于典型的靠近海沟的钙碱性弧火成岩与陆内造山火成岩的过渡类型。从化学成分看，该区火成岩应为高钾钙碱性岩系，符合邓晋福（1996）关于燕辽地区燕山期火成岩以高钾钙碱性岩系为主的意见。
　　在图3中，燕山期花岗岩大都投在CAG区，即大陆弧花岗岩区，与该区所处的大地构造位置即我国东部滨太平洋燕山期火成岩带一致，但其A/NK值略偏低。
　　在图4中，多数投点在同造山花岗岩区或附近， 其中牛家营子岩体和赤峰岩体的碱性长石花岗岩靠近造山后的花岗岩区。

　

表1　柴胡栏子金矿主要侵入岩岩石化学分析结果(%)
Table 1　The chemical composition(%) of main intrusive rocks in Chaihulanzi gold deposit

样号 岩石名称 SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2O 烧失 总和
C2 北矿区北沟花岗岩 72.19 0.23 12.99 0.82 2.70 0.03 0.23 0.81 3.87 4.83 0.89 99.63
C12 北矿区闪长玢岩 52.54 1.41 15.38 1.67 8.77 0.15 3.82 6.34 3.52 1.50 4.24 99.68
C15 北矿区辉长闪长岩 49.50 1.19 17.49 1.42 9.00 0.14 5.21 9.08 2.73 1.25 2.11 99.43
C56 王府蚀变闪长玢岩 51.31 0.67 12.21 1.33 7.16 0.11 6.39 6.61 1.92 1.07 10.61 99.55


图2　柴胡栏子金矿田及区域侵入岩SiO2-A.R.图（据Wright，1969）
g-c为赤峰钾长花岗岩；g-n为牛家营子钾长花岗岩；其余为铭山岩体、四道沟岩体及高峰岩体的二长花岗岩（据内蒙古地质局赤峰幅20万分之一地质图说明书，1967）
Fig.2　SiO2-A.R.diagram of intrusive rocks in Chaihu-
lanzi gold field and region

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构造 矿床

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没有图，不好理解实际情况。