华北陆块南北缘钼成矿作用对比

华北克拉通北缘金矿成矿作用研究现状~

华北克拉通北缘演变历史漫长而复杂，发育多期强烈的构造-岩浆活动、多期变质作用、多种不同类型的火山-沉积作用，在演变历史过程中形成丰富的矿产资源，目前为我国仅次于胶东、小秦岭的重要黄金产区。
在区域地质调查方面，华北克拉通北缘1：20万地质、水文、1：50万航磁和1：100万重力调查已经完成，局部地区已经完成1：20万化探扫面和1：5万矿产地质调查工作，在重要成矿区带进行过大中比例尺物探（电、磁）和化探（土壤、水系、岩屑）测量。在全国第二轮成矿远景区划中华北克拉通划分为两个大的二级成矿区带，即华北克拉通北缘金、银、铜、铅、锌、钴、镍、硼成矿带（Ⅱ-3），华北克拉通金、银、铜多金属成矿区（Ⅱ-4）。华北克拉通北缘成矿带（Ⅱ-3）进一步划分为三个Ⅲ级成矿区带，华北克拉通成矿区（Ⅱ-4）进一步划分为七个Ⅲ级成矿区带（陈毓川，1999；李俊健等，2002a，b），并对区内各类金属和非金属矿床的时空分布规律和综合性找矿标志进行过总结。这些工作为开展金属矿床地质理论研究和找矿勘查创造了条件。
在找矿勘查方面，自20世纪50年代以来，我国地质工作者先后在华北克拉通北缘开展过不同比例尺的野外地质调查和不同尺度的科研工作，相继发现了一系列铁、金、稀土、石墨、硼、菱镁矿，以及有色金属和稀有金属矿产（芮宗瑶等，1994），代表性铁多金属矿床包括白云鄂博超大型铁-铌-稀土矿床，三合明沉积变质铁矿，辽宁鞍山、齐大山BIF型铁矿床；代表性金矿床包括乌拉山-大青山地区哈达门沟、赛乌素、后石花、十八顷壕、哈拉沁、卯独沁等金矿床，白云鄂博裂谷带朱拉扎嘎、常山壕等金矿床，赤峰地区红花沟、撰山子、金厂沟梁等金矿床，吉南辽东地区夹皮沟、五龙、排山楼等金矿床；代表性铅锌矿床包括狼山-渣尔泰山地区东升庙、炭窑口、霍各乞、甲生盘等超大型SEDEX多金属块状硫化物矿床，燕辽地区蔡家营子、牛圈子、北岔沟门、八家子、高板河等层控热液改造型铅锌矿床；宝音图隆起带乌拉特后旗查干花、查干德尔斯等钼多金属矿床（席忠等，2010；蔡明海等，2011），乌拉山-大青山一带乌拉特前旗西沙德盖（侯万荣等，2010a，2010b）、卓资县大苏计等钼矿床（张彤等，2009），西拉木伦河两岸小东沟、鸡冠山、红山子、车户沟、库里吐、碾子沟、奥伦花、半砬山等铜钼矿床（Zeng et al.，2010；Liu et al.，2010），代表性硼、镁、金刚石矿矿床包括辽宁翁泉沟超大型硼镁铁矿床、辽宁营口大石桥超大型菱镁矿矿床和辽宁复县金刚石矿床等。
在成矿理论研究方面，新中国成立以来，该区科研工作没有间断，有一系列科研论著和论文问世。与华北克拉通北缘成矿作用有关的代表性科研论著有 《中国早前寒武纪地质及成矿作用》（张秋生，1984）、《内蒙古大青山太古宙麻粒岩带的变质构造演化及金矿成矿》（甘盛飞，1992）、《内蒙古金厂沟梁金矿构造控矿分析》（王建平等，1992）、《华北陆块北缘及邻区有色金属矿床地质》（芮宗瑶等，1994）、《华北陆台太古宙绿岩带地质与成矿》（沈保丰等，1994）、《内蒙古赤峰地区金矿地质》（王时麟等，1994）、《中国矿床模式》（裴荣富等，1995）、《内蒙古自治区哈达门沟伟晶岩金矿地质》（中国人民武装警察黄金指挥部，1995）、《华北地块北缘及其北侧金属矿床成矿系列与勘查》（裴荣富等，1998）、《华北陆台北缘地块构造与金铁矿产》（胡桂明等，1998）、《中国主要成矿区带矿产资源远景评价》（陈毓川，1999）、《区域成矿学》（翟裕生等，1999）、《中国金矿床及其成矿规律》（陈毓川等，2001）、《金属成矿省演化与成矿年代学——以华北地台北缘及其北侧金属成矿省为例》（裴荣富等，2003）、《中国前寒武纪成矿作用》（沈宝丰等，2006）、《华北陆块主要成矿区带成矿规律和找矿方向》（李俊健等，2006）、《中蒙边境中东段金属矿床成矿规律和找矿方向》（聂凤军等，2007）等。裴荣富等（1998，2003）提出以 “时间维” 造就 “空间维” 演化成矿学观点，结合成矿年代学分析，探索成矿作用4个等级体制划分及其耦合规律，从华北克拉通北缘入手建立区域成矿研究新思路和新方法。毛景文等（2005）研究认为，中国北方中生代出现过3次大规模成矿作用，分别发生在200～160 Ma，140 Ma和120 Ma左右。陈衍景等（2009a，2009b）将华北板块的热液成矿系统分为岩浆热液、变质热液和浅成热液三大系列，认为华北克拉通及其陆缘造山带东部在燕山期大规模成矿，自西向东成矿年龄梯级变新。聂凤军等（Nie，1997a，1997b）对华北克拉通北缘的典型金矿床进行了深入剖析，对岩浆活动、地壳演化与金矿成矿规律进行探讨和总结。毛德宝等（2002）将华北克拉通北缘中段铅锌银矿床划分为三个成矿带和一个集中区，成因类型划分为沉积喷气型、叠加改造型、与大红峪期碱性火山活动有关的浅成低温热液型、与中生代火山-斑岩活动有关的热液型等。代军治等（2006）认为华北克拉通北缘燕辽钼（铜）成矿带东端辽西地区以钼矿为主，西端冀北地区以铜（钼）矿为主，矿床类型以斑岩型、斑岩-矽卡岩型、矽卡岩型为主，成矿作用主要发生在180 Ma和140 Ma左右。刘建明等（曾庆栋等，2009；Zhang L.C.et al.，2009；Wan B.etal.，2009；Zeng et al.，2010；Liu et al.，2010；张连昌等，2010）对赤峰北部西拉木伦河一带铜钼矿床进行了系统的研究和总结，并首次提出了西拉木伦钼（铜）成矿带。
在金矿地质研究方面，前人从不同方面对华北板块北缘金矿地质特征、时空分布、类型和成因机制等方面进行了总结和归纳（Wang，1989；沈保丰等，1997a，b；2001a，b；Nie et al.，2002；Nie，1997a，1997b；Miller et al.，1998；Zhang H.T.et al.，1999；肖荣阁等，1999，2000；Zhou et al.，2002；Hart et al.，2002；李俊健等，2002a，2002b，2006；Yang et al.，2003）。关于金矿床的时空分布，Wang（1989）在空间上将华北克拉通划分为10个金成矿区：桦甸、清原、丹东-营口、赤峰-朝阳、遵化-青龙、宣化-崇礼、五台、中条、小秦岭、招远-掖县成矿区，主要成矿期集中在早前寒武纪、晚古生代和中-新生代，控矿因素为绿岩带提供矿源，地质构造、岩浆和变质作用导致成矿。Zhou et al.（2002）把华北克拉通北缘金矿划分为大青山（哈达门沟、赛乌苏）、燕辽（东坪、小营盘、金厂峪、红花沟、金厂沟梁、排山楼）和长白山（夹皮沟）三个集中区，并把它们归于造山型金矿床（Groves et al.，1998），金成矿期主要为显生宙。Yang et al.（2003）把产于华北克拉通的金矿床划分为燕辽（大青山、张宣、赤峰-朝阳、冀东-辽西、吉南）、胶辽（辽东、胶东、鲁西）和小秦岭三个集中区（图1-3），成矿时代主要为早白垩世（130～110 Ma），成矿物质多来源，金矿床的形成与岩石圈的减薄有关。Hart et al.（2002）将华北克拉通北缘的金矿床划分为大青山、燕辽（包括张家口、燕山、赤峰）和长白山三个金矿化集中区（图1-2），把大多数金矿床归为造山型金矿床，认为金厂沟梁金矿床为浅成低温热液型，哈达门沟金矿床可能为与侵入岩有关的金矿床，金矿主要发生在～350 Ma，～250 Ma，～200 Ma，～180 Ma，～150 Ma和～129 Ma等6个时期。关于金矿带成因类型，一种观点认为是绿岩型金矿床。由于华北克拉通北缘大多数金矿床均产在前寒武纪变质结晶基底绿岩带及与之有成因联系的岩浆岩中，所以一些学者将这些金矿床归为绿岩型金矿床（罗镇宽等，1994，2000；沈保丰，1994a，b，1996；李俊健等，2002a，b，2006；翟裕生等，2002）。华北克拉通北缘金矿床同世界绿岩带金矿床相比，有许多相似特点：(1)金矿化具有明显区域性，形成矿化密集区；(2)在矿化密集区中都有绿岩带产出；(3)金矿化没有明显的岩性专属性，容矿岩石类型多种多样；(4)金矿的成矿时间与容矿围岩的形成时间有明显时间差，成矿作用晚于容矿围岩形成时间；(5)矿床和矿体都受构造控制，特别是韧性剪切带；(6)金矿化都伴随有显著的围岩蚀变。但由于形成的地质环境不尽相同，特别是后期构造岩浆热事件的叠加和改造，华北克拉通北缘金矿床有其特殊性：(1)成矿作用常是多期、多阶段，不同时期金矿化相互叠加，而且表现出晚期成矿；(2)成矿流体多成因，既不是典型的变质流体，也不是单一的岩浆或天水流体，而是多成因的复合流体；(3)矿床规模小，成矿时代新（沈保丰，1994a，b，1996）。沈保丰等（1996）把绿岩型金矿划分为同构造晚期初生型金矿床和构造期后再生型金矿床两类。同构造晚期初生型金矿床又分为层控金矿床和脉状金矿床；构造期后再生型金矿床主要为与交代重熔岩浆作用有关的热液金矿。罗镇宽等（1994）综述华北克拉通绿岩型金矿床特点：金矿床受克拉通花岗岩-绿岩地体的控制；主要分布在克拉通南北两缘及东部，受显生宙板块运动诱发的构造岩浆活动控制，主要形成于海西期和燕山期，太古宙绿岩建造，显生宙花岗岩化作用、韧-脆性剪切构造岩带是控制绿岩型金矿的三要素。聂凤军（1990）对以往国外一些绿岩型金矿成因类型进行了总结，以绿岩带岩石类型组合为依据，并考虑岩石地层的变质级序、构造环境、岩石学特征同金矿化的时空分布关系，把太古宙绿岩带分为三大类：(1)岩石地层出露较完整的巴比顿型；(2)缺失双峰式火山岩演化特点的苏必利尔型；(3)沉积岩地层极为发育的达瓦尔型。孙丰月（1995）把过去一些有代表性的绿岩型金矿床成因观点归纳为六种：(1)与碎屑沉积岩有关；(2)受科马提岩控制；(3)与斑状岩株有关；(4)受TTG侵入体控制；(5)与氧化程度高的长英质岩浆活动有关；(6)受煌斑岩活动的控制。一种观点是与侵入岩有关的金矿床。一些学者考虑到华北板块北缘大多数金矿沿侵入到新太古代—古元古代地层的显生宙花岗岩分布，时空上与花岗岩类有关，而把华北北缘的金矿归为与侵入岩有关的金矿床（Sillitoe et al.，1998；Thompson et al.，1999；Lang et al.，2000；刘家远，1998）。一种观点是造山型金矿床。由于华北克拉通北缘的金矿床主要分布于克拉通边缘，紧邻中亚造山带，必将受到北部造山作用的控制和影响，一些矿床的流体特征也具有造山型金矿带特征，所以归为造山型金矿床（Miller et al.，1998；Groves et al.，1998；Hart et al.，2002；Zhou et al.，2002；陈衍景等，2009a，b），有些学者认为我国华北北缘的金矿床是多期造山事件的产物，具有明显的多期成矿作用特征。关于金矿床成因，王义文（1992）认为区域潜在含金性是形成金矿化集中区的首要前提，花岗岩类侵入体和韧性剪切带的形成是造成矿源层（岩）中金活化的主要营力。罗镇宽等（1994）认为，多期次、复成分、密集分布的脉岩分布区既是岩浆活动中心，又是构造活动中心，恰好是金矿成矿作用所需要的条件，密集分布的脉岩可作为绿岩型金矿床找矿的宏观标志。翟裕生等（2002）认为华北克拉通金矿床主要形成于克拉通活化阶段，其总的构造背景可概括为由挤压、碰撞作用晚期或期后向伸展构造的转变时期。金矿化是构造-花岗岩浆演化晚期的产物。陈衍景等（1998）认为华北克拉通的金矿主要分布于阴山-燕山-辽吉中生代陆内碰撞造山活动带，秦岭和胶东中生代碰撞造山带，以及太行山和郯庐两个断裂岩浆带，成矿时代主要为侏罗纪—白垩纪，成矿地球动力学背景是碰撞造山过程的挤压-伸展转变期。翟安民等（2001）认为华北陆块北缘中段金矿床密集区受控于区域构造格架的交叉区，在伸展-挤压构造背景下产生的岩浆侵入-基底隆升-变质核杂岩（或基底断隆）三位一体的构造，成为整体上控制金矿床密集区的构造系统。关于金矿床分类，Wanget al.（1989）将华北地台的金矿按成因分为：沉积变质型、变质热液型、混合热液型、岩浆热液型、火山热液型、多期叠加型、伴生型和砂金型等。Zhou et al.（2002）把中国金矿床划分为：主要类型为造山型金矿，其次为矽卡岩型/斑岩型铜-金矿床、卡林型金矿床、浅成低温热液型金矿床和砂矿床等。Nie et al.（2002）将包头-白云鄂博地区的金矿床按容矿围岩分为：(1)产于太古宙高级变质岩中的金矿床，如十八顷壕、老羊壕、后石花等；(2)产于元古宙浅变质沉积岩中的金矿床，如赛乌素、常山壕、干斯陶勒盖等；(3)产于或与海西期碱性侵入体有关的金矿床，如哈达门沟、东伙房、鹿场等。李宏臣（2001）把华北克拉通北缘金矿床划分出9种类型：太古宙硅铁建造同生金矿、元古宙钙硅质岩同生金矿、糜棱岩型金矿、糜棱岩带中石英脉型金矿、糜棱岩带中碱性岩金矿、糜棱岩带中花岗岩金矿、糜棱岩带中火山-次火山岩金矿、岩浆岩型金矿和陆相火山岩型金矿床，金矿床形成主要受韧性剪切带控制。李钟山等（2004）将华北克拉通北缘的金矿分为3大类7亚类，侵入岩浆热液型金矿床（重熔岩浆热液亚类、同熔岩浆热液亚类）、火山-次火山热液型金矿床（火山热液型亚类、次火山热液型亚类）和沉积-改造型金矿床（变质热液型亚类、变质改造型亚类、浅成低温渗滤热液型亚类）。王义文（1992）将华北克拉通北缘产出的金矿床划分为太古宙绿岩建造金矿床（夹皮沟、排山楼、南龙王庙、金厂峪等）、元古宙浊积岩建造金矿床（白云、四道沟、猫岭等）和钾质蚀变岩型金矿床（张家口、乌拉山等）；王有志（1992）将华北克拉通北缘金矿划分为石英脉型、石英脉-蚀变岩型、蚀变岩型、斑岩型、火山岩型。
总之，华北克拉通产出的金矿床主要沿克拉通边缘分布，包括北缘金矿带、东缘金矿集中区（吉南-辽东、胶东）和西南缘（秦岭、小秦岭）金矿带，呈 “金镶边”（图1-3）。华北克拉通北缘的金矿床表现为 “带状展布，分段集中，赋矿围岩老，成矿时代新” 的特点，主要呈近EW向沿阴山-燕山边缘隆起带展布（图1-2），成矿物质常常是多源的，且常常具有 “成矿物质来源老，矿床定位年龄新” 的特点。成矿作用往往经过长期的、多期地质作用的叠加，具有明显的继承性特点。

如前所述，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区横跨华北陆块和西伯利亚板块及其二者之间的古生代造山带，大部分地段位于含有大量前寒武纪古陆块的兴－蒙古生代造山带内。工作区范围内前寒武纪系和古生界地层出露广泛、不同尺度（层次）构造形迹十分复杂，各类岩浆岩极为发育和金属矿床（点）星罗棋布，该区不仅是探讨兴蒙古生代造山带（中亚造山带的重要组成部分）形成机制的关键部位和了解中蒙边境中东段地壳演化过程的窗口，同时，也是开展金属矿床成矿理论研究和进行铁、铜、铅－锌－银、锡、钨和金矿床找矿勘查的重要地域（王守光等，2004；聂凤军等，1993;Pei和N ie,1993；肖序常等，1991；中国矿床发现史－内蒙古卷编委会，1996）。需要指出的是，工作区范围内错综复杂的构造形迹和众多的金属矿床（点），一方面暗示了本区经历过漫长而复杂的地壳演化历史，另外一方面也反映了该地区存在有巨大的成矿远景和良好的找矿潜力。系统的野外地质调查和详细的室内综合研究结果表明，在二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区地壳演化过程中，多期次构造－岩浆活动可导致不同构造－地层单元发生重叠或者部分缺失，因此，同一构造地层单元在某一地区的重复出现或者在若干地区连续缺失也是预料之中的事情，工作区范围内零星出露的志留系和奥陶系火山－沉积岩地层即是很好的例证（X iao等，2003;R uzhentsev,2001;R en等，1999;Sengor等，1993;W ang等，1991）。另外，随着华北陆块和西伯利亚板块以及二者之间前寒武纪中间地块的裂解与拼合，各构造－地层单元发生不同程度旋转、变形和迁移，因此，它们原始空间位置和相互关系的厘定变得极为困难，为人们客观认识区域地壳演化历史和金属矿床产出的构造环境带来一定的障碍。需要指出的是，尽管在兴－蒙古生代造山带演化过程中，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区曾发生过沧海桑田变化，但是不同地质时期古板块活动所诱发的沉积作用、岩浆活动和变质效应常常会被记录在各类岩（体）层上，为深入探讨区域地壳演化历史与成矿流体运移轨迹提供了研究对象。
一、前寒武纪地壳演化与金属成矿作用
众所周知，在地壳演化的初期阶段，整个地壳以热力状态较高、活动性较强和可塑性较大为特征。进入古元古代末期，原始地壳中的热含量开始逐渐降低，并且发生有以冷凝和压实作用为主的强烈克拉通化作用，进而形成刚性程度较高的古大陆块体，与此同时，古陆块体发生不同程度的水平位移。在此之后，区域地壳演化进入到一个全新的发展阶段——中元古代，许多地质学家将其称之为新地阶段（Neogaikum）、新原生代（阿基特坎期，Akitkanian）或始生代。这一地质时期大地构造活动的重要标志为大陆地壳发生全球性膨胀，并且伴随有大量断裂、地堑和沉降带的形成。程裕淇等（1994）认为，从中元古代起，中国大陆地壳和主要演化方式是古大陆块体破裂、分离和闭合。马杏垣等（1980）指出，中元古代为中国古大陆壳大部分地区陆台活动的开始期，坳拉谷、裂陷盆地、大陆活动边缘、断裂带和内陆盆地相继出现。同其它地区一样，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区金属成矿作用演化历史也是在这样一种特殊地质条件下开始的。大量野外地质调查和室内综合性研究结果表明，在华北陆块与西伯利亚板块之间的古生代造山带内产出有一系列出露面积大小不等和分布形态各不相同的前寒武纪中间地块。这些古陆块体无论是在产出环境和构造变形特征上，还是在岩性组合、变质程度和形成时代上均可与华北陆块部分前寒武纪构造－地层单元相对比。有鉴于此，部分学者认为，华北陆块和西伯利亚板块以及二者之间分布的前寒武纪中间地块在中元古代之前曾为同一整体，同属一个稳定性古大陆块体（邵积东，1998；聂凤军等，1993；陈琦等，1992；周和平等，1992；邵济安，1991；王荃等，1991）。就二连浩特－东钨珠穆沁旗一带及邻区而言，无论是华北陆块和西伯利亚板块，还是那些产出规模大小不等的中间地块，它们均是早前寒武纪火山喷发、古陆壳剥蚀与沉积、岩浆侵入和区域变质作用的产物，其分布范围远在工作区之外。
中元古代中－晚期（1600～1000Ma），受强烈隆升和大规模裂陷作用影响，华北陆块裂解为2个古大陆块体，即南侧的华北陆块和北侧的西伯利亚板块，并且在二者之间形成宽阔的大洋盆地（图10-5-1）。中元古代晚期到新元古代时期，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区的大地构造格局主要以下几部分所构成：①华北陆块；②西伯利亚板块；③古蒙古洋盆地；④前寒武纪中间地块群；⑤岛弧火山岩带。在华北陆块和西伯利亚板块以及部分前寒武纪中间地块内部，受中酸性火山喷发和陆源碎屑沉积作用以及热液流体活动影响，沿裂陷槽、断裂盆地和构造带堆积有一定厚度的火山岩和沉积岩，局部地段产出有铁和金矿床（点）、矿胚或矿源层，如中元古代白银都西、艾力格庙、锡林浩特和乌兰敖包变质岩块体中的铁和金矿（化）点（徐备等，1994;Nie和Bjφrlykke,1994；聂凤军等，1993）。受后期区域性变形变质作用和岩浆活动影响，原始的含矿火山－沉积岩地层将不可避免地发生与热力作用相关的“重就位”效应，也就是说，铁和金及有关组分将会发生不同程度的运移、沉淀和富集，进而形成规模较大和品位较高的金或铁矿床。尽管受成矿期后各类构造作用影响，迄今为止，在前述前寒武纪变质岩块体内尚未找到大型金或铁矿床，但是从国内外同类地区找矿勘查工作经验来看，在工作区前寒武纪变质岩块体中找到既具有“沉积型矿床”印迹，又兼具“热液交代型矿床”特点的铁或金矿床是完全有可能的。

图10-5-1 二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区构造－岩浆活动与金属成矿作用演化史示意图

（根据陈琦等，1992和Xiao等，2002资料改编）
1—古大陆边缘沉积物；2—古大陆内部沉积岩；3—火山－沉积岩；4—古蒙古洋壳；5—前寒武纪中间地块；6—古大陆块体；7—镁铁质侵入岩；8—花岗岩类侵入岩；9—蛇绿混杂岩（古大洋壳残片？）；10—变形带；11—陆内裂陷盆地；12—推覆构造带；13—逆断层；14—铜矿床；15—铁矿床；16—金矿床；17—铅－锌－银矿床；18—锡－铜矿床；19—铜－金矿床；20—铁－锌－铋多金属矿床；21—镍矿床；22—未知间隔距离
与古大陆内部的金属成矿作用相比，在华北陆块北缘的古大洋盆地内，中元古代强烈的火山喷发和热泉喷溢活动不仅形成有巨厚的钙－碱性火山岩和沉积岩，而且还产出有层状和似层状铜多金属矿床，如中元古界白乃庙群变质火山－沉积岩（绿片岩）地层（1130±16Ma，锆石铀－铅同位素法）中的白乃庙铜矿床（南矿带）和谷那乌苏铜矿床（聂凤军等，1991a;Pei和Nie,1993）。在此之后，受南北向挤压构造作用的影响，白乃庙群火山－沉积岩地层及其所赋存的铜多金属矿床向南运移，并且与白银都西变质岩块体（1439±40Ma，全岩钐－钕同位素法）拼合为一体（聂凤军等，1993；周和平等，1992）。新元古代至寒武纪时期，工作区范围内大地构造活动具有以下几个特点，其一，在远离古大陆边缘的古蒙古洋盆地一侧，强烈的火山喷发和热泉喷溢活动不仅形成有巨厚的火山－沉积岩（807±80Ma，全岩钐－钕同位素法），而且产出有一系列似层状和层状铁矿床（点）以及大量的含铁火山岩建造，如温都尔庙群变质火山－沉积岩地层（绿片岩）中的大敖包、温都尔庙、乌兰敖包和小敖包铁矿床（张臣和吴泰然，1998;Nie和Bjφrlykke,1994）；其二、古蒙古洋壳与早期形成的温都尔庙增生地体发生俯冲、碰撞和对接，并且在乌兰沟一带形成蛇绿混杂岩带，其中绿片岩全岩铷－锶同位素等时线年龄值为509Ma，两件角闪石样品钾－氩同位素年龄值分别为539Ma和636Ma（Xiao等，2003；聂凤军等，1993;T ang,1990）；其三、在华北陆块北缘，古蒙古洋壳向南的俯冲作用可诱发一定规模的岩浆活动，并且在白乃庙一带形成众多的花岗岩类侵入岩体，其锆石铀－铅同位素年龄值变化范围为694～665Ma（N ie和Bjφrlykke,1999；陈琦等，1992）。通过上述3方面的构造－岩浆活动，寒武纪末期，工作区内大地构造格局从南向北依次为：华北陆块活动陆缘带（或地体拼贴增生带）、古蒙古洋盆、古洋壳与火山岩地体的俯冲带、前寒武纪中间地块群和西伯利亚板块（图10-5-1）。
二、早古生代地壳演化与金属成矿作用
早古生代时期，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区的构造格局与新元古代时期大体相似，华北陆块与西伯利亚板块隔古蒙古洋盆地相对峙（图10-5-1），其中在古蒙古洋盆地中存在有一系列产出规模大小不等和分布形态各不相同的前寒武纪中间地块。从空间分布上看，尽管华北陆块、古蒙古洋盆地和西伯利亚板块的地质演化历史就是各类地体与古洋盆地或者陆块与陆块之间相互俯冲、碰撞和拼贴的过程，但是它们无论在地理位置和构造式样上，还是在岩浆活动强度和成矿作用方式上均存在有一定的差别。
在华北陆块的北缘，古蒙古洋壳沿包尔汉图－白乃庙－温都尔庙一线向南俯冲于华北陆块之下，并且形成以串珠状蛇绿岩（或镁铁质岩脉群）带为标志的古板块活动“印迹”。受古大洋壳与古陆块俯冲、碰撞和对接作用影响，许多无根的古洋壳残片和镁铁质－超镁铁质侵入岩被推覆至地表，局部地段发育有铬、铜－镍和镍矿化带。图林凯、大敖包、小敖包和白音诺尔等地出露的含矿纯橄岩、辉橄岩和辉长岩体以及相关的金属矿床（点）就是此期构造－岩浆活动的产物。另外，古蒙古洋壳对其南侧华北陆块的持续俯冲作用不仅导致古大陆边缘一系列褶皱和断裂构造的形成，同时还诱发有大规模的中酸性岩活动，进而在白乃庙一带形成大面积分布的花岗岩类侵入岩体。需要提及的是，花岗岩类岩浆在其上侵定位过程中所携带的大量热液流体可对部分花岗闪长斑岩体和中元古界白乃庙群绿片岩（角闪斜长片岩、绿泥绿帘阳起斜长片岩、阳起斜长片岩和长英片岩）进行热液交代蚀变，并且在构造有利部位形成具有工业价值的铜多金属矿体和金矿体，白乃庙铜多金属矿床（北矿带）、徐尼乌苏金矿化带和谷那乌苏铜矿床即是这一地质时期构造－岩浆活动的产物（聂凤军等，1994b,1993）。另外，大规模岩浆热液活动亦可导致中元古界白乃庙群和新元古界温尔庙群绿片岩地层部分金属元素（铜、铅、锌、银、金和钼）含量骤然增高，进而构成铜和金矿床的“矿源层”或“矿胚”，为晚古生代金属矿床的形成奠定了良好物质基础（Nie和Bjφrlykke,1994;Pei和N ie,1993）。
与华北陆块北缘地质演化历史相比，古蒙古洋盆地内的构造－岩浆活动就更为复杂。受南北向挤压应力作用影响，古蒙古洋壳与各种前寒武纪中间地块发生俯冲、对接和碰撞作用，这种式样的构造活动不仅造成先期形成岩（体）层发生褶皱变形、破裂肢解和叠瓦式逆冲，而且可诱发一定规模的岩浆活动。不同期次的岩浆活动一方面沿特定的构造带产生爆发式火山喷发，进而在艾力格庙和锡林浩特中间地块的局部地段形成奥陶系或志留系火山－沉积岩，另外一方面，中酸性岩浆活动亦可在部分前寒武纪中间地块内部形成各种规模的花岗岩类侵入岩，例如苏尼特左旗满都拉图镇西南侧的海西期石英闪长岩、花岗闪长岩和黑云母花岗岩株（或岩基）（李述靖等，1995；罗照华等，1995）。与此同时，与中酸性岩浆作用有关的热液流体活动也可在花岗岩类侵入岩体内部及其与围岩的接触带上沉淀形成含金蚀变岩带（图10-5-1）（赵利青等，2003,2004）。
与前述2个地区的地质演化历史相比，西伯利亚板块南缘的地壳活动过程与华北陆块北缘较为相似，古蒙古洋壳与西伯利亚板块的俯冲、碰撞和对接作用所诱发的大规模构造活动、强烈火山喷发和陆缘碎屑沉积作用可在查干敖包、奥尤特和朝不楞一线以北广大地区（主要是蒙古国境内）形成厚度较大的奥陶系火山－沉积岩地层（图10-5-1）。我国境内出露的下奥陶统汗乌拉组和汗贝布敖台组砂岩、灰岩、凝灰岩、英安岩和流纹岩同样也是这个地质时期构造－岩浆活动的产物。另外，各种规模的岩浆活动亦可在构造有利部位形成加里东期花岗岩类侵入岩或镁铁质－超镁铁质侵入岩，其中部分侵入岩体与铜或铜－镍矿床（点）具有密切的时空分布关系（李述靖等，1998;Lamb和Badarch,1997;Ruzhentsev和Pospelov,1992）。需要指出的是，工作区内早古生代构造－岩浆活动可一直延续到晚志留世，温都尔庙地区上志留统那清组杂砂岩、泥岩和灰岩的存在即是很好的例证。另外，工作区西部出露的上志留统西别河组变质火山－沉积岩同样佐证了晚志留世构造－岩浆活动的存在。晚志留世末期，受南北向强大挤压应力作用影响，古蒙古洋盆地内众多的前寒武纪中间地块被“输送”到华北陆块北缘，并且与先期存在的古陆块体发生碰撞与拼贴，由此所引起的中酸性岩浆活动将这些中间地块与华北陆块“焊接”为一个整体（陈琦等，1992；王辑等；1987）。
早古生代地壳演化过程结束时，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区的大地构造格局自南向北依次为华北陆块北缘白乃庙－温都尔庙活动陆缘带、古蒙古洋盆地和西伯利亚板块南缘查干敖包－奥尤特－朝不楞活动陆缘带（图10-5-1）。
三、晚古生代地壳演化与金属成矿作用
晚古生代时期，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区的区域地壳演化和金属成矿作用大体可划分为2个阶段，即泥盆纪至早二叠世为同造山阶段，中－晚二叠世为造山后阶段（图10-5-1）。
（一）同造山阶段地壳演化与金属成矿作用
早泥盆世到早石炭世，工作区内的大地构造格局自南向北依次为华北陆块北缘白乃庙－温都尔庙活动陆缘带、古蒙古洋盆地和西伯利亚板块南缘查干敖包－奥尤特－朝不楞活动陆缘带（图10-5-1）。在华北陆块北缘，古蒙古洋壳沿阿尔善图－查干淖尔一线（苏尼特－林西东西向增生地体带西段）继续向南俯冲，古板块相互作用所诱发的岩浆活动可在构造有利部位形成大面积分布的花岗岩类侵入岩（Badarch和Orolmaa,1998；陈斌等，1996；唐克东等，1992;Liu,1991），与此同时，与中酸性岩浆有关的热液流体与围岩发生一定规模的水－岩交换反应，并且形成含铜或金的蚀变岩带，尽管迄今为止在白乃庙－温都尔庙沟－弧－盆体系北侧的阿尔善图和查干淖尔一带尚未找到具有工业价值的铜和金矿床，但是大量铜和金矿化点以及化探异常的存在足以表明，在上述2个地区寻找铜和金矿床是大有希望的。与华北陆块北缘相比，在西伯利亚板块南缘，古蒙古洋壳沿查干敖包－奥尤特－朝不楞一线持续向北俯冲，古板块相互作用所诱发的岩浆活动可在构造有利部位形成一系列海西期镁铁质和花岗岩类侵入岩（Nozaka和Liu,2002;Chen等，2000;Liang,1991），与此同时，与岩浆活动有关的热液流体与围岩发生一定规模的水－岩交换反应，并且产出有一系列热液脉型铜、金、铅－锌－银和镍矿化点。查干敖包、奥尤特、额仁高毕和朝不楞等地分布的金属矿化点和化探异常区（带）即是这一地质时期构造－岩浆活动的产物（洪大卫等，2003；王建平，2003）。需要提及的是，无论是在华北陆块北缘，还是沿西伯利亚板块南缘，古洋壳与古陆块碰撞和对接作用所诱发的火山喷发和陆缘碎屑沉积活动可在古大陆边缘形成不同厚度的泥盆系和石炭系火山－沉积岩地层。代表性地层单元有下泥盆统巴润特花组和敖包亭浑迪组；中泥盆统温都尔敖包组和塔尔巴格特组；上泥盆统才伦郭少组和安格尔音乌拉组以及少量下石炭统火山－沉积岩，其中安格尔音乌拉组粉砂岩、砂砾岩和凝灰质细砂岩中产出有似层状、脉状和条带状铅－锌－银和铅－锌－银矿床，东乌珠穆沁旗阿尔哈达铅－锌－银矿床和吉林宝力格铅－锌－银矿床就是最好的例证（王建平，2003）。
中－晚石炭世到早二叠世，工作区内的大地构造格局与泥盆纪－早石炭世时期存在有一定的差异，自南向北依次为华北陆台北缘白乃庙－温都尔庙沟－弧－盆体系、南蒙古洋盆地、白音宝力道岛弧带、北蒙古洋盆地和西伯利亚板块南缘乌力亚斯太沟－弧－盆体系（图10-5-1）。无论是在华北陆块北缘，还是沿西伯利亚板块南缘，古蒙古洋壳与古大陆块体发生多期次俯冲、碰撞和对接作用。受古板块相互作用影响。晚古生代早期，工作区内古大陆边缘构造－岩浆活动具有下述几个特点，其一，大规模火山喷发和岩浆侵入活动，在古大陆边缘许多地段堆积有巨厚的中酸性火山－沉积岩和形成有众多的花岗岩类侵入岩体；其二，强烈的南北向挤压应力将古洋壳残片转运至地壳浅部或推覆至地表，进而形成蛇绿混杂岩体，贺根山、小坝梁和索伦山等地出露的蛇绿混杂岩即是很好例证（Robinson等，1999；陈森煌等，1991）；其三，受古洋壳与古陆块相互碰撞和对接作用影响，古大洋盆地内产出的一系列前寒武纪中间地块先后被拼贴到古大陆边缘；其四，尽管在华北陆块北缘尚未找到与这一地质时期构造－岩浆活动相对应的金属矿床，但是在西伯利亚板块南缘的查干敖包－奥尤特－朝不楞构造－岩浆岩带内产出有奥尤特铜矿床，其形成时间为晚石炭世（287±16Ma，铜矿石绢云母40Ar-39Ar同位素法）。与古大陆边缘地质演化历史相比，在古大洋盆地内部，强烈的岩浆活动、热水喷溢和海相沉积作用可在白音宝力道和巴音彦哈尔一带构成白音宝力道岛弧带（陈斌等，2001；徐备等，1997）。白音宝力道一带分布的石炭系和下二叠统火山－沉积岩地层（如，中石炭统本巴图组和阿木山组；下二叠统三面井组、呼格特组、德言其庙组、额里图组和高家窝棚组）、海西期花岗岩类侵入岩和一系列推覆构造即是这一地质时期构造－岩浆活动的产物（中国地质大学（北京）内蒙古区调队，1996）。与此同时，中酸性岩浆侵入活动可在构造有利部位形成一系列金矿床（点），白音宝力道和巴彦哈尔金矿床即是最好的例证。
受华北陆块、古蒙古洋壳和西伯利亚板块的多期次碰撞、对接、俯冲和消减作用影响，早二叠世末期，在华北陆块北缘先后产出有阿尔善图－查干淖尔晚古生代构造岩浆岩带、艾力格庙－锡林浩特前寒武纪中间地块和二连浩特－贺根山晚古生代蛇绿混杂岩带。相比之下，西伯利亚板块东南缘分布有阿巴嘎旗－东乌珠穆沁旗晚古生代构造岩浆岩带（图10-5-1）。
（二）后造山期地壳演化与金属成矿作用
中－晚二叠世到早三叠世，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区各类古大洋盆地先后闭合，华北陆块与西伯利亚板块最终结合为一个整体（图10-5-1）。在此之后，工作区开始进入到一个崭新的地壳演化阶段，区域性张裂构造作用导致一系列断陷盆地的形成，并且伴随有一定规模的富碱性岩浆活动。首先，岩浆热液流体对早期花岗岩类侵入岩体及其围岩的交代和充填作用可在构造有利地段产出有一系列含金石英脉，例如白乃庙和古希达瓦金矿区分布的金矿化带；其次，岩浆热液流体对早期火山－沉积岩地层中的“矿源层”或“矿胚”进行淋滤与萃取，并且在构造有利部位形成一系列金矿床（点），如徐尼乌苏金矿化带和苏尼特右旗温都尔庙铁矿区内产出的一系列金矿化点。
四、中生代地壳演化与金属成矿作用
如前所述，二叠纪末期，随着二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区古大洋盆地的完全消失和各古大陆块体的拼合，工作区进入到板块内部初期构造演化阶段。早三叠世，工作区内的构造格局与二叠纪末期完全相似，基本处于陆内拉伸和裂陷状态（图10-5-1）。三叠纪中－晚期（印支期），受区域性深大断裂再次复活和大陆内部热液值升高影响，工作区范围内古陆壳又开始出现明显活化的迹象，其主要标志是：①部分地段出现红色磨拉石层；②局部地区具有近东西向碱性辉绿岩脉或辉长岩脉群。强烈的构造－岩浆活动可在先期形成的构造－地层单元内形成一系列产出形态各异和分布规模大小不等的富碱性（或碱性）镁铁质和花岗岩类侵入岩（洪大卫等，1994;Ruzhentsev,2001）。受到此期地质事件影响的构造－地层单元包括华北陆块北缘的白乃庙－温都尔庙前寒武纪－早古生代构造－岩浆岩带、阿尔善图－查干淖尔晚古生代构造－岩浆岩带、艾力格庙－锡林浩特前寒武纪中间地块和二连浩特－贺根山蛇绿泥杂岩带、西伯利亚板块南缘查干敖包－奥尤特－朝不楞早古生代构造－岩浆岩带和阿巴嘎旗－东乌珠穆沁旗晚古生代构造－岩浆岩带。
系统的野外地质调查和详细的室内综合性研究结果表明，印支期是二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区范围内大地构造演化的重要阶段，同时，也是各类金属矿床（点）成矿作用的鼎盛时期，众多印支期花岗岩类侵入岩体内外接触带以及旁侧围岩中产出的铜、金、锡－铜和钨矿床（点）就是很好的例证。
在所有上述各类金属矿床中，朝不楞铁－锌－铋矿床、白音宝力道金矿床、巴彦哈尔金矿床、小坝梁铜－金矿床、毛登锡－铜矿床和沙麦钨矿床均以产出规模较大、品位较高和杂质组分较少为特征。朝不楞矿床主要呈层状、似层状和条带状沿印支期花岗岩和辉长岩株（脉）与中泥盆统塔尔巴格特组碳酸盐地层接触带分布，其中花岗岩中黑云母和辉长岩中角闪石钾－氩同位素年龄值分别为238±4.5Ma和241±2.0Ma，相比之下，白音宝力道金矿床、巴彦哈尔金矿床、毛登锡－铜矿床和沙麦钨矿床大都呈大脉、细脉和线脉在花岗岩类侵入岩体内部及其围岩中产出，它们的成矿时代分别为236±0.5M（a 绢云母40A r-39Ar 同位素法）、238±3M（a 绢云母40Ar-39Ar同位素法）、215±2.8Ma（黑云母40Ar-39Ar同位素法）和214±8Ma（锆石铀－铅同位素法）。与前述5处金属矿床相比，小坝梁铜－金矿床与富碱质辉绿岩脉群具有密切时空分布关系，后者全岩的铷－锶同位素等时线年龄值为242±31Ma。详细的矿床地质研究结果表明，所有上述6处金属矿床均与印支期花岗岩类或镁铁质侵入岩体具有密切的成因联系，印支期构造－岩浆活动不仅为这些铜、金、锡－铜、钨、金和铁－锌－铋矿床的形成提供了流体和物质来源，而且是成矿热液对流循环体系的“发动机”。

华北陆块南北缘为中国最为主要的钼矿产地，广泛发育大型、超大型钼矿床，估算钼矿储量分别占中国东部钼储量的11%和41%。正因如此，华北陆块南北缘一直以来是地质学家的研究热点区域（如黄典豪等，1996；曾庆栋等，2012），也是中国主要的钼找矿勘查区域。前人曾讨论过华北陆块南北缘钼成矿作用，主要涉及成岩成矿时代与动力学背景（毛景文等，2003；毛景文等，2005；代军治，2008；曾庆栋等，2012）、矿床地球化学（代军治，2008；朱赖民等，2009）、赋矿层位（刘永春等，2007；代军治，2008）等方面。前文的研究显示，华北陆块南北缘钼矿集区的展布基本一致，均为EW向或近EW向，断裂构造是钼成矿的重要控制条件，总结华北陆块南北缘的中生代钼成矿作用异同如下：

1）从成矿岩体岩石类型来看，华北陆块南北缘岩石类型多样，北缘多数岩体更偏中性，以闪长玢岩、花岗闪长（斑）岩、花岗（斑）岩、二长花岗岩为主；南缘则以花岗（斑）岩和二长花岗岩为主，较少出现中性闪长岩类；从岩石成因类型来看，北缘以I型和埃达克质岩石为主，南缘以I型和A型花岗岩为主，卢欣祥等（2002）将南缘成矿岩体定义为深源浅成型；从成矿岩体形成时代来看，北缘中-晚三叠世—早白垩世均有产出，而南缘则主要集中在中侏罗世—早白垩世。

2）从矿化元素组合来看，华北陆块南北缘除都具有独立钼矿床产除外，还存在有明显的差异。北缘主要有Mo，MoCu，CuMo，MoZn（Ag）和MoAuCu，以前三种为主；南缘矿化组合明显更为复杂，包括Mo（Re），MoW，AuMo，MoAu，MoPb（ZnAg），MoFe和CuMo，其中CuMo组合目前只在秋树湾矿床中发育。

3）从矿床成因类型来看，华北陆块北缘包括斑岩型、矽卡岩型、爆破角砾岩型和石英脉型，以前三种以及它们的复合类型为主；南缘矿床成因类型更为复杂，包括斑岩型、矽卡岩型、石英脉型、爆破角砾岩型、碳酸盐岩脉型、伟晶岩型和花岗岩基型，以斑岩型、矽卡岩型、爆破角砾岩型和它们的复合类型为主，石英脉型、伟晶岩型和花岗岩基型为新近发现的矿床类型，每种类型都有十分重要的矿床，矿床规模均可达大型，甚至超大型，如竹园沟钼矿就是产于太山庙花岗岩基中。

4）从成矿时代上来看，华北陆块南北缘在三叠纪、侏罗纪和白垩纪均有钼成矿作用发生，但两者的成矿高峰期却不尽相同。北缘钼成矿作用主要包括中晚三叠世（237～222 Ma）、早-中侏罗世（165～191 Ma）、晚侏罗世晚期—早白垩世早期（148 Ma～140 Ma）和早白垩世四个阶段，南缘亦主要划分为三叠纪（250～205 Ma）、晚侏罗世—早白垩世早期（148～138 Ma）、早白垩世中期（135～119 Ma）、早白垩世晚期（116～105 Ma）四个阶段。北缘的钼成矿高峰期为早—中侏罗世（165～191 Ma）和晚侏罗世晚期—早白垩世早期（148 Ma～140 Ma），中晚三叠世（237～222 Ma）和早白垩世钼成矿作用很弱，特别是早白垩世钼成矿作用，目前仅有小寺沟钼铜矿一例有精确的年龄数据；南缘的钼成矿高峰期为晚侏罗世—早白垩世早期（148～138 Ma）、早白垩世中期（135～119 Ma）和早白垩世晚期（116～105 Ma），而早中侏罗世钼成矿作用十分微弱，目前仅有八里坡小型钼矿和母山中型钼矿两个年龄数据。即北缘早-中侏罗世钼成矿作用强烈，而南缘晚侏罗世—早白垩世钼成矿作用强烈。

表6-11 华北陆块南北缘中生代钼成矿作用主要特点

5）华北陆块南北缘钼成矿流体特征基本一致，气相成分均以H₂ O，CO₂ 为主，液相成分阴离子以Cl^-，为主，阳离子以K⁺，Na⁺，Ca²⁺，Mg²⁺为主，总体上属高温高盐度或中高温中低盐度的H₂ O-NaCl-CO₂ 体系，但南缘的钼矿床成矿流体中还原性组分较多。

6）硫铅同位素显示南北缘成矿物来来源具有一致性，即主要来自壳幔混源或下地壳，即除幔源物质的加入外，地壳基底岩石在钼矿成矿作用中的意义也不容忽视，如东秦岭钼矿带区内结晶基底为新太古代太华群深变质岩系，主要产出角闪斜长片麻岩等麻粒岩，岩石Mo含量1.6～5.23 ppm（乔怀栋等，1983），远高出地壳Mo的平均含量1.3 ppm；燕辽钼矿带基底岩石为太古宙深变质岩系，也产出大量辉石角闪斜长片麻岩，其上广泛发育中元古界长城群、蓟县群沉积岩，冀北蓟县系和下古生界岩石Mo含量分别达2.53 ppm和4.5 ppm（代军治，2008）。

7）从赋矿围岩来看，北缘主要为蓟县系雾迷山组白云质灰岩和寒武系—奥陶系灰岩、页岩等，南缘太古界太华群至古生界寒武系以及中生代花岗岩类均有分布，以太华群变质岩和熊耳群火山岩为主。两者的共同点即是均以老地层为主要的赋矿围岩，根据成矿岩体与地层的侵入接触关系及蚀变矿化类型，建立燕辽地区和东秦岭钼矿集区的区域成矿模式如图6-35。

8）从成矿背景来看，南北缘中生代钼成矿作用均经历了印支期陆陆碰撞（碰撞造山和碰撞后的伸展拉张环境）和燕山期板内造山（挤压、岩石圈加厚，发生拆沉，幔源物质上涌，中国东部构造体制转换等）两个阶段，具有类似的成岩成矿机制。

图6-35 燕辽地区（左）和东秦岭（右）钼矿集区区域成矿模式

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