分析浅成低温热液矿床:时空分布和构造环境

宿盛

天津华北地质勘查总院

摘要：浅成低温热液矿是金矿床的重要类型，经过多年的发展，关于浅成低温热液矿的研究也得到了快速的发展，也是未来一段时间内国内外矿床界研究的一个重点问题。为了能够帮助人们更好的了解浅成低温热液矿的属性、开采以及分布，文章就浅成低温热液矿的形成环境、时空分布问题进行深入的探讨，现将具体情况汇报如下。

关键词：浅成低温热液矿床；时空分布；构造环境

浅成低温热液矿是一种十分重要的矿产类型，经过相关学者研究证明，在储藏量超过150吨的金属矿床中，浅成低温热液型占据13%的比例。一般认为，浅成低温热液矿形成于三种构造环境，具体包含大陆边缘弧、大陆边缘弧后拉张区域和伸展区域。在综合分析矿床的基本属性后，着重了解到这类矿床分布在环太平洋地区的喜马拉雅地带，从空中角度去看，矿床和大洋俯冲带基本上处于一种平行的状态。在华北边缘，至少有十三个矿床被报道是浅成低温热液型，矿床多分布在太行山北部和辽东地区，矿产资源会在总体上构成一个东西走向的成矿带。在大地构造的角度去看，成矿位于古代亚洲构造和太平洋构造交会地区，在严格意义上不属于环太平洋。因此，浅成低温热液矿床到底形成于怎样的构造背景，其成矿作用和特征如何成为相关人员需要思考和解决的问题。

一、浅成低温热液矿床所在地区的地质背景

华北克拉通北缘是中国路堤古老的地质单元，在经过多次的地质结构演变之后，一些山地结构发生了深刻的变化，有一些地区的山地结构形成了统一的变质基底。经过多年的演变发展，华北克拉通边缘的构造演化划分为三个回旋结构，第一个时期是早期的寒武纪。寒武纪时期是变质基底形成的关键时期。第二个时期是晚前寒武纪变质基底的形成。晚前寒武纪古生代的陆缘构造演化。第三个时期是中—新生代陆陆碰撞和陆内构造演化的时期。

在早期寒武纪的时期，高热流数值使得华北拉通北缘发生了强烈、广泛的镁铁质-超镁铁质岩浆作用，最终形成了第一次的绿岩带。在绿色岩带入侵的时候会形成花岗绿岩地体。在1850Ma到450Ma之间，华北克拉通北缘拉受到了中元古代被动陆缘或者克拉通盆地的盖层沉积，最终发育出间夹火山岩层位的长城系奥陶系沉积地层。这个类型的地层平缓、变质变形现象薄弱，所有地层变化会以不同的角度覆盖在变质基底上。

在中生代早期的时候，华北和西伯利亚板块之间出现了碰撞，在碰撞的作用下两边的地壳和岩石圈出现了拆离、缩短、增厚的表现，最终出现了大量的花岗岩浆。在消耗一部分的应力后会改变造山带地壳的力学属性，减弱了地壳的挤压作用。在中生代中期的时候，受区域挤压作用减弱和岩石圈力学性质改变的影响，造山实现了从南北向的减压伸展变化，这个时期加上太平洋板块俯冲产生的影响，板块整体向左边滑走。

二、成矿的空间和时间

浅成低温热液矿床主要分布三个区域，其中，辽吉地块的矿种是金矿，燕山地区的矿产主要是银矿、金属矿和锰银矿。太行山北端为金银并存的状态，伴随还会出现铜矿和铁矿。这些矿床多产生于中生代火山建造时期。腐蚀性变质岩、矿石和矿岩体同位素年龄在170Ma到100Ma之间。二道沟矿床同位素年龄研究详细，经过多个方法计算获得了各类容矿石同位素年龄的最低数值为142Ma。容矿岩石时代背景下的岩石变化较大，容矿岩浆岩同位素年龄变化较大，数值在250Ma到100Ma之间。岩浆岩和矿体的切割和成矿、岩浆活动基本在同一个时间发生。

三、矿床地质的基本特征

（一）赋矿围岩

整个区域浅成低温热液矿床赋矿围岩时代、岩性变化较大，岩石层主要是侏罗纪、白垩纪中的酸性火山、火山沉积岩、火山杂岩。岩石类型众多，具体包含流纹岩、花岗斑岩、火山凝灰岩等。矿床会经常性的被埋藏在爆角砾岩中，在矿石中，有一部分的矿床、个别矿体存在于前寒武变质岩中。二道沟金矿的赋矿围岩属性复杂，具体包含流纹岩、流纹质火山熔结角砾岩、花岗斑岩。

（二）控矿构造和矿体形态

在华北克拉通的北部、破火山口周围断裂系统是控矿基本构造，多数矿床、矿体会出现在断裂构造带的内部，还有一部分的矿体在爆破角砾筒和角砾岩筒内部产生。矿体的形态深受断裂构造的控制和影响，最终会呈现出透镜形状、网脉形状。火山口是浅成低温热液矿床成矿区常见构造，特殊的构造为矿流体活动提供了理想的通道系统。

（三）矿物组合和围岩蚀变

整个区域的浅成低温热液矿床常见的金属硫化物是黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、自然金属、自然银等。常见的脉石矿物是石英、绢云母、碳酸盐。低硫型和高硫型矿床类型的最终确定离不开详细的矿床地质和矿物学资料支持。华北克拉通北缘的多数浅成低温热液矿床研究程度较低，在资料缺乏和研究不够的情况下仅仅能够将矿层简单的划分为低硫和高硫的类型。

四、矿床地球化学

（一）氢氧同位素和成矿硫体性质

矿床的流体包裹体温度变化在108摄氏度到380摄氏度之间，成矿的压力在10Mpa到78.5Mpa之前，压力设定类似1km到7.86km的静水压力深度，静岩的压力深度在0.3km到2.5km之间。经过以上分析我们确定矿床的适合温度是低温到中温，适合的环境是浅成到中浅成的环境，适合的流体酸性数值在3.9到7.6之间。有一部分的矿床成硫体酸碱值从白天到晚上会呈现出不断增高的状态。

（二）硫铅同位素和成矿物质来源

文章所研究区域低温热液矿床硫化物的数值在5%到10%之间，硫化物的数值和欧亚大陆东部各个类型的新生态热液矿床的正值现象表现出一致的状态，由此可以证明，硫主要来自于岩浆-硫体系统或者赋矿火山岩。个别矿床数值的离散范围较大，硫源复杂，化学条件多变。尽管成矿流体物理化学条件的变化能够在一定程度上解释矿石复杂性，但是中深成矿环境的物理条件、化学条件处于一种稳定性的状态，为此，矿体流体在中浅成环境中会出现较大的变化。

华北克拉通北缘浅成低温热液矿床铅床的铅同位素组成，不同矿床矿石铅同位素特征和铅同位素压省形成了良好的对应关系。矿床多分布在冀北-辽北压省和阴山-五台-燕辽亚省，前者的铅同位素要比后面的低。

各个矿床矿石铅同位素数据点会呈现出线性的变化，不同矿床之间的数据点会呈现出线性分布的特点，斜率和单一矿床的基本数值呈现出一致的状态，这样的变化证明，矿石铅多来自地壳或者早前寒武纪变质基底。在矿物形成的过程中会呈现出杂质混合的特点。

结束语

综上所述，沿华北克拉通北缘存在从东向西不断移动的金色或者音色浅成低温热液矿床成矿带，矿床集中分布在辽吉地块、燕山和太行上的地块。矿物资源多发生在中生代，和大规模的燕山酸性岩浆活动同时进行。多数矿床是在燕山期火山、次火山杂岩中产生，属于岩浆驱动形成的循环大气降水热液。成矿物质一般从前寒武纪基底产生，燕山期的酸性岩浆铅同位素共同构成了基底的特征。在经过一系列的分析我们总结出华北克拉通北缘燕山期成矿作用、岩浆活动很难被解释为太平洋板块俯冲的产物。如果太平洋板块俯冲产物显示出太平阳板块特点，那么燕山期岩浆岩和矿床铅等同位素特征需要和东北、长江中下游等省份的矿物特质相同。

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