冀东地区伸展构造与成矿作用

1、中南大学地质研究所 高光明 胡祥昭 华北有色地勘局普查队 薛运清冀东燕山地区伸展构造与控矿作用 地处燕山山脉的冀东密云宽城线，根据前人资料(1992,权恒等；1996,杨农等)，区域上为阳原喜峰口锦州哈尔套大断裂（岩石圈壳断裂）带通过处，断裂带南侧为马兰峪锦州台隆，北侧控制了中上元古界沉积。此断裂带在重力场上表现为明显的重力梯度带，磁场平面图上，亦表现出正负交替，北侧为负磁场，南侧为正磁场，该断裂带控岩控矿作用明显，南部结晶基底中，绿岩带型金矿，遍布全区，著名的金厂峪金矿产于其内，北侧盖层中银冶岭高板河大型银铅锌矿和寿王坟小寺沟大中型铜矿亦产于其内。近几年，相继又找到了洞子沟式银铜金矿和尖宝山

2、式的金矿。目前该带已愈来愈引起人们的重视，对有关该带的构造和成矿作用也提出了一些新认识（1996，宋元杰等；1997，王郁等），其中，以地壳伸展作用形成的变质核杂岩和拆离断层引人注目，成为本区构造研究的热门话题。 1 伸展构造 传统的构造研究，一直注重于地壳的挤压作用，对伸展构造的研究，多注重于裂谷作用和与之有关的成矿作用。七十年代末，在北美科迪勒拉盆岭构造研究中，Davis和Lister（1989，1991）Wernicke（1985）等一批国外学者发现并提出了变质核杂岩，80年代中晚期，在国外学术思潮的影响下，我国学者也开展了这项研究，并在理论上和找矿实践方面取得了有意义的成果。郑亚东等(

3、1993)确定了内蒙亚干变质核杂岩；钱祥麟等(1994)确定了北京云蒙山变质核杂岩和河防口拆离断层；高光明等(1992)确定了熊耳山变质核杂岩和拆离断层，并建立了熊耳山地区变质核杂岩拆离断层控矿的模式。 目前，国内已先后确定了胶东半岛中条山小秦岭崤山太行山等典型的变质核杂岩；关于燕山地区，特别是冀东一带是否存在伸展构造，一些研究涉及到这一方面，钱祥麟戴维斯提出云蒙山变质核杂岩和伸展构造后，宋鸿林白志达等试图在密云兴隆一带寻找类似于科迪勒拉式的伸展构造区，于9295年在六道河兴隆半壁山填了三幅1/5万地质图，初步成果表明，变质核杂岩构造发育，但基底与盖层接触界面，东部拆离断层表现明显，西部则不够

4、典型(1996,与白志达面谈)。杨农等（1996）认为，兴隆车道峪东西向正断层，为墙子路喜峰口断裂的中段，以多条北倾的中低角度正断层组成断层带，为燕山地区印支期与燕山期过渡期间的伸展构造形迹。其成因与挤压变形后的松弛期有关。 我们认为，本区伸展构造存在，但由于所处构造部位独特，因而不同于北美科迪勒拉式和豫西熊耳山式的盆岭构造，也不同于中条山式的陆核增生型变质核杂岩，它以拆离和断块共同作用而独具特色。2 冀东密云宽城一带的伸展构造2.1 概述 冀东密云宽城一带的伸展构造，主要由马兰峪变质核杂岩和都山变质核杂岩组成。马兰峪变质核杂岩呈东西向的长垣状展布，核部由太古界迁西群深变质的片麻岩组成，其间有

5、麻地王坪石前分水岭青山口茅山罗文峪等花岗闪长岩侵入；都山变质核杂岩核部由太古界迁西群深变质岩系及都山花岗杂岩组成，呈北东延伸的穹状隆起。两者盖层均由基本上未变质的中上元古界长城系蓟县系及青白口系组成，再往两侧出现更新的古生界及中生界的地层。据野外观察，马兰峪变质核杂岩北部基底与盖层之间的接触面多以拆离断层为主，局部亦见不整合接触。拆离断层带产状一般较陡，多在40以上。 都山变质核杂岩在其北西侧可分出主次拆离断层带。主拆离断层带为碾子峪山家湾子汤道河拆离断层带；次级拆离断层为尖宝山安达石上板城拆离断层带，该带往北东延伸可一直进入辽西。马兰峪变质核杂岩北部拆离断层带西起洞子沟花市，东至董家口青山口

6、一线，南西侧经跑马场常州村，往东南被第四系覆盖（图1）。 两变质核杂岩的分界以碾子峪太平寨南北向断层为界。该南北向断层，往北可达宽城平泉，它控制了不同构造层的界面，平泉黄土梁子一线，其东侧为侏罗白垩纪火山岩系，西侧为太古界构造层。往南水厂沙河驿至滦县西部唐家庄与雷庄之间为东侧第四系与西侧元古界盖层的界线。2.2 都山变质核杂岩北西主拆离断层带特征 都山变质核杂岩北西主拆离断层带为碾子峪山家湾子汤道河拆离断层带，沿该拆离断层带，经大黄土坡和荒漠沟观测，该拆离断层带从剖面由下而上可划分出基底片麻岩网状糜棱岩带绿泥石化糜棱岩带绿泥石片理化带绿泥石硅化微角砾岩带硅化高岭土化微角砾岩带，盖层砂岩。在大黄

7、土坡微角砾岩带中有含金石英脉透镜体（宽1020cm）含黄铜矿，见孔雀石化。大黄土坡和荒漠沟分别测得拆离断层产状为10300和320-34020-35。 荒漠沟拆离断层带具反向陡倾正断层的特征，主拆离面在基底绿片岩内（图2）。2.3 都山变质核杂岩北西翼次级拆离断层 都山变质核杂岩北西翼次级拆离断层为尖宝山安达石上板城拆离断层，经大野鸡峪、尖宝山实地观测，该拆离断层特征较为明显，在大野鸡峪所见，基底与盖层接触界面被闪长玢岩侵入，沿闪长玢岩周边见绿泥石片理化带，蚀变褪色化的砂岩带，拆离面产状32040。 尖宝山矿区F1断层即该拆离断层，其剖面特征是，由基底往上为片麻岩；钾化硅化脉穿插的片麻岩带；钾

8、化硅化带；绿泥石片理化带（绿泥石糜棱岩带）；强硅化绿泥石化石英脉；强硅化含细粒浸染状黄铁矿石英微角砾碎裂带；盖层褪色化蚀变带；盖层含砾砂岩含石英细网脉带；石英岩状砂岩。其中钾化硅化（亦有人称长英质混合岩化带）带宽达1020米（图3）。 控制尖宝山1矿体的F2F3断裂亦具有拆离断层的特征，其中F2在探槽观测，由下而上，亦可分出基底片麻岩带；钾化硅化角砾状片麻岩（混合岩）带；绿泥石糜棱岩化片麻岩带；硅化片理化带；石英细脉（网脉）带；硅质糜棱岩带；糜棱岩网脉穿插的砂岩带；盖层中的强硅化，石英网脉微角砾状褐铁矿化矿脉带；砂岩。F3则由一系列向北倾的铲形断层带组成，接触带为一黑色炭质片岩组成的片理化带。

9、24 马兰峪变质核杂岩北部拆离断层带的特征 马兰峪变质核杂岩为一不对称的变质核杂岩，基底与盖层在其南西蛇子沟和常州沟村常州沟组标准剖面起点均为典型的不整合接触，未见明显的拆离滑动。在其北部，拆离断层发育受东西向阳原喜峰口锦州岩石圈壳断裂的限制与改造，表现并非十分典型，局部地段断裂产状南倾或变陡，拆离带特征不明显，赵杖子半壁山南及洒河南董家口等几处基底与盖层接触带均表现出陡倾断裂的特征，如董家口和炮岭三叉路口南。在牛圈子花市洞子沟及雁飞岭，拆离作用较为明显，主要表现为基底发育不宽的糜棱岩带和绿片岩带，盖层下部具含矿的顺层石英脉穿插，并见垂直层面滑动的a线理。 根据有关资料，除了基底与盖层之间的拆

10、离作用外，在盖层不同岩性之间，也存在有次一级的滑脱拆离面，如串岭沟组砂页岩之间，大红峪组与高于庄组之间均存在滑脱面。 洞子沟之西，将军关及平谷北山一带，表现出块断与拆离共同作用的特征，主要表现为结晶基底零星出露，盖层与基底之间拆离作用不明显，局部为拆离断层接触，局部为陡倾的断层接触或不整合接触。关上拆离断层产状较陡，为4060，沿拆离断层带，局部见有绿片岩及糜棱岩带，并可见糜棱岩面理置换片麻理的现象。盖层中顺层石英脉较为发育，往东则为陡倾的正断层。东牛角峪一带，基底绿片岩带发育，盖层中发育三四条基本顺层的石英脉，拆离断层南倾，产状较为平缓。大华山及将军关一带，基底与盖层为不整合接触，盖层产状平

11、缓，说明以块断作用为主。3 冀东密云宽城一带伸展构造的控矿规律及模式初探 变质核杂岩中的拆离断层带往往是金属成矿带，美国西部、西班牙、澳大利亚某些金、银矿等都与拆离断层有关。我国桃林铅锌矿长江中下游某些铜铁矿床，胶东半岛豫陕交界的小秦岭崤山熊耳山太行山等地的金矿。其形成亦与拆离断层有关。有的直接产于拆离断层中，有的产于下拆离盘分层韧性剪切带中，有的产于拆离断层与分支断裂的交汇部位。有的甚至直接产于糜棱岩带的后期扩容破碎带或微角砾岩带中。近两年来的研究表明，冀东地区除了大量产于绿岩地体的金矿外，还有大量的矿点及矿床位于拆离断层带及盖层中。其成矿作用矿带展布方向矿物组合特征成矿物质来源与绿岩地体中

12、的金矿床十分相似或基本一致。因此本区拆离断层的成矿作用，应引起足够的重视。我们认为，包括绿岩地体在内，本区与伸展构造有关的成矿可划分为四种类型。(1)基底绿岩地体中金的成矿作用(如金厂峪牛心山等）；(2)拆离断层带中金的成矿作用(荒漠沟大黄土坡尖宝山大小马坪）(3)拆离断层上拆离盘层滑构造带的成矿作用(洞子沟龙坡洼大野峪) (4)上拆离盘陡倾断裂成矿作用（将军关）。 基底绿岩地体中金的成矿作用，冀东大量的金矿，前人都已作了详细的阐述，这些矿床，大都是燕山构造活动时期形成的，明显受沿变质核杂核部侵入的燕山期花岗岩制约。马兰峪变质核杂岩中，近百个金矿床矿点，其矿带展布方向为东西向；都山变质核杂岩中

13、的金矿，矿带展布方向为北东向。主要成矿期为燕山中晚期，成矿物质来源主要为变质核杂岩基底隆升期间带来的岩浆热液，其矿床多定位于岩体周边早期韧性剪切带后期重新活动的扩容空间与脆性断裂带中。 拆离断层带中金的成矿作用，主要是指产于拆离断层基底与盖层接触带的金矿，所谓的低品位大型金矿即产于该带。目前，这种构造部位产出的金银矿，在冀东已愈来愈引起人们重视，这些金矿床产出部位，多在太古界迁西群结晶基底与盖层长城系常州沟组下部石英砂岩和高于庄组含锰白云岩的接触带即拆离断层带。其地形陡峻，冀东一带的长城多沿此通过。因而，有人建议将这类产于长城附近拆离断层带的金矿命名为“长城式金矿”（1997，王郁等）。 目前

14、已发现的荒漠沟、尖宝山、大黄土坡、大小马坪、山家湾子矿床（点）均为产于拆离断层带的金矿。这些矿带沿走向和倾向均与拆离断层带产状一致。产在拆离断层带附近的金矿也与拆离断层活动有关，该类型金矿主要产于拆离断层韧性下拆离盘的分层剪切带中，其特征一般是含金石英脉走向与拆离断层基本一致，倾向与拆离断层一致或反倾，倾角较拆离断层缓（反倾例外），延伸较稳定，如花市大红峪沟及尖宝山F1断层南东侧的含金石英脉即这种类型。含矿石英脉产于糜棱岩绿片岩带的中部，与韧性剪切带在拆离断层活动期间开张扩容有关，拆离断层上拆离盘盖层起了很好的屏蔽作用。 沿拆离断层带，并非所有部位都成矿，与绿岩体中金的成矿作用一样，拆离断层带

15、的成矿作用，亦多发生在变质核杂岩岩浆活动强烈，基底隆升显著的部位，同样也是拆离断层拆离作用明显的部位。一般在拆离断层带及其附近及有花岗岩株岩墙（床）侵入，或是绿岩地体中大中型矿床分布的外围。成矿物质来源于拆离断层带之下的绿岩地体和其内的岩浆热液。和绿岩地体中的矿源热源条件一致。 该带有利的成矿条件主要表现为：拆离断层带为一个构造薄弱带，存在有利的扩容空间和通道；拆离断层带为一古不整合剥蚀面，基底地体中的金在该带有一定的原始富集；拆离断层带产于两种流体（浅层大气水流和深层变质岩浆流体），两种物化环境（上盘氧化下盘还原），有利于矿质沉淀的氧化还原界面；变质核杂岩往往是多期岩浆活动的中心，岩浆热液活

16、动，伸展隆起和构造剥蚀形成了高地热梯度和高热流环境，为成矿元素的活化迁移富集提供了良好条件。因而特别有利于成矿。矿化带主要形成强烈的硅化蚀变，破碎的微角砾岩型矿石。 拆离断层上拆离盘层滑构造带的成矿作用主要是距主拆离断层很近产于上拆离盘下部层滑带的金银多金属矿化。这些矿脉的特征是基本顺层产出，局部有穿层现象，倾向一般较主拆离断层陡，多为铲形断层控制，上陡下缓，这类矿脉中，也多见与之交汇的反向陡倾斜正断层控矿。在矿脉边部往往发育 有糜棱岩化或片理化。矿脉多为硅化石英脉或蚀变带型。矿体形态多为透镜状，脉状，受原岩层间与层滑作用形成的构造控制。横弯褶皱作用与正向剪切作用形成的虚脱构造为主要控矿构造。

17、区内洞子沟银铜金矿最为典型（图4）。 龙坡洼荒漠沟大野峪关上均发育这类型的矿脉。大沟西山金银矿化亦可归入该类型。 拆离断层上拆离盘或块断作用盖层中陡倾断裂成矿作用，主要是指基底与盖层呈不整合接触，拆离作用不明显，而以块断作用为主的地方的矿化，本区将军关西的金山黑水洼一带近南北向的陡倾石英脉型金矿即属此类，其特点是沿断裂或节理缝充填规模小，厚度小，延伸不远，呈雁列式展布，但金品位较高。 冀东燕山地区上述四种类型的矿脉及矿化，其成矿物质来源主要为太古代绿岩带矿源层和深部岩浆源，在控矿的变质核杂岩构造中，深源的煌斑岩脉和岩浆成因的中、酸性脉岩类特别发育即为佐证（图5）。但也不排除盖层长城系蓟县系等地

18、层具衍生矿源层的作用，形成与伸展拆离作用有关，有的矿区可同时看到四种类型的矿脉，如尖宝山既发育绿岩带型金矿，又发育拆离带型和层滑分层剪切带型矿脉，同时还见有陡倾的断裂带控矿。有的地方仅见一两种类型的矿化，说明其矿化与具体的地质条件有关。并非所有的拆离断层带都有利于成矿。冀东变质核杂岩成矿示意图 拆离断层不仅具有控矿作用，而且具有成矿作用。目前国内外十分推崇Lister成矿模式，基本上反映了拆离断层的构造动力成矿特征。概括起来，拆离断层成矿作用为：多层构造拆离作用造成地壳减薄和地幔上隆，有利于深部物质部分融熔岩浆热液活动和深源矿质运移，异常的地热梯度为流体循环提供了热动力。拆离断层下盘构造热动力活动造成还原环境的热液循环系统；拆离断层下部糜棱岩带构成地球化学障；拆离断层上盘脆性破裂岩石体系提供了氧化环境的水溶液循环系统。拆离断层既是氧化还原的界面，又是物性界面和构造界面，还具有张性空间，是岩浆侵位和矿体贮集的最佳场所。两套含矿