华北克拉通金矿床区域成矿差异性分析

张连昌，白 阳，朱明田，黄 柯

(1.中国科学院地质与地球物理研究所 中国科学院矿产资源研究重点实验室，北京 100029；2.中国科学院地球科学研究院，北京 100029； 3.中国科学院大学，北京 100049)

0 引 言

一般认为华北克拉通分布的金矿床成矿时代主要集中在120～130 Ma，金成矿与克拉通破坏在时间和空间上具一致性。但不断增加的新资料表明，华北克拉通内金矿的成矿时代存在着一定的差异性：小秦岭、熊耳山、太行山等地区的金矿成矿年龄总体稍大于胶东金矿成矿年龄；冀东的金厂峪、峪耳崖和牛心山等几个大、中型金矿的成矿时代初步表明为三叠纪—侏罗纪；辽东地区的白云、猫岭等金矿的成矿时代为三叠纪—侏罗纪。华北克拉通金矿的成矿时代除大体具一致性外，成矿时代差异性也是一大特征。这种差异性及其产生的原因是值得深入研究的问题。

朱日祥等以华北克拉通早白垩世金矿床为例, 系统总结了主要金矿床的地质特征、成矿流体和成矿物质来源，并深入分析了克拉通破坏与大规模金成矿的内在联系[1]。基于上述分析结果，一个新的金成矿类型——克拉通破坏型金矿被提出来。但朱日祥等同时也注意到，华北克拉通除早白垩世金成矿，还有一些晚三叠世—晚侏罗世的金矿床，如金厂峪、夹皮沟和熊耳山等少数金矿床，预示华北克拉通金矿的成矿时代具有不均匀性[1]。同时，华北克拉通金矿在空间展布上主要集中于胶东、小秦岭、熊耳山、冀东、辽东、辽西、吉南等地区，也明显表明其空间不均匀性。那么，这些金矿形成时间和空间上不均匀性的原因、其主要控制因素及具体作用机制等是值得关注的问题。本文从华北克拉通的形成、演化及金矿地质背景入手，通过综合归纳和对比华北克拉通主要金矿集中区的地质特征、成矿时代及分布规律，重点从成矿时间和空间的不均匀性、区域构造及周边板块作用、金矿集中区岩浆活动、矿区变质岩含金性与活化迁移等方面，分析了华北克拉通金矿分布不均匀性产生的原因和制约机制。

1 华北克拉通演化与金矿地质背景

图件引自文献[10]图1 华北克拉通主要金矿床分布Fig.1 Distribution Map of Main Gold Deposits in the North China Craton

华北克拉通北邻中亚造山带(兴蒙造山带)，南接祁连—秦岭—大别造山带，东至朝鲜半岛，包括了整个华北地区和东北地区南部(图1)。华北克拉通是中国面积最大、时代最古老的陆块，记录了前寒武纪漫长丰富的演化历史。从3.80 Ga最初地壳物质的出现，新太古代陆壳巨量生长，绿岩带广泛发育，古元古代俯冲碰撞和伸展裂解，最终于1.82～1.95 Ga期间发生东西陆块俯冲、碰撞、变质和岩浆作用；1.80 Ga后接受地台阶段的巨厚盖层沉积，中—新元古代又经历多期持续伸展与裂谷过程和相应的壳幔作用等，其丰富和复杂程度超过了北美和南非克拉通[2-3]。

华北克拉通大规模陆壳物质的生长发生在新太古代2.50～2.80 Ga，其中同位素资料显示地壳物质生长的峰期在2.70～2.80 Ga[4]，与全球典型克拉通相似；而最强烈的岩浆活动出现在太古宙末2.50～2.55 Ga[5]，这是华北克拉通不同于全球典型克拉通的一个特点。因此，华北克拉通在2.70～2.80 Ga的巨量地壳生长之后，并没有顺利进入稳定的克拉通阶段，而是继续发生小规模地壳生长和已有地壳的分异[6]。华北克拉通广泛发育新太古代绿岩带，如清源、五台、固阳、登封、遵化、鞍本、夹皮沟、小秦岭、胶东等绿岩带[7-8]。这些绿岩带大多发育阿尔戈玛型条带状(BIF)铁矿，构成中国铁矿资源的主要来源[6,9]，同时也为金矿的形成提供了物质基础。

华北克拉通古元古代地质演化可以分为活动(造山)带的形成和基底隆升-裂谷事件，可能分别与古元古代的哥伦比亚超大陆形成与裂解相对应[6]。华北克拉通已经识别出3条重要的古元古活动带：辽吉、晋豫和丰镇活动带，这些活动带都是在新太古代古陆基底上经历伸展、幔源基性岩浆底侵、海底双峰式火山喷发、大量火山沉积建造，并在1.85 Ga前后发生大规模聚合和碰撞造山运动，发生挤压褶皱而形成的[2,11]。华北克拉通在古元古代沉积了大量火山-碎屑沉积建造，尤其以辽河群和熊耳群为代表，为辽东地区和豫西地区金成矿奠定了良好的物质基础。

华北克拉通中—新元古代主要岩浆活动发生在中元古代早期(时代为1.62～1.78 Ga)[11]，之后缺少岩浆记录。近几年在华北克拉通确认了另外两期重要的岩浆活动(时代分别为1.31～1.35 Ga和0.80～0.90 Ga)[12]，其中0.80～0.90 Ga的岩浆活动峰期时代和Rodinia超大陆裂解的时限可以对应。上述这3期岩浆活动的出现，指示华北克拉通存在多期裂解事件，同时这些岩浆作用都有一些相关成矿记录，如大庙大型钒钛磁铁矿、白云鄂博超大型稀土矿床和狼山铅锌铜铁硫化物矿床等。新元古代—古生代期间，华北克拉通北缘和南缘受到板缘造山带地质作用的影响，但华北克拉通内部地质演化与沉积地层表现出较好的统一性，如长城系至下奥陶统浅海台地相地层的发育、上奥陶统至下石炭统的缺少、石炭系至三叠系早期煤系地层的发育、岩浆活动的缺失或微弱、热液矿床的匮乏等，均显示华北克拉通的整体性或完整性[13]。

进入中生代以后，华北克拉通经历了广泛的构造-热活化以及岩石圈破坏，并最终导致了100 km左右厚度的岩石圈丢失。在特定地质背景下，华北克拉通发生了岩石圈大减薄和构造格局大转折，从而导致大规模壳幔相互作用和构造圈热侵蚀事件的发生及大规模成矿事件。胶东金矿集中区的东界与华北克拉通的东界吻合，金矿以华北克拉通变质岩及其有关的侵入岩为控矿围岩。主成矿期成矿时代为120 Ma左右，约在不到10 Ma的短时限内，成矿物质具有多源性，既来自于控矿围岩-花岗片麻岩等变质岩，又来自于幔源的岩浆岩，特别是与中基性脉岩、偏碱的钙碱性花岗岩的侵入关系密切。此外，除胶东金矿集中区之外，华北克拉通的边缘和内部普遍含有金矿，而且金矿的物质来源、成矿方式、矿产类型、成矿围岩和成矿年龄具有相似性。这种大规模、短时限、高强度的成矿被地质学家称为中生代成矿大爆发或金属异常巨量堆积，从而提出了受到中生代构造岩浆热事件与克拉通基底双重控制的陆内非造山带型金成矿作用[6]或克拉通破坏型金矿[1]。

2 主要金矿集中区地质特征

华北克拉通金矿集中分布于胶东、鲁西、小秦岭、熊耳山、冀东、辽西、辽东及吉林南部地区，但各金矿集中区的地质特征、成矿时代及成矿规律却不尽相同(表1)。

2.1 胶东金矿集中区

胶东金矿集中区位于华北克拉通的东侧、苏鲁超高压变质带北侧和郯庐断裂以东，围岩主要为前寒武系胶东群变质岩及燕山期中酸性侵入岩，同时中生代构造变形强烈，基性岩脉发育。根据金矿床(点)的类型、分布规律，一般将胶东地区划分出3个主要金成矿带，分别为招远—莱州金成矿带、蓬莱—栖霞金成矿带、牟平—乳山金成矿带。

(1)招远—莱州金成矿带位于郯庐深大断裂的东侧及胶东台隆的西北部，金矿集中区西起三山岛断裂带，东到招平断裂带，面积约3 000 km2。集中区内一复背斜呈近EW向横贯全区，其轴部主要由胶东群构成，南北两翼则为元古界中浅变质岩。区内花岗质岩体极为发育，基本上可划分为两类：一类为玲珑花岗岩；另一类则为郭家岭花岗闪长岩。玲珑花岗岩侵入体常有胶东群残留体的产出，其岩性主要由中粗粒片麻状黑云母花岗岩构成，岩体呈NE向展布。郭家岭花岗闪长岩规模不大，远小于玲珑花岗岩，主要由黑云母花岗闪长岩构成，呈串珠状、孤岛状产出在玲珑花岗岩内部，与玲珑花岗岩呈侵入关系。地质研究表明，玲珑花岗岩和郭家岭花岗闪长岩均为钙碱性岩体，这两个岩体(尤其是郭家岭花岗闪长岩)与金矿化关系十分密切，金矿床(点)具有围绕郭家岭花岗闪长岩产出的规律性[14]。

区内断裂构造发育，可大致划分为3组：早期近EW向基底构造，NE向、NNE向断裂构造和晚期NW向断裂构造。其中，以形成于中生代期间的NE向和NNE向断裂构造为主，同时该组断裂构造也是主要的控矿和容矿构造。金矿集中区成矿作用受EW向基底构造和NE向、NNE向断裂构造联合控制，早期的EW向基底构造控制区域性成矿带，一系列NE向和NNE向断裂构造则明显控制着矿床、矿体的产出和分布。从西向东，主要的NE向、NNE向控矿成矿断裂依次为三山岛矿化断裂带、焦家矿化断裂带、灵北矿化断裂带和招平矿化断裂带。

招远—莱州金成矿带内目前已发现金矿床(点)200余处，其中，大型以上金矿床有三山岛、仓上、新城、焦家、界河、河西、望儿山、玲珑、台上、大尹格庄等，构成了一个大规模的金矿集中区。金矿类型主要为含金石英脉型(如玲珑)和含金破碎蚀变岩型(如焦家)，部分金矿为过渡型。

表1 主要金矿集中区地质和地球化学特征对比Tab.1 Contrast of Geology and Geochemistry for Main Gold Concentration Areas

2011年以来，胶东地区新发现大中型及以上金矿70多处，新增金资源储量超过2 400 t，尤其是中深部金矿勘查取得重大成果，形成了以三山岛、焦家和玲珑为代表的3个千吨级金矿田，使胶东地区一跃成为世界第三大金矿区，目前保有金资源储量3 694 t。储量超百吨的特大型金矿床有莱州市三山岛北部海域金矿(金资源储量470 t)、莱州市西岭金矿(383 t)、莱州市纱岭金矿(309.9 t)、莱州市腾家金矿(206 t)、招远市水旺庄金矿(170 t)、莱州市新立村金矿(142 t)[15]。

(2)蓬莱—栖霞金成矿带位于招远—莱州金成矿带以东50 km的蓬莱—栖霞地区，总体呈EW向分布，长约70 km，宽60 km。自1979年探明马家瑶金矿以后，先后发现了鸡冠山、玉皇顶、十里堡等金矿(点)，该成矿带的金矿主要产于胶东群变质岩中。

近年来，在栖霞和大柳行金矿田取得了重要的找矿进展[15]。栖蓬福成矿区位于胶北隆起中部，已探明的浅部金资源储量约为100 t，蓬莱黑岚沟金矿床为大型规模。矿床类型以石英脉型为主，少数为蚀变岩型、蚀变角砾岩型和层间滑脱拆离带型。该成矿带北部的大柳行金矿田主要由石英脉型金矿组成，矿化主要发育于郭家岭花岗闪长岩中，虽然矿床规模不大，但矿石品位高，常可见明金；成矿带南部的栖霞金矿田的矿床主要产于TTG 质片麻岩中，前人将其称为盘马式金矿，并认为是形成于前寒武纪的绿岩带型金矿，现在普遍认为其与胶西北成矿区中的金矿床均是形成于白垩纪的热液脉型金矿。在开展深部找矿过程中，除在大柳行金矿田的深部有新发现之外，在栖霞金矿田也探明了栖霞笏山村大型蚀变岩型金矿床。

栖霞笏山村金矿是赋存于地下300～900 m深度的深部盲矿，主矿体与西陡崖1号矿体相连，为同一金矿床，二者累计查明金资源储量超过30 t，伴生银125 t，为栖霞金矿田的首个大型金矿床[15]。该矿床金矿体主要赋存于断裂下盘的一组与主断裂大致平行的次级断裂中。这一矿床的发现开拓了在该地区主要断裂带深部找矿新方向。

(3)牟平—乳山金成矿带位于胶莱盆地东北、牟平—朱吴以东、文登隆起区西侧的昆嵛山倒转背斜轴部，呈带状NNE向展布，长约60 km，面积达1 800 km2。区内与成矿作用关系较密切的岩浆岩主要是昆嵛山花岗岩和邓格庄中粗粒二长花岗岩。区内断裂构造十分发育，主干断裂与次级断裂基本上呈NNE向延伸，金矿化均受这些断裂构造的控制。区内金矿控矿断裂主要有八甲—湘沟、金牛山、青山口—三甲和马家庄等断裂。

目前，该区内已经发现金矿床十几处及大量矿点，其中大型金矿床主要有乳山金青顶金矿、牟平邓格庄金矿等。金矿类型均为石英脉型，个别矿床深部变化为蚀变岩型或石英脉与蚀变岩的复合型。矿体形态简单，多数呈单脉状沿主断裂产出，倾角一般较陡。矿体延深大于延长，向深部矿化好，侧伏现象比较明显。主干断裂及与其平行的次级断裂构造中也往往有大型金矿体的产出。牟平—乳山金成矿带主要控矿构造为近SN向断裂带，这些断裂带性质早期为压扭性，晚期为张性。石英脉型金矿多数赋存于近SN向断裂带的次级张性断裂中。这些断裂先由剪切作用形成，含金热液伴随张性作用沿有利构造部位上升充填成矿。研究发现，伴随金矿成矿作用的发生，矿脉两侧的花岗岩有较强的绢英岩化蚀变，矿脉两侧蚀变带宽度与矿脉宽度有一定的相关性。

在牟平—乳山金成矿带的南段、胶莱盆地边缘(尤其是盆地的北部边缘)发现了一些前景良好的盆边滑动角砾岩型金矿[16-18]，其中大中型金矿床主要有乳山蓬家夼、牟平发云夼等。这类金矿床均具有矿体规模大、似层状产出、埋藏浅、易于开采等特征。海阳土堆—沙旺金矿是近年深部找矿的一项重要成果，累计探明金资源储量超过20 t，由2000年金资源储量不足1 t的小型金矿床，发展成为大型金矿床。山东牟平地区新发现辽上大型金矿，金资源储量69 t，矿石类型与胶东其他金矿床不同，主要为碳酸盐脉型金矿石，含黄铁矿碳酸盐脉，一般呈细脉—微细脉穿插在花岗岩或变质岩围岩的张裂隙中，被命名为“辽上式”金矿[15]。

2.2 冀东—辽西金矿集中区

冀东—辽西金矿集中区主要以金厂峪—峪耳崖、金厂沟梁—二道沟和排山楼金矿等3个金矿集中区为主，涵盖了不同类型大中型—超大型金矿床。晚太古代含金建造(矿源层)、韧(脆)性剪切带(构造空间)和中酸性岩体(热源)“三位一体”是金成矿的基本条件。但同时冀东—辽西地区位于华北板块的北缘，其构造演化、岩浆活动及成矿作用很可能受到华北克拉通北缘与中亚造山带之间相互作用的影响。

冀东金矿与胶东金矿不同，位于华北克拉通北缘，属于华北克拉通北缘的燕山台褶皱带。其北邻古亚洲洋构造域的兴蒙印支期—海西期造山带，东濒中生代古太平洋构造域。其成矿作用既受到古亚洲洋构造域的影响，也受到中生代古太平洋构造域的控制，属于古亚洲洋和滨西太平洋两大构造成矿域的叠加部位。

冀东金矿区构造形式十分复杂多样，以近EW向和NE向断裂构造为主，构成典型的菱形格状构造，制约了区域内盆岭构造的形成和岩浆活动及其展布，主要金矿均分布于马兰峪复式背斜的核部。区内岩浆活动强烈，以印支期—燕山期岩浆侵入活动为主，代表性岩体主要有都山、青山口、牛心山、贾家山、肖营子等，岩石类型主要有钾长花岗岩、黑云母花岗岩、花岗闪长岩、二长花岗岩等。区内金矿床(点)约有 197 处，典型的金矿床有金厂峪、峪耳崖、牛心山及下营坊等。初步的同位素年代学结果反映冀东地区金矿的成岩成矿年龄在150～240 Ma之间，冀东金矿与印支期—燕山期花岗质岩浆岩有着密切的关系，矿体多产于赋矿岩体或岩体附近围岩中。金矿集中区典型矿床代表有超大型金厂峪金矿和大型峪耳崖金矿。

金厂峪金矿是冀东地区的超大型金矿床，金矿的矿源层是上太古界遵化群斜长角闪岩，金矿的控矿构造是韧性剪切带，含金钠长石-石英脉是一大特色，而主成矿作用为黄铁矿-石英脉阶段。金矿以南发育青山口燕山期岩体, 北部出露都山印支期岩体[19], 矿区范围未见岩体侵入。金厂峪含金钠长石脉和含金石英脉沿片理贯入，二者宽度、金品位、产状基本一致。金矿体的产状与挤压片理化带一致, 说明受到挤压带的控制, 矿体走向为NE25°左右。矿体多成条带状、透镜状, 普遍因褶皱构造影响存在分枝复合现象。近年来，在金厂峪金矿深部又发现了近20 t的金资源储量，说明深部还有一定的找矿潜力。

辽西排山楼金矿床位于华北克拉通北缘辽西地区，是一个赋存于新太古代变质岩中的大型金矿床。成矿构造发育在上太古界建平群大营子组斜长角闪片麻岩与白云质大理岩之间的片麻岩一侧，并严格受EW向(NEE向)排山楼—侯其营子大型韧性剪切带的控制。金矿体呈似层状、透镜状赋存于糜棱岩带之中，矿石类型主要有长英质糜棱岩型(白矿)和黑云斜长质糜棱岩型(黑矿)。排山楼金矿北侧黑云母二长花岗岩LA-ICP-MS年龄为128 Ma[20]，初步推测该岩体为成矿提供了热源。从矿体中心向两侧，围岩蚀变依次为黄铁矿-绢云母化、铁白云石化、硅化和绿帘石化等。初步研究认为，早期晚太古代变质岩为金矿源层，印支期古亚洲洋闭合形成的EW向挤压构造、燕山中期的伸展运动及大石头沟黑云母二长花岗岩的侵入对排山楼金矿的形成均有控制作用[20]。

2.3 辽东金矿集中区

辽东地区大地构造位置地处华北克拉通北缘东段，是中国东北地区重要的有色、贵金属成矿区之一。辽东地区经历了太古宙古陆核的形成、元古宙裂谷及断拗的形成与演化、古生代“古亚洲洋”的形成与封闭、中生代扬子板块与华北板块俯冲碰撞、古太平洋构造域形成与发展过程。辽东地区也是中国重要的金成矿区，目前已发现有上百个金矿床(点)，包括猫岭、五龙、白云、小佟家堡子和四道沟等大型、超大型金矿，有较大的成矿远景。

五龙金矿位于胶辽台隆营口—宽甸台拱凤城凸起的东部地段，东部与朝鲜著名的平北金矿集中区隔江相望，具有形成大型金矿床的潜力。区域上大面积出露印支期黑云母-二云母花岗岩，区内地层不发育，仅在矿区南部见有辽河群变质岩系呈不连续的残留体产出，岩性为黑云岩、角闪片岩、黑云母变粒岩及大理岩。金矿化集中于黑沟断裂和鸡心沟断裂之间，矿化中心区域靠近鸡心沟断裂，反映出鸡心沟断裂在五龙金矿区成矿过程中起到了重要作用。五龙金矿为一大型石英脉型矿床，主要为断裂构造控矿，矿体赋存于近SN向、NW向断裂组成的格子状构造中，金矿化与石英脉关系密切，特别是烟灰色石英对金矿化富集十分有利。矿区含金石英脉多产于有闪长岩脉侵入的构造带内。金矿化与金属硫化物关系最为密切，一般来说，金与黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、毒砂、辉铋矿密切共生，该类矿物富集地段是最好的富矿标志[21]。

白云金矿位于辽东裂谷中段，矿区出露地层有下元古界辽河群盖县组片岩和大石桥组大理岩，矿区构造较为复杂，其中对金成矿影响最大的为呈EW向展布的滑脱构造带，该构造带地表延长8 500 m，倾斜深度大于1 000 m，宽1～40 m，其主要构造面位于辽河群盖县组和大石桥组接触部位。矿区见有闪长玢岩脉、石英斑岩脉，闪长玢岩主要呈NW向定位，石英斑岩则呈近EW向断续出露在滑脱构造带中，石英斑岩与金成矿密切相关，与金矿脉呈平行产出，同时井下见有隐伏的花岗斑岩，推测可能为金成矿提供热源。白云金矿由多条矿脉组成，主要为1、2、3、4、10号矿脉，共由200多条矿体组成。白云金矿体呈脉状、扁豆状分布在蚀变带中，具有分支复合、尖灭再现特点。矿体总体走向100°～290°，倾向SW30°～SW70°，矿体延长50～100 m，延伸70～670 m，厚度0.70～5.41 m，最厚可达16.0 m。矿石类型主要有硅钾蚀变岩型和石英硫化物脉型，矿石矿物有黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、磁铁矿等，黄铁矿是主要载金矿物，自然金呈不规则粒状、脉状分布于黄铁矿及其边部，脉石矿物有石英、正长石、白云母、石墨、绿泥石等，矿石结构主要有自形粒状、自形—半自形粒状、细脉浸染状，构造有团块状、浸染状、细脉状和角砾状。白云金矿围岩蚀变明显，主要蚀变有硅化、钾长石化、黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化等。根据野外脉体穿插关系和矿物镜下特征，将其划分为3个主要成矿阶段：①石英-黄铁矿阶段，在钾长石化、硅化、绿泥石化、绿帘石化的基础上产生，主要形成石英及少量黄铁矿等；②石英-金-多金属硫化物阶段，主要形成团块状硫化物集合体、纯硫化物脉，主要矿石矿物是黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、辉铜矿、毒砂、自然金、自然银，金在该阶段大量生成；③石英-黄铁矿-方解石脉阶段，乳白色方解石脉和石英脉大量出现，偶见黄铁矿，多呈细脉状，局部呈脉状[21-23]。

2.4 小秦岭—熊耳山金矿集中区

小秦岭—熊耳山金矿集中区位于陕西潼关至河南灵宝一带，是年产量仅次于胶东金矿集中区的中国第二大岩金产地。小秦岭—熊耳山金矿集中区在大地构造上位于华北克拉通南缘华山—熊耳山地块的中西部，属豫西断隆西部华(华山)熊(熊耳山)台拱的南缘中部。区内出露地层主要为上太古界太华群中深变质斜长片麻岩和斜长角闪岩系、下元古界铁铜沟组、中元古界熊耳群变中基性火山岩系、上—中元古界官道口群。侵入岩主要包括元古代二长花岗岩(主要年龄为1.00～1.80 Ga)和中生代燕山期黑云(角闪)二长花岗岩(121～168 Ma)[24]。

小秦岭金矿区以太要断裂为北边界，以小河断裂为南边界，东西长约70 km，南北宽7～15 km。金矿床一般分布在文峪花岗岩外围2～7 km。矿床主要以石英脉状产出，已发现大小规模不等的含金石英脉体1 200余条，探明金矿床40余处，其中特大型金矿床有两处(文峪和东闯)，大中型金矿床有多处(如金洞岔、大湖、枪马峪、樊家岔峪等)，累计金资源储量超过500 t[24-25]。金矿体主要呈脉状和透镜状产于石英脉中，其走向主要为EW向或NWW向，少数为SN向，矿体多数长30～300 m，最长超过4 km(如杨砦峪60JHJ脉、文峪505JHJ脉等)，矿脉延伸100～600 m，厚度一般在0.2～6.0 m，最厚者超过10 m。矿石类型主要分为黄铁矿型和多金属硫化物型。黄铁矿为主要载金矿物，矿石矿物还有方铅矿、黄铜矿、闪锌矿，脉石矿物主要有石英、方解石、绢云母、钾长石、铁白云石；此外，还有磁铁矿、黑钨矿、白钨矿、磁黄铁矿、自然金、银金矿、碲金矿等微量矿物，体积分数为1%～2%。与金矿相关的围岩蚀变主要有硅化、黄铁绢英岩化、绢云母化、钾长石化、碳酸盐化等，黄铁绢英岩化与金成矿作用关系最为密切。金成矿作用可大致分为黄铁矿-石英阶段、多金属硫化物阶段、碳酸盐-石英阶段3个主要阶段[25]。其中，多金属硫化物阶段是金等矿质主要沉淀的时期。

熊耳山地区20世纪70年代初发现祁雨沟爆破角砾岩筒金矿，20世纪80年代发现上宫金矿，后期陆续探明大中小型金矿床十几个、金矿点数十个[25]。近年来，熊耳山地区金矿勘查又取得重大突破, 由河南第二地质矿产地质调查院探明的槐树坪大型金矿床和东湾中型金矿床金资源储量达40 t。熊耳山地区金矿以构造蚀变岩型和隐爆角砾岩型为主[26]。构造蚀变岩型金矿受断裂构造控制十分明显，与石英脉型金矿床不同的是，构造蚀变岩型金矿区大量发育的NE向断裂构造带是重要的导矿构造, 这些NE向断裂构造带的次级断裂表现为一系列含矿构造破碎带, 其分布具有近等间距(约10 km)的特征；构造蚀变岩型金矿体的空间分布、形态、产状及规模严格受断裂构造带的控制，矿体主要为细长条状、脉状、透镜状等，走向上略显舒缓波状，并具膨大缩小、分支复合等现象，且沿走向、倾向延伸稳定，矿化连续性强，矿体厚度、品位变化系数较大。爆破角砾岩型金矿有祈雨沟和店房金矿床[26-27]。祈雨沟金矿床由7个含金角砾岩筒组成，围岩为太华群角闪岩相变质岩，角砾岩筒平面上呈椭圆状、纺锤状或不规则的长条状，剖面上呈陡倾筒状或漏斗状；角砾成分主要为太华群片麻岩，少量为熊耳群安山岩；角砾岩筒与围岩一般呈突变接触，接触界线多数为齿状，局部平直陡立；多数情况下，角砾岩筒与围岩的接触关系截然，但也有一些角砾岩筒旁侧的围岩发育几米至几十米宽的震碎带。

熊耳山地区金矿的成矿过程大致都经历了石英-黄铁矿化阶段、含金多金属硫化物阶段以及石英-碳酸盐阶段。黄铁矿是各矿床中最常见的金属矿物，也是最重要的载金矿物，与其共生的矿物主要有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、石英、绢云母、钾长石、绿泥石、绿帘石等。黄铁绢英岩化是与金成矿最为密切相关的蚀变类型。金多以自然金、银金矿以及金银矿等形式呈孤立状、细脉状分布在碎裂黄铁矿的微裂隙中或包裹于黄铁矿中。华北克拉通南缘存在早中生代(202～236 Ma)和晚中生代(124～156 Ma)两次独立的金成矿事件。熊耳山地区中酸性侵入岩(脉)与该地区金矿床的形成时间基本一致，成矿流体可能来源于岩浆热液，晚期有大气水的混入。公峪、店房、上宫以及崤山金矿床黄铁矿的3He/4He值分别为0.03～1.78 Ra，显著高于地壳的3He/4He值(0.05～0.01 Ra)，但也低于地幔流体的3He/4He值(7～9 Ra)，反映幔源流体不同程度地参与熊耳山地区金成矿作用。上宫金矿床成矿作用发生于中—晚三叠世，与秦岭造山带陆-陆碰撞造山作用的时间相近，其矿体产出特征、典型矿石矿物组合、成矿流体特征、C-H-O-S稳定同位素组成等都与造山型金矿相似，据此陈衍景等将上宫金矿床的矿床类型划分为造山型金矿床[13]。

3 成矿差异性及其控制因素

3.1 成矿差异性

华北克拉通金成矿具有差异性，主要表现为时间上的阶段性或多期性、空间上的不均匀性和局部集中性、有益成分的多种组合。

基于对华北地区金矿中的辉相矿和黄铁矿Re-Os年龄数据，云母、钾长石Ar-Ar年龄数据，个别高精度矿物Rb-Sr年龄数据的收集(表2)、可行性分析和总结，提出华北克拉通金矿大规模成矿作用出现在220～240、150～170、115～130 Ma 等3个时期(图2)，而以早白垩世(115～130 Ma)为主，其次为三叠纪(220～240 Ma)。

表2 重要金矿的成矿年龄统计结果Tab.2 Statistical Results of Ore-forming Ages for Main Gold Deposits

金矿数量为100个，岩浆岩数量为180个；金矿的成矿年龄见表2；岩浆岩时代引自文献[10]和[50]图2 金矿的成矿时代集中性与不均匀性Fig.2 Concentration and Heterogeneity of Ore-forming Ages for Gold Deposits

(1)大规模成矿集中发生于120～130 Ma。尽管华北克拉通胶东地区、小秦岭—熊耳山地区等金矿的矿床类型、分布区域、地质环境和成矿物源具有多元性和复杂性的特征，但其成矿物质聚集、就位时空集中、规模巨大，主成矿期成矿时代的高峰值明显具有向中生代集中的趋势，其主成矿期为(120±5)Ma，对应于岩石圈减薄和克拉通破坏的主期。

(2)多数地区存在多期成矿作用。根据辽东地区金成矿年代学资料[20,27]可以看出：大映沟金矿载金黄铁矿Rb-Sr年龄为(137.0±2.0)Ma；五龙金矿黄铁矿Rb-Sr年龄为(119.1±2.0)Ma；金厂沟金矿石英Rb-Sr年龄为(159.0±29.0)Ma；猫岭金矿黑云母Ar-Ar年龄为(188.9±1.2)Ma；白云金矿载金黄铁矿Re-Os年龄为(225.3±7.0)Ma，即具有印支期和燕山期的成矿年龄。冀东地区金矿也存在多期成矿的特点，金钼矿化和金矿化时间大致分别形成于210～230、155～170 Ma，与冀东地区存在的都山、青山口、牛心山和峪耳崖岩体的成矿时代对应，岩浆-热液-成矿具多阶段性。小秦岭—熊耳山地区实际上也发育印支期和燕山期两期成矿事件，前者与秦岭造山带碰撞后伸展作用有关，后者与克拉通破坏有关。

(3)华北克拉通金矿床在空间上分布是不均匀的，主要集中分布于辽东—吉南、胶东、小秦岭—熊耳山、太行山中段、冀北—冀东和赤峰—朝阳等多个金矿集中区。这些金矿集中区实际上主要沿华北克拉通的边缘分布。胶东金矿集中区金矿众多,资源储量巨大，已探明的超大型金矿床7个，大型金矿床10余个，中小型金矿床100余个，探明金资源储量占全国储量的25%。小秦岭—熊耳山金矿集中区金资源储量仅次于胶东，是中国第二大金矿集中区。

(4)华北克拉通与金成矿有关的元素组合也有差异。北缘以强烈的金钼铜矿化为特征，南缘发育金钼矿化，而东缘则以金矿化为特征(图1)。早期为金钼铅锌矿，到主期为金矿，晚期为金银组合。胶东金矿成矿年龄数据及其地质-地球化学特征表明，胶东金矿集中区至少存在110～130 Ma的金矿化和80～90 Ma的金银多金属矿化两期金矿化；华北克拉通南、北缘早期以金钼矿为主，晚期以金矿为主。

3.2 构造体系及其演化对金矿的控制

关于华北克拉通金矿与区域构造的关系，目前存在多种认识。Groves等发表了著名的造山带型金矿理论，提出了与造山带有关的金矿在全球范围和从中太古代到整个显生宙的地质时期有广泛的分布和周期性[51-52]。在区域成矿地球化学对比的基础上，国内一些学者也将胶东金矿划归为造山带型金矿：蒋少涌等认为小秦岭是碰撞造山体制形成的造山带型金矿，而胶东金矿则形成于古太平洋板块俯冲诱发的加厚岩石圈两阶段拆沉作用[53]；Sun等认为胶东金矿集中区源于古太平洋板块俯冲方向改变所引起的应力场变化[54]。陈衍景等初步总结了华北克拉通绿岩地体中生代金矿床的时空分布，认为它们为板块碰撞体制中的产物[55]。胡受奚等提出华北克拉通中生代金矿的大规模形成环境为古太平洋板块向西俯冲的远程效应[56]。毛景文等虽然将110～130 Ma 时期的金矿与岩石圈减薄过程相联系,但在成矿构造背景上仍认为小秦岭和华北东部的金矿是与华北和扬子陆块最终碰撞之后的伸展有关的造山带型金矿[57]。翟明国等认为胶东金矿的地质特征与造山带环境不同，为非造山带型金矿[2]。

造山带型金矿类型不适合于胶东金矿[17]，主要理由有：①成矿构造地质背景不同，胶东金矿远离(>200 km)中生代古太平洋板块汇聚增生带(可见于朝鲜半岛东南角)，典型造山带型金矿产于板块汇聚增生地体环境；②造山带型金矿与峰期变质作用同时或稍晚，但胶东地区的峰期变质作用发生于前寒武纪，而金矿化则发生于中生代；③造山带型金矿发生于绿片岩相变质岩中，而胶东地区除部分金矿产于角闪岩相的变质岩外，大多数金矿产于太古代克拉通边缘的花岗岩体内部及其附近；④造山带型金矿形成于挤压环境，胶东金矿形成于伸展环境；⑤胶东金矿可能与地幔柱上涌引起的地壳熔融和脱水有成因联系，成矿流体以岩浆水为主，含少量大气降水。

胶东金矿研究的最新成果表明，胶东众多金矿床的成矿时代主要集中在(120±5)Ma(早白垩世) 前后这一狭窄的时段内，暗示它们都受某一次统一的重大地质事件制约。中生代早期，南、北边缘的碰撞造山作用趋于结束，SN向的挤压体制向中生代中期—新生代的近EW向挤压体制转变，古生代近EW向的构造线方向转变为NNE向为主的中生代构造线[58]。(120±5)Ma前后正是华北东部中生代动力学体制转折的关键时段，此时古太平洋板块向欧亚大陆斜向快速俯冲，华北东部岩石圈剧烈减薄，郯庐断裂发生强烈左行走滑，区域构造应力场转变为强烈引张，火山及岩浆活动(尤其是深源(幔源)岩浆活动)最为强烈。因此，胶东金矿的形成有可能是(120±5)Ma前后华北东部动力学体制转折过程中一次大规模的深部物质和深部能量上涌的结果，是克拉通破坏的产物[1,59-60]。

冀东乃至华北地台北缘的构造演化一直以来是研究重点。晚古生代以来，该地区先后受到了古亚洲洋闭合、蒙古—鄂霍茨克洋关闭和古太平洋俯冲等周边板片俯冲-碰撞事件的影响[61]。尤其自中生代以来，该地区进入广泛的板内造山阶段(即燕山造山带)，强烈的板内挤压变形形成了一系列的推覆构造和伸展构造。而这种陆内造山似乎存在阶段性，表现出210～230 Ma 和150～180 Ma 两期挤压构造[2]，同时伴随多期次的火山喷发和岩浆侵入活动。而这种多期次的火山和岩浆活动所受控的区域构造背景显然是不同的，早侏罗世火山岩展布与源区明显受到古亚洲洋俯冲的影响。中—晚侏罗世(153～166 Ma)火山岩的形成很可能与古太平洋向亚洲大陆快速、斜向俯冲有关。随着古太平洋板块俯冲的影响，华北地块北缘的构造体系发生了转换，表现为形成一系列 NE 向褶皱-断裂系统，而这种构造转换很可能发在160 Ma前后[62]。岩石地球化学研究显示，中—晚侏罗世火山岩主体是幔源岩浆底侵导致的古老下地壳物质的部分熔融，以及与幔源岩浆物质交换的产物，而这种幔源岩浆的底侵很可能受古太平洋板块俯冲的影响。下营坊金矿以及冀东中侏罗世的金矿均集中分布于冀东—辽西地区，时间上与冀东—辽西地区中侏罗世火山岩及中—晚侏罗世火山岩形成时间一致[45]。根据前人对区域成矿背景的研究，冀东中侏罗世金矿的成岩成矿构造背景与区内该时期的岩浆事件一样，可能受古太平洋板块俯冲的影响而处于挤压的构造环境。在板块的俯冲影响下，燕山造山带下部的地幔发生部分熔融，导致地幔岩浆的底侵，诱发了古老下地壳物质的部分熔融，从而在该地区集中形成一系列岩浆-热液活动[14，63-65]。

综上所述，华北克拉通金矿的成矿时代差异性除反映华北克拉通演化具不一致性外，还与华北克拉通外围具不同构造属性的地质体与克拉通相互作用的特殊因素有关。其中，早元古代末—中元古代形成的燕辽裂陷槽对冀东—辽西金矿床空间分布的影响也是值得研究的问题。

华北中生代克拉通破坏始于边缘[13]，其标志有：①华北克拉通北缘和南缘均发育三叠纪或印支期的花岗岩类岩浆侵入和内生矿床成矿作用；②华北克拉通北缘和南缘大量发育侏罗纪或燕山早期的花岗岩类及内生矿床，而克拉通内部则相对贫乏，尤其缺乏早—中侏罗世花岗岩和矿床；③早白垩世的中酸性岩浆活动和多种金属成矿作用遍及华北克拉通南、北缘及胶东，但在华北克拉通内部只沿太行山断裂和郯庐断裂及其附近发育；④华北克拉通边缘的地壳和岩石圈厚度及地貌等变化或起伏幅度大,而内部变化幅度较小。

综合研究表明，中侏罗世及其以前，华北克拉通的构造演化主要受古亚洲洋和古特提斯构造-成矿域的影响。Goldfarb等认为在石炭纪—早中生代华北克拉通北缘一直受到中亚造山带碰撞-碰撞后作用的影响(图3)，分布于华北克拉通北缘的一系列金矿区(如乌拉山、东坪、张家口、金厂峪、白云、夹皮沟等)的形成均与华北克拉通北缘、中亚造山带的作用有关，这期间诱发大量的中基性岩脉、中酸性岩体及一系列碱性岩的活动[66]，这也是华北克拉通北缘遭受的首次克拉通破坏事件[67]。刘锦等认为华北克拉通北缘东段中生代岩石圈减薄或破坏始于晚三叠世—早侏罗世(180～224 Ma)期间[68]。Zhang等也认为中—晚三叠世期间可能发生了明显的岩石圈拆沉及软流圈上涌，而这一拆沉可能代表了华北克拉通北缘岩石圈减薄的开始[50]。在白垩纪及其以后，华北克拉通地质演化主要受古太平洋板块活动的引领，华北克拉通遭受破坏，并引发金矿更大规模的成矿作用[1]。

图件引自文献[69],有所修改图4 前寒武纪变质基底与金矿分布Fig.4 Precambrian Metamorphic Base and Gold Distribution

3.3 前寒武纪变质基底与金矿的控制作用

目前，普遍认为华北克拉通金矿均产于前寒武纪变质岩分布区(图4)，由此推测前寒武纪变质岩可能是金矿的矿源层[69]。较高的Au地球化学背景值或区域岩石的绝对含量是决定区域金成矿的一大因素。但进一步研究发现，在华北克拉通大多数金矿集中区的变质岩基底与中国陆壳的Au平均含量[70-71]相比差异不大，多出现Au亏损情况(表3)。秦岭地区太华群和熊耳群Au丰度较低，分别只有1.51×10-9和0.70×10-9 [24,72]；胶东地区胶东群和荆山群Au丰度同样较低，分别为2.32×10-9和2.62×10-9 [73]。由此推测围岩能否提供成矿物质，并不完全取决于Au含量，而决定因素是存在的一种或多种地质作用，能够把岩石中的金活化和萃取出来，被热液搬运，并在合适的工作环境下富集成矿。实际上，华北克拉通的太古宙绿岩带经历了强烈的后期变质变形和重熔以及中生代的岩浆活动，为以后大规模成矿提供了条件。因此，在金矿化强烈的地区，原较丰富的矿源层中Au和金属元素在多期热液作用过程中被活化、转移出来，现在所表现的恰恰是Au亏损[73]。

表3 变质岩基底Au含量统计结果Tab.3 Statistical Results of Gold Contents of Metamorphic Base

注：含量表示质量分数。

一些学者认为，岩石或地层Au丰度与金矿之间不存在必然联系。前寒武纪绿岩地体的多期构造作用、叠加变质作用、混合岩化作用及岩浆作用等都是金活化、迁移和富集成矿中起着极为重要作用的地质因素，仅仅用Au丰度高来确定矿源岩或矿源层尚具局限性，各类岩石或地层都可成为Au的矿源岩或矿源层，金矿的形成不仅要看其地球化学丰度，还应该看其他地质条件是否具有使金活化、迁移、富集沉淀的机制。也有学者认为，变质岩围岩以侧分泌方式提供Au的可能性较小，Au或许主要来自下部重熔岩浆房，同时还可能有深部地幔物质的参与。侯增谦等认为石英脉型和蚀变岩型金矿床的形成要求有：①富金的镁铁质地壳变质基底；②与成矿相伴的富水煌斑岩侵位；③连通中上地壳的大型剪切带和断裂网络系统[77]。

3.4 岩浆活动对金成矿的控制作用

初步研究表明，华北克拉通主要金矿集中区均发现有与金矿形成近同期的中酸性岩体(图2)及大量的中基性岩脉，但金矿与中基性岩浆活动有关还是与中酸性岩浆活动有关，一直存在着争议。

研究发现，金矿总是与花岗岩类侵入体伴生，金矿脉常分布在距离花岗岩类岩体接触带6～8 km范围内，多产于岩体内外接触带或直接产于岩体内部。与金成矿关系最为密切、能够提供矿源的多为Ⅰ型(同熔型或磁铁矿系列)花岗岩和幔源型花岗岩，已知成矿的花岗岩类侵入体主要为中生代岩体，金矿化与岩体侵位之间一般存在几到十几百万年的时差。花岗岩类对金矿的影响主要是“热机”的作用[17,78]，其是成矿热液(岩浆热液)的提供源，也有认为部分矿质可能来自花岗岩。

同时，大多数金矿区有大量中基性脉岩，包括煌斑岩、辉长岩、辉绿岩、闪长岩等。关于中基性脉岩成因及其与金成矿的关系，也长期存在争议。比如，胶东地区中基性脉岩主要为高钾钙碱性和钾玄岩系列，中基性脉岩与金矿脉存在明显的时空一致性，且中基性脉岩Au地球化学背景值往往较高，因此，其在金成矿过程中具有重要作用。胶东大部分金矿区的煌斑岩主要成矿时代在120 Ma左右，脉岩与金成矿时代高度吻合。在岩石化学组成上，煌斑岩属玄武质安山岩。岩石富集Th、U、Ba、K等大离子亲石元素和轻稀土元素，亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素，岩浆源区可能为与流体交代有关的富集地幔。此外，煌斑岩与金矿脉空间上受控于同一构造体系并相伴产出，煌斑岩为金成矿提供热源，是金成矿物质的重要载体。综合认为，煌斑岩与金矿化关系密切，可作为寻找金矿床的重要标志。

4 结 语

(1)华北克拉通金成矿具有区域差异性。这种差异性主要表现为时间上的阶段性或多期性，空间上的不均匀性和局部集中性。在空间上，金矿主要集中分布于胶东、鲁西、小秦岭、熊耳山、冀东、辽西、辽东及吉林南部等地区。华北克拉通与金成矿有关的元素组合在分布上也有差异，北缘以强烈的金钼铜矿化为特征，南缘发育金钼矿化，而东缘则以金矿化为特征；早期为金钼铅锌矿，到主期为金矿，晚期为金银组合。华北克拉通金矿的成矿时代差异更为明显。小秦岭、熊耳山、太行山地区金矿的成矿年龄总体稍大于胶东金矿的成矿年龄；冀东的金厂峪、峪耳崖和牛心山等几个大中型金矿形成于三叠纪—侏罗纪；辽东地区的白云、猫岭等金矿的成矿时代为三叠纪—侏罗纪。综上所述，华北克拉通金矿的成矿时代除大体具一致性外，成矿时代差异性也是一大特征。

(2)华北克拉通金矿分布的差异性主要受区域及周边板块构造演化及其相互作用、变质岩基底遭受后期热液蚀变和金活化迁移作用、中生代岩浆活动等因素影响。中侏罗世及其以前，华北克拉通的构造演化主要受古亚洲洋和古特提斯构造-成矿域的影响，在华北克拉通北缘沿EW向发育了一系列三叠纪—早侏罗世岩浆活动，甚至出现碱性岩，同时形成了一系列金钼铜矿床和金矿床，这也是华北克拉通形成后在北缘遭受的首次克拉通破坏事件。在白垩纪及其以后，华北克拉通地质演化主要受古太平洋板块活动的引领，华北克拉通遭受岩石圈减薄和大规模破坏，由此引发更大规模的金成矿作用。

(3)金矿区变质岩围岩能否作为矿源层提供成矿物质，并不完全取决于其中Au含量，而是取决于是否存在的一种或多种地质作用，能够把岩石中的金活化和萃取出来，同时被热液搬运，并在合适的构造环境下富集。花岗岩类和中基性岩脉对金矿的影响主要是“热机”的作用，是成矿热液(岩浆热液)的提供源，也是部分矿质的可能来源。

中国地质大学(北京)李胜荣教授、张德会教授等在成文中提供了帮助，在此表示衷心感谢!