燕辽成矿带铜钼矿床时代与动力背景关系

张志军,刘 阳，吴志山,3,郑 杰

(1.中国冶金地质总局矿产资源研究院，北京 101300) (2.天津华勘矿业投资有限公司，天津 300170) (3.中国冶金地质总局第二地质勘查院，福建 福州 350000)

0 引 言

中国华北地台北缘地处太平洋板块、西伯利亚板块与华北板块3个板块相接合部位，演化过程历时长达3 800 Ma[1]，期间经历了多期构造地质事件。在稳定的华北地台克拉通基底上，西伯利亚板块与华北板块北缘之间，古亚洲洋经历了复杂的演化过程，从早期的发生阶段到中期的发展阶段及后期的消亡阶段，并在石炭纪-二叠纪晚期古亚洲洋完全闭合，历经了4个主要的演化阶段。在这4个演化阶段中，奠定了华北北缘的EW及NE向造山带构造初步格局[2]。

该区陆内造山阶段在中生代开始，期间该区的构造活动及岩浆活动发育、涉及面积比较广泛，构造岩浆活动很强烈，早期奠定的EW、NE向构造格局受到很大的改变，形成了级别不等的EW、NE向构造，其中逆冲推覆等构造发育，韧性剪切带发育，主要方向为NE、NNE向，并形成了多处典型的变质核杂岩构造[3-5]，造山带形成过程中与之相伴同期也形成了丰富的多金属矿产资源[6-7]。燕辽成矿带内现发现的铜钼多金属矿床与中生代侵入的岩体关系密切。

1 燕辽铜钼多金属矿床时代统计

根据本文收集到的近年来发表的有关燕辽成矿带内铜钼矿床的成岩成矿年代(见表1、表2)来进一步探讨带内铜钼多金属矿床成矿特点及其形成的地质背景。

从表1可以看出，该地区铜钼多金属矿床成矿年代时间段主要集中于242.6～233.1 Ma、197.0～185.0 Ma、164.3～131.0 Ma。

表1 燕辽成矿带铜钼多金属矿床的成矿年代统计表

从表2可以看出，本区中生代与铜钼多金属矿床相关的侵入体的成岩时代主要为3个时代，集中于227 Ma、189.0～169.9 Ma、142.0～126 Ma 3个时期。

表2 燕辽成矿带铜钼多金属矿床的赋矿岩体年代统计表

综合矿床的成矿时代及与成矿有关的成岩时代，可以看出该地区现已发现的铜钼多金属矿床的成矿时代及与之相关的赋矿期的成岩时代基本处于同一时期，成矿与成岩作用两者关系密切。毛景文院士提出，华北地区的中生代时期，发生了3次大规模成矿作用[8]，成矿成岩时期相一致。

2 矿床成矿动力学背景

华北地台北缘在中生代以来，进入陆内造山时期，地质活动比较频繁，期间区内构造活动主要为挤压与伸展交替为主，挤压作用强-弱-强交替[3]。在大地构造上表现为岩浆出露及方向不一的伸展盆地、逆冲断层、褶皱、变质核杂岩等构造现象。华北地台北缘形成过程中，陆内挤压-伸展-挤压交替动力过程中，古亚洲洋构造域汇集挤压形成构造系列转换成古太平洋俯冲，在该动力学背景下形成了华北地台北缘地区的多金属矿床成矿带，成为地质学领域的研究重点。

3 华北地台北缘构造演化史

3.1 中-晚三叠世(247.2～201.3±0.2 Ma)

西伯利亚板块和华北板块的两个板块之间在古生代时期，板块之间的古亚洲洋经历产生-发展-消亡3个阶段，并在二叠纪晚期完全闭合，两个板块联合即形成了华北—蒙古联合体板块[8]。晚三叠世-早侏罗世期间，华北板块北缘主要以伸展作用形成一系列构造为主，伴随局部挤压构造运动，挤压构造主要在辽西地区表现了逆冲推覆构造[4]。

3.2 早侏罗世(201.3±0.2～174.1±1.0 Ma)

晚古生代时期，蒙古地块与华北板块两大地质体拼贴到一起，随后中生代时期的拼贴到一起的缝合带在燕山区域进入造山作用阶段，区域内岩浆活动频繁且强烈。该区早侏罗世的多金属成矿事件与在大兴安岭南段发现的铜铅锌银矿多金属矿床成矿时间段一致[8]，该类矿床矿体围岩为花岗岩。其中，以孟恩陶勒盖银铅锌矿为典型，其成矿时间约为179.0 Ma左右[18]，该时期的一系列成矿事件发育由华北—蒙古联合板块组成的地质体与西伯利亚板块碰撞作用有关，该持续碰撞阶段也被多数地质学家认为是两大地质体之间的鄂霍茨克洋的萎缩消减直至闭合灭亡时期。

3.3 中侏罗世(174.1±1.0～163.5±1.0 Ma)

燕山陆内造山作用持续比较长，侏罗世是该区域造山比较重要的时期，岩浆活动频繁、强烈，构造运动发育。岩浆活动侵入岩比较少，主要还是流纹岩为主的喷出岩，少见花岗岩。

该期形成的构造主要是NWW向、NNE向的断裂构造为主，此阶段形成的矿床主要矿体受两大主断裂构造控制。成矿有关的岩浆岩热液与主构造形成时代比较一致。所以一般地质学者也认为燕辽地区中侏罗世的构造活动和岩浆活动，伴随的成矿作用与古太平洋的俯冲，即鄂霍茨克洋的闭合消亡关系密切。

3.4 晚侏罗世(163.5±1.0～145 Ma)

由于西伯利亚板与华北地块持续碰撞挤压，印支后期中侏罗世(大约180 Ma)后，古太平洋板块开始向亚洲板块俯冲，在侏罗世后期-白垩世早期这段时期，古太平洋板块的俯冲达到高峰[19]。深源花岗质岩浆活动在该时期比较强烈，同期大规模断裂构造发育，并多为控矿构造。也形成比较复杂的一系列构造体系，引起强烈构造运动的动力主要来自于板块俯冲引起的碰撞能量。

3.5 早白垩世(145～100.5 Ma)

通过以往地质学者针对产于华北板块的金伯利岩可知：燕辽地区在古生代时期为一个相对较平坦的高原地区，研究表明古岩石圈的推测厚度接近200 km[20]。随着两大板块的碰撞抬升，地表剥蚀等风化流失及拆沉等地质作用下，岩石圈厚度发生了减薄，到中生代时期厚度已经不超过80 km[21]。在该时期地质作用下，岩石圈快速的大减薄，因动能作用比较强烈，引起了大区域变质作用为主的构造演化，因此该期成矿典型特征就是与变质岩、蚀变较强的金、银、铅锌等多金属矿床，而与岩浆相关比较密切的铜钼成矿就明显偏弱。典型矿山有辽西阜新排楼金矿成因与变质作用有关，赋矿花岗岩年龄为125 Ma[22]，安家营子金矿的矿赋岩性为花岗岩，成岩成矿测年年龄为132 Ma[23]，还有典型的蔡家营铅锌矿也是该时期成矿产物。该阶段形成的稳定盆地中也发现石油、煤等非金属类矿产。

4 讨 论

中生代以来华北板块，尤其是板块北缘区域发生较强烈的岩浆及构造活动。主要构造活动为褶皱变形、逆冲推覆现象；主要的岩浆活动为火山喷发、岩浆侵入活动。碰撞拼合后的两大陆块，随着持续的挤压碰撞力学作用，陆内造山比较活跃。引起燕山地区的陆内造山的动力源也一直是许多地学专家研究的热点，出现不同的认识。建国初期，地质力学提出的燕山造山运动，以地壳垂向地质作用为主，造山力源由深部岩浆与地壳升降有关；上世纪70～80年代，板块运动理论认为，引起造山作用的力源主要来自于因板块碰撞引起横向动力为主，即中生代的鄂霍茨克洋消亡闭合时期，同时受到古太平洋板块俯冲侧向挤压引起[8]。上世纪末期，有学者认为，“燕山造山作用”的发生是华北克拉通岩石圈减薄的纵向、横向联合作用所导致。而随着研究的深入，这一诱发因素逐渐明确为“地幔物质上涌”占主导地位[24]。

通过以往对华北地台北缘铜钼多金属矿研究，主要是成矿成岩年代的分析，结合该区构造演化史，认为燕山陆内造山作用动力源主要为板块运动引起的各种碰撞挤压及板块俯冲等导致大规模断裂构造及地壳薄厚交替引起的深部幔源物质上升综合地质力源。

5 结 论

本文通过燕辽地区多个铜钼矿的勘查工作及综合以往资料研究对比，引用前人对该区域的成岩成矿年代数据，综合研究初步认为：燕辽地区与铜钼多金属矿床有关的岩浆侵入活动主要集中在227 Ma、189.0～169.9 Ma、142.0～126 Ma 3个时期；铜钼矿床成矿时代主要集中于242.6～233.1 Ma、197.0～185.0 Ma、164.3～131.0 M 3个时期，成矿动力学背景形成分别是：早期的板块碰撞动力源，中-晚三叠世的华北板块与西伯利亚板块相互碰撞后期的挤压造山作用阶段；中期为侏罗世的鄂霍茨克洋的消减到闭合及后期两大陆块持续碰撞挤压阶段；后期为板块俯冲，深部幔源物质上升，岩石圈减薄等的动力学作用阶段。