冀西北水泉沟碱性岩体特征及其与金矿关系研究进展

2021-09-09陈超石少坚王丰翔张福祥马奎王云静

河北地质大学学报 2021年4期

陈超，石少坚，王丰翔，张福祥，马奎，王云静

1. 河北地质大学地球科学学院河北省战略性关键矿产资源重点实验室，河北石家庄050031；2. 河北省自然资源档案馆，河北石家庄050031

冀西北水泉沟碱性岩体大地构造位于华北克拉通北缘中段，近EW向尚义—崇礼—赤城深大断裂的南侧，是我国重要的金、银多金属矿集区。区内典型矿床有东坪金矿、中山沟金矿、水晶屯金矿、小营盘金矿、黄土梁金矿、金家庄金矿、张全庄金矿、后沟金矿等，其中东坪金矿已被探明金储量超过100 t，是区内最具代表性的金矿床。金矿床（点）多分布于水泉沟岩体的内外接触带及附近太古宇桑干群地层之中，找矿潜力巨大。因而水泉沟碱性岩体与金矿的时空、成因关系等备受大家长期关注[1-6]。鉴于近些年地球同位素、地球化学技术的发展，将水泉沟碱性岩体成岩时代、成因，东坪、后沟、中山沟等金矿的成矿时代、成因方面的研究推向了一个新的高度[7-26]，为进一步深入总结、探讨岩体与金矿的关系奠定了很好的基础。为此，本文在前人研究的基础上，侧重对水泉沟岩体与金矿的时空、成因关系进行系统总结，旨在找出一些地质规律，以便进一步提高对冀西北碱性岩体与金矿关系的认识，同时指出本区目前存在的一些重大科学问题，为以后的科学研究提供基础。

1 区域地质特征

区域地层主要为太古宇桑干群变质岩系、下元古界红旗营子群变质岩系、中元古界长城系、中生界白垩系和新生界第四系[19]。以尚义—崇礼—赤城深大断裂为界，北侧主要出露下元古界红旗营子群中级变质岩系，岩性主要为黑云斜长片麻岩、黑云变粒岩、二云石英片岩等，南侧则主要为太古宇桑干群角闪岩相—麻粒岩相的中高级变质岩系，岩性主要为麻粒岩、变粒岩、片麻岩、混合岩及大理岩等。中元古界长城系出露于赤城—温泉以南地区，岩性主要由滨海—浅海相碎屑岩和碳酸盐岩组成，侏罗系地层为一套陆相碎屑岩—火山岩沉积，以角度不整合覆盖在前寒武纪地层和水泉沟碱性岩体之上，新生界第四系主要分布于区域河谷及山麓地带（图1）。

图1 水泉沟地区区域地质图（据[6]修改）Fig.1 Regional geological map of Shuiquangou area

区内断裂构造及褶皱构造均较为发育，其中褶皱主要发育于桑干群和红旗营子群之中，可进一步分为EW向、NW向褶皱和SN向单斜构造[27-28]，而断裂构造按照展布方向可分为EW向、NWW向、NW向、SN向、NNE-NE向5组[22]，近EW向展布的尚义—崇礼—赤城深大断裂是区域最主要的控岩控矿构造，控制着本区的水泉沟等岩体和金矿床的分布，NWW向杨木洼—马丈子—金家庄断裂、水泉沟—东坪—上水泉断裂、砖楼—后沟断裂等多为崇礼—赤城的派生构造。此外，在多期构造运动过程中，本区变形变质作用强烈、后期构造叠加改造较为明显，总体形成由多条次级韧性剪切带组成，在空间上呈东西两端收敛、中部膨大的巨型眼球状的近EW向尚义—丰宁韧性剪切带，是很好的控矿构造[29-30]。

岩浆活动具有多期次、多阶段的特征，可分为5个期次。例如太古宙花岗片麻岩、角闪透辉岩等侵入岩主要分在本区的北部和西南部、古元古代温泉巨斑状花岗岩等侵入岩主要分布在赤城温泉一带，中元古代小张家口超基性岩体侵入于金家庄—小张家口—余家沟一带，古生代岩浆岩以水泉沟岩体为代表，为本区分布最广的岩体。水泉沟岩体总体近EW向展布，长56 km，宽6 ~ 8 km，面积400 km2，岩体边界北缘陡倾，约70°~ 80°，南缘缓倾，约40°~ 50°，侵入于太古宇桑干群变质岩之中[2]，其岩性主要有辉石闪长岩、角闪二长岩、正长岩等，是本区金矿重要的赋矿围岩。此外，后期中生代红花梁、上水泉、谷咀子等中酸性岩体分别侵位于水泉沟岩体的南北两侧。

张宣地区已发现金多金属矿（点）100多处，主要分布在崇礼—赤城—宣化地区的岩浆—变质杂岩区，而外围中晚元古代、中生代盖层则分布银多金属矿床，总体构成“金三角、银镶边”的矿产分布格局[31]。

2 水泉沟碱性岩体特征

水泉沟碱性岩体侵入于崇礼—赤城深大断裂的南侧太古宇桑干群变质岩之中，呈EW向带状产出，其西部和中部被侏罗系火山沉积岩系不整合覆盖，北部、东部和南部则主要与红花梁岩体、温泉岩体和上水泉岩体相邻。岩体西部与变质围岩接触带往往形成较宽泛的混合岩化带，而无明显的分界面，在东部混合岩化不发育。岩体内接触带中透镜状、枝岔状、似层状等变质岩残留体、残影体较发育。

2.1 岩石类型

岩体岩性较为复杂多样，主要为辉石角闪二长岩、石英二长岩、角闪二长岩、正长岩，角闪二长花岗岩、霓辉正长岩、辉石角闪正长岩、辉石闪长岩、二长岩等，总体上可划归为二长岩类和正长岩类两类（表1）。各岩性之间呈渐变过渡，从西向东岩性总体为角闪二长岩—辉石角闪二长岩—石英二长岩，而正长岩则主要分布在岩体东西两端，暗色矿物逐渐减少，岩石结构由中粗粒变为中细粒，由似斑状结构变为斑状结构[6，32]，总体为一个钾质—高钾质的钙碱性、弱碱性和碱性岩石共存的杂岩体[33]。

表1 水泉沟碱性岩体主要岩石类型矿物含量表[19]Table 1 Mineral content of main rock types of Shuiquangou alkaline rock mass

2.2 岩石化学成分

因水泉沟碱性岩体岩性多样，化学成分变化较大，但总体上贫硅、富碱。下文简要总结岩体主要岩性辉石角闪二长岩、石英二长岩、角闪二长岩、正长岩的化学成分特征（表2、表3）。

表2 水泉沟碱性岩体主要岩石类型化学成分特征表[19]Table 2 Chemical composition characteristics of main rock types of Shuiquangou alkaline rock mass

表3 水泉沟碱性岩体主要岩石类型碱性指数分析表[19]Table 3 Alkaline index analysis of main rock types of Shuiquangou alkaline rock mass

（1）从SiO2含量看，各类岩石SiO2含量变化较大。其中，石英二长岩最高，为73.65%，其次为正长岩，为65.14%，角闪二长岩和辉石角闪二长岩相对较低、且接近，分别为58.63%和61.40%。

（2）从Al2O3含量看，各类岩石Al2O3含量变化较大。其中，角闪二长岩、辉石角闪二长岩、正长岩三者较高，且接近，分别为17.80%、18.12%和17.66%，石英二长岩则相对较低，为14.5%。

（3）从CaO含量看，各类岩石Al2O3含量变化较大。其中，角闪二长岩含量最高，为4.51%，其次为正长岩，为1.46%，石英二长岩和辉石角闪二长岩含量最低，分别为0.73%和0.45%。各岩性CaO含量差别较大，说明它们之间存在不同程度的碱质交代。

（4）从Fe、Mg含量看，各类岩石Fe2O3+FeO+MgO含量变化较大。其中，角闪二长岩和辉石角闪二长岩相对较高，分别为6.91%和4.02%，其次为正长岩，为2.08%，石英二长岩相对较低，为1.77%。

（5）从K、Na含量看，各类岩石K2O +Na2O含量变化较大。其中，正长岩相对较高，为12.31%，角闪二长岩和石英二长岩较为接近，分别为10.00%和9.98%，辉石角闪二长岩最低，为8.69%。

（6）从碱质含量和碱性指数看，正长岩中K含量高于Na，角闪二长岩、辉石角闪二长岩和石英二长岩中均为Na含量高于K；正长岩里特曼指数含量最高，平均值为8.95，辉石角闪二长岩和角闪二长岩里特曼指数平均值较为接近，分别为6.87和6.50，三者均属于碱性范围，而石英二长岩的里特曼指数含量较低，平均值为3.1，为钙碱性。

3 冀西北地区金矿地质特征

河北张家口—宣化地区分布着东坪、小营盘2处大型金矿及张全庄、黄土梁、中山沟等中、小型金矿（点）80余处，主要产于水泉沟碱性岩体及邻近的太古宇变质地层之中，是中国重要的黄金产地之一。各金矿床地质特征总体相似，但在控矿构造、围岩蚀变、矿脉特征等方面又略有差异，前人将本区金矿进一步归为不同的金矿类型。例如，银剑钊等（1994）将本区金矿归为小营盘型、张全庄型和东坪型三类[34]。江思宏等（1998）通过总结资料归纳出小营盘金矿和东坪金矿两类[35]。张招崇（1997a）划分出东坪式（石英脉型+蚀变岩型）和后沟式（蚀变岩型）两类[2]。李长民（2011）在前人资料基础上总结出小营盘型金矿、东坪型金矿、后沟型金矿和张全庄型金矿四类，其中东坪型（石英脉型+蚀变岩型）和后沟型（破碎带蚀变岩型）是最重要的两类金矿[36]。宋瑞先等（2013）认为东坪式金矿和小营盘式金矿是与水泉沟碱性岩体有密切成因关系最重要的两类矿床[19]。

本区主要金矿地质特征如下表4。尽管两者的赋矿围岩、控矿构造特征不同，在矿石类型、成矿阶段、围岩蚀变等地质特征均较为一致，暗示两者可能有相似的成因[35]。

表4 冀西北主要金矿类型地质特征对比表[35]Table 4 Comparison of geological characteristics of main types of gold deposits in northwest Hebei Province

4 水泉沟岩体与金矿的关系

4.1 空间关系

据有关资料统计，河北目前金矿产地有253处，其中11处大型，5处中型，104处小型，133处矿点。其中，张宣地区是河北省重要金矿集中区，有金矿产地24处，其中，大型金矿2处，中型金矿4处，小型金矿11处，矿点7处。本区金矿成矿地质条件优越，金矿床大多分布在宣化区、赤城、崇礼三县，被誉为河北省的“金三角”，资源潜力大。

宋瑞先等（2013）根据矿床的空间分布，成矿地质环境和矿床特征，区内总体可以划分出东坪—中山沟、后沟—黄土梁、小营盘—水晶屯三个金矿田[19]。其中，东坪—中山沟金矿田产于水泉沟碱性岩体的西段中，主要有东坪、西坪、中山沟、转枝莲、下双台、水泉沟、下三道河、下两间房、牧场沟、王子府、王子沟等金矿产地。后沟—黄土梁金矿田主要产于岩体东段中，包括有后沟、黄土梁、赵家沟、北沟、西水沟、石垛口、砖楼、金家庄等金矿产地。小营盘—水晶屯金矿田产于岩体南侧附近的太古宇变质岩系中，主要有小营盘、韩家沟、水晶屯、南冷沟、席麻沟、黑土沟、前沟、常峪沟、霍家沟、葛峪堡南山、大营盘、张全庄、响水沟等金矿产地。而从矿脉（体）的具体产出部分看，不管是分布于岩体还是地层之中的金矿，各矿床金矿脉主要受控于各级断裂构造破碎蚀变带中。

因此，本区东坪—中山沟金矿田、后沟—黄土梁金矿田主要产于水泉沟碱性岩体内部，小营盘—水晶屯金矿田则位于碱性岩体邻近太古宇变质岩之中，金矿脉皆基本受控于各级构造控制。

4.2 年龄关系

就水泉沟碱性岩体成岩时代而言，前人对此采用了U-Pb、40Ar-39Ar、Rb-Sr、K-Ar等多种测年方法，但因不同的测试手段、测试对象和岩体复杂成因等因素影响，获得了一个很宽泛的成岩年龄：早至元古宙、晚至中生代均有测年数据，但主要处于加里东末期—海西早期和海西晚期两个时段（表5）。例如，从近年的锆石U-Pb年龄来看，二长岩和正长岩的成岩时代较为一致，大致处于372.7±2.4 Ma ～410.5±1.4 Ma，为加里东末期或海西早期[11，14，17，21，37-39]。尤其罗镇宽等（2001）通过对岩体二长岩和正长岩进行高精度SHRIMP U-Pb测年，获得了386±7 Ma和390±6 Ma两个非常一致的成岩年龄[14]。而40Ar-39Ar年龄结果总体表明岩体的成岩时代处于299.5±0.3 Ma～327.4±9 Ma，为海西晚期[5，8-9]。此外，还获得了Rb-Sr法和K-Ar法的燕山期成岩年龄[1，40]。上述多阶段的测试年龄，很大程度上表明了自水泉沟碱性岩体形成后，受到了后期多期构造—热事件扰动。

表5 有关水泉沟岩体主要测年数据Table 5 The main related age data of the Shuiquangou rock mass

表5（续）

从本区金矿成矿时代看，前人主要采用对蚀变矿物进行40Ar-39Ar和K-Ar测年利用、石英脉中热液锆石进行U-Pb定年、对矿石中辉钼矿进行Re-Os法测年，因不同的测年方法和测试对象，所获得的年龄数值较为宽泛，位于115.1~402.8 Ma之间，主要可分为加里东末期或海西早期和燕山期两个成矿区间（表6）。例如，从蚀变矿物40Ar-39Ar和K-Ar定年来看，本区金矿成矿时代主要处于115.1~187.9 Ma之间[5，7，42-46]，而对矿石矿物辉钼矿进行Re-Os测年和热液锆石U-Pb定年来看，成矿时代主要位于382~402.8 Ma[21，26，47-48]，近年的热液锆石U-Pb定年，也表明了约140~154 Ma的成矿事件[16，21，39，48]。从各金矿床成矿时代来看，各金矿区具有一定的对比、年代相似性。其中东坪金矿是本区研究最为系统的金矿床，结果各种测年结果，基本可以厘定加里东末期或海西早期和燕山期两期热液成矿。上述的年代学结果表明，本区金矿有大致相同的成矿年代，且总体经历多期成矿—热事件，其中加里东末期或海西早期的成矿时代与水泉沟岩体的成岩年龄较为一致。

表6 冀西北地区主要金矿成矿年龄统计表Table 6 Metallogenic ages of main gold deposits in northwest Hebei province

4.3 成因关系

（1）岩体成因

前人对岩体成因有诸多认识，分歧较大，根据岩体起源，总体上可以归为三类：以幔源为主的岩浆成因[42，46]；以壳—幔混合为主的重熔（同熔）成因[7-8，10，17，40，51-55]；以壳源为主的混合岩化—重熔（交代）成因[19，41，56-57]。例如王蓉嵘（1992）根据岩体产出特征，FeO/MgO比值、稀土元素和87Sr/86Sr比值以及δ18O特征，认为这套长英质碱性杂岩属幔源玄武岩浆分异的产物[42]。宋国瑞（1992）根据对岩体的研究和总结前人资料，认为水泉沟碱性正长岩杂岩体来源于地幔岩浆，同熔部分太古宇崇礼群地层物质[51]。魏菊英等（1994）根据岩体地球化学特征和δ18O值变化范围大，认为岩体是基底片麻岩经热液碱交代作用而成[41]。宋瑞先等（2013）通过总结前人资料，根据Ca-Na-K图解和岩体87Sr/86Sr比值，认为岩体为混合岩化—重熔岩浆壳源改造成因[19]。包志伟等（1996）根据岩体岩石、稀土元素、Sr、Nb、Pb、O等同位素研究，认为岩体为上地幔和下地壳物质部分熔融的产物[8]。张招崇（1997）通过对岩体O、Pb、Sr同位素分析，岩体起源于上地幔的顶部和下地壳底部的过渡带，经部分熔融、上升过程发生不同程度同化混染作用形成[10]。王正坤等（1992）根据偏碱性岩与超基性岩、深大断裂共生关系以及Sr、Pb、O同位素、稀土元素、岩化学及实验岩石学等资料表明，本区偏碱性杂岩为上地幔及下地壳混合来源[7]。江思宏等（2003）根据岩体Nb同位素特征，认为岩体是地幔岩浆与重熔的下地壳不均匀混合造成的[54]。

（2）矿床成因

前人对本区金矿床成因成果颇多，但分歧较大，主要有以下几种观点：岩浆热液型金矿[1，18，31，46，58-61]；混合岩化—重熔交代热液型[19，27]；改造型热液矿床[2，9，32，35，54，62-63]。例如，王郁（1994）基于研究区金矿区的地质特征、稳定同位素、稀土元素、流体包裹体等，总结出东坪—后沟金矿的成矿模式：印支—燕山早期，区域构造运动造成的引张环境，利于上地幔物质上涌形成水泉沟—后沟偏碱性杂岩体。岩体固结后，燕山期再次构造活动为上地幔和下地壳的成矿物质上侵提供通道。由于深部岩浆不断分异演化，所聚集大量的含金热液流体在岩浆热力和构造活动驱动下，沿构造通道不断上升。当含金热液迁移至张性或张扭性断裂中充填交代，金沉淀形成东坪式金矿，当迁移至较宽范围的破碎带至，金沉淀形成后沟式金矿。这两种矿床类型统归为“与偏碱性岩有关的岩浆热液型金矿床”[61]。宋瑞先等（2013）通过总结资料，认为海西期区域构造—岩浆活动，通过对基地崇礼群变质岩进行局部性混合岩化作用、重熔岩浆作用形成原地、半原地偏碱性二长杂岩体。成岩期后，残余岩浆和岩汁进一步活动，主要从围岩萃取形成含矿热液，在岩体内外适宜的构造部位形成东坪式和小营盘式金矿。因“成矿物质老，矿床定位新”，金矿床属于改造型矿床[19]。江思宏（2003）认为海西晚期水泉沟岩体从上地幔带来成矿物质，并在上侵过程中同化桑干群中部分金，形成金的矿源岩。经过长期的流体演化，于燕山早期原生岩浆水与地下水形成以大气降水为主的混合热液，对已固结的岩体进行淋滤、交代，形成富钾、硅的含金热液，同时从变质岩中也萃取了一定量的金，于燕山期在特定的构造部分充填、交代富集成矿。矿体定位于太古宇桑干群变质岩中形成小营盘式金矿，而产于碱性杂岩体内外接触带，形成东坪式金矿[54]。

5 讨论

5.1 岩体与金矿时空关系

冀西北张家口—宣化地区金矿在空间上基本分布于水泉沟岩体内及邻近变质岩地层构造破碎带之中，但从前人对成岩年龄和成矿时代看，成岩时代主要在海西期，而成矿主要形成于燕山期。罗镇宽等（2001）和苗来成等（2001）从成岩年龄（加里东末期或海西早期）和成矿时代（燕山期）角度，认为水泉沟碱性杂岩仅仅作为金矿的围岩，与东坪和后沟等金矿与岩体之间不存在直接的成因联系，金矿不属于碱性岩性矿床[14，64]。

就岩体成岩而言，U-Pb年龄表明岩体主要形成于加里东末期或海西早期，而40Ar-39Ar年龄结果总体表明岩体主要形成于为海西晚期。此外，前人还获得部分燕山期K-Ar等年龄。锆石U-Pb年龄是目前最理想的测年方法之一，锆石具有抗风化、抗变质作用能力强，其U-Pb体系封闭性好的特征，因而其微区测年可以精准地厘定成岩和成矿年龄，因而而加里东末期或海西早期应该是水泉沟岩体的主成岩时代。此外，K-Ar、Ar-Ar、Rb-Sr测年一般要求样品未受后期地质作用影响，对于经历多期岩浆活动、变质作用扰动的地质体而言，其年龄值一般代表后期热扰动事件的时间。因此，从年代学上来看，表明水泉沟碱性岩体于加里东末期或海西早期形成，后期经历了多期构造热事件。就成矿而言，各类测年数据总体表明本区金矿成矿时代多为燕山期，但是近年的热液锆石U-Pb测年和辉钼矿的Re-Os测年数据表明东坪金矿存在一次加里东末期或海西早期成矿事件。事实上，国内外诸多（超）大型金银多金属矿矿床存在多期成矿事件已不少见，且华北克拉通北缘本就处于多期强烈构造活动—岩浆活动—成矿作用的地质事件，因而本文认为本区金矿存在多期成矿，其时空特征与水泉沟岩体有一定匹配关系。

5.2 成矿流体与矿质来源

（1）成矿流体

就本区金矿而言，前人对矿床成因有诸多认识，但多认为成矿流体主要为岩浆（或变质）热液与大气降水的混合水[2，9，19，34，46，54，61]，深源流体来源也有了一定进展[46，65]。例如，银剑钊（1994）统计本区9个矿区H-O同位素数据，计算得出δ18OH20=2.17‰～6.71‰，δD=-83.58‰～-71.99‰，在δD-δ18O图解上，金矿热液均显示既非典型变质水又非典型岩浆水的成矿热液，而是一种多因（源）混合热液[34]。宋国瑞等（1996）统计本区东坪、中山沟、后沟、黄土梁、小营盘、下双台6个矿床H-O同位素数据，认为成矿溶液是一种多来源的混合水，主要为岩浆水与大气降水的混合[9]。Hart 等（2002）认为华北克拉通北缘金矿特征和流体特点与变质地体中的造山型金矿吻合，但不排除来自岩浆热液的影响[45]。而通过对东坪金矿的流体包裹体研究，毛景文等（2001）强调了地幔流体与成矿活动的密切关系[65]。王宝德等（2010）综合分析了冀北16个矿床的H-O同位素和7个矿床的C、Si同位素数据，认为矿床的成矿热液主要为深源岩浆水，且有部分其他来源的水加入[46]。

（2）矿质来源

前人多从金矿石中载金硫化物物中S、Pb同位素，对比矿石与围岩（岩体与变质岩）的稀土特征以及围岩的Au的品位高低来探讨本区金的来源问题。

部分学者认为矿质主要来源于赋矿围岩岩体或变质地层[2，9，12，19，34-35，66]。例如，宋瑞先等（2013）统计本14个矿区257件硫化物样品，不管产于岩体内还是变质岩中的金矿，其矿石S同位素数据非常相似，都为明显的负值，δ34S=-23.83‰～-0.65‰，极差23.18‰，平均值-9.40‰，而变质岩的硫δ34S=-0.04‰～4.40‰，为幔源硫，认为矿石硫是来自变质岩地层硫的改造分馏。通过对11个矿区61件（含3个变质岩和8个岩体样品）Pb同位素统计，认为东坪式和小营盘式各金矿区矿石Pb具有相似性，主要为壳源，有幔源混合。两者矿石铅与变质岩系和水泉沟杂岩体铅组成较为一致，而与燕山期花岗岩的铅不一致，说明金矿与赋矿围岩有内在联系，而与燕山期岩体无关[19]。江思宏（1998）分析小营盘和东坪金矿δ34S数值（平均值分别为-11.7‰，13个样品和-8.4‰，48个样品），认为两者有一定相似性，两矿区的成矿溶液总硫均与陨石硫接近，显示了幔源硫的特征[35]。并统计小营盘和东坪金矿区的矿石铅、水泉沟岩体铅、变质地层铅，矿石铅与岩体铅数值具有一致性、以深源为主，而与地层铅组成差异较大。宋国瑞（1996）从正长岩—碱长正长岩—矿体，金的含量表现出正常（背景）—贫化—富集，表明蚀变带的贫化是金是从岩体活化迁出至矿脉富集所致[9]。

另一部分认为矿质主要来自地球深部[46，61，67]。例如，王宝德等（2010）统计冀西北21个金银多金属矿床363件S同位素样品和147个Pb同位素样品，认为东坪和小营盘等矿区δ34S呈现明显负值是由岩体的碱化作用所致，而各矿区Pb同位素十分接近，总体来源于地球深部，有部分壳源物质加入[46]。王郁（1994）通过东坪式和后沟式金矿矿石和围岩正长岩稀土元素特征具有相似性，均为左高右低的副轻稀土型，认为金矿石与正长岩之间具有同源性。但根据岩体含金只有2.2×10-9，认为碱性岩体不是矿源层，两者只是同源，主要来自下地壳或上地幔[61]。

5.3 控矿因素

尽管前人对本区岩体和金矿的成因、年代学等方面有一定分歧，但是基本都认可构造对成岩和成矿的重要作用。区域上，EW向尚义—崇礼—赤城深大断裂存在多期活动特征，不仅影响和控制着马丈子—东坪等NE—NNE向、中山沟—红花背—东坪—上水泉等NW向、转枝莲—后沟等近EW向断裂构造，还是本区最重要的导岩导矿构造[9，68-71]。牛树银等（2010、2011）以幔枝构造理论分析了冀西北东坪金矿、黄土梁金矿万全寺银金矿的成因，认为金银多金属成矿物质主要来自地球深部，通过地幔热柱多级演化向上迁移，并在幔枝构造的有利构造扩容带中集聚成矿[18，72]。

就单个金矿床而言，前人主要对东坪金矿等展开了系统的构造控矿研究，多一致认为各级断裂构造是主要的控矿构造[70，73-77]。例如，李红阳等（1993）认为东坪金矿受控于二长杂岩体南部接触带附近的NW向韧性剪切带[74]。杨再红（1997）依据东坪金矿区成矿特点进行了成矿构造的形成及应力分析，认为1号矿脉的成矿构造是近SN向主压应力作用下先形成一对共轭剪切构造，后期又在近SN向力偶作用形成近SN向张性构造，在这过程中充填成矿[75]。李少众等（2000）认为东坪金矿床受NNE向和NW向二组断裂联合控制，而且二者在矿床不同部位各有主次，并由石英脉型与蚀变岩型矿化组成了雁列式脉状矿床[76]。此外，对黄土梁金矿、小营盘金矿、水晶屯金矿、中山沟金矿等矿床的控矿构造也有一定认识，基本认为金矿受控于断裂构造[78-81]。例如，叶发广等（1994）厘定了小营盘金矿一条角闪岩相韧性剪切带以及稍晚的以剪切带中心为滑脱面的系列冲断构造，而金矿主要以石英脉型式赋存于滑脱面[78]。牛树银等（2003）通过对黄土梁金矿成矿控矿构造的研究，确认了矿区成矿控矿构造为一向北陡倾、叠加于早期韧性剪切带之上的韧脆性剪切带，矿体受该剪切带上盘之一系列“入”字型次级断裂所控制[81]。

5.4 存在问题

（1）碱性岩型金矿归属问题

碱性岩性金矿主要指与碱性岩浆活动有关的一类金矿床，矿床与碱性岩应具有时空和成因的联系（如美国 Cripple Creek 矿床；斐济 Emperor 矿床），其最主要特征之一是成岩与成矿应属于同一构造—岩浆事件不同阶段[82]。冀西北张宣地区金矿多产于水泉沟碱性岩体内部或邻近变质岩中，学者们大多认为金矿成因与碱性岩体有关[19，35，58，61]。随着岩体与成矿的年代学精细研究，越来越多的学者发现成岩与成矿时代相差较大，罗镇宽等（2001）和苗来成等（2001）认为金矿不属于碱性岩型金矿[14，64]，而多数学者仍则认为金矿成因为与碱性岩体有关的改造热液型金矿[9，32，35]。此外，牛树银等（2011）和王宝德等（2010）则认为金矿成因与地幔热柱多级演化有关[46，72]。很显然，水泉沟碱性杂岩体与东坪、后沟等金矿的形成年龄是解决这些争议的关键。从成岩和成矿年龄的数据，总体上看两者有较大的年代差，金矿不属于碱性岩型金矿。但近年金矿的Re-Os和U-Pb数据表明了加里东末期—海西早期的成矿事件，似乎又暗含金矿与岩体存在着某些成岩联系。那么，如果本区金矿属于碱性岩型金矿，金矿存在加里东末期或海西早期和燕山期两期热液成矿，为何从岩体年代学上燕山期信息不充足？燕山期成矿事件是否存在地质诱因？如果是改造型矿床，那么从围岩萃取巨量金如何发生？如果不属于碱性岩型金矿，岩体大面积钾化、矿石的金碲化物等碱性岩型金矿床特征以及金矿与岩体在空间上的关系和地球化学属性上诸多相似，又作何解？是否存在海西早期碱性岩型金矿、燕山期岩浆热液型金矿的复杂成因？

（2）矿石硫化物δ34S负值问题

目前，本区东坪—后沟金矿、小营盘金矿中矿石硫同位素δ34S均呈现较大负值，大营盘、金家庄、张全庄等金矿的δ34S值却多为接近于零的正值[19]，具有大致相同成矿背景的金矿，其δ34S值有着较大区别，是何原因？如果是因不同地段的成矿地球化学环境，如负值由较高的氧逸度和高PH值所致，那么在大致统一的成矿事件下，是何种机制导致不同地段具有不同的地球物理化学条件呢，与何因素有关？如果岩体中金矿的δ34S值是多次碱化作用而引起的负值，那么为何同处于于变质岩中的小营盘和张全庄等矿床的δ34S值为何也相差很大呢？

（3）矿源的问题

本区金矿矿源主要有两种观点：以赋矿围岩（岩体或变质地层）为主和以地球深部为主。部分学者通过变质地层或岩体的金背景值较高，从而认为其为本区金矿的矿源层。但是由于不同的分析方法，不同单位对地层或岩体的背景值差异很大（2.3-11.2×10-9）[9]。宋国瑞（1996）认为矿源层不应简单地以背景值高低为依据，应以成矿元素的活性为关键因素，而金在很多情况下是很活跃的。例如，尽管水泉沟岩体金背景值不高，依据岩体—矿体之间的贫富变化规律，认为矿质可以通过从岩体中活化、迁移出来，从而导致近矿围岩金“贫化”[9]。而王正坤等（1994）根据微量金研究表明，从金矿体—蚀变带—围岩，金含量逐渐降低，不存在局部负异常，认为近矿围岩是金的沉淀场所，而不是金的提供者，金来自地球深部[67]。如果矿质是从浅部赋矿围岩活化出来，那么形成张宣地区巨量堆积的金矿，需要提高多大范围的“金供体”？且含金流体从低浓度、低温区向相对高浓度、高温区富集迁移是在何种动力作用下进行？如果矿质是主要来自地球深部，那么是下地壳，还是上地幔，还是下地幔？如何确定精准源区？再者如果是混合源，如何确定“各供体”之间的贡献？

（4）燕山期成矿事件新证据

部分学者认为本区金矿成矿主要为燕山期[16，46，83-84]。例如，李长民等（2012）通过对后沟金矿田近NE向脆韧性剪切带的年代学进行研究，获得热液锆石U-Pb 154.4±1.3 Ma的构造年龄，与东坪金矿田140 Ma（含金石英脉热液锆石U-Pb年龄）的成矿年龄较为一致，认为东坪、后沟金矿田主成矿为燕山期，与燕山期中酸性小岩体有关[16]。张国瑞等（2013）在转枝莲—马杖子矿区钻孔深部发现钾长花岗岩，并获得138.24±0.82 Ma的锆石U-Pb年龄，认为本区金矿成矿与燕山期岩浆活动关系密切[84]。尽管本区出露有燕山期黑云花岗岩、正长花岗岩岩体，但是少有对本区燕山期岩体与金矿的成因有进一步深入研究，且燕山期岩体在各金矿区深部广泛存在还是一个需要进一步探索。