马继琛
摘要：区内地层出露齐全，火山岩广布，岩浆岩发育，构造复杂，成矿地质条件优越，多年的地质工作已在该区发现众多黑色、有色、稀有、贵金属及非金属矿产地，成矿多样性是与该区长期、多阶段、多旋回地质构造运动有关的。尽管近二十年北山内蒙古地区地质找矿工作取得一定进展，但却造成目前该区矿产呈“满天星星，不见月亮”的状态，与地质投入极不相称，与东天山或北山甘肃地区也不相称，究其原因，作者认为对大地构造背景和成矿作用认识上还有欠缺，本文以大量前人研究成果为基础，探讨北山地区古生代大地构造相基本特征与成矿，以期起到抛砖引玉作用。
关键词：北山；构造相；矿床系列；蛇绿岩套
北山造山带的形成涉及多个微陆块、岛弧、洋壳和增生杂岩等在早古生代至早中生代长期的、多次的俯冲和碰撞拼贴作用，总体是经历了大陆裂解→多岛洋→沟-弧-盆体系→碰撞增生→构造迁移→多旋回造山的演化历程[1]。多样的构造背景，复杂的地质构造变动和岩浆活动，使该区具有较优越的成矿地质构造条件，多年的地质工作已在该区发现众多黑色、有色、稀有、贵金属及非金属矿产地。本文以前人研究成果为基础，系统概略地阐述北山古生代大地构造相基本特征以及与之相关的成矿作用。
1.构造单元划分
本文采用杨合群等（2012）提出的划分方案[2]，具体见表1，图1。
1.缝合带界线；2.构造单元界线；3.国界；4.省界；5.推测断裂带
2.各单元构造相特征与成矿
2.1大南湖—雀儿山—狐狸山早古生代活动边缘带
该带主要分布泥盆纪、志留纪、奥陶纪火山—沉积岩系，且多具岛弧火山岩特征。该带西段发现了梅岭、红石、红海、红山等块状硫化物型矿床，毛启贵等（2010）通过锆石离子探针U-Pb同位素定年获得红海块状硫化物铜—锌矿体上盘围岩底部酸性火山岩的年龄为（416.3±5.9）Ma，为成矿时代上限年龄，K-Ar同位素定年获得矿体下盘围岩年龄为（424±7）Ma，反映了最晚一期成矿热液活动时代[3]。该带东延蒙古国境内，曾发现OyuTolgoi斑岩型铜金矿床，黑云母钾硅酸盐蚀变岩K-Ar法年龄值为（413±3）Ma[4]，矿石中辉钼矿Re-Os年龄为（372±1.2）—（373±1.2）Ma[5]，形成于志留纪—泥盆纪岛弧环境。
2.2公婆泉—东七一山早古生代活动边缘带
大量研究认为公婆泉—东七一山一带的公婆泉组火山岩形成于岛弧环境，相关的浅成斑岩体（英安斑岩）产有公婆泉铜矿床，全岩Rb-Sr等时线年龄为420.1Ma①。聂凤军等（2002）对东七一山萤石矿床进行了钐—钕同位素测定，获得等时线年龄值（511±5）Ma，综合矿床地质特征和岩石地球化学认为，该矿床是加里东期构造—岩浆活动的产物，成矿热液与壳源岩浆结晶分异作用有关[6]。另外，该地区公婆泉组与后期侵入体之外接触带处形成矽卡岩型Fe、W、Sn、Mo矿化。
2.3白玉山—方山口—鹰嘴红山早古生代被动边缘带
带内分布的罗雅楚山组、西双鹰山组、双鹰山组等为红柳河—牛圈子—洗肠井洋盆开裂前离散期的沉积建造。其中双鹰山组由含炭硅质岩、泥碎屑岩、碳酸盐岩组成，含磷钒铀锰矿，典型矿床（点）有沙坡泉锰矿床、平台山钒磷矿床、马鬃山锰矿床、大水风化淋滤型锰钴矿、麻黄沟西磷钒矿点等。
被动边缘于泥盆纪碰撞造山时隆起，形成含钨花岗岩带，并已发现众多钨矿床，如国庆、鹰嘴红山钨矿，丁嘉鑫等（2015）获得国庆钨矿成矿相关的二长花岗岩及钾长花岗岩SIMS锆石U-Pb年龄分别为（422.0±1.5）Ma、（417.0±1.7）Ma[7]，李鹏等（2011）获得LA- ICPMS锆石U- Pb年龄为（439.1±8.0）Ma[8]，丁嘉鑫等（2015）获得鹰嘴红山钨矿成矿相关钾长花岗岩SIMS锆石U-Pb年龄为（424.0±1.3）Ma[7]，早于杨合群等（2010）获得的LA- ICPMS锆石U- Pb年龄（373.8±1.6）—（398.9±2.9）Ma[9]。总之，晚古生代为北山钨矿成矿高峰期。研究表明晚志留世月牙山—洗肠井洋消减完毕，花牛山岛弧和公婆泉岛弧发生碰撞，陆壳缩短和构造增厚导致被动陆缘前寒武纪盖层重熔形成含钨过铝质岩浆。
2.4雅满苏—红石山—黑鹰山晚古生代陆内裂谷带
带内出露的主要为大面积的石炭系和二叠系火山岩、沉积岩。该裂谷带基底既有古生代边缘火山岩，也有前寒武纪陆壳。东天山—北山地区大量有关石炭纪火山岩的研究表明，其形成于裂谷环境。石炭纪火山—沉积岩系中，分布有甘肃狼娃山铁矿床、内蒙古黑鹰山铁矿床、白梁东铁钴多金属矿化。其中黑鹰山铁矿体磷灰石Sm-Nd同位素定年获得等时线年龄为（322.0±4.3）Ma，岩石地球化学研究表明富铁矿床可能是富碱岩浆热液流体喷溢或上侵定位的产物，成矿（岩）物质主要来自以幔源物质为主的壳-幔混源岩浆房[10]。额勒根乌兰乌拉斑岩型钼（铜）矿化体铼-锇同位素定年，所获得等时线年龄为（332.0±9.0）Ma[11]，与土屋-延东斑岩铜钼矿床的年龄相近。在该带西段分布着与花岗岩有关的小白石头钨钼矿床、明锡山锡矿床和红尖兵山钨矿床和甜水井钨矿点。杨合群（2012）U-Pb法测得红尖兵山含钨花岗岩年龄为（314.2±2.4）Ma[2]，丁嘉鑫等（2015）获得红尖兵山钨矿成矿花岗岩SIMS锆石U-Pb年龄（321.0±2.0）Ma[7]，江思宏等（2006）对含钨云英岩中的白云母进行了40Ar-39Ar同位素测年，获得的坪年龄为（216.6±1.6）Ma，等时线年龄为（215.2±2.8）Ma[12]，与前两研究者相差较大。产有流沙山钼金矿的花岗岩形成于二叠纪，花岗闪长岩2件角闪石样品K-Ar同位素年龄分别为（262±4）Ma和（261±3）Ma，辉钼矿Re-Os同位素等时线年龄为（260±10）Ma[15]。
2.5磁海—红柳园—白山堂晚古生代陆内裂谷带
带内广泛分布着石炭—二叠纪裂谷型火山—沉积岩，如方山口组、金塔组、双堡塘组，此即被普遍认可的“北山裂谷”。带内基性侵入体产有磁海铁矿床，与浅成中酸性斑岩体有关的白山堂铜铅矿床，其流纹斑岩、斜长花岗斑岩全岩Rb- Sr同位素等时线年龄分别为（333.9±7.88）Ma、（275.68±8.40）Ma①。另分布有白山东、古堡泉和玉山钨矿床，丁嘉鑫等（2015）获得玉山钨矿成矿相关的钾长花岗岩SIMS锆石U-Pb年龄（280.8±3.0）Ma[7]，早于聂风军等（2002）TIMS锆石U-Pb年龄272Ma[14]，与张新虎（2008）报道的（285.0±5.0）Ma一致[15]。杨合群等（2010）获得古堡泉成矿花岗岩Rb-Sr年龄为362.9Ma[9]。
本区在石炭—二叠纪处于地幔柱活动控制区，非前述晚古生代裂谷区也有裂谷型火山岩分布，同期基性—超级性岩亦广布，并形成相关矿床（点），如2条石炭纪—二叠纪裂谷带之间的新疆段产有尾亚—天宇—白石泉岩浆型钒钛磁铁矿与铜镍矿带，甘肃段产有黑山铜镍矿床、怪石山铜镍矿点，内蒙古段产有小红山钒钛磁铁矿床、黑鹰山东钒钛磁铁矿化，另外近几年在北山内蒙古地区开展的矿产地质调查发现，区内的闪长玢岩脉、辉绿玢岩脉普遍具弱钒钛磁铁矿化。
2.6红柳河—牛圈子—洗肠井蛇绿岩套
蛇绿岩带内由下而上依次出露辉长岩→基性火山岩→碧玉岩和碧玉条带碳酸盐岩→基性火山岩。与蛇绿岩套之超基性岩有关的铬铁矿和与火山岩有关的块状硫化物铜矿均有发现，在白云山和洗肠井地区均发现岩浆型豆荚状铬铁矿点，赋存于变质变形镁质超基性岩中。另发现一系列与之相关的铜矿点，如碧玉岭铜矿点、麻黄沟铁铜矿点、麻黄沟西铁铜矿点。近几年有关地勘单位评价与之相关的镍钴矿化，如白云山东镍矿点、月牙山镍矿点、洗肠井镍矿点等，大量工作发现岩体全岩矿化，镍品位在0.1—0.3%之间，且有相当部分的硅酸镍，经济价值不大。侯青叶（2012）对月牙山蛇绿岩套中斜长花岗岩的精细SHRIMP锆石U-Pb年龄为（536±7）Ma，其形成于早寒武世晚期[16]，胡新茁等（2015）对月牙山蛇绿质构造混杂岩开展锆石U-Pb同位素测年获得年龄值530Ma[17]，岩石地球化学研究揭示蛇绿岩带代表了古大洋闭合的板块缝合带。
3.结论
北山地区古生代可划分为四个构造阶段，并形成相应的矿床成矿系列，分别为：震旦纪—寒武纪为古陆裂解阶段，形成与浅海—次深海沉积建造有关的磷钒铀锰沉积矿床系列；奥陶纪为洋盆扩张阶段，晚奥陶世—志留纪为板块俯冲阶段，形成与海相火山—沉积岩系有关的铁铜金钴镍矿床系列；泥盆纪初为碰撞造山阶段，形成与古陆壳活化重熔型花岗岩有关的钨锡钼稀有金属矿床系列；石炭—二叠纪为陆内裂谷阶段，形成与火山喷流沉积有关的铁铜钴金矿床系列，与岩浆活动有关的斑岩型铜钼金矿床系列、与基性—超基性岩有关的岩浆型铜镍矿及钒钛磁铁矿、稀有金属矿床系列。
参考文献：
[1]龚全胜，刘明强，梁明宏，等.2003.北山造山带大地构造相及构造演化[J].西北地质，36（1）：11-17
[2]杨合群，赵国斌，李英，等.2012.新疆-甘肃-内蒙古衔接区古生代构造背景与成矿的关系[J].地质通报，31（2-3）：413-421
[3]毛启贵，方同辉，王京彬，等.2010.东天山卡拉塔格早古生代红海块状硫化物矿床精确定年及其地质意义[J].岩石学报，26（10）：3017-3026
[4]刘益康，徐叶兵.蒙古OyuTolgoi斑岩铜金矿的勘查[J].地质与勘探，39（1）：1-4
[5]Khashgerel，Bat-ErdeneR，RobertO，etal.2006. GeologyandreconnaissancestableisotopestudyoftheOyuTolgoiporphyr yCu-Ausystem，southGobi，Mongolia[J].EconomicGeologyandtheBulletinoftheSocietyofEconomicGeologists，101（3）：503-522
[6]聂凤军，江思宏，刘妍，等.2002.阿拉善东七一山大型萤石矿床萤石钐-钕同位素年龄及地质意义[J].矿床地质，21（1）：10-15
[7]丁嘉鑫，韩春明，肖文交，等.北山造山带花牛山岛弧东段钨矿床成矿时代和成矿动力学过程[J].岩石学报，31（2）：594-616
[8]李鹏，吕新彪，陈超.2011.国庆钨矿钾长花岗岩年代学、地球化学特征及其地质意义[J].岩石矿物学杂志，30（1）：13-24
[9]杨合群，赵国斌，李文明，等.2010.内蒙古盘陀山-鹰嘴红山含钨花岗岩带形成时代及源区示踪[J].地质与勘探，46（3）：407-413
[10]聂凤军，江思宏，刘妍，等.2005.内蒙古黑鹰山富铁矿床磷灰石钐-钕同位素年龄及其地质意义[J].矿床地质，24（2）：50-56
[11]聂凤军，屈文俊，刘妍，等.2005.内蒙古额勒根斑岩型钼（铜）矿化区辉钼矿铼-锇同位素年龄及地质意义[J].矿床地质，24（6）：638-646
[12]江思宏，聂风军.2006.甘肃北山红尖兵山钨矿床的40Ar-39Ar同位素年代学研究[J].矿床地质，25（1）：89-94
[13]聂风军，江思宏，赵省民，等.2002.内蒙古流沙山金（钼）矿床地质特征及矿床类型的划分[J].地质地球化学，30（1）：1-7
[14]聂风军，江思宏，白大明.2002.北山地区金属矿床成矿规律及找矿方向[M].北京：地质出版社：1-408
[15]张新虎，苏犁，崔学军，等.2008.甘肃北山造山带玉山钨矿成岩成矿时代及成矿机制[J].中国科学（D辑），53（9）：1077-1084
[16]侯叶青，王忠，刘金宝，等.2012.北山月牙山蛇绿岩地球化学特征及SHRIMP定年[J].现代地质，26（5）：1008-1018
[17]胡新茁，赵国春，胡新悦，等.2015.内蒙古北山地区月牙山蛇绿质构造混杂岩带地质特征、形成时代及大地构造意义[J].地质通报，34（2-3）：425-436
①甘肃有色金属地质研究所.1995.甘肃北山地区海相火山岩及其与铜多金属矿成矿关系研究
