太行山南段铜矿成矿时代厘定及地质意义李随民1栾文楼1韩玉丑2.doc

太行山南段铜矿成矿时代厘定及地质意义 基金项目：河北省国土资源厅基金项目（2012055548）和（2013045655）联合资助。作者简介：李随民，男，1971年生，博士，教授，主要矿床学方面的教学和研究工作；E-mail：smli71@163.com。 李随民1 栾文楼 基金项目：河北省国土资源厅基金项目（2012055548）和（2013045655）联合资助。 作者简介：李随民，男，1971年生，博士，教授，主要矿床学方面的教学和研究工作；E-mail：smli71@163.com。 （1.河北地质大学，河北 石家庄 050031；2.河北省地矿局，河北 石家庄 050081；3.南京大学,江苏 南京　210093)） 摘要：太行山南段井陉-内丘一带是河北省重要的铜矿远景区，区内成矿条件优越。已有研究资料多将该区铜矿类型、成矿条件等与山西中条山铜矿富集区进行类比。由于缺少对铜的成矿时代的精确限定，致使无法对区内铜矿床的形成过程及成因进行较为准确的分析，制约着区域铜矿成因类型对比及找矿勘查工作部署。本文以区内桃园铜矿床及酸枣坪、虎寨口、鹿峪和方垴等四个铜矿化点为研究对象，采用Rb-Sr法测试分析了上述铜矿床及矿化点的矿石硫化物。测试结果显示，桃园铜矿不同硫化物对Rb-Sr等时线年龄在1829.6Ma-1840Ma之间，酸枣坪铜矿点的形成时代为1830.7±5.2Ma，虎寨口铜矿点的形成时代为1844.3±5.9Ma。上述三个铜矿床（点）矿石硫化物Rb-Sr等时线年龄测试结果表明，在古元古代晚期区内有一次较为强烈的铜矿成矿作用，成矿时限在1830Ma-1844Ma之间。而方垴和鹿峪两个铜矿化点矿石硫化物测年结果与上述三个铜矿床（点）形成时间有较大差异，Rb-Sr等时线测年结果分别为1402±23Ma和1376±37Ma，说明在中元古代长城纪末期区内仍有一次铜矿化作用发生。结合华北地台构造演化过程，太行山南段古元古代晚期第一次铜矿化与山西中条山胡-篦型铜矿形成时代接近，铜矿床的形成与吕梁运动关系密切。由于太行山南段铜矿（点）分布区地处陆内构造环境的晋豫裂陷带，而山西中条山铜矿富集区处于秦岭-大别活动带的北缘的“秦岭古洋”壳向华北地台俯冲环境，构造环境差异可能导致两区在铜矿形成潜力及规模上存在一定差异。与区内第一次铜矿化作用相比，发生在中元古代长城纪末期的第二期铜矿化在成矿规模及强度上均较弱，且其成矿动力学机制有待进一步分析确定。 关键词： 铜矿；成矿时代；构造环境；太行山南段 太行山南段井陉-内丘一带分布有40多处铜矿（化）点，为河北省重要的铜矿远景区。区内物化探异常好。自南向北分布有酸枣坪、桃园、槐树庄、虎寨口、上大凡、南寺掌、南寺、吴家窑等铜铅锌矿床（点），构成了井陉-内丘铜多金属成矿带[1]。经过50多年的工作找矿成果不理想，仅发现桃园小型铜矿床一处，其余多为矿（化）点。研究区以往开展的工作主要以区域地球化学调查和矿产地质调查为主，未涉及区内铜矿床（点）成矿时代方面的基础性研究。依据区内地层时代、岩性组成、构造延伸方向等方面地质特征与山西中条山铜矿富集区的相似性，以往地质资料较多的将区内铜矿床的成因类型、成矿条件等与山西中条山铜矿富集区进行类比[2]。中条山地区铜矿床主要有“铜矿峪斑岩型”和“胡-篦层控型”铜矿两类型，其成矿时代分别为2.2～2.15Ga和1.9～1.7Ga，两期成矿时代与中条山地区古元古代发生的三期岩浆活动的后两期相对应[3-6]。太行山南段铜矿化分布区目前尚无铜矿形成的精确定年数据。精确厘定矿床成矿时代，对于正确认识矿床的形成过程、确定矿床成因，进行区域矿床成因类型对比、指导找矿勘探都具有极为重要的意义。据此，本文以桃园铜矿床和虎寨口、酸枣坪、鹿峪和方垴四个铜矿点为研究对象，在分析控矿特征和矿石组构的基础上，选取矿石中共生硫化物对，采用Rb–Sr等时线法对桃园铜矿床和上述四个铜矿床点的形成时代进行了厘定。 区域地质背景 研究区位于太行山南段，构造位置处于晋冀裂陷带（图1）。该裂陷带主要分布于山西省和河北省西部的五台山-太行山-吕梁山一带[7-8]。在吕梁运动中，由于东西两侧太古宙陆块相向挤压导致盆地封闭，成为在太古宙结晶基底上发展起来的裂陷带。研究区构造活动强烈，出露地层以古元古界甘陶河群为主。甘陶河群属裂陷槽沉积-火山建造，岩性、岩相均较复杂，岩性主要为玄武岩、火山角砾岩、火山集块岩及长石石英砂岩、泥质砂岩、凝灰质板岩等。根据岩石特征、火山活动、构造变形等特征，将甘陶河群自下而上划为南寺掌组、南寺组和蒿亭组。该套岩石经历了较浅的区域变质作用，其变质程度大致相当于绿片岩相。与上覆的长城系基本没有变质的碎屑岩和下伏变质程度较深的五台群岩系均有较大的区别。白瑾[8]认为这种由绿片岩相较低温的地热条件