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河北省地质调查院

【摘 要】围场大院水晶矿床位于华北陆块北缘。伟晶矿脉赋存于燕山晚期中粗粒花岗岩中，脉体分带明显。晶洞一般产于伟晶岩脉核心部位石英核的中下部。本文通过对矿區地质背景、矿床地质特征、矿体特征、矿石特征等进行分析研究，认为该矿床成因属与裂谷带环境所形成的A型花岗岩有关的同生伟晶岩型水晶矿床。

【关键词】围场大院； 伟晶岩型； 地质特征； 成因探讨

1.区域地质背景

1.1大地构造位置

研究区位于冀北纬向复杂构造带北缘，即中元古代—中三叠世华北北缘隆起带（ⅢA22）的北部。大兴安岭-太行山中生代板内造山带（岩浆岩带）叠加其上。它们控制了区内不同时代地层、岩浆岩的生成、发展和演化，以及相应的内、外生成矿作用。

1.2地层

研究区地层主要为中生代白垩系火山岩及第四系。

1.2.1中生代白垩系火山岩，出露于研究区东西两侧，岩性主要为流纹岩、安山岩、凝灰岩等。不整合接触于变质深成岩或华力西期花岗岩之上。属陆相火山间夹河湖相沉积建造。

白垩系张家口组：主要为流纹岩、流纹质凝灰岩、凝灰质砾岩及粗面岩或粗安岩夹层。

白垩系义县组：主要为安山岩、凝灰质砾岩夹凝灰质粉砂岩。

白垩系青石砬组：下部为安山岩、玄武岩；中部为凝灰质砂砾岩、酸性凝灰岩夹页岩或安山质、粗安质火山角砾岩；上部为砾岩夹砂岩、粉砂岩。

1.2.2第四系分布于沟谷缓坡地带，为冲洪积、坡积砂砾石堆积物。

1.3构造

区域构造以断裂为主。按其展布方向主要有近东西向和北东-北北东向两组；次为北西向，属二者派生之产物。两组主要断裂构造分别对华力西期、燕山期火山—岩浆活动具有明显导控作用。

1.4岩浆岩

区内岩浆岩发育。从新太古代到中生代，均伴有大规模、多旋迴、多期次的岩浆活动。

1.4.4新太古代变质深成岩

新太古代片麻岩，出露于区域北部及南部。岩性为混合岩化黑云斜长片麻岩、黑云角闪变粒岩，局部夹黑云钾长片麻岩。岩体中零星可见小规模的绢云石英片岩、大理岩等变质表壳岩捕掳体。

新太古代变质闪长岩，于区域南部零星出露。

早元古代均质混合岩：分布在区域北部和西部，岩性为变质二长花岗岩及变质花岗斑岩等。

1.4.2晚古生代华力西旋迴岩浆岩

伴随华北北缘纬向构造隆起，形成了大规模东西向华力西期构造岩浆岩带。从早期的安山岩喷发，而后为超基性、基性直到中酸性的岩浆侵入，构成了完整的岩浆演化旋迴。分布于区域南部的呈东西向带状展布的斑状花岗岩株，即为其中晚期的产物。岩石系列为钙碱性系列岩石，成因类型属S型花岗岩。

1.4.3中生代燕山旋迴岩浆岩

本区燕山旋廻岩浆活动，是为兴安—太行北东向构造岩浆岩带的更替叠加，其活动强度波及全区，特别是该旋回晚期早白垩世的张家口期达到鼎盛。以大规模火山喷发开始，继而為多次的中酸性岩体的侵位。在本区先后形成了大营子中粗粒花岗岩体（γΚ1（1）），正沟中粗粒花岗岩体（γΚ1（2）），以及石英正长斑岩（λξπΚ1（3））小岩株、岩脉等。其中，第一次侵入的大营子花岗岩体为碱性系列岩石，成因类型属A型花岗岩，也是成矿母岩。其它岩体均为钙碱性正常系列的Ⅰ型花岗岩。

2.矿区地质概况

2.1地层

矿区地层主要为白垩系张家口组及第四系。

白垩系张家口组火山岩分布于矿区东南。岩性为流纹岩和晶质凝灰岩，呈紫色至灰紫色，具流纹构造，成分有微斜条纹长石，酸性斜长石，透长石，黑云母及塑性岩质。岩石中有细小的次生石英脉及石英团块。

2.2断裂

区内断裂构造发育。主要有北东向压扭性断裂和北西向张性断裂两组。前者为控岩控矿构造，但成矿后仍有继承性活动；后者多为成矿后构造。后期构造对晶洞晶体有极大破坏作用，有时后期脉岩直接切穿伟晶岩，使晶洞晶体坍塌、脱落，晶体产生多裂隙之缺陷。

2.3岩浆岩

区内岩浆岩为燕山期大营子花岗岩体，是主要含矿围岩。呈岩株状产出，地表形态西宽东窄，北东东向延伸，出露面积约84平方公里。花岗岩体东段与白垩系张家口组流纹岩呈侵入接触，在接触带附近流纹岩受到强烈硅化和高岭土化作用。该岩体在垂直和水平方向上岩相分带明显，呈强分异状。按岩石化学成份和结构构造可划分为三个相带，由下至上为：

①下部为粗粒似斑状白岗花岗岩相带：仅出露于岩体南侧，岩石呈肉红至灰白色，似斑状结构；块状构造。矿物成分主要为微斜条纹长石、斜长石、石英，颗粒粗大，一般在7～8mm，有的长石可达10mm以上，构成了岩石的粗大斑晶。

②中部为中粗粒白岗花岗岩相带：分布在岩体中部，与水晶成矿有密切关系，是矿区含矿伟晶岩的主要围岩。岩石呈灰白色，中粗粒花岗结构；块状构造。矿物成分有钾长石、斜长石、石英及少量黑云母，其中石英含量较高。与粗粒似斑状白岗花岗岩无明显界线，呈渐变过渡关系。

③边部和顶部为细粒花岗岩相带：分布于岩体北部。与中粗粒花岗岩界线清晰，并在接触带上往往以较小的岩脉、岩支穿插于中粗粒花岗岩中，为岩体的晚期相。岩石为肉红色，细粒花岗结构，颗粒均匀，大小1～2mm。矿物成分与中粗粒白岗花岗岩相同。

矿区后期脉岩发育，多沿北西向分布。按其生成先后顺序有伟晶岩脉、花岗细晶岩脉、煌斑岩脉及石英脉等。

3.矿床地质特征

3.1矿体特征

区内共169条花岗伟晶岩，呈带状产于燕山期大营子花岗岩体东段之中粗粒白岗花岗岩中，均属同生伟晶岩。脉体呈北东向带状分布，脉带受原生构造裂隙控制，多向北西320～340°倾斜，倾角70°。脉带宽约1km，矿化面积10km2，分为东、中、西三个矿段，其中以东矿段矿化最佳。

脉体形态多为透镜状和筒状，其次为脉状和不规则状。一般东段以筒状为主，西段多为透镜状。筒状岩脉长宽均在1～5m，延深30m。透镜体状岩脉长约10～50m，宽1～3m。脉体分异较好，分带明显。从边缘到核心依次为：细晶结构带-文象结构带-长石石英块体带--石英核。晶洞一般产在石英核的下部或一侧；特别在脉体的膨大或转弯处，往往有大晶洞出现。在伟晶岩下部尖灭端的延伸方向上，交代现象较普遍，常出现以钠长石化、绢云母化、绿泥石化、硅化为主的蚀变带。

3.2矿石质量

晶洞规模从几立方米至十几立方米大小不一。形态多为椭圆状、透镜状、裂隙状及筒状。晶洞中伴生有长石及萤石等晶体，充填物有粘土、绢云母、高岭土及碎石等。

晶体多为烟晶、茶晶和无色透明晶体，少数墨晶。顶部透明度較好，根部较浑浊。晶体形态以柱状、短柱状和板状为主，其次为长柱状及双锥体。晶体规格大小不一，对径从数厘米到十几厘米。晶体缺点有透明度差及双晶、节瘤、裂隙、绵、固体包裹物等。

4.成因探讨

4.1成矿时代：含矿围岩为燕山旋回晚期张家口期第一次侵入体，岩体同位素地质年龄为108Ma，成矿时代属早白垩世。

4.2构造条件：本区位于华北陆块与兴蒙褶皱带两个Ⅰ级构造单元的交接处，深断裂构造发育。康保—围场深断裂，在区域北侧通过，其活动时间长、规模大；华力西期强烈活动，形成了大规模东西向岩浆岩带。而后的中生代燕山期板内造山运动所形成的乌龙沟—上黄旗深断裂带，呈北东向在本区交汇叠加。活动方式仍以大规模深断裂的差异性运动为表现，形成了大规模北东向隆起带；晚期（晚侏罗-早白垩世）区域应力场转为北东、南西方向挤压下的拉张环境，形成了北东向陆内裂谷带。为区内碱性、偏碱性花岗岩的侵位提供了有利构造空间。

4.3岩浆岩条件：区内岩浆岩发育、活动频繁。主要分布有华力西期斑状花岗岩和燕山晚期多次侵入的中-粗粒花岗岩、中粗粒花岗岩、石英正长斑岩等。分别受东西向、北东向深断裂控制，生成环境分属陆缘活动带和造山后的深成活动产物。其中的大营子花岗岩体，规模较大、以中成深度的北东向岩株状产出；根据岩石化学分析，岩体SiO2平均为76.84%；Alk平均8.51%；K2O（4.41%）略大于Na2O（4.10%），K2O/Na2O为1.08。与我国花岗岩平均化学成份相比，以SiO2、Alk明显偏高及Al2O3低为特征。K+Na>Al，为碱过饱和岩石系列；成因类型属裂谷A型花岗岩。岩体具明显的水平及垂向分带特征，分异较彻底。这为含水晶伟晶岩的成矿提供了有利的热动力条件和物质基础。

综合构造岩浆条件分析，富含挥发组份的壳幔混合花岗质熔浆，沿深断裂缓慢侵位至中成深度，随着温圧条件的变化，熔浆逐渐结晶固化成岩。这一过程中，较早结晶的矿物晶体在重力作用下，不断下沉堆积，晶体的粒度也相应由大变小；如此的循序分异演化，一方面形成了岩体的水平及垂向分带现象，同时，期间由于分异的圧滤作用参与，使晶体“纲架”之间残存未结晶的熔体分离，而向圧力小、张裂隙发育的中间相带迁移，并沿这些张裂隙充填富集，从而开始了伟晶岩脉的形成阶段。

此阶段富含挥发份的岩浆熔融体所处环境封闭、温度压力条件较稳定，有利于矿物循斜长石-微斜长石-石英的结晶顺序缓慢析出，相应出现细晶结构带-文象结构带-长石石英块体带--石英核，并以石英核带的形成为标志宣告该阶段结束。随着这一过程中矿物不断结晶固化，矿物间产生了大量的原生收缩节理和裂隙。富含挥发份的残余岩浆热液沿这些节理裂隙充填交代，大致循鈉长石化-绢云母化-绿泥石化这一顺序继续作用于已经形成的脉岩，便形成了含矿伟晶岩脉。

因此，该矿床形成可分为岩浆结晶和气液交代两个阶段。在成矿早期，岩浆热液沿构造裂隙上升，充填裂隙。此间，温度压力条件良好，有利于矿物的析出和依次结晶，形成了分带明显的伟晶岩脉。在成矿后期即气液交代阶段，由岩体深部来的气水热液作用于早期结晶的矿物，产生强烈的交代作用，生成由钠长石、白云母、石英等组成的交代矿物集合体。另外，花岗岩体上部的晶隙通道和伟晶岩脉内部的晶隙通道之间的连通情况，也造成了伟晶岩体形成的多样性--结晶过程中，气水热液向伟晶岩的充分补给，有利于形成好的分带现象；而结晶之后的补给则产生广泛的蚀变交代现象。

综上所述，该矿床成因属于与裂谷带环境所形成的A型花岗岩有关的同生伟晶岩型水晶矿床。

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