東野脈興 熊先孝 欒俊霞 王瑩 李代榮

1 中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院，河北 涿州 072754 2 中化地質(zhì)礦山總局化工地質(zhì)調(diào)查總院，北京 100013

1 關(guān)于含礦巖系

含礦巖系，顧名思義，是指含有礦產(chǎn)的巖石（地層）單位，即一是要含有可被工業(yè)利用的礦產(chǎn)，二是具有被限定的獨(dú)具特征的巖石（地層）單位，巖石單位一般劃分到組、段一級，地層單位一般劃分到世、期一級。全國地層委員會（1981）頒布實(shí)施的中國地層指南規(guī)定【1】：組的重要含義在于具有巖性、巖相和變質(zhì)程度的一致性，橫向上具有穩(wěn)定性和直觀的巖石組合類型的相似性，群是最大的巖石地層單位，由兩個或者兩個以上經(jīng)常伴隨在一起而具某些統(tǒng)一的巖石學(xué)特點(diǎn)的組聯(lián)合構(gòu)成，群和組是不同級別的巖石地層單位，不能相互取代或并列。

迄今遼東—吉南地區(qū)下元古界硼礦所有有關(guān)文獻(xiàn)資料，包括各硼礦區(qū)勘查地質(zhì)報(bào)告、公開出版的論文、專著等，所稱含硼巖系不外有“下元古界含硼巖系”、“遼河群里爾峪組含硼巖系”、“寬甸群含硼巖系”、“集安群含硼巖系”、“遼東巖群含硼巖系”等等，都是把整個下元古界稱之為含硼巖系。甚至高校教材《礦床學(xué)》（第三版）將含硼巖組中 3個礦層分別稱為第三含硼巖系、第二含硼巖系、第一含硼巖系【2】。種種亂象既不符合“含礦巖系”的含義，也不利于用以指導(dǎo)控礦因素、成礦條件、成礦規(guī)律等的研究。

含礦巖系是群這個最大的巖石地層單位形成的地質(zhì)歷史長河中某演化階段具備成礦物質(zhì)來源和成礦條件下形成的獨(dú)具特征的巖石與礦石組合，不可想象或迄今國內(nèi)外尚未發(fā)現(xiàn)上萬米厚的優(yōu)地槽沉積的“群”（寬甸群累積最大厚度7800m，集安群最大厚度為 9800m）為不可劃分的組巖、劃分不出含礦巖系。實(shí)際上吉南地區(qū)集安群自上而下劃劃分為大東岔組、新開河組、清河組等 3個組，硼礦產(chǎn)于中部新開河組，上部大東岔組和下部清河組不含硼礦，含硼巖系應(yīng)是新開河組，稱集安群為含硼巖系實(shí)為不妥；遼東地區(qū)寬甸群劃分對比尚未統(tǒng)一（表1），筆者將其重新劃分為上、中、下3個巖組（后述），硼礦產(chǎn)于中部巖組，中部巖組為含硼巖系，上部巖組和下部巖組均不產(chǎn)硼礦床，因此把寬甸群稱之為含硼巖系同樣不妥。鑒于此，本文摒棄群含硼巖系和礦層含硼巖系的稱謂，厘定集安群新開河組為含硼巖系。遼東寬甸群中部組含硼巖系沒有建立地方性巖石地層單位名稱，可根據(jù)含礦巖系具有跨省際大區(qū)域一致性，可共用最先命名的含礦巖系名稱的通用做法，將吉南地區(qū)集安群新開河組含硼巖系運(yùn)用于遼東寬甸群中部組含硼巖系，即遼東—吉南地區(qū)下元古界含硼巖系統(tǒng)稱新開河組含硼巖系，成礦期稱為新開河期（2300～2100Ma）。

不論是硼礦還是其他礦種都同理，例如鄂湘黔地區(qū)跨省際的 1千多公里長的震旦系自下而上包括南沱組、陡山沱組和燈影組 3個巖組，工業(yè)磷礦產(chǎn)于陡山沱組，3個省有關(guān)勘查地質(zhì)報(bào)告以及所有有關(guān)文獻(xiàn)、專著一律稱陡山沱組為含磷巖系，沒有稱震旦系含磷巖系。同樣，分布于中朝準(zhǔn)地臺南—東部的 4000km長的元古界變質(zhì)磷灰?guī)r成礦帶，橫跨湖北、安徽、江蘇、遼寧、吉林五省，含磷巖組分別為紅安群七角山組、宿松群文山組、海州群錦屏組、遼河群高家峪組、老嶺群珍珠門組，這套含磷巖組完全可以對比，但海州群錦屏組含磷巖系命名在先，因此將該層位的含磷巖系稱之為錦屏組含磷巖系，而不稱海州群含磷巖系【3】。全國其他礦種也一樣，因此不可把遼吉地區(qū)下元古界、或?qū)挼槿?、或集安群稱之為含硼巖系，更不可把同一巖組中的3個礦層分別命名為3個含硼巖系。

2 遼東—吉南地區(qū)下元古界地層劃分

吉南地區(qū)下元古界集安群自上而下劃分為大東岔組、新開河組、清河組等 3個巖組，硼礦產(chǎn)于新開河組，已得到地質(zhì)學(xué)家的普遍認(rèn)可，唯遼東地區(qū)下元古界地層劃分對比尚未取得一致意見，其各種劃分方案見表1。

表1 遼東、吉南地區(qū)中、下元古界地層對比表Table1 Stratigraphic correlation of Middle and Lower Proterozoic Erathem between eastern Liaoning and southern Jilin

遼東地區(qū)下元古界寬甸群是一套優(yōu)地槽性質(zhì)的火山—沉積巖系，經(jīng)多次地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動、區(qū)域變質(zhì)作用及混合巖化作用，給地層劃分對比帶來不小難度。

表 1中遼河群，包括上下兩套地層，上部高家峪組、大石橋組和蓋縣組是一套碎屑巖—沙泥質(zhì)—石灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r的正常海相冒地槽建造，下部里爾峪組是一套以火山巖為主的火山—沉積的優(yōu)地槽建造，據(jù)姜春潮研究，二者為不整合關(guān)系【4】，他將里爾峪組從遼河群劃分出來，建立寬甸群，即符合地層劃分原則，更有利于所含礦產(chǎn)研究。

劉敬黨（2007）研究認(rèn)為姜春潮的寬甸群七個巖組有的是同一地層褶皺重復(fù)，并根據(jù)野外調(diào)查和礦床勘查資料，將遼東下元古界重新命名為遼東巖群，并進(jìn)一步劃分4個巖組【5】。

表1中主要的3種意見已大體趨于一致，即里爾峪組、寬甸群、遼東巖群指的是同一套地層。

近年來寬甸群逐漸被認(rèn)可，加之其創(chuàng)立比較早，我們不主張?jiān)倭⑿旅?，延用寬甸群為好，其有不足之處，?yīng)加以修正，例如創(chuàng)立者將其置于新太古界，但其同位素年齡＜2500Ma，早于1850±50Ma，因此歸屬早元古界，創(chuàng)立者劃分的7個組，有的因褶皺重復(fù)，而且把屬于同一層位的不同硼礦床的礦層劃歸不同的組，使得成礦帶內(nèi)含礦地層和礦層不易對比，不利于硼礦成礦條件和成礦規(guī)律等的研究，鑒于此，筆者根據(jù)遼東地區(qū)大石橋、鳳城和寬甸等 3個硼礦礦集區(qū)代表性礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)資料、礦床的勘查資料、鉆孔資料、礦區(qū)地層與區(qū)域地層資料等【6～19】，將寬甸群重新劃分上、中、下 3個巖組，分別稱上部巖組、中部巖組、下部巖組，硼礦產(chǎn)于中部巖組，完全可以與吉南集安群大東岔組、新開河組、清河組 3個巖組對比。

現(xiàn)將各礦集區(qū) 3個巖組，劃分及各巖組特征列述如下。

2.1 寬甸礦集區(qū)（磚廟礦區(qū)為代表）

上部巖組：主要由多種淺粒巖組成，厚120m，巖性組合為磁鐵微斜淺粒巖、電氣更長淺粒巖、二長淺粒巖，夾斜長角閃巖（角閃石巖）、透輝（角閃）更長淺粒巖、黑云斜長變粒巖、透輝（角閃）更長變粒巖、黑云斜長（二長）片麻巖、透輝方解大理巖、石墨大理巖、石墨黑云變粒巖等。

中部巖組（含礦巖組）：本巖組由多種變粒巖組成，夾蛇紋石化白云質(zhì)大理巖和斜長角閃巖，按巖石類型和含礦性分為3個層，自上而下為：

（3）上含礦層：上部為電氣黑云斜長變粒巖、黑云斜長變粒巖、角閃斜長變粒巖夾斜長角閃巖；下部為含硼蛇紋石化白云質(zhì)大理巖、電氣黑云斜長變粒巖夾斜長角閃巖。蛇紋石化白云質(zhì)大理巖，厚度變化較大，70～180m（二人溝礦區(qū)），為礦體的主要賦存層位。含礦層呈層狀、似層狀、透鏡狀，具明顯的膨縮與尖滅再現(xiàn)特征。

（2）電氣微斜變粒巖層：巖性單一，為該區(qū)上下含礦層之間較明顯的標(biāo)志層。厚15～40m。

（1）下含礦層：斜長變粒巖、電氣斜長變粒巖，含硼蛇紋石化白云質(zhì)大理巖，夾斜長變巖粒和斜長角閃巖。蛇紋石化白云質(zhì)大理巖呈似層狀產(chǎn)出，斜長角閃巖呈透鏡狀或扁豆?fàn)?。下含礦層沿走向較穩(wěn)定，但厚度較小，一般小于20m，只發(fā)現(xiàn)零星小礦體，總體呈似層狀透鏡狀。

下部巖組：主要由磁鐵微斜（二長）淺粒巖、電氣石變粒巖、夾斜長角閃巖或角閃石巖組成，厚度100m。該組混合巖化比較強(qiáng)烈，形成混合巖化變粒巖、角閃質(zhì)混合巖等。

2.2 鳳城礦集區(qū)（以翁泉溝礦區(qū)為代表）

上部巖組：該巖組以淺粒巖為主，主要巖石類型為鈉長淺粒巖及部分微斜淺粒巖，其中夾有角閃透輝變粒巖、電氣變粒巖、磁鐵微斜淺粒巖、黑云淺粒巖、電氣淺粒巖，厚度304m。

黑云透輝變粒巖夾角閃變粒巖、黑云透閃巖、黑云透輝變粒巖含磷灰石，局部含量可達(dá)5%。

該組上部含“楊林式鐵礦”下部黃鐵礦淺粒巖局部硫、鈷等元素有富集地段，形成有一定工業(yè)意義的黃鐵礦礦床。

中部巖組（含硼巖組），自上而下為：

（3）角閃透輝變粒巖層：為主礦體頂板巖層，厚度變化較大3～324m。主要由角閃透輝變粒巖所組成，其中夾有較多薄層鈉長淺粒巖、角閃（黑云）變粒巖，局部夾有電氣變粒巖、角閃巖、黑云母巖等小透鏡狀夾層。

（2）白云大理巖—鈣鎂硅酸鹽巖層：主要由鈣鎂、鐵鎂硅酸鹽巖及富鎂碳酸巖所組成，以含有鐵硼礦、磷灰石礦，并伴生放射性元素及稀土元素為顯著特點(diǎn)。一般厚度50～110m，最大厚度336m。巖石類型有蛇紋巖、金云母蛇紋巖、蛇紋石大理巖、金云透閃巖、白云石大理巖、橄欖玄武巖，其中夾有黑云角閃變粒巖、透輝變粒巖、黑云母巖、電氣透輝巖。

鐵硼礦主要產(chǎn)于蛇紋巖、橄欖玄武巖、金云母蛇紋巖，部分產(chǎn)于蛇紋石大理巖中；磷灰石礦主要產(chǎn)于金云透閃巖中；放射性元素與鐵硼礦緊密伴生；稀土元素礦化主要見于電氣透輝巖及磷灰石礦石之中。

本含硼巖層一個重要特點(diǎn)是多種巖石（巖層）成互層或相變，例如黑云變粒巖與角閃透輝變粒、白云質(zhì)大理巖與斜長角閃巖、橄欖玄武巖與蛇紋石大理巖等的互層與相變，但仍然顯示層序性，自上而下為：

⑤角閃透輝變粒巖

④白云石大理巖、蛇紋巖、橄欖玄武巖（第二層礦）

③黑云變粒巖

②白云質(zhì)大理巖、蛇紋巖（第一層礦）

①角閃透輝變粒巖

（1）黑云變粒巖層：為礦體底板巖層。主要由黑云變粒巖所組成，其中夾有多層透輝（角閃）變粒巖、電氣變粒巖、電氣透輝變粒巖、電氣石透輝巖、磁鐵淺粒巖。礦床南部特點(diǎn)是西端夾有黑云母巖、黑云母透輝巖、大理巖及鐵硼礦扁豆體。出露厚度26～586m，厚度變化較大。

下部巖組：主要由鈉長淺粒巖、透輝鈉長淺粒巖、磁鐵淺粒巖、黑云變粒巖、斜長角閃巖等組成，混合巖化比較強(qiáng)，形成條痕混合巖、混合淺粒巖、角閃質(zhì)混合巖等，混合巖基體組分主要是由黑云母、角閃石、磁鐵礦等，脈體是長石和石英等淺色礦物，厚403m。

2.3 大石橋礦集區(qū)（以后仙峪礦區(qū)為代表）

上部巖組：主要由黑云變粒巖、淺粒巖、斜長角閃巖等組成，混合巖化較強(qiáng)，多形成角閃質(zhì)混合巖、混合巖化變粒巖，基體由角閃石、黑云母、磁鐵礦等組成，脈體為長英質(zhì)淺色礦物，厚度在560m以上。

中部巖組（含硼巖組）：上部層為黑云變粒巖、陽起石淺粒巖，平均厚23m，為礦層頂板巖層。

中部層為含礦層，主要由鎂橄欖巖、菱鎂大理巖組成，由于巖漿期后熱液交代作用，二者均發(fā)生蛇紋石化，構(gòu)成蛇紋石化鎂橄欖巖，蛇紋石化菱鎂大理巖，均為硼礦體的容礦巖石。厚2～45m。

下部為黑云變粒巖，厚 17～30m，為礦層底板巖石。

下部巖組：主要由電氣變粒巖、黑云電氣變粒巖、黑云片麻巖等組成。厚度在450m以上。

綜合后仙峪、翁泉溝、磚廟所在的大石橋、鳳城、寬甸3個礦集區(qū)下元古界寬甸群的上、中、下3個巖組有如下特征：

（1）下部巖組：主要由黑云變粒巖、電氣石變粒巖、磁鐵淺粒巖、斜長角閃、黑云片麻巖等組成，其原巖為火山碎屑巖、中酸性火山巖、砂質(zhì)泥巖等一套火山沉積建造，為遼吉裂谷早期（2500～2300Ma）火山—沉積的產(chǎn)物。

（2）中部巖組：主要由白云石碳酸巖（富鎂大理巖）、鎂橄欖巖、橄欖玄武巖、斜長角閃巖以及這些巖石受巖漿期后熱液作用產(chǎn)生的蝕變巖類組成，其原巖為基性—超基性熔巖，這套巖層頂、底板及夾層為變粒巖類，它們的原巖為中酸性火山巖—基性火山熔巖—超基性火山熔巖再到中酸性火山巖等一套火山雜巖，為遼吉裂谷發(fā)展中期階段（2300～2100Ma）火山活動較強(qiáng)烈時期的產(chǎn)物。

（3）上部巖組：主要由變粒巖、淺粒巖、斜長角閃巖以及少量二云片巖、石英巖組成，其原巖為陸源碎屑巖、泥質(zhì)巖、泥灰?guī)r、中酸性火山巖類，為一套火山沉積建造，為遼吉裂谷晚期（2100～1900Ma）地殼運(yùn)動相對寧靜時期的火山—沉積的產(chǎn)物。

寬甸群中部巖組含硼巖系，總的特點(diǎn)是由各種變粒巖、白云石大理巖、蛇紋巖、橄欖玄武巖、金云透輝巖、斜長角閃巖、透輝巖、透閃巖、磷灰金云透閃巖等組成的一套鐵鎂硼酸鹽巖、鎂鐵硅酸鹽巖、富鎂碳酸巖的巖石組合，產(chǎn)有鐵硼礦、磷灰石礦、鈾礦（化）、稀土礦（化）等礦產(chǎn)。礦體容礦巖石為富鎂碳酸巖、橄欖玄武巖。其原巖是中酸性火山巖—基性（橄欖玄武巖）—超基性（碳酸巖）熔巖噴溢的一套火山雜巖，所產(chǎn) B、Fe、P、U和稀土等礦產(chǎn)（或礦化）均與碳酸巖有直接關(guān)系。

遼吉地區(qū)新開河期硼礦成礦帶一個重要特點(diǎn)是：成礦帶西部大石橋地區(qū)有一層礦，中部鳳城至寬甸地區(qū)有兩層礦，到東部吉南集安地區(qū)有兩至三層礦；另一個特點(diǎn)是容礦巖石主要為碳酸巖，但有一定差異，即成礦帶西部（例如后側(cè)峪硼礦）除碳酸巖外容礦巖石有基性熔巖（橄欖玄武巖），成礦帶中部（翁泉溝硼礦）容礦巖石同時有巖鎂橄欖巖（超基性熔），成礦帶東部（高臺溝硼礦）容礦巖石則全部是超基性熔巖—碳酸巖（白云石大理巖）。表明遼吉裂谷早元古代中期（2300～2100Ma）中酸性火巖噴發(fā)（電氣石變粒巖等）過程中伴有基性—超基性和碳酸巖熔巖噴溢，由西—中—東部地區(qū)與成礦有關(guān)的火山噴溢活動由1次到2次甚至到3次，有逐漸增多的趨勢，熔巖由基性到超基性再到碳酸巖熔巖三者由西到東的演化過程，而且每次巖漿期后都有含B熱液交代早期噴溢的碳酸巖成礦，形成有重要工業(yè)價值的硼（鐵）礦床以及中部翁泉溝地區(qū)有巖漿碳酸巖型磷、鈾和稀土礦化。關(guān)于硼礦床成因，筆者對前人的傳統(tǒng)觀點(diǎn)（包括沒積變質(zhì)成礦、沉積變質(zhì)再造成礦、超變質(zhì)熱液成礦等）從論點(diǎn)到論據(jù)提出質(zhì)疑，并論證了碳酸巖巖漿期后含硼熱液交代早期噴溢的碳酸巖成礦。

3 結(jié)論

群是最大的巖石地層單位，所含某種礦產(chǎn)不可能遍布自下而上整個巖群，一定是在群形成的漫長地質(zhì)歷史中具備成礦物質(zhì)來源和成礦地質(zhì)條件的某個階段成礦，即群是能夠劃分兩個或兩個以上經(jīng)常伴隨在一起且具某些統(tǒng)一的巖石學(xué)特點(diǎn)的組聯(lián)合構(gòu)成，某種礦產(chǎn)一般產(chǎn)于其中一個組，這個組具有含礦巖組的相關(guān)成礦地質(zhì)特征，這個組便構(gòu)成含礦巖系。

吉南地區(qū)硼礦產(chǎn)于集安群中部新開河組，遼東地區(qū)硼礦產(chǎn)于寬甸群中部巖組，新開河組命名在先，厘定遼吉地區(qū)下元古界含硼巖系為新開河組，摒棄寬甸群含硼巖系、集安群含硼巖系、下元古界含硼巖系、遼東巖群含硼巖系、單礦層含硼巖系等多種稱謂，既符合全國地層委員會頒布實(shí)施的中國地層指南及地層指南說明書關(guān)于群、組的概念，也列于硼礦成礦條件和成礦規(guī)律的研究，具有規(guī)范作用和實(shí)際意義。

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