內(nèi)蒙古老羊壕金礦地質(zhì)特征及成因探討

孫長征　馮小偉　姜少飛　高建新　楊宏偉

摘要：老羊壕金礦位于內(nèi)蒙古地軸西段北緣，礦體分布于色爾騰山群下部含鐵變質(zhì)巖層中，其形成與呂梁期斜長花崗巖及沿蝕變帶發(fā)育的脈巖有關(guān)。金礦體主要受三合明東西向斷裂帶與大樺背——合教——達(dá)茂北東向斷裂帶控制，含金礦蝕變帶主要是組成礦區(qū)向形構(gòu)造的兩條擠壓片理化帶、其次由北東及北西向擠壓破碎帶經(jīng)蝕變礦化而成。根據(jù)老羊壕金礦成礦地質(zhì)特征，礦床屬混合巖漿期后熱液型，以蝕變礦化為主。老羊壕金異常區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造及斷裂構(gòu)造中的多種蝕變組合是金礦形成的重要標(biāo)志，為今后同類型區(qū)域地質(zhì)找礦及成礦規(guī)律研究提供了資料依據(jù)。

老羊壕金礦位于內(nèi)蒙古地軸西段北緣，該區(qū)是一構(gòu)造變動、變質(zhì)作用及巖漿活動非常發(fā)育的地區(qū)，是金礦孕育和形成的良好場所。20世紀(jì)80年代末，通過1：20萬化探掃面發(fā)現(xiàn)了老羊壕金異常區(qū)，1985年通過對該金異常的檢查評價，發(fā)現(xiàn)老羊壕金礦的5號和10號含金石英脈，野外肉眼可見明金，揀塊樣分析最高品位可達(dá)122.94克/噸，為找礦工作取得了突破。本文對老羊壕金礦的礦床地質(zhì)特征與控礦因素進(jìn)行了分析研究，以便有助于同類型區(qū)域地質(zhì)找礦及成礦規(guī)律的研究。

1.區(qū)域成礦背景

老羊壕金礦處于華北地臺北緣，內(nèi)蒙古地軸與白云鄂博臺緣拗陷帶的過渡地帶。礦區(qū)位于區(qū)域性三合明東西向斷裂擠壓帶，大樺背——合教——達(dá)茂旗北東向斷裂、石崩北西向斷裂三者交匯部位的北側(cè)。區(qū)域上，該地區(qū)是華北地臺北緣重要的金成礦帶。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育下元古界色爾騰山群地層，巖漿活動主要有呂梁期、華力西晚期。構(gòu)造活動強(qiáng)烈，以斷裂構(gòu)造為主，褶皺構(gòu)造主要為派生向形構(gòu)造，擠壓片理化帶很發(fā)育，對本區(qū)金礦床的形成具有十分重要的作用。

2.礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1礦區(qū)地層

礦區(qū)出露的地層主要為下元古界色爾騰山群片麻巖段和淺粒巖段，該套變質(zhì)巖系被北部大面積分布的呂梁期斜長花崗巖侵位，呈零星殘塊留存體，按其巖性特征由下而上可分為片麻巖、淺粒巖兩個巖性段。這兩個巖段在區(qū)內(nèi)局部地段以斷層相互接觸。片麻巖段，巖性為角閃斜長片麻巖和斜長片麻巖，局部夾少量磁鐵石英巖透鏡體，個別地段混合巖化強(qiáng)烈。淺粒巖段，巖性主要為黑云母淺粒巖其內(nèi)夾有似層狀斜長角閃巖。下元古界色爾騰山群是區(qū)域上熱液金礦的重要含金層位。

2.2礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造主要有斷裂構(gòu)造及礦區(qū)向形構(gòu)造，斷裂構(gòu)造主要有近東西向斷裂、北東向斷裂及北西向斷裂，這三組區(qū)域性斷裂為控礦構(gòu)造。受其活動影響，斷裂交匯部位及其兩側(cè)形成的次級斷裂與擠壓片理化帶是較好的儲礦構(gòu)造。礦區(qū)向形構(gòu)造屬北西向斷裂和近東西向斷裂的派生構(gòu)造，老羊壕金礦的主要礦脈就賦存于礦區(qū)向形構(gòu)造擠壓片理化帶中。

受區(qū)域性北西向斷裂和近東西向斷裂活動影響，交匯部位北側(cè)形成了—個較大拖褶曲，稱為礦區(qū)向形構(gòu)造。向形構(gòu)造形跡由兩條擠壓片理化蝕變帶顯示出來，其產(chǎn)狀與變質(zhì)巖片麻理產(chǎn)狀斜交，并與變質(zhì)巖巖性層位無聯(lián)系。

向形構(gòu)造北翼主要產(chǎn)在色爾騰山群角閃斜長片麻巖亞段中，傾角40°-60°，規(guī)模較大，擠壓片理化帶十分發(fā)育，并有大量脈巖沿帶侵入。在向形構(gòu)造的兩條擠壓片理化帶中，片理密集發(fā)育，巖石破碎強(qiáng)烈，常形成一些構(gòu)造角礫巖、碎裂巖、糜棱巖、千糜巖及斷層泥。帶內(nèi)這些巖石，經(jīng)熱液蝕變礦化，形成了含金蝕變帶。

2.3礦區(qū)巖漿巖

礦區(qū)和礦體空間上最密切的為呂梁期斜長花崗巖，其次為華力西晚期黑云母花崗巖，還有多種脈巖侵入。其中呂梁期斜長花崗巖廣泛分布于礦區(qū)。礦區(qū)巖脈主要分布于向形構(gòu)造范圍內(nèi)，少量分布在向形構(gòu)造之外的呂梁期斜長花崗巖中。脈體從基性到酸性均有侵入，大多數(shù)巖脈沿構(gòu)造裂隙貫入。其中與金礦化最密切的為石英脈及閃長巖，以前者為主。石英脈多數(shù)分布于向形構(gòu)造內(nèi)外兩條含金蝕變帶中，根據(jù)巖性特征，可分為早、中、晚三期，早期石英脈不含金，構(gòu)成礦區(qū)石英脈的主體；中期及晚期石英脈含金，且以后者金品位較富。

2.4地球化學(xué)異常：

2.4.1.1：20萬水系沉積物測量在合教～三合明東西向擠壓帶上圈出了三處金異常區(qū)。其中，老羊壕——合教金異常區(qū)（AS11），以3ppb圈出東西長10余公里，寬1.5-2公里，約20余平方公里金的高背景值帶。由東西兩個異常組成，異常強(qiáng)度一般在5-10幾ppb，面積1-4平方公里。異常處于下元古界色爾騰山群變質(zhì)巖和呂梁期斜長花崗巖中。且有后期斷裂通過，成礦地質(zhì)條件良好。

2.4.2.1：5萬土壤測量、激電測量在該區(qū)圈出金異常AP-1，該異常的6個子異常分布形態(tài)與礦區(qū)含金石英脈的分布形態(tài)相吻合。

3.礦床地質(zhì)特征

老羊壕金礦主要受NW、NE、近EW向斷裂構(gòu)造控制，其中派生次級構(gòu)造形成的礦區(qū)向形構(gòu)造則是礦區(qū)內(nèi)主要的儲礦構(gòu)造，礦體主要分布在該向形構(gòu)造的兩條擠壓片理化蝕變帶內(nèi)，帶內(nèi)巖石絹云母化、綠泥石化、綠簾石化、硅化、黃鐵礦化蝕變強(qiáng)烈，金礦化也較強(qiáng)。

在向形構(gòu)造的北翼共圈出12條含金石英脈，其中12號、15號、19號礦脈具一定工業(yè)價值。

3.1礦脈（體）特征

3.1.1.12號礦體特征

礦體呈板狀。走向265°，傾向北，傾角55°58°。長125米，傾向延深最大110米。礦體平均厚度2.56米，最大厚度為7.28米；礦體平均品位5.56克/噸，最高品位93.26克/噸。

3.1.2.15號礦體特征

礦體呈紡錘狀?？傮w走向295°，傾向北東，傾角40°左右。長202米，傾向延伸一般53-67米，最大斜深為175米；礦體平均厚度2.70米，最大厚度為11.64米；平均品位7.11克，噸，最高品位55.99克/噸。

3.1.3.19號礦脈的礦體特征

（1）19-1號礦體特征

礦體呈板狀?？傮w走向305°，傾向北東，傾角35°-40°。長400米，傾向延伸一般65-150米，最大延伸195米；礦體平均厚度1.83米，最大厚度為6.79米；平均品位10.55克/噸，最高品位155.61克/噸。

（2）19-2號礦體特征

礦體呈板狀。總體走向320°-330°，傾向北東，傾角40°左右。長120米，傾向延伸平均120米；礦體平均厚度1米，最大厚度為1.63米；礦體平均品位10.80克/噸，最高品味27.68克/噸。

（3）19-3號礦體特征

礦體呈扁豆?fàn)睢Ｗ呦?10°，傾向北東，傾角50到。長40米，傾向延伸20米；礦體平均厚度1.31米，平均品位5.41克/噸。

（4）19-4號礦體特征

礦體呈板狀。走向在1550米中段295°，在1470米中段305°，傾向北東，傾角從東向西逐漸變陡，由40°變?yōu)?0°。長240米，傾向延伸46-82米，平均71.8米。礦體平均厚度1.03米，最大厚度為2.31米；礦體平均品位2.46克/噸，最高品位6.35克/噸。

3.2圍巖蝕變

圍巖蝕變可分為遠(yuǎn)礦圍巖蝕變和近礦圍巖蝕變，遠(yuǎn)離礦體的圍巖蝕變普遍，蝕變類型有黝簾石化、綠泥石化、綠簾石化、纖閃石化、絹云母化等；近礦圍巖蝕變極為強(qiáng)烈，分布于蝕變帶內(nèi)及其兩側(cè)，蝕變類型有絹云母化、綠泥石化、綠簾石化、硅化、黃鐵礦化、黃銅礦化、碳酸鹽化等，其中前五種蝕變與金礦化關(guān)系密切。

3.3礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和主要礦物成分

礦石類型有石英脈型、蝕變巖型。礦石結(jié)構(gòu)有自形—半自形一它形粒狀結(jié)構(gòu)、交代假象結(jié)構(gòu)及交代殘留結(jié)構(gòu)、交代環(huán)形結(jié)構(gòu)及膠狀結(jié)構(gòu)、糜棱—碎斑結(jié)構(gòu)、碎裂（壓碎）結(jié)構(gòu)、糜棱結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、樹枝狀結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造有（團(tuán)）塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、星散—浸染狀構(gòu)造、脈狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、蜂窩狀構(gòu)造等。原生礦石中的金屬礦物主要有黃鐵礦、自然金、銀金礦，次要為黃銅礦、赤鐵礦，尚含極少量方鉛礦、閃鋅礦、磁鐵礦、毒砂、輝銅礦。脈石礦物：主要為石英、斜長石、綠泥石，其次為絹云母、方解石，此外還有少量黑云母、角閃石、重晶石、石榴石、鋯石等。

3.4成礦期與成礦階段劃分

根據(jù)整個礦化帶礦化蝕變、礦石組構(gòu)研究，可將成礦作用分為兩期：熱液活動成礦期和表生風(fēng)化期。其中又將熱液活動成礦期劃分為四個階段：（1）石英脈階段，早期形成乳白色粗粒石英脈，早期無礦硅化熱液活動階段。（2）石英-金-黃鐵礦階段，中期形成的石英脈，脈體一般比早期石英脈體小，常沿早期石英脈壁及其裂隙貫入。脈體較大者呈乳白色，較小者稍帶青灰色，強(qiáng)油脂光澤，中細(xì)粒。共生金屬礦物主要為黃鐵礦、少量黃銅礦及自然金，含金品位約5克/噸左右，為中期成礦階段。（3）石英-金-多金屬硫化物階段，晚期形成的細(xì)小石英脈，常見幾公分至幾十公分寬，沿早、中期石英脈或早期礦石裂隙貫人。石英脈呈青灰色，油脂光澤，顆粒細(xì)小或微晶狀，含少量碳酸鹽。金屬礦物主要為細(xì)粒黃鐵礦、自然金，少量為其它多金屬硫化物。黃鐵礦一是共生于該階段石英脈中，二是呈星散—浸染狀散布于礦石中，三是沿中期黃鐵礦裂紋充填。鏡下可見金粒在礦石中分布不均，常成群出現(xiàn)，礦石含金品位往往大于5克/噸。該階段為晚期成礦階段。（4）碳酸鹽活動階段，為熱液活動尾聲階段，形成硅質(zhì)碳酸鹽脈。呈細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀沿早期石英脈、礦石及蝕變巖裂隙分布，脈石基本不含金。

表生風(fēng)化期，近地表礦石經(jīng)氧化及風(fēng)化作用，在一定深度內(nèi)形成氧化礦石及混合礦石，可見金屬礦物黃鐵礦形成褐鐵礦，黃銅礦形成孔雀石或銅藍(lán)，脈石礦物發(fā)生土化及高嶺土化。表生風(fēng)化作用使金進(jìn)一步得到富集。

4.礦床成因

根據(jù)礦區(qū)的地質(zhì)、構(gòu)造特征、礦化特點和礦體特征，初步認(rèn)為老羊壕金礦屬混合巖漿期后熱液型金礦床，依據(jù)有：

4.1金礦與殘余的含鐵變質(zhì)巖系緊密相伴

產(chǎn)于色爾騰山群含鐵變質(zhì)巖系中的礦脈具有工業(yè)價值，并以其下部層位原巖屬中基性火山巖為特征，產(chǎn)于巖體內(nèi)的金礦脈一般不具有工業(yè)價值。從區(qū)域上該套變質(zhì)巖系含金豐度值較高，一般為3.2-63.4ppb，其中黑云角閃斜長片麻巖中最高可達(dá)77.5ppb。

4.2金礦與巖漿有時間和空間分布關(guān)系

金礦產(chǎn)于呂梁期斜長花崗巖體內(nèi)及其外接觸帶變質(zhì)巖中，沿蝕變帶中基性到酸性各類脈巖發(fā)育。向形轉(zhuǎn)折端內(nèi)外接觸帶間的斜長花崗巖及礦床內(nèi)深部的變質(zhì)巖遭受不同程度的混合巖化作用。向形轉(zhuǎn)折端內(nèi)蝕變帶及礦床南側(cè)有華力期黑云母花崗巖侵入，這表現(xiàn)出巖漿與金礦有空間分布關(guān)系。

通過同位素年齡測定可知，近礦蝕變圍巖年齡與華力西晚期黑云母花崗巖年齡相近，說明區(qū)域熱事件與蝕變礦化及巖體侵入年齡一致，主要礦化期與華力西晚期巖漿活動關(guān)系密切。

4.3巖體與金礦床的成因聯(lián)系

眾所周知，金的成礦作用總要通過一系列地質(zhì)事件的影響，金在各種環(huán)境中再分配，而巖漿活動可不斷促進(jìn)金的活化。富集的巨大能量還可以提供占主導(dǎo)地位的成礦流體中以CO2為主體揮發(fā)份及金的載體—含金：石英脈。

4.4多期次的構(gòu)造活動有利于礦床的富集

多期區(qū)域性斷裂為控礦構(gòu)造，受其活動影響，在它們交匯部位及其兩側(cè)形成的次級斷裂與擠壓片理化帶是較好的儲礦構(gòu)造。本礦床就賦存于礦區(qū)向形構(gòu)造中。

5.找礦標(biāo)志

（1）含金石英脈標(biāo)志：受構(gòu)造擠壓破碎，呈角礫狀，具有褐鐵礦化發(fā)育特征，地表往往呈蜂窩狀構(gòu)造的青灰色，石英脈是最直接有效的找礦標(biāo)志。

（2）礦化蝕變標(biāo)志：在構(gòu)造擠壓破碎袋內(nèi)，主要有黃鐵礦化（氧化為褐鐵礦）、黃銅礦（氧化為孔雀石、銅藍(lán)）、硅化（形成石英細(xì)脈）、絹云母化、碳酸鹽化疊加的蝕變帶，也是直接找礦的很好標(biāo)志。

（3）金的化探異常標(biāo)志：經(jīng)化探工作圈出的多金屬元素重疊的綜合異常，尤其是金異常的高背景值帶，是縮小找礦靶區(qū)的有利標(biāo)志。

從已有資料及認(rèn)識看，色爾騰山群地層中的見硅化、黃鐵礦化、黃銅礦化、絹云母化等擠壓片理化含金蝕變巖，是金礦化富集的有利構(gòu)造部位，這類蝕變巖及其發(fā)育的石英脈應(yīng)是該區(qū)尋找礦床的主要巖石特征。