小佑山東多金屬礦床成因及找礦遠景

唐宗源 張 璞 馮 釗 曹新亞 霍延安 劉珊珊

(石家莊經(jīng)濟學(xué)院研究生院)

·地質(zhì)·測量·

小佑山東多金屬礦床成因及找礦遠景

唐宗源 張 璞 馮 釗 曹新亞 霍延安 劉珊珊

(石家莊經(jīng)濟學(xué)院研究生院)

內(nèi)蒙古烏拉特中旗小佑山東多金屬礦位于華北板塊北緣中段的狼山—渣爾泰山裂陷槽內(nèi)，其產(chǎn)出的多處大型-超大型銅、鉛、鋅、鐵多金屬硫化物礦床特征具有相似性。通過對該多金屬區(qū)域地質(zhì)背景、礦區(qū)地質(zhì)特征、礦化富集特點進行分析，結(jié)果表明：①區(qū)內(nèi)礦床屬于巖漿分異型礦床，區(qū)內(nèi)中元古界渣爾泰山群石英巖組、板巖組為主要的賦存礦體地層，近EW向斷裂與層間裂隙是礦化的有利部位；②礦床中的礦脈均受EW—NNE向斷裂控制，成群成帶密集分布，為不同時期、不同地點形成的多金屬礦床；③蝕變破碎帶內(nèi)的硫化物多金屬礦物組合地段是尋找礦化富集的主要地段，區(qū)內(nèi)巖石中微量元素釩，鈣，鎳，鈷，鈦含量較高，且多期巖漿熱液活動較強，具有較好的成礦遠景。上述結(jié)論對于區(qū)內(nèi)找礦工作有一定的參考價值。

多金屬礦床 巖漿分異型礦床 礦化蝕變 礦床成因 找礦遠景

烏拉特中旗地區(qū)地處內(nèi)蒙古巴彥淖爾盟北部，西接狼山，東為白云鄂博。大地構(gòu)造單元處于華北板塊北緣中段的狼山—渣爾泰山裂陷槽內(nèi)[1]，狼山—渣爾泰山是我國重要的多金屬成礦帶，發(fā)現(xiàn)了多個規(guī)模較大的成礦區(qū)[2]，是中亞成礦域的重要組成部分，經(jīng)歷了太古宙結(jié)晶基底形成、中元古代被動陸緣裂解、噴流沉積成礦、閉合及古生代以來的巖漿侵入、疊加改造漫長的演化過程[3]。其中，渣爾泰山群是我國華北地區(qū)北緣的主要含礦層位[4]，已發(fā)現(xiàn)的朱拉扎嘎、炭窯口、東升廟、甲生盤等大型-超大型多金屬礦床均賦存于渣爾泰山群中，且成礦元素在區(qū)域上由西至東具有明顯的分帶性[5-6]。烏拉特中旗小佑山東多金屬礦處于渣爾泰山一帶，但前人對該金屬礦的評價工作投入較少，因此加強該地區(qū)的區(qū)域地質(zhì)背景、礦區(qū)地質(zhì)特征、礦化富集特點、微量元素特征的分析便顯得尤為重要。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

多金屬成礦區(qū)域分布于華北陸塊北緣西段的狼山—渣爾泰山一帶，向西延至阿拉善盟巴音諾爾公以西，基底由新太古界烏拉山群和古元古界色爾騰山群變質(zhì)巖系組成，蓋層由中元古界渣爾泰山群及顯生宙沉積巖組成[2,5]。區(qū)域前中生代地層劃屬華北地層大區(qū)，晉冀魯豫地層區(qū)陰山地層分區(qū)，大青山地層小區(qū)。中新生代地層劃屬大興安嶺—燕山地層分區(qū)，陰山地層小區(qū)，主要出露有太古界桑干群、五臺群、烏拉山群；中元古界渣爾泰山群、震旦系什那干群；寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、侏羅系、白堊系、古近系、新近系及第四系地層。區(qū)域構(gòu)造屬華北地臺、狼山—白云鄂博臺緣坳陷、狼山—渣爾泰山山褶斷束帶。區(qū)域斷裂構(gòu)造較復(fù)雜，出現(xiàn)了大量由大型斷裂造成的較大的斷塊山，并經(jīng)歷了多次強烈地質(zhì)構(gòu)造變形，其中以褶皺變形為主，斷裂次之，主要發(fā)育高勒圖背斜，大烏淀向斜等構(gòu)造。區(qū)域內(nèi)巖漿巖有侵入巖和噴出巖。巖漿活動主要分為晚元古代、海西期和印支期3期，以海西期為主，巖石類型多種多樣，超基性巖-酸性巖、侵入巖-噴出巖均有出露，總體上以酸性侵入巖為主，呈巖基、巖株、巖脈狀產(chǎn)出[7]。其中侵入巖極其發(fā)育，廣泛分布于烏拉山、色爾騰山及渣爾泰山，自五臺期至燕山期均有巖漿侵入活動，形成各種酸性、中酸性、基性侵入巖體，但以酸性花崗巖體為主，其次為中基性的閃長巖，輝綠巖，多呈EW向展布。區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)資源比較豐富，主要礦產(chǎn)有金、鐵、鎳、鈷、石灰?guī)r、石墨等。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地 層

(1)石英巖組。主要由白色石英巖、長石石英砂巖、含礫石英巖及灰色黑云石英片巖組成，厚約 3 204 m。

(2)板巖組。主要由暗色板巖，透輝石角巖，結(jié)晶灰?guī)r組成，厚3 227 m。頂部被輝長輝綠巖侵入，其上與二疊系下統(tǒng)呈不整合接觸。

(3)固陽組。主要由灰黑色頁巖，油頁巖夾煤層及黃綠色礫巖，砂礫巖夾長石砂巖組成。含豐富的動植物化石，厚453 m。該組下限與李三溝組泥巖整合接觸，其上被第四系上更新統(tǒng)砂礫石覆蓋。

(4)大紅山組。由礫巖夾板巖夾粉砂巖組成，厚約264 m，產(chǎn)植物化石,地層平行不整合于中元古界渣爾泰山群之上，被加里東期輝長輝綠巖侵入。

(5)第四系全新統(tǒng)。巖性主要由沖積，洪積砂礫層組成，礫石分選性和滾圓性極差，排列方向不明顯。礫徑大多為30～0 cm，大者達1 m，成分為混合片麻巖，花崗巖偉晶巖等，厚度一般為1.5～20 m。

2.2 構(gòu) 造

2.2.1 斷裂構(gòu)造

(1)1#斷層發(fā)育于中元古界渣爾泰山群石英片巖中，走向約103°，長約2 000 m，為一逆斷層。

(2)2#斷層發(fā)育于中元古界渣爾泰山群石英片巖中，走向約100°，長約2 900 m，斷層兩側(cè)巖石產(chǎn)狀一致。

(3)3#斷層發(fā)育于渣爾泰山群黑灰色板巖與石英片巖中，為2組巖層的界限，長約 1 900 m，走向近40°，為一正斷層。

(4)4#斷層發(fā)育于渣爾泰山群黑灰色板巖中，斷層產(chǎn)狀近36°，長約2 250 m，為一逆斷層。

(5)5#斷層發(fā)育于渣爾泰山群黑灰色板巖，暗色板巖夾灰色、黃灰色灰?guī)r，群石英片巖中，走向約140°，長達2 370 m，為一正斷層。

2.2.2 褶皺構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造形態(tài)以單斜構(gòu)造為主，地層總體呈一向東南傾的單斜產(chǎn)出，局部有彎曲變形。地層走向5°～30°，傾向95°～125°，傾角25°～65°。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)巖漿活動較為頻繁，巖漿巖較發(fā)育，但巖性較單一，主要為志留紀深綠色強烈蝕變輝長輝綠巖及奧陶紀閃長巖脈、閃長玢巖脈、石英閃長巖脈。志留紀輝長輝綠巖為區(qū)內(nèi)的主要巖體，出露于礦區(qū)西北部，出露面積較廣，多數(shù)以巖床形態(tài)順層侵入，傾角與巖層一致，一般為45°～65°。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 巖脈特征

礦區(qū)內(nèi)主要為石英閃長巖，分布于礦區(qū)北部，出露面積極小，巖石呈黑灰色、灰綠色，風(fēng)化面呈褐色，多為柱粒結(jié)構(gòu)和似柱粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成分主要為中長石、黑云母和石英。

3.2 礦體(化)特征

礦區(qū)內(nèi)礦化蝕變帶主要分布于中元古界渣爾泰山群暗色板巖及志留紀輝長輝綠巖中，主要為錳、鐵、銅等多金屬礦化點。其中，渣爾泰山群錳礦化蝕變帶位于礦區(qū)中部，走向近90°，東西向延展約850 m，以海綿隕鐵結(jié)構(gòu)為主，呈透鏡體狀，主要產(chǎn)于含礦巖體中部，中部最寬處為100 m，可以在巖體中或其附近圍巖的裂隙中發(fā)現(xiàn)礦體，礦體受裂隙控制，具有巖漿分結(jié)晚期的礦床特征。

根據(jù)該基性巖體,地表發(fā)現(xiàn)了銅礦化現(xiàn)象(北壕村北)及巖石中常見的黃鐵礦，說明硫化物在巖體的形成過程中占有一定地位。經(jīng)光譜分析表明，巖體中Cu、Ni、Co、Ti含量較高，并在人工重砂中見到鈦礦物金紅石、鈦鐵礦和白鈦石，其中鈦鐵礦在成巖期偶見，金紅石則僅見于成礦期。

3.3 變質(zhì)作用與構(gòu)造蝕變

礦區(qū)變質(zhì)巖以上太古界及中晚元古界區(qū)域變質(zhì)作用所形成的片麻巖、板巖為主，變質(zhì)巖主要礦物組合為石英、角閃石、斜長石、黑云母，在變質(zhì)作用過程中無明顯交代現(xiàn)象。除斜長石外，其他礦物幾乎同時形成，反映了變質(zhì)作用是在化學(xué)條件平衡而又充分的狀態(tài)下進行的，因而礦區(qū)變質(zhì)巖應(yīng)屬鐵鋁榴石低角閃巖相。礦區(qū)圍巖蝕變一般，主要見弱絹云母化及弱硅化。

巖石局部見有變余殘斑結(jié)構(gòu)，變余輝綠結(jié)構(gòu)，但形狀不規(guī)則。巖石礦物顯微晶質(zhì)，強烈蝕變，普遍次角閃石化，也有不同程度的綠簾石化、綠泥石化、絹云母化和輕微的碳酸鹽化。該類蝕變礦物占總礦物的90%以上，并且結(jié)晶微小，肉眼難以觀察。巖石現(xiàn)存狀態(tài)為次閃石巖，成灰綠色至深綠色，纖維變晶結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造，巖石85%以上由纖維狀，毛發(fā)狀次角閃石組成。局部強烈的綠泥石化，斜長石多被交代，往往與綠泥石，綠簾石和次生石英共生，共占總含量的5%～10%。

在鏡下鑒定發(fā)現(xiàn)，磁鐵礦也是該礦床成巖期的常見副礦物?；鶐r光譜分析表明，巖石中微量元素V，Ge，Ni，Go,Ti含量較高是尋找Cu，Ni礦床的成礦遠景區(qū)，礦區(qū)各微量元素含量見表1。

結(jié)合巖體的構(gòu)造特點和蝕變作用，說明表1中各元素的富集是有利的。結(jié)合加里東期侵入巖特點及構(gòu)造蝕變現(xiàn)象分析，認為礦區(qū)極有可能存在具有銅鎳的巖漿分異型礦床，推測可能存在隱伏礦體。

表1 礦區(qū)內(nèi)各微量元素含量 %

元素TiVMnCrNiCoBaSrPb含量0.07～0.120.013～0.0470.01～0.030.001～0.003<0.0010.001～0.0120.01～0.070.015～0.1600.001～0.015元素ZnCuGeLiYLaBeZrSn含量0.004～0.0130.002～0.0070.0010.0010.0010.0010.0010.005～0.0130.001

4 礦床成因

小佑山東多金屬礦床受早元古代侵入巖、加里東期侵入巖、熱液蝕變及構(gòu)造斷裂帶的綜合控制，成礦具有多階段性， 成礦熱液具有活動的多期性。在中元古界渣爾泰山群中的板巖組地層中輝長輝綠巖中及其圍巖板巖中存在銅礦化現(xiàn)象,在礦區(qū)中部板巖組巖層中含大量錳、鐵礦化點，且錳礦化現(xiàn)象明顯、礦化范圍大、延展性好。

早元古代巖體多由斜長巖、輝長巖組成，以斜長巖為主，為多次侵入的復(fù)式巖體。巖體產(chǎn)于斜長巖原生裂隙和斷裂中以及斜長巖與輝長巖接觸帶中的凸鏡狀和脈狀礦體中，符合巖漿分異晚期的成礦特征。含礦巖體(或巖相帶)往往產(chǎn)于同一構(gòu)造期較晚的階段，較晚侵入的含礦巖體具有分異更好、礦化更富集的特點[8]。鉻、鉑族元素、銅鎳硫化物的巖漿礦床一般易形成晚期巖漿礦床。巖漿型銅鎳硫化物礦床是源于地幔的大型巖漿事件的產(chǎn)物[9]，成礦巖漿地幔超臨界流體對巨量成礦元素的運移和聚集具有重要作用，是賦存銅、鎳及鉑族元素資源的重要礦床類型[10]。

中元古代火山活動及其伴隨的構(gòu)造作用使斷裂帶活化的同時與新加入的成礦元素和早期初步富集的成礦物質(zhì)一起再次遷移富集。巖漿活動表現(xiàn)為多期性，志留紀巖體與奧陶紀巖脈大規(guī)模的巖漿活動并沿構(gòu)造破碎帶局部充填，且自身攜帶的成礦物質(zhì)分異，同時由于成礦物質(zhì)活化轉(zhuǎn)移提供充足熱源，加上構(gòu)造蝕變等因素最終促使多金屬礦的形成。斷裂破碎帶為成礦提供了重要場所，為含礦熱液的上升運移和金屬礦物的結(jié)晶沉淀提供了有利通道，同時也屏蔽了礦液的流失，有利于多金屬礦的完好保存。

因此，小佑山東多金屬礦床的成礦時代應(yīng)屬于古元古代，破碎帶蝕變巖型礦床屬銅鎳的巖漿分異型礦床。

5 找礦標志與找礦遠景

5.1 找礦標志

①礦體時代,中元古界渣爾泰山群石英巖組，板巖組礦體賦存地層;②構(gòu)造標志,近EW—NNE向的斷裂與層間裂隙發(fā)育地帶有礦脈充填;③直接標志,硫化物多金屬礦物組合發(fā)育于蝕變破碎帶內(nèi)地段，是尋找礦化富集的主要地段;④間接標志,微量元素V、Ge、Ni、Go、Ti含量較高， 是尋找Cu，Ni礦床的間接找礦標志。

5.2 找礦遠景

(1)礦區(qū)中元古界渣爾泰山群石英巖組和板巖組是尋找鐵，銅，錳等多金屬礦的目的礦層。板巖組與石英巖組地層中的鐵錳礦脈基本與其相鄰斷層走向一致，可能是斷裂旁側(cè)斷層被后期基性巖所充填，且都形成鐵，銅，錳礦化，進而為成礦遠景開發(fā)提供一定的依據(jù)。

(2)在人工重砂中發(fā)現(xiàn)鈦礦物組合，能夠更靈敏的反映成巖成礦的環(huán)境變化，是巖石和礦床成因類型劃分的重要依據(jù)之一[11]，鈦礦物組合中的金紅石是含銅巖體中一種重要的副礦物, 其含量、顆粒大小、成分等特征對于主礦體位置和勘探找礦具有一定的指示意義[12]。

(3)礦體多與斷裂帶平行，可能與相鄰斷裂帶有關(guān)，結(jié)合加里東期侵入巖特點及構(gòu)造蝕變現(xiàn)象光譜綜合分析方法，認為礦區(qū)北部輝長輝綠巖中的銅礦化與此地形成的巖漿分異型礦床有關(guān)，據(jù)此可初步確立找礦信息標志。

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Analysis on the Prospecting Perspective and Genesis of Xiaoyoushandong Polymetallic Mine

Tang Zongyuan Zhang Pu Feng Zhao Cao Xinya Huo Yanan Liu Shanshan

(Graduated School,Shijiazhuang University of Economics)

Xiaoyoushandong polymetallic mine in Urad Zhongqi, Inner Mongolia is located in Langshan-Zha'ertaishan rift through within middle section of the northern edge of north China platform,where many large scale-super large scale Cu,Pb,Zn Fe polymetallic sulfide deposits are characterized by similar features.Through analysis of the regional geological setting,mining geological characteristics,the characteristics of mineralization enrichment of Xiaoyoushandong polymetallic mine,the results show that:①the deposits in the mining area is belongs to magmatic differentiation type deposits,in the mining area,the Mesoproterozoic Erathem Zhaertai group quartz rock group,slate group are the main strata occurrence of orebody,the EW trending faults and inter-layer fissure is a powerful part of mineralization;②the ore veins in this ore deposits are all controlled by EW—NEE trending faults and distribute in groups and zones densely,the deposits are formed in different locations and times;③sulfide and polymetallic mineral assemblage area is the main area for mineralization enrichment, contents of trace elements such as Vanadium,Calcium,Nickel,Cobalt,Titanium in the rocks of the mining area is higher than other areas,and the multi-period magmatic hydrothermal activity is strong,so,the metallogenic prospect of the mining area is good.The above conclusions have certain reference value for the the prospecting work in this area.

Polymetallic mine, Magmatic differentiation type deposit, Mineralization and alteration， Genesis of deposit, Prospecting prospective

2014-12-26)

唐宗源(1990—)，男，碩士研究生，050031 河北省石家莊市槐安東路136號。