蒙古烏蘭多金屬礦地質(zhì)特征與控礦因素研究

張順國 張亞鋒

摘要：烏蘭多金屬礦位于喬巴山礦區(qū)北部，蒙古中央褶皺體系的東北部。喬巴山北部礦區(qū)屬于科盧連背斜褶皺北部隆起，該隆起自元古代末期起以中等高原的形式發(fā)展而來。礦區(qū)的北部靠近阿金斯基向斜褶皺彎曲處，處于都爾諾特火山構(gòu)造帶烏蘭礦段東北側(cè)。在穆哈爾西北向斷裂帶和穆哈爾東部西北向斷裂帶間礦區(qū)由東南向西北方向延伸，礦區(qū)有發(fā)達的巖管狀礦脈。本文對烏蘭多金屬礦地層、構(gòu)造特征進行了詳細分析，并對礦床地球化學特點以及成礦因素進行了深入研究，對以后的工作具有十分重要的參考意義。

關(guān)鍵詞：蒙古；烏蘭多金屬礦；地質(zhì)特征；控礦因素

1. 地層特征

礦區(qū)在其地質(zhì)發(fā)展上有著悠久的歷史，因此它的結(jié)構(gòu)形成屬于不同時期，巖石也多種多樣。礦區(qū)中生代以前形成的巖層有著多樣的成分，分布著元古代和一少部分古生代的沉積巖和火山巖，閃石巖相和綠簾巖相變質(zhì)巖，還有各種各樣的混合巖、花崗質(zhì)片麻巖、花崗巖類，在這些花崗巖類主要是花崗閃長巖和古生代早期與晚期的花崗巖。

在中生代，由于地質(zhì)構(gòu)造巖漿活動頻繁，在該區(qū)形成了大量的火山構(gòu)造結(jié)構(gòu)和斷裂帶旁的盆地，這些盆地屬于東北向的蒙古國——泊里阿爾恭火山帶。在東北和西北斷裂帶交界處形成了都爾諾特、烏戈達姆、杜爾根和各種形狀的礦體和霏細斑巖巖脈、石英斑巖巖脈和粗面安山巖巖面。

2. 構(gòu)造特征

礦床大地構(gòu)造特點在于它的復雜性，這主要是因為都爾諾特火山結(jié)構(gòu)的形成經(jīng)歷了漫長的歷史過程，經(jīng)過了多次的地殼變遷。具有很好發(fā)育的斷裂現(xiàn)象，這些斷裂現(xiàn)象在方向、形態(tài)、時間和堆積深度都各不相同。由角礫石堆積而成的礦脈是礦床的獨特結(jié)構(gòu)。

主要的控礦結(jié)構(gòu)是西北（320°～340°）穆哈爾斷裂區(qū)，該斷裂區(qū)寬度約為2公里，長度延伸為幾十公里。該斷裂區(qū)包括穆哈爾斷裂帶，東穆哈爾斷裂帶，西姆哈爾斷裂帶，這三個斷裂帶相互間的距離為400m～1000m。這些斷裂帶是向西南方傾斜而下的斷層——平移斷層，斷層的垂直位移為幾十米。這些斷裂帶由若干水平和豎直的斷層泥或礦物角礫石構(gòu)造層組成，伴有厚度為30m～40m的粉碎區(qū)和裂隙區(qū)。東穆哈爾斷裂帶包括長度約為2公里的石英斑巖礦脈。除了上面所說的主要礦層，在穆哈爾斷裂區(qū)還有一些小的斷裂。這些小斷裂與主礦層基本平行或者與這些主礦層的方位角為290°～310°。這些小斷裂的長度多為幾百米，有時也能達到幾公里，厚度為幾米到10m～20m。這些斷裂表現(xiàn)為細小的裂隙區(qū)，但也有有位移痕跡的構(gòu)造礦層。穆哈爾斷裂區(qū)的發(fā)展歷史很漫長。其主要的礦層包括石英斑巖礦脈，多金屬礦脈，在這些礦層上保存著成礦流體運動的明顯痕跡，成礦流體運動伴有硫化物的粉碎，所有這些說明了在后中生代時期這里多次出現(xiàn)了構(gòu)造運動。

礦區(qū)除了有陡峭的斷裂，還有斜坡式斷裂，它們主要是沿著火山沉積巖各層的接觸面發(fā)育，很少有出現(xiàn)在這些礦層的內(nèi)部。最大的斷裂在霏細石基底（古爾旺布拉克斷裂），這個斷裂延綿通過整個礦床，它是一個斜坡式斷裂，伴有粉碎區(qū)和厚度為幾米到10米的裂隙區(qū)。在這個斷裂沒有發(fā)現(xiàn)多金屬礦的位移。結(jié)構(gòu)間的小型斷裂在各個區(qū)域底層都很普遍，特別是出現(xiàn)陡峭斷裂的巖層交界處。

3. 礦床地球化學特點

烏蘭礦的地球化學特點，烏蘭礦包括三種巖相：鐵礦——矽卡巖礦相，多金屬——矽卡巖——變安山巖巖相，鉬——鈾巖相。每個礦相都有直接和間接礦化指示元素組合，直接和間接礦化指示元素在礦石和礦物的密集程度和關(guān)聯(lián)程度上有所不同。直接礦化指示元素的特點是含量高（從10～1000或者更高的克拉克值），與主要礦物元素的關(guān)聯(lián)關(guān)系良好（關(guān)系系數(shù)超過0.3）。而間接礦化指示元素的特點是較高的含量（1.5～10的克拉克值），與主要礦物元素的關(guān)系微弱（關(guān)系系數(shù)低于0.3）。礦床上的主要巖相是多金屬巖相。對這個巖相礦石和圍巖指示元素的分布進行了細致地分析之后發(fā)現(xiàn)了礦體的顯現(xiàn)特點和規(guī)律。多金屬礦體伴生著主要的和次要的地球化學指示元素暈，其中最具指示能力的是鉛、鋅、銀、銅、砷、鎘、金。間接的指示元素是鎳和錫。主要的元素暈的規(guī)模已經(jīng)遠遠（按順序）超過了礦體。元素暈的形狀取決于礦體和容礦結(jié)構(gòu)的形態(tài)，總的說來是重復這些礦體的排列。

4. 控礦因素

烏蘭礦從時間角度可以分出三個礦物形成階段，這三個階段巖漿的地球化學性能各不相同：氣化的巖漿，鐵石礦矽卡巖相的形成與此有關(guān)。地熱氣化巖漿，決定了多金屬礦矽卡巖-變安山巖巖相的形成。地熱巖漿，形成了鉬——鈾巖相，石英——螢石巖相，與其相伴的變質(zhì)板巖巖相。

矽卡巖鐵礦石巖相的年限還不清楚。也許這一巖相的形成是在古生代或者中生代早期的花崗類巖侵入的時期。也不排除說它的形成是在中生代晚期礦脈形成的初期階段。有一點是毋庸置疑的是這些矽卡巖的形成是由于氣化巖漿對元古代晶基變質(zhì)巖石施加影響，在這個礦段變質(zhì)巖含有鐵鎂質(zhì)成分，含有碳酸鹽層。

烏蘭礦大部分新生礦物結(jié)構(gòu)的形成是由于中生代后期構(gòu)造變質(zhì)運動所造成多階段地熱活動。而且在這一活動的最初幾個階段還受氣化放射的影響，礦脈礦物結(jié)構(gòu)里的矽卡巖組合（斧石）的顯現(xiàn)說明了這一點。石英——正長石變質(zhì)物中正長石的規(guī)定溫度（400°C）也說明了這一點。所有這些都是將石英——正長石組合，伴有石榴石、輝石、磁鐵石的綠簾石——起陽石組合歸入氣化——地熱結(jié)構(gòu)的原因，氣化地熱結(jié)構(gòu)的形成是由于鐵——鈣交代變質(zhì)突出表現(xiàn)造成的。

在所有上面所列舉的變質(zhì)巖上是方鋅礦——閃鋅礦礦化階段，伴有石英、螢石和其他礦物。礦化的礦物組合屬于高溫地熱結(jié)構(gòu)。這一點通過地熱研究得到了證實，對上面提到的石英和螢石的氣——液化進行了研究，石英和螢石均化溫度為330℃～350℃，而且在螢石的一條氣化——液化發(fā)現(xiàn)了氯化鈉的封鎖礦物。很有可能，在多金屬礦化過程中氯化物——螢石液體起了很大的作用。為了比較我們說，位于烏蘭礦北部8公里處的巴龍?zhí)K智印礦的螢石的特點是均化溫度為140℃～170℃。這樣的話，礦物組合形成的溫度為300℃～350℃。

為了進一步確認吳蘭多金屬礦成因特點，對幾種硫化物硫的同位成分進行了44次的判定。硫同位素的分析結(jié)果顯示，礦床的所有硫化物的特點是數(shù)值δ34S‰為-1～+4。黃鐵礦和閃鋅礦硫的成分最接近，與此同時，方鉛礦的特點是所含有該元素的同位素更輕。所有硫化物此類硫的同位成分說明這些硫化物有著一致的深層來源。只有個別從2號平硐選出的黃鐵礦是特例，這些黃鐵礦中的重硫數(shù)量要少得多（-5.7和-28.6δ34S‰）。可能這些黃鐵礦中的硫有著生物生成原因。

一致認為，鈾礦礦化與多金屬——矽卡巖——變安山巖巖相相連，變伴有典型的容礦鹽低溫蝕變現(xiàn)象：板巖化、赤鐵礦化，螢石化。鈾礦的形成是低溫膠體地熱巖漿造成的。能證明這一點的是與鈾礦礦物組合的石英、螢石和碳酸鹽氣——液均化溫度很低（90℃～170℃），還有就是礦帶的膠體結(jié)構(gòu)。鈾礦的形成是在酸性環(huán)境條件下，因為與礦化帶相連接的板巖礦是酸性尖滅的結(jié)果。

地熱活動結(jié)束時形成石英——螢石——鈣化物成分的紋理，它們既與多金屬礦體交錯，又與鈾礦化帶交錯。鈣化物和螢石氣——液均化溫度在90℃～120℃間波動。在實驗室對4個樣品使用鉛判斷法確定了瀝青鈾礦的絕對年限分別為1.36億，1.37億，1.43億和1.57億年，除此之外在這個實驗室還使用了鋰——氬的方法確定了烏蘭礦絹云母的成礦年限，為1.61±0.07億年。我們知道，絹云母在圍巖蝕變巖石中的成礦時間要早于多金屬礦的成礦時間，所以多金屬礦的成礦時間大致可確定為1.40～1.60億年間。

這樣的話，烏蘭礦的特點就是具有多種成礦過程：氣化成礦，氣化地熱成礦，地熱成礦。這些成礦過程在時間上與三個礦物形成階段形成對比。

確定了地球化學特征各不相同的礦體巖相和變質(zhì)巖相的形成順序。與古生代晚期的氣化階段相對應的是鐵礦石矽卡巖巖相的形成。氣化地熱和地熱階段是由于中生代后期巖漿構(gòu)造運動形成的。與氣化地熱相對應的是多金屬矽卡巖——變安山巖巖相，與地熱階段對應的是鉬——鈾巖相，石英——螢石巖相，以及與其相伴的板巖變質(zhì)巖相。

5. 結(jié)論

烏蘭金屬礦的形成是由于典型的地熱系活動造成的，該地熱系與不朽的穆哈爾深邃斷裂區(qū)相連。將烏蘭礦和蘇聯(lián)以及世界其他國家類似礦床相比表明烏蘭礦屬于角礫巖巖脈礦床。這樣的礦床常常位于火山帶。這樣的礦床有銅礦，鉍和銅礦床，多金屬礦，鈾礦和其他礦物礦床。

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