內(nèi)蒙古查干敖包鐵-鋅多金屬礦床的地質(zhì)特征及找礦方向

常春郊，叢潤祥，劉桂閣，齊立華，王治華，王 梁，張慧玉，孔媛媛

（武警黃金地質(zhì)研究所，河北廊坊065000）

0 引言

查干敖包鐵-鋅多金屬礦床位于內(nèi)蒙古自治區(qū)東烏珠穆沁旗道特淖爾鎮(zhèn)，位于額仁高比南東約15 km.該礦床為原內(nèi)蒙古地質(zhì)局126隊(duì)于1958年7月發(fā)現(xiàn)，并進(jìn)行了檢查評價(jià)，20世紀(jì)七八十年代先后有幾家地質(zhì)單位對該礦進(jìn)行了勘查工作，但是一直沒取得突破.2003～2004年，內(nèi)蒙古地勘九院對該礦進(jìn)行詳查工作，在查干敖包礦區(qū)范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)34條礦體，共獲得全鐵平均品位為37.42%的礦石量1000多萬噸，平均品位為4.55%的鋅金屬量為30多萬噸，鐵和鋅都達(dá)到了中型規(guī)模.由于該礦床所處位置偏遠(yuǎn)，工作條件較差，因此該礦床的基礎(chǔ)地質(zhì)研究程度較低，礦區(qū)外圍的找礦勘查工作也存在諸多問題.本文將通過對查干敖包鐵-鋅多金屬礦床地質(zhì)特征、控礦因素、巖漿作用系統(tǒng)分析，總結(jié)鐵、鋅多金屬礦找礦標(biāo)志，指出礦區(qū)今后的主要找礦方向.

1 成礦地質(zhì)背景

礦區(qū)大地構(gòu)造位置處于西伯利亞板塊東南緣查干敖包-奧尤特-朝不楞早古生代構(gòu)造-巖漿巖帶東段.區(qū)域范圍內(nèi)出露的地層有中奧陶統(tǒng)、上志留統(tǒng)、泥盆系、下二疊統(tǒng)、侏羅系和白堊系火山-沉積巖以及古近系、新近系和第四系沉積物.區(qū)內(nèi)巖漿巖分布廣泛，其中以海西期、印支期和燕山期巖漿巖最為發(fā)育，巖漿活動(dòng)具有多期多階段活動(dòng)特征［1］，并且與金屬礦床具有密切的空間分布關(guān)系［2-5］.區(qū)內(nèi)主干斷裂為北東向賀根山-索倫山深斷裂和查干敖包-東烏旗深大斷裂.褶皺構(gòu)造發(fā)育，褶皺軸向與區(qū)域主干斷裂一致，表現(xiàn)為一系列的北東向復(fù)式背斜和向斜.本區(qū)中元古代中期，受強(qiáng)烈隆升和大規(guī)模裂陷作用影響，華北地臺裂解為兩個(gè)古大陸塊體，即南側(cè)的華北地臺和北側(cè)的西伯利亞板塊，并且在二者之間形成寬闊的大洋盆地.早泥盆世到早石炭世（416～318 Ma），在西伯利亞板塊南緣，古蒙古洋殼沿查干敖包-奧尤特-朝不楞一線持續(xù)向北俯沖，古板塊相互作用所誘發(fā)的巖漿活動(dòng)可在構(gòu)造有利部位形成一系列海西期鎂鐵質(zhì)和花崗巖類侵入巖［6-8］.與此同時(shí)，與巖漿活動(dòng)有關(guān)的熱液流體與圍巖發(fā)生一定規(guī)模的水-巖交換反應(yīng)，并且產(chǎn)出有一系列熱液脈型銅、金、鉛-鋅-銀和鎳礦化點(diǎn).中—晚石炭世（318～295 Ma），無論是在華北地臺北緣，還是沿西伯利亞板塊南緣，內(nèi)蒙古洋殼與古大陸塊體發(fā)生多期次俯沖、碰撞和對接作用.隨后古板塊相互作用誘發(fā)了大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)和巖漿侵入活動(dòng)，在古大陸邊緣許多地段堆積了巨厚的中酸性火山-沉積巖并形成眾多的花崗巖類侵入巖體［9-12］.二疊世時(shí)，東烏珠穆沁旗一帶及鄰區(qū)各類古大洋盆地先后閉合，華北地臺與西伯利亞板塊最終結(jié)合為一個(gè)整體.在此之后，研究區(qū)開始進(jìn)入到一個(gè)嶄新的地殼演化階段，區(qū)域性張裂構(gòu)造作用導(dǎo)致一系列斷陷盆地的形成，并且伴隨有一定規(guī)模的富堿性巖漿活動(dòng).巖漿熱液流體對早期火山-沉積巖地層中的“礦源層”或“礦胚”進(jìn)行淋濾與萃取，并且在構(gòu)造有利部位形成一系列金屬礦床（點(diǎn)）［1，12］，如查干敖包鐵-鋅礦床、曼特敖包鋅礦床和阿爾哈達(dá)鉛-鋅-銀礦床等.

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)范圍內(nèi)地層出露較差，除大部分被第四系覆蓋外，其余主要為中奧陶統(tǒng)多寶山組淺海相沉積巖和石炭系寶力格廟組陸相沉積地層（圖1）.

圖1 查干敖包礦區(qū)地質(zhì)圖（據(jù)文獻(xiàn)［13］修改）Fig.1 Geologic map of the Qagan Obo orefield（modified Reference［13］）

中奧陶統(tǒng)多寶山組是礦區(qū)范圍內(nèi)分布最廣的地層，主要巖性為大理巖和凝灰質(zhì)板巖.大理巖出露于礦區(qū)的北部、東南部.代表性樣品呈灰白—乳白色，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造.礦物成分基本全為方解石，呈自形—半自形—他形粒狀，緊密鑲嵌，粒度大小一般在1～3 mm之間.方解石晶體中可見有大量的氣液包裹體.凝灰質(zhì)板巖出露于礦區(qū)西南部.代表性樣品呈灰—灰黑色，變余泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造，巖石中隱晶質(zhì)的鱗片狀礦物（黑云母和絹云母）呈定向排列，由凝灰質(zhì)礦物蝕變而成.此外，尚含有隱晶質(zhì)的長石和石英及細(xì)脈狀的綠泥石集合體等.

石炭系寶力格廟組出露于礦區(qū)西部，主要巖性為巖屑、晶屑凝灰?guī)r和含礫巖屑凝灰?guī)r.巖屑、晶屑凝灰?guī)r為灰白—灰黃色，凝灰質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要由火山巖巖石碎屑以及部分石英晶屑組成.玻璃質(zhì)成分已經(jīng)脫?；?，變成沸石及黏土礦物，不透明礦物少量.含礫巖屑凝灰?guī)r為灰白色，礫石成分與巖屑成分大致相當(dāng)，主要是火山巖，其次為少量閃長巖巖屑.

第四系在礦區(qū)范圍內(nèi)分布廣泛，主要為黑色、棕褐色腐殖土及砂質(zhì)黏土、砂礫層.

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造線方向與區(qū)域構(gòu)造線方向一致，呈NE50°左右.礦區(qū)附近次級斷裂構(gòu)造發(fā)育，可分為NW向和NE向兩組，且以NW向?yàn)橹?NW向斷層屬于橫切正斷層，斷距一般5～10 m，最大可達(dá)100 m左右，斷層走向?yàn)?280～330°，傾向 NE，傾角 70～80°.NE 向斷裂走向?yàn)?0°左右，斷層性質(zhì)及傾斜方向不清楚.礦區(qū)范圍內(nèi)褶皺構(gòu)造不發(fā)育，總體屬于查干敖包復(fù)背斜的一部分.地層呈單斜產(chǎn)出，走向NE，傾向310～320°，傾角40～50°.

2.3 侵入巖

礦區(qū)附近分布的巖漿巖主要有礦區(qū)東側(cè)的查干敖包石英閃長巖巖體以及正長斑巖脈和閃長玢巖脈等.

石英閃長巖分布于查干敖包礦區(qū)的北東方向2 km處，巖體東西長約10km，南北寬約6km，面積約60km2，呈巖株?duì)町a(chǎn)出.代表性樣品呈灰白略帶淺肉紅色，細(xì)粒不等粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造.巖石礦物組成主要有斜長石、普通角閃石和石英.正長斑巖脈分布于礦區(qū)南部和北部，走向與地層一致.代表性巖石呈斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)呈微晶—隱晶結(jié)構(gòu).斑晶主要為已絹云母化的更鈉長石，基質(zhì)為鈉長石、石英以及少量的綠簾石和不透明礦物.閃長玢巖脈分布于礦區(qū)以及礦區(qū)的北部.代表性樣品殘留斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造.斑晶主要為斜長石和暗色礦物，基質(zhì)為斜長石、磁鐵礦、角閃石、微晶黑云母等.

2.4 接觸變質(zhì)作用

接觸變質(zhì)作用主要位于查干敖包石英閃長巖西側(cè).查干敖包巖體侵入中奧陶統(tǒng)多寶山組地層中，在內(nèi)外接觸帶形成夕卡巖化帶.該夕卡巖化帶長3000 m左右，最寬可達(dá)800 m，呈NE向展布.主要巖性為綠簾石夕卡巖、石榴子石夕卡巖、綠簾石石榴子石夕卡巖、透輝石石榴子石夕卡巖和陽起石夕卡巖.

3 礦床特征

3.1 礦體特征

查干敖包礦區(qū)范圍內(nèi)已發(fā)現(xiàn)34條礦體，其中工業(yè)礦體18條（鐵礦體7條，鋅礦體5條，鐵-鋅礦體6條）.在所有的礦體中，Ⅰ號礦體為主要礦體，其鐵礦石儲量占礦區(qū)總儲量的90.86%，鋅礦石儲量占總儲量的47.23%，鐵-鋅礦礦石儲量占總儲量的87.77%，其他礦體相對規(guī)模較小.各礦體規(guī)模大小不等，走向長數(shù)十米至315 m，延深數(shù)十米至425 m，礦體呈似層狀、透鏡狀，走向一般為 20～40°，傾向 NW，傾角 37～70°，局部傾向 SE，傾角 62～70°.

Ⅰ號礦體的主要特征為：呈似層狀、透鏡狀，走向一般為 23～35°，傾向 NW，傾角 37～50°，礦體上陡下緩，但總體較穩(wěn)定.礦體走向長220～315 m，延深大于425 m，礦體厚度 2.43～67.99 m，平均 35.06 m.地表淺部（0～84 m）為氧化礦，均以鐵為主，氧化帶以下為原生礦.在原生礦中又可劃分為鐵礦石、鋅礦石和鐵-鋅礦石3種礦石類型，并以鐵-鋅礦為主.鐵礦體厚度2.43～49.64 m，平均厚度15.63 m，氧化鐵和原生鐵礦的TFe平均品位分別為27.90%和47.54%；鋅礦體厚度為2.34～27.40 m，平均厚度9.04 m，Zn平均品位4.23%；鐵-鋅礦體厚度5.39～67.99 m，平均厚度24.09 m，TFe和Zn品位分別為36.30%和4.50%.

3.2 圍巖蝕變

查干敖包巖體、正長斑巖脈和閃長玢巖脈都侵入中奧陶統(tǒng)多寶山組地層中.受接觸變質(zhì)作用影響，從巖體邊緣經(jīng)內(nèi)外接觸帶到沉積巖地層，圍巖蝕變分帶為：①蝕變巖漿巖帶；②夕卡巖帶；③角巖帶；④大理巖帶.各蝕變帶寬度變化范圍從幾十厘米到幾十米，局部地段為逐漸過渡或相互疊加關(guān)系.除此以外，圍巖地層中還可以見到硅化、高嶺土化、綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化.地表以及淺部褐鐵礦化強(qiáng)烈.鋅鐵多金屬礦體大多在夕卡巖帶內(nèi)產(chǎn)出，兩者空間分布形態(tài)完全受巖體與地層內(nèi)外接觸帶產(chǎn)狀控制，夕卡巖化與鋅鐵多金屬礦化關(guān)系十分密切.

3.3 礦石類型

礦石自然類型大體可分為5種：①石榴石閃鋅礦磁鐵礦礦石；②石榴石磁鐵礦閃鋅礦礦石；③磁鐵礦石榴石礦石；④石榴石磁鐵礦礦石；⑤含石榴石磁鐵礦礦石.礦石工業(yè)類型可分為4種：①鋅礦石，原生礦和氧化礦，氧化類型礦石主要分布于地表淺部0～84 m處，以鐵礦為主，原生礦石位于氧化礦石的底部，包括鐵礦石、鐵-鋅礦石和鋅礦石；②貧鐵、鋅礦石（鐵、鋅礦石），鐵鋅共生，地表該類礦石多為氧化礦石；③貧鐵礦石，為早期勘查最主要礦石；④低硫富鐵礦石.

3.4 礦石特征

礦石結(jié)構(gòu)以他形晶粒狀、半自形—自形晶粒狀為主.礦石構(gòu)造主要有浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造、致密塊狀構(gòu)造、斑雜狀構(gòu)造，次要的礦石構(gòu)造有角礫狀構(gòu)造、充填脈狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造.主要金屬礦物成分為磁鐵礦、閃鋅礦、鏡鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦，少量軟錳礦、水錳礦等，偶見黃銅礦、方鉛礦、輝銻礦、輝鉍礦、黃鐵礦及孔雀石.主要脈石礦物有石榴子石（鈣鐵榴石、鈣鋁榴石）、透閃石、透輝石、硅灰石，少量綠簾石、石英、方解石、黑云母等.主要金屬礦物及脈石礦物特征如下.

閃鋅礦：黑—黑褐色，金屬光澤，他形粒狀、半自形粒狀，粒度一般約0.3 mm，集合體呈浸染狀、脈狀及不規(guī)則團(tuán)塊狀.閃鋅礦形成晚于早期磁鐵礦，分布于石榴石及磁鐵礦晶粒間，或沿裂隙充填，有時(shí)具交代現(xiàn)象.

磁鐵礦：鋼灰色，半金屬—金屬光澤，以他形粒狀結(jié)構(gòu)為主，半自形、自形晶粒狀次之，粒度一般在0.1～0.2 mm.集合體多呈浸染狀、細(xì)脈狀、放射狀、星散狀，當(dāng)顆粒緊密鑲嵌時(shí)則呈致密塊狀、團(tuán)塊狀.磁鐵礦晶粒邊緣或局部表面可赤鐵礦化.

石榴石：黃褐色、黃綠色、棕黃色，玻璃光澤－油脂光澤，以他形粒狀及半自形晶為主，粒度0.1～4 mm不等.透輝石：可分為兩種，一種為淺灰色，玻璃光澤，粗大粒狀、柱狀，自形程度高，與早期石榴石和磁鐵礦密切共生；另一種為淡綠色，細(xì)粒狀，與綠簾石共生.根據(jù)金屬礦物的共生組合、相互交代及穿插關(guān)系，將金屬礦物生成順序列于表1.

表1 查干敖包鐵-鋅礦床金屬礦物生成順序一覽表Table 1 Forming sequence of metal minerals in the Qagan Obo Fe-Zn deposit

4 控礦因素分析

4.1 地層控礦作用

礦區(qū)范圍內(nèi)地層出露較差，除大部分被第四系覆蓋外，其余主要為中奧陶統(tǒng)多寶山組淺海相沉積巖和石炭系寶力格廟組陸相沉積地層.與鐵、鋅多金屬成礦關(guān)系密切的地層主要為多寶山組，在查干敖包閃長巖體與多寶山組淺海相沉積巖的接觸部位，往往形成含鐵-鋅礦層及錳礦層的夕卡巖帶，夕卡巖帶的形態(tài)和產(chǎn)狀受接觸帶控制，鐵、鋅礦體主要呈似層狀、條帶狀和透鏡體狀分布于夕卡巖帶中.

4.2 構(gòu)造控礦作用

區(qū)域性NE向查干敖包-東烏旗深大斷裂控制著本區(qū)的構(gòu)造演化和發(fā)展，也控制著本區(qū)巖體和多金屬礦床的產(chǎn)出.礦區(qū)主體構(gòu)造線方向與區(qū)域構(gòu)造線方向一致，NE和NW向的次級斷裂和構(gòu)造破碎帶是礦區(qū)的控礦構(gòu)造，控制礦體的產(chǎn)出.

4.3 巖漿巖與成礦的關(guān)系

礦區(qū)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，礦區(qū)附近分布的巖漿巖主要有礦區(qū)東側(cè)的查干敖包石英閃長巖巖體以及正長斑巖脈、閃長玢巖等.張萬益等［13-14］通過對查干敖包鐵-鋅多金屬礦床巖礦石硫、鉛、銣-鍶和釤-釹同位素研究，認(rèn)為查干敖包成礦物質(zhì)來源于巖漿并受到地殼物質(zhì)的混染，查干敖包石英閃長巖體為鐵-鋅多金屬成礦不僅提供了成礦物質(zhì)，而且還提供了成礦流體和成礦動(dòng)力.

4.4 變質(zhì)作用控礦

礦區(qū)內(nèi)不同地層的巖石次生變化比較強(qiáng)烈，主要表現(xiàn)為接觸熱變質(zhì)蝕變.接觸變質(zhì)作用主要位于查干敖包石英閃長巖西側(cè)，巖體侵入中奧陶統(tǒng)多寶山組地層中，在內(nèi)外接觸帶形成夕卡巖化帶.熱動(dòng)力變質(zhì)作用則主要表現(xiàn)為夕卡巖化，形成較多的含水夕卡巖礦物，主要為鈣鐵榴石.礦化作用以磁鐵礦化和閃鋅礦化為主，磁鐵礦化形成較早，主要出現(xiàn)在夕卡巖化之后，交代石榴子石夕卡巖，并受其控制.在表生條件下，部分磁鐵礦可形成赤鐵礦和褐鐵礦.閃鋅礦化的形成稍晚于磁鐵礦，形成的閃鋅礦顏色一般較深，含鐵較多，屬成礦溫度較高之類.表生條件下，閃鋅礦多氧化流失.后期熱液蝕變作用主要有硅化、綠簾石化、碳酸巖化及孔雀石化.

5 找礦標(biāo)志

（1）地層標(biāo)志：中奧陶統(tǒng)多寶山組淺海相沉積巖.

（2）構(gòu)造標(biāo)志：NW向張性及NE向斷裂構(gòu)造，兩組構(gòu)造疊加復(fù)合部位是鐵、鋅多金屬礦化富集和巖漿活動(dòng)的有利場所.

（3）巖漿巖標(biāo)志：巖漿活動(dòng)為鐵、鋅多金屬的活動(dòng)及富集提供了動(dòng)力，在巖體內(nèi)外接觸帶分布著一系列鐵-鋅多金屬礦（化）點(diǎn).

（4）化探異常標(biāo)志Fe、Pb、Zn 異常.區(qū)內(nèi) 1∶20 萬 Fe、Pb、Zn異常較多，且組合元素多，異常強(qiáng)度大，分帶性好.Fe、Pb、Zn異常大多與構(gòu)造、巖漿巖關(guān)系密切.一些異常區(qū)內(nèi)或附近已發(fā)現(xiàn)了Fe、Pb、Zn多金屬礦點(diǎn).

（5）圍巖蝕變標(biāo)志：硅化、褐鐵礦化、鐵錳礦化、高嶺土化、螢石化以及鈉長石化.

6 找礦方向

礦區(qū)內(nèi)及周邊區(qū)域夕卡巖化蝕變廣為發(fā)育，并與已知鐵、鋅多金屬礦成礦關(guān)系最為密切.特別是中奧陶統(tǒng)多寶山組淺海相沉積巖與多期次中酸性巖漿侵入體接觸帶及圍巖裂隙密集帶，在遭受后期含礦熱液浸染蝕變之后更有利于成礦，是鐵鋅多金屬礦化的最主要含礦空間和儲礦部位.本礦區(qū)南部和東部區(qū)域高精度地磁異常發(fā)育且規(guī)則，多金屬元素化探異常強(qiáng)度高，濃集中心清晰，尤其在已知礦化范圍之外尚有很大的異常分布，表明該礦區(qū)外圍尚有很大的找礦空間.因此，針對這一區(qū)域開展更大比例尺的地質(zhì)填圖和更進(jìn)一步的物、化探及工程揭露控制，進(jìn)一步擴(kuò)大礦區(qū)規(guī)模，發(fā)現(xiàn)諸如與火山機(jī)構(gòu)相關(guān)的火山熱液型等新的礦化類型，擴(kuò)大地質(zhì)找礦遠(yuǎn)景和成果，具有重要意義.

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