多倫火山盆地核桃壩地區(qū)控礦因素及找礦方向

劉小剛，孫國勝

（1. 核工業(yè)二○八大隊，內(nèi)蒙古 包頭 014010；2.吉林大學地球科學學院，吉林 長春 130061）

研究區(qū)位于華北板塊北緣與內(nèi)蒙古中部地槽褶皺系接壤部位，自太古宙至中生代，經(jīng)歷了多期次的構造疊加改造作用，形成了現(xiàn)今大興安嶺主脊斷裂、溫都爾廟—西拉木倫河深斷裂和康?！獓鷪錾顢嗔训壬畲髷嗔训臉嬙煜到y(tǒng)。這套斷裂系統(tǒng)控制了工作區(qū)地層分布、構造運動、火山—巖漿活動以及地質(zhì)演化，且成礦元素在該套斷裂系統(tǒng)控制下經(jīng)歷了長達數(shù)十億年的多期運移與富集過程，每期地殼運動與構造－熱事件均對鈾及多金屬富集起到不同程度的促進作用，至中新生代發(fā)生了廣泛的鈾及多金屬區(qū)域成礦作用；研究區(qū)位于沽源-紅山子鈾成礦帶中部，該鈾成礦帶已發(fā)現(xiàn)460、634、570鈾礦床，且礦化蝕變與核桃壩極為相似，核桃壩找礦潛力極大。

1 區(qū)域地質(zhì)特征和礦區(qū)概況

（1）區(qū)域地質(zhì)特征。在華北地區(qū)，白堊-第三紀地殼的受力狀態(tài)由擠壓轉(zhuǎn)變?yōu)槔?，形成了一些列北東、北北東向展布的火山斷陷盆地，多倫火山碰地、沽源火山盆地、克什克騰火山盆地，這些盆地與鈾礦床的分布關系密切，沽源火山盆地發(fā)育有張麻井460大型鈾鉬礦床、大官場鈾礦床；克什克騰火山盆地發(fā)育鈾534大型鈾礦床；多倫火山盆地至今還未發(fā)現(xiàn)大型規(guī)模的鈾礦床，核桃壩地區(qū)位于與460、534鈾礦床中間為，且處在同一成礦帶，成礦位置極為有利。

（2）礦區(qū)地質(zhì)特征。礦區(qū)內(nèi)地層簡單，出露地層主要是滿克頭鄂博組（J3mk）、白音高老組（J3b）和第四系（Q）；自下而上為滿克頭鄂博組流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、粗面巖；白音高老組為一套流紋質(zhì)火山巖夾沉積碎屑巖，第四系礦主要為沖洪積物、砂礫石、粘土和淤泥。

工作區(qū)的斷裂構造可分為兩類：一類為區(qū)域性的斷裂構造，即北東向或近東西向展布，斷層通過處多呈負地形展布，寬度約10m～50m不等，局部可見構造角礫巖帶，呈透鏡體狀分布，具硅化、褐鐵礦化和大片的泥化特征。另一類為與榛子山火山機構有關的斷裂構造，主要發(fā)育于火山機構的邊部，呈放射狀和環(huán)狀展布，放射狀斷裂呈負地形特征居多，硅化角礫巖帶發(fā)育，蝕變以硅化和褐鐵礦化為主；環(huán)狀斷裂主要火山機構塌陷作用所致，以褐鐵礦化、鐵錳質(zhì)化為特征。核桃壩礦區(qū)主要為第二類構造性質(zhì)[3]。

圖1 研究區(qū)構造位置圖（左上）及核桃壩地區(qū)流紋斑巖分布簡圖

礦區(qū)內(nèi)中生代侵入巖主要出露晚侏羅世滿克頭鄂博期花崗斑巖（J3）和白音高老期次火山巖體—流紋斑巖（J3λ）（圖1）。侏羅紀滿克頭鄂博期花崗斑巖（J3）主要分布于F9構造帶南端，侵入于滿克頭鄂博組地層中，該類侵入相巖石形成于火山根部封閉環(huán)境，與圍巖既有清晰的侵入接觸，又有彌散狀過渡特征；該侵入相時間上形成于火山活動的晚期，空間上受榛子山火山機構控制，巖石特征與火山巖相似，二者應來自同一巖漿房分異的產(chǎn)物[2]。

2 控礦因素分析

（1）斷裂構造。核桃壩地區(qū)位于多倫火山盆地北緣，榛子山破火山南緣，又經(jīng)歷了期次的巖漿活動改造，斷裂構造復雜，主要北北西、北東向兩組，其中北北東向呈微放射狀，北段微分散，南端微聚集，在北北西斷裂的影響下，該地區(qū)地層分布也大致呈北北西向，與構造線方向基本一致，在北北西向構造與北東向構造交叉部位，巖石較破碎，裂隙發(fā)育，發(fā)育硅化、褐鐵礦化、赤鐵礦化蝕變。核桃壩地區(qū)南北向構造為主要的控巖、控礦構造，與北東向構造相交成“入”子形，在榛子山火山活動末期，巖漿活動頻繁，經(jīng)過多次巖漿活動，在巖漿房及巖漿上移過程中由于結(jié)晶分異作用、重力分異作用、同化混染作用等，鈾元素達到一定的富集，在某次巖漿活動中，巖漿上移過程中發(fā)生引爆作用，由于巖漿中揮發(fā)分以及溫度、壓力等變化，使含礦熱液沿隱爆作用的形成的破碎裂隙、震碎的裂隙中發(fā)生成礦作用，形成以隱爆角礫巖裂隙為主要載體的鈾多金屬礦化體。

圖2 含礦巖性典型照片

由鉆探資料可知，該地區(qū)半數(shù)以上的鈾礦體均產(chǎn)在構造角礫巖中；目前在沽源-紅山子鈾成礦帶上發(fā)現(xiàn)的460鈾鉬礦床、大官廠鈾鉬多金屬礦床都與引爆角礫巖有關。

（2）隱爆角礫巖。隱爆角礫巖在區(qū)內(nèi)各個成礦構造帶均有分布，主要受破火山放射性斷裂構造控制，與次流紋斑巖關系密切，影響區(qū)內(nèi)鈾礦化德分布。隱爆角礫巖體主要分布在流紋斑巖體的內(nèi)外接觸帶裂隙發(fā)育地段，空間形態(tài)與流紋斑巖體形態(tài)相似，在剖面上成不規(guī)則條帶狀。

隱爆角礫巖特征及其類型。隱爆角礫巖多見為原地震碎，大多數(shù)角礫基本沒有位移，可拼性較強，大多數(shù)隱爆角礫巖可恢復出原巖模樣；角礫形狀多數(shù)為棱角狀到次棱角狀（圖1），少見次圓狀，角礫形態(tài)差別較大，分布極不均勻，粒徑2mm～10mm，局部地段可見大粒徑，最大達幾厘米，角礫發(fā)育程度不一，大小角礫混雜排列，分選差，磨圓差，還有些部位角礫不發(fā)育；角礫間多充填黑絲細脈狀物質(zhì)，為鈾鉬多金屬成礦物質(zhì)，常具有強烈的赤鐵礦化、硅化、高嶺土化蝕變。核桃壩地區(qū)典型的隱爆角礫巖至少有兩期隱爆作用，第一期隱爆角礫巖角礫成分為火山碎屑巖，角礫形態(tài)多變，多為大小不等的棱角狀，膠結(jié)物為同源同期的巖漿屑或巖屑，少量的輝鉬礦；第二期隱爆角礫巖角礫成分為次火山巖（流紋斑巖），角礫粒徑細小，粒徑1mm～2mm之間，膠結(jié)物質(zhì)為顏色多數(shù)為黑色，多數(shù)含礦，是該區(qū)最主要的賦礦巖石。隱爆角礫巖的主要類型有：①震碎角礫巖：主要發(fā)生在流紋斑巖體的內(nèi)外接觸帶，與圍巖界線不明顯?；境蔬^渡關系，此種類型的巖石具有碎裂結(jié)構的特點，斑晶多發(fā)生破碎，多數(shù)具有碎斑結(jié)構，角礫主要為火山碎屑巖，形態(tài)以棱角狀為主，基本沒有太大位移，去除角礫見充填物，巖石基本可拼接回原樣；②熔融角礫巖：此種類型的角礫巖主要分布在角礫巖筒的中心位置，圍巖沒有明確的界線，基本巖呈過渡關系，角礫石成分多數(shù)為次火山巖體-流紋斑巖，角礫形態(tài)次棱角狀-次圓狀均發(fā)育，粒徑大小不等，多數(shù)可見熔融現(xiàn)象；③隱爆細屑巖和隱爆裂隙帶：此種類型的隱爆角礫巖分布最為廣泛，多數(shù)分布于次級斷裂構造裂隙中，該種隱爆角礫巖多發(fā)育網(wǎng)脈狀細脈，脈體主要多見適應細脈、方解石細脈，與圍巖界線清楚。脈寬窄不等，可從數(shù)毫米至數(shù)厘米，雜亂分布。綜上所述，由淺至深依次為流紋斑巖-熔融角礫巖-震碎角礫巖-隱爆細屑巖和隱爆裂隙帶，形成一套完整的隱爆熱液系統(tǒng)。

隱爆角礫巖與礦化的關系。流紋斑巖體采用U-Pb同為素分析方法確定形成時間應在134.65Ma，而核桃壩地區(qū)鈾礦形成時間為80～85Ma[1]，這巨大的時間差說明，流紋斑巖形成后發(fā)生了其它地質(zhì)活動使得鈾元素集成礦。前人在區(qū)內(nèi)做過大量工作，燕山末期區(qū)內(nèi)巖漿活動最為頻繁，伴隨著巖漿活動發(fā)生多次引爆作用，在某次隱爆作用過程中，含礦熱液沿隱爆作用產(chǎn)生的裂隙富集成礦，引爆作用震碎了圍巖，提供了讓良好的導礦通道和容礦空間，最終鈾鉬礦體充填于隱爆角礫巖裂隙中，多數(shù)角礫之間的原生膠結(jié)物及其細小巖屑被礦石交代和充填；經(jīng)過多次噴發(fā)、引爆作用，最終在有利構造部位富集成礦，形成鈾礦體。核桃壩地區(qū)廣泛發(fā)育的隱爆角礫巖具有重要意義，它是區(qū)內(nèi)重要的控礦構造同時又是有利的容礦場所，隱爆角礫巖之所以能成為礦床控礦構造的原因在于：首先隱爆角礫作用在整個成礦階段均有發(fā)生，尤其在巖漿活動較晚階段尤為強烈，在時間上貫穿整個成礦期，因而含礦熱液的主要來源為深部巖漿房；其次隱爆角礫巖在相對封閉的環(huán)境下產(chǎn)生，同時容易產(chǎn)生大量封閉的構造裂隙，使得含礦熱液易于集中到密閉的空間中而不至分散；其三由于隱爆作用震碎圍巖，在圍巖中常常會形一定規(guī)模的裂隙空間，為成礦提供了極為有利的空間。

3 找礦方向

系統(tǒng)梳理了核桃壩地區(qū)鈾鉬多金屬礦體的地質(zhì)特征和控礦因素，結(jié)合前期物化探異常分布特征，認為礦區(qū)具有良好的成礦地質(zhì)條件，區(qū)內(nèi)構造發(fā)育，熱液活動頻繁，物化探異常明顯，今后應選擇以下地段開展找礦工作。

（1）構造交匯部位。區(qū)內(nèi)近EW向、近SN向兩組深大斷裂構造交匯組成“構造結(jié)”，是深部巖漿侵入地表的良好通道，早期這些基底、深大斷裂頻繁發(fā)生，經(jīng)過多次疊加活動，這些深大斷裂切穿了蓋層與殼幔巖漿室，給深部巖漿上移提供了通道，同時又是鈾活化遷移的良好通道，含鈾及多金屬熱液在沿這些通道上移過程中，到到達“構造交匯”位置，在一定Eh、PH、溫度、壓力等條件下，發(fā)生隱爆作用或巖漿侵位作用，鈾發(fā)生沉淀，富集成礦。

（2）南部激電異常區(qū)。核桃壩地區(qū)深部存在不同尺度的激電異常，尤其在南部深部可能發(fā)育多金屬礦化，鈾礦勘查的同時應兼顧多金屬找礦工作。同時，礦區(qū)已有成果表明，鈾和多金屬礦化具有垂向分帶性特征，因此礦區(qū)的多金屬激電異常也可能間接指導鈾礦勘查工作，礦區(qū)南部是找多金屬的重點區(qū)域。

（3）東部氡氣異常區(qū)域。核桃壩東部發(fā)育較好的氡氣異常，異常呈串珠狀連續(xù)分布，延南北向延伸，東西向較窄，連續(xù)性較好，是下一步重點找淺部礦體的區(qū)域。

[1]薛偉,等.多倫火山盆地核桃壩地區(qū)7_5鈾礦點瀝青鈾礦定年及其地質(zhì)意義礦物學報,2013,

[2]白志達，等鈾礦綜合區(qū)調(diào)報告1988 2000.

[3]沽源火山盆地鈾鉬多金屬成礦地質(zhì)條件分析及找礦方向2008.22.