內蒙古烏拉特中旗巴潤花地區(qū)金成礦條件分析

趙旭東，王軍，黃少華

(核工業(yè)二〇八大隊，內蒙古 包頭 014010)

0 引言

巴潤花地區(qū)位于內蒙古烏拉特中旗海流圖鎮(zhèn)北西103 km 處，圖古日格金礦外圍，與圖古日格金礦呈“回”字形關系，圖古日格金礦為內“口”，巴潤花地區(qū)金礦為外“口”，面積10.15 km2。20 世紀90年代核工業(yè)二〇八大隊在該區(qū)發(fā)現(xiàn)圖古日格金礦，前人主要對圖古日格金礦的成礦背景、礦石礦物特征、成礦流體、礦床成因等方面進行了研究。王輝(2010)通過對圖古日格金礦床的地質特征總結，以及硫、氧同位素分析，認為圖古日格金礦床成礦物質來源于地幔，礦床成因為中低溫巖漿熱液金礦；胡安新(2014)描述了礦床的地質特征，并開展了流體包裹體測定，對侵入巖的侵位年齡進行了測試，似斑狀花崗巖加權平均年齡值為(299.3 ±5.3)Ma，閃長巖加權平均年齡值為(278.5 ±4.2)Ma，認為該礦床的成因類型為造山型金礦床；王鍵等(2016)認為圖古日格金礦似斑狀花崗巖和閃長巖具有雙峰式特征；丁成武(2016)認為圖古日格金礦成礦流體來源于巖漿熱液，成因類型為與花崗斑巖有關的巖漿熱液型金礦床。

近年來，隨著勘查程度的提高，資金的投入，圖古日格金礦規(guī)模已為大型，大型礦床外圍及深部找礦將成為該區(qū)今后工作的重點，也是找礦突破的重點。本文綜合了區(qū)域成礦背景和成礦條件，結合巴潤花地區(qū)的勘查工作及已知的圖古日格金礦的礦化特征，分析了巴潤花地區(qū)金成礦條件，希望對該區(qū)今后找礦工作有一定的幫助與啟示。

1 區(qū)域地質背景

巴潤花地區(qū)處于華北板塊北部陸緣增生帶寶音圖-錫林浩特火山型被動陸緣帶內(內蒙古自治區(qū)地質礦產局，1991)，查干此老-巴音杭蓋金成礦帶上()(楊銳等，2012)，西為巴音戈壁盆地，東為二連盆地川井凹陷(圖1)。

圖1 巴潤花地區(qū)大地構造位置和構造綱要圖(據(jù)核工業(yè)二〇八隊，2010①修編)

寶音圖隆起經(jīng)歷多次構造-變質-巖漿活動演化，早前寒武紀，受呂梁造山運動區(qū)域變質作用的影響下，先后形成寶音圖群、溫都爾廟群；在呂梁造山運動結束后進入一個全新的構造期(潘桂棠等，2016)，構造背景向區(qū)域拉伸演化，形成了古元古代花崗閃長巖；早寒武紀開始，隨著古亞洲洋洋中脊的不斷擴張，大洋板塊開始向華北板塊俯沖造山(Wilson，1989；Jian et al.，2008；張曉暉和翟明國，2010；張超，2013)，構造背景向造山抬升演化，形成了一系列北東、北西向區(qū)域褶皺和斷裂，區(qū)域上未見泥盆紀—石炭紀地層，與造山抬升風化剝蝕的構造環(huán)境相吻合；晚古生代二疊紀，隨著古亞洲洋的閉合，俯沖造山作用的消失，構造背景向區(qū)域伸展演化，形成了一系列二疊紀巖漿巖，包括區(qū)內出露的早二疊世似斑狀花崗巖、中二疊世閃長巖，寶音圖隆起內發(fā)現(xiàn)多處二疊紀時期的大型金礦床，包括圖古日格、浩堯爾忽洞、畢立赫大型金礦床，這些金礦的發(fā)現(xiàn)，使得興蒙造山帶成為了一個重要的金成礦帶(Mao et al.，2004)，在二疊紀拉張伸展的環(huán)境下，巖漿侵入也是金成礦事件，顯示出良好的找金前景。

2 礦床地質特征

2.1 礦體特征

本區(qū)共發(fā)現(xiàn)金礦體12 條，其中Ⅵ號礦體為本區(qū)主要礦體。礦體形態(tài)受北西向次級小斷裂控制，均呈脈狀(圖2)。礦體長度60～360 m，平均厚度0.49～2.97 m，走向95°～145°，Ⅶ號礦體傾向南西，傾角較陡，近乎直立，局部反傾，其他礦體傾向北東，傾角變化較大，42°～85°，各礦體近平行產出(表1)。從鉆孔資料來看，Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ號礦體深部及走向延伸方向具礦化顯示(圖3)。

圖2 巴潤花地區(qū)金礦地質略圖(據(jù)核工業(yè)二〇八隊，2018②修編)

圖3 Ⅵ號礦體0 號勘查線剖面圖

Ⅵ號礦體:呈脈狀產出，總體走向120°，傾向北東，礦體傾角變化較大，北西段傾角50°，南東段傾角79°，目前控制長度360 m，厚度0.88～7.62 m，一般0.88～2.10 m，平均2.97 m，厚度變化系數(shù)90.20%，Au 品位0.56 ×10-6～3.71 ×10-6，平均品位1.39 ×10-6，品位變化系數(shù)73.15%。礦體賦存在二疊紀似斑狀花崗巖體的構造破碎帶中，鉆孔資料顯示，存在多條與Ⅵ號礦體平行的隱伏礦體，礦體寬度一般取決于構造破碎帶寬度，破碎帶厚大部位一般含礦性較差，破碎帶相對較窄且石英脈發(fā)育地段礦體品位較高。

2.2 礦石特征

本區(qū)礦石自然類型有兩種，石英脈型與蝕變巖型，以前者為主，Ⅰ-1、Ⅱ、Ⅵ號礦體為蝕變巖型，其他礦體為石英脈型。

礦石物質成分:金屬礦物主要有自然金、銀金礦、黃鐵礦、針鐵礦、黃銅礦、黝銅礦、褐鐵礦、赤鐵礦，非金屬礦物有石英、正長石、鉀長石、角閃石、黑云母、綠泥石、絹云母、方解石，其中綠泥石、絹云母、方解石為蝕變礦物。

礦石組構:區(qū)內礦石結構有他形粒狀結構、碎裂結構；構造有浸染狀構造、細脈浸染狀構造、塊狀構造(圖4d～f)。

圖4 巴潤花地區(qū)金礦圍巖蝕變特質與礦石組構

表1 巴潤花地區(qū)礦體特征一覽表

3 金成礦條件分析

3.1 成礦地質條件

3.1.1 地層與成礦

巴潤花地區(qū)區(qū)域上出露的地層有寶音圖群、溫都爾廟群(圖1)，其中溫都爾廟群僅北西、北東角少量出露，寶音圖群在該區(qū)大面積出露，但礦區(qū)內僅見寶音圖群第三巖段。前人采集圖古日格金礦寶音圖群石英云母片巖原生暈17 件樣品進行測試分析(表2)，結果顯示其中Au 含量在2.50 ×10-9～350 ×10-9之間，平均達49.19 ×10-9，遠高于中國陸殼克拉克值，因此推斷本區(qū)的寶音圖群應該為圖古日格金礦成礦的初始礦源層(胡安新，2014)。原生暈是礦化導致的近礦圍巖地球化學異常，不能完全代表寶音圖群初始金含量。根據(jù)核工業(yè)二〇八大隊2012 年完成的內蒙古巴彥淖爾市特默特等五幅1∶5萬區(qū)域礦產地質調查資料(表3)，可以看出寶音圖群(Pt1BY)金元素含量在區(qū)域內總體呈貧化狀態(tài)，而區(qū)域上的溫都爾廟群(Ch-JxW)、徐尼烏蘇組(S2x)則明顯高于地殼豐度值；同時金元素變異系數(shù)Cv＞0.8 為分布極不均勻的強分異型，由于變異系數(shù)大，Au 元素在一定的條件下也易富集成礦。相對于溫都爾廟群、徐尼烏蘇組，寶音圖群金元素含量更低，從該區(qū)金礦的空間位置和載金礦物黃鐵礦硫同位素指示部分金來源于變質巖分析，認為寶音圖群金元素的低背景值是由于金元素遷出造成的。因此筆者認為原生暈Au 含量的高背景值應該受成礦作用的影響，寶音圖群的低背景值可能是由于熱液把地層中的Au 元素活化、遷移造成的，寶音圖群可能為該區(qū)金礦的形成提供了部分金。

表2 圖古日格金礦區(qū)原生暈Au 元素分析結果

3.1.2 侵入巖與成礦

本區(qū)出露的侵入巖有斜長花崗巖(S1γo)、似斑狀花崗巖(P1γ)、閃長巖(P2δ)，成巖時間與成礦時間的確定對礦床的研究非常重要，圖古日格礦輝鉬礦Re-Os 等時線年齡為(305.6 ±4.5)Ma、模式年齡為(313.5 ±4.8)Ma，限定圖古日格金礦是晚石炭世構造-巖漿活動的產物(張鋒等，2016)；斜長花崗巖體侵入年齡為(432 ±2.0)Ma，形成時代為早志留世(胡安新，2014)；似斑狀花崗巖體侵入年齡為(299.3 ±5.3)Ma，形成時代為早二疊世；閃長巖體侵入年齡為(266.3 ±1.9)Ma，形成年代為中二疊世(孫豐月等，2016④)，本區(qū)金礦的圍巖為似斑狀花崗巖和閃長巖，說明成礦時間晚于中二疊世。

斜長花崗巖Au 元素含量呈貧化狀態(tài)，似斑狀花地殼豐度值表崗巖、蝕變閃長巖Au 元素含量均大于地殼豐度值，濃集克拉克值分別為1.04 和2.03，呈相對富集狀態(tài)；三個巖體的金元素變異系數(shù)Cv＞0.8 為分布極不均勻的強分異型(表3)，在一定的地質條件下也易富集成礦。相較于斜長花崗巖，似斑狀花崗巖和閃長巖具有高背景值，考慮到本區(qū)金礦體主要產出于似斑狀花崗巖和閃長巖中，同時成礦時間為稍晚于中二疊世，似斑狀花崗巖和閃長巖中金元素雖處于遷出狀態(tài)，但其初始背景值更高，故金元素遷出后仍具有高背景值這一特點。因此認為似斑狀花崗巖和閃長巖可以在金成礦過程中提供足夠的金源。

表3 Au 元素在各地質體中背景值、變異系數(shù)和

為了確定似斑狀花崗巖和蝕變閃長巖與成礦的關系，本文利用常量元素、稀土及微量元素進行對巖體的形成構造環(huán)境判別(表4)，R1-R2圖解中似斑狀花崗巖落入造山后晚期與碰撞后隆起交界處，閃長巖雖然落入板塊碰撞前區(qū)域，但具有向后碰撞演化的趨勢，巖石具有一定蝕變也可能為其未落入后碰撞區(qū)域的原因之一(圖5)。似斑狀花崗巖、閃長巖應在本區(qū)造山后拉張伸展的構造環(huán)境下形成，巖漿沿早寒武紀形成的區(qū)域深大斷裂上涌，在此過程中巖漿不僅含有大量的成巖物質還攜帶大量的含金熱液，在漫長的冷卻過程中，含金熱液不斷遷移，同時與寶音圖群進行物質交換，金含量不斷提高，最后在該區(qū)域富集成礦，巖漿晚期在有限的局限區(qū)域內集中了大量的有用物質，是有利于形成大金屬礦床的條件(劉敬黨等，2015)。因此，似斑狀花崗巖和蝕變閃長巖的形成為本區(qū)金礦成礦提供了主要的動力來源(熱液來源)及物質來源。

圖5 R1-R2 圖解(據(jù)Batchelor and Bowden，1985)

表4 巖石常量元素(%)、稀土及微量元素(×10 －6)含量及相關參數(shù)

3.1.3 構造與成礦

區(qū)域內構造發(fā)育，可見一系列北東、北西向區(qū)域褶皺和斷裂(圖1)，巴潤花地區(qū)金礦就位于圖古日格背斜的翼部；這些區(qū)域性構造在早寒武紀開始，隨著古亞洲洋洋中脊的不斷擴張，大洋板塊開始向華北板塊俯沖造山而形成；該時期由于該區(qū)整體處于擠壓的構造環(huán)境，同時期的巖漿巖在區(qū)域上少見；至晚古生代二疊紀，隨著古亞洲洋的閉合，俯沖造山作用的消失，構造背景向區(qū)域拉張伸展演化，巖漿沿前期造山形成的深大斷裂上涌形成巖體。在拉張的構造環(huán)境下，該地區(qū)形成一系列北西向次級斷裂(圖2)。北西向斷裂按傾向可分為兩組:一組傾向南西，傾角較陡，近乎直立，局部反傾，斷裂邊界平直，產狀穩(wěn)定，延伸較大；另一組斷裂傾向北東，相對于第一組斷裂傾角較緩，斷裂邊界不規(guī)則，產狀變化較大，延伸較小。這些小斷裂的產出位置直接決定石英脈的貫入位置，因此也決定了礦體的產出部位，為控礦和容礦構造。

3.2 成礦流體及有利蝕變條件

黃鐵礦為本區(qū)金礦的主要載金礦物，金以Au-S 絡合物形式在成礦流體中遷移(鄭永飛等，2000)，可以用S 同位素的來源判別金元素的來源，前人S同位素測試結果(表5)表明δ34S 的變化范圍為-9.0‰～-0.5‰，主要集中在-9.0‰～-5.6‰和-2.9‰～-0.5‰，δ34S 值為-2.9‰～-0.5‰與幔源δ34S 相近，δ34S 值為-9.0‰～-5.6‰與沉積巖、變質巖δ34S 相近，結合區(qū)域成礦背景，認為圖古日格金礦成礦流體來源于地幔巖漿和寶音圖群。本區(qū)金礦與圖古日格金礦成礦地質背景、成礦機理相同，且本區(qū)金礦體多為圖古日格金礦體的平行或同一條斷裂控制的礦體，因此本文認為圖古日格金礦與本區(qū)金礦成礦流體為同一種流體。S 同位素測定結果與前文所述的金來源于似斑狀花崗巖、蝕變閃長巖及寶音圖群一致。

表5 圖古日格金礦硫同位素測試結果

本區(qū)金礦的圍巖蝕變垂向上分帶不明顯，橫向上蝕變特征比較明顯，主要表現(xiàn)為“紅色”外帶和“綠色”內帶，為本區(qū)找礦的重要標志，也為本區(qū)金礦成礦的有利蝕變。該特征主要表現(xiàn)在發(fā)育于似斑狀花崗巖、閃長巖中的次級斷裂控制的蝕變巖型礦體中(Ⅵ號礦體)，石英脈型金礦體橫向分帶表現(xiàn)為僅見“紅色”外帶，內帶多為黃鐵礦化(圖4a)。

“紅色”外帶為斜長石鉀化和斜長石及黑云母綠泥石化所形成，為成礦前期的高溫蝕變，使金元素初步富集；“綠色”內帶為黃鐵絹英巖化所形成(圖4c)，主要為長石尤其為前期“紅色”蝕變形成的鉀長石被石英、絹云母交代，絹云母進一步被粘土礦物交代，同時，含金及硫化物熱液貫入，部分暗色礦物被黃鐵礦交代，為成礦中后期的中、低溫蝕變，使金元素進一步富集成礦。

4 找礦標志及找礦方向

4.1 找礦標志

綜合本區(qū)金礦的礦體特質、控礦構造、圍巖蝕變特征，認為本區(qū)金礦的找礦標志如下:

(1)地層標志:寶音圖群為一套變質老地層，本區(qū)金礦體部分金源來源于寶音圖群，故寶音圖群可以作為間接找礦標志。

(2)巖體標志:本區(qū)金礦體產出位置受巖漿巖控制，礦體均集中在二疊紀巖體附近，遠離該巖體的石英脈一般不含礦，故二疊紀似斑狀花崗巖、閃長巖可以作為間接找礦標志。

(3)斷裂構造與石英脈標志:本區(qū)金礦體的具體位置、形態(tài)、規(guī)模嚴格受北西向次級斷裂控制，故北西向含石英脈或網(wǎng)脈的破碎帶是本區(qū)的直接找礦標志。

(4)圍巖蝕變標志:本區(qū)近礦圍巖蝕變表現(xiàn)為“紅色”鉀化外帶和“綠色”黃鐵絹英巖化內帶，鉀化、黃鐵礦化、硅化、絹云母化為本區(qū)重要找礦標志。

4.2 找礦方向

通過對前人資料系統(tǒng)分析及本人在巴潤花地區(qū)找礦實踐，總結如下找礦方向:

(1)本區(qū)金礦體均產出于二疊紀似斑狀花崗巖、蝕變閃長巖或其附近的其他地質體中，同時，嚴格受北西向構造控制，二疊紀似斑狀花崗巖、閃長巖體或其附近的地質體中的北西向斷裂和石英脈為本區(qū)的主要找礦方向。

(2)本區(qū)金礦體基本平行產出，與主要礦體平行的構造破碎帶或石英脈是本區(qū)尋找隱伏礦體的重要方向。

(3)由于已發(fā)現(xiàn)的礦體深部、走向延伸方向絕大多數(shù)未封閉，在已知的礦體深部和走向延伸方向為今后的直接找礦方向。

5 結論

(1)本區(qū)金礦在二疊紀拉張的構造背景下形成，圖古日格金礦成礦流體來源于地幔巖漿和寶音圖群，本區(qū)金礦與圖古日格金礦成礦地質背景、成礦機理相同，故本區(qū)金礦的成礦流體與圖古日格金礦成礦流體相同。

(2)寶音圖群金元素含量在區(qū)域內整體呈貧化狀態(tài)，但金元素變異系數(shù)大，易富集成礦，故認為寶音圖群可能為該區(qū)金礦的形成提供了部分金源。

(3)二疊紀巖漿活動不僅是一件巖漿的侵入事件，而且也是一件金成礦事件，二疊紀巖體的形成為本區(qū)金礦成礦提供了主要的動力來源(熱液來源)及物質來源。

(4)北西向次級小斷裂發(fā)育為本區(qū)金礦的形成提供了容礦空間。

(5)北西向次級小斷裂被后期石英脈充填，這些石英脈為本區(qū)金礦的形成提供了載體。

(6)“紅色”蝕變即鉀化、綠泥石化為本區(qū)金礦的形成提供了金的初步富集，“綠色”蝕變即黃鐵絹英巖化使本區(qū)金元素進一步富集成礦。

注 釋

①核工業(yè)二〇八大隊.2010.內蒙古自治區(qū)烏拉特中旗圖古日格礦區(qū)巖金礦生產詳查報告[R].

②核工業(yè)二〇八大隊.2018.內蒙古自治區(qū)烏拉特中旗巴潤花礦區(qū)巖金礦詳查報告[R].

③核工業(yè)二〇八大隊.2012.內蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市特默特等五幅1∶5萬區(qū)域礦產地質調查成果報告[R].

④孫豐月，王英德，胡安新.2016.內蒙古烏拉特中旗圖古日格金礦區(qū)及外圍金、鈷、鎳成礦潛力評價報告[R].