內蒙古中西部鉬多金屬礦床地質特征及其動力學背景

侯萬榮, 聶鳳軍, 徐 斌, 李 偉, 樊永偉, 趙春榮

(1.中國地質科學院礦產資源研究所,北京 100037;2.武警黃金第一總隊,哈爾濱 150086;3.中國地質大學地球科學與資源學院,北京 100083;4.中國黃金集團包頭鑫達黃金礦業有限公司,包頭 014060; 5.武警黃金第二支隊,呼和浩特 010010)

內蒙古中西部鉬多金屬礦床地質特征及其動力學背景

侯萬榮1,2, 聶鳳軍1, 徐 斌2,3, 李 偉4, 樊永偉5, 趙春榮2

(1.中國地質科學院礦產資源研究所,北京 100037;2.武警黃金第一總隊,哈爾濱 150086;3.中國地質大學地球科學與資源學院,北京 100083;4.中國黃金集團包頭鑫達黃金礦業有限公司,包頭 014060; 5.武警黃金第二支隊,呼和浩特 010010)

本文首次對內蒙古中西部白乃廟銅-鉬-金礦床、大蘇計鉬礦床、西沙德蓋鉬礦床、柳壩溝金-鉬礦床、哈達門溝金-鉬礦床、查干花鉬-鎢礦床和流沙山鉬-金礦床的產出環境、地質特征、成因類型和時空分布特點進行了簡要總結,對成礦作用與構造-巖漿活動的關系進行了概略性論述。柳壩溝、哈達門溝和白乃廟礦床均在前寒武紀變質巖地層中產出,大蘇計、查干花、西沙德蓋和流沙山礦床直接產于海西-印支期中酸性侵入巖中,盡管上述礦床在產出環境和地理位置上存在有一定差別,但是它們均與花崗巖類侵入巖體(或巖脈)具有密切的空間分布關系,屬與中酸性侵入巖有關的鉬多金屬礦床。另外,根據礦床(點)的空間分布特點,可劃分出5個鉬多金屬礦化集中區:即大蘇計-明星溝鉬礦化集中區、白乃廟-谷那烏蘇銅-鉬-金礦化集中區、哈達門溝-沙德蓋金-鉬礦化集中區、馬尼圖-查干花鉬-鉍-鎢礦化集中區和流沙山-黑鷹山鉬-金-鐵礦化集中區。研究結果表明,成礦作用與板塊消減、碰撞和縫合過程中所誘發的構造-巖漿事件密切相關,是地殼特定演化階段構造-巖漿活動的產物。

鉬多金屬礦床 時空分布 地質特征 內蒙古中西部

HouWan-rong,Nie Feng-jun,Xu Bin,L iW ei,Fan Yong-wei,Zhao Chun-rong.Geological features and geodynam ic background of the molybdenum polymetallic deposits in central-western InnerM ongol ia.[J].Geology and Exploration,2010,46(5):0751-0764.

內蒙古中西部是指集寧-二連浩特鐵路線以西的廣大地區,行政區屬阿拉善盟、巴彥淖爾市、包頭市、呼和浩特市和烏蘭察布市管轄,面積達44萬平方千米。從大地構造上看,該區地處華北-阿拉善陸塊、西伯利亞板塊和哈薩克斯坦板塊匯聚地帶(內蒙古自治區地質礦產局,1991;邵積東,1998;肖榮閣等,2000;聶鳳軍等,2002,2003)。區內前寒武紀和古生代地層分布廣泛,構造形跡復雜,巖漿巖十分發育,金屬礦床(點)星羅棋布,為我國北方金屬成礦區的重要組成部分(任紀舜等,1997;朱裕生等,1999;翟裕生,2002)。該區系統的區域地質調查和找礦勘查工作始于20世紀50年代,迄今為止,中小比例尺(1∶20萬和1∶50萬)區域地質調查和物化探測量已全部完成。同時,關鍵地區的1∶5萬區域地質調查和相應金屬礦產調查評價工作也獲重要進展。通過上述工作,先后發現金屬礦床(點)和礦化點百余處,代表性金屬礦床有白云鄂博鐵(鈮、稀土)礦床、白乃廟銅(鉬、金)礦床、哈達門溝金礦床、炭窯口、東升廟、甲生盤銅鉛鋅硫多金屬礦床、霍格氣銅礦床、常山壕金礦床、朱拉扎嘎金礦床等大中型礦床。這些礦床獨特的產出環境和地質特征以及巨大的找礦潛力為許多學者所關注(聶鳳軍等,1993, 2002,2005;苗來成等,1999;肖榮閣等,2000;李進文等,2003;Houet al.,2005;胡鴻飛等,2008)。盡管人們在銅、鐵和金等礦種找礦勘查方面取得了重要進展,但人們對該區鉬礦床找礦勘查和成礦理論研究工作的關注度遠不及其它金屬礦床。除了20世紀50年代在內蒙古中部發現白乃廟銅(鉬、金)礦床和20世紀80年代在西部發現流沙山鉬(金)礦床外,再沒有其它具有工業價值的鉬礦床。近些年來,隨著找礦勘查技術水平和認識水平的提高,地質勘查投入力度加大,人們先后在卓資縣的大蘇計、烏拉特前旗的西沙德蓋、包頭市的柳壩溝和哈達門溝、烏拉特后旗查干花發現了鉬礦床或鉬多金屬礦床,使該區鉬礦找礦工作實現了新的突破。鉬礦床的找礦實踐表明,內蒙古中西部鉬礦找礦潛力巨大,有可能成為華北板塊北緣繼我國東部燕遼鉬礦帶之后的又一個大型鉬礦帶。從地質和地球化學特征上看,這些鉬礦床均與中酸性侵入巖有關,因此,認真總結這些礦床的產出地質環境、基本地質特征及時空分布規律,對提高本區鉬礦床理論研究水平和促進隱伏礦床的找礦勘查工作具有重要的理論和實際意義。

1 產出環境

內蒙古中西部鉬多金屬礦床產出的大地構造環境分屬兩個構造單元,西部流沙山鉬(金)礦床大地構造位置屬哈薩克斯坦-北山板塊北緣活動帶紅石山-黑鷹山地體中東段,其北側為西伯利亞板塊烏珠兒嘎順地體,南側為馬鬃山中間地塊(劉雪亞等, 1995;聶鳳軍等,2002,2003)。區內出露的地層主要為中上古生界火山-沉積巖系,局部地段見有前寒武系古陸殼殘片。區內不同規模和各種走向的斷裂構造極為發育,其中駱駝山-紅石山-黑鷹山深大斷裂為本區主要控巖控礦構造,區內金屬礦(床)點沿深斷裂帶兩側分布,其中流沙山鉬-金礦床和黑鷹山鐵礦就分布在深大斷裂南部邊緣,侵入巖以海西期花崗巖類巖石最為發育,并且與金屬礦床(點)具密切空間分布關系。相比之下,中部的大蘇計鉬礦床、西沙德蓋鉬礦床、柳壩溝金(鉬)礦床、哈達門溝金(鉬)礦床、查干花鉬礦床的大地構造位置均位于華北板塊北緣,其中大蘇計鉬礦床、西沙德蓋鉬礦床、柳壩溝和哈達門溝金(鉬)礦床位于華北板塊北緣內緣的陰山隆起帶內,查干花鉬礦床的大地構造位于華北板塊北緣的寶音圖隆起帶內(沈存利等, 2010;席忠等,2010)。而白乃廟礦床位于華北板塊外緣活動大陸邊緣溫都爾廟-白乃廟島弧巖漿地體內(圖1)。大蘇計鉬礦床位于陰山隆起帶的涼城隆斷帶內(于玉卿等,2008)。區內出露主要地層為太古界變質巖,其次為中、新生界火山-沉積巖系。區內褶皺斷裂十分發育,其中岱海-黃旗海NE向斷裂與呼市-集寧EW向深大斷裂控制了鉬礦的產出及區內金屬礦點的分布。區內巖漿活動有太古代、呂梁期、加里東期、華力西期和印支期。其中印支期酸性次火山-超淺成巖類及相關脈巖類與成礦關系密切(張彤等,2009;侯萬榮等,2010)。西沙德蓋鉬礦床、柳壩溝和哈達門溝金(鉬)礦床位于華北地臺北緣陰山隆起帶烏拉山隆斷帶內。區內地層主要出露太古界變質巖。區內褶皺、斷裂構造發育,其中呼-包和臨-集兩條深大斷裂控制區內巖漿及金屬礦床(點)的分布。巖漿巖包括元古代早期,華力西中期和印支期,區內金屬礦床(點)主要與華力西-印支期中酸性巖體有關(中國人民武裝警察部隊黃金指揮部,1995;聶鳳軍等,2005;侯萬榮等,2010)。查干花鉬礦床位于華北板塊北緣寶音圖地塊內。區內出露的地層主要為古元古界寶音圖群變質巖系,礦區夾持于恩格爾烏蘇斷裂帶與阿拉善北緣斷裂帶(或稱巴丹吉林斷裂帶)兩條NE向區域性斷裂帶之間。區內巖漿巖發育,主要為海西期、燕山期花崗巖,此外,見有多條不同方向的細晶巖脈穿插,其中海西晚期中細粒二長花崗巖與該區鉬(鉍、鎢)成礦作用關系密切(席忠等,2010;蔡明海等,2010;沈存利等,2010)。白乃廟銅(鉬,金)礦床位于華北板塊北緣白乃廟島弧-巖漿活動帶內(聶鳳軍等,1993;李文博等,2008)。區內出露的地層主要為中元古界變質巖系和中上古生界火山-沉積巖巖系。徐尼烏蘇深大斷裂和白乃廟斷裂控制著區內巖漿和金屬礦床(點)的分布。區內巖漿活動強烈,主要時代有加里東期、華力西期和燕山期,其中加里東期花崗閃長斑巖侵入與該區銅(鉬,金)成礦作用關系密切。

2 鉬多金屬礦床類型及空間分布特征

2.1 鉬多金屬礦床類型

圖1 內蒙古及鄰區地質構造及主要鉬多金屬礦床(點)分布圖(底圖據聶鳳軍等改編,2004)Fig.1 Map showing geological structures and ma in molybdenum polymetallic deposits(points) distribution in I nnerM ongol ia and its adjacent areas(modified after Nieet al.,2004)

從空間分布上,研究區范圍內各類鉬多金屬礦床(點)分別在太古代、元古代、古生代和中生代等不同的變質火山-沉積巖及巖漿巖體內產出,但大多數礦床(點)與古生代或中生代花崗巖類侵入巖體(脈)伴生,大蘇計礦床直接產在印支期石英斑巖和正長斑巖中,白乃廟礦床與加里東期花崗閃長斑巖關系密切(聶鳳軍等,2004;李文博等,2008),西沙德蓋礦床產于印支期西沙德蓋斑狀花崗巖體內及花崗巖與片麻巖接觸內外帶,柳壩溝和哈達門溝礦床雖然產于烏拉山群片麻巖中,礦床地球化學特征及空間上均顯示與海西期大樺背巖體及區內堿性脈巖成因關系密切(中國人民武裝警察部隊黃金指揮部,1995;苗來成等,1999;聶鳳軍等,2005;侯萬榮等, 2010),查干花鉬礦床容礦圍巖為海西期中細粒二長花崗巖(蔡明海等,2010),流沙山礦床容礦圍巖為海西期花崗閃長巖和閃長巖(聶鳳軍等,2002,2003),這一切暗示了古生代或中生代構造-巖漿活動與鉬多金屬成礦作用的成因聯系。本區鉬多金屬礦床(點)分類:①根據金屬元素組合,可將研究區范圍內的礦床大致劃分為單一鉬(西沙德蓋、大蘇計)、鉬-金(流沙山、哈達門溝和柳壩溝)、鉬-鉍-鎢(查干花、查干德爾斯、查干礎魯)和鉬-銅-金(白乃廟)四種類型;②根據與侵入巖的空間分布關系,可將研究區范圍內的鉬多金屬礦床初步劃分為淺成侵入巖型(大蘇計、西沙德蓋、查干花和白乃廟)和深成侵入巖型(流沙山、哈達門溝和柳壩溝);③根據產出的大地構造位置,可將研究區范圍內的鉬多金屬礦床大體分為產于板塊內部邊緣的礦床(大蘇計、西沙德蓋、查干花、哈達門溝和柳壩溝)和產于板塊活動大陸邊緣的礦床(流沙山、白乃廟)。

2.2 鉬多金屬礦床(點)時-空分布特征

根據成礦地質環境和空間分布特征,同時結合地球物理和地球化學資料數據,研究區范圍可劃分為5個鉬或鉬多金屬礦化集中區:大蘇計-明星溝鉬多金屬礦化集中區,白乃廟-谷那烏蘇銅-鉬多金屬礦化集中區、哈達門溝-沙德蓋金-鉬礦化集中區、馬尼圖-查干花鉬-鉍-鎢礦化集中區和流沙山-黑鷹山鉬-金-鐵多金屬礦化集中區(圖1)。在上述五個礦化集中區內,白乃廟-谷那烏蘇礦化集中區與加里東期構造-巖漿活動有關,另外四處均為海西期到印支期構造-巖漿活動的產物?？臻g上大蘇計-明星溝礦化集中區、哈達門溝-沙德蓋礦化集中區和馬尼圖-查干花礦化集中區位于板塊內緣,而白乃廟-別魯烏圖礦化集中區和流沙山-黑鷹山礦化集中區位于板塊邊緣大陸活動增生帶內。

大蘇計-明星溝礦化集中區地處華北板塊北緣陰山隆起涼城斷隆明星溝火山-次火山盆地的東邊緣。主要由大蘇計鉬礦床、駝盤金礦床、李清地鉛鋅銀礦床和九龍灣銀多金屬礦床等一系列鉬、銀、金、鉛鋅礦點所構成,區內出露的地層主要為太古界集寧巖群硅線榴石鉀長片麻巖、變粒巖,巖漿巖主要有太古代早期蘇長巖、晚期片麻狀碎裂英云閃長巖、鉀長花崗巖、花崗巖等,華力西晚期細粒鉀長花崗巖、輝長巖,印支期花崗(斑)巖,其中金鉛鋅銀礦主要賦存在集寧群變質巖中,但成礦與印支期巖漿活動有關,鉬礦的賦礦圍巖主要為印支期花崗斑巖和石英斑巖,通過測定石英斑巖中輝鉬礦Re-Os等時線年齡為(222.5±3.2)Ma(張彤等,2009)。

哈達門溝-西沙德蓋礦化集中區位于華北板塊北緣陰山隆起中西部烏拉山復背斜中部,主要由哈達門溝金(鉬)礦床、柳壩溝金(鉬)礦床、西沙德蓋鉬礦床以及一系列金礦化異常區構成。區內出露的地層(體)主要有太古界烏拉山群火山-沉積變質巖-海西中期石英閃長巖、花崗閃長巖以及印支期斑狀鉀長花崗巖等,鉬礦化出現在中細粒-中粗粒斑狀鉀長花崗巖中,金(鉬)礦化一般出現在太古界烏拉山群火山-沉積變質巖內,并且與海西-印支期花崗巖類侵入體具有密切的時空分布關系(圖1),區內大樺背巖體全巖Rb-Sr等時線年齡為322Ma(聶鳳軍等,2005)和鋯石SHR IMP U-Pb年齡353Ma(苗來成等,1999),沙德蓋巖體的鋯石UPb年齡為198.5Ma(趙慶英等,2009)和鋯石SHR IMP U-Pb年齡(221.6±2.1)Ma(另文發表),哈達門溝含金鉀化蝕變巖絹云母Ar-Ar年齡(323 ±3)Ma和含金石英-鉀長石脈絹云母Ar-Ar年齡(239.76±3.04)Ma(聶鳳軍等,2005),輝鉬礦Re-Os同位素等時線年齡為(386.6±6.1)Ma(另文發表),西沙德蓋輝鉬礦Re-Os同位素等時線年齡為(226.4±3.3)Ma(侯萬榮等,2010)。

白乃廟-別魯烏圖礦化集中區位于華北板塊北緣白乃廟-溫都爾廟地體的早古生代構造-巖漿帶內,主要由白乃廟銅(鉬、金)礦床、白乃廟金礦床、白銀哈爾金礦、哈達廟金礦和別魯烏圖銅鉬礦床以及一大批銅(鉬、金)和金礦點所構成(聶鳳軍等, 1993,2004)。區內出露的地層主要有中元古界變質巖和新元古界綠片巖以及加里東期和海西期花崗巖巖株和巖脈群,另外,在該區的東部還有石炭系中酸性火山巖。本區的銅(鉬)、銅(金)礦床(點)主要產在新元古界白乃廟群綠片巖內,并且與加里東期花崗巖類侵入巖具有密切的空間分布關系(圖1),經測定破碎斑巖型礦石輝鉬礦Re-Os等時線年齡(444±30) Ma和破碎斑巖型礦石SHR IMP鋯石年齡(445±6)Ma,含礦石英脈黑云母39Ar/40Ar等時線年齡(396±2) Ma,白云母Ar/Ar等時線年齡(358±2)Ma(李文博等, 2008),花崗閃長斑巖S m/Nd同位素等時線年齡為(440士40)Ma(聶鳳軍等,1993)。

馬尼圖-查干花礦化集中區位于華北陸臺北緣西段,狼山裂谷北西側的宗乃山-沙拉扎山構造帶內。主要由查干花鉬礦床、查干德爾斯(Ⅰ)鉬-鉍-鎢礦床、查干礎魯鎢-鉬礦床和查干德爾斯(Ⅱ)鎢礦床等4處礦床所構成(席忠等,2010)。區內出露的地層主要是下元古界寶音圖群二云母石英片巖、石英巖和碳質板巖。侵入巖以海西期中細粒二長花崗巖最為發育(蔡明海等,2010)。區內斷裂構造復雜,其中北東向溫德爾陶勒蓋斷裂與北北西向查干礎魯斷層及其次級斷層交匯處往往是厚大礦體產出的有利地段。礦床的容礦圍巖主要為海西期二長花崗巖。查干花輝鉬礦Re-Os等時線年齡為(242.7±3.5)Ma,成礦作用主要發生在印支早期(蔡明海等,2010)。

流沙山-黑鷹山礦化集中區位于哈薩克斯坦-北山板塊北部邊緣活動帶紅石山-黑鷹山地體東北部,黑鷹山-流沙山背斜東南傾沒端,主要由流沙山鉬(金)礦、黑鷹山鐵礦和一大批金、鉬和鐵磁異常區構成(圖1),區內出露的地層主要為石炭系下統白山組火山巖,鐵礦主要在英安巖和英安質流紋巖中呈團塊狀、條帶狀和脈狀產出,并且構成具有工業價值的礦體。侵入巖主要為海西期花崗巖類,主要巖石類型有石英閃長巖、花崗閃長巖、黑云母二長花崗巖和顯微文象花崗巖,其中花崗閃長巖和石英閃長巖為鉬(金)礦化直接賦礦圍巖。本區的鉬(金)、鐵礦床(點)主要與海西期火山-巖漿活動有關,流沙山金(鉬)礦石輝鉬礦Re-Os同位素等時線年齡為260Ma,為海西晚期構造-巖漿活動的產物(聶鳳軍等, 2002),而黑鷹山鐵礦石的磷灰石樣品Sm-Nd同位素等時線年齡為322Ma,黑鷹山富鐵礦床成礦作用主要發生在海西早期(聶鳳軍等,2003)。

3 典型礦床地質特征

3.1 卓資縣大蘇計鉬礦床

礦區位于內蒙古卓資縣境內,集寧西南方向60km,大地構造位于華北陸塊北緣的涼城斷隆。礦區主要分布太古界上集寧群片麻巖、太古代混合巖化花崗巖和印支期正長花崗(斑)巖和石英斑巖(張彤等,2009),巖體呈小巖株狀、脈狀展布。礦床產在石英斑巖、正長花崗(斑)巖體內,受斑巖體的嚴格控制。礦床在產出空間形態為頂部厚兩邊較薄,深部中間變厚的立鐘狀,向東南側伏(圖2)。100m以上主要產于石英斑巖體內;100m以下主要產于正長花崗(斑)巖體內。巖體即為礦體,屬全巖礦化,與圍巖呈漸變關系。地表均為氧化礦,地表含礦斑巖體呈北東向橢圓狀分布,長度和寬度均大于500m,厚70～130m,鉬品位不高,最高品位0.30%,最低品位0.03%,平均品位0.082%。1350m標高以下為鉬原生硫化礦體,礦化帶厚150～230m,鉬達到工業品位的礦體有3～5層(圖3),平均厚度可達45m,最高品位0.28%,最低品位0.03%,平均品位0.11%(于玉卿等,2008)。

礦石按自然類型劃分為氧化礦石和原生礦石。氧化礦的礦石礦物主要有鉬華、褐鐵礦、軟錳礦等;硫化礦的礦石礦物主要有輝鉬礦、黃鐵礦;脈石礦物主要有石英、斜長石、鉀長石、高嶺石、絹云母、綠簾石等。圍巖蝕變強烈且普遍,主要蝕變類型有硅化、高嶺土化、絹云母化、絹英巖化、云英巖化、綠簾石化等。蝕變帶不規則,不連續,變化較大。成因類型為斑巖型鉬礦床(于玉卿等,2008)。

3.2 烏拉特前旗西沙德蓋鉬礦床

圖2 內蒙古卓資縣大蘇計鉬礦床地質圖(據于璽卿等,2008)Fig.2 Geologicalmap of the Dasujimolybdenum deposit in InnerM ongolia(after Yuet al.,2008)

圖3 大蘇計鉬礦0號勘探線地質剖面圖(據于璽卿等,2008)Fig.3 Geological section of No.1 survey line for the orebodies in the DasujiM o deposit (after Yuet al.,2008)

礦區位于烏拉特前旗沙德蓋蘇木以西約20km,大地構造位于華北板塊北緣內蒙古地軸中部陰山隆起帶西端的烏拉山隆起區。區內出露的地層主要為上太古界烏拉山群黑云斜長角閃斜長片麻巖、斜長角閃片麻巖、斜長角閃巖、混合巖化片麻巖和變粒巖等一套深變質巖,侵入巖主要為西沙德蓋斑狀鉀長花崗巖和大樺背似斑狀花崗巖。鉬礦體的賦存部位有兩個:一個為西沙德蓋斑狀鉀長花崗巖體內的云英巖化蝕變帶中,輝鉬礦呈浸染狀、薄膜狀、細粒狀,礦體規模大,品位高,是西沙德蓋鉬礦的主要賦礦部位,二為西沙德蓋花崗巖與片麻巖接觸帶的內、外帶,目前共圈出六條礦體(圖4),礦體嚴格受構造控制,形態多為透鏡狀、脈狀、似層狀,長度600～200m,厚度2～67m,控制深度350m左右,Mo品位變化在0.06%～0.43%之間,平均0.087%,礦石類型以細脈-浸染型為主,石英脈型次之①。礦石礦物主要有黃鐵礦、輝鉬礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦、鉬鎢鈣礦、鉬酸鉛礦及鉬化等,脈石礦物主要有石英、鉀長石、白云母、斜長石、高嶺石、螢石等,礦石多為網脈狀、角礫狀、浸染狀,圍巖蝕變主要有云英巖化、硅化、鉀長石化,其次是鈉長石化、高嶺土化、絹云母化等。

3.3 包頭市柳壩溝金(鉬)礦床

礦區位于烏拉山腹部,包頭市西北方向約40km,大地構造位于華北板塊北緣陰山隆起中西部烏拉山復背斜中部。區內出露的地層主要為上太古界烏拉山群黑云斜長角閃斜長片麻巖、斜長角閃片麻巖、斜長角閃巖、混合巖化片麻巖和變粒巖,為主要賦礦圍巖,區內巖體和各種脈巖比較發育,侵入巖分布在礦區的北部和西部,礦區北部有沙德蓋黑云母鉀長花崗巖、西沙德蓋斑狀鉀長花崗巖,西部有大樺背似斑狀花崗巖,脈巖主要有輝綠巖脈、閃長巖脈、偉晶巖脈和花崗巖脈等,礦脈主要產于烏拉山復背斜南翼近東西向斷裂帶內,主要包括313、314、307、304、316、302等礦脈(圖5),其中313號礦脈規模最大,工作程度最高,目前該脈正在進行系統的深部鉆探工作,最深勘查深度達到600m,礦體主要產于烏拉山群第三巖組的黑云角閃斜長片麻巖、淺粒巖、斜長角閃巖中,礦脈地表出露長度約6km,寬0.40～9.12m,總體傾向190°左右,傾角40°～70°左右,Au品位0.80×10-6～13.50×10-6,平均2.49 ×10-6;Mo品位0.01%～0.16%,平均0.054%②。礦石類型主要為石英-鉀長石脈型、石英脈型、鉀硅化蝕變巖型,礦石礦物主要有黃鐵礦、褐鐵礦,少量的黃銅礦、方鉛礦、輝鉬礦、鏡鐵礦等,脈石礦物主要有石英、鉀長石、綠泥石、綠簾石、方解石等。圍巖蝕變主要為硅化、鉀長石化、綠泥石化、綠簾石化和絹云母化等,礦床成因類型與哈達門溝相同。

圖4 西沙德蓋鉬礦床地質圖(據內蒙古第五地質勘查院資料改編,2005①)Fig.4 Geologicalmap of the Xishadega iM o deposit (modified after the No.5 Geological Survey of I nnerM ongol ia,2005①)

圖5 哈達門溝-柳壩溝金鉬礦田地質簡圖Fig.5 Geologicalmap of the Hadamengou-L iubagou Au-M o orefield

3.4 包頭市哈達門溝金(鉬)礦床

礦區位于包頭市九原區阿嘎如泰蘇木境內,包頭市昆區西北方向約30km。與柳壩溝金(鉬)礦區直線距離10km,實際為同一礦田,成礦地質背景相同,大地構造位于華北板塊北緣陰山隆起中西部烏拉山復背斜南翼。礦床以礦脈形式賦存于近東西向烏拉山山前大斷裂的次級脆、韌性斷裂中(圖5)。礦化類型分為石英脈型、石英-鉀長石脈型、鉀長石化蝕變巖型和黃鐵絹英巖化蝕變巖型。按空間產出位置大致分為六個脈群,即13,24,49,1,59和113號脈群,每一個脈群又包括若個條金礦脈,目前發現51條金礦脈,礦脈長度50～2200m,厚度0.60～9.51m,平均厚1.85m,走向近E W,傾向S,傾角60°～70°。其中13號主脈總長2200m,傾向164°～204°,傾角45°～85°,目前勘查深度超過900m,向下及兩側仍沒有尖滅,深部主礦體厚度0.97m～9.51m,平均3.43m,Au品位1.75×10-6～21.12×10-6,平均品位5.78×10-6,深部658中段在石英脈中發現薄膜狀鉬礦化沿石英脈裂隙面產出,Mo品位0.01%～0.09%,平均0.041%; 113號脈位于大壩溝以西,傾向南,傾角60°左右,地表出露長3040m,厚度一般1～3m,最大厚度3.5m,最小厚度0.3m,平均厚度2.0m,目前控制最大深度達500m。Au品位1.10×10-6～8.18×10-6,平均品位5×10-6,2009年鑫達公司在1185中段探采過程中發現輝鉬礦化,礦化比較連續,經向上追索,上面的四個中段也有不同程度的鉬礦化,礦石類型主要為硫化物-石英脈型,輝鉬礦呈薄膜狀產出,Mo品位0.03%～0.2%,平均0.046%③。

金礦石屬貧硫化物型,金屬礦物主要為黃鐵礦,其次有方鉛礦、輝鉬礦、黃銅礦、閃鋅礦、輝銅礦、磁鐵礦、赤鐵礦和鏡鐵礦等。脈石礦物以石英、鉀長石和斜長石為主,少量絹云母、石榴石、鐵白云石、方解石、高嶺土、螢石和綠泥石等。礦體頂底板的圍巖蝕變主要是鉀長石化、硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化和黃鐵礦化。礦床成因類型為與堿性成礦流體有關的中高溫巖漿熱液的偉晶巖型金礦床(中國人民武裝警察部隊黃金指揮部,1995)。

3.5 烏拉特后旗查干花鉬礦床

礦區位于烏拉特后旗巴音前達門蘇木境內。大地構造位于華北板塊北緣寶音圖隆起帶內。區內出露的地層主要為古元古界寶音圖群淺灰色-灰綠色千枚巖、絹云石英片巖、淺變質粉砂巖等。區內巖漿巖主要為海西期中細粒二長花崗巖和強烈鉀化蝕變的二長花崗巖。鉬礦化主要產在中細粒二長花崗巖與寶音圖群地層北東接觸帶部位,受NNW向構造控制(圖6)。地表發現5條鎢鉬礦化帶,鎢鉬礦體賦存于二長花崗巖及石英脈中,取樣分析Mo 0.012～0.044%、W0.075～0.24%(蔡明海等, 2010)。深部鉬礦體主要產于中細粒二長花崗巖中,在寶音圖群變質巖中也有少量礦體,鉬礦體多呈近水平似層狀或巨厚層狀,部分為透鏡狀和脈狀(圖7)。礦體走向為335°,傾向北東,傾角較緩。共圈出12層鉬礦體,鉬礦體埋藏深度13.79～665m,主要礦層有4層,厚47.53～251m。鉬品位0.03～1.95%,最高4.44%,平均品位0.11%④。鉬礦石中金屬礦物主要有輝鉬礦、黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦等;非金屬礦物以長石、石英、白云母為主,高嶺土、綠泥石次之。輝鉬礦粒度一般在0.2～2mm,最大粒徑達5mm,呈浸染狀、細網脈狀、團塊狀產出,分布在石英脈內、脈壁及蝕變二長花崗巖中。圍巖蝕變有云英巖化、硅化和不均勻分布的鉀化、高嶺土化、綠泥石化、綠簾石化,碳酸鹽化等,偶見螢石化,其中云英巖化與鉬礦化關系最為密切。初步研究結果表明,查干花礦床是海西期構造-巖漿活動的產物,屬斑巖型鉬(鎢)礦床(席忠等,2010;蔡明海等,2010;沈存利等,2010)。

3.6 額濟納旗流沙山鉬(金)礦床

礦區位于甘肅酒泉市正北275km處,大地構造位于哈薩克斯坦-北山板塊北部邊緣活動帶紅石山-黑鷹山地體內。礦區內出露的地層主要有石炭系下統白山組英安巖、流紋巖和英安質凝灰熔巖。區內巖漿活動強烈,主要為海西期閃長巖、石英閃長巖、花崗閃長巖、黑云母二長花崗巖和顯微文象花崗巖,其中花崗閃長巖和閃長巖為鉬(金)礦床的直接賦礦圍巖。鉬(金)礦化主要受一橢圓形環狀斷裂帶控制,環形帶呈北西向展布,長850m,寬450m,主要由一系列相互平行或大致平行的斷層、裂隙和破碎帶組成,含鉬(金)石英或鉀長石脈多沿上述環狀斷裂分布,進而構成環狀礦帶(圖8)。鉬(金)礦體多呈脈狀、環狀和透鏡體狀在花崗閃長巖和閃長巖體內部產出,單個礦體長115～1000m,寬4～22m,延深多數大于400m。鉬(金)礦石的Mo品位為0.08%～1.22%,平均值為0.24%;Au品位0.90×10-6～14.50×10-6,平均5.40×10-6。鉬(金)礦石大體可以劃分為三類,即鉀長石脈型、石英脈型和細脈浸染型,主要金屬礦物有輝鉬礦、白鎢礦、自然金、輝鉍礦、黃鐵礦和黃銅礦,脈石礦物為石英、斜長石、鉀長石、黑云母和角閃石。礦體圍巖蝕變有硅化、鉀長石化、黑云母化、綠泥石化和碳酸鹽化。初步研究結果表明,流沙山礦床是海西期構造-巖漿活動的產物,屬深成巖型鉬(金)礦床(聶鳳軍等,2002,2003)。

圖6 查干花鉬礦床地質簡圖(據內蒙古第一地質勘查院資料改編,2010④)Fig.6 Sketch geologicalmap of the Chaganhua M o deposit(modified after the No.1 Geological Survey of I nnerM ongolia,2010④)

圖7 查干花鉬礦床地質剖面簡圖(據內蒙古第一地質勘查院資料改編,2010④)Fig.7 The geological profile diagram of the Chaganhua M o deposit(modified after No.1 Geological Survey of I nnerM ongolia,2010④)

圖8 額濟納旗流沙山金鉬礦床地質簡圖(據聶鳳軍等,2002)Fig.8 Schematic geologicalmap of the L iushashan Au-M o deposit(after Nieet al.,2002)

3.7 四子王旗白乃廟銅(鉬、金)多金屬礦床

礦區位于四子王旗白音朝克圖蘇木境內,大地構造位于華北板塊北緣白乃廟-溫都爾廟地體的早古生代構造-巖漿帶內。區內出露的地層主要為中元古界白銀都西群變質巖,白乃廟群變質基性火山巖,中志留統徐尼烏蘇組類復理石建造和中、上石炭統一下二疊統沉積巖。白乃廟群綠片巖是銅(鉬、金)礦床的重要容礦圍巖,該套巖層的東部和東北側與白銀都西群變質巖呈斷層接觸,南側為徐尼烏蘇組不整合覆蓋。局部地段綠片巖為加里東期花崗閃長斑巖侵入。白乃廟銅(鉬)多金屬礦帶呈E W向展布,長近10km,銅礦帶的中部被白乃廟斷裂帶所切錯,分為大致平行的南、北兩個礦帶(圖9),共有12個礦段,南礦帶由8個礦段(分別為2,3,4,5,6,7,10,11號)組成。礦體主要產于韌性變形的白乃廟組綠片巖中,礦體產狀與圍巖基本一致。礦體呈似層狀、透鏡狀,單層或多層平行或呈斜列式產出。礦體空間形態較為復雜,具有膨大、收縮、分支、復合的現象。從整體來講,礦體在空間上的延續性較好。北礦帶由4個礦段(分別為8,9,12,13號)構成。礦體主要產于花崗閃長斑巖中,花崗閃長斑巖普遍遭受韌性剪切帶的改造作用。斑巖體沿E W向斷裂侵入,基本上與后期的韌性剪切帶同空間。銅礦化受斑巖體和韌性剪切帶的共同控制,在8號和12號礦段的一些地段巖體就是礦體;同時,銅礦體和礦化帶有穿越巖體到圍巖中的情況。北礦帶礦體的形態變化與南礦帶相似。單獨圈定的銅、鉬礦體共計724個。其中,銅礦體449個(產于花崗閃長斑巖中的110個),鉬礦體275個(產于花崗閃長斑巖體中的鉬礦體143個)(聶鳳軍等,1993)。礦體規模大小不一,差異較大,大礦體長度超過1000m,而小礦體長僅有幾十米,厚不足1m。北礦帶礦石中Cu含量0.45%～0.54%,平均0.50%;Mo為0.033%～0.048%,平均0.041%;Au為0.03×10-6～0.05× 10-6,平均0.04×10-6。南礦帶礦石Cu含量0.49%～0.98%,平均值為0.65%;Mo為0.017%～0.035%,平均0.027%;Au為0.07×10-6～0.75× 10-6,平均值為0.36×10-6。銅(鉬)礦石分為綠片巖型和花崗閃長巖型,金屬礦物主要為黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦,少量磁鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦,偶見白鎢礦、磁黃鐵礦、自然金,脈石礦物則以石英為主。銅礦化帶的圍巖蝕變發育,且有較明顯的分帶現象。圍巖蝕變的類型有鉀化、硅化、絹云化、綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化等。由中心向兩側可以分為:鉀長石化(黑云母化)帶→硅化帶→綠泥石化、綠簾石化帶。礦床成因類型為火山熱液沉積和后期巖漿熱液疊加的雙重特征的礦床(聶鳳軍等,1993,2004)。

4 成礦演化及動力學背景探討

圖9 白乃廟銅鉬礦床地質簡圖(據聶鳳軍等,1993修編)Fig.9 Sketch geologicalmap of the Baina im iao Cu-M o deposit(modified after Nieet al.,1993)

內蒙古中西部地跨塔里木-華北板塊、哈薩克斯坦-北山板塊和西伯利亞板塊等大地構造單元,期間為古亞洲洋所分隔,哈薩克斯坦-北山板塊是介于塔里木-華北板塊和西伯利亞板塊之間的微板塊(任紀舜等,1997;陳炳蔚等,2007;李錦軼等,2009)。新太古代,地層發生構造變形和區域高溫變質作用,伴隨混合巖化和花崗巖化作用,小塊陸片拼合形成華北-塔里木古陸核,陸核周邊裂陷槽閉合,伴有TTG巖系侵位,最終形成華北和塔里木古陸塊,在烏拉山群和集寧群花崗巖-綠巖地體中形成金的初始礦源層。中新元古代,在溫都爾廟地區裂解出現洋殼,并形成溫都爾廟式火山沉積鐵礦床,在白乃廟地區形成火山噴流沉積型白乃廟銅(鉬)礦床或礦胚。古生代時期,塔里木-華北板塊、古亞洲洋殼和西伯利亞板塊曾發生過多期次俯沖、碰撞和對接作用,中奧陶世早古生代洋殼俯沖,由拉張體制轉為擠壓體制,形成島弧構造環境,形成了島弧型火山巖相關的銅、金礦床;中志留世末古亞洲洋閉合,伴隨有花崗閃長巖、花崗巖侵位,形成白乃廟金礦、白銀哈爾金礦,并有銅鉬金礦化疊加在白乃廟銅礦體之上;晚古生代泥盆紀-石炭紀,古亞洲洋又一次張開,在石炭紀末期,由于受張力作用,沿徐尼烏蘇深斷裂及其旁側形成一系列斷陷盆地,引發海相火山噴發和熱泉活動,形成了谷那烏蘇和別魯烏圖銅硫銀多金屬礦床,二疊紀古亞洲洋最終閉合,隨著古大洋的閉合而伴隨著一系列中酸性巖漿侵入活動,形成與這些中酸性淺成-超淺成巖體、巖株有關的熱液型和斑巖型礦床,如西部流沙山鉬(金)礦床、黑鷹山鐵礦床和中部的西沙德蓋鉬礦床、哈達門溝和柳壩溝金(鉬)礦床。中生代隨著古大洋的閉合和這些古陸塊最終碰撞對接,西伯利亞板塊與塔里木-華北板塊及其間的哈薩克斯坦-北山板塊聯結為一體,進入統一的陸內演化階段。三疊紀,隨著這些古陸塊碰撞和對接活動的結束,匯聚帶兩側各構造-地層單元開始進入松弛狀態,并且誘發有大規模的陸內裂陷活動,進而為次火山-富堿性巖漿活動和含礦流體上侵定位創造了有利條件,此期巖漿活動不僅產出了一系列規模大小不等的次火山斑巖-侵入巖體,而且伴隨巖漿活動形成了眾多金屬礦床(點);如哈達門溝金(鉬)礦在華力西期成礦的基礎上疊加了早三疊世的礦化(聶鳳軍等,2005),西沙德蓋鉬礦的賦礦斑狀鉀長花崗巖也形成于印支期,卓資縣大蘇計形成了印支期小型中酸性斑狀巖株(張彤等,2009),查干花鉬礦床形成時代為印支期(蔡明海等,2010),賦礦二長花崗巖、花崗閃長巖的時代及其相互關系值得進一步研究;侏羅紀,陸內斷裂構造活動形成一系列新的構造盆地,同時伴隨著燕山期巖漿侵入活動形成如哈達廟侵入雜巖體及其伴生的金礦床(聶鳳軍等,1993)?？傮w看,內蒙古中西部鉬多金屬礦床形成與板塊的開合及古亞洲洋的形成演化密切相關,伴隨著古生代和中生代構造-巖漿活動產出。

5 找礦方向

根據以上分析,鉬多金屬礦床主要與中酸性淺成侵入體或深部巖漿活動有關。在內蒙古中西部一方面要注意尋找斑巖型鉬礦床,目前在內蒙古中西部新發現了一系列斑巖型鉬礦床如烏拉特后旗查干花、烏拉特前旗西沙德蓋、卓資縣大蘇計等,這些斑巖型鉬礦床具有共同的產出特征,均產在華北克拉通北緣老變質基底發育地區,受深大斷裂的次級斷裂控制,巖漿活動強烈的地區,成礦年齡為海西-印支期,賦礦巖體均為中酸性淺成侵入巖;二是要注意在已有金礦床的深部和外圍尋找共伴生鉬礦床,哈達門溝和柳壩溝金礦床的深部鉬礦床的發現說明華北克拉通北緣與華北克拉通南緣成礦具有可比性,目前在華北克拉通南緣秦嶺地區如羅山金礦(郭文秀等,2008)、大湖金礦和泉家峪金礦(李厚民等,2007)等金礦床的深部發現了鉬礦床,華北克拉通北緣金礦床的深部和外圍具有較大的鉬礦床找礦潛力,所以在華北克拉通北緣內蒙古中西部地段要注意已有金礦床的深部及外圍尋找鉬礦床。

6 結論

(1)按照金屬元素組合關系,本區鉬礦床(點)可大致劃分為鉬、鉬-金、鉬-鉍-鎢和銅-鉬-金型;根據鉬礦床與中酸性侵入巖的空間分布關系,劃分為淺成侵入巖(斑巖)型和深成侵入巖型。

(2)根據礦床(點)的空間分布特點,本區可劃分出5個鉬或鉬多金屬礦化集中區:大蘇計-明星溝鉬礦化集中區,白乃廟-谷那烏蘇銅-鉬-金礦化集中區、哈達門溝-沙德蓋金-鉬礦化集中區、馬尼圖-查干花鉬-鉍-鎢礦化集中區和流沙山-黑鷹山鉬-金礦化集中區。

(3)本區鉬或鉬多金屬礦床成礦時代為古生代和中生代,包括加里東期、華力西期和印支期、燕山期,以華力西期為主,空間上均產于板塊邊緣及其增生帶,礦床形成與板塊的開合及古亞洲洋的形成演化密切相關,受區域性斷裂控制,礦體與中酸性侵入巖(脈)關系密切,沿中酸性侵入巖體(脈)內部或其與變質巖接觸帶產出,與淺成侵入巖株或巖脈群具有密切的時空關系。

(4)在內蒙古中西部一方面注意尋找與海西-印支期中酸性淺成侵入巖有關的斑巖型鉬礦床,另一方面在已有金礦的深部和外圍尋找與金礦共伴生的鉬礦床。

致謝 野外工作得到了中國黃金集團包頭鑫達黃金礦業公司、武警黃金第二支隊和內蒙古自治區第一地質礦產勘查開發院同行的大力支持,肖榮閣教授和李進文研究員審閱了全文,責任編輯鄭杰對文章進行了認真細致的審閱和修改,并與作者討論,提出了寶貴的修改意見,特此致謝!

[注釋]

① 內蒙古自治區第五地質礦產勘查開發院.2005.內蒙古自治區烏拉特前旗西沙德蓋鉬礦詳查地質報告,1-35

② 武警黃金第二支隊.2008.內蒙古自治區包頭市柳壩溝313號脈群巖金普查總結(內部資料):1-46

③ 內蒙古包頭鑫達黃金礦業有限責任公司.2008.內蒙古包頭市烏拉山-哈達門金礦區2009年地質探礦設計書(內部資料):1-26

④ 內蒙古自治區第一地質礦產勘查開發院和內蒙古自治區第八地質礦產勘查開發院.2010.內蒙古自治區烏拉特后旗馬尼圖-查干花鉬多金屬成礦區整裝勘查地質設計(內部資料):1-32

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[附中文參考文獻]

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Geological Features and Geodynam ic Background of theM olybdenum Polymetallic Deposits in Central-W estern I nnerM ongolia

HOU Wan-rong1,2,N IE Feng-jun1,XU Bin2,3,L IWei4,FAN Yong-wei5,ZHAO Chun-rong2
(1.Institute of M ineral Resources,Chinese Academ y of Geological Sciences,Beijing 100037; 2.The First Gold General Party of CAPF,Harbin 150086; 3.School of Earth Sciences and Resources,China University of Geosciences,Beijing 100083; 4.Xinda Gold M ining Lim ited Com pany of China National Gold Group Corporationy,Baotao 014060; 5.No.2Gold Geological Party of CAPF,Huhhot 010010)

A series ofmolybdenum ormolybdenum polymetallic deposits have been discovered in central and western InnerMongolia recent years, such as the Bainaimiao Cu(Mo,Au)deposit in Siziwangqi county,DasujiMo deposit in Zhuozi county,XishadegaiMo deposit inWulateqianqi county, Liubagou and Hadamengou Au(Mo)deposit in Baotou city,ChaganhuaMo(W)deposit inWulatehouqi county,LiushashanMo(Au)deposit in Ejinaqi county.These findingsprovide broad prospects forprospectingmolybdenum ormolybdenum polymetallic ore deposits in these areas.They have also broaden exploration visions and added new research contents for geological scholars.In thispaperwemake a preliminary summaryof the geological background, geological features,genetic types,spatial-temporal distribution characteristics and evolution of mineralization of these deposits for the first time,and briefly discussed the relationship between molybdenum,copper-molybdenum-gold,molybdenum-bis muth-tungsten,molybdenum-gold mineralization and tectonic-magmatic activity.The Liubagou and Hadamengou gold-molybdenum deposits,and Bainaimiao copper-molybdenum-gold deposits occurred in the Archean,Proterozoic metamorphic rock formation,whereas the Xishadegaimolybdenum deposit,Dasujimolybdenum deposit,Chaganhua molybdenum-tungsten deposit,and Liushashan molybdenum-gold deposit respectively appeared in the Hercynian-Indonisian granite.Although,geological settings and geographical locationsof these deposits have some differences,they are closely related to granitoid intrusions(dyke)in space,belong to molybdenum ormolybdenum polymetallic deposits related to the intermediate-acidic hypabyssal intrusive rocks(porphyry)orplutonic intrusive rocks. In addition,according to the spatial distribution features,these deposits(occurrences)can be divided into five molybdenum ormolybdenum polymetallic mineralized concentration areas in the study region:They are theDasuji-Mingxinggoumolybdenum concentration area,Bainaimiao-Gunawusu Coppermolybdenum-gold mineralized concentration area,Hadamengou-Sadegai gold-molybdenum mineralized concentration area,Manitu-Chaganhua molybdenum-bis muth-tungsten mineralized concentration area and Liushashan-Heiyingshan molybdenum-gold mineralized concentration area.The formation of these molybdenum polymetallic deposits is closely related to tectonic-magmatic events induced by the plate subduction,collision and suturing, and the deposits are the products of crustal tectonic-magmatic activities at specific evolutionary stages.

molybdenum polymetallic deposits,spatial-temporal distribution,geological Features,geodynamic background,the central-western InnerMongolia

book=9,ebook=662

P618.65+P612

A

0495-5331(2010)05-751-14

2010-05-28;

2010-08-03;[責任編輯]鄭 杰。

危機礦山接替資源找礦項目(編號:20089948)資助。

侯萬榮(1968年-),男,2003年畢業于中國地質大學(北京),獲碩士學位,在讀博士生,高級工程師,現從事礦產勘查及礦床地質研究,Email:wanrong_01@sina.com。