內蒙古集寧地區變質巖系的特征、原巖恢復及找礦方向

吳家富，張強，邢彩霞

（1.安徽省地質調查院，安徽合肥230001；2.吉林省地質勘查局，吉林長春130031；3.吉林省第一地質調查所，吉林長春130031）

內蒙古集寧地區變質巖系的特征、原巖恢復及找礦方向

吳家富1，張強2，邢彩霞3

（1.安徽省地質調查院，安徽合肥230001；2.吉林省地質勘查局，吉林長春130031；3.吉林省第一地質調查所，吉林長春130031）

集寧地區位于內蒙古中部，陰山山脈東段，隸屬華北地臺北緣內蒙臺隆涼城斷隆.基底主要出露太古宙中深變質巖系，以大土城隱伏深斷裂為界，斷裂以南為集寧巖群分布區，以北為烏拉山巖群分布區.集寧巖群變質巖系的原巖主要由泥質長石砂巖、泥質粉砂巖及碳酸鹽巖組成，伴有基性巖體侵入；烏拉山巖群變質巖系的原巖是由長石砂巖、泥質長石砂巖、泥質砂巖、泥質粉砂巖夾安山巖、安山質凝灰巖及碳酸鹽巖等組成的一套巨厚的火山－沉積建造.通過1∶5萬袁家房子等四幅礦調，對集寧地區的變質巖系的地球化學特征及含礦性進行了調查研究，綜合分析認為變質巖系為本區的主要賦礦巖層，為本區找礦指出了方向.

中深變質巖系；原巖恢復；火山-沉積建造；找礦方向；內蒙古集寧

內蒙古集寧地區出露的變質巖系為一套變形復雜的中深變質巖.巖石類型區域上主要有片麻巖、變粒巖、石英巖、角閃巖、麻粒巖、大理巖、鈣硅酸鹽巖類等，其中大理巖類分布最廣，片麻巖類次之，其他巖石呈夾層或透鏡體產出.通過1∶5萬袁家房子、大土城、三義堂、平地泉四幅區域礦產地質調查，筆者采用構造巖石地層單位劃分原則，并結合前人在測區的劃分方案?內蒙古自治區地質局.1∶20萬集寧幅區域地質測量報告.1972.?內蒙古自治區地質局.1∶20萬卓資縣幅區域地質調查報告.1973.［1］，以大土城隱伏深斷裂為界，斷裂以南為集寧巖群分布區，以北為烏拉山巖群分布區（圖1）.

圖1 大土城幅地質簡圖Fig.1 Sketched geologic map of Datucheng Sheet

1 變質巖系的特征

1.1 集寧巖群

集寧巖群為測區出露最古老地層，分布于四大名山－三岔口以南、三義堂幅十八臺－成堂地以北地區及平地泉幅的西北角，巖層呈北東東向展布.由于變質較深和強烈變形，層序難以恢復.根據巖性組合特征分為下部片麻巖巖組和上部變粒巖大理巖巖組.

1.1.1 片麻巖巖組

該組為一套淺色片麻巖夾麻粒巖相變質巖組合，區域上片麻巖巖組常與變粒巖大理巖巖組相伴出露，在集寧市三岔口東腦包山、大東土坑－六間房一帶出露較好.腦包山集寧巖群實測剖面主要巖性組合為灰白略帶淺肉紅色細粒鉀長片麻巖、二長片麻巖、角閃二長片麻巖夾輝石角閃斜長片麻巖、斜長角閃巖、斜長二輝麻粒巖等，視厚度518～747 m.巖石為花崗變晶結構或粒狀變晶結構，片麻狀構造.向南至大東土坑－六間房，集寧巖群片麻巖巖組實測剖面主要巖性組合為深灰色黑云斜長片麻巖、青灰略帶淺肉紅色含石榴絹云黑云鉀長片麻巖、灰黃略帶淺肉紅色含榴石黑云斜長片麻巖、灰色含夕線黑云鉀長片麻巖、含榴石黑云二長片麻巖夾淺肉紅色細粒含夕線透輝榴石鉀長片麻巖等，視厚度2570 m.巖石為花崗變晶結構或鱗片花崗變晶結構，片麻狀構造.由北向南片麻巖巖組由鉀長（二長）片麻巖夾斜長角閃巖、斜長二輝麻粒巖組合變為黑云斜長（鉀長）片麻巖、石榴石黑云斜長片麻巖、含夕線石黑云鉀長片麻巖夾含夕線石榴石鉀長片麻巖組合.由于受到巖體侵入破壞等，巖組視厚度變化較大.

片麻巖巖組巖性組合以黑云斜長片麻巖、黑云鉀長片麻巖、二長片麻巖、角閃二長片麻巖為主，夾輝石角閃斜長片麻巖、含石榴石黑云斜長片麻巖、含石榴黑云鉀長片麻巖、含夕線石黑云鉀長片麻巖、含石榴石黑云二長片麻巖、斜長角閃巖和斜長二輝麻粒巖等.特征礦物及礦物組合主體為夕線石＋鉀長石，局部夾層為斜方輝石＋單斜輝石.常見的礦物為石榴石、黑云母和普通角閃石等.

1.1.2 變粒巖大理巖巖組

腦包山集寧巖群實測剖面其主要巖性組合為灰白色中細粒大理巖夾粗粒大理巖、蛇紋石化金云透輝大理巖、蛇紋石化金云大理巖，視厚度114～457 m，具粒狀變晶結構及纖維變晶結構.在與片麻狀鉀長花崗巖、花崗偉晶巖接觸界線附近大理巖接觸蝕變為蛇紋石化金云母大理巖、蛇紋石化金云透輝大理巖，巖石呈塊層狀產出.本巖組大理巖含鎂較高，在區域變質作用影響下，區內巖性變化較大，如在剖面西側大土城幅三岔口東南1595高地—1562高地一帶和三義堂幅西土坑村南大理巖中具蛇紋石化鎂橄欖石大理巖、金云透輝大理巖及透輝石巖、透輝鎂橄欖石大理巖、方解石蛇紋石化鎂橄欖巖（非接觸蝕變）等，呈透鏡狀或豆莢狀或條帶狀夾于大理巖或蛇紋石化大理巖中；在四大名山大理巖中保留有變余層理構造.大理巖巖組視厚度極不穩定，沿走向變化較大，甚至尖滅，構成較大的大理巖透鏡體.

變粒巖大理巖巖組巖性組合為大理巖夾透鏡狀、脈狀、條帶狀的蛇紋石大理巖、蛇紋石化鎂橄欖石大理巖、金云透輝大理巖等.特征變質礦物及礦物組合為方解石＋金云母＋透輝石＋鎂橄欖石.常見礦物為硅灰石、橄欖石、磷灰石等.

測區內集寧巖群各地巖層均呈層狀或似層狀產出，構造平行化接觸，表現為巖石類型連續互層狀過渡或界線平直突變，是一套層狀淺色變質巖系，變質程度達高角閃巖相-麻粒巖相.

1.2 烏拉山巖群

烏拉山巖群主要分布于袁家房子幅西部，東部因玄武巖覆蓋出露零星.另在大土城幅北部核桃溝、蝦醬河村北有零星露頭，呈北東東向帶狀展布.因遭受變質、變形和巖漿熱事件的多次疊加改造及中新世漢諾壩組玄武巖的覆蓋，這套中深變質巖系殘缺不全.按其巖性組合特征分為2個巖組，下部角閃斜長片麻巖巖組和上部大理巖巖組.

1.2.1 角閃斜長片麻巖巖組

在袁家房子幅西察素忽洞－五道溝－白石崖－大灣子一帶出露較好.西察素忽洞－五道溝烏拉山巖群實測剖面角閃斜長片麻巖巖組，其巖性組合為青灰色黑云斜長片麻巖夾白色厚層狀中細粒大理巖、深墨綠色塊狀角閃斜長黑云片巖，視厚度476 m.大灣子烏拉山巖群實測剖面角閃斜長片麻巖巖組為青灰色黑云斜長片麻巖夾淺灰、淺肉紅色綠泥石白云斜長片麻巖，視厚度642.5 m.片麻巖具花崗變晶結構或花崗鱗片變晶結構，片麻狀構造，可見白云母、綠泥石交代黑云母.在油簍山見青灰色黑云斜長片麻巖夾灰白、淺肉紅色長石石英巖.在白石崖－阿斯嘎溝牧場一帶黑云斜長片麻巖中夾含石墨斜長片麻巖，其中石墨曾被小規模開采.

角閃斜長片麻巖巖組主要巖性組合為黑云斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖、含夕線黑云石榴（斜長）變粒巖夾二長片麻巖、石英巖、斜長角閃巖、大理巖等.主要特征變質礦物及礦物組合為夕線石＋鉀長石＋普通角閃石.常見礦物為黑云母、斜長石、石英、石榴石、磷灰石等.

本巖組變質巖石組合為黑云斜長片麻巖、角閃斜長黑云片巖夾二長石英巖、大理巖，呈層狀產出.巖層之間呈構造平行化接觸，與集寧巖群呈斷層接觸（區內以大土城隱伏斷裂相隔）.

1.2.2 大理巖巖組

西察素忽洞－五道溝烏拉山巖群實測剖面大理巖巖組，巖性組合為灰白、白色塊層—厚層狀粗—細粒大理巖、青灰色條帶、條痕狀細—微粒大理巖夾蛇紋石化含金云母透閃大理巖透鏡體、淺灰綠色黑云角閃斜長片麻巖、深墨綠色斜長角閃片麻巖及斜長角閃巖等，視厚度657～1948 m.

大灣子烏拉山巖群實測剖面大理巖巖組為灰白色厚層狀大理巖、蛇紋石化大理巖夾灰白色粗粒含硅灰石蛇紋石化橄欖大理巖、黑云斜長片麻巖、灰白色白云斜長片麻巖等，視厚度380 m.大理巖呈粒狀結構或粒狀變晶結構，橄欖石粒狀被蛇紋石交代呈殘晶.與角閃斜長片麻巖巖組呈整合接觸或構造平行化接觸，表現為部分地段巖性漸變部分地段巖性突變.

大理巖巖組主要巖性組合為大理巖、蛇紋石化大理巖，局部夾條帶狀大理巖、黑云斜長片麻巖及呈透鏡狀或團塊狀含硅灰石蛇紋石化橄欖大理巖、金云母大理巖、金云透閃大理巖、透輝大理巖、透輝石巖等.主要變質礦物為晶體粗大的方解石，局部特征變質礦物和礦物組合為方解石＋金云母＋透輝石＋橄欖石，常見礦物為硅灰石、透閃石、云母、石英等.上述巖石類型及其巖石組合表明區內烏拉山巖群變質巖系屬低壓高角閃巖相—麻粒巖相、局部達麻粒巖相的區域中—高溫變質作用類型.

區內集寧巖群和烏拉山巖群由于受北東東向韌性剪切帶影響均具退變質作用，尤以烏拉山巖群明顯，表現為蛇紋石、白云母、絹云母、綠泥石等礦物交代橄欖石，保留橄欖石假象，多為角閃石+斜長石組合.角閃石有褐色和綠色2種，斜長石均已蝕變，顯然疊加有角閃巖相退變質作用.

2 變質巖系的原巖恢復

集寧巖群和烏拉山巖群主要變質巖系巖石化學成分見表1.據此采用巖石化學計算與圖解系統（云南省地質調查院信息中心、中國地質調查局發展研究中心，2004）對其變質巖原巖進行恢復.考慮到任何一種原巖恢復的巖石化學方法都有局限性，所以采用了多種方法，以便相互驗證.這些方法有：變質巖的c-n-f三角圖解；變質巖原巖恢復方法（Symoner,1953）；變質巖的（al-alk）-c圖解（J·K·威爾遜，1972）；變質沉積巖與火山巖的原巖恢復圖解（B.Moine,1968）等.

表1 集寧巖群、烏拉山巖群變質巖巖石化學成分Table1 Chemical compositions of metamorphic rocks from the Jining and Wulashan groups

對應的集寧巖群和烏拉山巖群變質巖系原巖圖解見圖2、3、4、5.結合巖石野外分布產狀、室內結構構造等研究資料，最后確定每一種變質巖的原巖類型（見表2）.通過上述原巖恢復可以看出，集寧巖群中的麻粒巖原巖為輝長巖（基性小侵入體），黑云斜長鉀長片麻巖、石榴斜長片麻巖原巖為泥質長石砂巖和泥質粉砂巖，大理巖卓資縣幅區調報告通過尼格里化學成分計算投影在白云巖區.因此，集寧巖群變質巖系的原巖主要由泥質長石砂巖、泥質粉砂巖及碳酸鹽巖組成，伴有基性巖體侵入.烏拉山巖群黑云斜長片麻巖原巖一部分為泥質長石砂巖和泥質粉砂巖，另一部分為安山巖；角閃斜長黑云片麻巖原巖為泥質砂巖；二長片麻巖原巖為長石砂巖；片狀長石石英巖原巖為安山質凝灰巖；大理巖原巖為碳酸鹽巖.因此烏拉山巖群變質巖系的原巖是由長石砂巖、泥質長石砂巖、泥質砂巖、泥質粉砂巖夾安山巖、安山質凝灰巖及碳酸鹽巖等組成的一套巨厚的火山－沉積建造.

表2 集寧巖群、烏拉山巖群變質巖原巖恢復結果Table2 Protolith restoration for the metamorphic rocks from the Jining and Wulashan groups

3 變質巖系地區的找礦方向

在內蒙古集寧變質巖系分布地區，已發現李清地銀鉛鋅礦、兵圖金礦、五道溝金礦、羊房溝鎢礦等礦床，另有較多的金銀及多金屬礦（化）點分布，顯示該區具有很好的找礦前景.通過1∶5萬袁家房子等四幅礦調，對集寧地區的變質巖系的地球化學特征及含礦性進行了調查研究，綜合分析認為變質巖系為主要的賦礦巖層，可作為本地區找礦的方向.

集寧巖群片麻巖組中Pb、Ag、As、Sb、Hg、Au元素平均含量高于全區平均值；Bi、W、Sn接近全區平均值.分異能力強的元素有Ag、Bi、Sb、Pb、As、Hg，相對富集的元素為Ag、Pb、Sb，可能成礦的元素和指示元素為Ag、Pb、As、Sb等.

集寧巖群大理巖組Pb、As、Sb、Hg、W、Au元素平均含量高于全區平均值；相對富集的元素As、Sb、Hg，分異最強的元素為Pb，其次為Ag、Sn、Sb、Hg，成礦元素As、Sb、Hg、W組合呈強分異、顯著富集、疊加-弱疊加分布.

集寧巖群中的成礦元素具有雙重行為，既參與地層的同生沉積，又經歷了后期疊加作用的影響.盡管地層中存在元素的賦礦層位，但Ag、Pb、Zn、Au、Cu、Sb、Bi等元素D值多數不大（疊加強度系數D=1.2～2）.可以認為，成礦作用在一定程度上與侵入巖提供部分成礦物質有關.已發現李清地等銀多金屬大型礦床和礦點均產在集寧巖群中，因此本群是鉛鋅銀多金屬重要的找礦遠景地.

2008年通過李清地外圍的大西溝銀鉛鋅多金屬礦預查地質勘查工作，基本查明了礦區的地質特征和礦化特征.對斷裂破碎帶、硅化蝕變帶、巖體接觸蝕變帶、巖體及地層的含礦性等進行了調查，對物化探資料的礦化信息進行了綜合分析，在成礦有利地段布置鉆探工程進行驗證，取得了很好的找礦效果.

首先在礦區外圍進行1∶1萬土壤地球化學測量和地質填圖，在銀鉛鋅等多元素組合異常地段、古舊采坑和鐵錳帽、硅化蝕變帶開展物探激電異?？辈欤ǖV致異常為高阻異常中吻合有低緩激電異常）.在成礦有利地段施工6個鉆孔共計進尺1075 m進行驗證，其中有3個孔見工業礦體，另外3個孔見有不同程度的礦化體.礦體以北東向分布為主.品位較好的樣品化學分析顯示Au：12.8×10-6，Ag：387.50×10-6，Pb：6.13%，Zn：4.11%，擴大了李清地礦區的資源遠景，取得了新的找礦突破.

烏拉山巖群片麻巖組Sn、Bi、Hg、W、Au平均含量高于全區平均值，而且離差大，是這些元素局部富集的有利地質單元，富集的元素有Au、W、Bi；強疊加元素組合W、Bi、Mo，疊加元素組合Au、Ag、As、Hg、Zn、Mn；分異能力強的元素有Bi、W、Hg、Mo、Au、Sb、Cu、Zn、Ag、Sn；成礦元素有A u、W、Bi、Mo.

烏拉山巖群大理巖組Pb、Ag、Sb、Bi、W、Au平均含量高于全區平均值，富集的元素有Au、Ag、Pb、Bi、W、Sb；疊加元素組合為Pb、Ag、Sb、Bi、W、Au、As、Mo、Cu；分異能力強的元素有Au、W、Bi、Sb、Pb、Ag、Cu、Sn；成礦元素和指示元素有Au、Ag、Sb、Pb、W、Bi、As，其中Au元素變異系數為調查區之首，已發現的兵圖、五道溝金礦均產在烏拉山巖群大理巖中［2］，是本區金及多金屬找礦遠景地［5］.

4 結論

（1）測區集寧巖群各地巖層均呈層狀或似層狀產出，構造平行化接觸，表現為巖石類型連續互層狀過渡或界線平直突變，是一套層狀淺色變質巖系，總的變質程度達高角閃巖相—麻粒巖相；烏拉山巖群變質巖系屬低壓高角閃巖相—麻粒巖相，局部達麻粒巖相的區域中—高溫變質作用類型［3］.

（2）集寧巖群變質巖系的原巖主要由泥質長石砂巖、泥質粉砂巖及碳酸鹽巖組成，伴有基性巖體侵入；烏拉山巖群變質巖系的原巖由長石砂巖、泥質長石砂巖、泥質砂巖、泥質粉砂巖夾安山巖、安山質凝灰巖及碳酸鹽巖等組成的一套巨厚的火山-沉積建造.

（3）通過1∶5萬袁家房子等四幅礦調，對集寧地區的變質巖系的地球化學特征及含礦性進行了調查研究，綜合分析認為變質巖系為本區的主要賦礦巖層，可作為該區找礦的方向.集寧巖群中的成礦元素具有雙重行為，既曾參與地層的同生沉積，又經歷了后期疊加作用的影響，是鉛鋅銀多金屬重要的找礦遠景地.烏拉山巖群成礦和指示元素有Au、Ag、Sb、Pb、W、Bi、Mo、As，其中Au元素變異系數為測區之首，是本地區金及多金屬找礦遠景地?王建平，賈玉峰等.內蒙古中部金礦類型，成礦地質特征及找礦方向.2003..

本文是在1∶5萬袁家房子等四幅礦調成果報告基礎上完成的集體勞動成果.野外工作中得到內蒙古自治區地質礦產勘查項目辦專家的指導和幫助，在此表示感謝.

［1］內蒙古自治區地質礦產局.內蒙古自治區區域地質志［M］.北京：地質出版社，1991.

［2］陳紀明，劉綱，等.內蒙古烏拉山-大青山綠巖型金礦床地質［M］.北京：地質出版社，1996：67—73.

［3］沈鴻章，宿懷壁，張履橋，等.內蒙古中部地區變質作用特征及變質相劃分［A］//董申保，沈其韓，編.中國變質地質圖編制與研究論文集（第2輯）.北京：地質出版社，1988.

Abstract：Jining area,situated in the eastern section of the Yinshanian mountain range in central Inner Mongolia,tectonically belongs to the Liangcheng fault uplift of Inner Mongolia anteclise on the northern margin of North China platform.The basement outcrops are predominantly Archean medium-high metamorphosed rocks,which are divided by the Datucheng hidden deep fault into the Jining rock group in south and the Wulashan rock group in north.The protolith of the Jining rock group is composed of mainly argillaceous arkose,argillaceous siltstone and carbonate rock associated with basic intrusions.The protolith of the Wulashan rock group is a suite of volcanic-sedimentary formation in huge thickness,consisting of arkose,argillaceous arkose,argillaceous sandstone and argillaceous siltstone,intercalated with andesite,andesitic tuff and carbonatite.Based on four sheets of 1:50000 scale mineral survey in Jining area,the geochemistry and ore content of the metamorphic rock series are studied.It is concluded that the metamorphic rocks are the major host of ores in this area.

Key words：medium-high metamorphosed rock series;protolith restoration;volcanic-sedimentary formation;oreprospecting direction;Inner Mongolia

THE METAMORPHIC ROCK SERIES IN JINING AREA,INNER MONGOLIA:Protolith restoration and ore-prospecting guide

WU Jia-fu
（Anhui Institute of Geological Survey,Hefei 230001,China）

本刊編輯部在中國地質大學（北京）走訪交流

1671-1947（2010）03-0237-07

P588.3

A

2009－08－05；

2009-12-28.李蘭英編輯.

內蒙古自治區地質勘查項目（編號［2005］礦調1-8）資助.

吳家富（1968—），男，安徽巢湖人，高級工程師，1989年畢業于贛州地質學校，長期從事區域礦產地質調查工作，通信地址安徽省合肥市寧國路19號安徽省地質調查院，郵政編碼230001，E-mail//ahwjf103@sina.com