內蒙古自治區白乃廟銅礦成因研究及其銅多金屬及金成礦遠景區的劃分

摘要：白乃廟銅礦賦存于中淺變質的中元古界白乃廟組基性—中酸性海相火山巖系中。礦床地質特征和同位素地球化學以及成礦流體研究表明，該礦床曾經歷與海相火山噴發相伴的金屬礦化和斑巖礦化兩個礦化期。依據地球化學特征，劃分出白乃廟—朱日和銅多金屬及金成礦遠景區及預測區。

關鍵詞：礦床成因 白乃廟銅礦 成礦遠景區 預測區

白乃廟銅礦位于內蒙古中部的四子王旗東北部，為一伴共生鉬、金、硫等元素的大型銅礦床，成礦區劃屬華北板塊北緣金屬成礦帶。由于其成因復雜，曾有眾多地質工作者對該礦床進行了廣泛而深入的研究，但對其成因認識卻不一而同，概有:海相火山沉積(變質)—熱液疊加(富集)復成因礦床①；與中酸性淺成侵入巖有關的斑巖型銅礦床(孟良義等， 1992；魯守柱等， 1992)；海相火山成因銅多金屬礦床(聶鳳軍等， 1993)；北礦帶屬斑巖型礦床，南礦帶屬海相火山巖型礦床(施林道， 1994)。筆者曾參加白乃廟銅礦深部普查及詳查工作，對其礦床特征及成因等進行了長期研究，認為該礦床具有典型的熱液成礦特征，而且賦存于特定層位，沉積成礦特點明顯，應為海相火山沉積—熱液疊加改造形成。

1. 礦區地質概況

白乃廟銅礦處于華北板塊北緣新元古代褶皺增生帶，該地區曾經歷陸殼裂解、洋殼擴張、陸殼增生、板內構造活動等構造演化階段，構造巖漿活動強烈。

區內出露地層主要有中元古界白銀都西群和白乃廟組、中志留統徐尼烏蘇組、下二疊統三面井組以及上侏羅統大青山組等。其中以白乃廟組地層分布最廣，也是白乃廟銅礦的容礦地層。白乃廟組由一套中淺變質的綠片巖、長英片巖組成，共劃分為五個巖性段，在礦區呈近EW向分布。第一、三、五巖段以綠片巖為主；第二、四巖段以長英片巖為主，局部夾薄層含鐵石英巖。白乃廟組原巖為海底噴發的基性—中酸性火山熔巖、凝灰巖夾正常沉積的碎屑巖和碳酸鹽[1]。

巖漿巖主要為石英閃長巖、花崗閃長斑巖及白云母花崗巖。其中，花崗閃長斑巖呈NWW～近EW向分布于礦區中部和北部，為加里東晚期沿白乃廟組綠片巖層間斷裂侵入形成，空間上與北礦帶關系極密切。在南礦帶Ⅵ、Ⅶ礦段的深部亦見有與礦化關系密切的花崗閃長斑巖巖枝[2]。

礦區構造總體上表現為走向近EW、傾向S的單斜構造。斷裂構造發育，以東西向斷裂構造最為重要，曾經歷多次活動，對與成礦有關的中酸性巖漿侵入活動和成礦有著重要的控制作用；NE向構造以斷裂為主，對礦體主要起破壞作用，而部分斷裂(帶)中具石英脈型或蝕變巖型金礦化。

2. 礦床地質特征

白乃廟銅礦總體上呈帶狀近EW向展布，根據礦體產出部位和圍巖特征不同，礦床分為8個礦段，礦體呈似層狀、透鏡狀等。礦體產狀基本與圍巖片理一致，大多礦段的礦體走向為近EW～NW，傾向S～SW，傾角300～83°，變化較大。受成礦后NE向白乃廟斷裂構造的影響，礦體產狀由東向西發生一定的變化，其中Ⅶ礦段礦體產狀變化顯著，走向近SN，傾向W。礦體長度大者超過千米，最厚達40余米；小者長僅數十米，厚幾十厘米。

礦石類型主要為綠片巖型礦石和花崗閃長斑巖型礦石。綠片巖型礦石構造主要為條帶狀、浸染狀、脈狀構造等，礦石結構主要為晶粒狀結構、交代溶蝕結構、壓碎結構、揉皺結構、乳滴狀結構等。花崗閃長斑巖型礦石構造主要為浸染狀、細脈浸染狀、團塊狀、脈狀及片狀構造，礦石結構為自形～它形粒狀結構、包含結構、交代結構、壓碎結構等。礦石礦物主要為孔雀石、斑銅礦、褐鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦、磁鐵礦等，脈石礦物主要有石英、方解石、黑云母、鉀長石、絹云母、白云母、綠簾石、綠泥石、石膏等。該礦床以銅為主，伴生鉬、金、銀、硫等元素。

礦床圍巖蝕變普遍，蝕變類型主要有石英—鉀長石化、黑云母化、絹云母化、綠簾石化、綠泥石化、碳酸鹽化、泥化等。其中，南礦帶以黑云母化、硅化為主，黑云母化尤為廣泛；北礦帶則以石英—鉀長石化、石英—絹云母化為主。

3. 礦床成因類型：

成礦時間雖然不是確定礦床成因類型的依據，但可檢驗礦床類型歸屬的正確與否，因為不同類型礦床的形成地質條件或環境不同，與礦區地質事件或地質體的相對時間順序不同。例如，熱水沉積礦床(海底噴流型或海底火山熱液型)的成礦時間應與斌礦圍巖地層時代一致，巖漿熱液型(斑巖型、夕卡巖型等)礦床的成礦年齡稍晚于賦礦或成礦巖體，造山型礦床則同步或滯后于峰期區域變質作用。

白乃廟礦床的賦礦圍巖白乃廟群開展了系統的巖相學研究，白乃廟群是增生于華北板塊北緣加里東期(新元古代一早古生代)活動大陸邊緣的外來地體。聶鳳軍等(1993)測定了白乃廟群第3巖性段中殘斑陽起斜長片巖的常規鋯石U一Pb年齡，獲得上交點年齡為1130.5土16M。下交點年齡值為384.5土6M。認為上交點年齡值1130.5土16M。代表白乃廟群火山巖的成巖年齡，而下交點年齡代表后期熱事件時間，即綠片巖相變質作用的時間。可見，白乃廟群遠早于白乃廟礦床形成，年齡相差>700Ma，充分證明白乃廟礦床不可能是海底噴流型或海底火山熱液型，白乃廟群遭受后期熱事件的年齡(384.5土6Ma)恰恰落人396一358M。的成礦時限內，說明白乃廟礦床形成于白乃廟群遭受后期變質事件的過程中[3]。

4. 銅多金屬及金成礦遠景區及預測區的劃分

4.1 白乃廟—朱日和銅多金屬及金成礦遠景區

位于蘇尼特右旗及四子王旗境內，北東向延長114公里，寬46公里，面積5198平方公里。大地構造位置處于華北板塊北部大陸邊緣，索倫山—西烏旗晚古生代增生陸緣。屬白廟—哈達廟銅、金三級成礦帶，白乃廟銅、金四級成礦帶。

成礦遠景區出露地層如下：下元古界寶音圖群，分布在西南緣，主要巖性為二云石英片巖、綠泥石英片巖、變粒巖、石英巖、大理巖。中上元古界溫都爾廟群，分布于遠景區東北部，由桑達來呼都格組與哈爾哈達組組成。桑達來呼都格組為一套原巖以拉斑玄武巖系、基性火山巖為主的綠色片巖組合，局部有硅鐵質碳酸鹽巖透鏡體及輝長巖等。其上與哈爾哈達組整合接觸，時代屬長城紀—薊縣紀。哈爾哈達組巖性為絹云石英片巖、二云石英片巖，夾綠簾片巖、含鐵石英巖等，著名的溫都爾廟鐵礦產于其中，時代屬薊縣紀。青白口系白乃廟組，分布在白乃廟—谷那烏蘇一帶，為一套火山—沉積巖系，由下部的綠片巖和上部的變質砂巖、千枚巖組成，白乃廟銅鉬及金礦產于其中。中志留統徐尼烏蘇組，由淺變質海相碎屑巖、結晶灰巖、變質火山巖組成。上志留統—下泥盆統西別河組，由淺海相砂巖、灰巖、板巖及生物礁組成。上石炭統阿木山組與本巴圖組，由海相碳酸鹽巖與碎屑巖組成。下二疊統三面井組與額里圖組，由海相碎屑巖與火山巖組成。此外還有中生代火山巖分布。

索倫山—查干哈達廟—溫都爾廟深大斷裂帶從成礦遠景區中部東西向通過，在溫都爾廟—圖林凱一帶形成韌性剪切變形帶，溫都爾廟發育蛇綠巖套與藍閃片巖，該斷裂帶對其兩側的沉積作用、巖漿活動與成礦作用等具有控制作用，是二疊紀時期南北陸塊的縫合帶。成礦遠景區內巖漿活動強烈，二疊紀中酸性侵入巖十分發育，三疊紀、侏羅紀酸性小巖體有零星分布。

遠景區礦產資源豐富，有溫都爾廟大型鐵礦、白乃廟大型銅鉬礦、別魯烏圖中型銅礦、谷那烏蘇、依克烏蘇、香林香達小型銅礦以及一批金銅多金屬礦點。

遠景區不同時代、不同類型的含礦建造發育，又處于板塊構造結合附近，斷裂與巖漿活動強烈，成礦地質條件優越，其中有21號異常，Cu異常面積287平方公里，最大強度為212.7μg/g，金屬量1783萬噸。Au異常面積1399平方公里，最大強度為113.6ng/g，金屬量0.79萬噸。我們在已知重要礦床之外劃出兩個預測區，分述如下：

4.1.1預測區：主要位于蘇尼特右旗巴彥朱日和蘇木境內，區內白乃廟組發育，其下部中基性火山巖建造是銅金的重要礦源，侵入其中的中酸性巖株為成礦作用創造了極為有利的條件，區內分布銅、鉛、金等化探異常，其中21—307號Au異常，異常面積為185平方公里，最大強度為33.2ng/g，金屬量0.12萬噸。因此，本區是尋找銅金礦的有利地段，應盡快安排工作。

4.1.2預測區：主要位于蘇尼特右旗布圖木吉蘇木境內，其中溫都爾廟群哈爾哈達組分布廣泛，也是重要的含礦建造，區內溫都爾廟型鐵礦發育，尚未發現銅多金屬礦化，但銅多金屬化探異常發育良好，其中21—302、21—303號Au異常，異常面積分別為175、253平方公里，最大強度分別為113.6、12.9ng/g，金屬量分別0.12、0.22萬噸。元素組合為Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo等，異常展布方向以近東西向為主。各元素異常規模大，強度高，具較明顯的濃集中心，應引起重視[4]。

參考文獻

[1] 李進文，內蒙古白乃廟銅礦成因研究，中國地質科學院礦產資源研究所，北京.

[2] 聶鳳軍，裴榮富，吳良士，等.內蒙古白乃廟地區巖漿活動與金屬成礦作用[M].北京:北京科學技術出版社， 1993. 1-239.

[3] 李文博，內蒙古白乃廟銅金礦床的成礦時代和成礦構造背景，北京大學造山帶與地殼演化教育部重點實驗室，北京100871.

[4] 李東旭、吳淦國，1987.內象古白乃廟礦田登生成礦構造地球化學研究，地質學報，1∶32一45.