趙元淏 邱永超 麻海龍內蒙古自治區第一水文地質工程地質勘查院 呼和浩特 010020
東烏旗
——梨子山——鄂倫春成礦帶斑巖熱液成礦分析
趙元淏邱永超麻海龍
內蒙古自治區第一水文地質工程地質勘查院呼和浩特010020
通過東烏旗——梨子山——鄂倫春成礦帶地質條件、典型礦床特征的研究,提出了東烏旗——梨子山——鄂倫春成礦帶斑巖型礦床成礦模式,將對該區尋找大型斑巖型銅多金屬礦床具有指導意義。
東烏旗;梨子山;鄂倫春;成礦帶;斑巖;成礦分析
梨子山——鄂倫春一帶,古生代地層區劃屬北疆—興安地層大區,東烏——呼瑪地層分區;中、新生代地層區劃屬濱太平洋地層區、烏蘭浩特——赤峰地層分區。區內出露地層主要有元古界、古生界、中生界、新生界,其中以古生界為主,從奧陶系到二疊系均有出露。元古界為興華渡口群變質巖系。下奧陶統至中泥盆統屬海相沉積,為一套海底中基性-中酸性火山巖和碎屑巖—碳酸鹽建造組合;其中中下奧陶統多寶山組為一套以安山巖為主的富含銅的中性、中酸性火山巖,是本區銅的主要礦源層。中泥盆統到下石炭統為海陸交互相沉積,主要巖性為海相陸源碎屑巖和陸緣火山巖及凝灰巖;中石炭統至二疊系分布零星,為陸相沉積,巖性為陸緣火山巖和湖相沉積建造;中生界、新生界以陸相沉積為主。
在本區北東延伸部分的多寶山地區,具有相似的地質背景,已探明多寶山、銅山和翠宏山等大型斑巖型銅礦床,因此,本區具有尋找同類礦床的成礦地質條件。
1.地質概況
多寶山銅礦位于東經125°47′13″,北緯50°14′28″。處于大興安嶺隆起帶與松遼沉降帶的接合部位。窩里河大型背斜軸部通過礦區,嫩江大斷裂從西側通過。區域構造線方向為北東向,而花崗閃長巖體和礦體延展方向呈北西向,因此區域構造線與賦礦構造線近于直交,對巖漿侵位和成礦流體活動具有重要控制作用。主要礦化地段發育在構造交匯的部位。
多寶山銅礦區出露的地層主要是奧陶系中統多寶山組和銅山組地層,巖性為安山巖、凝灰巖、凝灰質砂礫巖、凝灰砂巖、砂巖等。侵入巖主要是華力西中期花崗閃長斑巖和花崗閃長巖。圍繞著花崗閃長斑巖體形成蝕變分帶,由斑巖體向外依次為鉀化帶、絹云母化帶、青磐巖化帶。礦體多產于絹云母化帶內,其分布范圍一般距斑巖體0m~500m。在距離斑巖體50m~150m范圍內礦化強度最大,礦化均勻,品位相對較高,向兩側銅礦化逐漸減弱。
2.礦床地質特征
多寶山銅礦區已圈出200多個Cu(Mo)礦體,礦體以銅為主,鉬礦體極少。礦體多呈透鏡狀或條帶狀,產狀與片理化帶產狀一致。礦體一般厚幾米到幾十米,最厚可達三四百米,延深一般四五百米,最深近千米。單礦體平均品位:Cu0.41%~0.81%,Mo0.01%~0.0355%。礦床平均品位Cu0.47%,Mo0.061%,伴有Au、Ag、Re、Se和Pt族元素。賦礦圍巖主要為凝灰巖、凝灰砂巖和砂巖。
礦體主要賦存在斑巖體的內接觸帶,礦體形態不規則狀、脈狀及透鏡狀,礦石礦物有黃銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦、銅蘭、斑銅礦、黝銅礦、輝銅礦;次為赤鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁鐵礦、毒砂等。礦石具有明顯的分帶性,由蝕變中心向外從細粒浸染狀為主到細脈侵染狀為主。圍巖蝕變具有典型的斑巖銅礦床蝕變特征。蝕變分帶明顯,與礦化關系十分密切。
該礦床的形成與燕山期斑狀中酸性侵入巖體有成因聯系,故將該礦床劃為斑巖型銅礦床。
1.構造背景對成礦的控制作用
中生代濱西太平洋活動大陸邊緣構造環境形成了火山—巖漿構造帶,并形成與陸相中酸性火山—侵入巖相關的斑巖型銅礦床。
2.區域性深斷裂構造帶對成礦的控制作用
區域性深大斷裂帶具多期活動特點,是巖漿上涌的通道,控制了不同時代構造巖漿巖帶的展布,及北西向其次級斷裂控制了與巖漿活動有關的多寶山、銅山和翠宏山等大型斑巖型銅礦床的分布等。
3.火山構造(機構)對銅礦的控制
本區北東延伸部分的多寶山地區分布有與火山-次火山熱液有關的銅礦床,與火山噴發帶及其火山機構時空關系密切,具有內在成因聯系。礦床、礦體主要賦存在火山機構邊緣環狀、放射狀斷裂中,特別是與斷裂構造重疊部位是成礦的最佳構造環境。
4.地層對成礦的控制作用
(1)成礦物質的初始預富集作用
該區斑巖型銅礦床的圍巖為奧陶系地層,這與奧陶系地層本身富含火山巖、大理巖等相對富鐵、鈣、銅、鉬等元素有關,其中所富集的元素恰恰是該地區的成礦元素,在后期構造巖漿作用下,成礦物質溶解、遷移、富集成礦,形成不同類型的礦床,這反映了地層可能提供礦質來源。
(2)地層與成礦流體發生水巖反映,為成礦流體沉淀提供空間地層中某些巖石具有較富的孔隙度,再加上構造變形而產生的裂隙,從而提高了它們的滲透性,故有利于成礦流體的進入而發生流體與巖石的物質交換反應,而使成礦物質富集沉淀成礦,尤其碳酸鹽巖地層,往往與巖漿熱液發生水巖反應而形成矽卡巖體,在水巖反應過程中,改變了成礦流體的PH、Eh值,從而促使成礦物質的沉淀成礦。
5.巖漿巖對成礦的控制作用
(1)巖漿巖成分對成礦的控制作用
該地區斑巖型銅礦床,分布在火山-侵入雜巖小巖體的內外接觸帶,與銅礦有關的多為中性、中酸性巖體,巖性主要為閃長玢巖、花崗閃長(斑)巖、斜長花崗斑巖及安山玢巖、英安玢巖等,呈巖株、巖枝狀產出。
(2)巖體一方面對成礦提供成礦流體和成礦物質,另一方面提供熱動力而加速水巖反映,以圍巖中淬取、活化成礦物質而提高成礦流體中成礦元素的濃度而有利成礦物質的沉淀、富集而形成有經濟價值的工業礦體。
最初,由北西向壓扭性韌脆性剪切帶構成了基本構造格局。后期,在與北東向斷裂交匯部位,有花崗閃長巖漿侵入。之后斑巖體被動侵位,使圍巖產生大量的裂隙,為巖漿期后次火山熱液的大規模運移開創了通道。在斑巖體寄居過程中,對圍巖的蝕變主要是巖漿熱液的作用形成高溫蝕變產物,為成礦元素及稀土元素的遷移創造了條件。當混合熱液形成后,它將花崗閃長斑巖中的稀土元素及成礦元素銅帶出并向花崗閃長巖和多寶山組運移,當揮發組分散失及溫度降低時,所攜帶的稀土元素及銅元素被釋放下來。由于構造活動的反復變化,使巖漿室極易呈現負壓狀態,導致花崗閃長巖及多寶山組的混合熱液不斷回流到巖漿室。回流的熱液組分又與慢源巖漿熱液混合,變為高溫富含揮發分具強溶解能力的熱流體,再沿花崗閃長斑巖體通道上升,并流向花崗閃長巖及多寶山組地層。當巖漿室處于低壓時,混合后的熱流體又返回到巖漿室。如此反復作用是斑巖型銅礦床形成的主要原因(圖1)。

圖1 斑巖型銅礦床成礦模式
根據成礦地質背景和典型礦床特征,對本區斑巖型銅礦床成礦模式進行總結,將對該區尋找斑巖型銅礦床具有一定的指導意義。
(1)在構造上是多組構造控礦。當幾組構造交匯和交替活動時,才是成礦的有利條件。而其中最主要的是要在礦田和礦床內經常出現張性構造。
(2)熱液活動和礦化作用不是一次形成的。早期形成的黑云母化帶雖然含銅,但不均勻,只有經過后來絹云母化階段和稍后的流體迭加改造后,才有利于富集成銅礦體。
(3)在多次熱液活動過程中,每次熱液活動都受制于當時的構造活動(或脈動)所形成的裂隙帶。當構造活動作用有規律地向內或向外推移時,就形成環狀蝕變分帶。當構造活動沿一定方向進行時,伴隨的蝕變就呈條帶狀。
(4)礦床的蝕變和礦化雖然與熱液活動有關,但礦液的形成和遷移,顯然與地層、構造和巖漿活動有關系。礦床的形成是多種地質因素有利配合的結果。