內蒙古英雄山鐵銅金多金屬礦地質特征與找礦標志

王小虎

關鍵詞：英雄山；鐵銅金多金屬礦；地質特征；礦床成因；找礦標志

1 地層

礦區內出露的地層比較簡單，主要為中元古界青白口—薊縣系圓藻山群第四巖性組、震旦系洗腸井群以及在礦區中部大面積分布的第四系沖洪積砂礫石，現由老至新分述如下。

1.1 青白口—薊縣系圓藻山群第四巖性組

勘查區內出露青白口—薊縣系圓藻山群第四巖性組，且大面積分布，礦區出露厚度在496～1 500 m，主要出露在礦區中部四周的山梁上。地層產狀在礦區北部的傾向以北—北西為主，傾角為28°～35°；在礦區東部、東南部的傾向以東—南東—南為主，傾角為24°～54°，個別為64°。接近礦區中部第四紀覆蓋處地層產狀趨緩。從已完成施工的鉆孔中可知，礦區中部第四紀覆蓋層下部的地層產狀趨于水平[1]。

該套地層與礦區中部隱伏的閃長巖巖體接觸部位（內外接觸帶）往往形成有工業意義的礦體。

主要巖性有：（1）灰巖，礦區出露厚度在6～200 m，灰色、青灰色、灰白色，微晶結構，中厚層狀構造。巖石主要由碳酸鹽礦物組成，碳酸鹽礦物呈0.060 mm以下的微晶粒狀，由于不同粒級的碳酸鹽各自相對集中分布以及顏色的差異，形成了顏色的層理構造。（2）含碳灰巖，礦區出露厚度在15～300 m，灰黑色、青灰色，微晶結構，薄層狀構造巖石主要由碳酸鹽礦物組成，方解石粒徑在0.018～0.072 mm，呈近菱形的不規則粒狀，鑲嵌結合。方解石質量分數為80%～85%，白云石質量分數為5%，碳質、鐵質質量分數共約10%。（3）含碳白云巖，礦區出露厚度為20～70 m，黑灰色、青灰色、白灰色，碎屑狀結構，中厚層狀構造。巖石呈大小不等的棱角狀碎屑，碎屑由泥晶—微晶白云巖、微晶—粉晶白云巖、細晶白云巖等組成，其間由結晶粒狀白云石充填、圍繞、分離。白云石質量分數為80%～85%，方解石質量分數為5%～10%，碳質質量分數為10%。巖石中多見裂隙，裂隙中有鐵—泥質物充填，礦物成分包括96%白云石、2%～3%方解石、1%塵粒狀鐵—泥質物。

在礦區鉆孔施工過程中，13條勘查線范圍內的鉆孔中，即測區中部戈壁灘地表下、閃長巖體與地層接觸帶處的巖性為：

（1）大理巖類巖石，又可分為3種。首先，蛇紋石化（鎂橄欖石）大理巖，灰白色粒狀變晶結構，塊狀層構造。近等軸粒狀及不規則近菱形粒狀方解石鑲嵌結合構成石基，其中散布著蛇紋石的粒狀假象。方解石占75%，蛇紋石占20%～25%，含少量金屬礦物。其次，壓碎角礫狀含灰質白云石大理巖，肉紅色壓碎角礫狀結構，塊狀構造。巖石主要由碳酸鹽礦物組成，被壓碎成大小不等的角礫狀碎屑。角礫大小懸殊，以棱角狀、次棱角狀為主。碎屑間由鐵質物充填，沿裂隙呈細脈狀。碎屑占70%，膠結物及石基占10%，泥質方解石占20%。最后，白云質方解石大理巖，不規則近菱形結晶粒狀方解石鑲嵌結合構成石基，其中分散著自形—半自形粒狀鎂白云石晶體，周邊和表面常被粉塵狀鐵質占據而呈混濁狀。方解石占75%，鎂白云石占20%，鐵質物等占5%。

（2）矽卡巖類巖石。此類巖石在地表未有出露，只在鉆孔中見到，呈團塊狀，產于閃長巖巖體與大理巖的接觸部位；或在礦體附近出現，但未形成矽卡巖帶。矽卡巖類巖石主要包括以下3種：第一，滑石透閃石矽卡巖，淺灰綠色，柱狀變晶結構，塊狀構造，主要由透閃石（70%～75%）、滑石（15%～20%）、金屬礦物（10%）組成。透閃石呈柱狀或纖維狀，金屬礦物呈自形—半自形粒狀，呈侵染條帶狀產出。第二，角閃石白云母透輝石矽卡巖，黃綠色，粒狀變晶結構，塊狀構造，主要由蛇紋石（5%）、角閃石（10%）、方解石（10%）、白云母（35%）透輝石（40%）及少量金屬礦物組成。透輝石、透閃石呈半自形柱粒狀，但多破碎成不規則碎塊狀，方解石、白云母、蛇紋石沿其破碎裂隙充填交代產出，致使部分透輝石、透閃石呈殘晶狀。第三，蛇紋石化鎂橄欖石矽卡巖，灰綠色，粒狀變晶結構，塊狀構造。近等軸粒狀的鎂橄欖石被蛇紋石和金屬礦物圍繞、分隔、膠結和交代。部分鎂橄欖石被蛇紋石交代呈殘晶或假象，金屬礦物溶蝕、交代呈殘留現象。鎂橄欖石占40%～45%，蛇紋石占20%～25%，磁鐵礦占10%～15%，黃鐵礦占5%～10%，還有其他礦物。

1.2 震旦系洗腸井群

震旦系洗腸井群主要出露于勘查區西部、西南部，厚度在1 000～1 500 m，由勘查區向西延伸到勘查區外圍，不整合于青白口—薊縣系地層之上，主要巖性為白云質灰巖、白云巖、白云石大理巖夾硅質巖和角礫狀灰巖、變質砂巖、變質粉砂巖夾大理巖。

1.3 第四系全新統

第四系全新統呈土色、松散狀，主要由砂礫石組成，沿季節性河床分布，厚度在2～25 m。

2 構造

礦區位于古硐井—盤陀山復式背斜東部轉折端部位，區內褶皺構造、斷裂構造均較為發育[2]。

2.1 褶皺構造

褶皺構造主要由薊縣青白口系圓藻山群巖性組成，北部地層產狀傾向北東、北西，傾角為25°～35°；中部地層傾向近東，傾角為35°～45°；南部地層產狀變化較大，傾向南東—南西，傾角為30°～70°，主要受斷裂構造影響所致。在褶皺翼部發育有大量層間小褶皺，形成大量碎裂巖帶，為礦化蝕變提供了良好的條件。

2.2 斷裂構造

分布在礦區范圍內的斷裂構造共有13條，編號F1—F13，總體為北東向，少數為北西—南東向。斷裂寬度不大，在斷裂帶內發育有構造角礫巖并出現糜棱巖化現象。在13條斷層中，Ⅰ礦段北東方向分布著F5、F6、F11號3條斷層。

F5號斷層為正斷層，地表有角礫巖，斷層通過的地方節理較發育，巖石破碎，伴隨褐鐵礦礦化現象，地表長60 m，斷層走向198°～18°，傾向108°，傾角30°。

F6號斷層為平移斷層，地表有角礫巖，斷層通過的地方地質體被其錯斷，斷層面較為平整光滑，斷層周圍伴隨較弱的褐鐵礦化現象。地表長120 m，斷層走向230°～50°，傾向140°，傾角30°。

F11號斷層為性質不明斷層，地表有角礫巖，斷層附近巖石破碎，伴有較弱的褐鐵礦礦化現象。地貌呈線狀特征，地表長288 m，走向313°～133°。

以上3條斷層出露在Ⅰ礦段北東方向，離Ⅰ礦段礦體較近，但對礦體的形成未產生影響，同時對礦體也未產生破壞作用。

出露在Ⅰ礦段范圍內的F3、F4、F7、F8、F9、F10、F12號斷層對礦體的形成及破壞沒有影響。

Ⅱ礦段金礦體受F1正斷層控制。F1斷層出露于礦區Ⅱ礦段，地貌表現為褐紅色、棕黃色構造破碎帶，破碎帶出露地表寬2～15 m，見斷層角礫巖，角礫大小為2～5 cm，角礫之間為硅質、鈣質膠結。蝕變礦物主要為褐鐵礦，呈蜂窩狀、土狀，黃鉀鐵礬呈團塊狀易污手高嶺土、硅質物；斷裂帶兩側巖石具有強烈的片理化、劈理化及糜棱巖化現象，該斷裂既為導礦構造，又為容礦構造，ⅡPbCuAu-1礦體分布于該斷層中。

該斷層為正斷層，斷層產狀350°～335°∠43°～49°，礦體與斷層關系密切。

F2號斷層出露在Ⅱ礦段范圍內，該斷裂未對ⅡPbCuAu-1礦體產生破壞作用。

Ⅲ礦段金礦體受F13隱伏斷層破碎帶控制。該斷層為隱伏斷層，呈北東—南西向延伸，在沿脈坑道中觀察到其長度為120 m左右，并有向兩端延伸的跡象，但未有工程控制。地表沒有出現與礦體有關的礦化蝕變。地貌局部表現負地形。該斷層為正斷層，斷層產狀106°∠70°～80°，近直立，斷層周圍巖性為灰白色白云石大理巖、灰黑色微晶灰巖。斷層中的主要蝕變礦物為蜂窩狀、土狀褐鐵礦，染手易捏碎的褐黃色—淺黃色團塊狀、土狀黃鉀鐵釩，染手易碎的褐黃色—淺黃色團塊土狀鉛礬。斷層兩側巖石具有強烈的片理化、劈理化及糜棱巖化現象。該斷裂既為導礦構造，又為容礦構造，ⅢAsPbAu-1隱伏礦體分布于該斷層中，礦體與斷層關系密切。

3 巖漿巖

3.1 侵入巖

礦區內巖漿巖不發育，在礦區鉆探施工過程中發現，礦區中部戈壁灘地表下為一石炭紀（Cγδ2）橢圓形隱伏閃長巖巖體，面積約3.5 km2。本次鉆探工作從鉆孔中大致了解到隱伏巖體是由南向北超覆侵入，呈巖株狀產出。巖體由邊緣向中心的粒度變化趨勢為由細粒到粗粒，說明巖體結晶分異程度高。巖石多呈淺灰色，蝕變后呈灰綠色和灰白色，呈中細—中粗粒結構，塊狀構造。礦物成分主要為斜長石、角閃石、黑云母、輝石，有少量石英，偶見榍石、鋯石。斜長石、角閃石為半自形柱粒狀、板狀，輝石被包裹于角閃石中呈交代殘留狀，石英為他形粒狀，充填于其他礦物顆粒空隙間。礦物成分為65%～70%斜長石、15%角閃石、5%黑云母、5%～8%輝石、3%左右石英，副礦物有少量磷灰石、鋯石等；金屬礦物為黃鐵礦、褐鐵礦；蝕變礦物有碳酸鹽、黑云母、綠簾石、綠泥石、絹云母等。該巖體與圓藻山群第四巖性組大理巖的接觸部位是形成銅、鐵銅礦體的有利部位。

3.2 脈巖

礦區內脈巖不發育，主要是閃長玢巖脈、輝綠巖脈和花崗閃長斑巖脈。

（1）閃長玢巖脈：灰白色、青灰色，斑狀結構，塊狀構造，呈脈狀分布于薊縣—青白口系圓藻山群地層中，脈體走向為北西—北東，傾角50°～70°。巖脈與地層接觸界限清楚，規模小，長度在40～100 m不等，厚度在2～4 m。巖石主要由斑晶斜長石（20%～25%）、黑云母（5%）、假象角閃石（5%）、石英（3%～5%）與基質中的長英礦物（87%）、云母類礦物（5%）、碳酸鹽礦物（2%）組成。

（2）花崗閃長斑巖脈：灰白色（風化面褐色），斑狀結構，塊狀構造，呈脈狀分布于薊縣—青白口系圓藻山群地層中，脈體走向為北西、北北西、北東，傾角50°～60°。出露長度約為420 m，寬度在5～10 m。巖性特征：第一，斑晶，包括黑云母（2%～3%，常見暗化邊現象）、角閃石（2%～3%，呈假象）、石英（3%～5%），斜長石（20%～25%）；第二，基質，包括斜長石（55%）、綠泥石（3%～5%）、石英（1%～2%）、金屬礦物（3%）以及少量榍石、磷灰石。

（3）輝綠巖脈：灰綠色，灰綠結構，塊狀構造，呈脈狀分布于薊縣—青白口系圓藻山群地層中，走向為北西—北東東，長40～60 m，厚1～2 m。巖石主要由黑云母（5%）、角閃石（15%）、輝石（20%）、斜長石（30%～35%）、石英（少量，充填于礦物間裂隙）、磷灰石（約1%，零星散布）、榍石（少量，多見于黑云母中）、金屬礦物（約1%）組成。輝石、角閃石呈半自形柱粒狀，輝石多產生次閃石化、黑云母化，常可見次閃石圍繞輝石構成鑲邊；斜長石呈半自形板狀，無規則排列，呈骨架狀。

4 礦體特征

4.1 礦體賦存部位

礦區內Ⅰ礦段鐵銅金礦體賦存于石炭紀閃長巖體與青白口—薊縣系圓藻山群地層的接觸帶內。鐵銅金礦體工業類型為原生硫化金礦石、銅礦石、銅鐵礦石及銅金礦石，需選磁鐵礦石。

礦體形態屬于簡單型脈狀、似層狀水平礦體。含礦巖石主要為金屬礦化閃長巖類巖石，頂底板圍巖為石炭紀閃長巖及薊縣—青白口系圓藻山群的白云石大理巖。Ⅱ、Ⅲ礦段金礦體的工業類型屬破碎帶蝕變巖型，礦體分布于斷層角礫巖中，受破碎帶控制，與破碎帶產狀基本一致，為傾斜的似層狀礦體。

含礦巖石主要為破碎的斷層角礫巖，角礫成分以灰巖、大理巖為主。頂底板圍巖性為薊縣—青白口系圓藻山群的微晶灰巖與白云石大理巖。

4.2 礦體地質特征

礦區Ⅰ礦段內鐵銅金礦體賦存于石炭紀閃長巖體與青白口—薊縣系圓藻山地層的內外接觸帶內。由于礦床形成明顯受巖漿分異冷凝、圍巖性質、接觸帶構造以及交代作用強度的影響，礦體的連續性較差，常呈似層狀、透鏡狀、脈狀等。

礦體大小在30～301 m不等，Ⅰ礦段范圍內共圈出連續性較好的28條銅礦體。其中，7條礦體較大，編號為ⅠCu2、ⅠCu3、ⅠCu6、ⅠCu9、ⅠCu10、ⅠCu11、ⅠCu12。還有7條鐵銅礦體、1條銅金礦體、2條單金礦體、4條單鐵礦體。Ⅱ礦段圈出PbCuAu礦體1條。Ⅲ礦段圈出AsPbAu礦體1條。共計44條礦體。

5 礦床成因

5.1 銅、鐵礦床成因

Ⅰ礦段銅、鐵礦成因類型為熱液接觸交代矽卡巖型。銅、鐵的礦化作用過程可分為矽卡巖階段和石英硫化物階段。

5.1.1 矽卡巖階段

早期階段形成硅灰石、鈣鋁—鈣鐵石榴子石、透輝石—鈣鐵輝石和方柱石等礦物，組成矽卡巖的主體，是在高溫的超臨界條件下形成的。這一階段除少量磁鐵礦外，一般不形成有用礦物。晚期階段形成陽起石、透閃石、綠簾石等礦物，是在接近超臨界狀態條件下形成的[3-4]。這一階段形成的礦物明顯交代早期形成的礦物，且磁鐵礦大量出現，有時構成富集的磁鐵礦體，本區磁鐵礦被后期形成的黃銅礦交代，說明本區磁鐵礦在這一時期形成。

5.1.2 石英硫化物階段

石英硫化物階段是銅、鐵、金、銀生成階段，首先生成透閃石、金云母、石英等，同時礦液中的金屬硫化物開始交代矽卡巖，生成黃鐵礦、黃銅礦、磁鐵礦，并富集生成銅礦體、磁鐵礦體，金、銀、鉛礦化與之共生。（1）早期硫化物階段，矽卡巖礦物被大量交代，開始形成綠泥石、絹云母等。這一階段出現大量石英和螢石，成為形成礦石的主要脈石礦物。金屬礦物主要有磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、毒砂和部分輝鉬礦等，金屬氧化物已很少見，所以也可稱為鐵銅硫化物階段，是在高—中溫熱液條件下形成的。根據鉆孔中采集的光、薄片鑒定結果，礦物的生成順序，部分黃銅礦以包裹體形式賦存在黃鐵礦中，黃銅礦交代磁鐵礦及黃鐵礦這一規律，可見黃銅礦在這一時期形成。（2）晚期硫化物階段，除交代早期形成的綠泥石和絹云母等硅酸鹽礦物外，開始出現大量方解石。金屬礦物主要為閃鋅礦、方鉛礦和磁鐵礦，所以也可稱之為鉛鋅硫化物階段，是在中溫熱液條件下形成的。矽卡巖型礦床中的矽卡巖和金屬氧化物是氣化熱液交代的產物，硫化物則是純粹的熱液作用產物。

5.2 金礦床成因

本區金礦成因主要是Ⅱ、Ⅲ號礦段Ⅱ PbCuAu-1、ⅢAsPbAu-1礦體產在微晶灰巖的破碎帶中，礦化賦存在斷層復合疊加部位，含礦熱液貫入使早期形成的斷層破碎帶發生蝕變、交代、充填形成礦化。成因類型為破碎帶熱液貫入蝕變巖型脈狀金多金屬礦床。近礦圍巖蝕變主要有硅化、褐鐵礦化等。銅、砷、鉛與之共生。

6 找礦標志

（1）Ⅰ號礦段銅礦化蝕變多為綠簾石化、綠泥石化，礦石多呈暗綠色、灰綠色，含較多硫化礦物，如細脈狀、星散狀黃鐵礦，產于內外接觸帶銅鐵礦中的矽卡巖為找礦標志。

（2）孔雀石化與藍銅礦化是銅礦體直接找礦標志。

（3）Ⅱ、Ⅲ號礦段所見礦石均為氧化礦石，未見原生礦。礦石多因含大量黃鉀鐵釩呈黃色或醬紅色。結構呈松散土狀為找礦標志。

7 結論

礦區內Ⅰ礦段鐵銅金礦體賦存于石炭紀閃長巖體與青白口—薊縣系圓藻山群地層的接觸帶內。鐵銅礦體空間上由第四系所覆蓋的閃長巖與地層白云石大理巖接觸帶控制，特別是內接觸帶蝕變碎裂閃長巖。Ⅱ、Ⅲ號礦段金礦體分布于斷層角礫巖中，金礦體嚴格受斷層破碎帶控制。礦區成礦與地層有密切關系，與上元古界中的青白口系圓藻山群有關，巖性為灰白色白云石大理巖；成礦與巖漿活動有關，和閃長巖、花崗閃長斑巖、閃長玢巖有密切關系。礦區具有進一步工作的價值。