2017, Vol. 8引用本文 |
| 白音诺尔-双尖子山-浩布高多金属矿集区基本地质特征 |  [PDF全文] |
2. 内蒙古自治区矿产实验研究所, 呼和浩特 010031
2. Inner Mongolia Institute of Experimental Mineral, Hohhot 010031, China
研究区 (图 1)[1]作为大兴安岭中南段黄岗-甘珠尔庙成矿带的重要组成部分，行政区划隶属于内蒙古自治区赤峰市巴林左旗.地理坐标:东经118°51′~119°19′；北纬44°26′~44°45′，出露面积约30 km2.其以矿化强度大，成矿元素组合丰富，矿床分布密集而备受关注.超大型-大型矿床分布有双尖子山银多金属矿床、浩布高、白音诺尔铅-锌-银矿床，三者相距20 km左右，组成了白音诺尔-双尖子山-浩布高多金属矿集区.此外研究区还产出乃林坝铜-银多金属、敖瑙达坝银 (锡)-铜、碧流台铅锌、小井子银铅锌、哈拉白旗铅锌矿床等一系列中小型矿床 (点).
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| 图 1 大兴安岭中南段区域地质、构造、矿产示意 Fig. 1 Simplified geological, structural and mineral map in middle-south segment of Da Hinggan mountains |
1 区域地质背景 1.1 地层
研究区地层绝大部分是以晚古生代地层为基底 (尤其是二叠系)，上覆侏罗系-白垩系的陆相火山岩，显示典型的二层结构.如，白音诺尔矿区内二叠系下统哲斯组、黄岗梁组地层是本矿床重要岩性地层条件；浩布高以二叠系中统大石寨组海相火山碎屑岩和少量大理岩地层为主要赋矿围岩[2].研究区内已知多金属矿 (化) 点和新发现多金属矿化多产在二叠系地层中或者其附近，说明该套地层和多金属成矿关系密切[3].
1.2 构造研究区地处古生代古亚洲构造成矿域与中生代环太平洋构造成矿域2个全球性构造成矿域强烈叠加的区域，位于华北板块与西伯利亚板块交界处[4].西拉沐沦河断裂、二连-贺根山断裂以及嫩江断裂的交汇处，属于中亚造山带的东段[5].区内古生代地层经历了强烈的褶皱，研究区大地构造位置属天山-内蒙兴安地槽褶皱区、内蒙古中部地槽褶皱系、苏尼特右旗晚华力西地槽褶皱带[6].黄岗-甘珠尔庙复式背斜呈NE-SW向贯穿本区，均与区域铅锌矿床分布密切相关.本区断裂与褶皱组合控矿十分明显，复背斜轴部的虚脱带和断层交汇处是赋矿的有利场所.受NE向的黄岗梁-甘珠尔庙断裂带控制，地层、侵入岩、构造形迹均呈北东向展布.
1.3 岩浆岩按成岩时代主要为华力西期、印支期和燕山期，尤其是燕山晚期.以大规模的中酸性岩浆侵入为特征，与同时代的陆相火山岩系构成了同源、同时、异相的火山侵入杂岩[7]，对大规模形成多金属矿床十分有利.从岩性方面分析，与成矿有关的岩体的岩性主要为中酸侵入岩和次火山岩，主要有闪长岩、石英闪长岩、黑云母花岗岩、花岗闪长岩、石英斑岩、斜长花岗岩、碱性花岗岩、二长花岗岩、钾长花岗岩、花岗闪长斑岩、二长斑岩、花岗斑岩、正长斑岩、流纹斑岩、闪长玢岩和安山玢岩等[8].
2 主要矿床类型及其特征 2.1 晚古生代-中生代斑岩-热液成矿系统 2.1.1 接触交代 (矽卡岩) 型主要以白音诺尔 (图 2) 和浩布高 (图 3)[9]大型铅锌矿床为研究区代表，二者特征相似.
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| 注：资料来源于辽宁省第二区域地质测量队.中华人民共和国区域地质矿产报告书 (地质部分), 1:200000, 甘珠尔庙幅L-500-XXX, 1973. 图 2 白音诺尔铅锌矿床地质示意 Fig. 2 Geological map of Baiyinnuoer zinc-lead deposit |
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| 图 3 浩布高铅锌矿床地质示意 Fig. 3 Geological map of Baiyinnuoer zinc-lead deposit |
1) 白音诺尔矿床.地层:矿体围岩主要为2种，二叠系下统黄岗梁组 (P1h) 大理岩、灰岩、钙质砂岩，夹少量板岩和中酸性火山岩.二叠系下统哲斯组为一套浅变质的海相砂泥质-碳酸盐岩沉积建造，地层走向40°~50°，倾向北西或南东，倾角70°~90°.按岩性划分为上下2个岩性段.下段粉砂泥质板岩段 (P1z1) :出露于矿区东南部和中部，与上覆大理岩为断层接触.矿区中部板岩构成白音诺尔背斜核部.岩性为斑点板岩、凝灰质粉砂质板岩、硅化泥质板岩、泥质板岩、千枚状泥质板岩.上段大理岩段 (P1z2) :分布于中部板岩两侧，构成白音诺尔背斜两翼.作为该矿区的主要赋矿地层，岩性为白色厚层状大理岩夹灰至灰黑色结晶灰岩和凝灰岩.构造:矿区处于北东向、东西向断裂分割形成的断块构造中，同时又处在浩尔吐-小井子复背斜的北翼.岩浆岩:与成矿关系密切的是超浅成-浅成相小侵入体，主要是花岗闪长斑岩和石英正长斑岩等，该类岩石具绿泥石化，绿帘石化，在与大理岩或结晶灰岩、碳酸盐岩接触带及其附近可形成矽卡岩并赋存矿体.本次岩浆侵入活动与矿区内铅、锌、铜、银、铁矿化有关.矿体特征:矿区内矿体多，且形态较复杂，厚度、品位及产状变化较大，矿体成群、成带分布规律性较强.区内依地形、地质因素及矿体的分布特征划分为南北2个矿带.南矿带长大于1 100 m，宽200~400 m；北矿带长1 300 m，宽600 m.圈定的工业矿体平均厚度在0.70~13.13 m，矿体走向沿长50~298 m，最大延深550 m.厚度变化系数在80.89 %~126.87 %之间；Pb、Zn平均品位分别为3.51 %、8.12 %；Pb、Zn变化系数为51.36 %~193.13 %[10].总体上看，矿体的倾向延长大于走向延长，倾向上较走向上的变化较小.矿体具有成群、成带分布、同一矿体可因脉岩的相互离合而变位，在同一接触带矿体可尖灭再现特点.
2) 浩布高矿床.地层:矿体赋矿层位为二叠系中统大石寨组中段，即泥质、粉砂质板岩夹大理岩、变质砂岩段.主要岩石类型有泥质板岩、粉砂质板岩、凝灰质板岩、变质砂岩、粉砂岩、细砂岩、凝灰质砂岩、大理岩等，为矿床的形成提供了物质来源.构造:成矿前及成矿期断裂以北东向为主，北西和北西西向断裂为成矿后断裂，走向延长较小，多切断北东向断裂及矿体，同时位于黄岗-甘珠尔庙复式背斜北东端.北东向压扭性构造带是区内规模较大的构造体系，为含矿热液的运移和富集提供了通道和场所，是本区的导矿、容矿构造.岩浆岩:主要有2个岩体，即分布在研究区西北部的乌兰楚鲁特岩体 (以黑云母钾长花岗岩和花岗斑岩为主) 和东南部的乌兰坝岩体 (以石英二长岩和中粗粒花岗岩为主).其中乌兰坝岩体隐伏于矽卡岩和矿体深部较近的位置.矿床中的Pb、Zn、Cu矿体都产于该岩体外接触带.矿体特征:矿区矿化带总长5.7 km，宽40~100 m，矿体呈层状、似层状、脉状，走向55°~59°，倾向北西，倾角65°~85°[11].矿体赋存于二叠系中统哲斯组大理岩与燕山期岩浆岩接触带中的矽卡岩内.沿地层中的大理岩层位分布，大理岩层的上、下底板岩性均为粉砂质板岩.大理岩的厚度不稳定，地表 13线，深部在17、21线以东因大理岩较薄，被完全交代，形成一条矿体；以西因大理岩厚度增加，故热液沿其顶、底板及层间断裂充填和交代；其顶板矿体与底板矿体及层间矿体依次为1号、2号和1~1号矿体 (见图 3[12]).1号矿体为该矿区最为重要的工业铅锌矿体矿体长约1 350 m，赋存标高在1 110~630 m之间，最大垂深480 m，一般200~300 m.矿体厚度0.99~28.33 m，平均厚度9.99 m，厚度变化系数73.6 %，属较规则型矿体.锌品位0.73 %~9.66 %，平均品位3.93 %，品位变化系数60.47 %，属矿化均匀型矿体.铅品位为0.64 %~6.91 %，平均品位2.25 %，变化系数73.35 %[12].
矿石物质成分:对比研究发现，2个矿床矿石主要矿物为金属矿物，以闪锌矿为主，其次为方铅矿，另见少量黄铜矿、磁铁矿，偶见黄铁矿、磁黄铁矿、白铁矿、毒砂、斑铜矿；非金属矿物以透辉石-钙铁辉石为主，其次为石榴石、硅灰石，绿帘石少量，符山石微量，局部见绿泥石、石英、方解石等.矿石结构以各种不同自形程度的粒状结构为主，其次为各种交代结构、包含结构.在含黄铜矿、方铅、矿闪锌矿矿石中，乳滴状和叶片状结构也比较常见，填隙结构、揉皱结构少见.矿石构造主要是闪锌矿、方铅矿集合体形态、含量多少及其与脉石矿物的相互关系.以各种块状构造、条带状构造 (浩布高)、浸染状构造 (白音诺尔)、角砾状构造为主，其次为斑杂状 (白音诺尔)、团块状 (白音诺尔)，局部地段构成致密块状、梳状构造 (浩布高) 等.
围岩蚀变:以接触交代类型为主，主要蚀变类型为矽卡岩化，矿床主要工业矿体均产在矽卡岩中.整体来看，该区矽卡岩化具有不规则脉状 (白音诺尔)、透镜状 (白音诺尔)、带状 (浩布高) 展布的特点.按其矿物成分来看是以钙矽卡岩为主，其种类有:石榴石矽卡岩、钙铁辉石~石榴石矽卡岩、锰钙辉石矽卡岩、石榴石~钙铁辉石矽卡岩、黑柱石~钙铁辉石矽卡岩、石榴石~硅灰石矽卡岩等.此外还见有绢云母化、钾化 (浩布高)、云英岩化 (浩布高)、绿泥石化、绿帘石化、钠黝帘石化 (白音诺尔)、硅化及碳酸盐化等，其中，云英岩化、钾化为较高温度的蚀变类型，对指导找矿工作也有一定的价值.伴随矽卡岩化以铅锌矿化为主，伴有铜、银、镉等矿化作用.矽卡岩与大理岩、结晶灰岩界线多为突变关系，与岩体界线多呈渐变过渡关系.从蚀变与矿化分布特征看，整个矿床典型矿化元素组合及典型金属矿物组合具有明显的侧向分带特征.总之，本区围岩蚀变类型并非单一类型，往往在构造破碎带中矿化与蚀变最强，远离构造破碎带和复背斜轴部其强度逐渐减弱，不仅影响铅锌成矿，而且影响铅锌矿石的品位.
物化探特征:白音诺尔和浩布高2个矿区均存在高极化率、低电阻率、强磁场异常，矿床所在地区主要地层和酸性侵入岩类主要金属元素Cu、Pb、Zn、Ag、Sn的质量分数均大大高于背景值，并在矿带、矿化蚀变带和出露矿体上呈现高强度、衬度高、分带清晰的局部异常.成晕元素具有较好的分带性.矿体和矿化矽卡岩上常呈现高极化率、高磁力、高重力、低电阻率的组合异常特征.推测深部存在隐伏中酸性岩体，且可能与这2个铅锌多金属矿床有密切的成因联系[13].
矿床成因探讨:白音诺尔-浩布高矽卡岩型铅锌矿床具有相似的地质产出特征，矿体均以层状、似层状、透镜状和脉状产于二叠系下统大理岩或大理岩化灰岩中，受背斜和NE向断裂的控制，围岩矽卡岩化强烈.矽卡岩矿物穿插交代蚀变花岗闪长岩矿物及矽卡岩-大理岩界面硫化矿物的集中生成等现象[14]，显示花岗闪长岩脉为成矿提供了部分或全部成矿物质.矿床硫源单一，成矿物质具深源特点；其氧同位素组成反映该区深部存在低氧的岩浆源，同时在花岗岩体侵入时循环天水的蚀变作用引起了本区花岗岩体的氧同位素改变和矽卡岩矿床的形成；2个矿床成矿物质及成矿流体均与深部隐伏中酸性岩体有关，其成矿作用均经历了中、高温2个矿化阶段[15].复背斜轴部的虚脱部位是赋矿的有利场所，浩布高矿区构造以北东向构造为主，为主要的容矿断裂.由于深部隐伏中酸性岩体的侵入产生富Pb、Zn的岩浆热液，与围岩反应，并与后期地层水或大气降水混合形成了白音诺尔与浩布高铅锌矿床.早期成矿流体以岩浆水为主；至晚期成矿流体逐渐演化为以大气降水为主.综上，二者属于与深源隐伏岩体有关的接触交代型中-高温矽卡岩型矿床.
2.1.2 斑岩型-敖脑达坝中型Sn-Cu-Ag矿床地层:容矿围岩为哲斯组、黄岗梁组.构造:产于距晚侏罗世火山岩盆地4 km的中生代断隆区，向斜轴部的北东向断裂是主要的主要控矿断裂，矿床中含矿小斑岩体沿此断裂侵入.与成矿有关岩体:燕山晚期花岗闪长斑岩、花岗斑岩和石英正长斑岩小岩体.矿体特征:圈定40余条银、锡矿体，呈细脉带状、透镜状，囊状，脉宽1~3 m，长30~220 m.倾向北西，倾角45°~70°[16].金属矿物:锡石、黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂、黄铁矿、闪锌矿、少量黝铜矿、自然银、辉银矿.围岩蚀变:钾化、硅化、绢英岩化、黄玉云英岩化、电气石化、青磐岩化、绿泥石化、角岩化等[17].物化探特征:磁异常强度在300 nT以上，沿矿化蚀变带呈串珠状、带状分布；激电异常呈现低阻高极化；化探异常为Cu、Pb、Zn、Ag、Sn、As组合异常的浓集中心[18].矿床成因探讨:矿床成矿与晚侏罗吐火山-浅成岩浆侵入有关，富含挥发份的高侵位酸性小侵入体的存在创造了成矿环境.多期次热液对流，形成了以岩体为中心的前进式对称蚀变分带.蚀变和成矿过程是一个降温、降压、盐度减小、氧逸度降低、硫逸度升高的过程[19].热液与围岩的交代反应产物以及相应的金属组合围绕斑岩柱呈带状分布.它是分布于过渡性地壳上的、由起源于下地壳至上地幔的过渡性岩浆的衍生物形成的斑岩型锡银铜矿床.
2.2 中生代构造-热液成矿系统-双尖子山银多金属矿床地层:矿体围岩为下中二叠统大石寨组板岩、粉砂质板岩等火山-沉积岩.控矿构造:为北西向韧性剪切带、北东向的断裂构造带、北西向的压扭性断裂构造 (图 4).岩浆岩:燕山早期细粒闪长岩、闪长玢岩体及其同源小侵入体和脉岩为成矿热源.
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| 注：资料来源于赤峰宇邦矿业有限公司.内蒙古自治区巴林左旗双尖子山矿区银铅矿详查报告, 2010. 图 4 双尖子山银多金属矿床地质示意 Fig. 4 Silver polymetallic ore deposit geological map in Shuangjianzishan |
矿体特征:双尖子山矿区分东、西2个矿段，即兴隆山矿段、双尖山矿段，相距4.7 km.西矿段初步查明1条矿体，赋矿层位为大石寨组安山质角砾凝灰岩及泥质板岩过渡带.矿体呈脉状受30°~210°裂隙控制.含矿围岩以绿泥石化最强，依次为程度不同的褐铁矿化、硅化、绿帘石化.近矿体下盘见闪长玢岩脉顺岩层间贯入，未对矿体产生破坏作用.赋矿露头具明显的蜂窝状褐铁矿化 (铁帽).东矿段地势较平缓，地貌起伏变化不大，少露岩、广覆盖.钻孔证实矿脉群呈隐伏雁行式，受132°~312°糜棱岩带控制，脉群内共有矿脉41条，其中16条脉赋存铅锌、银矿体.围岩以大石寨组深灰色泥质板岩占主导地位，但对地层没有绝对选择性.在闪长玢岩中也含有星点状黄铁矿、方铅矿及少量闪锌矿，矿体与围岩界线不明显.推测韧性剪切带宽度大于600 m，长度大于2 000 m.东矿段16条矿脉中初步查明银矿体30个，含银铅锌矿体23个，总计53个.矿体赋存标高在832~306 m之间，相对赋存标高差526 m.地表距隐伏矿体的顶部约35~370 m左右.主要矿体赋存标高在400~800 m中，37号含银铅锌矿体埋深最大.东矿段地层岩石具面状蚀变，带状矿化，位于糜棱岩带内，具有找矿优势.探明和控制银金属量21 665 t，平均品位1.285 3×10-4，铅和锌金属量分别为33.0万t和11.0万t，平均品位1.2 %，是迄今为止中国乃至亚洲找到的最大规模的银多金属矿床[20].矿物成分:矿石中以银矿物为主，其次有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、白铁矿等，氧化矿物以褐铁矿为主.脉石矿物有石英、绿泥石、方解石、绿帘石等.围岩蚀变:矿脉普遍发育黄铁矿化、方铅矿化、闪锌矿化、绿泥石化、硅化，尤以闪锌矿化、绿泥石化为最，局部糜棱岩化较强，与银铅锌矿富集有正相关性.激电异常特征:不同的岩矿石之间电性存在明显差异，而且目标矿化体具有中、低阻高极化的电性特征，能够为该区地质找矿提供深部地质信息.矿床成因探讨:大石寨组是成矿的物质基础，具有明显的银铅地球化学异常场，成矿专属性比较明显；而晚侏罗世火山旋回是成矿热液的重要载体和关键，银多金属矿床形成的最主要时期.深大断裂的再活化为岩浆及相关流体上升运移和沉淀富集创造了有利空间条件.矿床与中生代构造-岩浆岩关系密切，在时空分布上显示出叠加成矿的特征，为中生代超大型热液脉型矿床[21].
3 结论白音诺尔-双尖子山-浩布高多金属矿集区:① 从含矿地层上看，矿床含矿围岩主要为二叠系、侏罗系、酸性火山岩及次火山岩；② 从构造控矿上看，复背斜轴部的虚脱带、北东向与北西向断层交汇处是赋矿的有利场所；③ 从成矿时代上看，印支期和燕山期是重要成矿阶段；④ 从找矿类型看，主要产出与火山-侵入杂岩有关的矽卡岩型-斑岩型-浅成热液型多金属矿床，可能发现其他新的矿床类型.
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