丁建平 孫長征
摘要:內蒙古中部地槽褶皺系(Ⅰ)蘇尼特右旗晚華力西地槽褶皺帶(Ⅱ),寶音圖臺隆(Ⅲ)中段,蘇吉音花復背斜(Ⅳ)南翼,礦體賦存于早二疊世花崗閃長巖內,主要受北北西和北東向斷裂構造帶控制。鉬礦化圍巖蝕變包括硅化、絹云母化、絹英巖化等。根據查干花鉬礦成礦地質特征,礦床成因屬印支期巖漿熱液型。區域內石英-鉀長石化、石英-絹云母化、石英-孔雀石化等面狀蝕變暈是重點找礦標志,為今后同類型區域地質找礦及成礦規律研究提供了資料依據。
查干花鉬礦位于烏力吉-錫林浩特元古代、華力西期、燕山期銅、鐵、鉻、金、螢石成礦帶內。1999年,1:20萬化探掃面,在查干花所處區域圈出一處化探綜合異常。2006年,1:5萬區域礦產調查,在該地區進一步圈出化探綜合異常。2007年-2008年在該區開展1:1萬地質測量、土壤測量、激電中梯測量,隨后進行槽探及鉆探驗證,在Ⅵ級Cu、Mo異常內發現了查干花鉬礦體,找礦工作取得了突破。本文對查干花鉬礦的礦床地質特征與控礦因素進行了分析研究,并總結本區該類型金礦的找礦標志,以期有助于同類區的地質找礦及成礦規律研究。
1.區域成礦背景
查干花鉬礦位于內蒙古中部地槽褶皺系(Ⅰ)蘇尼特右旗晚華力西地槽褶皺帶(Ⅱ),寶音圖臺隆(Ⅲ)中段,蘇吉音花復背斜(Ⅳ)南翼,位于烏力吉——錫林浩特元古代、華力西期、燕山期銅、鐵、鉻、金、螢石成礦帶內。區內出露地層有下元古界寶音圖群、白堊系;巖漿巖從晚元古代—侏羅紀均有分布,以酸性巖類為主,區內構造復雜,褶皺、斷裂構造十分發育,成礦地質條件良好。
2.礦區地質特征
2.1礦區地層
礦區出露地層主要為下元古界寶音圖群第三巖段(PtlBy3),巖性主要為二云石英片巖夾石英巖,廣泛分布在礦區中東部一帶,主要呈蓋層或捕虜體分布在花崗閃長巖體內,向東逐漸變厚(鉆孔控制厚度>750m),地層走向近南北向,總體東傾,局部西傾,傾角61°-87°。二云石英片巖普遍硅化,片理化。石英巖與二云石英片巖呈漸變接觸或呈夾層出現。在地層與花崗閃長巖外接觸帶上,局部見含綠簾陽起二云母角巖,為接觸變質產物,在硅化較強地段含有鉬礦體,厚度0.60-15.50m。
2.2礦區構造
礦區位于蘇吉音花復式背斜南翼,查干楚魯斷層和溫德爾陶勒蓋斷層交匯部位的北側,受其影響該區域次一級破碎構造十分發育,是多期次成礦熱液匯集的良好場所。
(1)查干楚魯斷層
位于查干花西部,為性質不明斷層,也為線性展布地貌單元的突變界線,走向北北西320°-335°,長大于7km,寬50-100m。該構造控制著查干花礦區鎢-鉬礦化帶的分布,受其影響斷層東側次一級北北西向裂隙構造十分發育,這些裂隙并被后期石英脈所充填。
(2)溫德爾陶勒蓋斷層
斷層位于查干花南東,為性質不明斷層,也為線性展布地貌單元的突變界線,走向北東35°,長大于2km,寬100-300m。斷層兩側的地層、巖漿巖呈北東向展布。溫德爾陶勒蓋斷層早于查干楚魯斷層,同為繼承性和多期性斷層。
據鉆孔資料顯示,鉬礦體越靠近兩斷層交匯部位,礦體越厚大,礦化越連續。因此,溫德爾陶勒蓋斷層和查干楚魯斷層為本區控礦構造。
(3)節理裂隙
a、裂隙
受上述斷層影響次一級裂隙構造十分發育,主要在早二疊世花崗閃長巖內發育,裂隙發育地段表現為強烈的絹英巖化、高嶺土化、硅化。主要表現為沿裂隙充填的石英脈呈脈狀、細脈狀(脈帶狀)、網脈狀分布。在鉬礦體內裂隙發育地段巖石破碎,輝鉬礦常呈稠密浸染狀、團塊狀分布,且細脈狀輝鉬礦在石英脈內較為常見。
b、節理
礦區內“X”節理較發育,且以北西向較為發育。該節理在早二疊世花崗閃長巖和侏羅紀黑云花崗巖內均較發育,沿節理充填的石英脈兩壁平整光滑,地表常見有兩組石英脈沿“x”節理充填。巖心中見薄膜狀輝鉬礦沿石英細脈兩壁分布,形成品位較低的鉬礦體。
2.3礦區巖漿巖
礦區內巖漿巖主要為早二疊世灰色花崗閃長巖、早侏羅世黑云花崗巖及石英脈等。其中早二疊世灰色花崗閃長巖為礦區重要的含礦母巖,該巖體在礦區內廣泛分布,呈不規則狀巖基產出,侵位于下元古界寶音圖群第三巖段,使其形成熱接觸變質角巖。礦區中東部,花崗閃長巖蝕變較普遍,一般為絹英巖化、絹云母化、高嶺土化及硅化。根據巖石蝕變特征由內向外可劃分為:絹英巖化花崗閃長巖、硅化高嶺土化花崗閃長巖、鉀長石化花崗閃長巖,其中絹英巖化高嶺土化花崗閃長巖為含礦母巖。
2.4地球化學異常
2007年在該區進行的1:1萬土壤測量圈出組合異常AP1,異常元素組合為:W、Mo、Bi、Cu、zn、Ag、sb,主要元素組合為cu、Mo、w、Bi,為一中高溫元素組合,伴生元素組合為zn、Ag、sb。異常總體呈不規則橢圓狀,走向為北北西向。其中cu、Mo、Bi元素異常吻合好,濃集中心明顯。濃度分帶cu、w、sn、Mo均為Ⅲ級,Bi為Ⅳ級。
礦區地球化學特征在水平分帶上表現為以中高溫元素Mo-Bi-W-Cu為主,伴有中、高溫元素Ag-Hg-Zn的組合異常。具內、中、外、中心四級分帶,濃集中心明顯,中心帶與礦(化)體、接觸帶相對應,反映了礦床的賦礦地段。
通過對1號勘探線、探槽CTC15及鉆孔CZK103、105、106原巖樣品的分析和統計,地球化學垂直分帶特征由上向下順序依次為Mo、Bi-W-Cu-Ag、Mo-Cu,w、Bi、Ag異常強度的減弱,Mo、cu異常強度的增強,并說明礦區剝蝕程度較淺。
3.礦床地質特征
查干花鉬礦分布在Mo-Cu-Bi-W組合異常內,帶內巖石絹英巖化、絹云母化、高嶺土化及硅化強烈地帶,鉬礦化也強。根據礦區內(銅)鉬礦體的成礦地質特征、礦化蝕變特。征及空間分布規律認為,查干花鉬礦為斑巖型鉬礦床。
對該蝕變帶區域經槽探工程揭露及113個鉆孔工程系統控制,得知自地表13-60m向下即為鉬礦體,鉆探控制最大延深719.80m。礦區內共圈定有規模的鉬礦體14條,其中2號、3號礦體規模較大,且3號為主礦體。
3.1礦體特征
(1)2號鉬礦體
礦體埋藏深度18.46-144.24m,屬隱伏礦體。傾向92°,傾角13°。礦體賦存于絹英巖化花崗閃長巖內,水平投影長度650m,寬100-500m,厚度0.97-64.02m,厚度變化系數83%。Mo品位0.06%-0.51%,礦體平均品位0.088%,品位變化系數154%。
(2)3號鉬礦體:
3號鉬礦體為礦區內最大的礦體,該礦體位于2號礦體的下部,為隱伏礦體,呈厚層狀分布。埋藏深度79.35-364.12m。礦體傾向110°,傾角15°。水平投影長度1,310m,寬460-1,100m,厚度2.90-383.47m,平均厚度142.11m,厚度較穩定,變化系數為74%。該礦體呈不規則狀,中部礦體厚大,且品位較高,向四周變薄,品位降低。礦體品位Mo:0.068-0.207%,最高(單樣)Mo品位4.44%,平均品位0.106%,品位變化系數156%,屬不均勻型。礦體含礦巖石主要為絹英巖化花崗閃長巖,局部為二云石英片巖。
3.2圍巖蝕變
礦床的圍巖蝕變分帶由中心向邊緣大致可分為絹英巖化-硅化帶(強蝕變)、硅化-高嶺土化帶、鉀長石化帶(弱蝕變)。
(1)絹英巖化-硅化帶:該帶寬約150-1,200m,北北東走向。主要蝕變類型有絹英巖化、硅化,硅化多呈細脈狀、脈帶狀分布,脈體內局部見有輝鉬礦、黃鐵礦和黃銅礦,由于多期次硅化(石英細脈、網脈)疊加鉬礦化較強。該帶在地表20m以下最為發育,為鉬礦體主要賦存地段。
(2)硅化-高嶺土化帶:該帶寬約600m,北北東走向。主要蝕變類型有硅化、高嶺土化、絹云母化次之,硅化多呈脈狀、細脈狀分布,脈體內局部見有褐鐵礦、孔雀石,黑鎢礦偶見。該帶在地表較為發育,是該地區地表主要找礦標志,也是引起Mo-Bi-W-Cu組合異常主要地質體。
(3)鉀長石化帶:該帶寬約30-100m,沿硅化一高嶺土化帶外側分布。主要蝕變類型有鉀長石化、白云母化、硅化次之,主要分布于黑云花崗巖與花崗閃長巖接觸帶,部分分布在似斑狀花崗閃長巖內。在花崗閃長巖內鉀長石常交代斜長石形成二長花崗巖,在接觸帶中局部鉀長石化強烈地段形成正長巖。礦區內鉀長石化地段,鉬礦化往往較弱。
3.3礦石主要礦物成分
鉬礦石中有用物質成分簡單,金屬礦物:輝鉬礦(含量0.16%),另有少量黃鐵礦(含量1.42%)、黃銅礦(含量0.55%)。脈石礦物:鉀長石(含量25%)、斜長石(含量42%)、石英(含量25%)、其次為黑云母、白云母、碳酸鹽及黃玉(含量5%)。
鉬礦石中有用物質成分簡單,金屬礦物:輝鉬礦(含量0.12%)、黃鐵礦(含量2.37%),局部含黃銅礦(含量0.73%)、斑銅礦(含量0.22%)。脈石礦物:石英(含量25%)、鉀長石(含量16%)、斜長石(含量45%)、白(絹)云母(含量10%)。
3.4成礦期與成礦階段劃分
查干花礦區鉬礦床成礦階段經野外觀察和室內研究,結合礦石礦物共生組合特征,初步認為該區主要有四期熱液活動。
(1)鉬多金屬硫化物-石英階段,是查干花鉬礦床主成礦期,是鉬礦化富集階段,主要形成斑巖型礦石,輝鉬礦顆粒較細,多呈聚合體分布于花崗閃長巖中,構成侵染狀的斑巖型礦石。礦物組合為輝鉬礦一黃銅礦—黃鐵礦及少量磁鐵礦。該期熱液使花崗閃長巖巖石中的部分斜長石蝕變為絹云母,次生石英大量出現,強烈的絹云母化、硅化等絹英巖化蝕變是該期主要特征。
(2)輝鉬礦-石英細脈成礦階段,為成礦后期。該期熱液主要為石英細脈、網脈狀沿節理、裂隙充填,石英多呈煙灰色、灰白色。輝鉬礦顆粒較粗,呈團塊狀、浸染狀分布于石英細脈中或沿石英脈兩壁呈脈狀分布,構成脈狀礦石。產生高嶺土化、綠泥石化、絹云母化等蝕變。石英脈切穿早期鉬礦體,疊加在鉬多金屬硫化物-石英階段而形成富礦地段。
(3)黃銅礦-輝鉬礦-石英脈成礦階段,巖心中可見黃銅礦、斑銅礦、輝鉬礦、含銅鉬石英脈沿片理、節理、裂隙充填,形成細脈、網脈狀銅鉬礦石和細脈浸染狀礦石。主要蝕變為硅化、絹云母化及黃鐵礦化。該期石英細脈切穿輝鉬礦-石英細脈。
(4)晚期石英脈階段,屬成礦晚期階段。石英脈多呈乳白色,一般不含金屬硫化物,偶見黃鐵礦自形晶。該期石英脈在地表和鉆孔內較為常見。
4.礦床成因
根據目前礦區的地質、構造特征、礦化特點和礦體特征,初步認為礦體形成和以下幾個要素相關:
(1)印支期巖漿提供了較好的成礦物質
中科院礦產資源研究所“內蒙古自治區內生金屬成礦規律及靶區篩選”項目,2010年在查干花礦區內采集的6件輝鉬礦樣品,經國家地質實驗測試中心進行Re-Os測年,獲得的Re-Os等時線年齡242.7±3.5Ma,認為其成礦期為印支期。
(2)查干楚魯斷層和溫德爾陶勒蓋斷層為導礦構造
礦區位于蘇吉音花復背斜(Ⅳ)南翼,位于烏力吉——錫林浩特元古代、華力西期、燕山期銅、鐵、鉻、金、螢石成礦帶內,該帶褶皺、斷裂構造十分發育,成礦地質條件良好。如:古日格金礦、查干此老金礦等。查干楚魯斷層和溫德爾陶勒蓋斷層即交匯于礦區的南側,是含礦熱液運移的良好通道。
(3)主斷裂的次級構造是良好的容礦空間
查干楚魯斷層和溫德爾陶勒蓋斷層形成的同時,次級構造也相應形成,主要為斷層交匯處北側普遍發育的“x”節理及近南北向裂隙,這個部位是良好的容礦空間。
(4)多期次的構造活動有利于礦床的進一步富集
從礦區四個熱液活動階段等可以明顯看出,本礦床經歷了多期次的構造一熱液蝕變活動,多期次活動有利于有用組分的富集。
總之,認為查干花鉬礦床是印支期巖漿熱液型,復合式,屬斑巖型鉬礦床。
5.找礦標志
(1)區域地質標志:早二疊世花崗閃長巖巖體是找礦的有利地段。
(2)斷裂構造標志:斷裂構造交匯部位及派生節理、裂隙構造是礦床形成的有利地段。
(3)區域化探異常標志:化探W-Mo-Bi-Cu異常是找礦靶區。
(4)礦化蝕變標志:強硅化、鉀化、絹云母化蝕變帶為直接找礦標志,石英-鉀長石化、石英-絹云母化、石英-孔雀石化等面狀蝕變暈是重點找礦標志。
在野外,早二疊世花崗閃長巖中,見強硅化、鉀化、絹云母化蝕變巖,是金礦化富集的有利構造部位,這類蝕變巖應是該區尋找礦床的主要巖石類型,對本區域及同類區開展地質找礦及成礦規律研究具有指導意義。