內蒙古甲烏拉礦區節理發育分布規律與成礦關系的研究

孫貴遠，盧志剛，劉 洋

（新巴爾虎右旗榮達礦業有限責任公司，內蒙古 呼倫貝爾 021300）

1 礦區區域地質背景

1.1 礦區構造位置

甲烏拉礦區大地構造位置處于西伯利亞克拉通、華北克拉通與中亞造山帶交接位置處（圖1a），地處額爾古納褶皺帶東南緣，興安地槽褶皺系額爾古納興凱地槽褶皺帶（圖1b），區域地質位置為得爾布干深斷裂北西側的木哈爾-甲烏拉斷裂帶與甲烏拉火山-次火山巖漿活動帶交會區域西北處（圖1c）。

1.2 大地構造沉積演化史

通過大量資料的查閱和搜集整理，可以得出古生代-中生代地層均有分布，其中中生代地層分布較為廣泛；大地構造主要經歷了四個階段，分別是：①西伯利亞板塊南緣側向增生；②中生代中侏羅世蒙古-鄂霍茨克洋在額爾古納地塊西北部的閉合；③華北-蒙古板塊與西伯利亞板塊的碰撞，形成現有大興安嶺山脈，與此同時由于一系列的北東向逆沖和推覆構造使得早-中侏羅世巖石發生一些列的褶皺和動力變質作用，誘發中酸性巖漿活動；④晚侏羅世太平洋板塊與華北-蒙古板塊的側向俯沖碰撞，致使礦區產生一系列的拉張性斷層和斷裂帶以及堿性和高鉀鈣堿性侵入巖。

圖1 礦區大地構造及區域構造位置簡圖

1.3 區域構造沉積演化史

礦區區內侏羅紀和白堊紀的地層廣泛出露，以侏羅紀的地層出露為主；區域地質構造運動主要經歷了三個發展階段，分別是①中侏羅世末期由于華北-蒙古板塊與西伯利亞板塊的碰撞，使得礦區區域上受到北西-南東方向的構造擠壓，形成礦區一系列北東、北東東向構造；②晚侏羅世由于太平洋板塊與華北-蒙古板塊的側向俯沖碰撞，致使區域木哈爾斷裂因額爾古納-呼倫深斷裂的繼承性活動，誘發產生右旋轉動及平移錯動使甲烏拉背斜軸向發生扭轉，形成礦區一系列的北西、北北西、北西西方向的構造；③隨著次火山巖的侵入使巖層產生近似放射狀排列和環狀排列的斷裂系統。

1.4 巖漿活動發展演化史

礦區經歷過多次的巖漿活動，主要經歷印支晚期和燕山期兩次的巖漿活動的[1-3]。其中，燕山期地殼活動較為強烈，隨著太平洋板塊與歐亞大陸板塊的俯沖，導致本區發生大規模的剪切作用，形成一系列的深大斷裂，使得地殼破碎，為幔源物質的上涌提供了良好的通道，形成大規模的二長花崗巖、石英玢巖、安山巖、閃長玢巖、黑云母花崗巖、正長斑巖等淺成-超淺成侵入巖[4]。

2 礦區節理類型及特征

本文主要通過對甲烏拉礦區200m中段3號礦體84線～124勘探線、2號礦體1線～32勘探線之間的穿脈和脈外工程、技改主副井位置與2號礦體6線～8勘探線之間穿脈工程的所有節理數目進行全面的觀察和統計。結合礦區整體與200m中段現場對節理類型及特征進行系統、全面的觀察和分析，資料的整理等可以得出礦區節理類型和特征，節理主要受構造、巖性、巖漿活動的影響和控制[5]。引用丁文龍的分類方法，依據其裂縫的成因、幾何的形態、產狀、破裂性質等其他來進行分類的方法，可以明顯得出礦區節理類型主要分為構造節理和非構造節理兩大類，其中構造節理以剪節理為主，主要受區域構造剪應力超過巖石的抗剪強度而在巖體中產生的破裂面，常與斷層與褶皺相伴生，節理面一般被白色粉末碳酸鹽、石英脈、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦所充填；非構造節理為熱收縮節理，由于巖石受侵入巖漿烘烤變質，溫度梯度作用，受熱巖石冷卻收縮破裂產生的節理，主要分布在外圍3號礦體周圍。

2.1 構造控制節理類型及特征

礦區經歷過多次區域地質作用的影響，致使礦區節理具有多階段，多期次特性。尤其燕山期地殼活動極為強烈，形成一系列深斷裂，導致礦區節理構造非常發育，分布于各類巖石中，由于受力情況大小不同，在不同區域節理表現形式也不一樣[6]。礦區構造成因節理主要為剪節理，節理特征表現為，產狀相對較穩定、延伸方向較遠、裂縫面平直光滑、都切穿所經過的巖層。

2.2 巖性控制節理類型及特征

通過資料的查閱、井下現場觀察、手標本的選取和薄片鑒定可知，礦區內三大巖石均有出現，沉積巖主要以砂巖為主；火山沉積巖主要以安山質凝灰巖為主；巖漿巖主要以印支晚期和燕山期后期侵入巖，花崗巖、花崗閃長玢巖，安山巖、二長花崗巖為主；沒有大套的變質巖出現，局部地方圍巖蝕變為主。巖石的成分、結構、構造不同，其化學和物理成分也不同，對成巖作用和構造作用的響應明顯不同，裂縫發育的程度也不一樣。巖石的成分和結構決定了巖石的脆性和塑性。因此在不同巖石中節理的發育程度和表現形式也不一樣。礦區砂巖中節理主要以剪節理為主，巖石節理發育，節理面延伸較遠、節理面平直光滑緊閉、圍巖節理面常被白色石英脈充填，含礦區域常被方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦所充填；巖漿巖中巖石節理以剪節理和熱收縮節理為主，其中剪節理面絕大多數呈平直—微舒緩波狀，不規則狀，連續性相對較差，節理面常被蝕變礦物白色粉末碳酸巖、方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦細脈侵染所充填；熱收縮節理主要分布3號礦體局部地方，節理面相對較為不規則狀，延伸不遠，節理間距較小。

2.3 巖漿活動控制節理類型及特征

礦區主要經歷過印支晚期和燕山期兩次的巖漿活動。其中，燕山期地殼活動較為強烈，隨著太平洋板塊與歐亞大陸板塊的俯沖，導致本區發生大規模的剪切作用，形成一系列的深大斷裂，使得地殼破碎，為幔源物質的上涌提供了良好的通道，使得大量的巖漿巖得以侵入到斷裂中，使得周圍巖石被烘烤和變質，隨著巖漿的冷卻和巖漿活動的減弱，受熱巖石冷卻和熱脹冷縮導致被烘烤巖石破裂，形成引爆角礫巖，從而產生一系列的熱收縮節理[7]。

3 節理的分期和配套

某個地方的節理一般是長期多次構造運動的產物，是應力場變化的直接反映，能夠揭示巖層多期構造演化和相應構造應力場的分布特征，因此對節理數據進行處理和分析，對所研究的節理進行分期、配套、以便更好的研究礦區的構造演化歷程和古應力場的恢復提供相應的參考依據[8]。

3.1 節理數據的處理及玫瑰花圖繪制

本次研究主要針對礦區200m中段所揭露坑道251條的節理進行全面的統計和分析（圖2），把節理的傾向、傾角、走向方位按照5°為一間隔進行分組，分別統計每組節理平均方位，繪制相應的節理傾向、走向（第一、四象限表示）、傾角玫瑰花圖。

3.2 節理的配套

對礦區200m中段251條節理所繪制的走向、傾向、傾角玫瑰花圖，大致可以看出礦區節理分布規律。其中，該區節理按其走向可分為5組優勢節理：北北東11°～15°、北東東66°～90°、北北西351°～355°、西北326°～340°、北西西291°～301°；傾向可分為4組優勢節理：東北56°～64°、南南西201°～205°、西南216°～220°、西西南226°～250°、西西南261°～264°；傾角主要集中在51°～80°，其中71°～75°最為優勢（圖3）。

3.3 節理分期與古應力場

3.3.1 節理的分期

根據以上節理玫瑰花圖的分析、區域構造應力場、現場觀察和編錄資料可以清晰看出北東向節理與北西向節理為共軛“X”節理，且東北方向節理被西北方向節理成所揭穿（圖4）。可以得出北東-南西走向節理先形成，北西-南東方向節理后期所形成，因此可以將研究區共軛節理劃為2期構造應力場所形成，其中第1期為北北東、北東東走向節理產物，屬于北西一南東東方向擠壓的構造應力場控制所形成產物；第2期為北北西、北西西、西北走向節理產物，屬于北東一南西方向擠壓的構造應力場所形成節理[9,10]。

圖2 甲烏拉礦200m中段節理產狀統計匯總

圖3 節理走向、傾向、傾角玫瑰花圖

圖4 北東向節理被北西向節理所截穿（200m地質編錄圖）

3.3.2 北西—南東向構造應力場

燕山期中侏羅紀由于強烈華—蒙塊體與西伯利亞板塊陸陸碰撞，使得礦區區域上受到北西-南東方向的構造擠壓和導致華北蒙古板塊的加厚，抬升地殼的重力塌陷使得礦區及其周圍產生一系列的拉張性斷裂和巖漿的侵入，形成礦區一系列北北東、北東東向節理。

3.3.3 北東—南西向構造應力場

晚侏羅世-白堊紀由于太平洋板塊與華北-蒙古板塊的側向俯沖碰撞，華北板塊發生構造體系轉換由北西-南東向構造應立成轉換為北東-南西向構造應力場，使得木哈爾斷裂因額爾古納-呼倫深斷裂的繼承性活動，誘發產生右旋轉動及平移錯動使甲烏拉背斜軸向發生扭轉，形成礦區一系列的北西、北北西、北西西方向的節理。

4 構造應力場與成礦關系

通過對礦區礦體形態分布規律、節理玫瑰花圖、古構造引力場的恢復等研究，闡明礦區礦體形成和分布規律與古應力力場的關系的研究，為后續的生產探礦提供一定的依據和指出重點探礦方向。

4.1 礦體分布規律

礦區主要以2號、2-44號、1號、1-1號、3號、6號、9號、12-0號、12-1號、12-2號、12-3號、3-B83號12條主礦體為主，礦體以脈狀、侵染狀、透鏡狀為主，賦存于北西西、北西、北北西向斷裂構造帶中，0號勘探線附近以北區域有整體往西北方向收斂的趨勢；礦化不均勻；礦體整體有縱向分帶的規律，上部中段以方鉛礦、閃鋅礦為主，繼續往深部黃鐵礦有增多的趨勢[11]。礦體傾向大多以南西、南南西向為主，少部分礦體傾向為南東，南東傾向目前揭露礦體主要為12-1、3-B89、2-A41礦體（圖5）。

圖5 甲烏拉礦區550m中段礦體、構造分布簡圖和214線礦體綜合地質剖面圖

4.2 構造應力場與成礦關系

前面對節理進行分期和配套可以知道，礦區節理是地質構造和巖漿活動多期次、多階段的產物，礦區主要受到燕山期中侏羅紀北西-南東和晚侏羅紀-早白堊紀北東-南西向構造擠壓的作用形成一系列的構造和節理。大量資料的查閱和前人對甲烏拉硫化物的Rb-Sr等時線年齡為143Ma～142Ma；與成礦有關的巖體石英二長斑巖的鋯石U-Pb年齡為143±2Ma；表明甲-查礦田的成礦年齡為137Ma～143Ma，成礦時代為早白堊世，成礦略晚于成巖。因此礦區礦體的形成和分布主要受到來自北東-南西向構造應力場所控制，由于晚侏羅世-白堊紀由于太平洋板塊與華北-蒙古板塊的側向俯沖碰撞，形成一系列的深大斷裂，與古斷裂貫通，使得地殼巖石破碎，具有了更強的滲透性，為后續地幔巖漿的侵入提供了良好的通道和為礦體的形成提供了動力和礦源，為后期成礦提供了空間和礦源，從而控制礦區礦體形態和分布規律主要以脈狀、透鏡狀、侵染狀賦存與北西、北西西、北北西向構造中[12-14]。

4.3 后期重點探礦方向

根據前面的闡述可以知道礦區礦體主要受到來自北東-南西向構造應力的控制，分布于北西，北西西，北北西向構造帶中；礦體具有縱向分帶性，上部中段以方鉛礦、閃鋅礦為主，繼續往深部黃鐵礦有增多的趨勢。通過對礦區這些規律的了解和認識，礦區今后應該從以下幾方面進行重點探礦：

（1）加強上部中段“探邊掃盲”工作：首先由于前面的鉆探密度大多是以100m×100m，但礦區礦化不均勻，有殲滅再現的特點。很多平行小礦體走向長度不到100m，致使部分盲礦體沒有得以控制，因此在一些重點探礦靶區應該加密勘探網度，尋找周圍一些盲礦體，探主礦體同時兼顧周圍平行小礦體。1-1礦體下盤為大套花崗巖，控制程度卻比較低，雖說現在普遍觀點認為鉛鋅礦母巖為閃長巖和輝長巖一類，但不能排除花崗巖中也有鉛鋅礦或其他礦體賦存，因此對1-1礦體下盤進行一定的地質鉆所控制還是很有必要的；另外對一些有利賦礦構造部位，譬如北西、北西西、西西北方向構造和礦體進行重點探礦。

（2）加快深部技改工程的探礦平臺建設：礦區320m中段以上主礦體大部分都已經被坑道所控制，礦體形態和分布規律大致已經比較明朗。320m以下主要以脈外和地質鉆所控制為主，因此加快深部技改工程建設是很有必要的，尤其200m中段為重點探礦平臺的建設，應該對2、2-44、3、1-1號礦體走向延長和縱向賦存情況展開重點探礦，其中2號礦體應該查明在7’-21’號勘探線之間的賦存情況；從對214號勘探線的延長對3、2-44、1-1、12-0號礦體進行重新切割綜合地質剖面圖，可以大致看出3號礦體與12-2、12-3號礦體；12-1礦體與2-44、2、1-1礦體在100m以下有相交或者合并的趨勢（圖5 214線綜合地質剖面圖），應該對其查明；1-1礦體目前為礦區最下盤主礦體，為隱伏礦體，具有礦化不均勻，大部分區域以構造為主，局部區域富集特性，應該對1-1進行綜合研究，圈定其可能存在的富集區間，對他進行探礦。

5 結論

本文通過對甲烏拉礦區大地構造背景、區域構造背景；巖漿活動、地層巖性認識；200m中段251條節理進行野外觀察和室內分析整理、解析節理受控因素、分布規律及特征類型、繪制節理（走向、傾向、傾角）玫瑰花圖，對節理進行分期、配套、應力分析等恢復礦區古應力場；進行礦區礦體形態、分布規律與節理的關系研究等可以得出以下結論：

（1）礦區節理類型和特征主要受構造、巖性、巖漿活動的影響和控制，節理類型主要以構造節理剪節理為主，其次是非構造節理熱收縮節理。

（2）礦區節理主要受控于2期構造作用力影響和控制，其中第1期古應力場來自蒙古-華北板塊與西伯利亞板塊碰撞所產生的北西-南東向古應力場的影響，形成一系列北北東，北東東向節理；第2期為太平洋板塊與蒙古-華北板塊的側向俯沖，致使礦區古應力場由北西-南東向轉換為北東-南西向古應力場的影響，產生一系列的北北西、北西、北西西向節理。

（3）礦區礦體的形成和分布規律主要受到晚侏羅世-白堊紀由于大地構造太平洋板塊與華北-蒙古板塊的側向俯沖碰撞，產生北東-南西向構造應力場所控制，致使礦區礦體主要以脈狀、透鏡狀、侵染狀賦存與北西、北西西、西西北向構造中。

（4）礦區后續探礦，一是對320m中段以上加強綜合地質研究和“探邊掃盲”工作，重點以主礦體周圍次級構造和賦礦構造部位進行重點探礦；二是加快深部技改工程的探礦平臺建設，尤其是200m中段探礦平臺的建設和完善。