（构造地质学专业论文）内蒙古太仆寺旗白石头洼钨矿外围成矿花岗岩体特征及成矿作用.pdf

硕士学位论文摘要 摘要 近年来，华北陆块北缘太仆寺旗钨、钼、金多金属矿床普查找矿 取得了重大进展，先后发现了沙子沟、白石门洼等大一中型矿床，显示 了巨大的找矿潜力，而位于同一矿田内的白石头洼钨矿其探明储量已 尽枯竭。因此，系统地研究本区的成矿地质背景，查明矿床定位的地 质条件，分析控岩控矿因素，总结成矿规律，在白石头洼钨矿外围的 找矿前景做出系统的评价，预测找矿靶区，寻找接替资源就成了重要 的研究内容。 本文基于“白石头洼钨矿外围1 1 万的地质填图与成矿预测 项目，运用岩石学、构造地质学、矿物学、矿床学、地球化学、成矿 预测学、勘查学等多学科知识，综合认为本区颇具找矿潜力。 首先，以区域地质特征为突破口，综合分析了本区的区域演化应 力场，认为本区现在的构造格局主要受西伯利亚板块向华北地块的滑 动近南北向应力与太平洋板块向欧亚板块俯冲的近东西向应力影响， 其大地构造位置处于兴蒙褶皱带，此大地构造位置影响了本区的岩石 地球化学、构造地球化学及成矿学特征。 然后分析了本矿区的地质特征，包括地层、构造和岩浆岩，并着 重对本区的花岗岩地球化学特征进行了深入的剖析，认为本区花岗岩 钨等元素的背景值高、分异程度好，为本区矿化的主要成矿母岩。 最后，在深入研究矿区地质特征的基础上，阐明了本区的控矿因 素、找矿标志和矿化富集规律，并深入探讨了本区钨矿床成因，绘出 成矿模式图，从而指出了本区的找矿方向及进行成矿预测。 关键词：花岗岩，地球化学，控矿因素，成矿模式，成矿预 测，华北地块北缘 a bs t r a c t r e c e n ty e a r s ，m a n yl a r g e m e d i u ms c a l ep o l y m e t a ld e p o s i t sw e r e f o u n di n 也en o r t hm a r g i no fn o r t hc h i n ac r a t o n ，s u c ha ss h a z i g o u m o l y b d e n u mp o l y - m e t a ld e p o s i t ，b a i s h i m e n w ag o l dp o l y m e t a ld e p o s i t a n ds oo n a n di nt h es a m em e t a l l o g e n i cz o n e ，t h r o u g hm o r et h a n2 0 y e a r sm i n i n g ，t h er e s o u r c e si nb a i s h i t o u w at u n g s t e nm i n e r a ld e p o s i tw e r e n e a r l ye x h a u s t i o n s oi ti sv e r yi m p o r t a n c et os t u d yo nt h eo r e c o n t r o l l i n g f a c t o r s ，r e g i o n a lm e t a l l o g e n i cb a c k g r o u n da n dp r o s p e c t i n gp o t e n t i a l i t yi n t h i sa r e a b a s e do nt h e p r o j e c t o f1 ：10 0 0 0 g e o l o g i c a lm a p p i n g a n d m e t a l l o g e n i cp r e d i c t i o n ，c o n b i n e dt h em u l t i k n o w l e d g es u c ha sp e t r o l o g y , t e c t o n i c s ，m i n e r a l o g y , e c o n o m yg e o l o g y , g e o c h e m i s t r y , m e t a l l o g e n i c p r e d i c t i o ng e o l o g y , m i n e r a lp r o s p e c t i n g ，t h ec o n c l u s i o nh a sb e e n i n d u c e d t h a tt h e r eh a sb e e ng r e a tp r o s p e c t i n gp o t e n t i a l i t yi nt h ea r e a f i r s t l y , t h er e g i o n a lg e o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c s i s a r r a n g e df o r t h e b r e a k t h r o u g h sa n dt h e s t r e s sf i e l do fr e g i o n a le v o l v e m e n th a sb e e n a n a l y z e d ，i ti si m p l i e dt h a tt h et e c t o n i cp a t t e mt o d a yi sm a i n l ya f f e c t e db y t h ed o u b l es t r e s so fs i b e r i ap l a t es l i d e dt o w a r dn o r t hc h i n ac r o t o na n d p a c i f i cp l a t ed i v e dt o w a r de u r a s i a np l a t e s ot h eg e o t e c t o n i cl o c a t i o ni n t h ea r e ab e l o n g st o x i n g m e n g f o l db e l t ，a n di td e t e r m i n e dt h e c h a r a c t e r i s t i c s o f l i t h o g e o c h e m i s t r y , t e c t o n i cg e o c h e m i s t r y a n d m e t a l l o g e n y s e c o n d l y , t h ea u t h o rd i s c u s s e dt h er e g i o n a lg e o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c s ， c o n c l u d i n gs t r a t a ，s t r u c t u r ea n dm a g m a t i t e ，a n de m p h a s i z e d o nt h e g r a n i t eg e o c h e m i c a lf e a t u r e ，w h i c hw a sa b u n d a n to ft u n g s t e n ，g o l d ，z i n c a n dl e a de l e m e n ta n dh a dh i g hd i f f e r e n t i a t i o ni n d e x ，t h eg r a n i t ei st h e h o s tr o c ko ft h et u n g s t e nm i n e r a l i z a t i o n l a s t l y , b a s e d o n d e e p l ya n a l y z i n g t h e r e g i o n a lg e o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s t h eo r e c o n t r o l l i n g f a c t o r sa n dm i n e r a le n r i c h m e n t r e g u l a r i t yh a v eb e e nf o u n do u t m e a n w h i l e ，t h em i n e r a ld e p o s i tg e n e s i s a n dm e t a l l o g e n i cm o d e lh a v eb e e ne x p l a i n e d ，a n dt h e nt h ep r o s p e c t i n g d i r e c t i o nh a sb e e np o i n t e do u t 1 1 硕士学位论文a b s t r a c t k e y w o r d s ：g r a n i t e ，g e o c h e m i s t r y , t h ef a c t o r so fc o n t r o l l i n g o r e ， m e t a l l o g e n i cm o d e l ，m e t a l l o g e n i cp r e d i c t i o n ，t h en o r t hm a r g i no fn o r t h c h i n ac r a t o n 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得中南大学或其它单位的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。 作者签名：日期：进碰月兰日 学位论文版权使用授权书 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文， 允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内 容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科 学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库， 并通过网络向社会公众提供信息服务。 储虢堂陋燃名鞘期：缉年月监 硕士学位论文 第一章前言 第一章前言 位于内蒙锡盟南部大兴安岭西南边缘的太仆寺旗白石头洼，从七十年代至今， 一直有一小型钨矿在开采，且其钨的品位较高，( w o 。) 平均值为0 5 1 。同时， 中南大学地学院于2 0 0 7 年又在距本区l o k m 处的沙子沟发现了一个中一大型钨、 钼多金属矿床，但在本区外围找矿工作却一直未能取得突破。为了尽快查明本区 成矿地质背景，成矿地质特征及成矿地质条件，找到可供进一步工作的区域，受 长江矿业有限公司委托，中南大学地学与环境工程学院地质研究所科研究小组成 员在矿区进行了一系列科研工作，其主要内容为“开展对白石头洼钨矿外围 1 ：1 0 0 0 0 地质测量及成矿预测”。 1 1 研究目的及任务 1 成矿地质背景与成矿地质条件分析 在1 ：2 0 万和1 ：5 万的地质填图基础上，进一步收集前人勘探的区域数据， 重点查明矿区的成矿地质条件，查明矿区内的矿化分布及控矿因素。 2 构造研究 查明矿区构造，尤其是断裂构造的产状、形态、规模、性质及其相应之间的 关系，重点是分析控矿断裂的特征，断裂构造与成矿作用关系。 3 岩浆岩研究 岩浆岩与矿床密切相关，须重点查明岩浆岩的特征、产状、形态、规模、含 矿性及与的围岩接触关系，重点查明岩浆岩与成矿作用关系。 4 矿床成因研究 在深入研究区内成矿地质背景及钨矿化特征的基础上，开展矿床地球化学研 究，总结成矿物质来源，探讨矿床成因。 5 找矿预测 在研究矿床成因和成矿规律的基础上，通过1 ：1 0 0 0 0 地质测量，寻找出具有 工业价值的、隐伏的钨多金属矿体，并提出新的找矿地段和提供成矿预测靶位。 1 2 研究区位置、交通、经济地理条件 白石头洼位于内蒙古太仆寺旗境内，距太仆寺旗宝昌镇北西方向约2 0 k m 左 右。研究区东西两侧均有柏油路通至宝昌，宝昌镇每天有汽车通往锡林浩特、张 家口和北京，公路四通八达，交通便利。 硕士学位论文 第一章前言 图1 1 研究区交通不意图 研究区位于内蒙古锡林郭勒草原南端，地处大兴安岭西南边缘，阴山山系东 端，燕山山系北端，属内蒙古草原低山丘陵区。平均海拔1 4 0 0 m ，最高海拔1 7 1 2 m ， 相对高度2 0 0 - - - - 3 0 0 m ，相对地势平坦，以低矮山包为主，地势东南高，北西低， 由东南向北西倾斜。区内气候属中温带大陆性半干旱气候，年平均气温1 4 。c ， 最低气温零下7 3 0 以下，最高气温2 8 。c 左右，年降水量3 5 0 - - - 4 3 0 c m ，无霜期 短，仅1 2 0 天左右，野外有效工作时间约半年左右。 研究区经济尚不发达，属国家级贫困县之一，居民以汉族为主，经济以农牧 业为主，主要农作物有小麦，土豆等，工业有小型水泥厂，小型钨矿以及酿酒业 等，电力资源及劳动力资源丰富。 1 3 前人工作概述 研究区以往地质工作开展较少，主要有：1 9 6 9 年完成的多伦一太仆寺旗地 质普查；1 9 7 9 年完成的l ：2 0 万区域地质测量；1 9 7 7 年由内蒙古有色地质勘探局 完成的白石头洼钨矿地质普查；2 0 0 0 年开始，中南大学地学与环境工程学院科 研队在本区进行了大量的地质填图工作与成矿规律研究工作。2 0 0 6 至2 0 0 7 年振 家矿业有限责任公司在研究区外围沙子沟开展了地质普查工作，找到了一个中一 大型钨、钼多金属矿床。 从上述可知，研究区内尚未开展系统的地质工作，可供利用的数据几乎为空 白。 2 硕士学位论文 第一章前言 1 4 论文研究方法、完成工作量及研究成果 1 4 1 论文研究方法及完成的工作量 本论文的撰写坚持以现代成矿理论为指导思想，以普查找矿为重点，野外研 究工作按踏勘一实测剖面一填图的步骤进行，室内工作包括光薄片观察鉴定、矿 物化学成分测定、微量元素分析。采取的研究方法包括地质综合分析法、数学法、 地球化学分析法、构造地球化学成矿学分析法、作图分析法、模拟法及多元信息 综合分析法等。本次研究完成的工作量见表卜l 表1 1 完成工作量一览表 1 4 2 主要研究成果 本次研究取得的研究成果主要有： 1 深入认识了区域成矿地质背景，认为区域内所发育的构造、岩浆岩主要 受西伯利亚板块与华北地块的南北挤压应力场及太平洋板块与欧亚板块的近东 西向应力场的影响。重点分析赤峰一围场深大断裂的特点，阐明了此断裂成为本 区重要的岩浆侵位构造。 2 对本区的成矿地质条件及控矿因素有了深入认识，认为本区成矿主要受 地层、构造及岩浆岩三因素的共同制约。尤其对本区白云鄂博群第三岩性段的岩 性特点进行了重点分析，并将之与世界上典型的钨矿床的成矿围岩进行了对比， 阐述了本地层成为赋矿围岩并可能提供部分成矿物质的原因。 3 深入剖析了本区的花岗岩地质特征、岩石学特征及岩石地球化学特征， 特别运用了前人的多个研究成果，将本区花岗岩体的岩石地球化学测试结果投影 至前人所做的多个图件上，进行了深入分析。 4 将本区花岗岩与南岭钨矿化母岩( 花岗岩) 进行对比分析，本区花岗岩从 3 硕士学位论文第一章前言 岩石化学特征、稀土元素特征及微量元素特征等多方面与南岭花岗岩体具有一致 性，所以认为白石头洼花岗岩体即为本区主要的成矿母岩，突破了前人认为本区 找矿前景不很乐观的认识，认为本区具有良好的找矿潜力。 5 从“源、运、储”三个方面阐述了本区钨矿床成因，并绘制了成矿模式 图。 6 指明了本区的找矿方向为南部以找钨多会属矿床为主，北部以找金多金 属矿床为主，且提出矿床的定位应位于白石头洼复式向斜南北两翼发育的两个背 斜构造的虚脱部位，首次提出本区有可能找到“五层楼模式”的中脉、大脉。并 提供了四个预测靶区。 4 硕+ 学位论文第二章i 又：域地质概况 2 1 大地构造背景 2 1 1 大地构造特征 第二章区域地质概况 本区的大地构造位置处在华北地块北缘，内蒙地轴与内蒙褶皱带之间。华北 盆地为伸展构造环境的裂陷瓮地，底侵作用常发生在大陆裂谷环境中，镁铁质幔 源物质侵位花岗岩质地壳底部，由于软流圈上涌和岩石圈加热使地幔驱动的岩浆 增生到地壳中，该壳一幔过渡带是地幔侵入及熔浆活动的产物。 华北地块北缘可划分为三个构造带，从北往南依次为兴蒙褶皱带、内蒙地轴、 和燕山褶皱带。前人习惯以北纬4 2 。康保一赤峰深大断裂为界，将本区划归两个 性质不同的大地构造单元，南部隶属华北地块北部大陆边缘，北部为兴蒙天山海 西褶皱带瞳1 。华北地块的北部边界沿索伦山一二连浩特一贺根山一线与西伯利亚 板块邻接，兴蒙褶皱带处于华北地块边缘，受到长期频繁的构造运动的作用，具 有活动地带的性质。控制本区成矿的重要导矿构造康保一围场深大断裂( 图2 1 ) 延展规模较大，切穿莫霍面，可能为深入软流圈的超岩石圈断裂口1 。 图2 1 华北地块北缘深部构造架构与深部断裂分布图( 据汪为为，2 0 0 2 ) f 1 康保一围场断裂f 2 集宁一赤城一承德断裂f 3 延庆西一迁西一绥中南断裂f 5 围场一丰宁一延 庆断裂f 6 福兴地一宁城一承德断裂f 7 福兴地一迁西东断裂f 8 北镇一绥中断裂 2 1 2 华北地块构造发展简史 本区处于华北地块北部边缘n 1 ，在地史上经历了长期而复杂的演化过程。 早元古代末( 1 8 0 0 m a ) ：华北地块的基底最终形成于吕梁运动，是中国最古 老的地台。 v 期v 南 硕士学位论文第二章区域地质概况 中元古代术( 1 0 0 0m a ) ：华北古陆固结的基底开始裂解，在南北边缘形成了 与陆块边缘近似平行的裂谷。这个时期本区在大地构造上的位置处于华北地块北 缘白云鄂博陆缘裂谷东端。该裂谷东西延长达5 0 0 k m 以上。裂谷发展初期沉积陆 相碎屑岩，其后沉积碱性中基性火山岩、浅海相碎屑岩和碳酸盐岩，在深裂陷阶 段沉积富含有机质黑色泥质岩和细碎屑岩。后期裂谷进一步扩张转化为被动陆 缘，沉积滨一浅海相泥沙质岩，华北地块向北增生扩大。 晚元古代至早古生代( 1 0 0 0 , - - - , 5 1 0 m a ) ：本区处于华北古陆北部边缘，此间其 上未接受这一时期的沉积。而本区以北从陆缘向外未稳定大陆边缘海发育阶段。 早古生代晚期( 5 1 0 一- - 4 3 9 m a ) ：发生广泛的加罩东造山运动，北面的洋壳向南 俯冲挤压，形成古陆北缘温都尔庙加罩东褶皱造山带，华北古陆进一步向北增生。 而本区的白云鄂博群则因此遭受第一次变质变形作用，并发生少量加罩东期基性 岩浆侵入活动。 晚古生代阶段( 4 0 9 - - 一2 9 0 m a ) ：由于华北陆块北面古亚洲板块扩张，华北地块 北缘以外进入活动大陆边缘发展阶段，本区处于弧后盆地的后缘。在此阶段本区 沉积了志留系晚期浅海相碎屑岩和生物灰岩、晚石炭系阿木山组浅海相碎屑岩和 生物灰岩、早二迭系三面井组海陆过渡相或陆相不等粒碎屑岩、火山碎屑岩及生 物碎屑灰岩。至晚古生代末期，由于古亚洲大洋板块向南北俯冲挤压和撞碰对接， 形成内蒙古中部晚华力西褶皱造山带，使本区白云鄂博群遭受二次变质变形，并 发育了一系列华力西晚期的以中酸性岩浆岩为主的侵入体，形成了类似于大陆边 缘的岩浆弧。本区晚华力西晚期大量复式壳源重熔型花岗岩基的形成使本区的白 云鄂博群地层支离破碎，成为大的捕虏体或顶盖围岩残存于花岗岩基之上。在岩 体边部形成边缘混染带，在外接触带的变质岩层中形成边缘混合岩化带，同时还 受到热液蚀变和热力接触变质作用的改造，使其中的金属元素得到活化而提供矿 质来源。 中生代：本区作为华北古陆的一部分，因滨西太平洋构造体系的作用，本区 经历了多期强烈的构造一热事件，其性质属板内构造变动。三迭系末的印支运动 主要表现为近南北向的缩短，形成轴向近东西向断层。 燕山运动：以强烈的火山活动为先导，伸缩交替的构造，使许多老断层复活 和新断裂产生，既有代表挤压作用的逆冲推覆构造，又有代表伸展作用的盆岭构 造。其中北北东向大兴安岭一太行山构造一岩浆带是影响本区成矿作用最重要的 一次活动。主要表现是内蒙古东部包括本区在内，由于受西伯利亚板块作用和滨 西太平洋构造体系的影响，在该区形成一个特殊的北东向构造岩浆带。北东向的 深断裂带与次级北西向的构造带控制了区内的隆起和断陷盆地，特别是晚古生代 一中古生代大量的火山活动及与之相伴随的岩浆侵入活动形成区内大中型内生 6 硕士学位论文第二章区域地质概况 金属矿产铜、铅、锌、金、银、钼、铁、锡的成矿区带。本区则处在北北东向大 兴安岭成矿带的南端与内蒙古南部东西向白云鄂博一翁牛特旗成矿带东段的交 接部位。而本矿区即分布于晚侏罗系火山断陷盆地之间的隆起区一正镶白旗后华 力地块上的古老变质岩系中。 2 2 区域地层 矿区及外围区域上分布的地层有中元古代白云鄂博群、上志留统地层、下石 炭统阿木上组、下二迭统三面井组和额里图组、上侏罗统张家口组、下白垩巴谚 花组、新近系上新统、第四系中一下更新统及全新统。康保一围场深大断裂以南 有新太古界乌拉山群分布。 2 2 1 白云鄂博群 矿区及外围地区白云鄂博群分布在太仆寺旗西北至正蓝旗西部，处于宝昌新 侏罗系火山断陷盆地的北西部和北东部的周边半环形地带。本区出露的白云鄂博 群岩性自下而上为： 底部为含榴云母石英片岩、中厚层状不等粒长石石英砂岩；下部为粗晶大理 岩夹含石墨钙泥质板岩、透辉透闪石岩；中部为云母石英片岩与变长石石英砂岩 互层夹一层巨厚层状具交错层理的石英状砂岩；上部为云母石英片岩、黑云斜长 片麻岩夹斜长角闪岩透镜体；顶部：石英二云母片岩，局部含石榴云母片岩。总 厚度 1 7 0 m 。 2 1 2 上志留统地层 仅在矿区以北约5 0 k m 处的正镶白旗大西庙附近小面积出露。主要岩性为青 灰色灰岩夹浅褐色页岩。产丰富的珊瑚、腕足、苔藓虫和层孔虫化石，厚度大于 4 6 0 m 。下界不清，上界被阿木山组不整合覆盖。 2 1 3 上石炭统阿木山组 出露在矿区北约5 0 k m 正镶白旗大西庙附近及矿区以东约l o k m 的正蓝旗五七 军马场附近。主要岩性为细砂岩和粉砂岩，上部夹灰岩，产丰富的腕足化石，厚 度大于5 1 9 m 。上界被第四系覆盖，下界不整合于上志留统之上。 7 硕士学位论文 第二章区域地质概况 2 1 4 下二迭统三面井组和额里图组 出露于矿区以北约l o k m 额里图牧场附近及以北地区，分布面积较广。岩性 主要为不等粒岩屑砂岩、含砾中粗砂岩夹灰岩透镜体、岩屑晶屑凝灰岩等，珊瑚、 腕足、双壳类及植物化石。厚度大于1 8 4 6 m 。下界不清，上界被张家口组不整合 覆盖。 2 1 5 上侏罗统张家口组 分布于宝昌火山断陷盆地及其它大小不等的盆地中。下部主要为流纹岩、粗 面岩及凝灰质角砾岩，厚度大于1 2 8 1 m ；中部主要为玄武岩和粗安岩，厚度大于 7 5 9 m ；上部主要为流纹岩、珍珠岩及凝灰岩、凝灰质角砾岩，厚度大于1 7 7 m 。 本组上界不清，下界不整合覆盖在白云鄂博群、三面井组及晚华力西期花岗岩之 上。 2 1 6 下白垩统巴彦花组 本组地表未见出露。下岩段主要为砂砾岩、页岩夹三个煤组，上岩段主要为 粉砂岩夹七个煤组，含植物、叶肢蚧和鱼类化石，厚度大于2 2 0 m ，下界推测与 张家口组不整合接触，上界被新生界覆盖。 2 1 7 新近系上新统 分布于大面积的低洼地，由于第四系覆盖，仅在冲沟和井下才能见到露头。 岩性主要为砖红色含钙质结核泥岩及粘土岩，含古脊椎动物化石，厚度小于 1 5 0 m ，与下伏巴花组不整合接触。 2 1 8 第四系 ( 1 ) 中一下更新统：主要为灰白色砂砾层及浅黄色细砂层。厚度1 5 m 左右。 上界被全新统覆盖，下界与上新统平行不整合接触，在地貌上形成高平台。 ( 2 ) 全新统：沉积类型分为冲积、风积、湖积、冲洪物、残坡积等五种成 因类型。主要为砂砾层、砂层、淤泥层、含砾细砂层等，厚度常在数米至1 0 余 米，闪电河的冲积层最厚可达1 5 0 m 左右。 8 硕十学位论文第二章区域地质概况 2 3 区域构造 矿区在区域构造上处于近东西向的温都尔庙西拉木伦河深大断裂和康保 一围场深断裂与北北东向大兴安岭主脊一林西深断裂三者所夹持的区域，因此该 区域的构造受到来自古亚洲洋构造体系和滨西太平洋构造体系的双重影响。 2 3 1 褶皱 西伯取垩缈叶一 一 气直烈浩特荔块 北带 眦 爱力格鹰，谢p 旦二! 一一、 皱 南1 j k 一 业 蒙康移 ，= 一围场 太彳卜寺旗 一 矧 轴 内 冢 一 、 燕皱 带 山褶 o2 04 0 km 图2 2 华北地块北缘构造纲要图 ( 引自周振玲。2 0 0 3 略做修改【5 1 ) 在矿区附近的范围内，以万寿滩一九保地一线为界，以南的白云鄂博群的褶 皱形态为近东西向的紧密褶皱，伴随有平行地层走向的逆冲断层。以北的白云鄂 博群为北东向短轴背向斜，伴随有近东西的剪切断裂，再往北的三面井褶皱也是 北东走向。 2 3 2 断裂 矿区附近的断裂构造主要有近东西向、北北东向和北西向三组。近东西向的 断裂有逆冲断层和剪切断裂带两种，沿剪切断裂带往往有硅化和矿化现象。北北 东向断裂最显著的一条是发生在宝昌盆地西侧与白云鄂博群之间的断层。延长达 l o k m 以上，具有控制断陷盆地的性质。北西向断裂为后期断裂，往往是影响着 新生代以来的地貌形态。 北北东向断裂和北西向断裂还联合控制着本区晚侏罗系火山岩瓮地的形成 与分布。宝昌笳地以西还有许多小盆地如大五面井盆地，它们大致平行北北东向， 呈串珠状展布。 9 硕士学位论文第二章区域地质概况 2 3 3 深大断裂 化德一康保围场一赤峰深断裂是一条近东西向的岩石圈断裂，在内蒙古境 内延伸7 2 0 k m ，具有多期活动性质。以它为界，南面是华北地块，北面是内蒙古 中部古生代褶皱造山带，控制着两侧不同的地质发展史，太仆寺旗区受其影响， 构造活动也显示出多期多阶段性。 温都尔庙一西拉木伦河大断裂是一条近东西向的超岩石圈断裂。总体延伸 1l o o k m 以上，影响宽度大于l o k m 。断裂北侧为晚华力西褶皱带，南侧为加里东 褶皱带。南北两侧右行错位距离达几十千米。沿断裂带有蛇绿岩分布，为板块古 俯冲带，具有长期发展、多期活动性质。 大兴安岭主脊一林西深断裂是一条北北东向的岩石圈断裂，形成于晚侏罗 系，白垩系继续活动。该断裂带沿大兴安岭主峰及两侧分布，向南延入河北省境 内，与上黄旗一乌龙沟深断裂连为一体，延伸上千千米。断裂总体向东倾斜，倾 角6 0 。 - - 8 0 。沿断裂带形成巨大的大兴安岭盆岭构造岩浆带。 上述三条深大断裂对本矿区的地质构造和矿化活动有着深远的影响。 2 4 区域岩浆岩 本区岩浆岩十分发育，岩浆岩出露面积占基岩出露总面积的五分之四以上。 其中分布最广的是华力西晚期花岗岩，其次是燕山早期花岗岩和加里东期基性 岩。此外还有众多不同岩性的脉岩。 2 4 1 加里东期基性岩 本期基性岩分布在矿区东南白云鄂博群中，本区未见出露。据区域资料，该 期基性岩现已变质成斜长角闪岩，局部可见变余辉长结构，原岩应是辉长岩、辉 长辉绿岩。 2 4 2 华力西晚期花岗岩 华力西晚期花岗岩分布在宝昌火山盆地以西，康保一围场断裂以北地区，多 呈大的岩基状产出。该期花岗岩体呈北东东向带状展布，带长3 0 , - - 一6 0 k m ，带宽 l o 2 0 k m 。岩基面积从5 0 平方千米至7 0 0 余平方千米不等。其中出露在矿区附 近的有康保岩体和小红山岩体。岩体与白云鄂博群和三面井组呈侵入接触关系， 被张家口组不整合超覆。白云鄂博群和三面井组常呈大的捕虏体和顶盖围岩被围 限于花岗岩基之中。岩性包括中粒似斑状石英闪长岩、不等粒二长花岗岩、中粒 1 0 硕十学位论文 第二章区域地质概况 似斑状石英二长岩、中粒花岗岩和中细粒似斑状花岗岩等。 晚华力西花岗岩基，属于壳源型复式花岗岩，由于岩体规模大、期次多，矿 物晶出至岩体固结过程缓慢，它与白云鄂博群变质岩的接触带有几种特征性的变 化：( 1 ) 接触带花岗伟晶岩脉十分发育，众多的伟晶岩脉从内接触带穿插到外接 触带。( 2 ) 内接触带常常有较多的大小不等的围岩捕虏体，局部形成岩体内侧混 染带。( 3 ) 在外接触带，局部围岩是云母石英片岩时常顺层贯入宽数厘米至十余 厘米的长英质脉体，形成岩体外接触带边缘混合岩化带。( 4 ) 当围岩是大理岩时， 局部形成石榴子石透辉石矽卡岩。( 5 ) 当围岩是钙泥质和泥砂质岩时，形成热接 触变质的透辉石透闪石岩和石榴子石石英岩。( 6 ) 沿围岩的断裂裂隙带常发生强 烈的硅化，局部伴随矿化作用等。 2 4 3 燕山早期花岗岩 燕山早期花岗岩多呈岩株状侵入于华力西晚期花岗岩与白云博群或三面井 组接触带呈小的岩株和岩枝直接侵入于围岩中。在较大范围内表现出该期花岗岩 岩株沿北北东方向呈串珠状分布。岩株的出露面积，较大的3 0 平方千米左右， 较小的数平方千米不足l 平方千米。该期岩体也是多期次复式岩体。岩性包括 黑云二长花岗岩、黑云花岗闪长岩和石英二长闪长岩。矿区之西约l k m 以外的大 红山花岗岩株，西面与华力西晚期花岗岩侵入接触，东面与白云鄂博群侵入接触， 并呈较小的分枝状穿插到围岩中。 矿区以东的宝昌火山盆地中还有晚侏罗系术期侵入于张家口组火山岩地层 中的超浅成花岗斑岩岩体和石英正长斑岩岩体，其上与早白垩系花吉营组不整合 接触，距矿区最近的是头支箭环形构造中央的花岗斑岩体。 2 4 4 脉岩 脉岩中为数最多的是花岗伟晶岩脉，在岩体与围岩的内外接触带都有伟晶岩 脉穿插。其次是辉长岩脉、闪长岩脉、细粒花岗岩脉、石英正长斑岩脉、石英脉 等。本区沿近东西向断裂带还有一条橄榄辉石岩脉。 2 5 区域矿产 本矿区在成矿区带上的位置，依照内蒙古自治区有色金属贵阳市金属成矿区 带有划分意见，本矿区位于内蒙古华北地块北缘及台内元古代裂谷带铜锌金钴铂 成矿带东部的正镶白旗一多伦金铅锌多金属找矿区内。 该找矿远景区处在内蒙古中部的南缘，与河北省毗邻。按全国成矿远景区划 硕士学位论文第二章区域地质概况 分，它是晋冀蒙成矿远景区的重要组成部分。在大地构造上，它处于华北陆块北 部大陆边缘中元古代白云鄂博陆缘裂谷的东端，也是华北地块北缘中段内蒙地轴 ( 陆缘隆起带) 与内蒙古中部古生代褶皱带南缘衔接部位，又是中生代大兴安岭 主脊一西拉木伦河深大断裂、康保一围场深断裂与大兴安岭主脊一林西深断裂三 者所央持的地域。 该地域近东西向展布的前中生代变质火山一沉积岩系遭受到中生代北北东 向强烈的构造岩浆活动迭加改造，造就了本区良好的成矿的地质条件。 j 下镶白旗一多伦找矿远景区包括了太仆寺旗西北部一正蓝旗西南部一带的 白云鄂博群变质岩系分布区。这一带的变质岩地层被华力西晚期花岗岩所包围， 其中有近东西向的剪切断裂带和呈北北东向串珠状分布的燕山早期花岗岩岩株 和岩枝侵入其间。该区太仆寺旗西部白石头洼钨矿已开采多年，白旗西南部有区 域地球化学a u 异常，多伦西南部a g 、z n 组合化探异常，多伦北部a u 化探异常， 矿旗西北部c u 、p b 化探异常。该区还有w 、m o 地球化学块体异常的边缘。因此 孩区是寻找金、银、锌、钨、钼金属矿产资源十分有利的一个找矿远景区。 1 2 3 1 矿区地层 第三章矿区地质 研究区内露地层较为简单，i i 要订r - 新己古界白五- - 了r l i l p l 博群、t1 f i 代侏罗系 卜统玛已叶组火【i l 岩及新7 卜罗 第p 【 系。白云鄂博群属华北地块北缘裂隙移c 1 i i ，侏 罗系为火il 岩，第叫系则1 i 要山草原砂土组成。 3 1 1 白云鄂博群 白云鄂博群肠i 称化德群，研究区内t 要出露卜i 限群第七岩性组，从卜争卜可 将该组地层分为三段： 第岩件段( a k ) ：山。套变质岩系，原岩为含砂泥质彳i 等粒细、粉砂岩宝开 成，构成研究区内的低矮1j i 包，卜要m 露于研究区的南、北两侧。 木岩性段的岩性卜要为：变质云母千i 英砂岩灾薄层变质二云f ； 行英j + 岩、石 英岩，区内出露厚度1 5 0 0 m 以卜。 第a “陀段( a l ) ：为套变质的钙镁质硅酸盐一碳酸盐类岩石，构成区内 1 1 、低iii 包，立夏出露于馒头i ii 以东、狱官村、赵家营了以北，研究区巾部地区 h l 露曲秽 人。本组岩石在木区露好，岩性稳定，厚度变化小，颜色野外容易识 别，是木次填图的标志层。 本岩性段的岩陀卜要为：小纯人理岩火石英透闪透辉f i 岩、行英透辉( i 岩， 厚约1 0 0 0 m 左右，从i j l 往东陔岩性段露厚度变薄。 霹- 一辐擦0 嗓，嗨若哗秘 霞蔫漱 ，1 l 彰 ”溺 s 监 霹雕掣霄 1 h ，勰 翟烈碉黔鼹 渗瓯 r 。 l ?。 f ；叠 一 囊f 一麓 乏撂一氲美鞭7 a 、 莎1 ：胖矿弋：j 0 糙，幽，“ i? w 黛 一 ! ! i p 1 一 一 一2 矿二酊 ( + ) 变质云母石英片岩，具鳞片结构，片状构斜长角闪岩，具粒状变晶结构，块状构造。 造，主要矿物为云母，石英，次要矿物为主要矿物为角闪石、斜长石、石英。 绿帘石，岩石见明显的定向排列。 第一_ 廿讹段fj _ 、h ) ：为l ：i 戈变质的”z ，i ：要扫并十t i j ：究i 的- ft 笥j ，为 白1 ，i 歹i 洼t r j f 旷。的i i 嘤c f 口。i i ；lz 。 术段? t 。i i 要为：，fi 英云t ：j - 片岩火k 彳ifi 英砂廿、角闪斜k7 、汆： k 角川z f ij 蝣厚度约t 6 0 m 序f ，白云鄂博群1 i 要岩彳i 见照片3l 。 3 1 2 侏罗系 研究区内蝣的侏罗系为1 套火茗，暂时划州侏罗系卜统玛尼i i 十组。 研究1 1 ) ( ：侏罗系仪分析j 仵白干i 又泣村东边化岗岩体边，小整合覆篙存白云鄂博 群之卜，后义被燕ij i 均j 花岗古侵入， 休罗系火i ii 岩卜嘤山流纹岩、流纹斑岩、霏细斑岩、；疑灰岩、火i ii 角砾岩组 成。 此段岩fi 存本区零星分布，与矿化火系不人。其1 - 要岩fi 的岩f 一学特征见照 片32 。 r 十)( + ) 1 1 i ：! 细埘7 “i 斑j 佚结构，城顷乃 ；细结构，流纹斑柑具斑状结构，流动构造，斑j 仙i i f 块状构造，j i 耍矿物为k 彳i ，f i 典，殳玻璃彳i 英、k 彳i ，少量斜k ，f i 和黑z 汁组成 质，塘质成分j ：要为玻璃质、彳i 英、长“， 照片3 2 侏岁系主要岩石岩性特征照片 3 1 3 第四系 研究区内第 系分布广泛，卜要分斫j 往低矮【j i 包之问的低洼地区。 例 ：究区内第【7 1 j 系t 要山草瞒i 砂 ：及残积物、坡衫 物、洪杉! 物组成。 3 2 构造 3 2 1 构造应力场分析 停v ，已古代未，肌f f l 利、i 扩饭块与f # 北地块肜成，伴随着晚古乍代未j j j 的脯个 硕士学位论文第三章矿区地质 块块的对接形成统一的古亚洲大陆，形成了一系列东西向的构造。由于本区正处 在此两个板块对接的中间位置：爱力格庙一锡林浩特缝合线的位割6 1 。此阶段本 区的应力场就为南北向挤压应力。 海西一印支运动是一次划时代的构造运动，由于太平洋板块向欧亚板块的俯 冲，使本区的东西向古断裂总体处于拉张的环境中，此时的应力场为右行直剪应 力。 燕山旋回时由于西伯利亚板块继续向华北地块滑动，可以说至到此时，古生 代所形成的南北向应力场并没有消失【7 】。同时，太平洋板块继续向欧亚板块俯冲。 受上述应力场的影响，本区构造活动强烈，形成了一系列褶皱及断裂构造。 同时，此构造应力场也决定了本区的岩石地球化学特征及构造地球化学特征，且 与成矿关系非常密切。 3 2 2 褶皱 矿区内褶皱较为发育，矿区位于白石头洼复式向斜内。该复向斜由一系列轴 向n e 6 0 。 - - 7 0 。的次级背向斜组成，总面积1 4 0 k m 2 。受同期褶皱断裂和晚华力 西期花岗岩侵入破坏，南翼己不很清晰。复向斜南北两翼中白云鄂博群第七岩组 第一岩性段组成最外层，轴部由第二、三岩性段分别组成两个次级背斜和两个次 级向斜，这些次级背向斜又包含更小规模的褶曲。 复向斜走向n e 6 0 7 0 。，翼部地层走向n e 6 0 。- - - - 8 0 。之间，倾向n n w 和s s e ， 倾角5 0 - - - - - 7 0 。复向斜中心部位在自石村一刘贵营子一线，第四系覆盖较厚。 1 邬明沟复式背斜 该复式背斜位于矿区北部，白石头洼复式向斜北翼，邬明沟南部一带。该复 式背斜由一个背斜和两个向斜组成。背斜核部由白云鄂博群第七岩组第二岩性段 组成，两翼由两个向斜组成。复式背斜的轴向为n e 6 0 。，褶面较陡，褶幅宽约 1 3 k m ，长约3 k m 。复式背斜的北西翼为一小型向斜，该向斜轴向与复式背斜总 体走向一致，为n e 6 0 。，核部由白云鄂博群第七岩组第三岩性段组成，两翼由 白云鄂博群第七岩组第二岩性段组成，北西翼大部分被第四系所覆盖，南东翼产 状变化较大，倾向s e l 4 2 。，倾角3 5 。 - - - 5 5 。 复式背斜的南东翼也由一向斜组成，该向斜核部由白云鄂博群第七岩组第三 岩性段组成，北东翼为白云鄂博群第七岩组第二岩性段，倾向n w 3 3 2 。，倾角较 陡，为7 0 。该向斜的南东翼因为f 。逆断层的作用，把第一岩性段推覆到了 第二岩性段之上，在平面上表现为该向斜的南东翼由第一岩性段组成。因构造迭 加，其产状变化大，倾向n w 2 0 3 。3 2 7 。，倾角较陡，为6 5 。 - - - 7 0 。 2 霍家洼背斜 1 5 i 亥。行斜应i r l 区i 竹部，白f h i 汁复式向斜m 霹，窿采洼【撕翻j 一巾i l l ： i 幺背斜f i j 饮鄙山i7 1 云鄂阱群第l 二7 纵第岩忡段组成，鹏翼为l 7 j 云鄂阱群第匕0 缉第：岩 。陀段，。千亍余：i 总f 本轴向为n e 6 0 。，沼m 哥兜约1 5 k i n ，k 约i k m i 亥干l 斜鹏翼ii 义发育也次级的小褶 1 ，局翻：地层白：市倒转现象* 0 址，其j 旁 状变化f 艮人。 3 2 3 断裂 矿区断裂构造绛j 力j 7 二个阶段，第。阶段为受垒恻川ir l 均j 北北东向构造作用 的，个制利影响，f 迎t 仁力两晚j f 眵成的近东i 哪向的翦切断裂带币新活动，肜成系 列北东向，北东东向断裂。第：l j f i - 段为矿区内复向斜髟成阶段，受剑近i 订北向的 挤爪，f 成。系列以、 广移为1 i 的北| j 坷向断裂迭加存单划北东向断裂之卜- ，i 而且与 褶傲同划肜成若干逆断层机1 ：次张陀断裂( i i 要为早期北东向断裂) 。第二阶段 为矿区的成矿阶段，为然e l i 为j 花岗岩体入侵，沿甲期形成的裂隙充填进米，形成 嘲脉状现的伟晶岩脉，f i 英脉。 矿区内断裂构造按其走向划分f i 要仃北东东向，北东向，北f 撕向，近南北向 断裂，其一叫匕东东向与北i ： e 向断裂与区内成矿关系最为密切。 1 北东东向断裂 该组断裂存矿区内非常发育，为区内早则断裂，是区内最苇要的控矿断裂， 包括f ，f ，f ；，f l ，f j ，f f ；一( 见幽31 ) 。 ( 1 )f 断裂f 照片33 ) 陔断裂东起邬叫沟北部，鹏伞孙发划。! ；了肌侧，j ! 并k 度约1 5 k m ，。览度约 2 0 m 。 。 一- - 一i 兰，一_ r r 、 、 蟊一_ 一、一一 4 、 ： 1 i _ ， i厂?l 一 l _ 。 ， 一 、 一：_ ，一：。+ 。_ - i - 豢：z 鹗- - 1 ：一 。? j 。、j ：? 。蕊，。 一 一 、 - 一， + 。 l 、- - ，一 、 、 ，- 里f9 i f + ) i 惭j 。；位f f i l ：jfl 越1 # ：，j 、jf i 砾发向，口r fl 折f 上：- i f i ；j f 勾j 岂m 砾7 l t ，j f 盔j - 舒l i t j n j 印f 址曲! ，粤 玛跌勺f 也”竿，f1 英f f 砾裂纹7 戈肯，h i f 1 一，上j 型t ! 断层带内允填f 一共脉，f i 典咏肜念，i 衔受断层控制咏i i ，裂隙卫i - 3 脉状发育， 沿裂隙局部见褐铁矿化? 断层带内角砾发育人的f i 英i 州块角砾达1 m 以 ：，角 砾成份1 ：要为彳i 英团块与变质云fi 英砂岩角砾二 ( 2 ) f 一断裂( 照片- t ) 该断裂位十矿区- j 部偏北，白石头洼复式向斜北翼，产于白云鄂博群第七岩 组第岩陀段【f i ，f f ；露长度约1 5 k m 。 断层倾向为1 5 2 。，倾角为6 5 。，与岩层倾向棚反。 断裂带附近的变质云_ f ：j = 彳i 英砂岩t i ，小礓! 褶曲较发育。从断裂带内角砾发育情 况与区域构造卜分析，孩断层心属于正断层性质。 该断层被f 错丌分为东l 珥两段。东段内小型的“英脉，伟晶岩脉发育。两 段令由( j 英脉充填。石英脉，伟晶岩脉- l i 褐铁矿化眇j 显。采样化验结果表明，该 断层旁侧的褐铁矿化石英脉| i 含a u 、a g 。 蒸誉爹薹豢鬻一_ 气j j ：k o _ 。i 蚤炎i 、： ? j 。j 。一0 。o t ? 2 i 嚣器 r 断层内发育的石英脉。f i 断层的断层j 角而。 照片3 4f 2 断崖及f 5 断k ：照片 ( ：3 ) f ；断裂 陔断层