东乌旗金、多金属矿床成矿作用

东乌旗金、多金属矿床成矿作用

研究区域位于查干宝-奥特-早古生代构造岩浆带和大兴安岭成矿带的西侧。从华力西到喜马拉雅，经过多次构造和岩浆活动，形成了特殊的成矿地质环境。目前，该地区有20多个矿床（点），包括银（金）、铅、锌、铜、铁、锆等。它是一个金和多金属矿床。近年来,随着地质勘查工作的发展,区域上发现了许多新的找矿线索。研究区内的矿床成矿特征和成矿条件,对区域找矿具有重要的指导意义。1晚石炭世至二叠纪构造格局研究区构造位置位于西伯利亚板块南缘。古太古代由于多次构造变动、岩浆活动和变质作用叠加,形成集宁陆核。新太古代陆核北缘增生,乌拉山期地槽回返导致地壳进一步增厚,形成萌地台。古元古代萌地台部分解体,在兴安地区沉积了兴华渡口群。古生代早寒武世末,兴凯运动使元古宙—早古生代早期的洋壳沿得尔布干深断裂向北俯冲,使北部地壳发生强烈褶皱。奥陶纪兴安地槽先后沉积了火山—复理石建造。早泥盆世沉积陆源碎屑—砂泥质建造,中泥盆世在东乌旗一带沉积陆源碎屑岩并有火山熔岩喷发。早石炭世末,华力西运动使地槽回返,导致大规模岩浆侵入,晚石炭世至二叠纪,接受了海陆交互相和陆相盖层沉积,并有火山活动,尤其东乌旗古陆上陆相火山喷发更为强烈,火山岩带一直向西延到额纳旗以北的蒙古境内。三叠纪,东乌旗和五叉沟一带有中性火山熔岩喷溢,印支运动进入滨太平洋构造域的发展阶段。晚侏罗世,东部地区裂陷和地幔上隆造成陆壳熔融并上涌,形成NNE向大兴安岭火山岩带。伴随晚侏罗世发生的燕山运动有大量酸性岩浆侵入,形成NNE向大兴安岭燕山早期岩浆岩带。强烈的岩浆活动从地下深处带出丰富的矿质,形成众多的金、银、铜、铅、锌、铁、钨、锡、钼等矿床。2地质构造及构造区内出露地层主要有古生界和中生界(图1),地层连续性较差,主要有奥陶系汗乌拉组,志留系巴润得勒组,泥盆系巴润特花组、哈诺敖包组、塔尔巴格特组和安格尔音乌拉组,二叠系宝力格庙组、格根敖包组和阿尔陶勒盖组,侏罗系马尼特庙组、满克头鄂博组、玛尼吐组和白音高老组,白垩系巴彦花组和二连组,第三系宝格达乌拉组及第四系。区内构造以断裂为主,是主要的控岩、控矿构造。NE向断裂主要有二连—贺根山深断裂带(F1)、东乌旗—伊和沙巴尔深大断裂(F2)、白云呼布尔—满都宝力格大断裂(F3)、巴润沙巴尔—朝不楞北大断裂(F4)及巴彦毛都韧性剪切带,SN向断裂为朝不楞西—乌拉盖断裂(F5)。褶皱主要有NE向查干敖包复背斜、额仁高毕复向斜和朝不楞复背斜。区内岩浆岩出露广泛,构成NNE向岩浆岩带,主要有华力西期黑云母花岗岩、似斑状黑云母花岗岩、二长花岗岩、钾长花岗岩、花岗岩、黑云母石英闪长岩和辉长岩等;印支期石英闪长岩和黑云花岗岩;燕山期黑云母花岗岩、黑云母似斑状花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩、二长花岗岩、二云二长花岗岩和黑云母二长花岗岩等。3地球物理和地球化学的特征3.1重力高异常区t东乌旗地区磁场以区域负背景上分布大块状或带状正磁异常为特征,宏观上为NE向展布的相对开阔的正异常带。多数磁场值为100~300nT,局部高值达500nT以上。重力场为东高西低、南高北低的异常过渡带。异常带南界断续分布的梯级带与二连—贺根山重力高异常区相邻。区内局部异常呈椭圆、圆形和长条状分布,其轴向以近NNE、NE和近SN向为主,宏观上呈NE向分布。区内局部重力高异常和正磁异常与华力西期、燕山期花岗闪长岩有关,构造区低缓磁异常和局部重力低异常带主要由奥陶系、泥盆系和二叠系陆相火山岩引起。3.2异常元素组合根据1∶5万土壤测量成果,认为区内土壤异常元素组合主要为Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As和Sb,呈NE、NW和EW向展布,主要分布于泥盆系、二叠系及其与华力西期、燕山期花岗岩接触带上。阿尔哈达区,异常元素组合主要为Ag、Pb、Zn、Cu、As、Sb和Mn,异常呈NE向展布;达赛脱区,异常元素组合主要为Cu、Pb、Zn、Ag、As和Sb,异常呈NE、NW和EW向展布;花脑特区,异常元素组合主要为Cu、Pb、Zn、Ag、As和Sb,异常分布于华力西期、燕山期花岗岩与泥盆系接触带上,呈EW向展布;哈巴特盖区,异常元素组合主要为As、Sb、Cu、Mo、Pb、Zn和Ag,分布于泥盆系、燕山期花岗岩及其接触带上,呈NE和EW向展布,地表可见明显的铁锰矿化及石英脉;查干楚鲁区,异常元素组合主要为Bi、Ag、Pb、Sb、As、Zn、Hg和W,异常主要分布于泥盆系安格尔音乌拉组和燕山期二长花岗岩内,呈SN向展布;乌兰区,异常组合主要为Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi和Mo,异常分布于下泥盆统巴润特花组、下二叠统宝力格庙组及其与燕山期花岗岩的接触部位,呈EW、NW向展布;季仁布拉格区,异常组合主要为Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As和Sb,异常主要分布于满克头鄂博组、巴润特花组和宝力格庙组及华力西晚期钾长花岗岩内,呈NE和NW向展布。4成矿特征4.1矿化体及矿石与华力西期侵入岩有关的矿床主要形成于岩体与地层接触带内,容矿围岩主要为塔尔巴格特组、宝力格庙组及安格尔音乌拉组火山—沉积岩。矿床主要有吉林宝力格银金矿床、花脑特铅锌银矿床、奥尤特铜矿床、乌兰陶勒盖铜矿床及查干陶勒盖铅锌矿点、麦特温都尔铅锌银矿点和哈达呼都格铜铅锌矿点等,最典型的为吉林宝力格银金矿床和奥尤特铜矿床。(1)吉林宝力格银金矿床。主要产于安格尔音乌组与吉林宝力格二长花岗岩接触带内,矿床成矿物质主要来源于吉林宝力格二长花岗岩,其形成年龄为(314±8.8)Ma,代表矿床形成年龄上限。矿化带受NE和NW向断裂控制,地层中矿化体以NE向为主,岩体中矿化体以NW为主。规模最大的Ⅰ号矿化带长3800m,单矿体长200～1000m,宽0.6～3.7m,银平均品位30.9%～218.75%,金平均品位0.2×10-6～1.0×10-6,中段矿化体含铅、锌,铅品位0.31%,锌品位0.09%。矿石以氧化矿为主,金属矿物有褐铁矿、赤铁矿、白铅矿、钠钾铁矾、孔雀石和铜蓝;银矿物有自然金矿和自然银矿;脉石矿物以石英为主,其次为绢云母、斜长石、绿泥石、绿帘石、方解石及高岭土。矿石结构以半自形—他形粒状和碎裂粒状为主,其次为交代和次生假象;矿石构造以角砾状、蜂窝状和块状为主,其次为胶状、环带状、土状及皮壳状。(2)奥尤特铜矿床。铜矿(化)体是华力西期富碱质组分岩浆热液活动的产物,铜矿石中绢云母40Ar/39Ar年龄为(287±10)Ma,代表了绢云母形成时代。矿区圈定铜矿(化)体36条,铜矿(化)体主要分布在宝力格庙组流纹岩、流纹斑岩、凝灰岩和火山角砾岩中,呈脉状、透镜状和条带状产出。铜矿石分为氧化物型和硫化物型2种工业类型。地表氧化物型铜矿石含量变化范围为0.5%～5.17%,平均为1.48%;原生硫化物型铜矿石含量变化范围为0.58%～2.15%,平均为0.76%。铜矿体长30～210m,平均102m;厚0.3～24m,平均厚4.4m;倾斜延深15～180m,平均48m。单个矿体大多呈NW向展布。矿石结构主要有半自形晶粒状、交代残余、包含、胶状和同心环状;构造主要为细脉状、浸染状、斑杂状、蜂窝状和角砾状。地表氧化物型矿石中金属矿物主要有孔雀石、铜蓝、蓝铜矿、褐铁矿、辉铜矿、赤铜矿和黄铁钾矾;原生硫化物型矿石中金属矿物有黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿和方铅矿。脉石矿物有石英、长石、电气石、绿泥石、绢云母和方解石。4.2辉绿岩群及钠长岩墙与印支期侵入岩有关的矿床主要形成于岩体及其与地层接触带内,容矿围岩主要为安格尔音乌拉组和格根敖包组火山—沉积岩。矿床主要有小坝梁铜金矿床、查干敖包铁锌矿床、阿尔哈达铅锌矿床、曼特敖包锌矿床、迪彦钦铅锌银矿床及达赛脱铅锌银矿床,最典型的为小坝梁铜金矿床和阿尔哈达铅锌矿床。(1)小坝梁铜金矿床。矿床独特的产出环境和复杂的地质特征引起了国内学者广泛关注,部分学者认为该矿床属海底火山热液成因铜金矿床,陈德潜在矿区不同部位采集细碧岩、凝灰岩和石英角斑岩,测定其铷锶同位素年龄为(243±15)Ma,属于印支期产物。王守光等认为属古生代海底热流喷流—沉积型铜金矿床,聂凤军等将其确定为与深源富碱火山岩有关的热液充填型铜金矿床,矿区出露地层主要为下二叠统格根敖包组火山—沉积岩,部分蚀变凝灰岩为容矿围岩。区内主要岩体有华力西期辉橄岩墙、印支期辉绿岩脉群和钠长岩墙,其中,辉绿岩脉与铜金矿化体具有密切空间分布关系。辉绿岩脉主要分布在矿区中心地带,呈近EW向展布,长几米至数百米,最长达660m;宽几十厘米至几十米,最宽达180m。辉绿岩不仅可以构成铜金矿体的直接容矿围岩,而且可以成为铜金矿体的组成部分。小坝梁铜金矿体在平面上呈透镜状、似层状和层状断续分布,长度近2km,宽约200m,产于狭长带状的火山角砾岩及细碧岩内或其附近,在剖面上常呈楔状或漏斗状。矿体走向近EW,多数倾向S,少数倾向N,倾角为60～75°。铜品位为0.30%～5.36%,多数为0.7%～2%。原生铜金矿体因风化作用而被剥蚀,并受到氧化淋滤作用,形成深达60m的氧化带。在铜金矿体遭破坏的同时,使伴生的非工业金逐渐富集成工业金矿体,形成了小坝梁淋滤型金矿床。金矿体与铜矿体紧密伴生,目前已圈出金矿体17个,金品位一般为3×10-6～7×10-6,最高达12.72×10-6。在铜矿体中伴生金的品位为0.5×10-6～3×10-6,一般为l×10-6左右。根据矿石的自然类型,可划分为原生矿石与氧化矿石,前者的金属矿物为黄铜矿、黄铁矿、斑铜矿、辉铜矿、白铁矿、闪锌矿、方铅矿及自然金;后者为孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、黑铜矿、褐铁矿、赤铁矿、黄钾铁矾及自然金。脉石矿物有绿泥石、石英、方解石、长石和辉石等。矿石结构有粒状、同心环带、压碎和交代残余;构造有块状、浸染状、填隙状及细脉状。(2)阿尔哈达铅锌矿床。赋矿围岩为上泥盆统安格尔音乌拉组火山—沉积岩,矿床位于阿尔哈达黑云母花岗岩外接触带,与黑云母花岗岩有密切成因联系,黑云母花岗岩的形成年龄为(218±5)Ma,代表成矿年龄的上限。矿区断裂主要有NEE、NW和NE向3组,NW向构造破碎带是主要的储矿构造。矿体以隐伏和盲矿体为主,单个矿体长一般为100～500m,主要矿体控制长710m,矿体厚1～4m,最厚21.45m,主要矿体走向NW,倾向SW,倾角35°。矿体呈似层状和脉状,倾向与走向均呈舒缓波状,矿体局部具有分支和复合现象,多数矿体的赋存标高位于700～1000m之间,700m以上是主要赋矿空间。矿石中金属矿物主要有方铅矿、闪锌矿、自然银和辉银矿,其他金属矿物以黄铁矿为主,其次有毒砂、磁黄铁矿、黄铜矿和辉铜矿,在地表可见到褐铁矿、软锰矿、黄钾铁矾和铅锌的氧化物。脉石矿物有绿泥石、石英、高岭土、绢云母、方解石、白云石和萤石等。矿石结构主要有自形—半自形粒状、他形粒状、交代残余、碎裂和包含等;构造主要有块状、角砾状、浸染状、脉状和条带状等。4.3矿体及矿体与燕山期侵入岩有关的矿床主要产于燕山期花岗岩与下泥盆统巴润特花组、中泥盆统塔尔巴格特组、下二叠统宝力格庙组接触带内,主要有朝不楞铁多金属矿床、沙麦钨矿床、乌兰铜金矿床及毕鲁特钨矿点、安格尔音乌拉铅矿点、海墨赛格呼和敖包铜矿点等,最典型的为朝不楞铁多金属矿床和乌兰铜金矿床。(1)朝不楞铁多金属矿床。与朝不楞铁多金属矿床有密切成因联系的中粗粒花岗岩SHRIMP定年年龄为(136.9±1.5)Ma,与成矿年龄(140.7±1.8)Ma(Re-Os)相一致,说明成矿作用与成岩作用基本同时发生。矿床主要由南矿带、北矿带和西矿带构成,从矿化空间看,南矿带和北矿带分别位于朝不楞黑云母花岗岩株东北端突出部分的南北两侧,整个矿带长10km,宽1~3km。大多数情况下,铁多金属矿化沿朝不楞黑云母花岗岩株与塔尔巴格特组沉积岩接触带,呈扁豆状、团块状和豆荚状分布,局部地段铁多金属矿化沿沉积岩层间破碎带或变质粉砂岩与大理岩接触带,呈层状和似层状产出。矽卡岩、角岩和大理岩就是各类金属矿体的直接容矿围岩,受岩体与地层接触带或沉积岩层间破碎带控制。在平面上,大多数铁多金属矿体为雁行式排列的矿体群(或带);在剖面上,矿体表现为多个不同规模筒状或斜列式扁豆体群。单个矿体走向呈NE,倾向SE,倾角变化范围为50～80°,与整个矿带和岩体—地层接触带产状一致。对于南矿带和北矿带各矿段的大多数矿体来说,其长度变化范围为数十米至百余米,个别矿体为300～400m,厚度为数十厘米至18m,最厚可达34m。西矿带内单个矿体长可达千余米,厚为2～4m。矿石以氧化型为主,其次为原生型。主要金属矿物有磁铁矿、闪锌矿和磁黄铁矿,其次为黄铁矿、白铁矿、黄铜矿、斑铜矿、毒砂、自然铋、辉铋矿、辉钼矿、辉铋铅矿、方铅矿、白钨矿、赤铁矿、褐铁矿、镜铁矿、蓝辉铜矿和孔雀石;主要脉石矿物有钙铁榴石和透辉石,其次为黑云母、角闪石、石英、斜长石、绿泥石、绿帘石、黝帘石、符山石、阳起石、次闪石、透闪石、磷灰石、萤石和方解石。矿石结构主要有他形—半自形粒状、固熔体分解、反应边、交代残余、交代晶架、交代骸晶、压碎、填隙和叶片状;构造主要有浸染状、条带状、斑杂状、斑点状、角砾状和脉状。(2)乌兰铜矿床。乌兰铜矿床是近2年通过验证1∶5万土壤异常发现的,位于中—酸性浅成脉岩与巴润特花组接触带的矽卡岩内。在乌兰地区共圈出1∶5万土壤综合异常8处。异常分布于下泥盆统巴润特花组、下二叠统宝力格庙组及其与华力西期、燕山期花岗岩的接触带内,面积为0.76～8.81km2,主要异常由Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi和Mo元素组成,Au元素在土壤中的平均值为2.6×10-9～10.6×10-9,最大值为12.5×10-9;Ag平均值为2.47×10-6～7.0×10-6,极大值为10×10-6;Cu平均值为45.55×10-6～845.9×10-6,极大值为4013×10-6;Pb平均值为653.38×10-6～739.33×10-6,极大值～为2000×10-6;Zn平均值为675.4×10-6980.83×10-6,极大值为2406×10-6;As平均值为119.0×10-6～574.67×10-6,极大值为1362×10-6;Sb平均