温多尔哈尔铜矿床地质特征及找矿前景探讨

2013-08-20王玉奇杨静东胡二红

地质与勘探 2013年4期

王玉奇，冯罡，张华，杨静东，方赞，胡二红

(内蒙古自治区第八地质矿产勘查开发院，内蒙古乌海 016000)

0 引言

温多尔哈尔铜矿床位于内蒙古自治区巴彦淖尔市乌拉特后旗西北部，行政区划隶属于那人布拉格苏木管辖。东经 106°48'54″～106°51'54″;北纬 41°20'00″～41°23'00″。1958 年内蒙古地质局五原狼山地质队在该区域开展了1∶50万地质调查工作，提交了《狼山区域地质报告》及狼山区域地质矿产图;1960～1961年，内蒙地质局呼幅队对该区进行了1∶100万正规区域地质测量工作，编制了《临河(K－48)幅地质报告》及地质矿产图，该次工作较为系统，为后来地质工作的开展提供了一定的指导意义;1978～1980年内蒙古地矿第一区调队开展了K－48－XXⅢ(乌尔特幅)、K－48－XXⅢ(海力素幅)K－48－XⅥ幅1∶20万区调工作;2009～2010年内蒙古自治区第八地质矿产勘查开发院对温多尔哈尔地区开展了1∶1万预查工作，提交了相应报告和图件;2011～2012年内蒙古自治区第八地质矿产勘查开发院对该区开展了1∶1万普查工作，并提交了工作总结和相应图件资料，对后续地质勘查工作的部署和开展具有重要的指导意义。综上可知，本区以往地质工作投入较少，只有近几年内蒙古自治区第八地质矿产勘查开发院在该矿区进行了较为系统的大比例尺地质勘查工作，本文重点对温多尔哈尔铜矿床区域地质特征及矿区地质特征进行了分析总结，为矿区深部及外围找矿工作提供新的参考资料及找矿线索。

1 区域地质概况

温多尔哈尔铜矿床位于华北板块华北北部陆缘增生带，鄂尔多斯坳陷，本区域前中生代地层区划属天山兴安地层区之内蒙古草原地层分区，中新生代地层区划属内蒙古北部地层区之北阿拉善地层分区(内蒙古自治区地质矿产局，1996)。区域上为狼山－渣尔泰元古代、古生代多金属成矿带，该成矿带内有阿尔其图铜多金属I级成矿远景区、获各琦铜多金属I级成矿远景区、温多尔哈尔(铜、金、镍、钴多金属)I级找矿远景区及炭窑口硫多金属I级成矿远景区。区域上岩相古地理为海相环境，同生断裂活动强烈，为喷流沉积型矿床集中区，成矿条件极为优越，已发现典型矿床如获各琦铜矿床、东升庙多金属硫铁矿床等(李惠等，1982;郑殿杰，1983;王可南，1984;李英等，1997;刘玉堂等，2005;王琳等，2008;沈存利等2009;张梅等，2009;陈喜峰等，2010)。

图1 温多尔哈尔一带区域地质矿产简图(根据1∶20万乌尔特幅矿产图修改)Fig.1 Simplified geological map showing regional geology and mineral resources around Wenduoerhaer(modified from 1∶200000 Wuerter mineral deposit map)

1.1 区域地层

区域内出露中上元古界、白垩系及第四系全新统，其中以中上元古代界、白垩系分布最广泛。区域上出露地层由老到新主要有中元古界马尼图群(Pt2mn)、渣尔泰山群(Pt2zh)、白垩系下统巴彦花组一岩性段(K1b1)、白垩系下统巴彦花组二岩性段(K1b2)、白垩系上统二连达布苏组(K2e)(内蒙古自治区地质矿产局，1996)。其中白垩系上统二连达布苏组与中元古界渣尔泰山群分布最广，其它地层零星出露。

(1)中上元古界马尼图群(Pt2mn)，为一套浅变质的灰色、灰白色含石榴石、十字石、蓝晶石的二云石英片岩、白云母石英岩、二云片岩、变粒岩片麻岩夹结晶灰岩。

(2)中元古界渣尔泰山群(Pt2zh)，分布于区内南部及北西部，是区内最老地层，出露面积较大，其走向与构造方向一致，呈北东－南西向。主要岩性为千枚岩夹绿泥片岩、绢云母千枚岩夹石英岩(含铜)。浅灰色、灰黄色绢云石英岩、绢云石英片岩。在包尔敖包一带岩石变质较深，部分地层其层位可能低于渣尔泰山群，有待进一步查明。

(3)白垩系下统巴彦花组一岩性段(K1b1)，主要分布在区内东南部，出露面积不大，主要岩性为灰褐色、紫红色砾岩夹含砾砂岩。

(4)白垩系下统巴彦花组二岩性段(K1b2)，主要分布于区内东北部，主要岩性为灰黄色、绿色泥岩、含砾泥岩下部夹灰黑色油页岩。

(5)白垩系上统二连达布苏组(K2e)，在区内广泛分布于北部洼地中。基本呈水平产出，边部倾角增大，局部见有小褶曲。组成物质主要为河湖相堆积之砖红色泥岩和土黄色粉细砂岩。

(6)冲洪积沙砾层(Qhpal)，分布与现代河床和河漫滩中，由泥沙、砾石混合堆积而成，分选性很差，松散，厚度一般小于10m。它与风积沙土一样，是区内最新的沉积层。

1.2 区域构造及岩浆活动

区内构造发育，岩浆活动频繁，从构造形迹上看，主要发育构造为北东向和北西向、次之为东西向。区内主要发育着北东向构造(获各琦褶断裂的一部分)，而东西向构造很微弱，它们在本区复合，构成了区内的基本构造骨架，控制着本区岩浆活动、沉积作用和矿产的形成(彭福军等，2011;彭润民等，2000;夏学惠等，1990;肖新建等，2000;张学权等，2007)。

区内侵入岩较为发育，总面积约为300km2。岩浆活动期有志留纪、石炭纪及侏罗纪。岩石类型主要为酸性到中性均有，其中以华力西期花岗岩分布最广、规模最大。

2 矿床地质特征

根据地理位置及矿化蚀变类型划分，矿区内地表共发现北、南两条矿化体，其中北部矿化体主要以铁矿化为主，地表以铁帽形式出露，南部主要以铜矿化为主，分别称为温多尔哈尔北矿段和南矿段。

2.1 矿体地质特征

2.1.1 北矿段

北矿段铁矿体，产于中元古界渣尔泰山群石英岩地层中，地表以铁帽形式出露，总体呈带状分布，走向为北东向，倾向315°，倾角36°，岩石具强硅化、褐铁矿化，硅化呈细脉浸染状分布，褐铁矿化呈星点状及薄膜状分布。矿体厚度1～2m，品位33.50×10－2。该铁矿体伴生有金，但品位较低，矿体地表有民采坑揭露，经拣块取化学样分析，Au最高品位为0.19g/t，推测深部可能存在金矿化体。通常情况下，铁帽多为硫化物矿床及金矿床的找矿标志(李进文等，2007;康明等2010)，由于工程控制有限，尚未揭露深部金矿化体，该矿段为后期重点找矿部位。

2.1.2 南矿段

温多尔哈尔铜矿床南矿段主要以铜矿化为主，伴生有金，铜矿体主要分布于中元古界渣尔泰群地层中的石英岩地层中，地表主要为孔雀石化、褐铁矿化、绿帘石化等矿化蚀变，根据探槽揭露控制共圈出一个矿化体，宽2～20m，长150m左右，走向45°，倾向56°，Cu最高品位为1.02%，Au最高位0.12g/t。矿区赋矿石英岩地层长约2.6km，宽20～100m，由于勘探资金有限，尚未对该赋矿地层开展系统性钻探工程，仅在南矿段施工了三个钻探工程，深部已揭露铜矿体，经取岩心化学样分析，Cu最高品位为1.76%，平均品位0.26%，铜矿体视厚度15m，推测深度达50m。该套赋矿地层受后期构造改造作用较强，深部产状变化较大，多形成褶皱构造，局部被北西向断层错断发生位移，对找矿工作带来较大不便。

2.2 矿物组构特征

北矿段矿石矿物较为简单，主要为褐铁矿;脉石矿物主要为石英。矿石结构主要为颗粒镶嵌式结构，构造主要为块状和细脉状。

南矿段矿物组合较为复杂，肉眼观察矿石矿物主要为孔雀石、褐铁矿、铜蓝，局部见少量斑铜矿等。地表主要以孔雀石化为主，呈浸染状和条带状分布于石英岩中。深部主要为黄铜矿、黄铁矿，多呈浸染状和条带状分布，黄铜矿，他形，粒度 0.02～0.05mm，集合体呈条带状分布，局部见黄铜矿条带切穿黄铁矿细脉，由此可见黄铜矿形成时代要晚于黄铁矿。根据对岩心观察可知，黄铁矿的产出为两个世代，第一世代黄铁矿受后期构造挤压作用多呈片状分布，第二世代黄铁矿呈细脉状及浸染状产出，晶型为他形－半自形。根据矿物分布特征，黄铜矿形成晚于第二世代黄铁矿。矿区内矿石矿物生成次序为黄铁矿(第一世代)－黄铁矿(第二世代)－黄铜矿－孔雀石、铜蓝、斑铜矿。南矿段脉石矿物主要为石英、斜长石、炭质，矿石具半自形粒状结构，条带状、浸染状构造。

2.3 围岩蚀变

温多尔哈尔铜矿床围岩蚀变主要为褐铁矿化、孔雀石化、黄铁矿化、黄铜矿化，主要分布于扎尔泰山群老地层中。其中褐铁矿化、孔雀石化主要呈薄膜状分布于石英地层中。黄铁矿化、黄铜矿化主要在深部呈浸染状分布。本区与找矿关系极为密切的为孔雀石化和褐铁矿化。

图4 温多尔哈尔铜矿床南段0线剖面图Fig.4 Geological profile of the southern ore section of the Wenduoerhaer copper deposit along the prospecting line 0

3 物化探特征

3.1 物探异常特征

3.1.1 磁法

该区已开展了1∶1万高精度磁测工作，磁异常主要分布于工作区西北部中元古界渣尔泰山群砖红色石英岩、灰黑色片岩地层中及东南部白垩系上统二连达布苏组灰褐色、紫红色砾岩夹含砾岩地层与中元古界渣尔泰山群砖红色石英岩、灰黑色片岩地层接触部位。异常处均有化探异常分布，且各元素异常值相对较高，套合较好，初步判断该区磁异常部位属矿致异常。具体分析还需进一步异常查证工作验证。北部磁异常最高值为△T=184nT，南部磁异常最高值为△T=230nT。

3.1.2 电法

该区已开展了1∶1万激电中梯扫面工作，西北部分布有一高阻异常区，位于电阻率相对较低的中元古界渣尔泰山群地层中，该处极化率相对较低，可能系浸染状矿化体所致，北部见大面积高极化低阻异常区，具体原因还需进一步异常查证工作验证。

东南部高阻异常区主要分布于中元古界渣尔泰山群地层与白垩系上统二连达布苏组地层接触部位，整体呈近东西走向，该处极化率相对较高，呈现高阻高极化特征，且地球化学异常明显，Cu元素含量相对较高，初步判断可能系浸染状矿化体所致，属找矿有利部位。

该区物化探异常套合较好，主要分布于老地层中元古界渣尔泰山群地层中，属高阻高极化物探异常特征，但由于含炭质石英板岩中含炭量较高，干扰较大，对找矿工作不利。

3.2 化探异常特征

由于化探扫面工作范围的限制，未能将矿区南部两处激电异常体全部覆盖，根据已有的化探数据，按照异常相对集中且较为显著的原则，将本区化探异常圈出2处综合异常。

AP1:组合元素为 Mo、Sn、As、Sb、Bi，异常形态为不规则状，面积:2.56km2，分布于工作区北部渣尔泰山群老地层中，元素多呈三级异常分布，各元素套合较好，元素极值分别为 Mo:12.3×10－6，Sn:18.23 × 10－6，As:127.39 × 10－6，Sb:10.02 × 10－6，Bi:49.98×10－6;异常范围内石英脉较为发育。该异常面积较大，涉及元素较多且元素套合较好，地表硅化、褐铁矿化蚀变较强，初步判断应属矿致异常。后期找矿工作中应对该综合异常加大勘查力度，力争有较大找矿突破。

AP2:组合元素为 Mo、Sn、Pb、Sb，异常形态为椭圆形，面积:0.21km2，分布于工作区南部渣尔泰山群老地层中，元素多呈三级、四级异常分布，元素套合较好，极值分别为 Cu:446×10－6，Mo:13.51×10－6，Sn:27.89 ×10－6，Pb:71.24 ×10－6，Sb:3.17 ×10－6，异常浓集中心对应褐铁矿化石英岩产出部位，初步判断属矿致异常。

本区化探异常显著，异常范围较大，涉及元素较多且元素套合较好，地表矿化蚀变较强，初步判断应属矿致异常。根据矿区内化探异常特征，本区为铜金多金属矿床的成矿有利地段(陈广义等，2009)。

4 控矿因素分析

综合区域地质、矿区地质及物化探异常特征分析，温多尔哈尔铜矿床控矿因素主要为地层构造。地表矿化蚀变主要为地表矿化体风化残余，矿体受地层控制较为明显。本区区域上经历过多次构造挤压活动，与成矿关系较为密切的为最初的获各琦－东升庙同生断裂构造，为区域上喷流沉积型矿床的形成提供了热液通道，但后期受南东至北西向挤压应力作用影响，本区地层多发生弯曲变形，深部主要表现为褶皱构造，地表岩石极为破碎，对已形成的矿体破化性较强，地表多处见石英岩地层被北西向断层错断发生位移。

4.1 地层与成矿关系

根据地表观察及深部工程验证可知，温多尔哈尔铜矿床南矿段铜矿体主要分布于石英岩地层中，在其他地层中未见孔雀石化现象，根据钻探工程验证，深部主要为黄铜矿，仅局限分布于石英岩地层中，含炭质石英板岩中未发现黄铜矿，只见早期黄铁矿呈片状分布，明显受构造挤压作用而至。由此可见，铜矿体受地层控制极为明显，后续找矿工作中应注重石英岩地层在深部的产状变化。

4.2 构造与成矿关系

本区位于华北板块华北北部陆缘增生带，鄂尔多斯坳陷，区域上构造极为发育，主要表现形式为褶皱和断裂构造。根据1∶20万乌尔特幅地质调查报告，自获各琦至东升庙早期存在一条规模巨大的同生断裂，为该区域喷流沉积型矿床的形成提供了热液通道，后期南东至北西向挤压应力作用使得本区地层多发生褶皱构造，伴生有北西向平移断层构造产生，对早期形成的矿床具有较大的改造及破坏作用，继而形成现在的温多尔哈尔铜矿床构造格局。

5 结论

(1)温多尔哈尔铜矿床位于狼山－渣尔泰元古代、古生代多金属成矿带，该成矿带内有阿尔其图铜多金属I级成矿远景区、获各琦铜多金属I级成矿远景区、温多尔哈尔(铜、金、镍、钴多金属)I级找矿远景区及炭窑口硫多金属I级成矿远景区，在区域上该矿床处于成矿有利部位。

(2)北矿段铁帽出露部位，随着探矿工程量的增加，深部有望寻找到金多金属矿床。

(3)由于温多尔哈尔铜矿床南矿段含炭质石英板岩分布较多，对常规电法成果干扰较大，不利于作为后续找矿工作的指导依据。

(4)南矿段孔雀石化及铜矿体均分布于石英岩地层中，地层控矿特征极为明显，为本区深部及外围找矿工作提供了较为明确的找矿方向。

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