内蒙古查干础鲁金矿地质特征及其金的产出特征
2015-03-07颜世平孟凡厚韩福旺
张 璞, 颜世平, 孟凡厚, 牛 飞, 韩福旺
(1. 河北省石家庄经济学院，河北石家庄 050031； 2. 内蒙古自治区第五地质矿产勘查开发院，内蒙古包头 014010)
内蒙古查干础鲁金矿地质特征及其金的产出特征
张 璞1, 颜世平2, 孟凡厚1, 牛 飞1, 韩福旺1
(1. 河北省石家庄经济学院，河北石家庄 050031； 2. 内蒙古自治区第五地质矿产勘查开发院，内蒙古包头 014010)
查干础鲁金矿矿体赋存在侵位于阿木山组的浅成超浅成次火山岩(次石英粗安岩)中，是受构造控制的蚀变岩型金矿床。通过对次石英粗安岩的岩石学特征、矿物学及地球化学特征进行分析，显示出次石英粗安岩为贫钙型铝过饱和系列，是金矿床的主要赋矿岩石，其次为细粒闪长玢岩。有用组分主要为Au，其次为Ag。金主要以自然金形式存在，主要与次石英粗安岩中的石英脉关系密切，或是存在于假象黄铁矿及褐铁矿中，虽然微粒金产出数量最多，但从面积比上看，则以粗粒金、巨粒金为主，赋存状态以晶隙金为主，包体金及裂隙金较少。自然金粒形态主要为片状、弯曲片状、不规则片状。
地质特征 产出特征 查干础鲁金矿 内蒙古
Zhang Pu, Yan Shi-ping, Meng Fan-hou, Niu Fei, Han Fu-wang. Geological characteristics and occurrence characteristics of the Chaganchulu gold deposit in Inner Mongolia[J]. Geology and Exploration, 2015,51(2):0246-0252.
从20世纪50年代开始，包括研究区在内的区域地质研究工作就已开始，区域地层(内蒙古自治区地质矿产局，1991；曹生儒，1993)研究均已开展，尤其对阿拉善北部地区碰撞契合后造山期岩浆作用等做了较详细的研究(王金荣等，1995；王廷印等，1998)。但是对于产于查干础鲁蛇绿混杂岩带中查干础鲁金矿的研究尚未见相应成果发表，因此，本文在野外地质调查基础上，通过对主要赋矿岩石-次石英粗安岩的岩石学、岩相学等地球化学特征进行分析，揭示其在成矿作用过程中的特点。
研究区面积为26.02 km2。地处内蒙古自治区西部的沙拉扎山南麓，隶属阿拉善盟阿拉善左旗银根苏木管辖，地势以低山、丘陵为主，海拔一般在1200～1300 m。其南、北部均为沙漠戈壁区。其大地构造位置处于巴丹吉林断裂带中，是查干础鲁-霍尔森蛇绿杂岩带中部地带，其北侧是宗乃山-沙拉扎山陆壳基底火山弧(ZSCA)，南侧是雅布赖-巴音诺尔陆弧(YBEA)。ZSCA-CHOM-YBEA从北向南彼此平行展布，构成华北板块北缘西段的火山弧-边缘海-陆源湖系统(王廷印等，1993)，是华北地台北缘的一条岛弧和地台的缝合线(吴泰然等，1992；1993)。
1 区域成矿地质背景
查干础鲁蛇绿岩带被认为是晚古生代残留的湖后盆地闭合所形成(吴泰然，1990; Wu T Retal.,1993; 张文等，2013)，是华北地台北缘晚古生代一条岛弧和地台的缝合线。杂岩带出露于上巴丹吉林断裂带中，断裂发生强烈的变形，形成于晚石炭世。而蛇绿岩的侵位时间则应在石炭纪之后，整个沟弧盆体系在早二叠世最终闭合，晚二叠世进入后碰撞阶段，形成后碰撞大型花岗岩体。由于特殊的地质作用过程，使得内蒙古阿拉善地区成为华北地台北缘金、银、铜、铅、锌、钴、镍、硼Ⅱ级成矿带中的华北地台北缘西段前寒武纪，燕山期铅、锌、铜、银、金Ⅲ级成矿带中的宗乃山-沙拉扎山古生代铜、铁、金、镍、钴成矿带。其中查干础鲁隶属乌力吉-锡林浩特元古代、华力西、燕山期铜、铁、铬、金、萤石Ⅲ级成矿带的中西段(李俊建等，2002)。
查干础鲁金矿区出露的地层主要为上古生界石炭系上统阿木山组。阿木山组绢云母板岩、微晶灰岩为赋金岩石-次石英粗安岩的主要围岩。白垩系上统乌兰苏海组，分布于矿区的南北两侧，以不整合形式覆盖于阿木山组之上。由于受构造活动及岩浆活动的影响，该套地层支离破碎，呈捕掳体及断块形式分布，地层的层序遭受破坏。
区内的构造非常复杂，主体构造以近东西向逆断层，次一级的近南北向的平移断层切割逆断层。近东西向断裂破碎带中见次石英粗安岩充填，且控制了矿区地层及岩浆岩的展布。褶皱构造发育不强烈，主要表现为阿木山组地层呈枢纽近东西向展布的宽缓向斜。核部地层主要为阿木山组二段微晶灰岩，查干础鲁金矿即位于该向斜构造的北翼(图1)。
图1 查干础鲁金矿区地质简图Fig.1 Simplified geologic map of the Chaganchulu gold deposit Qhpal-第四系冲洪积；C2a3ss-上石炭统阿木山组上段上部:钙质砂岩、含砾砂岩、石英砂岩； C2a3cg -上石炭统阿木山组上段下部砾岩； C2a2ls -上石炭统阿木山组中段:微晶灰岩、砾状灰岩； C2a1sl -上石炭统阿木山组下段泥质板岩；1-花岗斑岩脉；2-斜长花岗岩脉；3-次石英粗安岩脉；4-闪长玢岩脉；5-闪长岩脉；6-破碎带；7-性质不明断层；8-实测逆断层；9-钻孔位 置及编号；10-金矿脉；11-勘探线Qhpal -Quaternary liess and lak clay; C2a3ss -upper carboniferous third section in Alamu Formation: calcic sandstone，pebbly sandstone，quartz sandstone; C2a3cg -upper carboniferous third section in Alamu Formation: conglomerate; C2a2ls -upper carboniferous second section in Alamu Formation: micrite，conglomeratic limestone; C2a1sl -upper carboniferous first section in Alamu Formation: argillaceous slate; 1-granite porphyry vein; 2-plagioclase granite dike; 3-subtoscanite vein; 4-dioritic porphyrite dike; 5-diorite dike; 6-fracture zone;7-nature of the unknown fault; 8-measured thrust; 9-drill hole; 10-gold vein;11-prospecting line
区内侵入岩比较发育，以岩株、岩脉产出的燕山期酸性-中基性深成侵入岩为主，其次为少量小岩株状产出的华力西期辉长岩。次火山岩主要为似层状或宽脉状分布的燕山早期浅成侵入花岗斑岩、次石英粗安岩、细粒闪长玢岩及顺层或斜切层理侵入于阿木山组中的华力西期花岗闪长斑岩。次火山岩的展布方向与矿区内的断裂构造方向一致。金矿体直接产于浅成-超浅成次火山侵入体中，与围岩无明显的界限。次石英粗安岩为主要的赋矿岩石。
2 次石英粗安岩脉地质特征
2.1 次石英粗安岩脉的产出特征
次石英粗安岩脉走向近东西向，局部近南东向，呈似层状或宽脉状产出。总长度大于10 km，宽度介于10～100 m之间。矿区中西部出露连续，而东部零星分布，金矿(化)体产于其中。地层与次石英粗安岩的接触关系早期为侵入接触，次石英粗安岩中见有地层捕掳体，后期演变为断层接触。接触部位地层岩石未见任何蚀变矿化。钻孔资料显示次石英粗安岩脉体形态变化复杂，倾向上具有膨缩现象，剖面上呈囊状。矿区金矿化次石英粗安岩脉至少发育二期，且近东西向早于北北西-近南北向(图2)。
2.2 次石英粗安岩脉岩石学特征
次石英粗安岩侵入阿木山组，且地表可见有阿木山组微晶灰岩、砂岩呈捕掳体的形式分布于次石英粗安岩之中。岩石呈浅肉红色-灰红色，隐晶质、霏细结构，肉眼及镜下未见斑晶。主要矿物成分为斜长石(65%～70%)、钾长石(10%)、石英(15%)，岩石中见有次生石英(5%～10%)，方解石及铁质少量。岩石普遍具碎裂现象，且具硅化、碳酸岩化、褐铁矿化、绢云母化，褐铁矿多分布于绢云母化较强的裂隙处。
图2 查干础鲁金矿500勘探线剖面图Fig.2 Cross section of exploration line 500 in the Chaganchulu gold deposit1-含砾砂岩；2-石英砂岩；3-粉砂岩；4-砂质灰岩；5-微晶灰岩；6-泥质板岩；7-花岗斑岩；8-石英斑岩；9-次石英粗安岩；10-斜长花岗岩；11-闪长岩；12-构造角砾岩(破碎带)；13-金矿体及编号；14-褐铁矿化；15-产状；16-探槽位置及编号；17-钻孔位置 及编号；18-钻孔测斜位置；19-样品位置及编号；20-矿体真厚度/含金平均品位1-conglomeratic sandstone; 2-quartz sandstone; 3-siltstone; 4-sandy lime stone; 5-micrite; 6-argillaceous slate; 7-granitic porphyry; 8-quartz porphyry; 9-crushed subtoscanite; 10-plagioclase granite; 11-diorite; 12-fracture zone; 13-gold veinlet and numbers; 14-ferritization; 15-occurrence; 16-exploratory trench position and numbers; 17-drillhole position and numbers; 18-drilling survey position; 19- sampling position and numbers; 20-ture thickness of orebody/ average gold grade
岩石名称样号SiO2TiO2Al2O3Fe2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OP2O5H2O烧失量次石英KWGS0174650028137608403500370150625302940024053078粗安岩KWGS0276580038131806303200240090345192510027059057闪长玢岩KWGS035572123157423936700463964773352430438371611
图3 硅-碱关系图Fig.3 Silicon-Alkaline relations Pc-苦橄玄武岩；B-玄武岩；O1-玄武安山岩；O2-安山岩；O3-英安岩；R-流纹岩；S1-粗面玄武岩；S2-玄武质粗面安山岩；S3-粗面安山岩；T-粗面岩、粗面英安岩；F-副长石岩；U1-碱玄岩、碧玄岩；U2-响岩质碱玄岩；U3-碱玄质响岩；Ph-响岩；Ir-Irvine 分界线，上方为碱性，下方 为亚碱性；▲-次石英粗安岩；■-闪长玢岩Pc-picrite basalt；B-basalt；O1-basaltic andesite；O2-andesite；O3-dacite；R-rhyolite；S1-trachybasalt；S2-basaltic andesite coarse surface；S3-trachyandesite；T-trachyte、trachy dacite；F-feldspathoidite；U1-tephrite、 basanite；U2-phonotephrite；U3-pollenite,tephritic phonolite,tephriphonolite；Ph-phonolite；Ir-Irvine boundary，above line is alkaline ， below is sub-alkaline；▲-quartz coarse andesite；■-diorite porphyrite
图4 碱度分析图Fig. 4 alkalinity analyses ▲-次石英粗安岩；■-闪长玢岩▲-quartz coarse andesite；■-diorite porphyrite
根据次石英粗安岩岩石化学分析结果可见(表1)，其主要化学成分变化不大，SiO2含量相对较高，75%左右，Al2O3在13%，K2O在2%左右，Na2O在5%左右。根据硅碱关系图解分析属于亚碱性系列(图3)。根据碱度图解分析图(图4)可知细粒闪长岩为钙碱性系列，而次石英粗安岩为碱性系列。
3 金矿石特征
3.1 金矿石的产出特征及其类型
根据钻孔和槽探资料，矿区内含矿岩石中除自然金外未见到新鲜的金属硫化物。金矿石的自然类型均为氧化矿石。金矿化主要产于近东西向和近南东分布的次石英粗安岩脉中，矿石主要为褐铁矿化和硅化的碎裂次石英粗安岩型矿石，其次为蚀变闪长玢岩型矿石，局部可见有构造角砾岩型矿石(图2)。
矿区内发现的次石英粗安岩型和蚀变闪长玢岩型金矿体均呈脉状，矿体倾向在70°～160°，倾角在56°～74°之间，长度在33～48 m，宽度在1～6.7 m之间。金品位在0.15～17.3g/t之间。深层矿体品位大于浅层。
3.2 金矿石的岩性特征
矿化岩石呈肉红色，碎裂状，具硅化、褐铁矿化、高岭土化、绢云母化。
金矿化次石英粗安岩具半自形粒状结构和交代假象结构。半自形粒状结构的金矿石中假象黄铁矿呈半自形粒状分布。交代假象结构的矿石中褐铁矿交代黄铁矿，而保留黄铁矿假象。构造主要为星散浸染状构造，其次为角砾状、网脉状构造。
金矿化闪长玢岩具微粒半自形-它形晶结构，星散浸染状-显微脉状构造。具有角砾状、网脉状构造的矿石矿物主要以角砾状及网脉状分布于脉石矿物中。星散浸染状构造的矿石矿物呈星散浸染状分布于矿石中。
3.3 金矿石的成分特征
金矿化次石英粗安岩的矿物成分主要为自然金、假象黄铁矿(1%)及褐铁矿，假象黄铁矿呈黄铁矿外型，多为立方晶形，褐铁矿呈它型，细脉状沿裂隙充填；脉石矿物为石英、长石、绢云母、高岭土。次生石英岩中褐铁矿存在两种形态，一种为假象黄铁矿，晶形呈黄铁矿外型，另一种为不规则脉状，沿裂隙分布；绢云母交代长石；绿泥石、绿帘石交代黑云母、角闪石；次生石英、方解石沿裂隙分布。
金矿化闪长玢岩中的矿物成分除自然金外见有黄铁矿及褐铁矿，黄铁矿呈微粒(0.11～0.002 mm)半自形-它形晶，分布不均，个别被褐铁矿交代，含量极少(小于1%)；脉石矿物成分主要为斜长石、角闪石、绢云母、绿泥石、绿帘石、方解石及石英。脉石矿物成分绢云母、高岭土、绿泥石、绿帘石为次生蚀变的产物。蚀变闪长玢岩中褐铁矿存在两种形态，一种为假象黄铁矿，晶形呈黄铁矿外型，另一种为不规则脉状，沿裂隙分布；绢云母交代长石；绿泥石、绿帘石交代黑云母、角闪石；次生石英、方解石沿裂隙分布。
矿石的有用组份单一，组合样基本分析结果(表2)表明Au含量80.5×10-9～201×10-9， Ag品位≤3.0g/t，Cu、Pb、Zn含量均极低，As含量较高，达51.5×10-6～618×10-6。
3.4 石英脉的产出特征
石英脉出露较少，呈不规则网状分布。与次石英粗安岩脉关系密切。
4 金矿物特征及其赋存状态
金矿石中金主要以自然金的形式存在。赋矿在次石英粗安岩和蚀变闪长玢岩中自然金的颜色均呈浓(金)黄色。由于金矿物的颗粒数比与面积比意义完全不一样(韦龙明，2000)，作者对两个参数都做了统计(表3)。数据显示，次石英粗安岩中微粒金的数量多，就颗粒数而言，以微粒者占大多数，其次是细粒，中粒-巨粒的数量只占16%；但就面积比而言，绝对以巨粒金为主，其次是粗粒金，微粒-中粒金只占17.2%。总体上，自然金粒度小至0.001 mm，大至1.12 mm，形态主要为片状、弯曲片状、不规则片状，其厚度均小于0.010 mm，多数≤0.005 mm。蚀变闪长玢岩中自然金，大小以中粒金为主，其次是粗粒-巨粒金，微粒-细粒金最少，金粒形态上多为弯曲片状，少数为麦粒状，粒径0.001～1.98 mm，片状金厚度小于0.01 mm，以小于0.005 mm为主。
表2 查干础鲁金矿床组合分析样品结果表①
表3 次石英粗安岩中自然金粒度及分布特征统计表
注：Q为石英脉；Lm为石英脉中假象黄铁矿；ξ为次石英粗安岩
通过对金矿石的光片观察，无论是颗粒数还是面积占比(表3)上看，自然金的产出均与次石英粗安岩中的石英脉关系密切，绝大部分的自然金产于石英脉中，其次产于黄铁矿中或黄铁矿与石英粒间，而自然金很少直接产于次石英粗安岩中(颗粒数比仅6%，面积比约10%)。自然金的赋存状态则以晶隙金为主，包体金及裂隙金较少。金矿化闪长玢岩中的自然金以裂隙金为主，均分布在脉石矿物中。
5 结论
(1) 查干础鲁金矿区内金矿化主要受两期断裂构造控制。金矿体直接产于浅成—超浅成次火山侵入体中，与围岩无明显的界限。矿体呈不规则团块状或羽裂状分布，规模不大。
(2) 属过铝质钙碱性系列的次石英粗安岩脉是查干础鲁金矿床的主要赋矿岩石，其次为闪长玢岩、构造角砾岩。
(3) 金矿化带内矿化岩石均呈肉红色，碎裂状，具硅化、褐铁矿化及绢云母化。金矿化与硅化、褐铁矿化、绢云母化及碳酸盐化呈正相关关系。石英粗安岩脉、蚀变闪长玢岩是最佳找矿标志。
(4) 次石英粗安岩中微粒金的数量多，粗粒、巨粒金为主。金矿化次石英粗安岩中自然金主要与石英脉关系密切，以晶隙金为主，包体金及裂隙金较少。
[注释]
① 崔来旺.2003.内蒙古乌力吉-巴彦乌拉山金矿评价报告[R].
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[附中文参考文献]
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Geological Characteristics and Occurrence Characteristics of the Chaganchulu Gold Deposit in Inner Mongolia
ZHANG Pu1，YAN Shi-ping2，MENG Fan-hou1，NIU Fei1，HAN Fu-wang1
(1.ShijiazhuangUniversityofEconomics,Sijiazhuang，Hebei050031; 2.TheFifthBureauofGeologyandMineralExploraltionandDevelopmentofInnerMongolia,Baotou,InnerMongolia014010)
Ore bodies of the Chaganchulu gold deposit, a tectonic-altered rock type, occur in hypabyssal-superficial volcano instrusive-rock (sub-volcano quartz trachyandesite) in the Amushan Formation. Analyses of petrology, petrography and geochemistry of the sub-volcano quartz trachyandesite have revealed a calcium-poor type and aluminum- oversaturated series, a major host rock for the gold deposit, and secondly host-rock fine-grained diorite-porphyrite. The useful component is mainly Au, followed by Ag. The main mineral components are of natural gold, pyrite and limonite. The coarse and huge grains occur in gold, which are flake-shaped, or bending, irregular, and the thickness of which is less than 0.010 mm. The natural gold, an intercrystalline one, is closely related to the quartz vein in the sub-volcano quartz trachyandesite.
Geological characteristics, occurrence, Chaganchulu gold deposit, Inner Mongolia
2014-03-17；
2014-12-16；[责任编辑]陈伟军。
国家自然科学基金项目(编号：41402009)资助。
张璞(1965年-)，女，2005年毕业于中国地质大学(北京)，获博士学位，教授，长期从事地质矿产勘查工作。E-mail: zhang_pu2222@163.com。
P618.51+ P612
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