小佑山东多金属矿床成因及找矿远景

唐宗源 张 璞 冯 钊 曹新亚 霍延安 刘珊珊

(石家庄经济学院研究生院)

·地质·测量·

小佑山东多金属矿床成因及找矿远景

唐宗源 张 璞 冯 钊 曹新亚 霍延安 刘珊珊

(石家庄经济学院研究生院)

内蒙古乌拉特中旗小佑山东多金属矿位于华北板块北缘中段的狼山—渣尔泰山裂陷槽内，其产出的多处大型-超大型铜、铅、锌、铁多金属硫化物矿床特征具有相似性。通过对该多金属区域地质背景、矿区地质特征、矿化富集特点进行分析，结果表明：①区内矿床属于岩浆分异型矿床，区内中元古界渣尔泰山群石英岩组、板岩组为主要的赋存矿体地层，近EW向断裂与层间裂隙是矿化的有利部位；②矿床中的矿脉均受EW—NNE向断裂控制，成群成带密集分布，为不同时期、不同地点形成的多金属矿床；③蚀变破碎带内的硫化物多金属矿物组合地段是寻找矿化富集的主要地段，区内岩石中微量元素钒，钙，镍，钴，钛含量较高，且多期岩浆热液活动较强，具有较好的成矿远景。上述结论对于区内找矿工作有一定的参考价值。

多金属矿床 岩浆分异型矿床 矿化蚀变 矿床成因 找矿远景

乌拉特中旗地区地处内蒙古巴彦淖尔盟北部，西接狼山，东为白云鄂博。大地构造单元处于华北板块北缘中段的狼山—渣尔泰山裂陷槽内[1]，狼山—渣尔泰山是我国重要的多金属成矿带，发现了多个规模较大的成矿区[2]，是中亚成矿域的重要组成部分，经历了太古宙结晶基底形成、中元古代被动陆缘裂解、喷流沉积成矿、闭合及古生代以来的岩浆侵入、叠加改造漫长的演化过程[3]。其中，渣尔泰山群是我国华北地区北缘的主要含矿层位[4]，已发现的朱拉扎嘎、炭窑口、东升庙、甲生盘等大型-超大型多金属矿床均赋存于渣尔泰山群中，且成矿元素在区域上由西至东具有明显的分带性[5-6]。乌拉特中旗小佑山东多金属矿处于渣尔泰山一带，但前人对该金属矿的评价工作投入较少，因此加强该地区的区域地质背景、矿区地质特征、矿化富集特点、微量元素特征的分析便显得尤为重要。

1 区域成矿地质背景

多金属成矿区域分布于华北陆块北缘西段的狼山—渣尔泰山一带，向西延至阿拉善盟巴音诺尔公以西，基底由新太古界乌拉山群和古元古界色尔腾山群变质岩系组成，盖层由中元古界渣尔泰山群及显生宙沉积岩组成[2,5]。区域前中生代地层划属华北地层大区，晋冀鲁豫地层区阴山地层分区，大青山地层小区。中新生代地层划属大兴安岭—燕山地层分区，阴山地层小区，主要出露有太古界桑干群、五台群、乌拉山群；中元古界渣尔泰山群、震旦系什那干群；寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、侏罗系、白垩系、古近系、新近系及第四系地层。区域构造属华北地台、狼山—白云鄂博台缘坳陷、狼山—渣尔泰山山褶断束带。区域断裂构造较复杂，出现了大量由大型断裂造成的较大的断块山，并经历了多次强烈地质构造变形，其中以褶皱变形为主，断裂次之，主要发育高勒图背斜，大乌淀向斜等构造。区域内岩浆岩有侵入岩和喷出岩。岩浆活动主要分为晚元古代、海西期和印支期3期，以海西期为主，岩石类型多种多样，超基性岩-酸性岩、侵入岩-喷出岩均有出露，总体上以酸性侵入岩为主，呈岩基、岩株、岩脉状产出[7]。其中侵入岩极其发育，广泛分布于乌拉山、色尔腾山及渣尔泰山，自五台期至燕山期均有岩浆侵入活动，形成各种酸性、中酸性、基性侵入岩体，但以酸性花岗岩体为主，其次为中基性的闪长岩，辉绿岩，多呈EW向展布。区域内矿产资源比较丰富，主要矿产有金、铁、镍、钴、石灰岩、石墨等。

2 矿区地质特征

2.1 地 层

(1)石英岩组。主要由白色石英岩、长石石英砂岩、含砾石英岩及灰色黑云石英片岩组成，厚约 3 204 m。

(2)板岩组。主要由暗色板岩，透辉石角岩，结晶灰岩组成，厚3 227 m。顶部被辉长辉绿岩侵入，其上与二叠系下统呈不整合接触。

(3)固阳组。主要由灰黑色页岩，油页岩夹煤层及黄绿色砾岩，砂砾岩夹长石砂岩组成。含丰富的动植物化石，厚453 m。该组下限与李三沟组泥岩整合接触，其上被第四系上更新统砂砾石覆盖。

(4)大红山组。由砾岩夹板岩夹粉砂岩组成，厚约264 m，产植物化石,地层平行不整合于中元古界渣尔泰山群之上，被加里东期辉长辉绿岩侵入。

(5)第四系全新统。岩性主要由冲积，洪积砂砾层组成，砾石分选性和滚圆性极差，排列方向不明显。砾径大多为30～0 cm，大者达1 m，成分为混合片麻岩，花岗岩伟晶岩等，厚度一般为1.5～20 m。

2.2 构 造

2.2.1 断裂构造

(1)1#断层发育于中元古界渣尔泰山群石英片岩中，走向约103°，长约2 000 m，为一逆断层。

(2)2#断层发育于中元古界渣尔泰山群石英片岩中，走向约100°，长约2 900 m，断层两侧岩石产状一致。

(3)3#断层发育于渣尔泰山群黑灰色板岩与石英片岩中，为2组岩层的界限，长约 1 900 m，走向近40°，为一正断层。

(4)4#断层发育于渣尔泰山群黑灰色板岩中，断层产状近36°，长约2 250 m，为一逆断层。

(5)5#断层发育于渣尔泰山群黑灰色板岩，暗色板岩夹灰色、黄灰色灰岩，群石英片岩中，走向约140°，长达2 370 m，为一正断层。

2.2.2 褶皱构造

矿区内褶皱构造形态以单斜构造为主，地层总体呈一向东南倾的单斜产出，局部有弯曲变形。地层走向5°～30°，倾向95°～125°，倾角25°～65°。

2.3 岩浆岩

矿区岩浆活动较为频繁，岩浆岩较发育，但岩性较单一，主要为志留纪深绿色强烈蚀变辉长辉绿岩及奥陶纪闪长岩脉、闪长玢岩脉、石英闪长岩脉。志留纪辉长辉绿岩为区内的主要岩体，出露于矿区西北部，出露面积较广，多数以岩床形态顺层侵入，倾角与岩层一致，一般为45°～65°。

3 矿床地质特征

3.1 岩脉特征

矿区内主要为石英闪长岩，分布于矿区北部，出露面积极小，岩石呈黑灰色、灰绿色，风化面呈褐色，多为柱粒结构和似柱粒结构，块状构造，矿物成分主要为中长石、黑云母和石英。

3.2 矿体(化)特征

矿区内矿化蚀变带主要分布于中元古界渣尔泰山群暗色板岩及志留纪辉长辉绿岩中，主要为锰、铁、铜等多金属矿化点。其中，渣尔泰山群锰矿化蚀变带位于矿区中部，走向近90°，东西向延展约850 m，以海绵陨铁结构为主，呈透镜体状，主要产于含矿岩体中部，中部最宽处为100 m，可以在岩体中或其附近围岩的裂隙中发现矿体，矿体受裂隙控制，具有岩浆分结晚期的矿床特征。

根据该基性岩体,地表发现了铜矿化现象(北壕村北)及岩石中常见的黄铁矿，说明硫化物在岩体的形成过程中占有一定地位。经光谱分析表明，岩体中Cu、Ni、Co、Ti含量较高，并在人工重砂中见到钛矿物金红石、钛铁矿和白钛石，其中钛铁矿在成岩期偶见，金红石则仅见于成矿期。

3.3 变质作用与构造蚀变

矿区变质岩以上太古界及中晚元古界区域变质作用所形成的片麻岩、板岩为主，变质岩主要矿物组合为石英、角闪石、斜长石、黑云母，在变质作用过程中无明显交代现象。除斜长石外，其他矿物几乎同时形成，反映了变质作用是在化学条件平衡而又充分的状态下进行的，因而矿区变质岩应属铁铝榴石低角闪岩相。矿区围岩蚀变一般，主要见弱绢云母化及弱硅化。

岩石局部见有变余残斑结构，变余辉绿结构，但形状不规则。岩石矿物显微晶质，强烈蚀变，普遍次角闪石化，也有不同程度的绿帘石化、绿泥石化、绢云母化和轻微的碳酸盐化。该类蚀变矿物占总矿物的90%以上，并且结晶微小，肉眼难以观察。岩石现存状态为次闪石岩，成灰绿色至深绿色，纤维变晶结构，致密块状构造，岩石85%以上由纤维状，毛发状次角闪石组成。局部强烈的绿泥石化，斜长石多被交代，往往与绿泥石，绿帘石和次生石英共生，共占总含量的5%～10%。

在镜下鉴定发现，磁铁矿也是该矿床成岩期的常见副矿物。基岩光谱分析表明，岩石中微量元素V，Ge，Ni，Go,Ti含量较高是寻找Cu，Ni矿床的成矿远景区，矿区各微量元素含量见表1。

结合岩体的构造特点和蚀变作用，说明表1中各元素的富集是有利的。结合加里东期侵入岩特点及构造蚀变现象分析，认为矿区极有可能存在具有铜镍的岩浆分异型矿床，推测可能存在隐伏矿体。

表1 矿区内各微量元素含量 %

元素TiVMnCrNiCoBaSrPb含量0.07～0.120.013～0.0470.01～0.030.001～0.003<0.0010.001～0.0120.01～0.070.015～0.1600.001～0.015元素ZnCuGeLiYLaBeZrSn含量0.004～0.0130.002～0.0070.0010.0010.0010.0010.0010.005～0.0130.001

4 矿床成因

小佑山东多金属矿床受早元古代侵入岩、加里东期侵入岩、热液蚀变及构造断裂带的综合控制，成矿具有多阶段性， 成矿热液具有活动的多期性。在中元古界渣尔泰山群中的板岩组地层中辉长辉绿岩中及其围岩板岩中存在铜矿化现象,在矿区中部板岩组岩层中含大量锰、铁矿化点，且锰矿化现象明显、矿化范围大、延展性好。

早元古代岩体多由斜长岩、辉长岩组成，以斜长岩为主，为多次侵入的复式岩体。岩体产于斜长岩原生裂隙和断裂中以及斜长岩与辉长岩接触带中的凸镜状和脉状矿体中，符合岩浆分异晚期的成矿特征。含矿岩体(或岩相带)往往产于同一构造期较晚的阶段，较晚侵入的含矿岩体具有分异更好、矿化更富集的特点[8]。铬、铂族元素、铜镍硫化物的岩浆矿床一般易形成晚期岩浆矿床。岩浆型铜镍硫化物矿床是源于地幔的大型岩浆事件的产物[9]，成矿岩浆地幔超临界流体对巨量成矿元素的运移和聚集具有重要作用，是赋存铜、镍及铂族元素资源的重要矿床类型[10]。

中元古代火山活动及其伴随的构造作用使断裂带活化的同时与新加入的成矿元素和早期初步富集的成矿物质一起再次迁移富集。岩浆活动表现为多期性，志留纪岩体与奥陶纪岩脉大规模的岩浆活动并沿构造破碎带局部充填，且自身携带的成矿物质分异，同时由于成矿物质活化转移提供充足热源，加上构造蚀变等因素最终促使多金属矿的形成。断裂破碎带为成矿提供了重要场所，为含矿热液的上升运移和金属矿物的结晶沉淀提供了有利通道，同时也屏蔽了矿液的流失，有利于多金属矿的完好保存。

因此，小佑山东多金属矿床的成矿时代应属于古元古代，破碎带蚀变岩型矿床属铜镍的岩浆分异型矿床。

5 找矿标志与找矿远景

5.1 找矿标志

①矿体时代,中元古界渣尔泰山群石英岩组，板岩组矿体赋存地层;②构造标志,近EW—NNE向的断裂与层间裂隙发育地带有矿脉充填;③直接标志,硫化物多金属矿物组合发育于蚀变破碎带内地段，是寻找矿化富集的主要地段;④间接标志,微量元素V、Ge、Ni、Go、Ti含量较高， 是寻找Cu，Ni矿床的间接找矿标志。

5.2 找矿远景

(1)矿区中元古界渣尔泰山群石英岩组和板岩组是寻找铁，铜，锰等多金属矿的目的矿层。板岩组与石英岩组地层中的铁锰矿脉基本与其相邻断层走向一致，可能是断裂旁侧断层被后期基性岩所充填，且都形成铁，铜，锰矿化，进而为成矿远景开发提供一定的依据。

(2)在人工重砂中发现钛矿物组合，能够更灵敏的反映成岩成矿的环境变化，是岩石和矿床成因类型划分的重要依据之一[11]，钛矿物组合中的金红石是含铜岩体中一种重要的副矿物, 其含量、颗粒大小、成分等特征对于主矿体位置和勘探找矿具有一定的指示意义[12]。

(3)矿体多与断裂带平行，可能与相邻断裂带有关，结合加里东期侵入岩特点及构造蚀变现象光谱综合分析方法，认为矿区北部辉长辉绿岩中的铜矿化与此地形成的岩浆分异型矿床有关，据此可初步确立找矿信息标志。

[1] 内蒙古自治区地质矿产局.内蒙古自治区区域地质志[M].北京：地质出版社，1991.

[2] 刘占途.内蒙古乌拉特中旗赛音呼都格地区渣尔泰群构造演化特征[J].地质找矿论丛，2012，27(3)：332-336.

[3] 彭润民，翟裕生，韩雪峰，等.内蒙古狼山造山带构造演化与成矿响应[J].岩石学报，2007，23(3)：679-688.

[4] 彭润民，翟裕生.内蒙古狼山—渣尔泰山中元古代被动陆缘热水喷流成矿特征[J].地学前缘，2004，11(1)：257 -268.

[5] 沈存利，王守光，苏新旭，等.内蒙古中元古界渣尔泰山山群区域成矿特征研究[J].地学前缘，2004，11(1)：279 -286.

[6] 康 明，孙继东.内蒙古乌拉特中旗野狼沟锌多金属矿床(点)的发现[J].地质与勘探，2010，46(2)：224-229.

[7] 陈喜峰.狼山—渣尔泰山成矿带铁铜铅锌多金属硫化物矿床特征研究[J].矿产与地质，2009，23(4)：2891-296.

[8] 翟裕生，姚书振，蔡克勤.矿床学[M].北京：地质出版社，2011.

[9] 贾志永，张铭杰，汤中立，等.新疆喀拉通克铜镍硫化物矿床成矿岩浆作用过程[J].矿床地质，2009,28(5)：673-686.

[10] 毛景文， Pirajno F，张作衡，等.天山—阿尔泰东部地区海西期后碰撞铜镍硫化物矿床的主要特点及可能与地幔柱的关系[J].地质学报，2006，80(7)：925-942.

[11] 魏 斐，刘玉琳，郭国林，等.包古图斑岩铜矿床的钦矿物特征及其成因意义[J].岩石学报，2009，25(3)：645-649.

[12] 李金祥，秦克章，李光明，等.西藏班公湖带多不杂富金斑岩铜矿床中金红石的特征及意义[J].矿床地质，2008(2)：209-219.

Analysis on the Prospecting Perspective and Genesis of Xiaoyoushandong Polymetallic Mine

Tang Zongyuan Zhang Pu Feng Zhao Cao Xinya Huo Yanan Liu Shanshan

(Graduated School,Shijiazhuang University of Economics)

Xiaoyoushandong polymetallic mine in Urad Zhongqi, Inner Mongolia is located in Langshan-Zha'ertaishan rift through within middle section of the northern edge of north China platform,where many large scale-super large scale Cu,Pb,Zn Fe polymetallic sulfide deposits are characterized by similar features.Through analysis of the regional geological setting,mining geological characteristics,the characteristics of mineralization enrichment of Xiaoyoushandong polymetallic mine,the results show that:①the deposits in the mining area is belongs to magmatic differentiation type deposits,in the mining area,the Mesoproterozoic Erathem Zhaertai group quartz rock group,slate group are the main strata occurrence of orebody,the EW trending faults and inter-layer fissure is a powerful part of mineralization;②the ore veins in this ore deposits are all controlled by EW—NEE trending faults and distribute in groups and zones densely,the deposits are formed in different locations and times;③sulfide and polymetallic mineral assemblage area is the main area for mineralization enrichment, contents of trace elements such as Vanadium,Calcium,Nickel,Cobalt,Titanium in the rocks of the mining area is higher than other areas,and the multi-period magmatic hydrothermal activity is strong,so,the metallogenic prospect of the mining area is good.The above conclusions have certain reference value for the the prospecting work in this area.

Polymetallic mine, Magmatic differentiation type deposit, Mineralization and alteration， Genesis of deposit, Prospecting prospective

2014-12-26)

唐宗源(1990—)，男，硕士研究生，050031 河北省石家庄市槐安东路136号。