大兴安岭南段热水地区成矿特征与找矿

2016-09-18唐谷清陈向平闫玉城田淑娟

西部探矿工程 2016年7期

关键词：金属矿床大兴安岭褶皱

唐谷清，陈向平，闫玉城，田淑娟

（华北地质勘查局综合普查大队，河北燕郊065201）

大兴安岭南段热水地区成矿特征与找矿

唐谷清*，陈向平，闫玉城，田淑娟

（华北地质勘查局综合普查大队，河北燕郊065201）

热水地区处于大兴安岭南段华力西褶皱带中西段南部，最古老的地层为二叠系。晚古生代末，随西伯利亚古板块与华北古板块陆—陆碰撞，该褶皱带褶起成NE向复式褶皱，并发育NE、NW和近东西向断裂，呈现格子状构造格局。燕山晚期的构造—岩浆活动，形成隆起—火山断陷盆地相间排列的构造格局。该褶皱带是我国北方重要的锡银铜多金属矿集区，成矿具有一些突出的特征：所有矿床均产于隆起—坳陷转折部或断陷边缘，且均属内生矿床，绝大多数矿体呈脉状；成矿时代均为燕山期，且大多集中生成于燕山晚期；几乎所有矿床均含锡和银等。我队根据对地质背景和成矿特征的认识，决定在热水地区开展找矿工作，并已获得突破，确定了梁底、老盘道、赛汉和大地4处矿床。

热水地区；地质背景；构造格局；成矿特征；新一轮找矿；选区；新突破

大兴安岭南段是我国北方重要的锡铜银多金属矿集区。热水辖属于克什克腾旗，地处相当于大兴安岭脊部的沟谷中，以出露温泉和拥有黄岗山世界地质公园而成为旅游胜地。本文所指地区为以热水为中心，向南约14km、向北约16km、向东约10km、向西约15km所圈定的矩形地段，已近大兴安岭南端。

1　背景与构造格局

热水以南约40km，即为西拉沐伦河深断裂，我队前副总工张家荫于1989年［1］率先确认，1993年［2］再次厘定该深断裂为西伯利亚古板块与华北古板块于古生代末最终拼接的缝合线，亦即内蒙东部华力西褶皱带的南界；褶皱带的北界为二连—贺根山超镁铁岩带（深断裂带）。热水地区处于华力西褶皱带中段的南缘（图1）。

王京彬等（2005）［3］认为：出露于锡林浩特一带，由片岩、浅粒岩、片麻岩和混合岩组成的中下元古界地体，是由西伯利亚古板块拆离下来的，有可能构成该褶皱带陆壳的结晶基底。由于古蒙古洋持续向华北古板块之下消减，西伯利亚古板块随之向南推近，古蒙古洋自然逐渐狭缩。早二叠世早期，该区域可能具有火山岛弧环境，下二叠统大石寨组为海相火山—沉积岩系：下部以安山—英安质火山岩为主，局部地段出现细碧角斑岩系［3］；上部逐渐过渡为陆源碎屑岩。早二叠世晚期，古蒙古洋逐渐封闭，海水最终退出，下二叠统上部黄岗梁组为海相—海陆交互相的陆源碎屑沉积岩，中下部夹含碳酸盐岩扁豆体；火山活动已近停熄，仅局部偶见夹火山碎屑物。晚二叠世的陆相细碎屑物沉积（林西组）之后，终于实现陆—陆对接。由于碰撞时，西伯利亚古板块为俯冲潜没，华北古板块为向北仰冲，竟导致在西拉沐伦河北岸边，形成几个小的来自华北古板块陆缘的下古生界变质岩地体，推覆在上二叠统林西组之上的地质奇观。据双井子铀钼矿钻探资料，这些推覆岩片中最大的，厚也仅百余公尺。

在2个古板块南北相向推挤下，二叠系受轻微变质并形成由几个复式褶皱组成的褶皱带。受范于两侧古陆块边界形态，由东向西，褶皱带走向由NE渐转为NEE，呈略向SE突出的宽缓弧形。伴随褶皱发育NE向区域性大断裂和规模较小的NW向断裂，还有与基底构造有关的近东西向大断裂，由此构成格子状的构造格局。

在陆—陆对接完成褶皱，并经历了一段构造宁静期之后，燕山运动使该区域再次进入构造活动高潮，发生强烈的构造—岩浆活动：包括继承性的断块运动和大规模的火山喷发与岩浆侵位。郭峰等（2001）［5］认为：该区域晚中生代大规模的火山喷发活动与该区域造山后岩石圈伸展作用相关。我们仍倾向于传统认识，即作为欧亚板块的滨太平洋陆缘带，该区域晚中生代构造—岩浆活动是由太平洋板块向大陆俯冲和大陆向太平洋推挤引发的。继承性的强烈断块活动使基底构造格局更为强化；发育在基底向斜构造部位的断陷盆地往往即为火山盆地，继后的大规模花岗岩浆又多沿复背斜轴部（特别是有NE向大断裂切过的轴部）侵位，进一步增强NE向隆起与断陷相间排列的格局。郭峰等和王京彬等，均称之为盆岭构造。而此时的西拉沐伦深断裂，却转为具有走滑断层性质，北盘整体向西滑移，使得褶皱带向SE突出的弧形益发醒目，东西向断裂也再次复活。

图1　内蒙古热水地区区域地质构造略图

大规模火山喷发活动发生于晚侏罗世。据区测资料，上侏罗统陆相火山岩系，总厚度达4千余米。岩性早期主要为流纹质火山碎屑岩，中期以安山质碎屑岩和熔岩为主，晚期多为流纹岩及流纹质碎屑岩。由下而上有满克头鄂博组、玛尼吐组白音高老组和梅勒图组之分。但因它们分别发育于众多互不相连的盆地中，对比和排序有一定的难度，导致不同作者有不同划分。我们未曾也不可能做全面系统调查，暂统称之为白音高老组。郭峰等在林东县对满克头鄂博组作系统考察研究时，发现了一套由“低钾拉斑系列玄武质安山岩和钙碱性英安岩—火山凝灰岩—流纹岩组成的典型双峰式火山岩”。其结论认为：玄武质安山岩源自地幔，英安岩为其分离结晶作用产物，流纹岩之所以包含较多地壳物质属性，则为受到中、上地壳混染作用的结果。不一一引述。

2　区域成矿特征

根据我队20世纪80～90年代在该区域多年工作的成果，以及手头有限的兄弟单位和专家学者的研究成果，我们发现该区域的已知矿床，具有一些突出的甚至独有的特征。今试作归纳，以饷同仁。

第一：该区域已确定有大型矿床4处：孟恩陶勒盖银多金属矿床、白音诺银多金属矿床、大井银锡铜多金属矿床、黄岗锡铁矿床；待确定的大型矿床1处，龙头山银多金属矿床；中和小型矿床数十处。矿种包括锡、铁、银、铜多金属等。所有矿床均属传统分类的内生矿床。依据如下：

（1）矿体的产出均与岩浆侵入岩体有空间联系：①直接产于岩体内，如宝盖沟锡矿床，东山湾云英岩型锡铜多金属矿床等；②产于正接触带，矽卡岩型，如黄岗矿床、白音诺矿床等；③产于外接触带或远离接触带，但均产有许多脉岩或潜火山岩体的矿床，大多数矿床属之，被统称为热液型，如大井矿床，安乐锡铜矿床等。

（2）矿体围岩均有不同程度蚀变，如矽卡岩化、云英岩化、硅化、绢云母化、绿泥石化、青盘岩化、电气石化、萤石化、碳酸盐化等。

（3）矿石均为结晶质。矿物结晶温度一般在320℃～370℃之间，最高达410℃（大井）、最低仅180℃（浩布高）。

（4）矿体几乎均呈脉状、脉宽多在0～4.0m之间，很少达到或超过5m的。只有矽卡岩型（也有脉状矿体）和斑岩型矿床例外。

（5）关于该区域的成矿物质来源，各研究者的结论近于一致［3-4，6-7］，认为来自深源，地层只有很次要的作用。

第二：据不同作者［3、7］对已有11个矿床的同位素测年（K-Ar法、Rb-Sr法、U-Pb法）结果，其成矿时代分别为：孟恩陶勒盖矿床183Ma，布敦花铜矿床166Ma，浩布高银锡多金属矿床132.2Ma，敖瑙达巴锡银多金属矿床148Ma，白音诺矿床148Ma，东山湾矿床134.7Ma，宝盖沟矿床（136.6～141.0）Ma，大井矿床（132.8～138.3）Ma，黄岗矿床（131±3～142±3）Ma，毛登锡铜矿床149Ma。从上述数据可以看出，除最东端的孟恩陶勒盖和布敦花两矿床属燕山早期外，绝大多数矿床的成矿时代令人惊奇地集中于（130～150）Ma的燕山晚期。在一个相当大的矿集区中，不同成因类型，不同矿种的许多矿床，如此集中生成于一个构造运动旋回中的一个阶段的短时限中，恐属罕见。

第三：所有矿床几乎毫无例外地产于隆起与火山—断陷盆地之间的接合部位，距上侏罗统火山岩系与二叠系之间的不整合面或与花岗岩类侵入体的接触面上下不远处。多位作者都指出了这一重要特征，在此恕不繁赘。

第四：已知矿床对于容矿的地层和岩石，概无选择性。区内出露的所有地层单元和主要岩性的岩浆侵入体，均有工业矿体赋存：

（1）下二叠统大石寨组：毛登矿床。

（2）下二叠统大石寨组及黄岗梁组：白音诺矿床和黄岗矿床。

（3）下二叠统黄岗梁组：浩布高矿床。

（4）上二叠统林西组：大井矿床、安乐矿床等。

（5）上侏罗统：龙头山矿床、白音锆银锡多金属矿床等。

（6）华力西晚期花岗闪长岩体：孟恩陶勒盖矿床。

（7）燕山期花岗岩体：宝盖沟矿床、小海清锡矿床等。

（8）燕山期酸性斑岩体：敖瑙达巴矿床等。

作者贡献声明许军：撰写论文，根据编辑部的修改意见进行修改。参与选题、设计和修改论文的结果结论。鲁元媛、王宏娜：参与选题、设计、资料的分析和解释，修改论文中关键性结果、结论，根据编辑部的修改意见进行核修。万晓梅、丁香英、于紫燕：收集数据，参与选题、设计及资料的分析和解释

第五：锡是该区域已知矿床中遍在性成矿元素，以独立组分、共生组分或伴生组分的形式赋存于几乎所有的矿床中。换言之：该区域不仅是我国北方唯一产锡的地区，还是个几乎所有矿床都含锡的地区。可以确认：大兴安岭南段是锡的地球化学省。

第六：银也是已知矿床中遍在性的成矿元素。以独立组分、共生组分或伴生组分的形式赋存于几乎所有矿床中。该区域应也是银的地球化学省。

3　找矿新突破与矿床地质概述

2003年，我队决定在大兴安岭南段开展新一轮找矿工作。选区时，据对区域成矿特征的认识，确定三点原则：第一点应该是隆起与断陷的转折部位或是中生代火山断陷盆地及其邻接的隆起带边部；第二点地层单元和岩浆岩的岩性不必计较，但应有燕山中晚期侵入体并发育有较多脉岩；第三点最好有已知矿点，至少有区域化探异常。在踏查工作中，注意沿河流寻找和追索转石源地，同步作1/万地质草测和随机化探，并认真寻找矿化体或蚀变体。终于在除了1/50000分散流异常外一片空白的热水地区，找到了梁底、赛汉、大地和老盘道4个远景地段。当年所获成果如下：

（1）梁底远景地段：在燕山晚期中粗粒黑云母钾长花岗岩体中见有石英斑岩、花岗斑岩、煌斑岩等较多脉岩，发现2条NW向蚀变破碎带，并获得相应的Ag、Pb、Zn化探异常；圈出矿化（伴有火烧皮或锰染）蚀变体10条，规模为（40～200m）×（1～3m），含Ag20～141.5g/t、Pb0.38%～4.75%、Zn0.28%～2.04%。

（2）老盘道远景地段：于燕山晚期石英斑岩体中发现锡矿点一处，见锡矿脉15条，含Sn0.2%～2.09%。在95#分散流异常区上侏罗统中发现铁锰帽或铁锰染数处，原生晕分析结果平均含量为Ag7.47×10-6、Pb675.5× 10-6、Zn735.1×10-6、Sn204.28×10-6、Cu56×10-6。

（3）赛汉敖包远景地段：发现产有较多花岗斑岩、安山玢岩等脉岩；而林西组粉砂岩、板岩和燕山晚期花岗岩体中广泛发育有矿化蚀变，并可零星见到孔雀石、蓝铜矿、白铅矿和铅矾等次生矿物。对矿化蚀变体采样作化学分析，结果为Ag84.6×10-6、Pb0.19%、Zn0.98%、Sn200×10-6。

（4）大地远景地段：于靠近山脊处分布有上侏罗统火山岩系的山坡上，找到强烈锰染并有蜂窝状构造的蚀变英安质凝灰熔岩转石，经化学分析，含Ag达2000 余g/t。

大地银多金属矿床：矿区位于大地构造单元属内蒙古中部地槽褶皱系（Ⅰ级），苏尼特右旗晚华力西地槽褶皱带（Ⅱ级），哲斯—林西复向斜（Ⅲ级）的西南端近核部位置。区内出露地层主要为中生界侏罗系上统白音高老组及第四系。

矿区基底构造为黄岗梁—甘珠尔庙复背斜南翼南西端，上部盖层中生界侏罗系上统白音高老组（J3b）处于呈北东向展布的头地—六地沟火山断陷盆地的西南端，属单斜构造层。区内以断裂构造发育为主，具有多组、多期性特点。按线性构造走向划分为：近NE和NW向两组断裂构造带。

在发育面状蚀变岩性层中的成矿元素含量明显低于正常岩层，并随着蚀变的增强而减少，如流纹英安质熔结凝灰岩中Ag元素含量为0.28×10-6，而凝灰质砾岩中Ag含量为1.42×10-6。这是在中低温热液交代蚀变作用下，使蚀变原岩中的成矿元素从原矿物中活化转移出来，聚集在蚀变矿物周围或沿构造裂隙分布，或被蚀变矿物如绿泥石等吸附，而造成面状蚀变岩层中局部地段成矿元素增加。其次，早期阶段的蚀变作用，使岩石的物理—化学性质发生了较大变化，渗透能力提高，为成矿溶液运移创造了有利条件。各岩层中主要微量元素平均含量详见表1。

表1　各岩层中主要微量元素平均含量统计表

矿区内共查明有15条矿体（其中银铅锌矿体2条，编为1-3及2-3号矿体；铅锌矿体13条，编为1-1、1-2、1-4、2-1、2-2、2-4、2-5、2-6、4、5-1、5-2、5-3及5-4号矿体）及1条矿化体，编为3号矿化体。规模最大的矿体为2-3号矿体，确定为首采矿体；规模较大的矿体为1-3及4号矿体。现就2-3号矿体进行简述。

2-3号矿体为银铅锌矿体，位于矿区中部，为规模最大的矿体，矿体走向310°～330°，倾向NE，倾角52°～83°；地表由30个探槽控制，控制矿体长度830m，控制矿体厚度2.46～5.50m，平均3.90m；控制矿体品位：Ag105.18～133.74g/t，平均 116.45g/t；Pb1.03%～1.61%，平均1.27%；Zn1.93%～2.78%，平均2.39%。

综前所述，迄今所做的勘查工作，已获良好回报，已经确定了这4个具有相当经济价值的矿床。20世纪80年代，我队曾是大兴安岭南段作为我国北方产锡区的领衔奠基者，并奉献了数个大、中、小型矿床。本文所述成果，则是我队重新涉足该区地质勘查工作以来，所获得的新突破。