内蒙古阿拉其图东铜矿床成因探讨及找矿潜力分析

周吉谦，吴德成，王国鹏

(西部矿业集团有限公司，西宁810001)

阿拉其图东铜矿床位于内蒙古乌拉特后旗狼山中段北麓，北距获各琦铜矿约9 km，为该区近年来新发现的铜矿床之一[1-3]，属于获各琦矿田东矿带。由于矿权设立限制，矿床被分割成南北两部分，其中北部勘查程度达到勘探，而南部勘查程度仅为普查，两个勘查区分别提交了勘探报告①和普查报告②，并通过了评审备案。经统计，矿区合计查明铜金属资源量18.94万t，达中型矿床规模。该矿床研究程度较低，本文通过总结矿床和矿体地质特征，探讨矿床成因，分析控矿因素，进而指出下一步找矿方向，对本区以及外围铜资源找矿具有现实的指导和借鉴意义。

1 区域地质背景

阿拉其图东铜矿区位于狼山成矿带上。狼山成矿带是华北地台北缘的一条著名成矿带，属于中亚—蒙古成矿带内的一部分。狼山成矿带主要表现为陆缘裂谷环境下形成的矿床，其代表性矿床有获各琦、东升庙、炭窑口、甲生盘、白云鄂博等大型超大型矿床[4-5]。区位成矿条件有利。

2 矿床地质特征

2.1 地层

矿区出露地层主要为中元古界渣尔泰山群阿古鲁沟组(Jxa)，根据同位素年龄表明[6-7]，渣尔泰山群的时代应为中-晚元古代。另外本区第四纪(Q)地层广泛分布(图1)。

渣尔泰山群阿古鲁沟组(Jxa)分为三个岩性段：

1)一岩段(Jxa1)：分布于矿区中部，大部分为推覆岩体覆盖。主要岩性上部为云母绿泥石片岩夹薄层透镜体斜长角闪岩，下部为千枚状云母绿泥石片岩夹绢云母片岩。该岩段揉皱发育，并见较多厚大石英脉贯穿。该岩性段厚度大于350 m。

1-第四系；2-阿古鲁沟组三岩段炭质绢云母石英片岩夹石英岩；3-阿古鲁沟组二岩段炭质千枚岩夹大理岩；4-阿古鲁沟组一岩段云母绿泥石片岩夹斜长角闪岩；5-二叠纪花岗闪长岩；6-石炭纪花岗岩；7-中元古代辉长岩；8-断裂带及编号；9-实、推测地质界线；10-勘探线及编号；11-钻孔及编号图1 阿拉其图东铜矿床地质简图Fig.1 Geological sketch of the Alaqitudong copper deposit

2)二岩段(Jxa2)：主要分布于矿区中部及南部，为本区铜矿含矿层位。岩性上部为条带状钙质石英岩、炭质千枚岩(炭质板岩)、浅灰色钙质云母片岩、绢云母千枚岩夹石英岩，夹有浅灰色大理岩层或条带；下部为灰色千枚状绢云母石英片岩、夹灰色厚层石英岩、斜长角闪岩。地层产状125°～165°∠38°～65°。出露厚度大于300 m。

3)三岩段(Jxa3)：出露在矿区北东部。岩性以灰黑色炭质绢云母石英片岩为主，夹条带状灰黑色(含炭)石英岩层，局部夹浅黄绿色钙质绿泥绢云母片岩薄层，其中见深绿色斜长角闪岩侵入体。该层在北东部与花岗岩体的接触部位及花岗岩脉发育地段见灰黑色炭质二云母石英片岩及红柱石石英片岩。岩层总体倾向SE，倾角35°～60°。

第四系(Q)：矿区内第四系较为发育，主要分布在矿区地势低缓部位EW向、SN向、NW向的沟谷中。主要为洪冲积沙砾石层。

2.2 构造

矿区为大型复向斜褶皱(即区域上查干浑迪复向斜)的一部分，该复向斜中的次级和次次级褶皱、逆冲断层、片理化带发育，主体构造线呈NE向延伸。

矿区北西部有浩勒包倒转背斜、中部为恩格尔苏复向斜，向斜核部露头可见铜矿化点。

矿区出露NNE和NW-SN向两组断层。其中NNE向多为层间挤压逆断层，规模较小，如F6断层；NW-SN向为后期的走滑断裂，错距一般为10～50 m，并伴随两盘的垂直运动，如F9、F10、F11断层(图1)。

2.3 岩浆岩

矿区岩浆岩主要有中元古界渣尔泰山群中的基性火山岩、基性岩脉，晚古生代石炭纪、二叠纪花岗岩及中生代侏罗纪花岗岩。基性火山岩有绿片岩系和斜长角闪岩两类，以及呈岩脉产出的辉长岩，主要出露在复背斜核部。

2.4 围岩蚀变

矿区围岩蚀变主要有硅化、磁黄铁矿化、黄铁矿化、云母和绢云母化，其他有红柱石化、绿泥石化、碳酸盐化、电气石化等。其中硅化、磁黄铁矿化、黄铁矿化与铜矿化关系密切，为近矿蚀变，尤其是磁黄铁矿化的强弱与铜矿化强弱呈正相关。

3 矿体特征

矿体产于与沉积岩有关的硅化石英岩、石英片岩及硅化条带状炭质千枚岩中，其产状、形态、规模严格受特殊的含矿地层控制，矿体大致顺层产出，呈层状、似层状或透镜体状、脉状(图2、图3)，受后期变质、褶皱、顺层断裂的破坏及岩浆侵入等因素影响，矿体沿走向及沿倾向形态弯曲揉皱，厚度变化较大，存在尖灭再现现象。

3.1 矿体产状、规模及矿化

1)Ⅱ-1号矿体：为本区的主要铜矿体。矿体走向NE，倾向140°～160°，倾角12°～52°。矿体走向延长900 m，为隐伏矿体，埋深131 m，倾向延深432 m。矿体厚度1.29～31.50 m，平均厚度9.22 m，厚度变化系数101%，属于较稳定。Cu品位0.24%～3.16%，平均品位1.26%，品位变化系数104%，属于较均匀。

2)Ⅱ-2号矿体：矿体走向NE，倾向140°～160°，矿体倾角31°～48°，矿体向南西侧伏明显。矿体走向延长500 m，为隐伏矿体，埋深52 m，倾向延深375 m，总体上为产状比较稳定。矿体厚度1.00～13.77 m，平均厚度5.97 m，厚度变化系数81%，属于较稳定。Cu品位0.39%～0.77%，平均品位0.47%，品位变化系数61%，属于较均匀。

3)Ⅱ-3号矿体：矿体走向NE，倾向140°～160°，矿体倾角30°～51°。矿体走向延长300 m，为隐伏矿体，埋深88 m，倾向延深352 m，总体上产状比较稳定。矿体厚度2.45～11.06 m，平均厚度5.40 m，厚度变化系数61.65%，属于较稳定。Cu品位0.40%～0.84%，平均品位0.59%，品位变化系数62%，属于较均匀。

1—阿古鲁沟组二岩段炭质千枚岩、石英片岩夹石英岩、大理岩；2—二叠纪花岗闪长岩；3—铜矿体及编号；4—地质界线；5—钻孔及编号图2 阿拉其图东铜矿床0号勘探线剖面图Fig.2 Profile of No.0 exploration line in the Alaqitudong copper deposit

1—阿古鲁沟组二岩段炭质千枚岩、石英片岩夹石英岩、大理岩；2—二叠纪花岗闪长岩；3—铜矿体及编号；4—地质界线；5—钻孔及编号图3 阿拉其图东铜矿床13号勘探线剖面图Fig.3 Profile of No.13 exploration line in the Alaqitudong copper deposit

3.2 矿石物质组份

矿石金属矿物组成简单，以磁黄铁矿为主，黄铜矿次之，局部含少量方铅矿和闪锌矿，Ⅱ-2、Ⅱ-3矿体中局部还有少量的钛铁矿和白铁矿。脉石矿物以石英为主，其次为云母类矿物及绿泥石、透闪石、红柱石、石墨、磷灰石、碳酸盐矿物等。

矿石化学成分全分析见表1。矿石中含有较多的Fe，岩石化学性质为高Al，且K>Na。岩石中微量元素平均值与维诺格拉多夫典型沉积岩微量元素平均含量基本接近。经过变质岩原岩恢复(Al+Fe+Ti)-(Ca+Mg)图解分析[8]，样品落在黏土岩、粉砂岩、长石砂岩和杂砂岩区(图4)；Simonen的[(al+fm)-(c+alk)]-Si图解分析，样品落在厚层泥岩和砂岩区(图5)。表明本区含矿围岩原岩类型为沉积形成的砂岩类，包括黏土质粉砂岩、泥质砂岩、长石石英砂岩、杂砂岩。

表1 矿区矿石化学成分全分析结果表

测试单位：有色金属西北矿产地质测试中心

图4 变质岩原岩恢复(Al+Fe+Ti)-(Ca+Mg)图解Fig.4 Diagram of original metamorphic rock restoration (Al+Fe+Ti)-(Ca+Mg)

图5 Simonen的[(al+fm)-(c+alk)]-Si图解Fig.5 Simonen's [(al+fm)-(c+alk)]-Si diagram(据A Simonen，1953)

1—黄铁矿；2—磁黄铁矿；3—黄铜矿；4—方铅矿图7 Ⅱ-2矿体金属矿物分布特征图(50×单反偏光)Fig.7 Distribution characteristics of metallic minerals in theⅡ-2 ore body

3.3 矿石结构构造

矿石结构主要为鳞片粒状变晶结构、变余结构，次为压碎结构、交代结构；矿石构造以块状构造、浸染状构造为主，次为片状构造、条带状构造。金属矿物呈半自形粒状结构，浸染状构造分布(图6、图7)，存在局部切层现象，表明受后期改造。

3.4 矿石类型

矿石自然类型按矿物组合分，主要为黄铜矿石，少量黄铜矿—闪锌矿矿石。

根据物相分析结果，矿区全部为原生硫化矿石，无氧化矿及混合矿。

4 矿床成因探讨

众所周知，获各琦铜矿床成因一直以来被大多数学者认为属于陆缘裂谷环境下形成喷流沉积型铜矿床(SEDEX)[9-14]。据最新研究成果③，认为获各琦铜多金属矿中铜具有砂岩型铜矿特征，为砂岩型铜矿，而铅锌矿和铁矿具有热液成矿特征，为矽卡岩型矿床。

本矿床具有以下主要特征：

1)大地构造背景为中元古代狼山裂陷槽。

2)赋矿地层主要为中元古代阿古鲁沟组二岩段，岩性从下往上主要为石英岩、含碳云母石英片岩、炭质千枚岩等。

3)铜矿的含矿层原岩主要为碎屑岩建造(图4、图5)，铜矿多赋存于石英岩之中。

4)矿区内主要有晋宁期和华力西期两期岩浆活动，早期发育基性火山岩，晚期以中酸性岩为主。

5)矿区铜矿体均受到后期断层多次错移、褶皱弯曲等特征。

6)矿体中铜矿多为顺层条带状，含铜纹层与原生炭质条带和硅质纹层面平行，表明为同生沉积特征。局部受后期变质改造，具切层、沿裂隙分布特点。

7)铜矿的矿物组合主要为磁黄铁矿、黄铜矿、石英、绿泥石、碳酸盐矿物等。

8)铜矿矿石主要为它形粒状结构、交代结构，(纹)层条带状、浸染状构造，存在局部切层现象，表明受后期改造。

据上述矿床特征说明，本矿床具有沉积特征，与相邻的获各琦铜矿床具备相同的成矿环境和成矿机制，属砂岩型铜矿床，后经变质及岩浆作用改造富集成矿。

总结矿床成矿过程如下：中元古代的裂陷槽期，使得本区在形成阿古鲁沟组地层的同时沉积了大量铜等成矿物质，形成砂岩型铜矿，并于晚元古代历经变质改造。晚古生代，由于西伯利亚板块向南俯冲，古亚洲洋逐渐闭合，造山作用达到高潮，最终导致华北—蒙古联合陆块与西伯利亚陆块的拼合，并形成一系列同斜倒转褶皱，为矿体富集储存提供了有利的构造空间。受其影响，270 Ma左右，在本地区发生了大规模华力西期的中酸性岩浆侵入，受中酸性岩浆热源的影响，含矿流体注入构造微裂隙沉淀，叠加富集成矿。

5 找矿潜力分析

1)狼山地区各矿区的矿石中都有大量的磁黄铁矿存在，磁法异常是重要的找矿标志[15]。矿区东部围绕纺锤状岩体周边，大部分区域分布阿古鲁沟—增隆昌组地层，普遍的发育硅化、绢云母化蚀变，且有航磁和高磁异常存在，外围找矿空间较大。

2)由于受矿界限制，南区勘查工作程度较低，矿体走向方向往东延伸，倾向方向往南延深未完全控制(图2)，这两个方向还可能存在侧伏产出矿体和隐伏厚大矿体。

3)矿区东部岩体分布面积较广，从已实施的钻孔分析，岩体超覆于含矿地层之上，岩体之下均为含矿地层。因此，在岩体分布区深部寻找隐伏矿体，将扩大找矿范围。

4)本区矿体受后期变质作用及构造挤压影响，沿走向及倾向形态弯曲揉皱，并发生地层与矿层的“倒序”现象。铜矿体产于倒转向斜的倒转翼，深部向斜核部和正常翼也是成矿有利部位。随着我国深部找矿成果的凸现和找矿方法的完善[16]，本区深部也将成为找矿方向之一。

5)从岩相分析，在矿区外围也有类似的沉积环境或岩相组合，也有找到砂岩型铜矿床的潜力。今后须加大矿区外围的地质勘查工作，有望进一步扩大矿区资源量。

注释

①乌拉特后旗阿拉矿业有限公司.内蒙古自治区乌拉特后旗阿拉其图敖包矿区铅铜锌矿勘探报告,2016.

②北京西蒙矿产勘查有限责任公司.内蒙古自治区乌拉特后旗阿拉其图东铜多金属矿普查报告,2017.

③河北地质大学.内蒙古乌拉特后旗获各琦铜矿找矿预测研究,2018.