内蒙古柴胡栏子金矿地质特征及深部找矿前景

2021-10-25任苗宇代清龙李旭李志彤宫文涛

化工矿产地质 2021年3期

任苗宇代清龙李旭李志彤宫文涛

1 内蒙古山金地质矿产勘查有限公司，内蒙古自治区赤峰市024005 2 赤峰柴胡栏子黄金矿业有限公司，内蒙古自治区赤峰市024005

柴胡栏子金矿区位于北东向云雾山构造隆起带和近东西向化德-赤峰-开源深断裂带的交汇部位，区域内经历了多期次的构造-岩浆活动，褶皱及断裂构造十分发育，成矿条件十分有利。近年来，有多家地勘单位及科研单位在柴胡栏子金矿区完成勘查、科研工作，取得成果主要有：圈出10处深部盲矿靶位和3处有利成矿部位[1]，显示柴矿深部具有较好的成矿潜力；主矿体侧伏规律明显[2]，以I-5矿体为代表，深部及两翼探矿工作建议应遵循侧伏规律而开展；存在的问题主要是针对9勘探线-18勘探线，I-4矿体和I-5矿体圈连存在分歧[3]。但是，由于多方面原因，前人对深部探矿投入工作较少，对预测的深部成矿靶区及侧伏规律没有验证。赤峰柴胡栏子金矿2008年被山东黄金集团收购后，经过多年生产，浅部已探明储量基本已消耗殆尽，为扩大资源储量、延长矿山服务年限，实现矿区可持续发展，亟需对主矿带两翼及深部（522m标高以下）开展研究和找矿工作。

1 区域地质概况

柴胡栏子金矿区大地构造位置处于内蒙古中部地槽褶皱系(Ⅰ级)，温都尔庙-翁牛特旗加里东地槽褶皱带(Ⅱ级)，化德-多伦-赤峰-开源深大断裂带中部(Ⅲ级)，属于华北地台北缘乌拉山-集宁-阜新新太古代燕山期金、银、铁、铜、铅、锌成矿带（Ⅲ10）之红花沟-索虎沟金成矿带（Ⅳ106）内的官地-红花沟金、银、铜成矿带（Ⅴ106-1）[3]。区内出露与成矿关系密切的地层有太古宇建平群小塔子沟组和大营子组，其中建平群大营子组出露的岩性主要为斜长角闪片麻岩和黑云斜长变粒岩，局部可见混合岩化角闪斜长变粒岩和混合花岗岩、石英岩及大理岩，柴胡栏子金矿即产于该组地层中。近东西向的化德-赤峰-开源深大断裂主断裂构造控制了岩浆岩带及矿带的分布[4]，次级东西向阴河断裂和暗板沟断裂构造控制了岩体及矿床的产出部位。区内燕山期脉岩非常发育，主要有辉绿岩脉、闪长(玢)岩脉、石英脉、煌斑岩脉、花岗斑岩脉、正长岩脉，其中柴胡栏子金矿区以北西（近东西向）闪长玢岩脉与成矿关系最为密切。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露地层主要为太古宇建平群大营子组（图1），岩性以片岩、片麻岩为主，其次为大理岩及石英岩。按岩性可进一步划分为上、下两个岩性段。其中，下岩性段主要出露于矿区中部，岩性为斜长角闪片麻岩及角闪斜长片麻岩，黑云角闪斜长片麻岩或黑云斜长变粒岩，局部可见混合花岗岩，上部为一层含石墨绢云母化蚀变岩夹大理岩透镜体。该岩段蚀变后形成蚀变片岩，并伴有较强的磁黄铁矿化，矿体即赋存在该岩层中。上岩性段在地表出露较少，在深部坑道及钻孔中均可见到，岩性主要为含石墨绢云母化蚀变岩、大理岩、夹石英岩、辉石石英岩。此外，第四系（Q4）在矿区分布广泛，岩性为黄及灰色粉砂、黄土状亚砂土夹泥质亚粘土及灰褐-黄褐色亚粘土及砂砾石。

图1 柴胡栏子金矿区地质图 Fig.1 Geological map of Chaihulanzi gold deposit

2.2 构造

2.2.1 褶皱

矿区内的褶皱发育，其基底主体构造为走向北东、向南东向倒转的复式背斜，正常翼已被剥蚀，现地层为复式背斜的倒转翼，产状181°∠67°；同时，该复式背斜倒转翼为一系列不同产状的次级褶皱，矿区Ⅰ号矿化带正好位于褶皱的转折端附近。

2.2.2 断裂

矿区断裂十分发育，部分断裂构造具有多期次活动的特点，同一方向的断裂构造，早期可能对成矿有利，而晚期复活又对矿体产生破坏作用。总体可分为2类：成矿前和成矿后断裂。

成矿前断裂：根据走向可划分为北西西-北北西向、北东-北东东向两组，以北西西-北北西向最为普遍。北北西-北西西组断层，走向275°～340°，倾向北东或南西，倾角50°～70°；北东-北北东向，走向20°～85°，倾向南东或北西，倾角50°～70°。典型代表为F1断裂构造，其为矿区内主要的控矿、导矿构造，它控制Ⅰ号矿化带的整体走向和延展，成组发育，总体走向300°～315°，由北西向南东逐渐过渡为275°～290°，倾向185°～200°，倾角55°～78°，局部反倾(坑道内)或近直立，该组断层大部分被闪长玢岩脉及含金黄铁矿硅化带充填，属压扭性断裂。

成矿后断裂：根据走向可划分为北西西-北西向、北东-北北东向两组。北西西-北西向成矿后断裂，走向285°～340°，倾向北东或南西，倾角65°～70°；北东-北东东向成矿后断裂，走向40°～85°，倾向北西或南东，倾角50°～75°。典型代表为F8断裂，为破矿构造，纵贯矿区东西，走向75°～80°，倾向北西，倾角65°～70°，断层内糜棱岩化发育，常穿插有晚期基性脉岩，糜棱岩带宽0.5～1.5m。据井下工程揭露情况看，该断层明显错断矿化闪长玢岩脉及含金矿体。

2.3 岩浆岩

矿区岩浆岩广泛分布，主要为燕山早期花岗岩、燕山早期闪长岩和脉岩[5]。

燕山早期花岗岩：属四道沟岩体的一部分，为长轴NEE向的椭圆形，长约8km，面积16km2。呈岩基状位于燕山早期闪长岩体北侧，岩体南部边界与闪长岩呈侵入接触，并有岩枝伸入闪长岩中。岩性为中粒黑云母二长花岗岩，该岩体的侵入伴有丰富的含金热液活动，为金矿床的生成提供了良好的物质来源。

燕山早期闪长岩：分布于矿区北侧，呈近东西向带状分布，长近5km，宽100～600m，有岩枝侵入围岩地层中，岩体内见有花岗岩岩枝侵入。

矿区内脉岩发育，本次研究重点分析成矿期脉岩。成矿期脉岩与金矿（化）体关系密切，分走向北西310°～320°和近东西290°两组蚀变闪长玢岩脉，倾向南西，倾角75°～85°和40°～45°。矿区内北西向闪长玢岩脉以分布于矿区中部、纵贯矿区南北矿化闪长玢岩脉为代表，地表断续出露长约800m，宽1～3m，与I-5主矿体紧密伴生，走向北西310°，倾向南西，倾角约80°。矿区内近东西向闪长玢岩脉在地表未出露，受层间构造控制，沿含石墨绢云母化蚀变岩与大理岩的接触部侵入，与Ⅰ-4矿体相伴而生，脉岩蚀变强烈，主要蚀变有硅化、绿泥石化及黄铁矿化。

2.4 矿化带特征

矿化带可划分为Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#矿化带[6]（图1）。

Ⅰ#矿化带位于矿区中部，起始于矿区北部近东西向分布的闪长岩体，其总体走向北西，延伸于矿区东南角，南东侧第四系覆盖严重，深部向南东方向一直延伸至区外。宽50～200m，出露长约1600m，为矿区主要的矿化带和近几年探矿工作的重点，已揭露工业矿体23条。

Ⅱ#矿化带位于Ⅰ#矿化带东侧，规模较Ⅰ#矿化带小。沿北北西向沟谷东坡断续出露，北部起始于闪长岩体，其总体走向北西，宽10～100m，由坑道及钻孔控制，控制长约400m，已揭露工业矿体7条，均为隐伏矿体，地表无矿化显示。

Ⅲ#矿化带位于Ⅱ#矿化带东侧，工作程度较低，仅由稀疏地表工程揭露三条低品位矿体，原岩为含石墨绢云母化蚀变岩，整体走向北西，宽20～120m，出露长约300m。

Ⅰ#和Ⅱ#矿化带内，矿体连续性好，主要分布在太古宇建平群含石墨云母绢云母化蚀变岩、斜长角闪片麻岩、混合花岗片麻岩及石英脉内，赋矿岩石以石英脉、蚀变闪长玢岩为主，次为强硅化片麻岩和含石墨绢云母化蚀变岩。蚀变以硅化、绢云母化和黄铁矿化为主，其中以硅化与金矿化的关系最为密切。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

矿区已揭露矿体30条，主要矿体8条，按走向及倾向可分为三组，一组北西向矿体，倾向南西，倾角较陡，向南东侧伏（以Ⅰ-5号矿体为主）；一组近东西矿体，倾向南，矿体倾角较缓（以Ⅰ-4为主）；一组近东西向矿体，倾向北，矿体倾角较缓（Ⅰ-8号矿体）。三组矿体都呈脉状、不规则透镜状、扁豆状及囊状，具有分枝复合、膨大缩小、尖灭再现等现象，主要矿体长度275～750m，延深180～625m。矿体主要赋存于石英脉和蚀变岩中，受断裂构造控制，矿化类型可分成石英脉型和蚀变岩型2类。

本次针对Ⅰ#矿化带内I-4、I-5矿体进行重点研究。通过对矿区前期地质资料进行综合整理、二次解译，发现13勘探线～17勘探线区段内的I-4、I-5圈连情况与已有的圈连结果存在分歧。据工程揭露，I-4、I-5矿体在13勘探线～17勘探线区段相交，相交后I-5矿体向下仍有延深；早期资料将原属I-5矿体相交后延深部分划归为I-4矿体，人为导致I-5矿体北西向延伸及深部“尖灭”，故而本研究重新圈连了I-4、I-5矿体（图2，图3）。

图2 浅部中段I-4与I-5矿体位置关系示意图 Fig.2 Sketch map of the relationship between I-4# and I-5# ore bodies in the middle section of shallow

图3 柴胡栏子金矿13号勘探线剖面图 Fig.3 Geological section of 13# exploration line in Chaihulanzi gold mining area

I-4矿体[7]。该矿体为隐伏矿体，产于13勘探线～17勘探线，控制长约300m，控制斜深160m，矿体走向北西西280°，倾向南，倾角40°～65°，深部产状变陡，其西段与I-5矿体交汇，形成厚大、高品位矿体。矿体Au品位1.19×10-6～23.10×10-6，平均4.97×10-6。矿体严格受断裂构造控制，产于含石墨绢云母化蚀变岩中，局部产于闪长玢岩脉的上、下盘或大理岩与含石墨绢云母化蚀岩的接触部位。含金石英脉及含金蚀变岩为矿体的主要岩性，矿化连续性好。浅部矿体以含金蚀变岩型为主并伴有细脉状石英，深部矿体以含金石英脉型为主并伴有含金蚀变岩。金矿体品位呈上富下贫、东贫西富变化特点，总体向南西侧伏，两翼及深部均已封闭。

I-5矿体[7]。该矿体为隐伏矿体，标高522m以上，产于9勘探线～24勘探线，控制长约750m，控制标高855～540m，由9层坑道控制，整体走向北西305°，倾向南西，倾角65°～88°，深部产状变陡，局部反倾，向南东侧伏。矿体Au品位为1.08×10-6～15.36×10-6，平均3.92×10-6。浅部主要赋存在闪长玢岩脉和含金石英岩脉中，深部赋存在闪长玢岩脉和硅化片麻岩、含石墨绢云母化蚀变岩中。矿体受断裂构造控制，局部被北北东-北东向断层错断，错距较小。1～3中段断续揭露，4～6中段控制矿体的连续性一般，而7～10中段控制的矿体连续性相对较好。沿倾向方向，呈舒缓波状变化，10中段以下产状变化较大，矿体在走向和倾向上较不连续，从上至下品位具有高低起伏，厚度具有膨大夹缩、尖灭再现的特点。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿物组成

矿石由单质矿物、金属矿物和脉石矿物组成。

金属矿物主要有磁黄铁矿、黄铁矿，少量黄铜矿，零星分布方铅矿及闪锌矿。脉石矿物以石英为主，长石次之，少量绢云母及方解石等。金矿物主要是自然金和银金矿，自然金均为微粒金。金矿物形态复杂，有小片状、绳头状、角刺状、针尖状、细线状、根须状等不规则颗粒，赋存状态有包裹金、粒间金、裂隙金3种形式（表1）[8]。

表1 金赋存状态统计表 Table 1 Statistical table of the occurrence of gold

3.2.2 矿石结构

矿石结构主要以粒状变晶结构为主，其次为碎裂结构，再次为填隙结构，并见少量的乳浊结构，浸蚀结构和残余结构。粒状结构：黄铁矿一般呈自形-半自形粒状结构，黄铜矿、磁黄铁矿和石英一般呈半自形-他形粒状结构。

3.2.3 矿石构造

矿石构造以块状构造和浸染状构造为主，其次为条带状构造、网脉状构造（图3）。块状构造：金属矿物黄铁矿、少量方铅矿、黄铜矿、闪锌矿呈团块状分布于脉石矿物中，矿物分布无方向性，金属硫化物在矿石中含量为40%～55%以上；浸染状构造：石英、部分绢云母、绿泥石、方解石、白云石，少量水白云母、高岭石等脉石矿物基质内分布着呈星点状的金属矿物集合体，且金属矿物的分布没有方向性；条带状构造：矿物集合体呈相间排列的条带，大致沿一个方向分布，其金属矿物条带之间，还分布有星散浸染状金属矿物；网脉状构造：后期黄铁矿等金属硫化物呈网脉状，沿石英脉内的解理裂隙充填而成。

3.3.4 矿石的化学成分

矿石中有益组分为Au，对矿石进行光谱全分析、岩矿石化学全分析及各种微量元素分析后，确定矿石中有用元素为Au，其它组分：Ag(含量1.07～2.16g/t)、Cu(含量0.01%～0.08%)、Pb(含量0.01%～0.09%)、Zn(含量0.01%～0.08%)、S(含量0.01%～1.36%)均未达矿床伴生指标要求，目前技术经济条件下无综合利用价值；有害元素As一般小于0.01%，不超标。

3.3 围岩蚀变

矿体围岩受热液蚀变作用强烈，以硅化、黄铁矿化、磁黄铁矿化、绢云母化与金矿化关系最为密切。硅化：分两种形式，一种呈脉状、细脉状和网脉状沿裂隙分布；一种呈粒状交代长石等矿物。黄铁矿化：主要分布在矿体及近矿围岩中，分两种形式，一种呈浸染状分布于金矿体中，与金矿化关系密切；一种呈细脉状或与方解石共生形成的黄铁矿-方解石细脉，穿插于蚀变岩中。磁黄铁矿化，主要分布在矿体及近矿围岩中，一般呈与浸染状分布或沿裂隙充填，与金矿化关系密切。绢云母化：为重要的中低温热液蚀变，常伴着硅化、黄铁矿化同时发生，与金矿化关系密切。

4 成矿条件分析

矿区成矿区带归属于华北地台北缘乌拉山-集宁-阜新新太古代燕山期金、银、铁、铜、铅、锌成矿带（Ⅲ10）之红花沟-索虎沟金成矿带（Ⅳ106）内的官地-红花沟金、银、铜成矿带（Ⅴ106-1）[4]。区内构造发育，岩浆活动频繁，矿化蚀变普遍。成矿与地层、岩体、构造及蚀变作用关系密切[9]。区域分布的太古宇建平群古老地层中金的丰度值高，为金矿形成提供了丰富的物质来源[10]；燕山期中酸性岩浆侵入活动带来大量的气水热液，为金的活化、迁移、聚集提供了充足的热动力源，形成含矿气水热液；多期的断裂构造活动，又为含矿气水热液的上升充填就位提供了有利的通道和空间；含矿气水热液与围岩的渗透交代产生硅化、绢云母化黄铁矿化等蚀变作用为金的富集沉淀创造了有利条件。矿区金矿成矿具有多阶段、多期次特点[11]。金矿的形成可以分为矽卡岩期和热液期，矽卡岩期仅形成弱的金矿化，不具工业价值，金的成矿均在热液作用阶段。北部形成闪长岩的高温气液沿北西向张扭性断裂构造破碎带以渗滤交代作用形成矽卡岩及矽卡岩化带，之后在晚期热液作用下，形成了原岩为含石墨绢云母化蚀变岩的蚀变带，蚀变特征以绢云母化、硅化蚀变特征为主，并常常伴有金矿化。矿区北西及近东西向蚀变闪长玢岩脉及石英脉，是金矿体赋存的良好载体。

5 深部找矿前景

5.1 深部找矿分析

（1）在综合整理前期资料的过程中，发现在7勘探线～17勘探线之间，原属I-5号矿体向北西延长方向的部分，人为划归到I-4号矿体，导致其“尖灭”。经重新圈连矿体，发现I-4号矿体西延至I-5号矿体后尖灭，而I-5号矿体仍有较大的找矿潜力。

（2）I-5矿体两翼及深部均未封闭。经坑道及钻孔揭露I-5矿体浅部延伸略长于深部延伸，总体向南东侧伏，整体产于9勘探线～28勘探线，走向300°～310°，倾向南西，倾角65°～88°，在走向和倾向上均不连续，由上至下品位具有高低起伏，厚度具有膨大夹缩、尖灭再现的特点，沿倾向方向，呈舒缓波状变化，十中段以下产状变化较大，深部倾角变陡近直立，局部反倾。近年来，笔者在相继开展的坑探、地表及坑内钻探工作中，发现I-5矿体深部（在标高522m以下）14勘探线、18勘探线、20～28勘探线见矿效果较好。I-5矿体控制标高由855～540m增加至855～220m，522m以下控制长由0m增加至700m。标高522m以上，由四层坑道揭露，控制长约750m；标高522m以下，由五层坑道控制，控制长约700m。浅部主要赋存在闪长玢岩和含金石英岩脉中，呈脉状产出，深部赋存在闪长玢岩脉和硅化片麻岩、蚀变片岩中，上盘围岩破碎。矿体连续性较好，局部呈现尖灭再现现象。围岩蚀变主要为硅化、黄铁矿化、磁黄铁矿化，其次为绿泥石化、碳酸盐化。矿体厚度0.38～11.0m，平均厚度2.24m，厚度变化系数77%。矿体Au品位为1.08～15.36×10-6，平均3.92×10-6，品位变化系数49%。基本证实其深部（标高522m以下）及北西段延伸仍有进一步找矿的空间，具较好找矿潜力，基本控制其北西翼延伸浅部及标高522m以下I-5矿体的形态、规模、产状变化情况。

（3）I-5矿体下盘矿化蚀变带发育。

在总结I-4、I-5矿体特征、位置关系规律的基础上，深部探矿工程中在20勘探线～24勘探线范围内有针对性布置的钻探及坑探工程，新发现I-5矿体下盘矿化蚀变带（图4）。该矿化蚀变带，走向近东西，倾向北东，断续控制长约400m，控制斜深约80m，厚度2.2～15.0m，平均厚度6.52m，Au含量0.35～0.99×10-6，平均0.54×10-6，矿化虽较不均匀，但厚度较大、产状较稳定，赋存在硅化片麻岩及硅化石墨片岩中，局部为石英脉。其西段与I-5矿体交汇处，矿化蚀变带厚度变大，呈囊状。

图4 深部中段I-5矿体与近东西向矿化蚀变带位置关系示意图 Fig.4 Sketch map of the relationship between the I-5 # ore body and the near-EW mineralization alteration zone in the deep middle part

5.2 深部找矿前景

（1）通过近几年的生产探矿情况，I#矿化带矿体赋存规律基本摸清。I-5矿体作为目前主采矿体，最大控长约1280m，最大控制斜深约620m，其受北西向压扭性断裂构造控制明显，1勘探线～30勘探线范围内，I-5矿体虽在走向和倾向上较不连续，从上至下品位具有高低起伏，厚度具有膨大夹缩、尖灭再现的特点，但整体产状稳定、含矿性较好，其深部未封闭，有继续向下延伸的趋势，深部探矿前景较大。

（2）近年来，利用钻孔和坑道工程对I-5矿体下盘近东西向矿化蚀变带进行揭露，基本确定该矿化蚀变带由I-5矿体次级张性构造控制产出，由多条矿化体平行排布组成，岩性为硅化石墨片岩与硅化片麻岩，该矿化蚀变带具延深短、厚度大的特点，深部未封闭，缺少工程控制，有较大的找矿前景。

（3）柴胡栏子金矿床矿体产出严格受断裂构造控制，生产探矿过程中，发现北西向断裂构造与北东向（近东西向）断裂构造交汇处，是良好的流体迁移通道，是成矿的最佳位置，往往能形成较厚大矿（化）体，目前已发现I-4矿体及I-5下盘近东西向矿化蚀变带，在深部勘查工作过程中，需重点关注此类断裂构造关系，有一定的找矿前景。

5.3 找矿标志

金矿（化）体赋存在硅化片麻岩、硅化石墨片岩内，大理岩一般不含矿，但大理岩与硅化石墨片岩接触部位，是成矿较佳位置；硅化、绢云母化、黄铁矿化、石英脉，为主要的蚀变找矿标志；灰黑色，具硅化、绢云母化、磁黄铁矿化、黄铁矿化的蚀变闪长玢岩脉常为金矿体的直接产出部位；北西向及近东西向断裂构造破碎带是金矿体主要的容矿构造，为深部找矿标志；I-5矿体深部在其下盘位置产出的矿化蚀变带，走向近东西，倾向北，赋矿岩性为硅化片麻岩、硅化石墨片岩，为深部找矿标志；北西向断裂构造与北东向（近东西向）断裂构造交汇处，是良好的流体迁移通道，是成矿的最佳位置，为深部找矿标志。