李會愷,趙強,邢東雪,王凱磊,李敬華,張學萌,劉冬冬
(華北地質勘查局五一九大隊,河北保定 071001)
內蒙古阿拉善盟西尼烏蘇銅金礦地質特征及找礦潛力分析
李會愷,趙強,邢東雪,王凱磊,李敬華,張學萌,劉冬冬
(華北地質勘查局五一九大隊,河北保定 071001)
西尼烏蘇銅金礦是筆者團隊2015年礦調工作過程中新發(fā)現(xiàn)礦點,位于珠斯楞一烏拉尚德銅金鉛鋅成礦亞帶中部。礦化蝕變帶出露寬2~30m,多平行側列產(chǎn)出,斷續(xù)出露長度大于1 000m;蝕變帶與物化探異常吻合好,金銅異常規(guī)模大,強度高;激電測深顯示,極化體在深部有明顯增大趨勢,顯示出較好找礦前景。礦區(qū)處于珠斯楞銅礦南東100km,兩者成礦條件相似,二疊紀花崗閃長巖提供物源、熱源,北西向構造控巖、控礦,有望成為該成礦帶繼珠斯楞之后又一個重要找礦突破。
西尼烏蘇,銅金礦,二疊紀花崗閃長巖,北西向構造
西尼烏蘇銅金礦區(qū)位于內蒙古阿拉善右旗阿拉騰敖包鎮(zhèn)境內,恩格爾烏蘇蛇綠巖帶北側。工作區(qū)前期工作程度較低,基礎地質方面主要有上世紀八十年代寧夏回族自治區(qū)區(qū)域地質調查隊完成的《哈日奧日布格幅》1/20萬區(qū)域地質調查,建立了地層層序,劃分了構造-巖漿期次[1]。區(qū)域科研工作主要有1988年楊振德等完成的《阿拉善斷塊及鄰區(qū)地質構造特征與礦產(chǎn)》專著,對阿拉善斷塊及周邊地區(qū)的構造單元劃分、斷裂帶分布、巖漿活動及地質演化過程進行了探討[2];1994年王廷印與寧夏區(qū)調隊合作完成的《阿拉善地區(qū)古生代陸殼的形成和演化》專著,提出恩格爾烏蘇蛇綠混雜巖帶是塔里木和華北板塊的縫合線[3-4]。1999—2005年李俊建等在阿拉善地區(qū)進行了區(qū)域成礦規(guī)律綜合研究,發(fā)現(xiàn)了阿達日嘎金礦點,并著有相關論文[5];此外,圍繞恩格爾烏蘇蛇綠巖帶及其附近的珠斯楞海爾罕斑巖型銅金礦、呼倫西白隱爆角礫巖型金礦等發(fā)表有相關文章[6-9]。
西尼烏蘇銅金礦是筆者團隊在2015年礦調工作過程中新發(fā)現(xiàn)的礦床?;凇皟让晒虐⒗泼宋髂釣跆K地區(qū)礦產(chǎn)調查項目”,2014年1 /5萬土壤地球化學測量在研究區(qū)圈定的AP2乙2號異常Au Cu Bi均為3級濃度分帶,2015年礦產(chǎn)概略檢查工作圈定多條NW走向礦化蝕變帶,寬2~30m,斷續(xù)出露長度大于1km??滩蹣幼罡咂肺籆u 2.07%,Au 1.01 g/t。礦體產(chǎn)于花崗閃長巖內和與方山口組火山巖接觸帶部位,物化探異常吻合好,激電測深顯示極化體有一定延伸。本文總結已有成果并與珠斯楞銅金礦進行了對比研究,以推動研究區(qū)及周邊找礦勘查工作進一步開展。
西尼烏蘇銅金礦位于天山-北山成礦?。á?),石板井-珠斯楞晚古生代鐵、銅、鎢、鉬成礦帶(Ⅲ9)東部,珠斯楞-烏拉尚德銅、金、鉛鋅成礦亞帶()中部;大地構造位置處于西伯利亞板塊與華北板塊夾持的哈薩克斯坦板塊東部(圖1)。研究區(qū)西北,與黑鷹山-三個井一帶相鄰,整體表現(xiàn)晚古生代裂谷特征,發(fā)育有伴隨后造山期伸展作用的A型花崗巖及與熱液型礦床關系密切的石英斑巖等[5];向南至恩格爾烏蘇蛇綠巖帶,表現(xiàn)為島?。◣r漿弧)特征,發(fā)育石炭-二疊紀板塊邊緣弧環(huán)境的I型同熔型花崗巖[4,10],為斑巖型礦床形成提供了基礎條件。
2.1 地層
礦區(qū)前中生代地層分區(qū)屬于塔里木-南疆地層大區(qū)(Ⅳ),中、南天山-北天山地層區(qū)(Ⅳ1)、中天山-馬鬃山地層分區(qū)()、馬鬃山地層小區(qū)(),中新生代屬阿拉善地層區(qū)巴丹吉林地層分區(qū)(Ⅱ1)。
礦區(qū)地層出露比較復雜,地層主要有二疊系雙堡塘組(P1sb)、方山口組(P3f);白堊系蘇紅圖組(K1s)、烏蘭蘇海組(K2w);此外,礦區(qū)局部見有古元古代“北山群”大理巖、斜長角閃巖以深源包體形式產(chǎn)于巖體出露區(qū)(圖2)。
圖1 內蒙古阿拉善西尼烏蘇-黑鷹山地區(qū)地質略圖Fig.1 Geological sketchmap of the Xiniwusu-Heiyingshan area in Alashan,Innermongolia
圖2 西尼烏蘇礦區(qū)地質略圖Fig.2 Geological sketchmap of the Xiniwusu aren
雙堡塘組(P1sb)為濱淺海相陸源碎屑巖建造,巖性組合為硬砂質長石砂巖、粉砂巖、砂礫巖、礫巖、結晶灰?guī)r。方山口組(P3f)為淺海相碎屑巖-火山巖建造,巖性組合為英安巖、安山巖、凝灰?guī)r及變質細粒長石石英砂巖、粉砂質板巖等。蘇紅圖組(K1s)為一套中基性熔巖,以安山巖、粗安巖、堿性玄武巖為主。烏蘭蘇海組(K2w)性組合為紅色礫巖、含礫砂巖、砂巖和泥巖。
2.2 巖漿巖
在1/20萬《哈日奧日布格幅區(qū)調報告》[1]中,礦區(qū)巖漿巖劃屬馬拉蓋哈達復式雜巖體,該巖體包括早二疊世輝長巖、閃長巖、石英閃長巖、二長花崗巖等,晚二疊世發(fā)育有正長花崗巖、花崗閃長巖等二云母花崗巖等;此外,區(qū)域發(fā)育輝長巖、閃長巖、花崗斑巖、流紋斑巖及石英斑巖脈等脈巖。2015年礦調工作針對區(qū)內出露的石英閃長巖、花崗閃長巖投入了全巖分析,獲得以下數(shù)據(jù)(表1)。
2.2.1 中細粒石英閃長巖(δP1O)
與方山口組呈斷層接觸,后期被中細粒花崗閃長巖侵入。巖石呈灰綠色塊狀構造,中粒半自形-他形粒狀結構,主要由斜長石(69.2%)、角閃石(14.3%)、石英(6.4%)及少量黑云母組成。斜長石為中-更長石,表面有泥晶類簾石類礦物分布,常碎成0.5~1.5mm碎塊,沿裂隙帶內常有粒徑為0.1mm的綠簾石分布。角閃石多為長柱狀自形晶,多破碎并有綠泥石化。石英為他形粒狀充填在斜長石顆粒間隙中,常破碎成0.1mm以下,波狀消光強烈。黑云母為0.5mm以下的細鱗片狀,強烈綠泥石化。巖體向北西石英含量減少,過度為閃長巖,兩者成涌動接觸關系。
如表1所示,與中國巖漿巖平均化學成分(黎彤等,1963)[11]比,SiΟ255.6%偏低,Al2O316.9%偏高,Na2O 4.490%偏高,K2O 0.82%偏低,ALK 5.31%;K2O/Na2O 0.18,為低鉀高鈉系列巖石。鋁質指數(shù)(A/ CNK)1.51,屬過鋁質巖石類型。固結指數(shù)SI=22.2,分異指數(shù)DI=50.8,反映其結晶分異程度較低;σ=2.25,屬鈣堿性巖系。δEu為0.82,顯示巖漿來源于地幔[12]。
表1 二疊紀侵入巖巖石化學成分及特征參數(shù)一覽表Tab.1 Permian intrusive rock chemical composition and characteristic parameter list
2.2.2 中細?;◢忛W長巖(γδP3)
侵入于二疊系雙堡塘組、方山口組和石英閃長巖,上部與白堊系角度不整合接觸。
巖石具中細?;◢徑Y構,塊狀構造。礦物成分:斜長石45%~50%,半自形板狀-粒狀,主要粒徑1~3mm,晶粒聚片雙晶發(fā)育,晶粒表面已不同程度的絹云母化;正長石10%~15%,呈他形板狀及粒狀,粒徑0.5~2mm,可見少量簡單雙晶,部分沿斜長石邊部對其交代;石英20%~25%,不規(guī)則粒狀,粒徑0.1~2mm,分布于長石晶粒間隙,常呈粒狀集合體,部分晶粒波狀消光強烈;綠泥石化黑云母含量10%~15%,片狀,片徑0.2~0.5mm,常呈鱗片集合體分布,因蝕變,已全部被綠泥石取代,僅保留其晶形輪廓;磷灰石少量,柱狀,柱長0.05~0.15mm,零星見于綠泥石化黑云母鱗片中;綠簾石2%~3%,不規(guī)則粒狀,柱狀,粒徑0.05~0.3mm,主要分布于巖石裂隙中,部分與綠泥石共生;方解石<1%,微脈狀,分布于巖石顯微裂隙中。不透明礦物1%~2%,不規(guī)則粒狀,粒徑0.05~0.2mm,部分為黑云母蝕變分解的析出物,其成分可能為磁鐵礦,次為黃鐵礦,部分已褐鐵礦化。
如表1所示,與中國巖漿巖的平均化學成分[11]相比,研究區(qū)花崗閃長巖SiΟ2偏高,Al2O3偏低,Na2O偏低;K2O整體偏高。和典型花崗閃長巖相比,斜長石長石含量較少。σ為0.88~2.0,堿度率(A.R)為1.82~3.21 ,屬鈣堿性系列巖石;分異指數(shù)(DI)74.26~91.01 ,反映巖漿分異程度較好;鋁質指數(shù)(A/ CNK)1.41~2.08,屬過鋁質巖石類型,亞堿性,靠近鈣-堿性巖套,形成環(huán)境為火山弧與同碰撞過渡帶,屬S型花崗巖類(圖3)。
伴隨被動陸緣向活動陸緣轉換,至二疊紀末大洋閉合過程,A型、I型、S型花崗巖均有發(fā)育,與珠斯楞銅金礦相似,S型花崗閃長巖為區(qū)域同類礦床形成提供熱源、物源,并在有利構造條件下卸載成礦,形成區(qū)內銅金礦床。
2.3 構造
研究區(qū)構造整體以脆性斷裂為主,在南西側有韌性變形帶發(fā)育。
斷裂構造可分為NW、NE及NNW三組,NW向斷層廣泛發(fā)育,走向285~310°,傾向NE,傾角50~75°,該組構造規(guī)模較大,多貫穿全區(qū),其平行次級構造為區(qū)域主要容礦構造;NE向斷裂規(guī)模較小,僅在中部研究區(qū)發(fā)育,可見其切穿NW向斷層;兩者交匯部位破碎帶規(guī)模大,蝕變更強烈,已圈定礦體均位于兩組構造交匯部位。NNW向斷層明顯晚于前兩者,未見其與成礦作用的明顯關系。
韌性變形帶走向280~300°,卷入其中的有方山口組火山巖及二疊紀花崗閃長巖,南東側為白堊系地層覆蓋,北西側延伸出區(qū),形成寬200m的糜棱巖帶,后期有同向脆性斷裂疊加(圖2)。該變形帶與成礦作用無明顯直接關系,土壤測量成果顯示,變形帶為元素低值區(qū),北東側脆性構造部位為礦化密集區(qū)(圖4)。
礦區(qū)位于1/5萬土壤異常AP2乙2的東部,元素組合Cu Aumo Bi As Sb W等,不規(guī)則狀,總體沿NW向展布,多個濃集中心。其中Au極大值31.2×10-9,平均值4.78×10-9;Cu極大值362×10-6,平均值48.61×10-6。大于異常下限個數(shù)較多的元素是Cu Aumo Bi等(圖4)。
查證AP2乙2異常的P1剖面中部出現(xiàn)了Au As Sb Pb組合異常,對應花崗閃長巖與方山口組英安巖接觸帶部位的SP1,見明顯硅化、褐鐵礦化、孔雀石。異常套合較好,峰值Au 320×10-9,Cu156.1×10-6(圖5)。對應激電剖面低阻高極化異常,視極化率最大值達5.4%,視電阻率為90Ω·m。槽探在物化探異常對應部位圈定了Cu1、Cu2及Au1三條礦體。激電測深反演顯示,在接觸帶-200m處見有一“橢圓狀”高極化體,推測淺部脈狀Cu1等礦體向深部有轉為斑巖型礦床的可能。
圖3 花崗閃長巖Rb-Yb+Nb及S、I型判別圖解Fig.3 Discriminant of granodiorite types of Rb-Yb+Nb and S,I
礦產(chǎn)概略檢查工作總共發(fā)現(xiàn)18條蝕變帶,分別在SP2、SP3、SP7中圈定了3條礦體(圖2)。
圖4 AP2剖析圖Fig.4 AP2 sectional viewmap
圖5 P1地質土壤激電綜合剖面圖(中部)Fig.5 P1 comprehensive section of geological-soil eochemical-geophysical survey(middle part)
Cu1銅礦體產(chǎn)于SP2西端,產(chǎn)狀15°∠78°,寬5~16m,長1300m,產(chǎn)于碎裂石英閃長巖內,4個剝土工程控制礦體,基本分析Cu品位0.15%~2.07%,伴生Au 0.11~0.3 g/t。Cu2銅礦體產(chǎn)于SP3西端,產(chǎn)狀15°∠70°,1~4m,長930m,產(chǎn)于碎裂花崗閃長巖內,見強孔雀石化、硅化、褐鐵礦化,兩個剝土工程控制銅礦體,基本分析Cu品位0.375%~2.01%,Au品位0.18~0.47 g/t。Au1礦體產(chǎn)于SP7東端,產(chǎn)狀30°∠75°,自然露頭單樣控制,寬1m,可見長300m,品位1.01 g/t礦體賦存于硅化蝕變巖內,原巖為方山口組火山碎屑巖及熔巖,蝕變帶整體寬3~10m,礦體兩側Au>0.3 g/t的礦化蝕變帶寬3~6m。
礦化蝕變帶受NW向構造控制,在與NE向構造交匯處蝕變礦化更強,已圈定三條礦體均產(chǎn)于兩組構造交匯部位(圖2)。蝕變帶地表可見鐵帽,普遍強烈孔雀石化、黃鐵礦化、硅化及褐鐵礦化??兹甘瘟?,粒徑0.03~0.15mm,集合體呈脈狀、薄膜狀沿巖石裂隙分布。黃鐵礦他形粒狀,部分為立方體晶形,粒徑0.01~0.3mm,大部分已褐鐵礦化,可見少量交代殘留,呈星點狀分布。褐鐵礦他形粒狀,粒徑0.03~0.1mm,由風化淋濾作用形成,部分呈脈狀沿巖石顯微裂隙分布。
表2 阿拉善地區(qū)各地史時期成礦元素富集系數(shù)統(tǒng)計表Tab.2 Statistic chart of concentrate coefficients ofmetallogenic elements in various geological ages in Alashan
5.1 區(qū)域成礦地質背景
礦區(qū)所處珠斯楞-杭烏拉早古生代裂陷帶是在元古宙基礎上,于寒武紀開始裂陷發(fā)展起來。各地質時期均發(fā)育了良好的沉積地層,整體上代表了濱海-陸棚-大陸基至深海的被動大陸邊緣沉積環(huán)境。該區(qū)不同地質時期的地質體其成礦元素具有各自獨特的相對富集與貧化特點,在一定程度上指示了成礦元素富集成礦的優(yōu)劣[5]。阿拉善地區(qū)不同地質時期成礦元素富集與貧化的演化歷史軌跡,對指導該區(qū)礦產(chǎn)資源評價工作具有重要的意義。前人統(tǒng)計資料(表1)顯示,工作區(qū)廣泛出露的二疊紀Au、Hg、Pb、Zn、Cu、Mo等元素明顯富集,顯示了區(qū)域成礦物質來源方面的重要性[5]。
早石炭世開始形成了海相中酸性為主的火山巖與碎屑巖組合,早二疊世早期為濱淺海相碎屑巖夾灰?guī)r組合;晚期為中基性火山巖夾碎屑巖組合。早二疊末褶皺隆起成陸,強烈的擠壓造成了一系列由北向南推覆構造現(xiàn)象,對區(qū)域礦產(chǎn)形成起到一定作用[13]。從泥盆紀開始,在馬拉蓋哈達、阿達日格等地出現(xiàn)了基性、中性小型侵入巖巖株或巖脈。石炭紀開始,出現(xiàn)了火山活動,由被動陸緣轉化為活動陸緣,在珠斯楞、呼倫西白等地出露有華力西晚期花崗巖侵入體和石炭-二疊紀的中酸性火山巖,前期整體以NW向構造為主。印支中晚期古蒙古洋殼完全消減,南北兩側板塊碰撞恩格爾烏蘇蛇綠巖形成,華北板塊北緣南形成了沙拉套爾汗巖基,塔里木板塊南緣有馬拉蓋哈達雜巖體侵入。
華力西期末至印支期后碰撞拉張構造環(huán)境,開始向伸展的轉化,形成了眾多伸展盆地,由于西伯利亞板塊的不斷向南推擠而發(fā)生左形走滑,形成區(qū)域NE向構造[5]。自早期伸展至后期匯集碰撞,發(fā)育了大型推覆構造及NE向走滑斷層;區(qū)域構造疊加復合部位定位巖漿侵入空間,活動大陸邊緣及大陸碰撞造山花崗巖為區(qū)域銅金等多金屬礦形成提供了物源、熱源,并在有利條件下卸載成礦,形成了區(qū)域珠斯楞斑巖型銅礦、呼倫西白熱液型金礦及西尼烏蘇熱液脈型銅金礦等多金屬礦床礦點。
5.2 礦床成因
二疊紀中酸性巖漿侵入和火山噴發(fā),形成方山口組溢流相的英安質熔巖、熔結火山角礫巖等火山巖及火山碎屑巖。華力西晚期塔里木板塊與華北板塊拼貼導致在陸塊邊緣形成了大量同碰撞型花崗巖體,在演化稍晚期形成了淺成、超淺成相的石英閃長和花崗閃長巖等,并成為區(qū)域銅金礦的重要成礦物質來源。從礦區(qū)巖礦石的稀土元素配分模式(圖6)可見,石英閃長巖、花崗閃長巖及礦石稀土配分曲線均具有相近的分布、輕重稀土元素分餾和銪異常特征,充分說明了他們的淵源關系。此外,由地表水、地下水自深部循環(huán)時,從圍巖中淋濾出成礦元素。大量的成礦流體及其中攜帶的成礦物質,由于巖漿或熔漿的進一步作用,致有用元素活化、遷移、富集,集中到侵入巖頂部,充填于構造裂隙或在巖性層界面發(fā)生交代成礦,并最終形成西尼烏蘇銅金礦。已有勘查成果顯示,淺部巖體內NW構造破碎帶及接觸帶構造有脈狀銅金礦體產(chǎn)出;測深成果顯示深部-130~-260m有球形極化體存在,結合與珠斯楞斑巖型銅礦成礦條件對比分析,認為應注意在西尼烏蘇金銅礦深部尋找斑巖型礦床[7,14]。
圖6 西尼烏蘇銅金礦稀土元素配分模式圖Fig.6 Partitionmodel of the rare earth elements in the Xiniwusu copper-gold deposit
5.3 找礦標志及富集規(guī)律
(1)礦化與花崗閃長巖關系密切,其地表出露區(qū)內有Cu異常的可作為直接找礦標志,用于區(qū)域同類礦床的尋找。
(2)礦體多受NW向構造控制,有NE向構造疊加礦化增強,可作為找礦的構造標志。
(3)巖體內部破碎帶以銅礦化為主,伴生金;與地層接觸帶部位則以富集金元素為主。
(4)礦化與硅化密切相關,尤其與金礦化關系明顯。應注意尋找不同空間部位的不同礦種。
(5)地表存在物化探異常,深部可能有隱伏礦體。
(6)激電測深可間接指導區(qū)域同類礦床的尋找,尤其地表對應大范圍銅異常區(qū),深部可能有斑巖型礦床存在。
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Geological characters and exploration potential of Xiniwusu coppergold deposit in Alashan,Innermongolia
LI Hui-kai,ZHAO Qiang,XING Dong-xue,WANG Kai-lei,LI Jing-hua, ZHANG Xue-meng,LIU Dong-dong
(519 of North China Geological Exploration Bureau,Baoding Hebei 071001 ,China)
Xiniwusu copper-gold deposit was discovered during the geologic survey in 2015.It’s in themiddle of Zhusileng-Wulashangde copper-gold-lead-zincmetallogenic subzone.Themineralization belts are 2~30m wide, and 1000m long intermittently.Themineralization belt is well identical with geophysical and geochemical anomalies,which are with large scale and high intensity.Electrical sounding shows that the polarization is enlarged in the deep,which indicates good prospecting potential.The deposit has similarmetallogenic condition with Zhusileng coppermine,which is 100km northwest of Xiniwusu.Permian granodiorite provided source ofmaterial and heat;northwest structures control rocks andmineralization.It is hopeful that Xiniwusu will be another important breakthrough in themetallogenic belt,after the discovery of Zhusileng coppermine.
Xiniwusu,Copper-Gold Deposit,Permian Granodiorite,Northwest Structure
P618.41 ;P618.51
A
1672-4135(2016)04-0285-08
2016-05-27
中國地質調查“內蒙古阿拉善盟西尼烏蘇地區(qū)礦產(chǎn)調查項目(12120114011101)”
李會愷(1977-),男,高級工程師,1999年畢業(yè)于蘭州大學地質學專業(yè),長期從事礦產(chǎn)勘查工作,Email:bdlihuikai@yeah.net。