周吉謙，吳德成，王國鵬

(西部礦業(yè)集團(tuán)有限公司，西寧810001)

阿拉其圖東銅礦床位于內(nèi)蒙古烏拉特后旗狼山中段北麓，北距獲各琦銅礦約9 km，為該區(qū)近年來新發(fā)現(xiàn)的銅礦床之一[1-3]，屬于獲各琦礦田東礦帶。由于礦權(quán)設(shè)立限制，礦床被分割成南北兩部分，其中北部勘查程度達(dá)到勘探，而南部勘查程度僅為普查，兩個勘查區(qū)分別提交了勘探報告①和普查報告②，并通過了評審備案。經(jīng)統(tǒng)計，礦區(qū)合計查明銅金屬資源量18.94萬t，達(dá)中型礦床規(guī)模。該礦床研究程度較低，本文通過總結(jié)礦床和礦體地質(zhì)特征，探討礦床成因，分析控礦因素，進(jìn)而指出下一步找礦方向，對本區(qū)以及外圍銅資源找礦具有現(xiàn)實的指導(dǎo)和借鑒意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

阿拉其圖東銅礦區(qū)位于狼山成礦帶上。狼山成礦帶是華北地臺北緣的一條著名成礦帶，屬于中亞—蒙古成礦帶內(nèi)的一部分。狼山成礦帶主要表現(xiàn)為陸緣裂谷環(huán)境下形成的礦床，其代表性礦床有獲各琦、東升廟、炭窯口、甲生盤、白云鄂博等大型超大型礦床[4-5]。區(qū)位成礦條件有利。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層主要為中元古界渣爾泰山群阿古魯溝組(Jxa)，根據(jù)同位素年齡表明[6-7]，渣爾泰山群的時代應(yīng)為中-晚元古代。另外本區(qū)第四紀(jì)(Q)地層廣泛分布(圖1)。

渣爾泰山群阿古魯溝組(Jxa)分為三個巖性段：

1)一巖段(Jxa1)：分布于礦區(qū)中部，大部分為推覆巖體覆蓋。主要巖性上部為云母綠泥石片巖夾薄層透鏡體斜長角閃巖，下部為千枚狀云母綠泥石片巖夾絹云母片巖。該巖段揉皺發(fā)育，并見較多厚大石英脈貫穿。該巖性段厚度大于350 m。

1-第四系；2-阿古魯溝組三巖段炭質(zhì)絹云母石英片巖夾石英巖；3-阿古魯溝組二巖段炭質(zhì)千枚巖夾大理巖；4-阿古魯溝組一巖段云母綠泥石片巖夾斜長角閃巖；5-二疊紀(jì)花崗閃長巖；6-石炭紀(jì)花崗巖；7-中元古代輝長巖；8-斷裂帶及編號；9-實、推測地質(zhì)界線；10-勘探線及編號；11-鉆孔及編號圖1 阿拉其圖東銅礦床地質(zhì)簡圖Fig.1 Geological sketch of the Alaqitudong copper deposit

2)二巖段(Jxa2)：主要分布于礦區(qū)中部及南部，為本區(qū)銅礦含礦層位。巖性上部為條帶狀鈣質(zhì)石英巖、炭質(zhì)千枚巖(炭質(zhì)板巖)、淺灰色鈣質(zhì)云母片巖、絹云母千枚巖夾石英巖，夾有淺灰色大理巖層或條帶；下部為灰色千枚狀絹云母石英片巖、夾灰色厚層石英巖、斜長角閃巖。地層產(chǎn)狀125°～165°∠38°～65°。出露厚度大于300 m。

3)三巖段(Jxa3)：出露在礦區(qū)北東部。巖性以灰黑色炭質(zhì)絹云母石英片巖為主，夾條帶狀灰黑色(含炭)石英巖層，局部夾淺黃綠色鈣質(zhì)綠泥絹云母片巖薄層，其中見深綠色斜長角閃巖侵入體。該層在北東部與花崗巖體的接觸部位及花崗巖脈發(fā)育地段見灰黑色炭質(zhì)二云母石英片巖及紅柱石石英片巖。巖層總體傾向SE，傾角35°～60°。

第四系(Q)：礦區(qū)內(nèi)第四系較為發(fā)育，主要分布在礦區(qū)地勢低緩部位EW向、SN向、NW向的溝谷中。主要為洪沖積沙礫石層。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)為大型復(fù)向斜褶皺(即區(qū)域上查干渾迪復(fù)向斜)的一部分，該復(fù)向斜中的次級和次次級褶皺、逆沖斷層、片理化帶發(fā)育，主體構(gòu)造線呈NE向延伸。

礦區(qū)北西部有浩勒包倒轉(zhuǎn)背斜、中部為恩格爾蘇復(fù)向斜，向斜核部露頭可見銅礦化點。

礦區(qū)出露NNE和NW-SN向兩組斷層。其中NNE向多為層間擠壓逆斷層，規(guī)模較小，如F6斷層；NW-SN向為后期的走滑斷裂，錯距一般為10～50 m，并伴隨兩盤的垂直運(yùn)動，如F9、F10、F11斷層(圖1)。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)巖漿巖主要有中元古界渣爾泰山群中的基性火山巖、基性巖脈，晚古生代石炭紀(jì)、二疊紀(jì)花崗巖及中生代侏羅紀(jì)花崗巖?；曰鹕綆r有綠片巖系和斜長角閃巖兩類，以及呈巖脈產(chǎn)出的輝長巖，主要出露在復(fù)背斜核部。

2.4 圍巖蝕變

礦區(qū)圍巖蝕變主要有硅化、磁黃鐵礦化、黃鐵礦化、云母和絹云母化，其他有紅柱石化、綠泥石化、碳酸鹽化、電氣石化等。其中硅化、磁黃鐵礦化、黃鐵礦化與銅礦化關(guān)系密切，為近礦蝕變，尤其是磁黃鐵礦化的強(qiáng)弱與銅礦化強(qiáng)弱呈正相關(guān)。

3 礦體特征

礦體產(chǎn)于與沉積巖有關(guān)的硅化石英巖、石英片巖及硅化條帶狀炭質(zhì)千枚巖中，其產(chǎn)狀、形態(tài)、規(guī)模嚴(yán)格受特殊的含礦地層控制，礦體大致順層產(chǎn)出，呈層狀、似層狀或透鏡體狀、脈狀(圖2、圖3)，受后期變質(zhì)、褶皺、順層斷裂的破壞及巖漿侵入等因素影響，礦體沿走向及沿傾向形態(tài)彎曲揉皺，厚度變化較大，存在尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象。

3.1 礦體產(chǎn)狀、規(guī)模及礦化

1)Ⅱ-1號礦體：為本區(qū)的主要銅礦體。礦體走向NE，傾向140°～160°，傾角12°～52°。礦體走向延長900 m，為隱伏礦體，埋深131 m，傾向延深432 m。礦體厚度1.29～31.50 m，平均厚度9.22 m，厚度變化系數(shù)101%，屬于較穩(wěn)定。Cu品位0.24%～3.16%，平均品位1.26%，品位變化系數(shù)104%，屬于較均勻。

2)Ⅱ-2號礦體：礦體走向NE，傾向140°～160°，礦體傾角31°～48°，礦體向南西側(cè)伏明顯。礦體走向延長500 m，為隱伏礦體，埋深52 m，傾向延深375 m，總體上為產(chǎn)狀比較穩(wěn)定。礦體厚度1.00～13.77 m，平均厚度5.97 m，厚度變化系數(shù)81%，屬于較穩(wěn)定。Cu品位0.39%～0.77%，平均品位0.47%，品位變化系數(shù)61%，屬于較均勻。

3)Ⅱ-3號礦體：礦體走向NE，傾向140°～160°，礦體傾角30°～51°。礦體走向延長300 m，為隱伏礦體，埋深88 m，傾向延深352 m，總體上產(chǎn)狀比較穩(wěn)定。礦體厚度2.45～11.06 m，平均厚度5.40 m，厚度變化系數(shù)61.65%，屬于較穩(wěn)定。Cu品位0.40%～0.84%，平均品位0.59%，品位變化系數(shù)62%，屬于較均勻。

1—阿古魯溝組二巖段炭質(zhì)千枚巖、石英片巖夾石英巖、大理巖；2—二疊紀(jì)花崗閃長巖；3—銅礦體及編號；4—地質(zhì)界線；5—鉆孔及編號圖2 阿拉其圖東銅礦床0號勘探線剖面圖Fig.2 Profile of No.0 exploration line in the Alaqitudong copper deposit

1—阿古魯溝組二巖段炭質(zhì)千枚巖、石英片巖夾石英巖、大理巖；2—二疊紀(jì)花崗閃長巖；3—銅礦體及編號；4—地質(zhì)界線；5—鉆孔及編號圖3 阿拉其圖東銅礦床13號勘探線剖面圖Fig.3 Profile of No.13 exploration line in the Alaqitudong copper deposit

3.2 礦石物質(zhì)組份

礦石金屬礦物組成簡單，以磁黃鐵礦為主，黃銅礦次之，局部含少量方鉛礦和閃鋅礦，Ⅱ-2、Ⅱ-3礦體中局部還有少量的鈦鐵礦和白鐵礦。脈石礦物以石英為主，其次為云母類礦物及綠泥石、透閃石、紅柱石、石墨、磷灰石、碳酸鹽礦物等。

礦石化學(xué)成分全分析見表1。礦石中含有較多的Fe，巖石化學(xué)性質(zhì)為高Al，且K>Na。巖石中微量元素平均值與維諾格拉多夫典型沉積巖微量元素平均含量基本接近。經(jīng)過變質(zhì)巖原巖恢復(fù)(Al+Fe+Ti)-(Ca+Mg)圖解分析[8]，樣品落在黏土巖、粉砂巖、長石砂巖和雜砂巖區(qū)(圖4)；Simonen的[(al+fm)-(c+alk)]-Si圖解分析，樣品落在厚層泥巖和砂巖區(qū)(圖5)。表明本區(qū)含礦圍巖原巖類型為沉積形成的砂巖類，包括黏土質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)砂巖、長石石英砂巖、雜砂巖。

表1 礦區(qū)礦石化學(xué)成分全分析結(jié)果表

測試單位：有色金屬西北礦產(chǎn)地質(zhì)測試中心

圖4 變質(zhì)巖原巖恢復(fù)(Al+Fe+Ti)-(Ca+Mg)圖解Fig.4 Diagram of original metamorphic rock restoration (Al+Fe+Ti)-(Ca+Mg)

圖5 Simonen的[(al+fm)-(c+alk)]-Si圖解Fig.5 Simonen's [(al+fm)-(c+alk)]-Si diagram(據(jù)A Simonen，1953)

1—黃鐵礦；2—磁黃鐵礦；3—黃銅礦；4—方鉛礦圖7 Ⅱ-2礦體金屬礦物分布特征圖(50×單反偏光)Fig.7 Distribution characteristics of metallic minerals in theⅡ-2 ore body

3.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要為鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)、變余結(jié)構(gòu)，次為壓碎結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造以塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造為主，次為片狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造。金屬礦物呈半自形粒狀結(jié)構(gòu)，浸染狀構(gòu)造分布(圖6、圖7)，存在局部切層現(xiàn)象，表明受后期改造。

3.4 礦石類型

礦石自然類型按礦物組合分，主要為黃銅礦石，少量黃銅礦—閃鋅礦礦石。

根據(jù)物相分析結(jié)果，礦區(qū)全部為原生硫化礦石，無氧化礦及混合礦。

4 礦床成因探討

眾所周知，獲各琦銅礦床成因一直以來被大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為屬于陸緣裂谷環(huán)境下形成噴流沉積型銅礦床(SEDEX)[9-14]。據(jù)最新研究成果③，認(rèn)為獲各琦銅多金屬礦中銅具有砂巖型銅礦特征，為砂巖型銅礦，而鉛鋅礦和鐵礦具有熱液成礦特征，為矽卡巖型礦床。

本礦床具有以下主要特征：

1)大地構(gòu)造背景為中元古代狼山裂陷槽。

2)賦礦地層主要為中元古代阿古魯溝組二巖段，巖性從下往上主要為石英巖、含碳云母石英片巖、炭質(zhì)千枚巖等。

3)銅礦的含礦層原巖主要為碎屑巖建造(圖4、圖5)，銅礦多賦存于石英巖之中。

4)礦區(qū)內(nèi)主要有晉寧期和華力西期兩期巖漿活動，早期發(fā)育基性火山巖，晚期以中酸性巖為主。

5)礦區(qū)銅礦體均受到后期斷層多次錯移、褶皺彎曲等特征。

6)礦體中銅礦多為順層條帶狀，含銅紋層與原生炭質(zhì)條帶和硅質(zhì)紋層面平行，表明為同生沉積特征。局部受后期變質(zhì)改造，具切層、沿裂隙分布特點。

7)銅礦的礦物組合主要為磁黃鐵礦、黃銅礦、石英、綠泥石、碳酸鹽礦物等。

8)銅礦礦石主要為它形粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)，(紋)層條帶狀、浸染狀構(gòu)造，存在局部切層現(xiàn)象，表明受后期改造。

據(jù)上述礦床特征說明，本礦床具有沉積特征，與相鄰的獲各琦銅礦床具備相同的成礦環(huán)境和成礦機(jī)制，屬砂巖型銅礦床，后經(jīng)變質(zhì)及巖漿作用改造富集成礦。

總結(jié)礦床成礦過程如下：中元古代的裂陷槽期，使得本區(qū)在形成阿古魯溝組地層的同時沉積了大量銅等成礦物質(zhì)，形成砂巖型銅礦，并于晚元古代歷經(jīng)變質(zhì)改造。晚古生代，由于西伯利亞板塊向南俯沖，古亞洲洋逐漸閉合，造山作用達(dá)到高潮，最終導(dǎo)致華北—蒙古聯(lián)合陸塊與西伯利亞陸塊的拼合，并形成一系列同斜倒轉(zhuǎn)褶皺，為礦體富集儲存提供了有利的構(gòu)造空間。受其影響，270 Ma左右，在本地區(qū)發(fā)生了大規(guī)模華力西期的中酸性巖漿侵入，受中酸性巖漿熱源的影響，含礦流體注入構(gòu)造微裂隙沉淀，疊加富集成礦。

5 找礦潛力分析

1)狼山地區(qū)各礦區(qū)的礦石中都有大量的磁黃鐵礦存在，磁法異常是重要的找礦標(biāo)志[15]。礦區(qū)東部圍繞紡錘狀巖體周邊，大部分區(qū)域分布阿古魯溝—增隆昌組地層，普遍的發(fā)育硅化、絹云母化蝕變，且有航磁和高磁異常存在，外圍找礦空間較大。

2)由于受礦界限制，南區(qū)勘查工作程度較低，礦體走向方向往東延伸，傾向方向往南延深未完全控制(圖2)，這兩個方向還可能存在側(cè)伏產(chǎn)出礦體和隱伏厚大礦體。

3)礦區(qū)東部巖體分布面積較廣，從已實施的鉆孔分析，巖體超覆于含礦地層之上，巖體之下均為含礦地層。因此，在巖體分布區(qū)深部尋找隱伏礦體，將擴(kuò)大找礦范圍。

4)本區(qū)礦體受后期變質(zhì)作用及構(gòu)造擠壓影響，沿走向及傾向形態(tài)彎曲揉皺，并發(fā)生地層與礦層的“倒序”現(xiàn)象。銅礦體產(chǎn)于倒轉(zhuǎn)向斜的倒轉(zhuǎn)翼，深部向斜核部和正常翼也是成礦有利部位。隨著我國深部找礦成果的凸現(xiàn)和找礦方法的完善[16]，本區(qū)深部也將成為找礦方向之一。

5)從巖相分析，在礦區(qū)外圍也有類似的沉積環(huán)境或巖相組合，也有找到砂巖型銅礦床的潛力。今后須加大礦區(qū)外圍的地質(zhì)勘查工作，有望進(jìn)一步擴(kuò)大礦區(qū)資源量。

注釋

①烏拉特后旗阿拉礦業(yè)有限公司.內(nèi)蒙古自治區(qū)烏拉特后旗阿拉其圖敖包礦區(qū)鉛銅鋅礦勘探報告,2016.

②北京西蒙礦產(chǎn)勘查有限責(zé)任公司.內(nèi)蒙古自治區(qū)烏拉特后旗阿拉其圖東銅多金屬礦普查報告,2017.

③河北地質(zhì)大學(xué).內(nèi)蒙古烏拉特后旗獲各琦銅礦找礦預(yù)測研究,2018.