張文劍,杜鵬龍,沈社強(qiáng)
(寧夏核工業(yè)地質(zhì)勘查院,寧夏 銀川 750021)
研究區(qū)位于內(nèi)蒙古烏拉特中旗西部格蘇格花地區(qū),大地構(gòu)造位置為華北地臺北緣白云鄂博臺緣拗陷帶,為二連盆地川井坳陷中的一個(gè)小型山間盆地,礦床毗鄰測老廟礦化集中區(qū),成礦條件良好。
圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造位置圖
本區(qū)礦床物源主要為盆地基底和蓋層本身的分散物源兩部分。
(1)基底物源。研究區(qū)東、西、南三面分布著大面積中元古代、石炭-二疊、三疊紀(jì)和侏羅紀(jì)為補(bǔ)體的復(fù)式花崗巖體及中元古代渣爾泰山群變質(zhì)巖。盆地邊緣斷裂構(gòu)造發(fā)育,沿其有一系列熱液型、淋積型礦化點(diǎn)和異常存在,礦物質(zhì)的含量為1.0~2.1×10-6,各期次花崗巖在基底及周邊蝕源區(qū)廣泛分布,含量為1.1~3.29×10-6、浸出率較高,為30%~55%。這說明狼山巖體和渣爾泰山群老地層不但發(fā)育熱液型礦化點(diǎn),而且也為盆地提供豐富的物源。
(2)蓋層物源。研究區(qū)的沉積蓋層主體部分是下白堊統(tǒng)李三溝組、固陽組。通過對研究區(qū)自然伽瑪數(shù)據(jù)的綜合整理、篩選和統(tǒng)計(jì),盆地中伽瑪照射量率一般為20.6nC/kg·h~51.7nC/kg·h, 最 高 達(dá)260nC/kg·h。資料顯示在地表槽探揭露見有工業(yè)礦化,一般礦物品位0.016%~0.041%,最高為0.052%(見表1、表2)。
下白堊統(tǒng)李三溝組、固陽組沉積時(shí)氣候溫曖潮濕,沉積物中富含大量的腐殖質(zhì)、炭質(zhì)及礦物碎屑,可吸附活性物質(zhì),其中李三溝組(K1l)礦物含量為4.9~10.9×10-6,固陽組(K1g)礦物含量為5.2~9.9×10-6,二連組(K2e)礦物含量為10.4×10-6等,說明蓋層本身可構(gòu)成成礦的重要物源。
通過對研究區(qū)地層不同巖性段伽瑪照射量率整理研究,發(fā)現(xiàn)地面伽瑪異常大部分產(chǎn)于下白堊統(tǒng)固陽組和李三溝組中,異常數(shù)量占75.7%。伽瑪照射量率均值為5.86nC/kg·h~8.31nC/kg·h,均方差2.8nC/kg·h~5.4nC/kg·h,且變化系數(shù)均在10%以上;說明以上白堊系地層地質(zhì)礦物含量具有向深部富集的可能,對成礦較為有利,從收集的鉆孔資料也證明了這一點(diǎn)。
研究區(qū)下白堊統(tǒng),無論是李三溝組還是固陽組,巖性變化都比較大,尤其在縱向上,粒度粗細(xì)變化明顯。李三溝組相對下部較細(xì),上部較粗;固陽組則相反,下部較粗,越往上越細(xì)。從沉積碎屑物的粗細(xì)變化來看,粗的為巨礫結(jié)構(gòu),細(xì)的為泥質(zhì)結(jié)構(gòu),組成礫巖、砂礫巖中的礫石,大者可達(dá)到巨礫級,小者僅2mm左右。從巖石的色調(diào)來看也有變化,整個(gè)下白堊統(tǒng)從下至上色調(diào)變化為:灰綠色、褐灰色-紅色-黃褐色、黃白色-深灰色。說明這套地層在形成的不同階段所處的環(huán)境也有所不同,早期和晚期處于氣候溫暖潮濕的還原環(huán)境,中期曾出現(xiàn)一度干旱炎熱的氧化環(huán)境。在橫向上,巖性變化也比較大,從上述特點(diǎn),推測早白堊世早期在東烏蓋溝一帶當(dāng)時(shí)可能為山間湖盆沉積的中心,而后隨著地殼運(yùn)動的變化,湖盆中心逐漸轉(zhuǎn)移,到了晚期則西南一帶隆起成陸,而達(dá)格圖以東至德爾森諾爾一帶仍然是碧波蕩漾的山間湖盆。并且判斷,當(dāng)時(shí)的湖盆中心就在德爾森諾爾北約2.5公里至西北的巴音胡都格一帶,而達(dá)格圖西南哈爾陶勒蓋一帶當(dāng)時(shí)是湖盆的邊部。另外,固陽組下部還夾有玄武巖,此玄武巖也不穩(wěn)定,沿走向忽厚忽薄,上部含有礦物質(zhì),礦層西部較薄,東部加厚,往東礦層更厚。
表1 研究區(qū)不同地層礦物含量
表2 研究區(qū)地表伽瑪異常數(shù)成果統(tǒng)計(jì)表
綜上所述,研究區(qū)地層反應(yīng)了陸相山間山麓沉積的特點(diǎn)。同時(shí)也說明在這套地層形成過程中伴隨有基性火山噴發(fā)活動。
研究區(qū)內(nèi)發(fā)育以北東向?yàn)橹髑乙?guī)模較大的斷裂構(gòu)造帶。在研究區(qū)中心大斷裂通過處有環(huán)狀、鏈狀、脈狀、串珠狀玄武巖噴出地表,其構(gòu)造形跡明顯,這些斷裂構(gòu)造活動的結(jié)果,控制了盆地總體形態(tài)的展布,造成該盆地凹凸不平,呈現(xiàn)北東向斜列式排列斷陷—隆起—斷陷之特征。
研究區(qū)在形成和發(fā)展的過程中,由于構(gòu)造作用和巖漿侵入噴發(fā)活動使李三溝組和固陽組發(fā)生輕微的褶皺變形。褶皺軸向與區(qū)域構(gòu)造帶方向一致。褶皺控制著含礦含水層的分布及形態(tài)特征,斷裂構(gòu)造破壞了含礦含水層的完整性及水動力結(jié)構(gòu),為礦物質(zhì)的遷移提供了通道。
研究礦床儲層主要為下白堊統(tǒng)李三溝組、固陽組地層,具泥-砂-泥結(jié)構(gòu)。含水層由礫巖、砂巖、泥質(zhì)砂巖組成,水位埋深一般為十幾米,最深可達(dá)34.2m。水化學(xué)類型為SO4-Na、SO4·Cl-Na·Mg和HCO3-SO4-Na型水。礦化度0.1g/L~3.2g/L。Ph值7.6~8.2,Eh值440mv~460mv,最高可達(dá)7.8×10-5g/L,水中氡濃度一般為3.7Bg/L~29.6 Bg/L,最高可達(dá)1857.4Bg/L。隔水層為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、頁巖組成,泥巖層最薄處幾十厘米,最厚達(dá)十幾米,厚度不等,與含水層相間分布。研究區(qū)砂巖體厚度大,巖石通常膠結(jié)疏松,透水性較好,至今仍是本區(qū)含水巖層,發(fā)育承壓層間水,透水巖層厚度較大,透水巖層頂板和底板均發(fā)育較穩(wěn)定的泥巖(粉砂巖)弱透水巖層。研究區(qū)綜合分析具有氧化-還原過渡帶,具有礦化賦存的良好環(huán)境條件。
通過采樣分析,對研究區(qū)下白堊統(tǒng)砂巖中伴生元素V、Ni、Mo、Cu、Se進(jìn)行了歸類分析和統(tǒng)計(jì),研究表明:P:在0.013%~0.046%范圍變化;V:在0.001%~0.002%范圍變化;Mo:在1.49×10-6~3.47×10-6范圍變化;Se:在0.01×10-6~0.12×10-6范圍變化;未見異常。研究區(qū)白堊系地層在沉積過程中,早期沉積下來的炭屑等有機(jī)物較豐富。礦石中主要的蝕變現(xiàn)象有綠泥石化、碳酸鹽化、高嶺土化、赤鐵礦化、褐鐵礦化、黃鐵礦化。
(1)礦床物源區(qū)發(fā)育著中酸性巖漿巖和變質(zhì)巖系為研究區(qū)提供了比較豐富的成礦物質(zhì)。
(2)區(qū)域構(gòu)造作用是形成成礦物源供給系統(tǒng)的必要前提,凹陷盆地在形成和發(fā)展過程中,由于構(gòu)造運(yùn)動作用和巖漿侵入噴發(fā)活動使李三溝組和固陽組發(fā)生輕微褶皺變形。晚白堊世構(gòu)造變動致使該構(gòu)造層發(fā)生褶皺變形,形成了一些開闊的短軸褶皺構(gòu)造。
(3)李三溝組下段和固陽組下段河流相砂體發(fā)育,提供了有利的成礦環(huán)境。
(4)礦床的礦化明顯受沉積巖相控制,多形成于由溫濕向干旱演化的沉積環(huán)境中,礦化產(chǎn)于以古河谷沉積及沖積扇前緣相為主的砂巖層內(nèi)。
(5)礦化受層間氧化帶控制作用明顯,主要礦化與李三溝組、固陽組下段砂巖體氧化—還原過渡帶關(guān)系密切,富礦層主要多發(fā)育于氧化—還原過渡帶中。
(6)還原物質(zhì)(有機(jī)質(zhì)、黃鐵礦化)的多少,可能是研究區(qū)地質(zhì)礦物沉積富集的一個(gè)很重要的成礦條件之一。