[摘要]額濟納旗呼倫西白地區(qū)位于塔里木板塊東北緣,北山成礦帶東段珠斯楞海爾汗陸緣弧,本文分析了該地區(qū)成礦地質背景,區(qū)域地球物理、地球化學特征以及礦(化)點的分布特征,在野外地質工作成果的基礎上總結成礦規(guī)律,并對該地區(qū)的成礦遠景做出分析,劃分出成礦遠景區(qū)3處。
[關鍵詞]呼倫西白;鈮金多金屬礦;成礦規(guī)律;遠景分析
在新一輪找礦突破戰(zhàn)略行動中,將目標礦種分為緊缺能源礦產、緊缺金屬礦產、緊缺非金屬礦產和優(yōu)勢礦產,其中鈮、金、銅屬于緊缺金屬礦產,銻、稀土屬于優(yōu)勢礦產[1]。研究區(qū)位于塔里木板塊東北緣[2],北山成礦帶東段的呼倫西白地區(qū),從20世紀90年代開始發(fā)現(xiàn)了呼倫西白金礦床[3]、珠斯楞海爾罕銅金礦床[4]等一系列金、銅礦床以及多處金、銅、銻多金屬礦點,2007年之后又發(fā)現(xiàn)了額濟納旗灰石山東北鈮稀土礦[5],輝森烏拉西鈮金礦點、沃博爾烏蘇鈮礦點,2020年,內蒙古國土資源勘查開發(fā)有限責任公司承擔了內蒙古自治區(qū)測繪地理信息中心下達的“內蒙古額濟納旗呼倫西白地區(qū)1∶2.5萬戰(zhàn)略性礦產調查”項目,新發(fā)現(xiàn)礦點3處(鈮、金),礦化點6處(鈮、金、銻、鉛)。筆者在項目實施過程中,通過總結本次工作成果結合前人資料,綜合分析該地區(qū)鈮金多金屬礦成礦地質條件,總結成礦規(guī)律,預測了找礦遠景區(qū),對該地區(qū)鈮多金屬礦的找礦具有一定指導意義。
1 成礦地質背景
研究區(qū)大地構造位置位于天山―興蒙造山系(Ⅰ),額濟納旗―北山弧盆系(Ⅰ-9),珠斯楞海爾汗陸緣?。–-P)(Ⅰ-9-5)[6],夾持于近東西向的雅干大斷裂與北東向恩格爾烏蘇大斷裂之間(圖1),其特殊的大地構造位置造成區(qū)域上北西、北東向斷裂發(fā)育,巖漿活動頻繁,為含礦熱液的運移富集提供了良好的條件。
1.1 地層條件
區(qū)內出露地層由老到新依次有元古界北山巖群(PtB.)、長城系古硐井群(ChG),古生界泥盆系西屏山組(D3x)、石炭系綠條山組(Cl)、二疊系雙堡塘組(P1sb)、金塔組(P2j)、哈爾蘇海組(P3h),中生界三疊系珊瑚井組(T3sh)、白堊系烏蘭蘇海組(K2w)以及新生界第四系。其中鈮礦的主要賦礦層位為二疊系上統(tǒng)哈爾蘇海組(P3h)、下統(tǒng)雙堡塘組(P1sb),含礦巖性主要為變質粉砂巖、變質巖屑石英砂巖以及灰?guī)r等,為一套海陸交互相碎屑巖?;沂綎|北鈮稀土礦含礦巖性主要為二疊系下統(tǒng)雙堡塘組含鈣質粉砂巖、泥灰?guī)r、白云巖輝森烏拉西鈮金礦點含鈮巖性主要為二疊系上統(tǒng)哈爾蘇海組變質巖屑石英砂巖,沃博爾烏蘇鈮礦點含礦巖性主要為二疊系上統(tǒng)哈爾蘇海組變質巖屑石英砂巖。區(qū)內北山巖群下巖組是Au元素富集活化的主要地層,亦是成礦的重要成礦圍巖。呼倫西白金礦Ⅰ、Ⅱ號礦體產于黑云正長花崗巖與北山巖群下巖組的內接觸帶,灰石山金礦化點、灰石山北金礦點均產于北山巖群上巖組石英片巖內。
1.2 巖漿巖條件
研究區(qū)侵入巖較為發(fā)育,侵入時代由老到新依次為石炭紀、二疊紀和侏羅紀。巖性以花崗巖類為主,閃長巖、輝長巖次之,花崗巖類中又以晚二疊世二長花崗巖分布范圍最廣,呈巖基產出,其余侵入巖多以小巖株產出。侵入巖總體呈北西、北東向展布,與區(qū)內主要構造線方向基本一致。鈮礦的分布主要與二疊紀二長花崗巖、堿性正長巖有關,目前區(qū)內已發(fā)現(xiàn)鈮稀土礦床、鈮礦點主要分布于二疊紀二長花崗巖與二疊系地層外接觸帶內[4],如灰石山北東鈮稀土礦床ⅠNb 礦體、沃博爾烏蘇鈮礦點、灰石山北西鈮礦點。個別鈮礦體產出于堿性花崗巖、二長花崗巖中,如灰石山北東鈮稀土礦床ⅢNb 礦體、黑石山南鈮礦點。研究區(qū)內晚石炭世侵入巖與金、銅礦產成礦關系較為密切,如呼倫西白金礦的Au 礦體主要產自于晚石炭世黑云正長花崗巖內或其與地層內接觸帶附近,礦體及圍巖均可見不同程度的鉀化、絹云母化、硅化、碳酸鹽化、綠泥石化以及黃鐵礦化等;呼倫西白東、呼倫西白西銅礦化點含銅石英脈及含銅蝕變帶的產出則主要與晚石炭世輝長巖有關。
1.3 構造條件
本區(qū)構造線方向主體為北西向,后期疊加北東向構造,總體形成一個向北凸出的弧形構造帶[7],多方向多期次構造疊加復合,為巖漿熱液上侵提供了通道和礦液沉淀提供了儲礦空間。從區(qū)內已有礦產的分布特征分析,區(qū)內礦產的分布與構造關系密切,以灰石山為界,以東地層、巖體及主要礦點的分布受北西向斷裂控制明顯,以西受北東向構造控制明顯(見圖2)。
2 區(qū)域地球物理、地球化學特征
2.1 區(qū)域地球化學特征
根據(jù)本地區(qū)1∶2.5萬土壤測量成果,本區(qū)共圈定各類綜合異常33處,主要成礦元素以Nb、Au、Cu、Sb、Ag為主。其中以Nb、La等稀有稀土元素為主的綜合異常在西部灰石山一帶主要沿北東向斷裂分布于二疊系哈爾蘇海組地層中,在東部呼倫西白黑石山一帶沿北西向構造形成3條Nb高背景帶,由北向南依次分布于石炭系綠條山組、二疊紀二長花崗巖及北山巖群上巖組地層中。主要成礦元素Nb、La強度高,有多處濃集中心,濃集中心及濃度分帶明顯均為3級。
以Au、Ag、Sb元素為主的綜合異常在區(qū)域的空間分布上具有一致性,主要分布在二疊系雙堡塘組、石炭系綠條山組地層中,多沿NE向區(qū)域斷裂構造的兩側分布。
以Cu元素為主的異常在研究區(qū)中東部,呈NE向帶狀分布,其他地區(qū)零星分布;Pb異常在研究區(qū)東部呈NE、西部呈NW向帶狀分布,對應為二疊紀的巖體中;Zn異常整體上呈NE向帶狀展布,對應的地層主要為二疊系雙堡塘組、石炭系綠條山組,受斷裂構造控制特別明顯。區(qū)內Cu、Zn元素異常分布多與二疊系雙堡塘組一段淺濱海相碎屑巖具有一定的對應關系。Mo異常整體上呈NE向帶狀分布。
2.2 航磁異常特征
研究區(qū)中部,由31個1∶5萬航磁異常組成一條弧形異常帶,磁場區(qū)正負場值跳躍出現(xiàn),最高為900 nT,最低為?150 nT,弧形異常帶西側灰石山一帶為北東向的串珠狀異常帶展布,推測主要為一條北東向斷裂構造的顯示;東側呼倫西白一帶主要為一條北西向構造的顯示,被多條北東向斷裂構造錯斷。區(qū)內以Nb、La等稀有稀土金屬為主的化探異常均沿此弧形異常帶分布,區(qū)內90%以上的礦床點也分布于此異常帶內。
3 礦(床)點分布特征
根據(jù)“內蒙古自治區(qū)礦產資源潛力評價項目”成果,研究區(qū)位于珠斯楞-雅干Cu-Pb-Zn-Ni礦集區(qū)(V)[8]。區(qū)內礦產資源豐富,目前已知礦產有鈮(稀土)、金、銅、銻、鉛鋅、螢石等,以鈮、金為優(yōu)勢礦產。成因類型主要為熱液型,包括沉積變質熱液疊加型、熱液蝕變巖型、熱液充填型、熱液交代型等。區(qū)內分布有礦床2處、礦(化)點28處。
4 成礦規(guī)律總結
4.1 大地構造對成礦的控制
研究區(qū)位于塔里木板塊北東大陸邊緣[9],元古代即形成了北山巖群和古硐井群等前寒武紀的結晶基底,在漫長地質作用過程中經(jīng)多期改造、活化、重結晶形成了低角閃巖相—低綠片巖相的變質巖,在深部巖漿作用過程中基底地層為金屬元素活化遷移富集提供了物源。古生代研究區(qū)處于古亞洲洋發(fā)展階段,古亞洲洋的拉張縫合、海進海退等一系列地質事件,使區(qū)內沉積了大量的濱?!獪\海相碎屑巖建造和少量島弧火山巖建造,為本區(qū)多金屬成礦蘊積了豐富的物質來源。
4.2 構造控礦規(guī)律
通過研究區(qū)已知礦(床)點分布特征,規(guī)模較大的NW向褶皺、斷裂及其次級構造裂隙帶和規(guī)模相對略小的NE向斷裂及其次級構造裂隙帶等構造薄弱地段成礦作用較為明顯,構造與礦產分布關系見圖3。
區(qū)內最主要褶皺構造為呼倫西白—珠斯楞海爾罕復式背斜,形成時期為華力西晚期,在其核部有呼倫西白金礦(6),并有呼倫西白東銅礦點(7)、黑石山南東銅礦點(17、18),表現(xiàn)為明顯的容控礦特征。
研究區(qū)內斷裂構造發(fā)育,主要集中在灰石山北、呼倫西白、黑石山南北等地,主要呈北西向和北東向兩組。北西向規(guī)模較大的斷裂多發(fā)育于北山巖群、古硐井群、泥盆系、二疊系地層中,具有控巖控礦特征,規(guī)模較小斷裂則為容控礦構造,如黑石山附近的黑石山銻礦點(8)、黑石山南銻礦化點(25)、黑石山東南金礦化點(15)、黑石山東南金礦化點(27)均沿北西向斷裂分布;北東向規(guī)模較大斷裂斜切了北西向構造線,使地層及早期斷裂發(fā)生了錯斷,并在灰石山西一帶控制了鈮、稀土以及金礦點的分布,如北東向的F98、F1斷裂是區(qū)內鈮金礦產的主要控礦控造,這些斷裂極有可能在深部為熱液運移提供通道,次級斷裂和裂隙與成礦關系較為密切,如黑石山東南銅礦點(17、18)、灰石山南西鉛礦化點(23)、呼倫西白西南鉛礦化點(24)均產出于北東向構造內。北西向和北東向斷裂交會部位為區(qū)內重要的容控礦構造,如F1與F2斷裂交會部位附近的灰石山鈮稀土礦床(2、3),灰石山東北鈮礦點(19),F(xiàn)11與F13斷裂交會處的呼倫西白金礦(6)等,該部位良好的空間為含礦熱液提供了運移通道和儲積場所,為區(qū)內重點找礦構造部位。
4.3 巖漿巖控礦規(guī)律
區(qū)內巖漿巖與礦化關系密切,它們不僅為成礦提供了熱能,使成礦元素活化富集,且一定程度為成礦提供了物質來源。如晚石炭世黑云正長花崗巖、輝長巖與成礦關系密切,在呼倫西白一帶黑云正長花崗巖不僅為金礦化提供熱源,一定程度上還提供了物質來源,呼倫西白附近銅礦點均產于輝長巖中,認為該處銅礦化與其關系較為密切。晚二疊世二長花崗巖與成礦關系較為密切,灰石山—輝森烏拉西一系列鈮金礦化為沿北東向構造帶分布的熱液型礦化,處于晚二疊世二長花崗巖外接觸帶內,表明與二長花崗巖亦有一定相關性。
5 找礦標志
通過本次工作成果以及收集前人資料綜合研究認為:①該地區(qū)二疊系哈爾蘇海組變質粉砂巖、變質砂巖與二疊紀花崗巖體的接觸帶附近,以Nb、La元素為主的化探異常區(qū)以及疊加串珠狀磁異常區(qū)是尋找鈮、稀土礦產的有利部位;②北山巖群上巖組地層及其與晚石炭世黑云正長花崗巖內外接觸帶附近,構造發(fā)育地段尤其是北東北西向構造交會部位,以Au為主的化探異常發(fā)育地區(qū)是尋找金礦的有利部位;③晚石炭世輝長巖以及沿構造裂隙發(fā)育的石英脈,及其與Cu異常吻合較好地區(qū)是尋找銅礦的有利部位;④沿北西西向構造裂隙充填的構造角礫巖、硅質角礫巖,與Sb異常吻合較好地段是尋找銻礦的有利地段。
6 成礦遠景區(qū)預測
依據(jù)區(qū)內各類礦產的成礦地質特征、控礦條件、成礦規(guī)律[10]、礦床、礦(化)點、物化探異常分布情況、找礦標志等綜合條件要素,對研究區(qū)進行成礦遠景區(qū)的預測[7],初步劃分了3個成礦遠景區(qū)。
6.1 灰石山—輝森烏拉西鈮、稀土、金多金屬礦成礦遠景區(qū)
位于灰石山―輝森烏拉一帶,呈北東向狹長帶狀,南北長約22 km,東西寬約9 km,面積約181 km2。
區(qū)內出露地層主要為北山巖群上巖組,二疊系哈爾蘇海組、三疊系珊瑚井組以及白堊系烏蘭蘇海組,侵入巖以二疊紀花崗巖為主。北山巖群上巖組是本地區(qū)Au元素富集活化的主要地層,亦是金的重要賦礦圍巖,二疊系哈爾蘇海組是區(qū)內鈮稀土礦的主要含礦層位。區(qū)內發(fā)育一條北東向斷裂,規(guī)模較大,該組斷裂控制了區(qū)內巖脈、侵入巖、地層的分布,是區(qū)內主要的控巖、控礦構造,同時也是熱液活動的主要通道,受北東向斷裂影響的次級斷裂則形成了本區(qū)重要的儲礦構造[8],沿斷裂帶兩側地表巖石蝕變硅化、褐鐵礦化普遍且強烈,區(qū)內絕大多數(shù)金屬礦(床)點均沿該斷裂帶分布。
遠景區(qū)內分布有1∶5萬航磁異常17處,異常整體呈串珠狀、帶狀沿北東向斷裂帶分布;根據(jù)1∶2.5萬土壤測量成果,區(qū)內分布有化探異常14處,其中AP1、AP3、AP5、AP19綜合異常以Nb、La、Sr、Au為主,主要成礦元素濃度分級均為3級以上,強度高,套合好,為礦致異常特征。
遠景區(qū)內目前已發(fā)現(xiàn)有鈮―稀土礦床1處[11],鈮、金、銅多金屬礦(化)點13處,其中鈮礦點6處,金礦點4處,銅礦化點1處,鉛礦化點2處。
該遠景區(qū)地質成礦條件十分有利,找礦標志明顯,有較大的資源潛力。物化探異常與已知礦化體套合好,經(jīng)進一步工作有把握能找到新的工業(yè)礦體或擴大已知礦床點規(guī)模。
6.2 呼倫西白—輝森烏拉金、銅、鉛、鈮礦成礦遠景區(qū)
位于呼倫西白一帶,大致呈東西走向向北凸出弧形,面積約135 km2。區(qū)內出露地層有北山巖群、古硐井群下巖組、泥盆系西屏山組、三疊系珊瑚井組和白堊系烏蘭蘇海組。區(qū)內巖漿巖活動較強烈,侵入巖以石炭紀晚期至二疊紀最為發(fā)育。其中與金礦化密切相關的石炭紀晚期巖黑云母正長花崗普遍具有輕微鉀化,局部有綠簾石化,孔雀石化;與銅礦化關系密切的輝長巖中見有孔雀石化。區(qū)內斷裂構造主要有北西向和北東向兩組,其中北西向斷裂比較發(fā)育。
遠景區(qū)內分布有1∶5萬航磁異常10處,異常整體呈北西向帶狀分布。根據(jù)1∶2.5萬土壤測量成果,區(qū)內分布有化探異常9處,主要成礦元素以Au、Cu、Pb、Nb為主,其中AP15、AP17、AP24、AP25、AP28、AP31綜合異常強度高,套合好,均為礦致異常。
目前區(qū)內已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有呼倫西白金礦床1處,銅、金、鈮多金屬礦化點8處。
該遠景區(qū)巖漿熱液活動頻繁、斷裂構造發(fā)育、巖石蝕變礦化強烈,成礦地質條件十分有利,多處化探異常與已知礦化體套合較好,經(jīng)進一步工作可能找到新的工業(yè)礦體或擴大已知礦點規(guī)模。
6.3 黑石山銻、金、螢石礦成礦遠景區(qū)
區(qū)內出露主要地層為石炭系綠條山組,二疊系中統(tǒng)雙堡塘組、金塔組以及白堊系中統(tǒng)烏蘭蘇海組。巖漿巖主要為二疊紀閃長巖多呈北西向小巖株侵入金塔組地層中,北西向石英脈、閃長巖脈、花崗斑巖脈發(fā)育。區(qū)內斷裂極其發(fā)育,北西向斷裂規(guī)模較大,是區(qū)內主要的控巖、控礦構造,北東向斷裂為后期斷裂,對北西向斷裂有錯斷和平移,不同方向斷裂交會部位為成礦有利部位,也是本區(qū)金、銻礦化點主要產出位置。地表巖石蝕變硅化、褐鐵礦化普遍且強烈。
遠景區(qū)內分布有1∶5萬航磁異常2處,異常整體呈北西向帶狀分布;根據(jù)1∶2.5萬土壤測量成果,區(qū)內分布有化探異常8處,其中AP9、AP18、AP30綜合異常以Sb、Ag、Mo、Au為主,AP29、AP32綜合異常以Au為主,主要成礦元素濃度分級均為3級以上,強度高,套合好,為礦致異常特征,且多與航磁異常相對應。
遠景區(qū)內目前發(fā)現(xiàn)有銻礦化點2處,金礦點1處,金礦化點1處,螢石礦化點1處。
綜上,該遠景區(qū)地質成礦條件有利,斷裂構造極發(fā)育,尤其是二疊系地層中北西、北東向構造交會地段以及以Sb、Au為主的化探異常區(qū)內已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多處銻、金多金屬礦化點,可以作為尋找銻金多金屬礦產的有利地區(qū)。
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[資助項目]內蒙古額濟納旗呼倫西白地區(qū)1∶2.5 萬戰(zhàn)略性礦產調查(2020-KY02)。