內(nèi)蒙古小北溝礦區(qū)小城子礦段鋅多金屬礦床地質(zhì)特征及礦床成因

王艷霞

(河南省有色工程勘察有限公司,河南鄭州 450016)

內(nèi)蒙古小北溝礦區(qū)小城子礦段鋅多金屬礦床地質(zhì)特征及礦床成因

王艷霞

(河南省有色工程勘察有限公司,河南鄭州 450016)

礦區(qū)處于興蒙華力西地槽褶皺系南興安晚華力西地槽褶皺帶中部,林西隆起東緣與大板—天山凹陷毗鄰部位。闡述小北溝小城子礦段鋅多金屬礦床地質(zhì)特征,分析礦床成因,認(rèn)為該礦床成礦物質(zhì)主要來源于區(qū)內(nèi)與次火山巖同源的深部中基性—中酸性復(fù)合巖漿,這些巖漿在淺源巖漿房中同化混雜,間歇性噴發(fā)、分異演化,使含Cu、Pb、Zn、Sn、Ag元素的成礦溶液沿林西組地層裂隙及層間構(gòu)造貫入形成礦體。礦床形成溫度140～370℃,成礦具有多期多階段特點(diǎn)。故該礦床成因?yàn)榇位鹕綗嵋毫严冻涮钚偷V床。

小北溝礦區(qū);鋅多金屬;地質(zhì)特征;次火山熱液

0 引言

大興安嶺地區(qū)是中國有色金屬礦產(chǎn)的重要成礦帶之一,而以銅為主的礦化主要發(fā)育在東南段,由南向北已知有大井、敖爾蓋、臺(tái)布呆、駝峰山、扁扁山、好力寶、香山、布敦花、蓮花山、鬧牛山等大、中、小型礦床和眾多礦(化)點(diǎn)。礦化類型主要為熱液型,其次為斑巖型。這兩種類型常構(gòu)成一個(gè)成礦系列。礦化產(chǎn)出形態(tài)往往出現(xiàn)層—帶—脈的分布特征(張德全等,1997),即在巖體接觸帶內(nèi)形成浸染狀礦化,礦(化)體形態(tài)多呈層狀—似層狀或透鏡狀,隨著遠(yuǎn)離接觸帶,依次可出現(xiàn)帶狀(矽卡巖)和脈狀礦化,具此類礦化特征對找礦有很好的指導(dǎo)意義。小北溝礦區(qū)小城子礦段屬大井礦床西延部分,成礦地質(zhì)條件、控礦因素、礦化特征與其基本類似,初步查明為一小型鋅多金屬礦床。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦區(qū)所處大地構(gòu)造位置為興蒙華力西地槽褶皺系南興安晚華力西地槽褶皺帶中部,次級(II級)構(gòu)造單元為林西—科右中旗復(fù)背斜。該復(fù)背斜由黃崗—甘珠爾廟背斜及其兩側(cè)的各一個(gè)向斜構(gòu)成,南東側(cè)為林西—陶海營子(倒轉(zhuǎn))向斜,礦區(qū)位于該向斜南段北翼(圖1)。

由于南興安晚華力西地槽褶皺帶在燕山期被卷入環(huán)太平洋火山帶而發(fā)生強(qiáng)烈活化,在晚華力西構(gòu)造之上發(fā)育了廣泛的陸相火山沉積巖蓋層。以侏羅系底部不整合面為界可將本區(qū)劃分成不同規(guī)模的后華力西隆起區(qū)和凹陷區(qū)。礦區(qū)即產(chǎn)于一個(gè)較大隆起——林西隆起東緣與大板—天山凹陷毗鄰部位。

本區(qū)地層建造發(fā)育了華力西期和燕山期兩個(gè)構(gòu)造層。華力西構(gòu)造層分上、下兩個(gè)亞層,下亞層下部為一套晚石炭世優(yōu)地槽沉積(本巴圖組),上部發(fā)育了一套早二疊世類島弧火山巖、火山碎屑巖建造(大石寨組)及淺海相碎屑巖建造(黃崗梁組);上亞層為晚二疊世的陸相磨拉石相和殘留海灣相、瀉湖相砂泥巖建造(林西組),構(gòu)成了晚華力西期褶皺基底的蓋層。工作區(qū)及其附近,華力西下構(gòu)造層已隱伏于深部,地表未見出露,而上構(gòu)造層(蓋層)則有大面積分布,是區(qū)內(nèi)礦床的直接賦礦圍巖。燕山期構(gòu)造層為一套陸相火山巖、火山—沉積巖建造,廣泛分布于區(qū)域北東部,礦區(qū)東南部亦有出露。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層

區(qū)內(nèi)第四系黃土掩蓋較廣,露頭在山坡或坡脊零星分布,約占填圖面積的5%。礦區(qū)出露地層僅有上二疊統(tǒng)林西組(P2L),其總厚度>3 000 m,可分為4個(gè)巖性段,區(qū)內(nèi)僅出露下部2個(gè)巖性段,基本特征列于表1。表中各段之間為整合接觸。

圖1 大井礦床大地構(gòu)造位置簡圖Fig.1 Position geotectonic map ofDajing deposit

表1 工作區(qū)林西組地層劃分及特征簡表Table 1 Stratigraphic division and characteristics simple table ofLinxi For mation in working area

小城子礦段僅1.5 km2,范圍較小,出露巖層只涉及上二疊統(tǒng)林西組上段第一亞段P2L2-1,巖層走向受構(gòu)造的影響,自東向西走向有北西—東西—北東的變化,傾向有北東—北—北西的變化,傾角30°～50°。礦化對圍巖無明顯選擇性,但以炭質(zhì)粉砂巖(粉砂質(zhì)板巖)、細(xì)砂巖最為重要。

2.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)一級褶皺主要發(fā)育兩個(gè)背斜、一個(gè)向斜,由北西至南東依次為林西—三段倒轉(zhuǎn)背斜、桑木溝—官地倒轉(zhuǎn)向斜和推測孫家營子—上大井倒轉(zhuǎn)背斜。礦區(qū)產(chǎn)于桑木溝—官地倒轉(zhuǎn)向斜中段北西翼(圖2)。褶皺軸向?yàn)镹E向,兩翼地層多出露不全,總體表現(xiàn)出淺層褶皺特征。上述褶皺的次級褶皺較發(fā)育,地層在礦區(qū)范圍內(nèi)總體呈NE走向、向NW傾斜,而在小城子—上大井一帶突然轉(zhuǎn)成NW走向、向NE傾斜,然后又逐漸恢復(fù)正常。

如前所述,林西組實(shí)際上為晚華力西褶皺基底的蓋層,其褶皺作用理應(yīng)不很強(qiáng)烈,但區(qū)內(nèi)褶皺均已倒轉(zhuǎn),推測可能與后來斷塊間的推擠作用有關(guān)。

圖2 礦區(qū)地質(zhì)圖Fig.2 Geologicalmap of ore district

工作區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育,按走向可分為NE向、NW向、近EW向、近SN向四組(見圖2),它們具有如下基本特征:常以斷裂帶形式出現(xiàn);大致等間距分布;追蹤和交截現(xiàn)象常見;多次活動(dòng)特征明顯;主要為逆斷層和平移正斷層,后者平面上多為左行扭動(dòng)。以NE向斷裂規(guī)模最大,表現(xiàn)清楚,為區(qū)內(nèi)控(導(dǎo))礦構(gòu)造;如F1斷裂是本區(qū)極為重要的斷裂,對本區(qū)地層礦體的展布起著重要的制約作用。NW向斷裂為主要容礦構(gòu)造,近EW向斷裂為次要容礦構(gòu)造,近SN向斷裂規(guī)模一般較小,局部可見有礦脈充填[1]。成礦后斷裂活動(dòng)較微弱,對礦體的破壞作用不大。

2.3 巖漿巖

工作區(qū)及附近既無火山巖,也無較大的深成巖體出露,但超淺成侵入巖(次火山巖)和脈巖十分發(fā)育,主要集中分布在北部新民屯—兩顆樹北山一帶,形成一個(gè)長10 km左右、寬數(shù)十米至200 m左右的次火山巖—脈巖帶,巖性主要有輝綠玢巖、英安斑巖、安山玢巖、玄武玢巖,并具有分別集中分布的現(xiàn)象;其次為散布于全區(qū)的閃長玢巖脈、煌斑巖脈,并見一條長1 500 m左右的霏細(xì)斑巖脈。

小城子礦段在1∶2 000圖幅內(nèi)見一處花崗閃長巖脈,出露長140 m,寬10～20 m,出露位置在圖幅的西北角。鉆孔中見有沿裂隙貫入的中性、中酸性、酸性脈巖及煌斑巖脈,厚度一般1～10 m左右。侵入時(shí)代均為侏羅紀(jì)晚期。

2.4 近礦圍巖及蝕變

礦區(qū)內(nèi)各種巖石均可為含礦角礫巖或含礦碎裂巖帶的圍巖,但以粉砂巖和各類巖石的界面處為主,對圍巖沒有選擇性。礦體產(chǎn)狀受構(gòu)造裂隙控制,以層面構(gòu)造裂隙為主,賦存于硅化—碳酸鹽化膠結(jié)的構(gòu)造角礫巖或破碎帶中。近礦圍巖蝕變極弱,一般蝕變帶寬度不超過幾厘米,具有硅化、碳酸鹽化、絹云母化、綠泥石化。鉆孔中見礦標(biāo)志層不明顯。

3 礦床地質(zhì)

3.1 礦體規(guī)模、產(chǎn)狀及形態(tài)特征

小城子礦段位于大井銅錫多金屬礦床西延部分,成礦地質(zhì)條件、控礦因素、礦化特征與其基本類似,大井礦床有數(shù)條礦脈延伸到本區(qū)。礦體嚴(yán)格受構(gòu)造控制,主要受北西向構(gòu)造裂隙和層間裂隙控制,對圍巖沒有明顯的選擇性。礦體形態(tài)呈脈狀,連續(xù)性差,局部有分枝復(fù)合,尖滅再現(xiàn)而變得復(fù)雜。經(jīng)本次勘查,在小城子礦段內(nèi)圈定礦體149個(gè),估算的資源量礦體119個(gè)。礦體數(shù)量多,規(guī)模小,礦體總體走向北西,傾向北東,傾角20°～50°,一般30°～40°,主要分布在39勘探線以東和44線的南西段;絕大多數(shù)礦體走向延伸長度<100 m,最大X-15號(hào)礦體走向長100～400 m,傾向延伸500 m;大多數(shù)礦體為單工程控制。兩個(gè)及兩個(gè)以上工程圈定的礦體有38個(gè),最大的X-15號(hào)礦體由10個(gè)鉆孔控制。主元素Zn金屬量>5 000 t的礦體4個(gè),5 000～3 000 t的1個(gè),3 000～1 000 t的5個(gè),1 000～500 t的7個(gè),<500 t的102個(gè)。礦體多而薄,厚度一般1～2 m,最厚的礦體是X-14,厚4.82 m;以西分布零星;賦存標(biāo)高500～300 m段較集中,埋深300～500 m,往東至14線賦存標(biāo)高有抬高趨勢,為600～400 m。

礦體大致平行排列,局部地段分布密集,呈間斷分布,不連續(xù)而造成礦體延展規(guī)模很小(見圖3)。

區(qū)內(nèi)成礦元素多,Cu、Pb、Zn、Sn、Ag 5種元素均可圈出工業(yè)礦體,以鋅礦化為主,根據(jù)礦化組合可圈出少量單鋅、單銅礦體,更多的是共生,主要有Cu-Zn、Pb-Zn礦石組合的礦體,其次為Pb-Zn-Sn-Ag和極少量Cu-Pb-Zn-Sn-Ag等元素組合成復(fù)雜礦石類型的礦體。經(jīng)礦段資源量估算,區(qū)內(nèi)119個(gè)礦體,總礦石量318.98萬t,其中鋅礦體數(shù)102個(gè),礦石量為310.29萬t,鋅礦石量占97.3%?？梢姳緟^(qū)應(yīng)為以鋅為主的多金屬礦床。

圖3 小城子礦段24勘探線剖面圖Fig.3 No.24 prospecting line profile map of Xiaochengzi ore section

3.2 礦石礦物成分

本區(qū)礦石礦物成分復(fù)雜,已發(fā)現(xiàn)的礦物有30余種。金屬礦物主要有黃鐵礦、黃銅礦、鐵閃鋅礦、方鉛礦、錫石和多種銀礦物,次有磁黃鐵礦、毒砂、菱鐵礦等;非金屬礦物主要為石英、長石、絹云母、綠泥石及碳酸鹽礦物。由于成礦作用多期次、多階段、多中心,成礦作用多次疊加,從而造成上述礦物在不同的礦石類型中含量變化很大,形成復(fù)雜的礦物組合和礦石類型,甚至在一條礦體中,在走向上、傾向上都可形成不同的礦物組合,從而形成不同的礦石類型[2]。

3.3 礦石品位

區(qū)內(nèi)礦石總體為貧礦,主元素鋅礦石平均品位為2.06%,共生礦產(chǎn)銅品位0.27%,鉛品位0.77%,錫品位0.23%,銀品位25.89 g/t。

本礦區(qū)礦化元素具垂向分帶現(xiàn)象,上部以鉛、鋅為主,向深部銅、錫礦化增強(qiáng),總體以鋅為主[3]。

共生礦產(chǎn)Cu、Pb、Sn、Ag,由于不同的礦石類型,復(fù)雜的礦物組合,Cu、Pb、Zn、Sn、Ag等品位變化較大。北東部銅礦化較強(qiáng),銅品位較高,如X-15、X-16號(hào)礦體的深部工程中,Cu品位0.252%～1.52%;淺部以Zn和Pb、Zn、Ag礦化為主,Sn礦化分布較零散。本區(qū)礦體大都較貧,但也有富礦出現(xiàn),如X-15、X-1、X-16、X-33號(hào)幾個(gè)主礦體中,單樣鋅品位最大值為10.42%～14.05%。

3.4 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

本區(qū)礦石結(jié)構(gòu)比較簡單,有晶粒狀結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、包含—嵌晶結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)、不等粒壓碎結(jié)構(gòu)、骸晶結(jié)構(gòu)等。本區(qū)主要是晶粒狀結(jié)構(gòu),特別是它形和它形—半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)是本區(qū)最主要的礦石結(jié)構(gòu)類型。

礦石構(gòu)造以脈狀、網(wǎng)脈狀、塊狀或準(zhǔn)塊狀構(gòu)造最為常見,其次是條帶狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因

本區(qū)屬大井礦床西延部分。大井礦床以其規(guī)模大,成礦元素多,一直是眾多科研單位和專家關(guān)注的對象,對其礦床成因也眾說紛紜。經(jīng)過本次勘查,綜合相關(guān)資料分析,礦區(qū)內(nèi)鋅多金屬礦床應(yīng)為次火山熱液裂隙充填型礦床[4]。主要依據(jù)如下:

(1)礦床臨近中生代火山沉積盆地邊緣,成礦作用在時(shí)間、空間、成因上都與火山作用關(guān)系密切。

(2)據(jù)王玉柱等研究認(rèn)為[5],成礦物質(zhì)主要來源于區(qū)內(nèi)與次火山巖同源的深部巖漿,深部巖漿可能是一個(gè)中基性—中酸性復(fù)合巖漿。巖漿在淺源巖漿房中同化混雜,間歇性噴發(fā),分異演化,使含Cu、Pb、Zn、Sn、Ag元素的成礦溶液沿林西組地層裂隙及層間構(gòu)造貫入形成礦體。

(3)據(jù)穩(wěn)定同位素硫、鉛和稀土元素地球化學(xué)信息,成礦作用具有深源特點(diǎn),碳同位素系火山噴氣作用,氧同位素表明成礦晚期有大氣水加入。

(4)礦石單礦物黃鐵礦Co/Ni>1,Sc較低,錫石中Fe、Mo、In高,而Ta、Nb很低,與次火山熱液錫礦類似。

(5)礦床形成溫度140～370℃,成礦溫度跨度大,成礦具有多期多階段特點(diǎn),這與火山間歇性脈動(dòng)有關(guān)。每次脈動(dòng)都形成一套特征的元素組合,每次成礦都圍繞不同中心進(jìn)行。礦床內(nèi)礦石礦物成分復(fù)雜。元素組合多,伴生組分復(fù)雜,反映了該礦床成礦機(jī)制、礦床成因極為復(fù)雜。

礦床成礦時(shí)代應(yīng)為燕山早期晚階段。其工業(yè)類型屬產(chǎn)于圍巖中的脈狀鋅多金屬礦床。

4.2 找礦標(biāo)志

4.2.1 氧化帶礦體露頭標(biāo)志

礦體露頭在大井礦區(qū)有出露,由于氧化淋失強(qiáng)烈,呈現(xiàn)褐—褐紫色鐵帽,含少量孔雀石、藍(lán)銅礦。

4.2.2 物探標(biāo)志

本區(qū)進(jìn)行過1∶5萬重力、磁法,1∶1萬大功率激電中梯掃面等物探工作,對地質(zhì)找礦工作具有重要參考價(jià)值。圈定的物探異?？勺鳛檎业V的間接標(biāo)志。

4.2.3 化探標(biāo)志

前人所做1∶5萬水系沉積物測量僅在小北溝一帶發(fā)現(xiàn)一個(gè)低緩多金屬異常,在大井地區(qū)多金屬異常反應(yīng)明顯。

[1] 王永爭,覃功炯,歐強(qiáng).內(nèi)蒙古林西大井銅錫多金屬礦區(qū)構(gòu)造與成礦[J].地質(zhì)與勘探,2001(5):5-7.

[2] 張春華.內(nèi)蒙大井錫多金屬礦床礦石的物質(zhì)成分及特征[J].礦產(chǎn)與地質(zhì),2004(1):3-6.

[3] 王玉柱,曲麗莉,等.大井多金屬礦床礦石礦物成分及時(shí)空演化[J].礦床地質(zhì),2002,21(1):23-25.

[4] 趙利青,覃功炯,孫世華,等.內(nèi)蒙古大井錫—多金屬礦床伴生金礦化特征及礦床成因[J].黃金地質(zhì),2002(3):2-6.

[5] 王玉柱,曲麗莉,王麗娟,等.大井錫多金屬礦床礦化中心的探討[J].地質(zhì)與勘探,2002,38(2):23-27.

(責(zé)任編輯:于繼紅)

Geological Characteristics and Deposit Genesis of Zinc Polymetallic Deposit of Xiaochengzi Ore Section in Xiaobeigou Ore District,Inner Mongolia Province

WANG Yanxia
(Henan Engineering Investigation Co.;L td.for NonferrousM etals,Zhengzhou,Henan450016)

The ore district locates in the place of eastern margin of Linxi uplift and adjoining parts of Daban-Tianshan Depression,in the middle of Late Variscan Nanxingan geosynclinals fold belt belongs to Hinggan-Mongolian Variscan geosynclinals fold system.The author expounds geological characteristics of zinc polymetallic deposit,analyzes deposit genesis,reveals deposit-for ming materials mainly coming from inter mediate-basic and inter mediate-acid composite magma which is cognate with subvolcanic rock in the district.Mag ma occursmixed ass imilation,inter mittent eruptions and differential evolution in the shallow magma chamber,makes ore-for ming solution with Cu,Pb,Zn,Sn,Ag along Linxi for mation crack and interlayer structure penetration for ming ore body.For mation temperature of deposit fallswithin the range of 140～370℃with multi-stage mineralization characteristics.So the deposit is subvolcanic-hydrother mal fissure filling deposit.

Xiaobeigou ore district;zinc polymetallic;geological characteristics;subvolcanic-hydrotherm

P618.43

A

1671-1211(2010)03-0228-05

2009-11-02;改回日期:2009-12-11

王艷霞(1963-),女,工程師,地質(zhì)與勘探專業(yè),從事工程地質(zhì)勘察工作。E-mail:wangyx-168@sohu.com