內(nèi)蒙古敖漢旗窯溝金礦床綜合信息特征及找礦意義

韓雷 鄭巖 李雪梅 張紀田 劉根驛 羅龍

摘要：窯溝金礦床處于華北板塊北緣中段和興蒙造山帶的銜接部位，隸屬于赤峰—朝陽金成礦帶東北段。礦區(qū)內(nèi)礦體位于破火山口的斷裂系統(tǒng)內(nèi)，主要賦礦圍巖為義縣組流紋質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r;石英流體包裹體完全均一溫度為159 ℃～245 ℃，鹽度為1.22 %～11.72 %，具有低鹽度、中低溫成礦流體特征，為火山巖型金礦床。遙感異常信息解譯顯示，窯溝金礦區(qū)為羥基異常高度集中區(qū)。1∶5萬水系沉積物測量圈出以Au為主的綜合異常，1∶1萬土壤地球化學測量發(fā)現(xiàn)具有異常內(nèi)帶的、以Au、Ag為主的土壤綜合異常，其為重要的地球化學找礦標志。1∶5萬航磁異常為低負磁性異常，1∶1萬高精度磁測顯示含礦斷裂具有低磁性特征，1∶1萬激電異常具有高極化率和低電阻率的特征，這些特征可作為地球物理找礦標志。地、物、化、遙綜合信息找礦標志的建立，為在區(qū)域上尋找類似火山巖型金礦床提供了找礦依據(jù)。

關(guān)鍵詞：窯溝金礦床;礦床地質(zhì)特征;地球物理;地球化學;找礦意義

中圖分類號：TD15 P618.51

文獻標志碼：A

文章編號：1001-1277（2022）02-0015-07

doi：10.11792/hj20220203

引 言

窯溝金礦床位于內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市敖漢旗東南部，大地構(gòu)造位置處于華北板塊北緣和興蒙造山帶的銜接部位，隸屬華北板塊中赤峰—朝陽金成礦帶的東北段。赤峰—朝陽金成礦帶是國內(nèi)具有重要地位的金礦產(chǎn)地[1]。該成礦帶成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，找礦潛力巨大，其內(nèi)已發(fā)現(xiàn)金廠溝梁、二道溝、奈林溝、撰山子、紅石砬子、紅花溝、安家營子等金礦床。前人針對這些金礦床成因類型進行了大量研究，主要分為巖漿熱液型和火山巖型[2-10]。其中，金廠溝梁、二道溝金礦床屬于巖漿熱液型金礦床，是構(gòu)成金廠溝梁—二道溝金礦田的重要組成部分，且成礦與燕山晚期對面溝花崗巖體關(guān)系密切，成礦年齡為118～136 Ma，與對面溝花崗巖體的形成年齡（125～131 Ma）相近;而紅石砬子與奈林溝金礦床同處于火山盆地構(gòu)造邊緣的破火山口[7-10]，產(chǎn)于下白堊統(tǒng)義縣組火山巖地層中，受斷裂破碎帶控制，屬于典型的火山巖型金礦床。其中，奈林溝金礦床成礦時代為早白堊世（121.6～125.5 Ma）。目前，針對窯溝金礦床的成因類型研究較少[11-12]。該礦床位于鐵匠營子盆地東部破火山口邊緣的斷裂系統(tǒng)內(nèi)，賦存在火山活動較為強烈的義縣旋回內(nèi)，產(chǎn)于義縣組火山巖地層中，礦床成因與鄰區(qū)奈林溝火山巖型金礦床類似。綜合區(qū)域內(nèi)義縣組火山巖年代學研究資料[7-10]，認為其成巖年齡為早白堊世（120～133 Ma），與燕山期巖漿活動關(guān)系密切。

總體來看，前人對區(qū)域內(nèi)金廠溝梁和二道溝等巖漿熱液型金礦床研究程度相對較高[1-7]，但對火山巖型金礦床成因及找礦標志認識不足。本文對比奈林溝金礦床，根據(jù)窯溝金礦床地質(zhì)特征、成礦流體特征、1∶5萬遙感異常信息解譯特征、1∶5萬航磁異常和1∶1萬高精度磁測及1∶1萬激電中梯特征、1∶5萬水系沉積物異常特征和1∶1萬土壤地球化學異常特征等進行研究分析，討論了找礦意義，為區(qū)域上尋找火山巖型金礦床提供理論依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

窯溝金礦床位于華北板塊北部的內(nèi)蒙地軸北緣，西北側(cè)發(fā)育赤峰—開源大斷裂，東南側(cè)鄰近四家子—貝子府大斷裂，且處于這2條斷裂所夾的銳角內(nèi)（見圖1）。

區(qū)域內(nèi)出露地層主要為太古宇烏拉山巖群（Arw）變質(zhì)巖、中石炭統(tǒng)酒局子組（C2jj）沉積巖、下白堊統(tǒng)義縣組（K1y）火山巖和第四系（Q）。

區(qū)域內(nèi)發(fā)育大面積巖漿巖，主要為晚二疊世黑云母二長花崗巖（P3ηγ）、晚三疊世二長花崗巖（T3ηγ），零星出露石英脈（q）、花崗巖脈（δ）、正長花崗巖脈（ξγ）。

區(qū)域內(nèi)太古代—晚古生代處于較穩(wěn)定狀態(tài)，從晚古生代開始，發(fā)生強烈的構(gòu)造運動，區(qū)域大斷裂控制著大部分次級斷裂和基底構(gòu)造。其中，近東西向展布的高家窯—烏拉特后旗—化德斷裂是赤峰—開源深大斷裂的一部分，控制了華北板塊及其北緣的構(gòu)造演化，區(qū)域內(nèi)金礦床的分布與巖漿活動受其影響較大。區(qū)域內(nèi)主要發(fā)育近東西向斷裂、北西向斷裂和北東向斷裂。

2 礦區(qū)及礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)出露地層以下白堊統(tǒng)義縣組（K1y）火山巖為主（見圖2），巖性為英安質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r、流紋質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r、安山質(zhì)火山角礫巖和流紋質(zhì)巖屑晶屑含角礫凝灰?guī)r。其中，流紋質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r中金礦化發(fā)育，是主要的富金層位和賦礦圍巖。礦區(qū)北部出露小面積太古宇烏拉山巖群（Arw）變質(zhì)巖，第四系（Q）分布在低洼溝谷地段。

礦區(qū)東部和北部，分布有燕山晚期二長花崗巖和正長花崗巖侵入體，局部含有烏拉山巖群和酒局子組的殘留體，出露面積均不足2 km2。義縣組火山巖與花崗巖整體呈覆蓋接觸，局部存在斷層接觸關(guān)系。

礦區(qū)位于鐵匠營子火山盆地構(gòu)造邊緣的破火山口，斷裂十分發(fā)育，主要為近東西向展布的區(qū)域大斷裂，東南側(cè)和西側(cè)有北西向展布的深大斷裂，這些斷裂是良好的容礦構(gòu)造，為含礦熱液提供運移通道。窯溝金礦床受北西向斷裂控制明顯，礦體呈北西向展布。

2.2 礦床地質(zhì)特征

2.2.1 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)礦體在平面上為呈平行帶狀分布的線形脈體，內(nèi)部含有硅化黃鐵礦化透鏡體，產(chǎn)于義縣組流紋質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r中，受北西向斷裂控制而呈北西向展布。礦體大多走向319°～338°，傾向49°～68°，傾角50°～60°，長35～160 m，最長可達200 m，寬0.1～1.6 m。其中，8號、9號礦體的礦化程度最強，其他礦體礦化較弱。

8號礦體長約135 m，寬0.6～1.2 m，走向335°，傾角50°～56°，呈似層狀產(chǎn)出，北西段受北西向斷裂影響，巖石破碎，礦化程度較強，金平均品位2.34×10-6，金最高品位達6.83×10-6;南東段向深處金品位逐漸降到0.98×10-6。

9號礦體發(fā)育于流紋質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r中，長約100 m，寬0.4～1.0 m，傾向63°，傾角58°，北西向展布，呈似層狀、透鏡狀沿斷裂分布，主要受北西向斷裂控制，礦化程度較強，金平均品位3.22×10-6，金最高品位達7.85×10-6。

2.2.2 礦石特征

礦石中金屬礦物主要為黃鐵礦，其次為黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等金屬硫化物，可見少量磁鐵礦、赤鐵礦和褐鐵礦。金的主要載體礦物是石英和黃鐵礦。礦石結(jié)構(gòu)主要為自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)，其次為凝灰結(jié)構(gòu)，礦石內(nèi)以晶屑為主，晶屑多呈棱角狀、不規(guī)則狀（見圖3-a、b），粒度變化較大，膠結(jié)物主要成分是長英質(zhì)礦物，礦石內(nèi)大部分黃鐵礦呈半自形—他形粒狀（見圖3-c），粒度為中細粒，多為2～3 mm，少部分脈狀和浸染狀黃鐵礦（見圖3-d）產(chǎn)于流紋質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r內(nèi)。礦石中可見石英在黃鐵礦內(nèi)部析出形成乳滴狀包含結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造以角礫狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造和晶洞狀構(gòu)造為主。

2.2.3 圍巖蝕變

礦區(qū)圍巖蝕變較強烈，主要為硅化，其次是綠泥石化、黃鐵絹英巖化等中低溫熱液蝕變，呈帶狀分布，由中心向兩側(cè)逐漸減弱，形成對稱性構(gòu)造蝕變帶。礦體產(chǎn)于蝕變巖中，局部有高嶺土化，與圍巖界線不清晰。礦石中除金外，還伴有銀、銅等有益組分。礦化以弱黃鐵礦化為主，發(fā)育于流紋質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r中。在地質(zhì)路線調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)多條北東向、北西向石英脈、閃長巖脈及閃長玢巖脈等，這些巖脈局部發(fā)育硅化、綠泥石化和黃鐵絹英巖化等。

2.2.4 成礦流體特征

窯溝金礦床石英流體包裹體完全均一溫度為159 ℃～245 ℃，平均完全均一溫度為202 ℃;鹽度為1.22 %～11.72 %，平均鹽度為6.47 %，具有中低鹽度、中低溫成礦流體特征。與區(qū)域內(nèi)典型金礦床成礦流體特征對比見表1。其中，金廠溝梁和二道溝金礦床為巖漿熱液型金礦床，奈林溝與窯溝金礦床為火山巖型金礦床。流體包裹體均為氣液兩相包裹體，金廠溝梁金礦床流體包裹體分為3個階段，完全均一溫度分別為317 ℃～364 ℃、265 ℃～359 ℃和242 ℃～339 ℃，鹽度分別為5.71 %～11.46 %、5.26 %～9.34 %和2.57 %～6.59 %，屬于中高鹽度、中高溫熱液成礦流體;二道溝金礦床流體包裹體完全均一溫度為190 ℃～378 ℃，為中高溫熱液流體，鹽度為3.00 %～10.00 %，具中低鹽度流體特征;奈林溝金礦床流體包裹體完全均一溫度為157 ℃～280 ℃，鹽度為5.02 %～13.88 %，屬于中低鹽度、中低溫成礦流體。

與巖漿熱液型金礦床相比，窯溝金礦床成礦流體具有較低的溫度，鹽度變化較大，表明大氣降水大量混入，成礦流體具有淺成、中低溫成礦流體特征。

3 地球物理特征

3.1 巖石磁性特征

根據(jù)1∶5萬航磁異常圖（見圖4）可知，窯溝地區(qū)的磁場較為平穩(wěn)，磁場強度變化區(qū)間為-100～100 nT，與義縣組火山巖相對應。對礦區(qū)進行1∶1萬高精度磁測[13]，結(jié)果表明：磁性最強的是安山巖、閃長玢巖，磁化率為1 420×10-6～15 200×10-6SI（κ）;中酸性火山巖和花崗巖的磁性較弱，磁化率為10×10-6～480×10-6SI（κ）;磁性最弱的是石英脈等，磁化率為10×10-6SI（κ）。義縣組火山巖具有明顯的低磁化率特征。由1∶1萬高精度磁測信息解譯出F5、F6、F7、F8等4條斷裂，組成了礦區(qū)基本構(gòu)造格架，形成特征顯著的低負磁性異常區(qū)。

3.2 激電異常特征

1∶1萬激電中梯測量結(jié)果（見圖5-a）顯示：Ⅰ-2區(qū)的J121、J122、J123、J124號激電異常極化率分別為4.8 %、5.6 %、4.0 %、5.2 %，電阻率分別為20 Ω·m、100 Ω·m、250 Ω·m、250 Ω·m，均分布在義縣組火山巖中，規(guī)模強度不大，走向近南北，形狀較規(guī)則，呈左斜列式向北東向延伸;J125號激電異常位于晚三疊紀侵入巖中，是單點單線激電異常，極化率為4.8 %，電阻率為500 Ω·m。高精度磁測解譯出3條斷裂（見圖5-c），大部分斷裂位于火山巖區(qū)，與二長花崗巖走向近平行，且空間位置較近。

電阻率異常（見圖5-b）顯示：礦區(qū)東側(cè)二長花崗巖的電阻率為200～1 500 Ω·m，最高達1 900 Ω·m;義縣組火山巖的電阻率為20～250 Ω·m，二者電阻率差異明顯，二長花崗巖的高電阻率表明地質(zhì)體向西部延伸，電阻率變化從強到弱，說明火山巖地層與二長花崗巖侵入體呈覆蓋接觸關(guān)系。激電異常與礦體的多金屬礦化有關(guān)，具有高極化率和低電阻率特征。

4 遙感解譯特征

1∶5萬遙感異常信息解譯圖（見圖6）顯示，區(qū)域內(nèi)環(huán)形構(gòu)造比較發(fā)育，根據(jù)遙感圖像上的環(huán)形山脊、環(huán)形沖溝、環(huán)狀水系及環(huán)狀色調(diào)異常等標志，解譯出窯溝地區(qū)存在多條環(huán)形構(gòu)造。這些環(huán)形構(gòu)造在空間分布上有明顯的規(guī)律性，主要在不同方向斷裂交匯部位出現(xiàn)，形成一系列環(huán)形構(gòu)造群。遙感異常信息解譯出礦區(qū)及周邊斷裂十分發(fā)育，以北西向斷裂最為發(fā)育，多表現(xiàn)為直線形北東向大小不等的沖溝，以及北西向洼地和北西向排列的陡坎、山鞍等，整體表現(xiàn)為壓性斷裂特點，控制礦區(qū)內(nèi)主要山體及晚三疊世二長花崗巖、白堊系火山巖的總體走向。

遙感異常信息提取出礦區(qū)及周邊存在多處遙感蝕變異常，窯溝金礦床位于Ⅰ號遙感蝕變異常中，羥基異常高度集中，發(fā)育黃鐵絹英巖化和綠泥石化，鐵染異常不發(fā)育，地表出露義縣組火山巖，遙感蝕變異常呈不規(guī)則帶狀展布。一級羥基異常主要為淺磚紅色，反映中低山地貌，次尖棱狀山脊，凹面山坡，發(fā)育較疏稀的不規(guī)則狀水系;遙感異常信息解譯出窯溝金礦床西北側(cè)的Ⅳ號遙感蝕變異常發(fā)育少量三級鐵染異常，推測與黃鐵礦化有關(guān)。因此，遙感異常信息解譯的環(huán)形構(gòu)造和斷裂及羥基異常疊加區(qū)可作為尋找火山巖型金礦床的找礦標志。

5 地球化學特征

5.1 1∶5萬水系沉積物異常特征

1∶5萬水系沉積物測量結(jié)果顯示，主成礦元素有Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Mo，元素濃集系數(shù)為0.29～5.36，Cu、Zn、Ag、Mo、Pb、Au等元素變異系數(shù)大于1，且Au變異系數(shù)最大。元素相關(guān)性分析結(jié)果顯示，Au與Ag、Cu的相關(guān)性較強。

在火山巖出露地段圈出以Au為主的綜合異常AS-10乙2（見圖7-a））。該綜合異常中包含的Au異常見圖7-b）。其中，Au-15的異常規(guī)模最大，Au異常平均值34.6×10-9，最大值86.9×10-9，襯度17.3，NAP值（規(guī)格化面金屬量）為52.42。對綜合異常AS-10乙2進行了1∶1萬地質(zhì)、地球化學剖面概略性檢查，發(fā)現(xiàn)Au、Ag、Pb、Zn等均出現(xiàn)異常高值點，Au最高值達379.9×10-9，高值點位于義縣組火山巖內(nèi);Ag最高值為4.7×10-6，高值點位于太古宙變質(zhì)巖區(qū)內(nèi);Pb最高值為2 413.5×10-6，Zn最高值為628.8×10-6，二者套合出現(xiàn)在晚三疊世二長花崗巖內(nèi)。

5.2 1∶1萬土壤地球化學異常特征

1∶1萬土壤地球化學測量分析元素有Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Co、Sb、Bi、Hg、Mo、W、Sn、V、Ni、Ti等15種元素。綜合礦區(qū)地質(zhì)條件，重點圈定出以Au、Ag為主的HT-15和HT-16土壤綜合異常（見表2），其均分布在火山巖地層中。

HT-15土壤綜合異常位于義縣組火山巖中，面積1.270 km2，以Au、Ag為主，異常具內(nèi)、中、外帶，濃集中心較接近，異常套合性較好。Au平均值1 390.91×10-9，最大值2 563.09×10-9;Ag平均值10.72×10-6，最大值10.88×10-6。該土壤綜合異常受北西向斷裂控制，在地質(zhì)調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)礦化帶，礦化帶蝕變強烈，主要有黃鐵礦化、硅化、褐鐵礦化、絹英巖化、綠泥石化等。

HT-16土壤綜合異常在義縣組火山巖與晚三疊世二長花崗巖接觸帶上，面積0.244 km2，以Au、Sb、Hg、Ag、Mo為主，異常具內(nèi)、中、外帶。Au平均值97.68×10-9，最大值180.83×10-9;Sb平均值4.71×10-6，最大值4.71×10-6;Hg平均值90.26×10-9，最大值240.00×10-9;Ag平均值0.48×10-6，最大值0.67×10-6;Mo平均值13.12×10-6，最大值19.37×10-6。該土壤綜合異常受北西向斷裂與晚三疊世二長花崗巖接觸帶控制，其內(nèi)發(fā)育金礦化，盡管分布面積較小，但元素相對富集，且元素間套合較好，接觸帶附近礦化蝕變發(fā)育，主要有黃鐵絹英巖化、綠泥石化等。

6 找礦意義

窯溝金礦床賦礦圍巖為義縣組火山巖;控礦構(gòu)造為火山盆地構(gòu)造邊緣破火山口放射狀或環(huán)狀斷裂，礦體主要為黃鐵絹英巖化巖屑晶屑凝灰?guī)r，金的載體礦物主要為黃鐵礦，這些地質(zhì)特征是尋找火山巖型金礦床的直接或間接標志。由于發(fā)育綠泥石化、絹英巖化，遙感異常信息解譯出窯溝金礦床為羥基異常高度集中區(qū);由于礦區(qū)內(nèi)基本不含磁鐵礦，黃鐵礦化強度較弱，與金廠溝梁金礦床等賦存于太古代變質(zhì)巖中的金礦床相比，鐵染異常不發(fā)育。由于中酸性火山巖和花崗巖的磁性較弱，磁化率為10×10-6～480×10-6SI（κ）;磁性最弱的是石英脈巖等，磁化率為10×10-6SI（κ），加之含礦構(gòu)造帶蝕變過程中的退磁作用[13]，因此，1∶5萬航磁異常特征顯示，礦區(qū)為低負磁性異常區(qū);1∶1萬高精度磁測顯示，含礦斷裂具有低磁性特征。1∶1萬激電中梯測量表明，礦體及構(gòu)造蝕變帶具有高極化率、低電阻率特征，因此，低磁性、低電阻率和高極化率是重要的地球物理找礦標志。1∶5萬水系沉積物測量圈出以Au為主的綜合異常，1∶1萬土壤地球化學測量圈出具異常內(nèi)、中、外帶的、以Au、Ag為主的土壤綜合異常，經(jīng)地質(zhì)查證發(fā)現(xiàn)礦化帶，表明以Au、Ag為主的土壤綜合異常是重要的地球化學找礦標志。

7 結(jié) 論

1）窯溝金礦床礦體賦存于早白堊系義縣組火山巖地層中，受巖性控制明顯;礦體的產(chǎn)出受火山盆地構(gòu)造邊緣的破火山口及其伴生的斷裂控制。

2）窯溝金礦床石英流體包裹體完全均一溫度為159 ℃～245 ℃，鹽度為1.22 %～11.72 %，具有低鹽度、中低溫成礦流體特征;與巖漿熱液型金礦床成礦流體相差明顯，與火山巖型金礦體成礦流體相似，具有火山熱液成礦流體特征。

3）窯溝金礦區(qū)遙感異常信息解譯為環(huán)形構(gòu)造和斷裂及羥基異常疊加區(qū)，地球物理顯示為低磁性、低電阻率和高極化率特征，地球化學為Au、Ag元素組合異常區(qū)，這些特征為綜合信息找礦標志。

4）綜合地質(zhì)特征、礦體產(chǎn)出特征、成礦流體特征，認為窯溝金礦床屬于火山巖型金礦床。

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