内蒙古东部朝不楞铁锌多金属矿床成矿特征

内蒙古东部朝不楞铁锌多金属矿床成矿特征

0基于gis平台的地质成矿理论随着高科技在地质工作中的引入，特别是“3s”技术在地质调查中的应用，带来了巨大的成果。“地质找矿,遥感先行,化探指路,物探定位,地质是基础”的找矿经验,充分说明了多学科交叉在地质找矿的重要的作用。基于GIS平台对多源地学信息进行综合研究,要在地质理论的指导下进行。边缘成矿理论认为大部分矿床在空间上是沿着不同类型和级别的大地构造单元或地质体的边缘部位,即异相交接带分布的;时间上是在不同构造运动期、地质时期或成矿作用的早期、晚期或过渡期形成的;而地球内、外部的各种异相差异因素所产生的成矿边缘效应是造成边缘成矿的主要原因。该理论可以简单的表示为:边缘-差异-成矿。边缘成矿实质上是矿床地质领域的一种成矿边缘效应。1地层及矿床配置研究区位于内蒙古—兴安岭晚古生代—中生代铜、铅、锌、金、银、锡、铬(钼)成矿区,锡林浩特—东乌旗多金属成矿带东段。大地构造位置处于内蒙古—兴安岭褶皱系(Ⅰ)、内蒙古晚华力西褶皱带(Ⅱ)东乌旗—二连浩特复背斜(Ⅲ)之东乌旗褶皱束内。区内出露的地层主要为古生界奥陶系、志留系、泥盆系、二叠系及中生界侏罗系。区内矿床(点)中,接触交代型矿床多赋存于碳酸盐岩建造中,热液型矿床多赋存于碎屑岩建造中,主要赋矿地层为泥盆系中统特尔巴特组、下统安格尔音乌拉组及二叠系。区内的华力西期构造运动以大规模岩浆侵入为主,印支期以强烈挤压碰撞缝合为主,而燕山运动以断块及继承性断裂活动为主要特点,并伴随强烈的火山喷发和岩浆入侵,形成了著名的大兴安岭复合火山岩带,在区内形成了丰富的多金属矿产资源。区内有朝不楞铁锌多金属矿床、查干敖包铁锌矿床、阿尔哈达铅锌多金属矿床、沙麦钨矿床、小坝梁铜金矿床及吉林宝力格银多金属矿床。目前在该区已发现的内生金属矿床类型主要有夕卡岩型、热液型、火山热液型,以夕卡岩型、热液型矿床为主,与矿化有关的蚀变主要有硅化、褐铁矿化、绿帘石化、绿泥石化、碳酸盐化等。2研究区域的典型矿产资源特征2.1金矿床地质特征该矿床位于准额尔凹陷南缘,乌兰淖尔—朝不楞北大断裂以南,白云呼布尔—满都宝力格大断裂以北。矿床分为北、中、南3个矿段,受NE向夕卡岩带控制,其中南矿段工作程度较高。矿区出露的地层主要为中泥盆塔尔巴格特组下岩段,岩性为砂岩、凝灰岩、板岩、生物碎屑岩、粉砂岩夹灰岩透镜体。岩石强烈夕卡岩化,主要为透辉石榴石夕卡岩化、透辉夕卡岩化。夕卡岩化带受NE向构造控制,呈带状分布在燕山期中细粒似斑黑云母花岗岩与中泥盆统塔尔巴格特组地层的接触带内,呈NE向展布,长13km,宽1km。其中的夕卡岩带亦呈NE向,长约4km,宽一般为100m,部分达150～200m,主要为透辉石榴石夕卡岩、石榴石夕卡岩,透辉夕卡岩等。矿区构造发育,分褶皱、断裂及裂隙构造。褶皱构造主要为朝不楞向斜,属朝不楞复背斜的次一级构造,轴向50°～60°,出露长度达10km,两翼岩层倾角基本一致,约为65°,核部及翼部均由塔尔巴格特组下岩段透辉石榴石夕卡岩等组成,向斜核部被朝不楞压扭性断裂破坏。断裂构造主要有NE向、NW向两组,NE向断裂位于接触带或(和)其附近,为压扭性,走向约45°,倾向N,倾角45°左右,长约7km,断裂带内岩石破碎,节理发育,为岩浆期后热液活动及铁锌多金属矿的形成提供了构造空间,成矿后再次活动,破碎带宽约250m,且片理化及糜棱岩化。NW向断裂错断矿体,断距多在2～50m不等,对成矿起破坏作用,但破坏程度不大(图1)。矿区内岩浆岩主为燕山早期第2次中细粒似斑状黑云母花岗岩,主要分布在矿区南部及中部。岩体沿NE向断裂侵入,靠近接触带的岩体中云英岩化和褐铁矿化越来越强烈。矿床分为南、北、中3个矿段,4个含矿带,76个矿体;单个矿体长10～100m,个别达1000余m,厚十几厘米至17m,个别达33.5m。铁锌矿体赋存在夕卡岩带中,矿体多呈扁豆状、条带状和不规则状雁行排列,矿体走向50°,倾向NW,倾角70°。矿体被NW向断裂错断,但断距不大。矿石以致密块状为主,次为条带状,浸染状少见。该矿床以铁锌为主,但伴生有多种元素,为大型矿床。矿床围岩蚀变以夕卡岩化、褐铁矿化为主,绿泥石化、绢云母化次之。2.2矿物地质特征阿尔哈达铅锌多金属矿位于白云呼布尔—满都宝力格大断裂以南,查干敖包—东乌旗深大断裂以北的火山岛弧带边缘,区内发育有次一级的NE向、NW向及NNE向断裂,组成断裂三角环,成矿构造极为有利。该矿床由3条矿脉带组成,其走向为280°～305°,倾向SW;其中Ⅰ号矿脉带位于矿区北部,带宽350～600m,工程控制长度3200m,总体走向305°,倾向SW,倾角25°～55°,是矿区主要的含矿带。矿区主要出露上泥盆统安格尔音乌拉组、上侏罗统布拉根哈达组、第三系上新统及第四系全新统,其中安格尔音乌拉组岩性较复杂,主要有岩屑砂岩、泥硅质板岩、凝灰岩,在Ⅰ号带主要发育泥硅质板岩、凝灰岩,局部二者互层,为主要的赋矿围岩,但在凝灰岩内往往发育厚大矿体,在板岩内发育薄而富的矿体。构造上该区主要发育NE向、NW向及SN向断裂,组成断裂三角环。NE向断裂位于矿区南部,断裂带整体走向70°,倾向NW,倾角不明,延长数千米,地表可见构造角砾岩、碎裂岩、碎裂板岩、次生硅化带,地表断裂带宽数十米,为压扭性断层,具有多期活动的特点,被NNE向断裂错断。3条矿脉带位于该断裂的北侧。NW向断裂位于矿区北部,表现为负地形,沟谷水系发育。其次一级的断裂控制矿脉带的产出,主要表现为一系列NW走向、规模不等的断层和碎裂蚀变带,总体走向310°,倾向SW,总体倾角35°,宽380～600m,延长大于3500m,沿走向和倾向呈舒缓波状,有分支复合特点。具有压扭性-张扭性-压扭性的多期活动特征。断裂控制了主矿体的产出,这与主控矿构造往往平行于成矿期区域最大主应力方向的规律相一致。NNE向断裂在矿区内有2条,分布在0线和47线附近,走向约20°,倾向SE,倾角40°左右,该组构造早期以压扭性为主,后期呈张扭性,破坏了矿带(体)的连续性。岩浆岩主要位于矿区北东部和北西部,主要有印支期宾巴勒查干岩席、燕山早期第1次安尔基乌拉及巴润罕乌拉岩株。安尔基乌拉岩株侵入于印支期宾巴勒查干岩体中,岩性主要为浅白色钾长花岗岩。阿尔哈达矿床分布在该岩体的南侧约8km处。巴润罕乌拉岩株位于矿区西北部约10km处,岩性主要为黑云母花岗岩。从遥感影像判断阿尔哈达NW向断裂横切巴润罕乌拉岩株。推断成矿热液沿该构造带运移,并在次一级构造中赋矿,该岩体与矿化的关系十分密切。矿区围岩蚀变类型比较复杂,主要有褐铁矿化、高岭土化、绢云母化、白云母化、绿泥石、绿帘石化、硅化(玉髓)化、黄铁矿化、硅化(石英化)、滑石化、碳酸盐化(方解石化)、白云石化、萤石化等。围岩蚀变有大致的分带现象,但各带的界线不明显。次生蚀变主要为高岭土化、褐铁矿化等。在Ⅰ号矿脉带7～39线的范围内发育有50个矿体,其中Ⅰ-1至Ⅰ-5等5个矿体规模较大,走向290°～335°,倾向SW,倾角25°～55°,总体倾角35°。5个主要矿体合计获得资源/储量为Pb+Zn44.3万吨,占详查区资源/储量总量的79.4%。有4条小矿体走向为295°～305°,倾向NE,倾角70°～80°。以隐伏矿体为主,矿头埋深多为50～80m,矿尾埋深一般在280～388m,多数矿体赋存于600～1000m标高之间,矿体间的距离一般在20～80m(图2,图3)。矿体形态呈似层状、大脉状,倾向与走向均呈舒缓波状,沿走向波峰大于倾向方向上的波峰,单个波长一般200～300m,局部有分支复合现象。矿石的自然类型为致密块状矿石、角砾状矿石、稀疏浸染-稠密浸染状矿石、条带状矿石等。矿石的工业类型为原生硫化物铅锌矿石。矿石结构为自形-半自形粒状、他形粒状、交代残余、碎裂结构、包含结构等。矿石构造为块状、角砾状、浸染状、脉状、条带状等。金属矿物主要有方铅矿、闪锌矿、自然银、辉银矿等,其他金属矿物以黄铁矿为主,其次有毒砂、磁黄铁矿、黄铜矿、辉铜矿,地表可见到褐铁矿、软锰矿、黄钾铁矾和铅锌矿的氧化物。脉石矿物有绿泥石、石英、高岭土、绢云母、方解石、白云石、萤石等。矿石中有工业价值的元素主要为Pb和Zn,伴生Ag,Cu,Sn,S,Au,As,Sb,Bi,Ga,In,Tl,Cd,Ge多种伴生元素,其中Ag,S,As,Ga,In,Cd,Au含量达到综合评价指标。表1显示,阿尔哈达铅锌多金属矿床成矿温度分别为399～407℃,287℃及194℃。20件硫化物样品(方铅矿、闪锌矿、黄铁矿和毒砂)206Pb/204Pb的比值为18.174～18.431,平均值18.274,207Pb/204Pb比值为15.370～15.602,平均值15.446,208Pb/204Pb的比值为37.673～38.213,平均值37.875。根据聂凤军计算结果,单阶段模式年龄值为-159～150Ma,μ值为8.7～9.7,属放射成因铅。该矿床主要形成于燕山期,成矿具有多次性,第一次为中高温,形成浸染状的含铁闪锌矿为主的矿脉,多沿构造破碎带交代;第二次为中低温,形成脉状方铅矿脉,多分布在浸染状铁闪锌矿矿脉的两侧,次为萤石脉,呈细脉状穿插在脉状方铅矿闪锌矿中。综合判断该矿床为中高温热液矿床。3矿床成因分析(1)围岩是成矿的重要条件。适当的岩石性质有利于交代作用的进行和矿液的沉淀富集。泥盆系为本区的主要赋矿地层,尤其泥盆系中统塔尔巴格特组下岩段的灰岩层位、安格尔音乌拉组内的凝灰岩层位;其次为二叠系。(2)岩浆岩是控矿的主要条件。岩浆活动为成矿提供了热动力条件,岩浆期后的热液活动是成矿流体的主要来源。岩浆热液与古生界、中生界地层接触,形成一定规模的破碎带,并发生强烈的接触交代作用,是金属成矿的有利地段。本区的主要控矿岩体均为燕山期产物,朝不楞铁多金属矿床与燕山期花岗岩有严格的空间关系及明显的成因联系,阿尔哈达矿床与燕山期花岗岩具有成因联系。(3)构造因素尤其断裂构造是控制热液矿床的直接因素。断裂不但控制岩体的产出部位,而且是成矿热液运移交代(充填)的良好空间和通道,对矿带的展布、矿体的形态、矿石质量均有一定的控制作用。区内多金属矿床(点)大多分布在控矿断裂带内或其两侧,NE向主体断裂构造控制了矿带分布,次一级NE向、NW向断裂控制矿床(体)的产出,其次为SN向断裂。次一级断裂构造控制矿体的形态、产状和空间分布。(4)围岩蚀变是多金属矿化形成的条件,对找矿具有指示作用。区内多金属矿(化)带中普遍形成了范围广、有一定强度的围岩蚀变,蚀变主要有夕卡岩化、褐铁矿化、高岭土化、绿泥石化、碳酸盐化和硅化。(5)多金属矿化有似等间距分布的特点。成矿部位主要与NW和NE向构造的复合部位有关。同一矿床的矿体分布具有似等距性。(6)根据内蒙古东乌旗草原覆盖区遥感构造信息提取的结果,结合本区地质矿产、化探、航磁资料对典型矿床(点)和化探异常的分布特征研究,发现该区有边缘成矿的特征。具体表现:①空间上,化探异常和矿点多分布于地质体边缘或不同级别断裂的边缘。朝不楞铁锌多金属矿床产在准额尔凹陷南缘,朝不楞复背斜近核部发育的次一级NE向断裂控制夕卡岩带;沙麦钨矿床产在准额尔凹陷北缘,必鲁特断裂与环形构造交汇处的花岗岩与阿拉坦合力群接触部位;小坝梁铜金矿床产在准额尔凹陷、乌尼特凹陷及查干淖尔凹陷交汇部位的索伦山—新浩特复向斜东部的小坝梁向斜东端南翼的早二叠纪中基性火山岩中;吉林宝力格银多金属矿床产在白云呼布尔—满都宝力格大断裂附近与次一级NW向断裂交汇部位的碎屑岩中。②时间上,本区银多金属矿的主成矿期为燕山早期。4主要控矿构造及意义根据区内矿床地质特征,总结出本区多金属矿床的找矿标志:(1)区内成矿受地层-构造-岩浆岩三位一体控制:泥盆系地层是主要的赋矿围岩,二叠系地层次之;燕山期中-中酸性侵入体与古生代地层接触带是主要的成矿部位;侵入体边缘泥盆系、二叠系中的断裂为主要控矿构造。(2)NE向主体断裂旁侧的次一级断裂是重要的储矿构造。NE向断裂为主要的导矿构造,次一级的NE向及NW向构造为主要的控矿构造,次为SN向构造。(3)围岩蚀变主要为硅化、褐铁矿化、绿帘石化、绿泥石化、夕卡岩化。(4)连续条带状航磁正值异常和升高封闭型航磁正异常指示了侵入体与地层的接触部位夕卡岩带存在的可能,是寻找金属矿化的有利地段。物探高激化和低电阻率异常指示热液型多金属矿化的可能,是重要的找矿标志。(5)区域化探的铜、铅、锌异常叠加区和高值区为找矿有利地段。土壤地球化学测量的银、铅、锌、砷、锑等多元素组合异常多为矿化带的显示。5异常特征与成矿预测多源地学信息包括地质矿产资料、物化探资料、遥感资料等。对这些资料进行信息提取,获得遥感异常、化探异常、物探异常、控矿地层、控矿构造、与矿化有关的岩浆岩、矿床(点)、矿化蚀变带等异常信息。进一步研究异常(包括单一异常、组合异常)与成矿的关系,获得区域成矿特征,总结成矿规律,进行成矿预测。根据区域成矿特征,利用矿床或矿(化)点、航磁异常、化探异常的特征,在GIS平台下对多源数据进行分析(包括叠合分析、拓扑分析、缓冲分析等,本文主要进行叠合分析)。依据研究区成矿特征,应用矿床(点)及物化探异常等数据,应用边缘成矿理论,圈定成矿远景区(图4)。(1)育沙麦必须碱矿床地质特征位于东乌旗—伊和沙巴尔断裂以西,查干敖包—东乌旗断裂以北。该成矿远景区呈30°展布,宽40km,长150km。该区内发育沙麦钨矿床,主要矿点有必鲁特钨矿点、安格尔音乌拉、海墨塞格呼和敖包、拜仁布拉格、伊兰布都等铜矿点。化探异常主要有Cu,Pb,Zn及其组合异常,主要为二级异常,异常主要分布在帅音、安格尔音乌拉、哈沙图、沙麦钨矿等地。另外该区似斑状二长花岗岩呈岩基产出,岩体内NE向的钾长花岗岩脉、花岗斑岩脉极为发育,具有斑岩型铜矿产出的条件。因此,该区有望找到具一定规模的钨、铜多金属矿。(2)金属酶异常成矿地质条件位于东乌旗—伊和沙巴尔断裂以东,乌兰淖尔—朝不楞北大断裂以南,白云呼布尔—满都宝力格大断裂以北。该远景区走向55°,宽20km,长120km。该区发育有朝不楞铁锌多金属矿床,吉林宝力格银矿床以及查干陶勒盖铅锌矿点、乌珠仁花铜矿点。另外在独谷腊希腊西南、伊和敖勒东见银矿化带。该区内NE向、NW向构造发育,且发现4个金属量异常,分布于吉林宝力格北西岩体与地层的接触带、准爱克特北山、沙尔沟特等地。尤其在花脑特—独谷蜡息腊一带发育有一级Cu,Pb,Zn异常。该异常内在查干陶勒盖处套有二级Pb,Zn异常,在哈苏达巴处套有二级Cu,Pb异常,在伊和敖勒处套有二级Cu,Pb,Zn异常。异常内在哈巴特盖处发育有SN走向的铅锌矿化带,经钻探施工见4层具边界工业品位的矿体;在独谷蜡希腊西南、伊和敖勒东见银矿化带、查干楚鲁见银矿化显示。该区具有良好的成矿前景,为找矿靶区(Ⅱ-1)。乌珠仁花—朝不楞一带呈NE向有5个串珠状展布的航磁异常。乌珠仁花异常钻孔见矿良好,而在准爱克特北山花岗岩与泥盆系接触带发育有Cu的一级异常,且航磁异常特征与朝不楞矿床的航磁异常特征相似,在乌珠仁花—准爱克特有望找到与朝不楞西矿带相似的铜矿床,在朝不楞矿区的东南部发育铜异常及铅异常,地表发育Pb,Zn,Ag,As,Sb综合异常