内蒙古南草原一条值得重视的跨国境成矿带南戈壁东乌旗铜多金属成矿带

内蒙古南草原一条值得重视的跨国境成矿带南戈壁东乌旗铜多金属成矿带

南戈壁-东乌旗的铜板岩带位于中蒙边境的东段，向北东东、向东延伸，位于亚洲古代成矿带北部。该成矿带西段蒙古国南戈壁地区,探明了察干苏布尔加大型斑岩型铜钼矿床,近年来又发现了欧玉陶勒盖大型斑岩型铜金矿床(图1),取得了找矿新突破,引起国内外有关专家和学者的广泛关注。成矿带东段中国境内的二连—东乌旗一带,基础地质工作及矿产勘查程度较低,尚未发现具有重大经济价值的铜矿床。为了对缓解我国铜矿资源紧缺局面起到积极的作用、保障我国矿产资源持续供应,以及深入区域成矿研究,有必要加强与邻国地质矿产的对比研究。作者依据近年在二连—东乌旗地区地质调查工作成果、新编译的蒙古国地质建造图(1∶1500000)和新编制的南戈壁—东乌旗成矿带古生代地质矿产略图(图2)等资料,对成矿带东段与西段区域成矿地质背景和铜多金属矿成矿地质条件进行了对比,并对东段二连—东乌旗地区铜多金属成矿潜力及找矿远景进行了分析,为国土资源大调查提供选区依据。1伯西亚板块北缘古生代陆缘背景南戈壁—东乌旗铜多金属成矿带大地构造位置属古生代蒙古弧形构造带的东段,即西伯利亚板块东南缘古生代陆缘增生带及二连—贺根山板块对接带北缘,南部即为华北板块北部大陆边缘(图1)。区域构造线方向呈北东东向—北东向。构成古生代蒙古弧形构造带的主体在成矿带东段二连—东乌旗和西段蒙古国南戈壁相同或相近(图2)。1.1该层(1)海底相及沉积相除中新生代断陷盆地内沉积的白垩系、第三系外,出露的地层主要有奥陶系中下统,为海相、浅海相火山岩及碎屑岩、碳酸盐岩组合,可分为3个组:铜山组浅海相正常沉积的碎屑岩,岩性主要为砂质板岩、千枚岩、硅质板岩、粉砂岩、长石石英砂岩及结晶灰岩;多宝山组海相中性、中酸性火山岩夹细碎屑岩,岩性主要为安山岩、凝灰岩、安山玢岩、细碧角斑岩、流纹岩夹凝灰质细砂岩、板岩、粉砂岩、灰岩等;乌宾敖包组浅海相以各种板岩为主、夹少量粉砂岩及灰岩透镜体的岩石组合。志留系上统:为卧都河组砂岩夹粉砂岩、板岩组合。泥盆系:为一套巨厚的浅海相、滨海相碎屑岩、碳酸盐岩系,分为3个组:中—下统泥鳅河组长石石英砂岩、砂砾岩、凝灰质长石砂岩及泥质、钙质粉砂岩夹火山岩及碳酸盐岩组合;中—上统特尔巴格特组,下部岩性为泥质、硅质、凝灰质粉砂岩、板岩夹灰岩透镜体,上部岩性为杂砂质长石砂岩、含砾粗粒杂砂岩等;上统安格尔音乌拉组含动、植物化石的陆相及滨海相砂板岩沉积组合,以泥质粉砂岩、板岩、细砂岩、砂岩为主,夹粉砂岩、泥岩及灰岩透镜体。上石炭—下二叠统:可分为两个组,即宝力格庙组,为陆相中酸性火山岩、火山碎屑岩夹黑色砂板岩;格根敖包组,为浅海、滨海相中性—中酸性火山岩(细碧岩、石英角斑岩)、火山碎屑岩夹碎屑岩、生物灰岩透镜体。侏罗系:中下侏罗统为断陷盆地中沉积的含煤碎屑岩;上侏罗统为陆相火山岩及火山碎屑岩。古生界呈北东东向带状展布,构成古生代陆缘增生带的主要组成部分;中生代火山岩大面积集中分布于东部,构成大兴安岭火山-岩浆岩带西部(西坡)的一部分。(2)有利赋矿岩石组构及成矿地质条件分析出露的地层主要为奥陶系,为海相陆源碎屑沉积岩、基性-中基性以及中酸性-酸性火山岩组合。岩石类型主要为砂岩、凝灰岩、碧玉岩、硅质岩、碳酸盐岩和细碧岩、石英角斑岩以及英安岩-流纹岩。志留系:为海相陆源碎屑岩,包括类复理石岩和凝灰-碎屑岩。泥盆系:为广阔的海盆沉积物,构成古生代陆缘增生带的主要组成部分,主要由海相安山-英安岩、英安-流纹岩和深海相硅质岩、碧玉岩及凝灰碎屑岩组成,局部夹碳酸盐岩。石炭系:主要为海相火山岩、陆源碎屑岩和陆相火山岩、碎屑岩。即海相、滨海相火山-陆源沉积,岩性主要为安山-英安岩、英安-流纹岩及碳酸盐岩-凝灰岩;陆相正常系列的基性—中性—酸性火山岩和偏碱性火山岩及碎屑岩,岩性主要为:玄武岩、玄武安山岩、安山岩、英安岩、流纹岩,和玄武粗面岩、粗面岩、粗面玄武岩、粗安岩、安山-流纹-粗面流纹岩,以及砂岩、粉砂岩等。上石炭统—下二叠统:有两类沉积,其一为海相安山-英安岩、英安-流纹岩、陆源碎屑岩夹碳酸盐岩;其二为陆相玄武粗面岩、粗面岩、粗面玄武岩、粗安岩、安山-流纹-粗面流纹岩及砂岩、粉砂岩。二叠系:为陆相偏碱性基性火山岩、正常系列的中性—酸性火山岩、碎屑岩组合,即:玄武粗面岩、粗面岩、粗面玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩、砂岩、粉砂岩。上侏罗统—下白垩统:陆相碎屑岩(磨拉石)、含煤碎屑岩(磨拉石)及正常系列的中性—酸性火山岩,岩性包括安山岩、英安岩、流纹岩、火山碎屑岩。上白垩统红色陆源碎屑岩;第三系杂色陆源碎屑岩;第三—第四系玄武岩及第四系砂砾岩。中国二连—东乌旗地区与蒙古南戈壁地区古生代地层综合对比见表1。通过对比可见,构成古生代蒙古弧形构造带(南戈壁—东乌旗晚古生代陆缘增生带)的主体——地层,在二连—东乌旗地区与蒙古南戈壁地区相同,主要为呈北东东向展布的下古生界奥陶系海相、浅海相火山岩(细碧岩、石英角斑岩)及碎屑岩、碳酸盐岩组合,上古生界泥盆系浅海相滨海碎屑岩、碳酸盐岩及海相火山岩系,上石炭统—下二叠统海相中性—中酸性火山岩(细碧岩、石英角斑岩)、火山碎屑岩夹碎屑岩、碳酸盐岩组合及陆相中酸性火山岩、火山碎屑岩夹黑色砂板岩组合。从已发现的铜多金属矿床及成矿地质条件分析,成矿带内泥盆系、石炭—二叠系岛弧型海相基性—中基性火山岩建造(细碧-角斑岩系)以及奥陶系岛弧型火山岩——细碧-角斑岩系是有利的赋矿围岩及含矿岩石建造,亦是寻找古生代海相火山热液型铜多金属矿床的有利层位。如成矿带东段中国二连—东乌旗地区的东部奥陶系细碧-角斑岩系内已发现(海相火山热液型?)铜多金属矿化。成矿带泥盆系碳酸盐岩、细碎屑岩发育,多种金属元素均有浓集的朝不楞中型多金属矿床即赋存于该地层,表明该区广泛分布的泥盆系亦是铜多金属矿床有利的成矿岩石建造。1.2岩浆岩(1)奥陶纪—成矿带东段中国二连—东乌旗地区区内晚古生代构造岩浆活动强烈,石炭纪—二叠纪侵入岩发育,广泛出露于该地区的中—西段。石炭纪侵入岩呈岩基出露于西部二连北及东部沙麦以东,主要岩性为花岗岩、花岗闪长岩,零星出露闪长岩,侵入于奥陶系中下统、泥盆系。二叠纪侵入岩呈北东东向带状断续分布于二连北—奥尤特,岩性主要为花岗岩、花岗闪长岩,部分地区为钾长花岗岩、闪长岩,侵入于奥陶系中下统、泥盆系中—下统及上石炭—下二叠统。该区东部中生代构造岩浆活动强烈,以侏罗纪岩浆岩最为发育,呈岩基大面积出露于东乌旗北,其余为北东东向、北东向带状断续分布。岩性以花岗岩、二长花岗岩为主,亦有花岗斑岩、正长岩。岩体受控于区域构造,呈北东东、北东向展布。该区另一个特点是沿二连—贺根山一线泥盆纪基性、超基性岩发育,构成著名的二连—贺根山基性、超基性岩带。(2)成矿带地质特征该区侵入岩分布广泛,尤以晚古生代中酸性侵入岩最为发育,呈近东西向、北东东向、北东向展布,属晚古生代火山-岩浆活动的产物。部分地区有三叠纪—早中侏罗世侵入岩分布。泥盆纪侵入岩分布于扎门乌德西,呈大面积岩基产出,岩性主要为花岗闪长岩。石炭纪侵入岩呈岩基出露于西部欧玉陶勒盖、察干苏布尔加、扎门乌德西,总体呈带状近东西向、北东东向断续分布。岩性以正常系列的花岗岩、花岗闪长岩为主,部分地区为偏碱性系列的二长岩、正长岩、花岗正长岩。二叠纪侵入岩呈岩株、岩基出露于西部欧玉陶勒盖、扎门乌德西,总体为近东西向、北东东向断续分布。岩性以偏碱性系列的二长岩、正长岩、浅色花岗岩、花岗正长岩为主,部分地区为正常系列的花岗岩、花岗闪长岩。中生代有三叠纪—早中侏罗世中酸性侵入岩,零星出露于西部扎门乌德西。岩性为正常系列的花岗岩、花岗闪长岩。此外,纳林呼都克一带,零星出露古生代基性、超基性岩,呈近东西向、北东东向沿深大断裂断续分布,构成北东东向基性、超基性岩带。通过对比可见,在成矿带东段二连—东乌旗及西段蒙古南戈壁,泥盆纪、石炭纪及二叠纪火山岩、侵入岩共同构成规模宏大的近东西向—北东东向—北东向晚古生代火山-岩浆岩带。已发现成矿与晚古生代火山-岩浆活动有关的铜多金属矿床,主要为南戈壁地区的察干苏布尔加和欧玉陶勒盖大型斑岩型铜金钼矿床等;成矿与中生代岩浆活动有关的矿床,分布于二连—东乌旗地区的东部,如朝不楞中型多金属矿床和沙麦中型钨矿床等。1.3蒙古—区域构造南戈壁—东乌旗铜多金属成矿带,Ⅰ级大地构造单元属西伯利亚板块东南陆缘,以二连—贺根山板块对接带为界,南部即为华北板块北部陆缘;Ⅱ级构造单元属南蒙古—兴安岭古生代陆缘增生带(蒙古—兴安岭弧形构造带),其南界为二连—贺根山深断裂,北界为中蒙古—得尔布干深断裂;Ⅲ级构造单元属南戈壁—东乌旗晚古生代陆缘增生带,以赛音山达南—乌奴尔—鄂伦春深断裂为界,北侧为南蒙古—喜桂图旗早古生代陆缘增生带(图1)。南戈壁—东乌旗晚古生代陆缘增生带,北东-北东东向深大断裂发育,除二连—贺根山深断裂外,二连—东乌旗地区还有查干敖包—东乌旗大断裂。两条大断裂均属区域控岩、控矿构造。2区域内矿地质条件的比较分析2.1矿产分布及代表性矿产土的地质特征(1)矿床地质特征矿化以铜、银、钨、锡等多金属为主。目前发现朝不楞中型铁多金属矿床、沙麦中型钨矿床和吉林宝力格小型银矿床及奥尤特小型铜多金属矿床等多处,有众多的铜多金属矿点、矿化点。此外还有多处重砂异常、金属量异常以及化探异常。这些中小型矿床及主要矿点均分布于该区东部,而西部工作程度很低,仅发现一些铜、金矿点、矿化点。二连—贺根山一线,矿化以铬、金(铂)、铜-多金属为主,已发现赫格敖拉大型铬矿床和小坝梁小型铜金矿床,以及小型铬矿床、铬矿点、铂矿化点、黄金-铂重砂异常多处。在二连—东乌旗以北蒙古国境内,发现莫顿(中型?)铅锌矿床、巴特洼(中型?)钨矿床、南德兹尔(中型?)钨钼矿床等多处。现将朝不楞中型铁多金属矿床和小坝梁小型铜金矿床简介如下:①朝不楞中型夕卡岩型铁—多金属矿床。产于该区东部泥盆系中统塔尔巴格特组砂岩、凝灰岩、板岩夹灰岩、粉砂岩与侵入于塔尔巴格特组的侏罗纪黑云母花岗岩之外接触带,属中生代夕卡岩型铁多金属矿床。该矿床的显著特点是铁、锌、铅、铜、铋、银、金多种元素共生(或伴生)产出,均较为富集,其中砷达大型,铁、铋、银、锡均达中型规模。②小坝梁小型铜金矿床。产于二连—贺根山深断裂北侧的石炭—二叠系格根敖包组浅海相安山岩、安山质凝灰岩中。火山岩具绿泥石化。矿化蚀变带长1850m,宽0.3～65m。矿体呈似层状、透镜状产出,长28～395m,宽1.13～18.34m,延深(垂深)达215m。矿石分为氧化矿石和原生矿石两类。氧化矿石中矿石矿物以孔雀石为主,其次为蓝铜矿和黑铜矿及少量赤铜矿,矿石具羽毛状放射状结构,浸染状、细脉状构造,铜品位一般在1.5%～2%以上,个别高达4%～5%。原生矿石中金属矿物主要为黄铜矿、黄铁矿及微量辉铜矿,偶见闪锌矿和方铅矿,矿石具细粒结构,浸染状、细脉状、块状构造,铜品位0.5%～1.5%,个别高达15%。矿床属与晚古生代基性岩浆活动有关的铜金矿床。(2)矿床地质特征矿化以铜、钼、铅锌、钨、锡等多金属为主。目前在二连—东乌旗地区西延部分的蒙古南戈壁地区,发现察干苏布尔加大型铜金钼矿床、欧玉陶勒盖大型铜金钼矿床和纳林呼都格铜矿床等多处。其中,察干苏布尔加和欧玉陶勒盖斑岩型铜金钼矿床具有重大的经济意义和重要的对比研究价值。①察干苏布尔加斑岩型铜钼矿床。位于蒙古南戈壁地区,矿床赋存于晚泥盆世TsagaanSuvarga侵入杂岩体内。杂岩体由正长花岗岩、花岗闪长岩组成,其边部被石炭系、侏罗—白垩系沉积岩和火山岩所覆盖。属于杂岩体最后阶段侵入的花岗岩、花岗斑岩和正长花岗斑岩岩株,分布于杂岩体的西部和北西部。Cu-Mo矿化与岩株的侵入有关,亦分布于杂岩体的西部边缘。矿床具有钾硅酸盐蚀变带和绢云母化蚀变带,原生矿石具网脉状、细脉侵染状构造。主要的矿石矿物为黄铜矿、斑铜矿、辉钼矿和黄铁矿,富集于绢云母化蚀变带内。矿带总长度约1600m,宽60～400m。其中1号矿体长1050m,平均厚220m,最大厚390m,最小厚60m。矿床平均品位Cu0.53%,Mo0.018%,Au约0.1g/t,探明铜资源量143.38万t,属大型斑岩型铜钼矿床。矿床形成于晚泥盆世,采自主矿体的蚀变绢云母,其40Ar/39Ar年龄为(364.9±7.0)Ma;采自绢云母蚀变带的辉钼矿,其Re-Os年龄为(370.4±0.8)Ma。②欧玉陶勒盖斑岩型铜金钼矿床。位于蒙古南戈壁地区,矿区出露地层为志留—泥盆系,由枕状玄武岩、玄武安山岩夹细粒陆源碎屑沉积岩组成,属岛弧型火山-沉积岩建造,且被石炭系陆源碎屑岩系所覆盖、被石炭纪正长岩和花岗岩及二叠纪碱性花岗岩所侵入。成矿与一系列受构造控制的志留—泥盆纪长石斑岩、长石-角闪斑岩岩株、岩脉有关。岩株及岩脉侵入同时期的火山岩、沉积岩系中。矿床由3个主要矿带(南Oyu、中Oyu和北Oyu)组成,至少构成两个独立的斑岩铜矿中心。其中,南Oyu规模较大。在南Oyu,长石-角闪斑岩侵入于安山岩、玄武安山岩岩层中。早期铜金矿化以网脉状、细脉状富磁铁矿、贫黄铁矿的石英-黄铜矿-斑铜矿形式出现,伴随的蚀变主要为黑云母化、钾长石化及少量钠长石化;叠加有晚期绢云母-绿泥石化和够矿石工业品位的Cu(及有一定价值的Au、Mo)矿化以及受构造控制的富含黄铁矿的递进式泥质蚀变。在南Oyu,矿石平均品位Cu0.41%,Au0.53g/t,推测资源量:铜金属量240万t,属大型斑岩型铜金钼矿床。富含黑云母的钾硅酸盐蚀变岩的黑云母K-Ar年龄,显示南Oyu深成铜、金矿化形成于晚志留—早泥盆世((411±3)Ma),且整个地区被成矿后的石炭纪正长岩所侵入。2.2成矿与成矿时代如前所述,南戈壁—东乌旗铜多金属成矿带,处于古生代蒙古弧形构造带的东段。构成构造带的主体在中国二连—东乌旗地区与蒙古国南戈壁地区相同,主要为呈北东东向—北东向展布的古生界海相、浅海相碎屑岩、中基性火山岩、碳酸盐岩建造以及泥盆纪、石炭—二叠纪花岗岩、花岗闪长岩体。成矿带西段蒙古南戈壁发现了察干苏布加大型斑岩型铜钼矿床和欧玉陶勒盖大型斑岩型铜金钼矿床,成矿与晚古生代花岗闪长岩、长石斑岩体有关,属晚古生代斑岩型铜金钼成矿系统。成矿带东段二连—东乌旗,与西段具有相近的区域成矿地质背景,且石炭—二叠纪花岗岩、花岗闪长岩发育(注:泥盆纪侵入岩发现较少,可能与工作程度低有关)。因此,二连—东乌旗地区也具有寻找与晚古生代构造岩浆活动有关的斑岩型铜多金属矿床(斑岩成矿系统)的潜力。此外,中国二连—东乌旗地区的东部,奥尤特—朝不楞一带,受滨西太平洋强烈的构造岩浆活动的影响,有中生代火山岩浆岩带的叠加,属大兴安岭西坡火山岩浆岩带的组成部分,侏罗纪火山、次火山岩及侏罗—白垩纪花岗岩、花岗斑岩发育。已发现的部分矿床,如朝不楞中型多金属矿床和沙麦中型钨矿床等,成矿与中生代岩浆活动有关,并受控于北东东向断裂构