内蒙古野狼沟锌多金属矿找矿前景分析

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  摘 要:通过分析内蒙古野狼沟地区的成矿地质背景和区域成矿模式,及类比分析在狼山一渣尔泰山地区已发现的东升庙、霍各乞、炭窑口、甲生盘4大多金属矿床特点,阐明野狼沟地区具有形成一定规模锌多金属矿的可能;同时在综合分析本区前期的地质工作成果的基础上,指出下一步的工作重点和找矿标志。
  关键词:火山喷溢;成矿模式;同生断裂;野狼沟
  
  野狼沟地处内蒙古自治区巴彦淖尔盟乌拉特中旗石哈河镇。大地构造位置属华北板块边缘狼山—渣尔泰山群中元古界裂谷带东段,在狼山一渣尔泰山地区已发现有东升庙、霍各乞、炭窑口、甲生盘4大多金属矿床。在类比分析研究及综合分析野狼沟前期地质工作成果的基础上,论述该区具有形成一定规模的火山喷溢一沉积型块状硫化物矿床的可能,并总结其找矿标志。
  1 成矿地质背景分析
  野狼沟位于狼山—渣尔泰山裂陷槽中,狼山—渣尔泰山地区是中国北方中元古代铅锌成矿带的重要组成部分。本区经历了由“地槽—地台—地台活化”的发展过程。狼山—渣尔泰山中元古代裂陷槽是在早元古代末华北地台基底形成后,在地台发育早期形成于地台北缘内侧的特殊构造环境,它控制了狼山—渣尔泰山地区的硫多金属矿产的形成(图1)。狼山南麓的渣尔泰裂谷中矿床成因为中元古代古陆内侧裂谷热水喷流成因,伴有同沉积期的火山一次火山活动〔2~5 〕,已发现有东升庙(PbZnSCu)矿床、炭窑口(CuPbZnS)矿床;狼山北麓的中元古代陆缘裂谷中发现有霍各乞(FeCuPbZn)多金属矿床;渣尔泰山地区发现有甲生盘(PbZnS)矿床。该裂谷中火山活动强烈,火山一沉积成矿期后的叠加改造作用明显。沉积期后的多次构造运动使本区含矿沉积建造经受了复杂的褶皱变形变质而产生重结晶,从而在该区域形成了含矿(火山)沉积变质建造。狼山南麓及渣尔泰山地区主要控矿岩性是中元古界的白云石大理岩(白云岩)类、炭质千枚岩(碳质板岩)类、炭质千枚状片岩类;狼山北麓为细粒石英岩、硅质岩、透辉透闪岩及下部的炭质片岩。内蒙古野狼沟地区正是位于甲生盘北西10Km处,同样具有渣尔泰山地区的优越成矿地质背景。
  2 区域成矿模式分析
  从狼山—渣尔泰山地区铅锌矿的矿床地质特征可以看出,本区的铅锌矿床严格受层位和岩性的控制,矿体与炭质条带状石英岩、炭质板岩、泥质白云岩、白云岩及灰岩等紧密相关。矿体产状与围岩一致,矿石具残留的沉积结构、构造,以及金属矿物的共生组合及其分布特点,均说明沉积条件是本区矿床的主导控制因素(图2)。黄美如〔6〕(1984)认为:“东升庙矿区深部有花岗岩基侵入,属于海西期的酸性岩体。由此可以推测在矿区深部可能有火山口在,其金属元素主要来源于深部,从古火山口喷气析出。”由此分析火山喷气硫进入海水,氧化成溶于海水中的硫酸盐,以后在沉积物(包括火山源和陆源)沉积—成岩时,成矿金属与细菌还原海水硫酸盐硫结合形成了层控硫化物。
  野狼沟地区矿化岩层无明显火山岩类,成矿温度低,成矿介质含盐度低。这表明野狼沟铅锌矿是火山岩浆活动不强或间歇期喷气,没有大量火山物质的伴随,含矿层位及其上下盘岩层中没有火山岩类的夹层产出。这种喷气可能导因于海底火山活动,即火山喷口循裂陷槽同生断裂成线状喷溢。硫来自火山岩浆源,进入海水后氧化成海水硫酸盐,在沉积—成岩期,细菌还原海水硫酸盐还原硫与远离火山岩浆的热气体所萃取的上地壳中的成矿金属形成硫化物。
  3 野狼沟地区成矿分析
  3.1 地质特征
  区内出露地层主要为中元古界渣尔泰山群下部的三个组,由上而下为:书记沟组、增隆昌组、阿古鲁沟组,岩性为一套区域变质程度较浅的含磁铁矿砾石的变质砾岩、变质含砾长石石英砂岩、石英岩、结晶灰岩、炭质板岩、含炭砂质结晶白云质灰岩、千枚状含钙炭质板、砂质板岩等。其中阿古鲁沟组在本区主要出露第一岩性段,是本区矿化层的主要赋存层位,其铅锌含矿层岩性为炭质粉砂板岩、粉砂质炭质板岩。侵入岩主要出露于南东部和北西部,南东部出露石炭纪的二长花岗岩(Cηr);北西部出露奥陶纪的基性侵入体,其岩性为变辉绿岩(Oβμ),对含矿层具有活化富集的作用。区内褶皱断裂构造发育,节理裂隙尤为发育,可分为NEE-NE向及NW向两组,全部错断了增隆昌组地层,其性质多为逆断层(图3)。
  3.2 物理化学特征
  从高精度磁法测量结果看,磁异常比较分散,主要分布在炭质板岩地层及与其他岩石的接触带上。磁异常大致分成3个主异常带,分别为ΔT2、ΔT3和ΔT4,异常总场△T峰值均较高,分别为200nT、300nT、450nT、400nT(图4)。
  图4内蒙古野狼沟锌多金属矿普查区1:1万高精度磁法测量△T等值线平面图
  对ΔT2经过钻探和地质测量验证,并结合与激电测量异常吻合来看,磁异常产出与分布明显与区内矿化密切相关。从激电中间梯度测量结果看,视极化率异常背景较高,均分布在阿古鲁沟组,大面积异常值在6%以上,高极化率异常呈北东向展布,且低阻高激化异常分布吻合,伴有磁异常,同时地表见有褐铁矿化现象。从岩石测量看,上述部位出现明显的Pb、Zn、Ag、Bi、Hg、Mo、As组合异常,且套合非常好,显示了地球化学叠加晕的特点,在石炭纪二长花岗岩侵入体接触带附近元素组合以W、Mo、Sn为主。显然这些部位是寻找锌多金属矿化体的有利地段。
  3.3 矿化层特征
  经过对阿古鲁沟组中较大范围的褐铁矿化带进行槽探揭露和野狼沟矿点钻探验证。黄铁矿化、磁黄铁矿化层主要位于阿古鲁沟组一岩段粉砂质板岩夹含炭质粉砂质板岩中,其中含锌黄铁矿化、磁黄铁矿化层主要位于变质粉砂质板岩中;据地表和钻探揭露,锌矿化层呈似层状、层状、透镜状,其产状与地层一致,具有相同的褶曲形态,在变质粉砂质板岩中多呈侵染状。在已完工的7个钻孔中除ZK8-2外均见锌矿化层,矿化层倾向280-340°,以倾角45-70°向下延伸。通过对比锌矿化层和视极化率、视电阻率、磁异常的关系,发现激电中梯测量视极化率在12-16%,视电阻率在50-100Ω•m,激电测深视极化率在20-25%均出了较好的锌矿化层,同时,通过对各钻孔岩芯进行磁性测量,发现锌矿化层与磁异常峰值区相吻合,特别是ZK9-1的2层锌矿化层对应的很好,说明锌矿化层与磁异常关系密切(图5)。
  3.4 矿体特征
  从钻孔基本化学分析结果看, Zk0-2、Zk4-1、ZK9-1矿化较好,具有锌高硫高的特点,硫最高12.67%。按最低工业品位1%均能圈出矿体,圈定结果为:Zk0-2的66-67.5米处,真厚度0.98米,品位1.1%;Zk4-1的69.5-75.5米处,真厚度3.09米,平均品位1.04%;Zk9-1的44-53.5米处,真厚度4.89米,平均品位1.01%,最高达4.47%。通过对ZK9-1孔深36米处岩芯采薄片样鉴定结果为含铁石榴石辉石岩,似为矽卡岩化蚀变,另外根据物探资料分析,9线南东部推测存在隐伏的酸性侵入体,加之外接触带存在矽卡蚀变带,显然在9线东南部位有进一步工作的必要。
  3.5 矿石种类
  从钻孔岩芯观察结果看,含矿岩石主要有三种类型:一是含条纹状黄铁矿的炭质板岩,条纹状构造由黄铁矿和石英脉组成;二是含条带状黄铁矿的粉砂质板岩,条带状构造由黄铁矿和石英脉组成;三是含浸染状黄铁矿的粉砂质板岩,硅化强烈,普遍见石英颗粒;三种类型的含矿岩石都偶见闪锌矿,局部地段见方铅矿。由此可见,该区最少存在两期成矿作用,即火山沉积作用和岩体侵位的后期改造作用。
  4 与周边典型矿床对比分析
  在狼山—渣尔泰山中元古代裂陷槽中现已发现有东升庙(PbZnSCu)矿床、甲生盘(PbZnS)矿床、炭窑口(CuPbZnS)矿床、霍各乞(FeCuPbZn)矿床。以上矿床共有的特征为:矿床的成矿构造环境为中晚元古代狼山-渣尔泰山裂陷槽,成矿受裂陷槽内的次级断陷盆地及其边缘的同生断裂控制。该类矿床具有明显的层控和时控特点。矿床的富矿层位和岩石组合具有一致性,铜主要赋存于渣尔泰山群下部的书记沟组顶部石英岩及条带状石英岩中;铅、锌、硫主要赋存于渣尔泰山群中上部的增隆昌组上部和阿古鲁沟组下部及中部碎屑岩、碳酸盐岩中。矿石以条带状-侵染状矿石为主,矿化元素主要为Pb、Zn、Cu、S等。矿化分带明显,具有明显的水平分带和垂直分带。围岩蚀变较弱,有电气石化、碱性长石化、硅化、碳酸岩化、绿泥石化及绢云母化等。其中,甲生盘矿区距离本区最近,其主要特点为:阿古鲁沟组是甲生盘矿床的主要含矿层位;矿体呈层状和似层状,与容矿地层产状一致;矿体随着容矿层的褶皱而褶曲,在褶皱的转折端有加厚和富集的现象;矿石矿物主要有黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿和方铅矿,矿石构造主要有条带状、块状、浸染状等。
  通过分析野狼沟前期的地质工作成果,可以看出本区含矿层为阿古鲁沟组第一岩性段,岩性为炭质板岩、千枚状含钙炭质板、含炭质砂质板岩;地表见铅锌褐铁矿化铁帽;矿(化)体呈层状和似层状;矿物主要有黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿和方铅矿;矿石构造主要有条带状、块状、浸染状等;蚀变为硅化、黄铁矿化、碳酸盐化、云英岩化(局部)、透闪石化、矽卡岩化。通过对比可以看出,本区的地质条件、含矿建造、控矿构造和成矿环境与上述典型矿床都很相似,特别是与甲生盘的对比,相同之处极多,具有寻找一定规模矿床的前景。
  5 下步工作重点和找矿标志
  5.1 工作重点
  前期地质普查工作主要对ΔT2磁异常范围的褐铁矿化带经行了部分验证,结果表明磁异常分布明显与区内矿化密切相关。由于普查工作投入的工作量有限,特别是物探、钻探工作量较少,故未能查清ΔT3和ΔT4磁异常引起的原因。该异常部位与古鲁沟组地层十分吻合,正是与岩体接触的部位,并且是低阻高极化带的异常分布区,显然是找金属矿化体的有利地段。另外,结合物化探资料,应重点查清磁异常高转低,视激化率8-10%左右的低阻带部位,及9线南东部矽卡蚀变外接触带。对以上重点部位应再次进行大比例尺填图、槽探、钻探验证。
  5.2 找矿标志
  (1)本区的主要找矿标志层应重点放在阿古鲁沟组第一岩性段的炭质粉砂质板岩、粉砂质炭质板岩,且地表见有褐铁矿化及伴有物化探异常的岩性层上。
   (2)侧重同生断裂研究,它不仅是矿质来源通道,也控制着容矿场所。
   (3)条带状石英岩(硅质岩))在炭质板岩(粉砂质板岩)中的突现部位,所谓突现是指与周围沉积相不协调,其热水沉积岩属喷气产物,是具备成矿物质、容矿场所、沉淀条件的特定成矿环境综合因素的体现〔7〕。
  (4)重晶石层及重晶石化,与矿化紧密相连,即可能存在的火山喷流口。
  (5)蚀变标志:磁黄铁矿化、矽卡岩化、云英岩化、透闪石化等。
   (6)物探磁异常指示的多个地质体接触部位,特别是9线东面隐伏岩体的接触带;另外伴有As、Hg、Sb 、B异常的Pb、Zn主异常部位,指示深部可能的隐伏矿体。
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