張善明, 王根厚, 趙士寶, 李海軍, 梁新強(qiáng), 胡二紅, 劉瑞欽, 張克儉, 王躍飛

北山內(nèi)蒙地區(qū)主要巖漿?熱力構(gòu)造類型及控礦作用分析

張善明1, 2, 王根厚1, 趙士寶3, 李海軍4, 梁新強(qiáng)4, 胡二紅1, 劉瑞欽5, 張克儉1, 王躍飛1

(1. 中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院, 北京 100083; 2. 內(nèi)蒙古礦業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司, 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010011; 3. 內(nèi)蒙古地質(zhì)礦產(chǎn)(集團(tuán))有限責(zé)任公司, 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010011; 4. 內(nèi)蒙古國土資源勘查開發(fā)有限責(zé)任公司, 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020; 5. 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢) 資源學(xué)院, 湖北 武漢 430074)

明確與巖漿活動有關(guān)礦床的成因類型, 認(rèn)識巖漿?熱力構(gòu)造及其控礦作用, 并開展分類和模型化研究, 進(jìn)行礦化富集中心圈定及找礦預(yù)測, 是在巖漿巖控(成)礦地區(qū)開展找礦勘探的關(guān)鍵工作之一。北山內(nèi)蒙地區(qū)經(jīng)歷了長期多階段的構(gòu)造?巖漿演化, 與巖漿侵入有關(guān)的成礦作用強(qiáng)烈且廣泛, 但關(guān)于巖漿侵入與成礦、巖漿?熱力構(gòu)造特征及控礦方面的研究甚少。本文通過綜合分析前人資料, 并補(bǔ)充近幾年大量礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查或找礦勘探所獲得的新資料、新認(rèn)識, 將北山內(nèi)蒙地區(qū)主要巖漿?熱力構(gòu)造類型劃分為3類: 巖漿熱液蝕變帶、侵入接觸疊加應(yīng)力構(gòu)造蝕變帶、巖漿成礦系統(tǒng)熱力構(gòu)造體系, 并以開展過1∶10000構(gòu)造?巖相填圖及找礦勘探工作的3個礦區(qū)為例進(jìn)行研究分析。巖漿?熱力構(gòu)造作為一類地質(zhì)異常, 具有異常顯著性和找礦有效性, 表現(xiàn)形式主要為各類不同尺度的與巖漿活動有關(guān)的構(gòu)造建造、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及熱液活動的痕跡、軌跡等, 其可用來反演流體成礦的過程和環(huán)境, 應(yīng)加強(qiáng)認(rèn)識和深化研究。

巖漿活動; 巖漿?熱力構(gòu)造; 構(gòu)造?巖相填圖; 北山; 內(nèi)蒙

0 引 言

巖漿侵位過程中形成了區(qū)域熱力構(gòu)造、區(qū)域熱力場和區(qū)域熱流體系統(tǒng)(張旗等, 2003, 2011, 2013, 2014, 2015a; 張德會等, 2004; 張麗芬等, 2005; 冷成彪等, 2009; 劉曉峰和齊榮, 2011; 方維萱, 2019a), 實踐表明, 對它們進(jìn)行系統(tǒng)的構(gòu)造巖相學(xué)研究, 深化巖漿侵入構(gòu)造系統(tǒng)與礦田構(gòu)造及成礦的認(rèn)識, 對指導(dǎo)找礦意義重大(裴榮富等, 2009, 2011; 方維萱, 2011, 2012b, 2014, 2016; 方維萱等, 2012a; 王同榮等, 2014; Fang, 2017)。由于巖漿控礦的重要性和廣泛性, 地質(zhì)工作者對巖漿作用及控礦意義給予極大關(guān)注。

楊興科等(2005, 2010, 2015a, 2016)提出了巖漿?熱力構(gòu)造概念, 即受巖漿?熱力作用影響或控制, 與巖漿侵入或火山噴發(fā)活動有一定聯(lián)系, 形成于巖漿巖體、圍巖地層、遠(yuǎn)程熱力作用影響區(qū)的一系列熱力(含部分應(yīng)力)作用形成的構(gòu)造類型。方維萱(2019a)將其歸為巖漿侵入構(gòu)造系統(tǒng)的一部分, 并表述為“與巖漿作用有關(guān)的熱力場”, 為構(gòu)造應(yīng)力?熱應(yīng)力?地球化學(xué)動力所導(dǎo)致的巖石?流體相互作用, 它們在物質(zhì)?時間?空間上, 形成了多重耦合與空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。羅照華等(2016)認(rèn)為巖漿成礦系統(tǒng)與相鄰地質(zhì)系統(tǒng)強(qiáng)相互作用形成成礦地質(zhì)異常, 該地質(zhì)異常即巖漿?熱力構(gòu)造, 包括建造構(gòu)造、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及流體系統(tǒng)的變化及變化軌跡。張旗等(2013, 2014, 2017)提出的巖漿熱場, 主旨是大規(guī)模巖漿活動造成地殼淺部呈高熱狀態(tài), 一方面促使巖漿熱液礦床形成(張旗等, 2015a), 另一方面必將在比礦區(qū)更大范圍內(nèi)形成不同尺度的巖漿?熱力構(gòu)造(焦守濤等, 2016)。楊興科等(2005, 2010, 2011, 2015a)和張旗等(2015b)通過調(diào)研發(fā)現(xiàn), 無論是在造山帶中金屬礦田區(qū)還是在多礦種能源盆地, 巖漿?熱力作用和熱力構(gòu)造均發(fā)育且對成礦起到控制作用。盡管如此, 在礦區(qū)或礦田范圍內(nèi)研究巖漿?熱力構(gòu)造, 劃分其類型, 并進(jìn)行找礦預(yù)測的工作開展得較少。

北山內(nèi)蒙地區(qū)地處華北板塊、塔里木板塊和哈薩克斯坦板塊交匯地帶, 位于一個巨大的構(gòu)造楔形區(qū)內(nèi), 在漫長的地質(zhì)構(gòu)造演化歷史中經(jīng)歷了多陸塊多期次裂解、拼合、增生?俯沖和碰撞造山等構(gòu)造運動, 相應(yīng)地發(fā)生了多期次的區(qū)域巖漿活動和成礦作用(Wang et al., 2007; Windley et al., 2007; Xiao et al., 2009, 2013; Su et al., 2011; Song et al., 2013a, 2013b, 2013c; 丁建華等, 2016)。近年來完成的大量找礦勘探及科研工作發(fā)現(xiàn), 區(qū)內(nèi)與巖漿侵入有關(guān)的成礦作用較為強(qiáng)烈, 因此巖漿活動及成礦也成為地質(zhì)工作者關(guān)注的熱點, 但主要集中在巖石地球化學(xué)、年代學(xué)、地球動力學(xué)及成礦作用方面。同時我們也發(fā)現(xiàn), 該區(qū)巖漿活動具長期多階段性, 同期巖漿活動也有復(fù)雜的繼承演化和水?巖反應(yīng)過程, 與之相關(guān)的不同類型成礦在同一空間互相疊加, 不同期次成礦在時間軸上互相影響; 另北山內(nèi)蒙地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造背景多樣且復(fù)雜, 尤其是控礦構(gòu)造極為復(fù)雜且難識別, 以往的地質(zhì)勘查均將礦田構(gòu)造簡單化或模型化, 這就更加制約了對巖漿成(控)礦作用的正確認(rèn)識及找礦突破的獲得。作者通過在北山內(nèi)蒙地區(qū)多個礦區(qū)的找礦實踐及構(gòu)造研究工作發(fā)現(xiàn)巖漿?熱力構(gòu)造是該地區(qū)重要的控礦構(gòu)造, 其形成的地質(zhì)異常具有特征顯著性和找礦有效性, 以往野外工作人員非常關(guān)注應(yīng)力構(gòu)造, 但對巖漿?熱力構(gòu)造的關(guān)注度不夠, 因此加強(qiáng)對巖漿?熱力構(gòu)造的認(rèn)識, 并深化研究, 是有效解決這一瓶頸問題的關(guān)鍵方面。

本文以大量前人研究成果為基礎(chǔ), 歸納了北山內(nèi)蒙地區(qū)與巖漿侵入有關(guān)的主要礦床類型, 并以在三個典型礦區(qū)通過開展構(gòu)造、巖漿巖?巖相、地層?巖石、礦物?蝕變精細(xì)地質(zhì)填圖等獲得的第一手資料為依據(jù), 論述了北山內(nèi)蒙地區(qū)主要巖漿?熱力構(gòu)造類型及控礦作用。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

北山內(nèi)蒙地區(qū)地層發(fā)育齊全, 從中?新太古界到新生界均有分布, 其中: 奧陶系、石炭系、二疊系及中新生界分布最廣泛, 泥盆系分布相對局限。根據(jù)地層的巖性、巖相、成巖環(huán)境等, 將北山內(nèi)蒙地區(qū)主要地層分為四套巖系, 代表不同地質(zhì)背景和演化歷程。分別為: 太古宇基底雜巖殘塊, 為一套低角閃巖相?高角閃巖相的區(qū)域變質(zhì)巖; 元古宇?寒武系低綠片巖相?高綠片巖相淺變質(zhì)的深海、濱淺海、海陸交互相及陸相沉積巖; 奧陶系?二疊系海相、陸相、海陸交互相中基性火山巖、碎屑巖、碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖, 該系列巖石普遍發(fā)育面理、線理; 中?新生界河湖相碎屑巖及松散沉積物。

區(qū)內(nèi)侵入巖分布廣泛, 約占基巖總面積的30%, 主要以酸性、中酸性花崗巖類為主, 可劃分為加里東期、海西期、印支期, 其中以海西期的石炭紀(jì)?二疊紀(jì)侵入巖體規(guī)模最大, 且不同時代的侵入巖體均顯示出受(基底)構(gòu)造控制的帶狀分布特征。區(qū)內(nèi)花崗質(zhì)巖漿活動與Cu、Mo、W(Sn)、Au和Fe成礦關(guān)系密切, 構(gòu)造?巖漿的耦合作用為成礦提供了物質(zhì)、能量條件。同時, 近幾年的找礦勘探發(fā)現(xiàn), 各類脈巖的成礦作用也應(yīng)該被重視, 尤其是花崗偉晶巖脈內(nèi)的稀有、稀土元素成礦。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造變形明顯, 總體構(gòu)造格架為近EW向、NE向區(qū)域性大斷裂, 二者組合構(gòu)成的菱格構(gòu)造控巖控相, 低序次構(gòu)造為小型斷層、褶皺及面理化帶, 走向主要有NW向、NE向、NNE向和近SN向(圖1)。

2 構(gòu)造?巖漿活動與成礦

2.1 成礦帶劃分及與侵入巖漿有關(guān)的主要礦床類型

按照《全國礦產(chǎn)資源潛力評價(內(nèi)蒙古部分)》的劃分方案(許立權(quán)等, 2011; 丁建華等, 2016), 北山內(nèi)蒙地區(qū)可劃分為2個Ⅲ級成礦帶和3個Ⅳ級成礦亞帶(表1), 與侵入巖漿活動有關(guān)的主要礦床類型有接觸交代型Au-Cu-W多金屬礦、斑巖型銅礦、花崗巖型W-Sn-Mo鎢錫鉬礦、斑巖型Mo多金屬礦、堿性花崗巖型稀有金屬礦等。

1. 第四系; 2. 新近系; 3. 白堊系砂礫巖; 4. 侏羅系泥頁巖; 5. 三疊系碎屑巖; 6. 二疊系火山巖、碳酸鹽巖; 7. 石炭系火山巖; 8. 泥盆系火山巖; 9.志留系碎屑巖; 10. 奧陶系火山巖; 11. 寒武系沉積巖; 12. 薊縣系大理巖; 13. 長城系淺變質(zhì)碎屑巖; 14. 元古宇變質(zhì)巖組合; 15. 侏羅紀(jì)花崗巖; 16. 三疊紀(jì)花崗巖; 17. 二疊紀(jì)花崗巖; 18. 石炭紀(jì)花崗巖; 19. 志留紀(jì)花崗巖; 20. 奧陶紀(jì)花崗巖; 21. 超基性巖; 22. 輝長巖; 23. 正斷層; 24. 逆斷層; 25. 推測深大斷裂; 26. 地質(zhì)界線/含礦巖漿巖體界線; 27. 鐵礦; 28. 鎳礦; 29. 錳礦; 30. 銅礦; 31. 鉛礦; 32. 鎢礦; 33.金礦; 34. 銻礦; 35.鐵銅礦; 36. 銅金礦; 37. 銅鉬礦; 38. 鎢錫礦; 39. 銅鉛鋅礦; 40. 文中3個實例區(qū)。

表1 北山內(nèi)蒙地區(qū)成礦區(qū)帶劃分表

2.2 構(gòu)造?巖漿活動與成礦

典型礦床地質(zhì)特征及區(qū)域構(gòu)造演化表明, 北山內(nèi)蒙地區(qū)與構(gòu)造?巖漿活動有關(guān)的成礦作用主要發(fā)生在早古生代、晚古生代及中生代。

從新元古代(約820～540 Ma)沿天山南緣?北山?狼山?白云鄂博?赤峰一線, 華北古陸和塔里木古陸與其以北的古陸群逐漸分離(毛景文等, 2013), 北山處于古生代洋?陸演化早期, 總體為拉張裂解構(gòu)造背景, 鎂鐵?超鎂鐵質(zhì)巖漿沿裂谷上侵, 該過程最晚持續(xù)到早志留世。在奧陶紀(jì)?早志留世裂谷環(huán)境,發(fā)生了與鎂鐵?超鎂鐵質(zhì)巖漿活動有關(guān)的Fe-V-Ti-Cr-Ni成礦作用。

自早志留世后, 北山局部發(fā)生地塊、洋陸殼之間的俯沖, 并發(fā)育具島弧、陸緣弧性質(zhì)的中酸性侵入巖、次火山巖等。在志留紀(jì)陸緣弧環(huán)境, 發(fā)生了與火山巖漿活動有關(guān)的Cu多金屬成礦作用(毛啟貴等, 2010; 賀振宇等, 2014)。

從志留紀(jì)開始, 古亞洲洋進(jìn)入俯沖消減階段, 這一過程一直持續(xù)到晚泥盆世才結(jié)束, 并發(fā)生碰撞造山、與板塊碰撞造山有關(guān)的巖漿活動及強(qiáng)烈的W-Sn成礦作用強(qiáng)烈(楊合群等, 2009, 2010)。

晚泥盆世?中二疊世, 研究區(qū)處于擠壓?碰撞造山環(huán)境, 石炭紀(jì)?二疊紀(jì)西伯利亞、哈薩克斯坦和塔里木三大板塊匯聚碰撞, 巖漿活動強(qiáng)烈(夏林圻等, 2008; 宋健, 2013)。在石炭紀(jì)?中二疊世匯聚型陸緣環(huán)境, 發(fā)生了與巖漿活動有關(guān)的Fe-Mo成礦作用(李錦軼等, 2009)。

從三疊紀(jì)開始, 研究區(qū)處于陸內(nèi)構(gòu)造?巖漿活動階段。呂新彪等(2012)認(rèn)為三疊紀(jì)造山后伸展環(huán)境下的幔源巖漿底侵和下地殼物質(zhì)重熔, 形成了與三疊紀(jì)侵入巖有關(guān)的Mo-Au-Pb-Zn成礦系列。苗來成等(2014)認(rèn)為三疊紀(jì)北山為碰撞?碰撞后構(gòu)造環(huán)境, 發(fā)育大規(guī)模剪切帶和強(qiáng)烈的巖漿活動及伴生的金屬成礦作用。總之, 研究區(qū)中生代巖漿活動廣泛, 成礦作用強(qiáng)烈。區(qū)內(nèi)海西期、印支?燕山期構(gòu)造巖漿活動與成礦作用, 還表現(xiàn)在對先期成礦的疊加改造、再富集等方面(杜玉良等, 2009)。

研究區(qū)構(gòu)造?巖漿活動及成礦總體具如下規(guī)律: ①礦化時間長, 從早古生代到中生代均有成礦;②礦化產(chǎn)出具時限性和局限性, 即某種成礦作用與某一地質(zhì)時期內(nèi)的特定大地構(gòu)造環(huán)境和地質(zhì)過程有關(guān), 空間分布上成群、成帶集中; ③多元素成礦具有明顯的階段性和方向性; ④金屬成礦過程具一定可對比性, 即對于不同成礦時代的同一類金屬, 其成礦過程具一定可對比性; ⑤晚古生代是成礦作用的爆發(fā)期, 其他地質(zhì)歷史階段形成的礦床(點)不論是在數(shù)量上、種類上、還是規(guī)模上, 均無法與其比擬; ⑥成礦是巖漿活動與構(gòu)造活動聯(lián)合作用的結(jié)果, 二者缺一不可。研究區(qū)地層?巖石、建造和構(gòu)造?巖漿?成礦系統(tǒng)見圖2。

3 北山內(nèi)蒙地區(qū)主要的巖漿?熱力構(gòu)造類型及控礦作用分析

北山內(nèi)蒙地區(qū)巖漿侵入時空廣泛且活動強(qiáng)烈, 直接促使形成多種相關(guān)類型礦床。作者多年的工作發(fā)現(xiàn), 在針對與侵入巖漿活動有關(guān)的礦床的找礦實踐中, 認(rèn)識巖漿?熱力構(gòu)造類型, 分析其控礦作用非常重要。一方面, 成礦作用與巖漿?熱力作用直接相關(guān), 另一方面, 該作用過程必然留下痕跡, 即巖漿?熱力構(gòu)造。作為一類地質(zhì)異常, 巖漿?熱力構(gòu)造具有異常顯著性和找礦有效性, 其表現(xiàn)形式主要為各類不同尺度的與巖漿活動有關(guān)的構(gòu)造建造、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及不同類型熱液蝕變活動的痕跡、軌跡等, 構(gòu)造建造、結(jié)構(gòu)構(gòu)造具地球物理屬性, 熱液蝕變活動的痕跡、軌跡具地球化學(xué)屬性, 二者均具有一定的時空序列和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

經(jīng)初步歸納, 認(rèn)為巖漿熱液蝕變帶、侵入接觸疊加應(yīng)力構(gòu)造蝕變帶、巖漿成礦系統(tǒng)熱力構(gòu)造體系是研究區(qū)最重要的三類巖漿?熱力構(gòu)造, 下文通過三個實例介紹其主要特征。

3.1 巖漿熱液蝕變帶

3.1.1 成礦地質(zhì)條件分析

白梁東鐵多金屬礦區(qū)出露地層為下石炭統(tǒng)綠條山組濱海瀉湖相正常沉積巖夾火山碎屑巖、大理巖及火山熔巖組合, 石炭系白山組濱海相?遠(yuǎn)濱海相中酸性火山熔巖夾正常沉積碎屑巖、大理巖組合。侵入巖主要為晚石炭世花崗閃長巖、英云閃長巖、中二疊世二長花崗巖、石英閃長巖等。主量、微量和稀土元素地球化學(xué)研究表明(圖3、4), 石炭紀(jì)、二疊紀(jì)巖漿巖均屬鈣堿性巖類, 稀土元素配分曲線右傾, 具Eu負(fù)異常, Ba、K、Sr、P、Ti明顯虧損, Th、U、Zr、Hf、Sm明顯富集, 指示火山弧或同碰撞花崗巖特征(曹燕山等, 2012)。其中白山組安山巖、英安巖普遍具超貧磁鐵礦化, 形成受巖層控制的正磁異常和大面積分布的Co、Ni、Zn化探異常, 1∶5萬區(qū)域化探測量顯示, 白山組與晚石炭世花崗閃長巖內(nèi)外接觸帶處, Pb、Ag、Mo、Sb、W、Ni、As、Cu化探異常顯著。受晚石炭世巖漿侵入作用, 超貧磁鐵礦化中酸性火山熔巖發(fā)生改造, 形成含Co-Au-Pb-Zn-Ag-Cu富磁鐵礦體, 礦床類型有矽卡巖型、接觸交代型、巖漿熱液型。

圖2 北山內(nèi)蒙地區(qū)地層?巖石、建造和構(gòu)造?巖漿?成礦系統(tǒng)圖

圖3 北山內(nèi)蒙白梁東鐵多金屬礦區(qū)侵入巖原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(a)和球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式圖(b) (標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)

圖4 北山內(nèi)蒙白梁東鐵多金屬礦區(qū)侵入巖構(gòu)造判別圖解(底圖據(jù)Pearce et al., 1984)

3.1.2 巖漿?熱力構(gòu)造類型及控礦作用分析

由于成礦與巖漿熱液改造作用有關(guān), 區(qū)內(nèi)各種巖漿熱液蝕變發(fā)育?？傮w看, 下石炭統(tǒng)呈一個巨大的捕虜體產(chǎn)于晚石炭世花崗閃長巖內(nèi), 侵入巖體與圍巖接觸帶構(gòu)造發(fā)育。自侵入巖體內(nèi)接觸帶→外接觸帶→圍巖, 蝕變礦化具一定分帶性, 為(黃鐵)絹英巖化+螢石化→綠簾石化(無礦化)→鈣鋁榴石矽卡巖化(Fe-Co(Pb-Zn)礦化)→硅化(無礦化)→褐鐵礦化+絹云母化(Au-Ag-Cu礦化)。一般矽卡巖化僅在碳酸鹽巖層位發(fā)育, 以鐵為主的多金屬礦化規(guī)模受矽卡巖化規(guī)模控制(圖5a)。

露頭可見, 侵入巖體與圍巖接觸界線扭轉(zhuǎn)處, 因二者接觸面積大, 且?guī)r漿熱液被圈閉在一個封閉空間內(nèi), 熱液蝕變作用更強(qiáng)。經(jīng)探槽揭露發(fā)現(xiàn)侵入巖體與圍巖接觸界線平直處, 蝕變?nèi)醵M窄(圖5b), 接觸界線越復(fù)雜, 蝕變作用則越強(qiáng)(圖5c)。鏡下觀察發(fā)現(xiàn), 黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、磁鐵礦呈它形產(chǎn)于石炭系巖石造巖礦物粒間, 閃鋅礦、黃鐵礦是巖漿侵位過程中流體注入濃縮的結(jié)果, 其內(nèi)包裹著造巖礦物碎屑, 注入充填特征非常明顯。磁鐵礦是巖漿流體與圍巖發(fā)生水?巖反應(yīng)的結(jié)果, 與閃鋅礦界線平直截然, 但與造巖礦物卻呈交代港灣狀。可見磁鐵礦與閃鋅礦間被造巖礦物窄條狀碎屑隔開, 說明二者是不同流體過程的產(chǎn)物(圖5d)。

針對其中一個接觸帶的綜合剖面測量顯示, 花崗閃長巖與變質(zhì)砂巖外接觸帶, W、Sn、Mo、As等與巖漿熱液有關(guān)的元素含量顯著增高, 與鐵成礦有關(guān)的元素Co、Ni含量增高, Pb、Zn、Ag含量輕微增高, 并形成明顯的高極化率、低電阻率異常, 而遠(yuǎn)離接觸帶, 上述異常均消失(圖6a)。

對其中一條揭露接觸帶的探槽開展了原生暈樣測量, 發(fā)現(xiàn)在花崗閃長巖與大理巖內(nèi)外接觸帶處, Pb、Zn、Ni、Co、Mo顯示跳躍變化的高含量, 在接觸帶內(nèi)的矽卡巖化帶內(nèi), Pb、Cu、Ni、Zn、Co、W形成顯著異常, 在遠(yuǎn)接觸帶圍巖側(cè), Cu、Ni、Co、Zn形成微弱異常(圖6b)。

3.2 侵入接觸疊加應(yīng)力構(gòu)造蝕變帶

3.2.1 成礦地質(zhì)條件分析

三個井金礦區(qū)出露地層為古元古界北山巖群二巖組黑云石英片巖、角閃片巖、黑云鉀長片麻巖、黑云斜長片麻巖, 局部夾大理巖、硅質(zhì)巖。侵入巖主要為二疊紀(jì)灰白色中粒英云閃長巖, 形成于碰撞前陸緣弧環(huán)境(趙志雄等, 2015)。礦區(qū)位于公路井?三個井區(qū)域韌?脆性構(gòu)造變形帶內(nèi), 該變形帶是北山造山帶晚古生代板內(nèi)走滑剪切作用的產(chǎn)物, 形成時限可能在300±3 Ma(高勇等, 2016)。金多金屬礦床空間分布受韌?脆性構(gòu)造變形帶和英云閃長巖與圍巖間的接觸蝕變帶構(gòu)造聯(lián)合控制。

3.2.2 巖漿?熱力構(gòu)造類型及控礦作用分析

在三個井金礦區(qū), 侵入接觸疊加應(yīng)力構(gòu)造蝕變帶控制了金礦化體的產(chǎn)出。在二疊紀(jì)英云閃長巖與古元古界北山巖群黑云斜長片麻巖外接觸帶, 形成規(guī)模巨大的構(gòu)造蝕變巖。NW向金巴山?三個井區(qū)域性壓扭斷層從英云閃長巖與黑云斜長片麻巖接觸帶處通過, 破碎蝕變帶長>5 km, 出露寬度70～450 m, 傾向208°, 傾角72°～81°。帶內(nèi)壓扭性斷層平行發(fā)育, 集中分布。沿斷層形成寬窄不一的強(qiáng)蝕變帶, 寬數(shù)米到50 m, 相互間隔數(shù)米至幾十米, 與其他走向、不同期次形成的小型蝕變帶交叉構(gòu)成網(wǎng)狀。受其派生斷裂控制, 斷裂?裂隙構(gòu)造蝕變帶呈中西部寬、東部窄的帶狀(圖7)?？傮w來看, Au在兩類構(gòu)造空間富集, 一類為不同巖性層的界面處(圖8a), 另一類為小型斷裂裂隙尤其是裂隙的尖端(圖8b)。當(dāng)富Au流體運移至第一類空間, 與圍巖發(fā)生反應(yīng)形成高嶺土化和褪色蝕變, 流體中的高嶺石和SiO2含量急劇增加, 逐漸在適宜的物理化學(xué)空間沉淀。當(dāng)流體運移至第二類空間, 其內(nèi)壓持續(xù)升高, 超越極限而發(fā)生爆破, 成礦流體瞬間減壓沸騰, 金屬絡(luò)合物失穩(wěn), Au被卸載并沉淀(于華之等, 2017)。

(a) 礦化露頭; (b) 平直接觸帶特征及蝕變; (c) 復(fù)雜接觸帶特征及蝕變; (d) 鐵多金屬礦石鏡下特征。圖5d中: ① 位于Mag與Sp之間的脈石礦物細(xì)脈; ② Mag與脈石礦物界線呈波浪狀; ③ Mag與Sp間界線非常平直; ④ Sp在脈石礦物裂隙內(nèi)具貫入充填特征; ⑤ Sp內(nèi)的脈石包裹體。礦物代號: Sp. 閃鋅礦; Mag. 磁鐵礦。

1. 第四系; 2. 變質(zhì)砂巖; 3. 變質(zhì)石英砂巖; 4. 硅質(zhì)板巖; 5. 大理巖; 6. 英安巖; 7. 石英巖; 8. 正長巖; 9. 花崗閃長巖; 10. 破碎帶; 11. 綠簾石化; 12. 磁鐵礦化; 13. 孔雀石化; 14. 矽卡巖化; 15. Fe(Co)礦體。元素單位: Au為×10–9; 其他元素為×10–6。

圍巖蝕變主要有矽卡巖化、碳酸鹽化、黃鉀鐵礬化、褐鐵礦化、高嶺土化、硅化、孔雀石化、黃鐵礦化及褪色等。大理巖夾層內(nèi)形成矽卡巖化, 僅在局部見似鐵帽的褐鐵礦化、銅藍(lán)礦化小透鏡體, 偶見團(tuán)塊狀或細(xì)脈狀方鉛礦, 矽卡巖化為早期高溫?zé)嵋弘A段產(chǎn)物, 與Au成礦關(guān)系不大。硅化、碳酸鹽化、黃鐵礦化主要分布在斷裂裂隙構(gòu)造內(nèi), 與Au成礦關(guān)系密切, 為晚期中低溫?zé)嵋弘A段產(chǎn)物。黃鉀鐵礬化主要分布在地表石英脈型金礦體及其周圍, 高嶺土化及蝕變褪色普遍發(fā)育, 是大范圍空白區(qū)內(nèi)找礦的重要標(biāo)志。

矽卡巖型Au-Cu-Fe小透鏡體空間分布嚴(yán)格受英云閃長巖與大理巖接觸帶控制, 在接觸帶拐彎處, 產(chǎn)狀由陡變緩處, FeT品位由10.0%→30.0%變化, Cu品位由0→0.51%變化, 對比發(fā)現(xiàn), 凡是FeT品位>20.0%, Cu品位>0.10%, 礦化體厚度>0.50 m地段, 均是接觸帶復(fù)雜、產(chǎn)狀突變且矽卡巖化強(qiáng)烈地段。Au、Pb在遠(yuǎn)離接觸帶的次級斷裂裂隙內(nèi)富集成礦, 區(qū)域性壓扭斷層為導(dǎo)礦構(gòu)造, 斷層上盤斷裂裂隙為容礦構(gòu)造, 越遠(yuǎn)離接觸帶, 毛細(xì)彌漫狀斷裂裂隙構(gòu)造越發(fā)育, 金含量越高, 但礦體總體規(guī)模越小, 品位厚度越不穩(wěn)定(圖9)。具體表現(xiàn)為: 自接觸帶→圍巖, 礦化序列為矽卡巖型Fe-Cu礦小透鏡體(含Au、Ag、Pb)(FeT、Cu、Au、Ag、Pb品位分別為10.0%～ 30.0%、0.10%～0.50%、0.50～1.00 g/t、10.0～50.0 g/t、0.10%～1.00%)→Cu-Pb礦(Cu、Pb、Au品位分別為0.10%～2.00%、0.50%～2.00%、0.50～2.50 g/t)→Au-Pb-Ag礦(Au、Pb、Ag品位顯著增高, 分別為0.90～10.0 g/t, 0.30%～28.0%, 40.0～270 g/t)(表2)。矽卡巖化為早期高溫?zé)嵋弘A段產(chǎn)物, 與Au成礦關(guān)系不大, 其他蝕變?yōu)橥砥谥?低溫?zé)嵋弘A段產(chǎn)物, 形成區(qū)內(nèi)主要金多金屬礦體(田紅彪等, 2008), 成礦熱液自侵入巖體向圍巖遷移, 礦化蝕變表現(xiàn)一定的時空序列特征。

區(qū)內(nèi)產(chǎn)出石英脈型和蝕變巖型Au礦化, 取6件樣品進(jìn)行主量元素分析, 結(jié)果見表3。CaO、K2O、MgO總量在6.47%～16.62%, SiO2、Al2O3含量分別為48.72%～60.35%, 3.02%～15.46%, 表明蝕變巖型Pb-Au礦石主要由硅酸鹽、鋁硅酸鹽、碳酸鹽類礦物、硫化物、鐵質(zhì)礦物等組成, 圍巖與蝕變巖型鉛金礦化學(xué)成分相近, 而石英脈型金礦石化學(xué)成分則與圍巖差別較大。結(jié)合成礦地質(zhì)特征認(rèn)為, 石英脈型Au成礦與巖漿流體沿斷裂裂隙的充填交代作用有關(guān), 而蝕變巖型鉛金成礦與巖漿流體同黑云斜長片麻巖的交代蝕變作用有關(guān)。近幾年系統(tǒng)開展的1∶5萬土壤(巖石)地球化學(xué)測量表明, 北山巖群富Pb、Au等元素, 這與前述的成礦地質(zhì)特征是一致的, 即圍巖提供了金屬元素, 巖漿活動提供了流體和熱能。

40件人工重砂樣品測量表明, 方鉛礦含量在1～20粒的有7件, 鉻鉛礦含量在1～20粒的有2件, 白鉛礦和鉬鉛礦含量在1～20粒的有13件, 在21～100粒的有8件, >100粒的有1件, 伴生礦物有白鎢礦、錫石、金、剛玉、釷石、螢石等, 鉛人工重砂礦物與白鎢礦和錫石伴生, 暗示成礦與巖漿熱液活動有關(guān)。

1. 北山群第二巖組黑云石英片巖、角閃片巖; 2. 北山群第二巖組黑云鉀長片麻巖; 3. 北山群第二巖組黑云斜長片麻巖; 4. 二疊紀(jì)灰白色中粒英云閃長巖; 5. 鉀長花崗巖脈; 6. 石英閃長巖脈; 7. 輝綠玢巖脈; 8. 構(gòu)造破碎蝕變巖帶; 9. 礦體位置及編號; 10. 地質(zhì)界線; 11. 壓扭性斷裂; 12. 推測斷層; 13. 勘查線位置及編號; 14. 鉛重砂異常范圍及編號。

(a) 不同巖性界面處的鉛金礦化; (b) 小型斷裂破碎帶內(nèi)的鉛銅礦化; (c) 暗色金屬硫化物以不規(guī)則狀充填在脈石礦物粒間; (d) 暗色金屬硫化物沿著碳酸鹽礦物的節(jié)理裂隙充填。礦物代號: Qz. 石英; Mu. 白云母; Cal. 碳酸鹽; Cp. 金屬硫化物。

圖9 北山內(nèi)蒙三個井金礦區(qū)礦體品位、厚度變化系數(shù)柱狀圖

表2 北山內(nèi)蒙三個井金礦區(qū)各礦體礦化特征表

表3 北山內(nèi)蒙三個井金礦區(qū)巖礦石主量元素(%)分析結(jié)果

鏡下可見暗色的金屬硫化物以不規(guī)則狀充填在脈石礦物顆粒間(圖8c),還可見金屬硫化物呈細(xì)脈狀分布在脈石礦物裂隙內(nèi)(圖8d), 黃銅礦被方鉛礦包裹呈包含結(jié)構(gòu), 閃鋅礦呈乳滴狀分布在黃銅礦中, 黃銅礦中可見細(xì)粒的脈石礦物包裹體, 顯示多期流體成礦和流體注入充填成礦特征。

3.3 巖漿成礦系統(tǒng)熱力構(gòu)造體系

3.3.1 成礦地質(zhì)條件分析

額勒根烏蘭烏拉鉬(銅)礦區(qū)出露地層為下石炭統(tǒng)綠條山組砂巖、凝灰?guī)r夾灰?guī)r透鏡體, 下石炭統(tǒng)白山組安山巖、英安巖、凝灰?guī)r及火山角礫巖、火山集塊巖等。巖漿巖主要出露石炭紀(jì)中酸性侵入巖, 有石英閃長巖、花崗閃長斑巖、似斑狀花崗閃長巖、中細(xì)?；◢忛W長巖、鉀長花崗巖, 總體呈一個復(fù)式雜巖體產(chǎn)出, 似斑狀花崗閃長巖是主要的含礦巖體。聶鳳軍等(2005)獲得成礦年齡為332.0±9.0 Ma; 江思宏和聶鳳軍(2006)對雜巖體開展了大量年代學(xué)研究, 獲得成巖年齡在271.78～355.16 Ma之間; 筆者獲得中細(xì)?；◢忛W長巖(99°01′15″E, 42°21′46″N)和花崗閃長斑巖(99°02′36″E, 42°22′40″N)的諧和年齡分別為310.2±1.3 Ma、346.4±1.5 Ma(課題組未發(fā)表數(shù)據(jù))。脈巖發(fā)育, 巖性有石英脈、花崗斑巖脈、球粒狀花崗斑巖脈、花崗閃長斑巖脈、閃長(玢)巖脈、輝綠(玢)巖脈。礦區(qū)總體為一走向NW, 傾向SW的單斜構(gòu)造, 褶皺不發(fā)育。斷裂較發(fā)育, 以NW向為主, 其次為NWW向和NE向。

3.3.2 巖漿?熱力構(gòu)造類型及控礦作用分析

在額勒根烏蘭烏拉鉬(銅)礦區(qū), 特有的斑巖熱力構(gòu)造體系控制著礦化蝕變的類型和分布。在斑巖體內(nèi)部, 各類地質(zhì)界面處鉬礦化較強(qiáng)烈、規(guī)模較大, 接觸界面包括以下幾類: ①斑巖體礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造發(fā)生突變的界面。大量巖心的觀察發(fā)現(xiàn), 一般在石英、碳酸鹽、鉀長石、黃鐵礦含量驟增處, 鉬礦化較富(圖10a)。從結(jié)構(gòu)構(gòu)造看, 似斑狀特征越明顯, 長石、石英類礦物晶體越大, 礦化越強(qiáng)(圖10b)。②斑巖體裂隙內(nèi)充填泥質(zhì)、硅質(zhì)及方解石細(xì)脈, 在細(xì)脈與斑巖接觸帶處礦化發(fā)育(圖10c)。③斑巖體內(nèi)中基性包體或圍巖捕虜體發(fā)育, 在包體或捕虜體與斑巖接觸帶處礦化發(fā)育(圖10d)。據(jù)賀中銀等(2015), 該礦床屬后生斑巖鉬礦, 有兩類封閉空間較有利于成礦: 一類為似斑狀花崗閃長巖呈脈狀貫入圍巖安山巖內(nèi), 安山巖致密, 裂隙不發(fā)育, 其作為巖脈頂?shù)装? 起到了較好的隔擋層作用, 使礦液不易流通和散失(圖10e)。同時, 這種地段斑巖體與圍巖有更大的接觸面積和更封閉的空間, 有利于礦液在巖體內(nèi)部特別是頂部或接觸帶成礦(圖10f); 第二類是巖體與圍巖接觸帶處, 因受到阻擋和擠壓作用, 內(nèi)接觸帶的巖體更致密, 節(jié)理裂隙相對不發(fā)育, 礦物粒度更細(xì), 亦起到了隔擋層作用, 對成礦有利(圖10g、h)。

(a) 似斑狀花崗閃長巖內(nèi)鉀長石高含量地段, 礦化富; (b) 似斑狀花崗閃長巖含礦、花崗巖無礦; (c) 礦化富集地段的微構(gòu)造; (d) 圍巖捕虜體密集分布處礦化富; (e) 似斑狀花崗閃長巖呈巖脈貫入圍巖內(nèi), 礦化富; (f) 似斑狀花崗閃長巖與圍巖復(fù)雜接觸帶處, 礦化富; (g) 接觸界線處被擠壓的似斑狀花崗閃長巖為流體成礦的隔擋層; (h) 接觸帶處的含鉬磁鐵礦化。

垂向上, 在斑巖體內(nèi)部形成明顯的熱液蝕變?礦化分帶, 淺部(0～200 m)為絹云母化帶, 中部(200～350 m)為云英巖化帶, 深部(>350 m)為鉀硅酸鹽化帶。絹云母化帶: 位于花崗閃長斑巖淺部或邊部, 金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦、孔雀石, 呈浸染狀或以石英?方解石?硫化物細(xì)脈形式產(chǎn)出, 金屬礦化強(qiáng)度與蝕變強(qiáng)度正相關(guān)。云英巖化帶: 位于花崗閃長斑巖、似斑狀花崗閃長巖中, 尤以似斑狀花崗閃長巖中廣泛, 金屬礦物有黃鐵礦、輝鉬礦, 呈浸染狀或以石英?硫化物細(xì)脈形式產(chǎn)出, 金屬礦化強(qiáng)度與蝕變強(qiáng)度正相關(guān)。鉀硅酸鹽化帶: 在深部巖體中發(fā)育, 以強(qiáng)烈且廣泛的次生鉀長石發(fā)育為特征, 深部鉆探驗證鉀化蝕變與最晚一期的鉀長花崗巖有關(guān), 該蝕變帶內(nèi)金屬礦化強(qiáng)度明顯降低, 僅見少量黃鐵礦。

平面上, 自斑巖體向圍巖, 亦可見明顯的蝕變?礦化分帶, 巖體中心為云英巖化帶→巖體邊部為絹云母化帶→近接觸帶安山巖為青磐巖化帶→遠(yuǎn)接觸帶安山巖、凝灰?guī)r發(fā)育綠簾石化(圖11)。云英巖化帶: 主要分布在似斑狀花崗閃長巖內(nèi), 常見金屬礦物為黃鐵礦。絹云母化帶: 主要分布在花崗閃長巖內(nèi)以及似斑狀花崗閃長巖與圍巖捕虜體內(nèi)外接觸帶處, 金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦、孔雀石、磁鐵礦。青磐巖化帶: 為巖漿熱液與中基性火山巖水?巖反應(yīng)的產(chǎn)物。侵入巖體周邊安山巖中, 青磐巖化空間分布嚴(yán)格受接觸帶控制, 侵入巖體內(nèi)安山巖捕虜體中, 青磐巖化廣泛發(fā)育, 捕虜體規(guī)模越小, 蝕變越強(qiáng)。蝕變礦物為微粒綠簾石、綠泥石、碳酸鹽、黃鐵礦、高嶺土, 金屬礦物主要為孔雀石、鏡鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦, 多呈細(xì)網(wǎng)脈狀產(chǎn)出。綠簾石化: 已不具帶狀分布特征, 而是在局部巖石裂隙或斷裂發(fā)育處聚集呈片, 局部可見褐鐵礦化、硅化, 金屬礦物偶見孔雀石, 采樣化驗含Cu、Au。

4 討 論

在北山內(nèi)蒙地區(qū), 巖漿活動強(qiáng)烈, 巖漿巖分布廣泛, 控礦作用明顯, 幾乎絕大部分礦床, 不論其時空分布, 還是成因、后期改造等方面, 均與巖漿活動有著或強(qiáng)或弱的聯(lián)系。如研究區(qū)非常重要的Au礦床, 以元古界淺變質(zhì)巖為容礦圍巖, 以往認(rèn)為其成礦作用與巖漿活動關(guān)系不大, 后通過地球化學(xué)、成礦流體方面的研究發(fā)現(xiàn), 其主要的控礦因素仍是海西期、印支期的巖漿侵入活動(聶鳳軍等, 2002)。石炭紀(jì)?二疊紀(jì)巖漿活動與成礦關(guān)系的重要性已被普遍接受, 同時也要關(guān)注與中生代巖漿活動有關(guān)的成礦作用, 近幾年的工作發(fā)現(xiàn), 與中生代堿性花崗巖有關(guān)的“三稀”成礦可能一直以來被忽略, 內(nèi)蒙古地勘八院在北山內(nèi)蒙微波山地區(qū)發(fā)現(xiàn)Nb-Ta-Rb多金屬礦點, 顯示較大找礦潛力, 也啟示我們應(yīng)重視三稀礦產(chǎn)的找礦評價工作(胡二紅, 2018; 胡二紅等, 2020)。苗來成等(2014)認(rèn)為中生代印支期是北山地區(qū)最晚一次大規(guī)模巖漿活動與金屬成礦期, 其發(fā)育范圍、規(guī)模和強(qiáng)度遠(yuǎn)超原來的認(rèn)識。由于遭受剝蝕、改造的時間相對短, 地質(zhì)過程相對少, 中生代形成的礦產(chǎn)也具備相對好的保存條件。

眾所周知, 一直以來, 應(yīng)力構(gòu)造都是探礦人員和科研人員關(guān)注的重點, 深入全面認(rèn)識應(yīng)力構(gòu)造的控礦作用, 是取得找礦突破的關(guān)鍵。前幾年完成的危機(jī)礦山深部找礦取得豐碩成果, 同時也發(fā)現(xiàn)一個規(guī)律, 幾乎絕大部分礦床, 哪怕是以往認(rèn)為與巖漿活動幾乎無任何關(guān)系的層控礦床, 均顯示與巖漿侵入活動的關(guān)聯(lián)性?？梢? 巖漿控礦作用與構(gòu)造控礦作用同等重要。楊興科等(2005)認(rèn)為, 與巖漿活動相伴的巖漿?熱力運動必將導(dǎo)致巖石物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等發(fā)生變化, 進(jìn)而形成巖漿?熱力構(gòu)造。羅照華等(2016)認(rèn)為含礦流體以巖漿侵入體為起點向遠(yuǎn)離巖體方向傳輸, 含礦流體與傳輸路徑中的屏蔽介質(zhì)每發(fā)生一次強(qiáng)相互作用, 都會留下顯著的物質(zhì)記錄, 巖漿?熱力構(gòu)造可以說是這種物質(zhì)記錄與屏蔽介質(zhì)的集合。方維萱(2019a)認(rèn)為巖漿侵入構(gòu)造系統(tǒng)是與巖漿侵入作用有關(guān)的構(gòu)造巖相帶, 其內(nèi)形成了成巖成礦系統(tǒng), 并可能發(fā)生大規(guī)模礦產(chǎn)富集成礦, 可以認(rèn)為巖漿侵入構(gòu)造系統(tǒng)包含巖漿?熱力構(gòu)造, 而巖漿?熱力構(gòu)造更強(qiáng)調(diào)除應(yīng)力構(gòu)造以外的熱力構(gòu)造。

1. 中奧陶統(tǒng)咸水湖組; 2. 下奧陶統(tǒng)羅雅楚山組; 3. 二疊紀(jì)鉀長花崗巖; 4. 石炭紀(jì)閃長巖; 5. 石炭紀(jì)花崗閃長巖; 6. 花崗斑巖脈; 7. 閃長巖脈; 8.流紋角礫凝灰熔巖; 9. 安山質(zhì)凝灰熔巖; 10. 安山巖; 11. 粉砂質(zhì)板巖; 12. 花崗斑巖; 13. 鉀長花崗巖; 14. 閃長巖; 15. 花崗閃長巖; 16. 花崗閃長斑巖; 17. 斷層; 18. 孔雀石化; 19. 硅化; 20. 褐鐵礦化; 21. 綠簾石化; 22. 絹云母化; 23. 云英巖化; 24. 青磐巖化; 25. 鉀長石化; 26. 鉬礦體; 27. 產(chǎn)狀。元素單位: Au為×10–9; 其他元素均為×10–6。

巖漿?熱力構(gòu)造與潛在礦體具一定成因序列和時空關(guān)聯(lián)性, 正確認(rèn)識這種成因序列和時空關(guān)聯(lián)是圈定礦體潛在地段的關(guān)鍵, 這就要依賴于精細(xì)地質(zhì)建造填圖和細(xì)致的礦物蝕變研究, 宏觀與微觀相結(jié)合, 突出研究與成礦有關(guān)的巖漿?熱力構(gòu)造在有限時空上的狀態(tài)和變化, 并盡可能利用物化遙多元信息, 重塑巖漿?熱力構(gòu)造的物質(zhì)?時間?空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及運動過程。因此應(yīng)把改造和建造、形變和形成、構(gòu)造和巖相、繼承和演化、狀態(tài)和過程彼此緊密結(jié)合去研究巖漿?熱力構(gòu)造(王宗永等, 2015)。呂古賢等(1998)提出的“構(gòu)造變形巖相形跡”概念, 即受地殼構(gòu)造作用影響或控制的, 能反映其形成構(gòu)造地質(zhì)環(huán)境、物理化學(xué)條件的那部分構(gòu)造巖石單元或構(gòu)造巖相建造要素, “巖漿?熱力構(gòu)造”與其有類似之處, 亦指巖漿?熱力作用影響下在地質(zhì)過程中所形成的那部分巖石礦物及構(gòu)造形跡的地質(zhì)實體, 二者都強(qiáng)調(diào)礦源巖演化序列的認(rèn)識, 因此可以參考構(gòu)造變形巖相形跡大比例尺填圖技術(shù)來認(rèn)識巖漿?熱力構(gòu)造。楊興科等(2015b, 2016)在東昆侖祁漫塔格礦帶以礦田構(gòu)造?巖相填圖為主要方法, 開展了巖漿?熱力構(gòu)造調(diào)研及找礦預(yù)測的示范性工作。方維萱(2019a)建立的巖漿侵入構(gòu)造系統(tǒng)的構(gòu)造巖相學(xué)填圖技術(shù), 對巖漿侵入構(gòu)造系統(tǒng)物質(zhì)?時間?空間分布規(guī)律進(jìn)行圈定, 探索巖漿侵入構(gòu)造系統(tǒng)形成的動力學(xué)機(jī)制與金屬超常富集規(guī)律, 是目前認(rèn)識巖漿?熱力構(gòu)造最全面的技術(shù)方法體系。

熱液蝕變作為流體成礦的副產(chǎn)品, 是水?巖作用的地質(zhì)事實(祁冬梅等, 2015), 清楚展現(xiàn)了流體類型及活動強(qiáng)度、時空軌跡及與建造構(gòu)造的關(guān)系, 且野外易發(fā)現(xiàn), 規(guī)律易查明, 是探尋潛在礦體的有效線索。熱液蝕變是巖漿?熱力構(gòu)造非常重要的一類表現(xiàn)形式, 強(qiáng)調(diào)巖漿?熱力構(gòu)造的重要性, 就應(yīng)加強(qiáng)對礦床中蝕變礦物及蝕變特征的精細(xì)研究, 并據(jù)此反演巖體侵位、成礦流體組成、運移以及金屬沉淀環(huán)境的變化等(Cho et al., 1986; Meinert et al., 2005)。熱液蝕變填圖是精細(xì)地質(zhì)填圖非常重要的一個方面, 也是深刻認(rèn)識巖漿?熱力構(gòu)造一個非常重要的手段, 我國對于這方面的研究比較深入, 如大比例尺構(gòu)造巖相學(xué)填圖(方維萱等, 2012a, 2019b; 王宗永等, 2015; 楊興科等, 2015a, 2015b)、地球化學(xué)巖相學(xué)填圖(方維萱, 2012b, 2017)、巖漿侵入構(gòu)造系統(tǒng)中的流體地質(zhì)填圖(夏林等, 2002; 蒙義峰等, 2003; 王勇等, 2003; 李榮西等, 2018)、礦物地球化學(xué)填圖(方維萱, 2017)等, 均將蝕變巖巖相學(xué)作為獨立填圖單元進(jìn)行圈定、預(yù)測建模, 但在基層地勘單位的推廣應(yīng)用有待進(jìn)一步加強(qiáng)。另遙感影像填圖在準(zhǔn)確識別蝕變礦物, 快速發(fā)現(xiàn)認(rèn)識巖漿?熱力構(gòu)造方面, 具有其他技術(shù)不可比擬的先天性優(yōu)勢, Sabins (1999)就報道了在美國內(nèi)華達(dá)州Goldfield礦區(qū)遙感影像填圖的應(yīng)用, 目前蝕變礦物紅外光譜研究與勘查應(yīng)用業(yè)已成為熱點(陳華勇等, 2019; 朱玲等, 2020)。

在北山內(nèi)蒙地區(qū), 巖漿熱液蝕變帶、侵入接觸疊加應(yīng)力構(gòu)造蝕變帶、巖漿成礦系統(tǒng)熱力構(gòu)造體系是最主要的三類巖漿?熱力構(gòu)造。本文以白梁東接觸交代型鐵多金屬礦床、三個井構(gòu)造蝕變巖型金礦床、額勒根烏蘭烏拉斑巖型鉬(銅)礦床為例, 分析了不同尺度的具地球物理屬性的構(gòu)造以及其控礦作用, 同時對具地球化學(xué)屬性的各類熱液蝕變的分布、強(qiáng)度、空間序列及與成礦的關(guān)系作了探討。巖漿熱液蝕變帶控礦, 礦化富集受接觸帶構(gòu)造產(chǎn)狀、蝕變類型及與接觸界線距離等因素控制。侵入接觸疊加應(yīng)力構(gòu)造蝕變帶控礦, 成礦受多因素控制, 礦化富集規(guī)律趨于復(fù)雜, 但礦質(zhì)沉淀、堆積是與成礦條件、過程密不可分的。巖漿成礦系統(tǒng)熱力構(gòu)造體系控礦, 礦化富集受流體演化及巖體內(nèi)的各類地質(zhì)界面、封閉空間、特殊巖性體、圍巖巖性、巖體內(nèi)的斷裂裂隙或巖體與圍巖間接觸帶控制。

5 結(jié) 論

通過分析得出以下認(rèn)識:

(1) 北山內(nèi)蒙地區(qū)巖漿侵入活動與成礦關(guān)系密切, 可劃分為5種主要類型, 分別為: 接觸交代型金銅鎢多金屬礦、斑巖型銅礦、花崗巖型鎢錫鉬礦、斑巖型鉬多金屬礦、堿性花崗巖型稀有金屬礦。

(2) 巖漿?熱力構(gòu)造一直被忽略, 在找礦科研工作中, 正確認(rèn)識該類構(gòu)造非常重要。北山內(nèi)蒙地區(qū)的巖漿熱力構(gòu)造可分為巖漿熱液蝕變帶、侵入接觸疊加應(yīng)力構(gòu)造蝕變帶和巖漿成礦系統(tǒng)熱力構(gòu)造體系3類。

(3) 本文以3個礦床為實例, 分析了巖漿?熱力構(gòu)造類型及控礦作用, 探討了正確認(rèn)識巖漿?熱力構(gòu)造的基礎(chǔ)、關(guān)鍵及要注意的問題。認(rèn)為開展以巖漿?熱力構(gòu)造為目標(biāo)的礦床建造構(gòu)造、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、熱液蝕變研究、精細(xì)構(gòu)造?巖相填圖及找礦預(yù)測, 對如研究區(qū)這種巖漿活動成礦作用強(qiáng)烈的地區(qū)或深部找礦預(yù)測是有重要意義的。

致謝:長安大學(xué)楊興科教授和有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心方維萱研究員提出了寶貴的修改意見, 對論文質(zhì)量的提高至關(guān)重要, 在此致以最誠摯的感謝。

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The Main Magmstic-thermodynamic Structures and Their Controls on Ore Formation in Beishan, Inner Mongolia

ZHANG Shanming1, 2, WANG Genhou1, ZHAO Shibao3, LI Haijun4, LIANG Xinqiang4, HU Erhong1, LIU Ruiqin5, ZHANG Kejian1, WANG Yuefei1

(1.School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences (Beijing), Beijing100083, China; 2. Inner Mongolia Mining Development Co., Ltd, Hohhot 010011, Inner Mongolia, China; 3. Inner Mongolia Geology and Mineral Resources (Group) Co., Ltd, Hohhot 010011, Inner Mongolia, China; 4. Inner Mongolia Land Resources Exploration and Development Co., Ltd, Hohhot 010020, Inner Mongolia, China; 5. School of Earth Resources, China University of Geosciences (Wuhan), Wuhan430074, Hubei, China)

Recognition of the genetic types of the intrusion-related ore deposits, clarification of the ore-controlling features of the magmatic-thermodynamic structures, genetic model establishment, and determination of mineralized enrichment center are critical for exploration and prospecting. The Beishan area, Inner Mongolia has a long history of tectonic evolution and developed multi-stages of magmatic activities, and intrusion-related mineralizationis extensive and widespread. However, studies on the intrusion-related mineralization, magmatic-thermodynamic structures and their ore-control features are rare. Based on a comprehensive analysis of previous data and the new information obtained during the regional geology and mineral resource surveys and local prospecting and exploration in the past few years, this paper identifies three main types of magmatic-thermodynamic structures in Beishan, Inner Mongolia, which include magmatic hydrothermal alteration zone, magmatic intrusive contact structures and stress structures superposed tectonic alteration zone, and thermodynamic structures system of magmatic metallogenic system. These structures are further discussed on the basis of 1∶10000 structure-lithofacies geological mapping and exploration works of three representative exploration areas. The magmatic-thermodynamic structures, as a type of geological anomalies, which may bear significant anomalies of prospecting efficiency, and record information concerning the ore-forming processes, should be the focus of future investigations.

magmatism; magma-thermodynamic structures; structure-lithofacies geological mapping; Beishan; Inner Mongolia

P613

A

1001-1552(2022)04-0691-019

10.16539/j.ddgzyckx.2022.04.002

2020-09-23;

2020-12-08

內(nèi)蒙古自治區(qū)國土資源廳項目(NMKD2014-10、NMKD2016-06)資助。

張善明(1983–), 男, 博士, 高級工程師, 主要從事區(qū)域礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查工作。E-mail: shanming.zhang@163.com