内蒙古中西部钼多金属矿床地质特征及其动力学背景

侯万荣, 聂凤军, 徐 斌, 李 伟, 樊永伟, 赵春荣

(1.中国地质科学院矿产资源研究所,北京 100037;2.武警黄金第一总队,哈尔滨 150086;3.中国地质大学地球科学与资源学院,北京 100083;4.中国黄金集团包头鑫达黄金矿业有限公司,包头 014060; 5.武警黄金第二支队,呼和浩特 010010)

内蒙古中西部钼多金属矿床地质特征及其动力学背景

侯万荣1,2, 聂凤军1, 徐 斌2,3, 李 伟4, 樊永伟5, 赵春荣2

(1.中国地质科学院矿产资源研究所,北京 100037;2.武警黄金第一总队,哈尔滨 150086;3.中国地质大学地球科学与资源学院,北京 100083;4.中国黄金集团包头鑫达黄金矿业有限公司,包头 014060; 5.武警黄金第二支队,呼和浩特 010010)

本文首次对内蒙古中西部白乃庙铜-钼-金矿床、大苏计钼矿床、西沙德盖钼矿床、柳坝沟金-钼矿床、哈达门沟金-钼矿床、查干花钼-钨矿床和流沙山钼-金矿床的产出环境、地质特征、成因类型和时空分布特点进行了简要总结,对成矿作用与构造-岩浆活动的关系进行了概略性论述。柳坝沟、哈达门沟和白乃庙矿床均在前寒武纪变质岩地层中产出,大苏计、查干花、西沙德盖和流沙山矿床直接产于海西-印支期中酸性侵入岩中,尽管上述矿床在产出环境和地理位置上存在有一定差别,但是它们均与花岗岩类侵入岩体(或岩脉)具有密切的空间分布关系,属与中酸性侵入岩有关的钼多金属矿床。另外,根据矿床(点)的空间分布特点,可划分出5个钼多金属矿化集中区:即大苏计-明星沟钼矿化集中区、白乃庙-谷那乌苏铜-钼-金矿化集中区、哈达门沟-沙德盖金-钼矿化集中区、马尼图-查干花钼-铋-钨矿化集中区和流沙山-黑鹰山钼-金-铁矿化集中区。研究结果表明,成矿作用与板块消减、碰撞和缝合过程中所诱发的构造-岩浆事件密切相关,是地壳特定演化阶段构造-岩浆活动的产物。

钼多金属矿床 时空分布 地质特征 内蒙古中西部

HouWan-rong,Nie Feng-jun,Xu Bin,L iW ei,Fan Yong-wei,Zhao Chun-rong.Geological features and geodynam ic background of the molybdenum polymetallic deposits in central-western InnerM ongol ia.[J].Geology and Exploration,2010,46(5):0751-0764.

内蒙古中西部是指集宁-二连浩特铁路线以西的广大地区,行政区属阿拉善盟、巴彦淖尔市、包头市、呼和浩特市和乌兰察布市管辖,面积达44万平方千米。从大地构造上看,该区地处华北-阿拉善陆块、西伯利亚板块和哈萨克斯坦板块汇聚地带(内蒙古自治区地质矿产局,1991;邵积东,1998;肖荣阁等,2000;聂凤军等,2002,2003)。区内前寒武纪和古生代地层分布广泛,构造形迹复杂,岩浆岩十分发育,金属矿床(点)星罗棋布,为我国北方金属成矿区的重要组成部分(任纪舜等,1997;朱裕生等,1999;翟裕生,2002)。该区系统的区域地质调查和找矿勘查工作始于20世纪50年代,迄今为止,中小比例尺(1∶20万和1∶50万)区域地质调查和物化探测量已全部完成。同时,关键地区的1∶5万区域地质调查和相应金属矿产调查评价工作也获重要进展。通过上述工作,先后发现金属矿床(点)和矿化点百余处,代表性金属矿床有白云鄂博铁(铌、稀土)矿床、白乃庙铜(钼、金)矿床、哈达门沟金矿床、炭窑口、东升庙、甲生盘铜铅锌硫多金属矿床、霍格气铜矿床、常山壕金矿床、朱拉扎嘎金矿床等大中型矿床。这些矿床独特的产出环境和地质特征以及巨大的找矿潜力为许多学者所关注(聂凤军等,1993, 2002,2005;苗来成等,1999;肖荣阁等,2000;李进文等,2003;Houet al.,2005;胡鸿飞等,2008)。尽管人们在铜、铁和金等矿种找矿勘查方面取得了重要进展,但人们对该区钼矿床找矿勘查和成矿理论研究工作的关注度远不及其它金属矿床。除了20世纪50年代在内蒙古中部发现白乃庙铜(钼、金)矿床和20世纪80年代在西部发现流沙山钼(金)矿床外,再没有其它具有工业价值的钼矿床。近些年来,随着找矿勘查技术水平和认识水平的提高,地质勘查投入力度加大,人们先后在卓资县的大苏计、乌拉特前旗的西沙德盖、包头市的柳坝沟和哈达门沟、乌拉特后旗查干花发现了钼矿床或钼多金属矿床,使该区钼矿找矿工作实现了新的突破。钼矿床的找矿实践表明,内蒙古中西部钼矿找矿潜力巨大,有可能成为华北板块北缘继我国东部燕辽钼矿带之后的又一个大型钼矿带。从地质和地球化学特征上看,这些钼矿床均与中酸性侵入岩有关,因此,认真总结这些矿床的产出地质环境、基本地质特征及时空分布规律,对提高本区钼矿床理论研究水平和促进隐伏矿床的找矿勘查工作具有重要的理论和实际意义。

1 产出环境

内蒙古中西部钼多金属矿床产出的大地构造环境分属两个构造单元,西部流沙山钼(金)矿床大地构造位置属哈萨克斯坦-北山板块北缘活动带红石山-黑鹰山地体中东段,其北侧为西伯利亚板块乌珠儿嘎顺地体,南侧为马鬃山中间地块(刘雪亚等, 1995;聂凤军等,2002,2003)。区内出露的地层主要为中上古生界火山-沉积岩系,局部地段见有前寒武系古陆壳残片。区内不同规模和各种走向的断裂构造极为发育,其中骆驼山-红石山-黑鹰山深大断裂为本区主要控岩控矿构造,区内金属矿(床)点沿深断裂带两侧分布,其中流沙山钼-金矿床和黑鹰山铁矿就分布在深大断裂南部边缘,侵入岩以海西期花岗岩类岩石最为发育,并且与金属矿床(点)具密切空间分布关系。相比之下,中部的大苏计钼矿床、西沙德盖钼矿床、柳坝沟金(钼)矿床、哈达门沟金(钼)矿床、查干花钼矿床的大地构造位置均位于华北板块北缘,其中大苏计钼矿床、西沙德盖钼矿床、柳坝沟和哈达门沟金(钼)矿床位于华北板块北缘内缘的阴山隆起带内,查干花钼矿床的大地构造位于华北板块北缘的宝音图隆起带内(沈存利等, 2010;席忠等,2010)。而白乃庙矿床位于华北板块外缘活动大陆边缘温都尔庙-白乃庙岛弧岩浆地体内(图1)。大苏计钼矿床位于阴山隆起带的凉城隆断带内(于玉卿等,2008)。区内出露主要地层为太古界变质岩,其次为中、新生界火山-沉积岩系。区内褶皱断裂十分发育,其中岱海-黄旗海NE向断裂与呼市-集宁EW向深大断裂控制了钼矿的产出及区内金属矿点的分布。区内岩浆活动有太古代、吕梁期、加里东期、华力西期和印支期。其中印支期酸性次火山-超浅成岩类及相关脉岩类与成矿关系密切(张彤等,2009;侯万荣等,2010)。西沙德盖钼矿床、柳坝沟和哈达门沟金(钼)矿床位于华北地台北缘阴山隆起带乌拉山隆断带内。区内地层主要出露太古界变质岩。区内褶皱、断裂构造发育,其中呼-包和临-集两条深大断裂控制区内岩浆及金属矿床(点)的分布。岩浆岩包括元古代早期,华力西中期和印支期,区内金属矿床(点)主要与华力西-印支期中酸性岩体有关(中国人民武装警察部队黄金指挥部,1995;聂凤军等,2005;侯万荣等,2010)。查干花钼矿床位于华北板块北缘宝音图地块内。区内出露的地层主要为古元古界宝音图群变质岩系,矿区夹持于恩格尔乌苏断裂带与阿拉善北缘断裂带(或称巴丹吉林断裂带)两条NE向区域性断裂带之间。区内岩浆岩发育,主要为海西期、燕山期花岗岩,此外,见有多条不同方向的细晶岩脉穿插,其中海西晚期中细粒二长花岗岩与该区钼(铋、钨)成矿作用关系密切(席忠等,2010;蔡明海等,2010;沈存利等,2010)。白乃庙铜(钼,金)矿床位于华北板块北缘白乃庙岛弧-岩浆活动带内(聂凤军等,1993;李文博等,2008)。区内出露的地层主要为中元古界变质岩系和中上古生界火山-沉积岩岩系。徐尼乌苏深大断裂和白乃庙断裂控制着区内岩浆和金属矿床(点)的分布。区内岩浆活动强烈,主要时代有加里东期、华力西期和燕山期,其中加里东期花岗闪长斑岩侵入与该区铜(钼,金)成矿作用关系密切。

2 钼多金属矿床类型及空间分布特征

2.1 钼多金属矿床类型

图1 内蒙古及邻区地质构造及主要钼多金属矿床(点)分布图(底图据聂凤军等改编,2004)Fig.1 Map showing geological structures and ma in molybdenum polymetallic deposits(points) distribution in I nnerM ongol ia and its adjacent areas(modified after Nieet al.,2004)

从空间分布上,研究区范围内各类钼多金属矿床(点)分别在太古代、元古代、古生代和中生代等不同的变质火山-沉积岩及岩浆岩体内产出,但大多数矿床(点)与古生代或中生代花岗岩类侵入岩体(脉)伴生,大苏计矿床直接产在印支期石英斑岩和正长斑岩中,白乃庙矿床与加里东期花岗闪长斑岩关系密切(聂凤军等,2004;李文博等,2008),西沙德盖矿床产于印支期西沙德盖斑状花岗岩体内及花岗岩与片麻岩接触内外带,柳坝沟和哈达门沟矿床虽然产于乌拉山群片麻岩中,矿床地球化学特征及空间上均显示与海西期大桦背岩体及区内碱性脉岩成因关系密切(中国人民武装警察部队黄金指挥部,1995;苗来成等,1999;聂凤军等,2005;侯万荣等, 2010),查干花钼矿床容矿围岩为海西期中细粒二长花岗岩(蔡明海等,2010),流沙山矿床容矿围岩为海西期花岗闪长岩和闪长岩(聂凤军等,2002,2003),这一切暗示了古生代或中生代构造-岩浆活动与钼多金属成矿作用的成因联系。本区钼多金属矿床(点)分类:①根据金属元素组合,可将研究区范围内的矿床大致划分为单一钼(西沙德盖、大苏计)、钼-金(流沙山、哈达门沟和柳坝沟)、钼-铋-钨(查干花、查干德尔斯、查干础鲁)和钼-铜-金(白乃庙)四种类型;②根据与侵入岩的空间分布关系,可将研究区范围内的钼多金属矿床初步划分为浅成侵入岩型(大苏计、西沙德盖、查干花和白乃庙)和深成侵入岩型(流沙山、哈达门沟和柳坝沟);③根据产出的大地构造位置,可将研究区范围内的钼多金属矿床大体分为产于板块内部边缘的矿床(大苏计、西沙德盖、查干花、哈达门沟和柳坝沟)和产于板块活动大陆边缘的矿床(流沙山、白乃庙)。

2.2 钼多金属矿床(点)时-空分布特征

根据成矿地质环境和空间分布特征,同时结合地球物理和地球化学资料数据,研究区范围可划分为5个钼或钼多金属矿化集中区:大苏计-明星沟钼多金属矿化集中区,白乃庙-谷那乌苏铜-钼多金属矿化集中区、哈达门沟-沙德盖金-钼矿化集中区、马尼图-查干花钼-铋-钨矿化集中区和流沙山-黑鹰山钼-金-铁多金属矿化集中区(图1)。在上述五个矿化集中区内,白乃庙-谷那乌苏矿化集中区与加里东期构造-岩浆活动有关,另外四处均为海西期到印支期构造-岩浆活动的产物。空间上大苏计-明星沟矿化集中区、哈达门沟-沙德盖矿化集中区和马尼图-查干花矿化集中区位于板块内缘,而白乃庙-别鲁乌图矿化集中区和流沙山-黑鹰山矿化集中区位于板块边缘大陆活动增生带内。

大苏计-明星沟矿化集中区地处华北板块北缘阴山隆起凉城断隆明星沟火山-次火山盆地的东边缘。主要由大苏计钼矿床、驼盘金矿床、李清地铅锌银矿床和九龙湾银多金属矿床等一系列钼、银、金、铅锌矿点所构成,区内出露的地层主要为太古界集宁岩群硅线榴石钾长片麻岩、变粒岩,岩浆岩主要有太古代早期苏长岩、晚期片麻状碎裂英云闪长岩、钾长花岗岩、花岗岩等,华力西晚期细粒钾长花岗岩、辉长岩,印支期花岗(斑)岩,其中金铅锌银矿主要赋存在集宁群变质岩中,但成矿与印支期岩浆活动有关,钼矿的赋矿围岩主要为印支期花岗斑岩和石英斑岩,通过测定石英斑岩中辉钼矿Re-Os等时线年龄为(222.5±3.2)Ma(张彤等,2009)。

哈达门沟-西沙德盖矿化集中区位于华北板块北缘阴山隆起中西部乌拉山复背斜中部,主要由哈达门沟金(钼)矿床、柳坝沟金(钼)矿床、西沙德盖钼矿床以及一系列金矿化异常区构成。区内出露的地层(体)主要有太古界乌拉山群火山-沉积变质岩-海西中期石英闪长岩、花岗闪长岩以及印支期斑状钾长花岗岩等,钼矿化出现在中细粒-中粗粒斑状钾长花岗岩中,金(钼)矿化一般出现在太古界乌拉山群火山-沉积变质岩内,并且与海西-印支期花岗岩类侵入体具有密切的时空分布关系(图1),区内大桦背岩体全岩Rb-Sr等时线年龄为322Ma(聂凤军等,2005)和锆石SHR IMP U-Pb年龄353Ma(苗来成等,1999),沙德盖岩体的锆石UPb年龄为198.5Ma(赵庆英等,2009)和锆石SHR IMP U-Pb年龄(221.6±2.1)Ma(另文发表),哈达门沟含金钾化蚀变岩绢云母Ar-Ar年龄(323 ±3)Ma和含金石英-钾长石脉绢云母Ar-Ar年龄(239.76±3.04)Ma(聂凤军等,2005),辉钼矿Re-Os同位素等时线年龄为(386.6±6.1)Ma(另文发表),西沙德盖辉钼矿Re-Os同位素等时线年龄为(226.4±3.3)Ma(侯万荣等,2010)。

白乃庙-别鲁乌图矿化集中区位于华北板块北缘白乃庙-温都尔庙地体的早古生代构造-岩浆带内,主要由白乃庙铜(钼、金)矿床、白乃庙金矿床、白银哈尔金矿、哈达庙金矿和别鲁乌图铜钼矿床以及一大批铜(钼、金)和金矿点所构成(聂凤军等, 1993,2004)。区内出露的地层主要有中元古界变质岩和新元古界绿片岩以及加里东期和海西期花岗岩岩株和岩脉群,另外,在该区的东部还有石炭系中酸性火山岩。本区的铜(钼)、铜(金)矿床(点)主要产在新元古界白乃庙群绿片岩内,并且与加里东期花岗岩类侵入岩具有密切的空间分布关系(图1),经测定破碎斑岩型矿石辉钼矿Re-Os等时线年龄(444±30) Ma和破碎斑岩型矿石SHR IMP锆石年龄(445±6)Ma,含矿石英脉黑云母39Ar/40Ar等时线年龄(396±2) Ma,白云母Ar/Ar等时线年龄(358±2)Ma(李文博等, 2008),花岗闪长斑岩S m/Nd同位素等时线年龄为(440士40)Ma(聂凤军等,1993)。

马尼图-查干花矿化集中区位于华北陆台北缘西段,狼山裂谷北西侧的宗乃山-沙拉扎山构造带内。主要由查干花钼矿床、查干德尔斯(Ⅰ)钼-铋-钨矿床、查干础鲁钨-钼矿床和查干德尔斯(Ⅱ)钨矿床等4处矿床所构成(席忠等,2010)。区内出露的地层主要是下元古界宝音图群二云母石英片岩、石英岩和碳质板岩。侵入岩以海西期中细粒二长花岗岩最为发育(蔡明海等,2010)。区内断裂构造复杂,其中北东向温德尔陶勒盖断裂与北北西向查干础鲁断层及其次级断层交汇处往往是厚大矿体产出的有利地段。矿床的容矿围岩主要为海西期二长花岗岩。查干花辉钼矿Re-Os等时线年龄为(242.7±3.5)Ma,成矿作用主要发生在印支早期(蔡明海等,2010)。

流沙山-黑鹰山矿化集中区位于哈萨克斯坦-北山板块北部边缘活动带红石山-黑鹰山地体东北部,黑鹰山-流沙山背斜东南倾没端,主要由流沙山钼(金)矿、黑鹰山铁矿和一大批金、钼和铁磁异常区构成(图1),区内出露的地层主要为石炭系下统白山组火山岩,铁矿主要在英安岩和英安质流纹岩中呈团块状、条带状和脉状产出,并且构成具有工业价值的矿体。侵入岩主要为海西期花岗岩类,主要岩石类型有石英闪长岩、花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩和显微文象花岗岩,其中花岗闪长岩和石英闪长岩为钼(金)矿化直接赋矿围岩。本区的钼(金)、铁矿床(点)主要与海西期火山-岩浆活动有关,流沙山金(钼)矿石辉钼矿Re-Os同位素等时线年龄为260Ma,为海西晚期构造-岩浆活动的产物(聂凤军等, 2002),而黑鹰山铁矿石的磷灰石样品Sm-Nd同位素等时线年龄为322Ma,黑鹰山富铁矿床成矿作用主要发生在海西早期(聂凤军等,2003)。

3 典型矿床地质特征

3.1 卓资县大苏计钼矿床

矿区位于内蒙古卓资县境内,集宁西南方向60km,大地构造位于华北陆块北缘的凉城断隆。矿区主要分布太古界上集宁群片麻岩、太古代混合岩化花岗岩和印支期正长花岗(斑)岩和石英斑岩(张彤等,2009),岩体呈小岩株状、脉状展布。矿床产在石英斑岩、正长花岗(斑)岩体内,受斑岩体的严格控制。矿床在产出空间形态为顶部厚两边较薄,深部中间变厚的立钟状,向东南侧伏(图2)。100m以上主要产于石英斑岩体内;100m以下主要产于正长花岗(斑)岩体内。岩体即为矿体,属全岩矿化,与围岩呈渐变关系。地表均为氧化矿,地表含矿斑岩体呈北东向椭圆状分布,长度和宽度均大于500m,厚70～130m,钼品位不高,最高品位0.30%,最低品位0.03%,平均品位0.082%。1350m标高以下为钼原生硫化矿体,矿化带厚150～230m,钼达到工业品位的矿体有3～5层(图3),平均厚度可达45m,最高品位0.28%,最低品位0.03%,平均品位0.11%(于玉卿等,2008)。

矿石按自然类型划分为氧化矿石和原生矿石。氧化矿的矿石矿物主要有钼华、褐铁矿、软锰矿等;硫化矿的矿石矿物主要有辉钼矿、黄铁矿;脉石矿物主要有石英、斜长石、钾长石、高岭石、绢云母、绿帘石等。围岩蚀变强烈且普遍,主要蚀变类型有硅化、高岭土化、绢云母化、绢英岩化、云英岩化、绿帘石化等。蚀变带不规则,不连续,变化较大。成因类型为斑岩型钼矿床(于玉卿等,2008)。

3.2 乌拉特前旗西沙德盖钼矿床

图2 内蒙古卓资县大苏计钼矿床地质图(据于玺卿等,2008)Fig.2 Geologicalmap of the Dasujimolybdenum deposit in InnerM ongolia(after Yuet al.,2008)

图3 大苏计钼矿0号勘探线地质剖面图(据于玺卿等,2008)Fig.3 Geological section of No.1 survey line for the orebodies in the DasujiM o deposit (after Yuet al.,2008)

矿区位于乌拉特前旗沙德盖苏木以西约20km,大地构造位于华北板块北缘内蒙古地轴中部阴山隆起带西端的乌拉山隆起区。区内出露的地层主要为上太古界乌拉山群黑云斜长角闪斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩、斜长角闪岩、混合岩化片麻岩和变粒岩等一套深变质岩,侵入岩主要为西沙德盖斑状钾长花岗岩和大桦背似斑状花岗岩。钼矿体的赋存部位有两个:一个为西沙德盖斑状钾长花岗岩体内的云英岩化蚀变带中,辉钼矿呈浸染状、薄膜状、细粒状,矿体规模大,品位高,是西沙德盖钼矿的主要赋矿部位,二为西沙德盖花岗岩与片麻岩接触带的内、外带,目前共圈出六条矿体(图4),矿体严格受构造控制,形态多为透镜状、脉状、似层状,长度600～200m,厚度2～67m,控制深度350m左右,Mo品位变化在0.06%～0.43%之间,平均0.087%,矿石类型以细脉-浸染型为主,石英脉型次之①。矿石矿物主要有黄铁矿、辉钼矿、磁黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿、钼钨钙矿、钼酸铅矿及钼化等,脉石矿物主要有石英、钾长石、白云母、斜长石、高岭石、萤石等,矿石多为网脉状、角砾状、浸染状,围岩蚀变主要有云英岩化、硅化、钾长石化,其次是钠长石化、高岭土化、绢云母化等。

3.3 包头市柳坝沟金(钼)矿床

矿区位于乌拉山腹部,包头市西北方向约40km,大地构造位于华北板块北缘阴山隆起中西部乌拉山复背斜中部。区内出露的地层主要为上太古界乌拉山群黑云斜长角闪斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩、斜长角闪岩、混合岩化片麻岩和变粒岩,为主要赋矿围岩,区内岩体和各种脉岩比较发育,侵入岩分布在矿区的北部和西部,矿区北部有沙德盖黑云母钾长花岗岩、西沙德盖斑状钾长花岗岩,西部有大桦背似斑状花岗岩,脉岩主要有辉绿岩脉、闪长岩脉、伟晶岩脉和花岗岩脉等,矿脉主要产于乌拉山复背斜南翼近东西向断裂带内,主要包括313、314、307、304、316、302等矿脉(图5),其中313号矿脉规模最大,工作程度最高,目前该脉正在进行系统的深部钻探工作,最深勘查深度达到600m,矿体主要产于乌拉山群第三岩组的黑云角闪斜长片麻岩、浅粒岩、斜长角闪岩中,矿脉地表出露长度约6km,宽0.40～9.12m,总体倾向190°左右,倾角40°～70°左右,Au品位0.80×10-6～13.50×10-6,平均2.49 ×10-6;Mo品位0.01%～0.16%,平均0.054%②。矿石类型主要为石英-钾长石脉型、石英脉型、钾硅化蚀变岩型,矿石矿物主要有黄铁矿、褐铁矿,少量的黄铜矿、方铅矿、辉钼矿、镜铁矿等,脉石矿物主要有石英、钾长石、绿泥石、绿帘石、方解石等。围岩蚀变主要为硅化、钾长石化、绿泥石化、绿帘石化和绢云母化等,矿床成因类型与哈达门沟相同。

图4 西沙德盖钼矿床地质图(据内蒙古第五地质勘查院资料改编,2005①)Fig.4 Geologicalmap of the Xishadega iM o deposit (modified after the No.5 Geological Survey of I nnerM ongol ia,2005①)

图5 哈达门沟-柳坝沟金钼矿田地质简图Fig.5 Geologicalmap of the Hadamengou-L iubagou Au-M o orefield

3.4 包头市哈达门沟金(钼)矿床

矿区位于包头市九原区阿嘎如泰苏木境内,包头市昆区西北方向约30km。与柳坝沟金(钼)矿区直线距离10km,实际为同一矿田,成矿地质背景相同,大地构造位于华北板块北缘阴山隆起中西部乌拉山复背斜南翼。矿床以矿脉形式赋存于近东西向乌拉山山前大断裂的次级脆、韧性断裂中(图5)。矿化类型分为石英脉型、石英-钾长石脉型、钾长石化蚀变岩型和黄铁绢英岩化蚀变岩型。按空间产出位置大致分为六个脉群,即13,24,49,1,59和113号脉群,每一个脉群又包括若个条金矿脉,目前发现51条金矿脉,矿脉长度50～2200m,厚度0.60～9.51m,平均厚1.85m,走向近E W,倾向S,倾角60°～70°。其中13号主脉总长2200m,倾向164°～204°,倾角45°～85°,目前勘查深度超过900m,向下及两侧仍没有尖灭,深部主矿体厚度0.97m～9.51m,平均3.43m,Au品位1.75×10-6～21.12×10-6,平均品位5.78×10-6,深部658中段在石英脉中发现薄膜状钼矿化沿石英脉裂隙面产出,Mo品位0.01%～0.09%,平均0.041%; 113号脉位于大坝沟以西,倾向南,倾角60°左右,地表出露长3040m,厚度一般1～3m,最大厚度3.5m,最小厚度0.3m,平均厚度2.0m,目前控制最大深度达500m。Au品位1.10×10-6～8.18×10-6,平均品位5×10-6,2009年鑫达公司在1185中段探采过程中发现辉钼矿化,矿化比较连续,经向上追索,上面的四个中段也有不同程度的钼矿化,矿石类型主要为硫化物-石英脉型,辉钼矿呈薄膜状产出,Mo品位0.03%～0.2%,平均0.046%③。

金矿石属贫硫化物型,金属矿物主要为黄铁矿,其次有方铅矿、辉钼矿、黄铜矿、闪锌矿、辉铜矿、磁铁矿、赤铁矿和镜铁矿等。脉石矿物以石英、钾长石和斜长石为主,少量绢云母、石榴石、铁白云石、方解石、高岭土、萤石和绿泥石等。矿体顶底板的围岩蚀变主要是钾长石化、硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化和黄铁矿化。矿床成因类型为与碱性成矿流体有关的中高温岩浆热液的伟晶岩型金矿床(中国人民武装警察部队黄金指挥部,1995)。

3.5 乌拉特后旗查干花钼矿床

矿区位于乌拉特后旗巴音前达门苏木境内。大地构造位于华北板块北缘宝音图隆起带内。区内出露的地层主要为古元古界宝音图群浅灰色-灰绿色千枚岩、绢云石英片岩、浅变质粉砂岩等。区内岩浆岩主要为海西期中细粒二长花岗岩和强烈钾化蚀变的二长花岗岩。钼矿化主要产在中细粒二长花岗岩与宝音图群地层北东接触带部位,受NNW向构造控制(图6)。地表发现5条钨钼矿化带,钨钼矿体赋存于二长花岗岩及石英脉中,取样分析Mo 0.012～0.044%、W0.075～0.24%(蔡明海等, 2010)。深部钼矿体主要产于中细粒二长花岗岩中,在宝音图群变质岩中也有少量矿体,钼矿体多呈近水平似层状或巨厚层状,部分为透镜状和脉状(图7)。矿体走向为335°,倾向北东,倾角较缓。共圈出12层钼矿体,钼矿体埋藏深度13.79～665m,主要矿层有4层,厚47.53～251m。钼品位0.03～1.95%,最高4.44%,平均品位0.11%④。钼矿石中金属矿物主要有辉钼矿、黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿等;非金属矿物以长石、石英、白云母为主,高岭土、绿泥石次之。辉钼矿粒度一般在0.2～2mm,最大粒径达5mm,呈浸染状、细网脉状、团块状产出,分布在石英脉内、脉壁及蚀变二长花岗岩中。围岩蚀变有云英岩化、硅化和不均匀分布的钾化、高岭土化、绿泥石化、绿帘石化,碳酸盐化等,偶见萤石化,其中云英岩化与钼矿化关系最为密切。初步研究结果表明,查干花矿床是海西期构造-岩浆活动的产物,属斑岩型钼(钨)矿床(席忠等,2010;蔡明海等,2010;沈存利等,2010)。

3.6 额济纳旗流沙山钼(金)矿床

矿区位于甘肃酒泉市正北275km处,大地构造位于哈萨克斯坦-北山板块北部边缘活动带红石山-黑鹰山地体内。矿区内出露的地层主要有石炭系下统白山组英安岩、流纹岩和英安质凝灰熔岩。区内岩浆活动强烈,主要为海西期闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩和显微文象花岗岩,其中花岗闪长岩和闪长岩为钼(金)矿床的直接赋矿围岩。钼(金)矿化主要受一椭圆形环状断裂带控制,环形带呈北西向展布,长850m,宽450m,主要由一系列相互平行或大致平行的断层、裂隙和破碎带组成,含钼(金)石英或钾长石脉多沿上述环状断裂分布,进而构成环状矿带(图8)。钼(金)矿体多呈脉状、环状和透镜体状在花岗闪长岩和闪长岩体内部产出,单个矿体长115～1000m,宽4～22m,延深多数大于400m。钼(金)矿石的Mo品位为0.08%～1.22%,平均值为0.24%;Au品位0.90×10-6～14.50×10-6,平均5.40×10-6。钼(金)矿石大体可以划分为三类,即钾长石脉型、石英脉型和细脉浸染型,主要金属矿物有辉钼矿、白钨矿、自然金、辉铋矿、黄铁矿和黄铜矿,脉石矿物为石英、斜长石、钾长石、黑云母和角闪石。矿体围岩蚀变有硅化、钾长石化、黑云母化、绿泥石化和碳酸盐化。初步研究结果表明,流沙山矿床是海西期构造-岩浆活动的产物,属深成岩型钼(金)矿床(聂凤军等,2002,2003)。

图6 查干花钼矿床地质简图(据内蒙古第一地质勘查院资料改编,2010④)Fig.6 Sketch geologicalmap of the Chaganhua M o deposit(modified after the No.1 Geological Survey of I nnerM ongolia,2010④)

图7 查干花钼矿床地质剖面简图(据内蒙古第一地质勘查院资料改编,2010④)Fig.7 The geological profile diagram of the Chaganhua M o deposit(modified after No.1 Geological Survey of I nnerM ongolia,2010④)

图8 额济纳旗流沙山金钼矿床地质简图(据聂凤军等,2002)Fig.8 Schematic geologicalmap of the L iushashan Au-M o deposit(after Nieet al.,2002)

3.7 四子王旗白乃庙铜(钼、金)多金属矿床

矿区位于四子王旗白音朝克图苏木境内,大地构造位于华北板块北缘白乃庙-温都尔庙地体的早古生代构造-岩浆带内。区内出露的地层主要为中元古界白银都西群变质岩,白乃庙群变质基性火山岩,中志留统徐尼乌苏组类复理石建造和中、上石炭统一下二叠统沉积岩。白乃庙群绿片岩是铜(钼、金)矿床的重要容矿围岩,该套岩层的东部和东北侧与白银都西群变质岩呈断层接触,南侧为徐尼乌苏组不整合覆盖。局部地段绿片岩为加里东期花岗闪长斑岩侵入。白乃庙铜(钼)多金属矿带呈E W向展布,长近10km,铜矿带的中部被白乃庙断裂带所切错,分为大致平行的南、北两个矿带(图9),共有12个矿段,南矿带由8个矿段(分别为2,3,4,5,6,7,10,11号)组成。矿体主要产于韧性变形的白乃庙组绿片岩中,矿体产状与围岩基本一致。矿体呈似层状、透镜状,单层或多层平行或呈斜列式产出。矿体空间形态较为复杂,具有膨大、收缩、分支、复合的现象。从整体来讲,矿体在空间上的延续性较好。北矿带由4个矿段(分别为8,9,12,13号)构成。矿体主要产于花岗闪长斑岩中,花岗闪长斑岩普遍遭受韧性剪切带的改造作用。斑岩体沿E W向断裂侵入,基本上与后期的韧性剪切带同空间。铜矿化受斑岩体和韧性剪切带的共同控制,在8号和12号矿段的一些地段岩体就是矿体;同时,铜矿体和矿化带有穿越岩体到围岩中的情况。北矿带矿体的形态变化与南矿带相似。单独圈定的铜、钼矿体共计724个。其中,铜矿体449个(产于花岗闪长斑岩中的110个),钼矿体275个(产于花岗闪长斑岩体中的钼矿体143个)(聂凤军等,1993)。矿体规模大小不一,差异较大,大矿体长度超过1000m,而小矿体长仅有几十米,厚不足1m。北矿带矿石中Cu含量0.45%～0.54%,平均0.50%;Mo为0.033%～0.048%,平均0.041%;Au为0.03×10-6～0.05× 10-6,平均0.04×10-6。南矿带矿石Cu含量0.49%～0.98%,平均值为0.65%;Mo为0.017%～0.035%,平均0.027%;Au为0.07×10-6～0.75× 10-6,平均值为0.36×10-6。铜(钼)矿石分为绿片岩型和花岗闪长岩型,金属矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿,少量磁铁矿、方铅矿、闪锌矿,偶见白钨矿、磁黄铁矿、自然金,脉石矿物则以石英为主。铜矿化带的围岩蚀变发育,且有较明显的分带现象。围岩蚀变的类型有钾化、硅化、绢云化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化等。由中心向两侧可以分为:钾长石化(黑云母化)带→硅化带→绿泥石化、绿帘石化带。矿床成因类型为火山热液沉积和后期岩浆热液叠加的双重特征的矿床(聂凤军等,1993,2004)。

4 成矿演化及动力学背景探讨

图9 白乃庙铜钼矿床地质简图(据聂凤军等,1993修编)Fig.9 Sketch geologicalmap of the Baina im iao Cu-M o deposit(modified after Nieet al.,1993)

内蒙古中西部地跨塔里木-华北板块、哈萨克斯坦-北山板块和西伯利亚板块等大地构造单元,期间为古亚洲洋所分隔,哈萨克斯坦-北山板块是介于塔里木-华北板块和西伯利亚板块之间的微板块(任纪舜等,1997;陈炳蔚等,2007;李锦轶等,2009)。新太古代,地层发生构造变形和区域高温变质作用,伴随混合岩化和花岗岩化作用,小块陆片拼合形成华北-塔里木古陆核,陆核周边裂陷槽闭合,伴有TTG岩系侵位,最终形成华北和塔里木古陆块,在乌拉山群和集宁群花岗岩-绿岩地体中形成金的初始矿源层。中新元古代,在温都尔庙地区裂解出现洋壳,并形成温都尔庙式火山沉积铁矿床,在白乃庙地区形成火山喷流沉积型白乃庙铜(钼)矿床或矿胚。古生代时期,塔里木-华北板块、古亚洲洋壳和西伯利亚板块曾发生过多期次俯冲、碰撞和对接作用,中奥陶世早古生代洋壳俯冲,由拉张体制转为挤压体制,形成岛弧构造环境,形成了岛弧型火山岩相关的铜、金矿床;中志留世末古亚洲洋闭合,伴随有花岗闪长岩、花岗岩侵位,形成白乃庙金矿、白银哈尔金矿,并有铜钼金矿化叠加在白乃庙铜矿体之上;晚古生代泥盆纪-石炭纪,古亚洲洋又一次张开,在石炭纪末期,由于受张力作用,沿徐尼乌苏深断裂及其旁侧形成一系列断陷盆地,引发海相火山喷发和热泉活动,形成了谷那乌苏和别鲁乌图铜硫银多金属矿床,二叠纪古亚洲洋最终闭合,随着古大洋的闭合而伴随着一系列中酸性岩浆侵入活动,形成与这些中酸性浅成-超浅成岩体、岩株有关的热液型和斑岩型矿床,如西部流沙山钼(金)矿床、黑鹰山铁矿床和中部的西沙德盖钼矿床、哈达门沟和柳坝沟金(钼)矿床。中生代随着古大洋的闭合和这些古陆块最终碰撞对接,西伯利亚板块与塔里木-华北板块及其间的哈萨克斯坦-北山板块联结为一体,进入统一的陆内演化阶段。三叠纪,随着这些古陆块碰撞和对接活动的结束,汇聚带两侧各构造-地层单元开始进入松弛状态,并且诱发有大规模的陆内裂陷活动,进而为次火山-富碱性岩浆活动和含矿流体上侵定位创造了有利条件,此期岩浆活动不仅产出了一系列规模大小不等的次火山斑岩-侵入岩体,而且伴随岩浆活动形成了众多金属矿床(点);如哈达门沟金(钼)矿在华力西期成矿的基础上叠加了早三叠世的矿化(聂凤军等,2005),西沙德盖钼矿的赋矿斑状钾长花岗岩也形成于印支期,卓资县大苏计形成了印支期小型中酸性斑状岩株(张彤等,2009),查干花钼矿床形成时代为印支期(蔡明海等,2010),赋矿二长花岗岩、花岗闪长岩的时代及其相互关系值得进一步研究;侏罗纪,陆内断裂构造活动形成一系列新的构造盆地,同时伴随着燕山期岩浆侵入活动形成如哈达庙侵入杂岩体及其伴生的金矿床(聂凤军等,1993)。总体看,内蒙古中西部钼多金属矿床形成与板块的开合及古亚洲洋的形成演化密切相关,伴随着古生代和中生代构造-岩浆活动产出。

5 找矿方向

根据以上分析,钼多金属矿床主要与中酸性浅成侵入体或深部岩浆活动有关。在内蒙古中西部一方面要注意寻找斑岩型钼矿床,目前在内蒙古中西部新发现了一系列斑岩型钼矿床如乌拉特后旗查干花、乌拉特前旗西沙德盖、卓资县大苏计等,这些斑岩型钼矿床具有共同的产出特征,均产在华北克拉通北缘老变质基底发育地区,受深大断裂的次级断裂控制,岩浆活动强烈的地区,成矿年龄为海西-印支期,赋矿岩体均为中酸性浅成侵入岩;二是要注意在已有金矿床的深部和外围寻找共伴生钼矿床,哈达门沟和柳坝沟金矿床的深部钼矿床的发现说明华北克拉通北缘与华北克拉通南缘成矿具有可比性,目前在华北克拉通南缘秦岭地区如罗山金矿(郭文秀等,2008)、大湖金矿和泉家峪金矿(李厚民等,2007)等金矿床的深部发现了钼矿床,华北克拉通北缘金矿床的深部和外围具有较大的钼矿床找矿潜力,所以在华北克拉通北缘内蒙古中西部地段要注意已有金矿床的深部及外围寻找钼矿床。

6 结论

(1)按照金属元素组合关系,本区钼矿床(点)可大致划分为钼、钼-金、钼-铋-钨和铜-钼-金型;根据钼矿床与中酸性侵入岩的空间分布关系,划分为浅成侵入岩(斑岩)型和深成侵入岩型。

(2)根据矿床(点)的空间分布特点,本区可划分出5个钼或钼多金属矿化集中区:大苏计-明星沟钼矿化集中区,白乃庙-谷那乌苏铜-钼-金矿化集中区、哈达门沟-沙德盖金-钼矿化集中区、马尼图-查干花钼-铋-钨矿化集中区和流沙山-黑鹰山钼-金矿化集中区。

(3)本区钼或钼多金属矿床成矿时代为古生代和中生代,包括加里东期、华力西期和印支期、燕山期,以华力西期为主,空间上均产于板块边缘及其增生带,矿床形成与板块的开合及古亚洲洋的形成演化密切相关,受区域性断裂控制,矿体与中酸性侵入岩(脉)关系密切,沿中酸性侵入岩体(脉)内部或其与变质岩接触带产出,与浅成侵入岩株或岩脉群具有密切的时空关系。

(4)在内蒙古中西部一方面注意寻找与海西-印支期中酸性浅成侵入岩有关的斑岩型钼矿床,另一方面在已有金矿的深部和外围寻找与金矿共伴生的钼矿床。

致谢 野外工作得到了中国黄金集团包头鑫达黄金矿业公司、武警黄金第二支队和内蒙古自治区第一地质矿产勘查开发院同行的大力支持,肖荣阁教授和李进文研究员审阅了全文,责任编辑郑杰对文章进行了认真细致的审阅和修改,并与作者讨论,提出了宝贵的修改意见,特此致谢!

[注释]

① 内蒙古自治区第五地质矿产勘查开发院.2005.内蒙古自治区乌拉特前旗西沙德盖钼矿详查地质报告,1-35

② 武警黄金第二支队.2008.内蒙古自治区包头市柳坝沟313号脉群岩金普查总结(内部资料):1-46

③ 内蒙古包头鑫达黄金矿业有限责任公司.2008.内蒙古包头市乌拉山-哈达门金矿区2009年地质探矿设计书(内部资料):1-26

④ 内蒙古自治区第一地质矿产勘查开发院和内蒙古自治区第八地质矿产勘查开发院.2010.内蒙古自治区乌拉特后旗马尼图-查干花钼多金属成矿区整装勘查地质设计(内部资料):1-32

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[附中文参考文献]

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Geological Features and Geodynam ic Background of theM olybdenum Polymetallic Deposits in Central-W estern I nnerM ongolia

HOU Wan-rong1,2,N IE Feng-jun1,XU Bin2,3,L IWei4,FAN Yong-wei5,ZHAO Chun-rong2
(1.Institute of M ineral Resources,Chinese Academ y of Geological Sciences,Beijing 100037; 2.The First Gold General Party of CAPF,Harbin 150086; 3.School of Earth Sciences and Resources,China University of Geosciences,Beijing 100083; 4.Xinda Gold M ining Lim ited Com pany of China National Gold Group Corporationy,Baotao 014060; 5.No.2Gold Geological Party of CAPF,Huhhot 010010)

A series ofmolybdenum ormolybdenum polymetallic deposits have been discovered in central and western InnerMongolia recent years, such as the Bainaimiao Cu(Mo,Au)deposit in Siziwangqi county,DasujiMo deposit in Zhuozi county,XishadegaiMo deposit inWulateqianqi county, Liubagou and Hadamengou Au(Mo)deposit in Baotou city,ChaganhuaMo(W)deposit inWulatehouqi county,LiushashanMo(Au)deposit in Ejinaqi county.These findingsprovide broad prospects forprospectingmolybdenum ormolybdenum polymetallic ore deposits in these areas.They have also broaden exploration visions and added new research contents for geological scholars.In thispaperwemake a preliminary summaryof the geological background, geological features,genetic types,spatial-temporal distribution characteristics and evolution of mineralization of these deposits for the first time,and briefly discussed the relationship between molybdenum,copper-molybdenum-gold,molybdenum-bis muth-tungsten,molybdenum-gold mineralization and tectonic-magmatic activity.The Liubagou and Hadamengou gold-molybdenum deposits,and Bainaimiao copper-molybdenum-gold deposits occurred in the Archean,Proterozoic metamorphic rock formation,whereas the Xishadegaimolybdenum deposit,Dasujimolybdenum deposit,Chaganhua molybdenum-tungsten deposit,and Liushashan molybdenum-gold deposit respectively appeared in the Hercynian-Indonisian granite.Although,geological settings and geographical locationsof these deposits have some differences,they are closely related to granitoid intrusions(dyke)in space,belong to molybdenum ormolybdenum polymetallic deposits related to the intermediate-acidic hypabyssal intrusive rocks(porphyry)orplutonic intrusive rocks. In addition,according to the spatial distribution features,these deposits(occurrences)can be divided into five molybdenum ormolybdenum polymetallic mineralized concentration areas in the study region:They are theDasuji-Mingxinggoumolybdenum concentration area,Bainaimiao-Gunawusu Coppermolybdenum-gold mineralized concentration area,Hadamengou-Sadegai gold-molybdenum mineralized concentration area,Manitu-Chaganhua molybdenum-bis muth-tungsten mineralized concentration area and Liushashan-Heiyingshan molybdenum-gold mineralized concentration area.The formation of these molybdenum polymetallic deposits is closely related to tectonic-magmatic events induced by the plate subduction,collision and suturing, and the deposits are the products of crustal tectonic-magmatic activities at specific evolutionary stages.

molybdenum polymetallic deposits,spatial-temporal distribution,geological Features,geodynamic background,the central-western InnerMongolia

book=9,ebook=662

P618.65+P612

A

0495-5331(2010)05-751-14

2010-05-28;

2010-08-03;[责任编辑]郑 杰。

危机矿山接替资源找矿项目(编号:20089948)资助。

侯万荣(1968年-),男,2003年毕业于中国地质大学(北京),获硕士学位,在读博士生,高级工程师,现从事矿产勘查及矿床地质研究,Email:wanrong_01@sina.com。