内蒙古金厂沟梁金矿的构造特征及深部找矿预测

牛树银，王宝德，张建珍，马宝军，孙爱群，聂凤军，江思宏，陈超，张占升，刘福林，赵志远

(1.石家庄经济学院资源学院，河北石家庄050031;2.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京100083;3.中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037;4.金厂沟梁金矿，内蒙古赤峰024327)

内蒙古金厂沟梁金矿的构造特征及深部找矿预测

牛树银1，2，王宝德1，张建珍1，马宝军1，孙爱群1，聂凤军3，江思宏3，陈超1，张占升4，刘福林4，赵志远1

(1.石家庄经济学院资源学院，河北石家庄050031;2.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京100083;3.中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037;4.金厂沟梁金矿，内蒙古赤峰024327)

燕山运动以来，华北地台北缘进入了典型的陆内伸展造山阶段，究其成因可能与地幔热柱活动密切相关。研究认为金厂沟梁是一较典型的幔枝构造(地幔热柱多级演化的第三级单元)，并且是该区主要的成矿控矿构造。本文在简述其成矿构造背景、含金矿脉主要特征的基础上，重点探讨了金厂沟梁金矿的矿体展布、成矿作用、控矿构造，进而总结了成矿规律，归纳了成矿模式。认为由于对面沟张扭性断裂和头道沟张扭性断裂较大幅度的正断下掉作用，使含矿变质岩系地块较好地得以保存，因此，矿体纵向上具有较大的延深，甚至向深部可能由脉状、大脉状过渡到断裂蚀变岩型金矿，更深部有否还存在斑岩型金铜矿值得深入研究。

成矿作用;找矿模式;找矿预测;赤峰地区

金厂沟梁金矿田位于华北地台北缘，张家口－赤峰金矿成矿带的东段，是东西向复杂构造带与北北东向新华夏系的衔接复合部位(李四光，1973)。燕山期运动形成了一组北北东向断裂，并引发了大规模的火山喷溢和大量花岗岩侵入，同时形成了大、中、小型等数十个金矿床(点)。其中，金厂沟梁金矿为大型，采矿历史已经超过50年，且仍有很大的远景储量。

从区域矿床的展布特征上看，金的成矿作用对围岩没有明显的选择性，可以赋存于该区任何岩性之中，如在金厂沟梁矿田中:金厂沟梁金矿赋存于太古宇建平群变质岩系之中，二道沟金矿展布于侏罗系火山－沉积岩系中，还有不少金矿分布于不同时期的侵入岩中(褚金锁和贾洪杰，2000;刘宗秀等，2002;王建平等，1998)(图1)。

早在上世纪末的1992年，王建平等就对金厂沟梁金矿的构造控矿进行了详尽的分析。本文拟从幔枝构造的视角，简要探讨金厂沟梁金矿的成矿控矿构造，进而进行矿床深部找矿预测。

1 矿区地质概况

金厂沟梁金矿床可分为西区和东区，现阶段主要采矿场在西区。全区共发现大小矿脉40余条，除26号脉部分裸露外，多数矿脉被第四系所覆盖。

1.1 赋矿围岩特征

矿区内的赋矿围岩为太古宇建平群小塔子沟组变质岩系。主要岩石类型为角闪斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩、黑云斜长片麻岩以及各种混合岩化片麻岩，夹有磁铁石英岩和斜长角闪岩。其原岩恢复为富铁镁质中基性火山岩及部分碎屑岩。片麻理走向近东西向，主要向南倾，局部北倾，倾角较陡，多在70°～80°左右(褚金锁和贾洪杰，2000)。

矿区内小塔子沟组变质岩系总体含金背景值较高，一般比地壳丰度值高出2～10倍，这可能与中基性火山岩原岩含金背景值较高有关，更可能与深源成矿流体成矿作用过程中金的扩散作用有关。

1.2 主要断裂构造

金厂沟梁矿田最明显的构造特点是断裂构造极其发育，几乎所有矿脉都受断裂控制，而后又被成矿后构造切割和改造(周乃武，2000;杨洪英等，1998)。

北北东向断裂:代表性断裂为头道沟断裂，走向30°～40°，沿走向长达5.2km，倾向北西，倾角80°左右，断裂带发育角砾岩、断层泥、断层面擦痕、阶步等。局部有黑云母粗安岩脉充填。断裂性质为张扭性，该断裂北段从金厂沟梁金矿的东西两区之间切过，断层上盘的西矿区相对下降，下盘的东矿区相对抬升。此外，在西矿区也存在一些规模较小的北北东向控矿断裂。

北东向断裂:代表性的断裂为西对面沟断裂，它是一条规模较大的断裂破碎带，断裂带沿走向长达4.2km，宽200～1000m。该断裂具有多次活动特征，早期为压扭性断裂，切过岩体的部位使中细粒花岗岩发生韧性剪切作用，长英质矿物明显定向(片理化);晚期转变为张扭性，在韧性剪切带的基础上叠加了韧脆性断裂，上盘相对下降。

南北向与北西向断裂:这两组断裂是在原两组共轭剪切节理的基础上发育而形成的菱形格子状断裂。一般延长 500～900m，已控制延深 300～600m，断裂宽0.3～0.8m，无论是走向上还是倾向上多为舒缓波状。两组断裂在成矿前、成矿时、成矿后均有活动。成矿前为压扭性断层，岩石发生破碎，为成矿提供了赋存空间;成矿后又活动形成断层泥，可作为重要找矿标志。

1.3 岩浆活动期次

金厂沟梁金矿田岩浆活动较为复杂，对成矿影响较大的是海西晚期侵入旋回和印支期－燕山期侵入旋回。海西晚期为花岗质侵入体，规模较大，主要岩性为闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、似斑状花岗岩、白岗质花岗岩等。印支期－燕山期岩浆活动也较为剧烈(王建平等，1998;褚金锁和贾洪杰，2000)，并可分为不同脉动期(以下所述四次侵入岩体年龄数据均引自王建平等，1998的资料)。

第一次侵入为西台子中粗粒似斑状花岗岩，岩体呈岩基状。岩石为肉红色，似斑状结构，斑晶以板状、粒状的碱性长石为主。黑云母K-Ar同位素年龄为 187.9Ma，U-Pb 同位素年龄为 196.3Ma。

第二次侵入为金厂沟梁中细粒片麻状花岗岩，呈近东西向展布在矿区南部，长4000m，宽350～1400m，具有显著的构造改造作用，岩石呈现出明显的拔丝构造。钾长石 K-Ar同位素年龄为135.36Ma。

第三次侵入为对面沟中细粒花岗闪长岩，岩体呈椭圆状岩株，长2700m，宽2100m，侵入于西台子岩体和金厂沟梁岩体之中。K-Ar同位素年龄为126.3Ma，U-Pb 同位素年龄为125.51Ma。

第四次侵入为对面沟中细粒斑状花岗闪长岩体，出露面积约1km2，呈近圆形侵位于花岗闪长岩中，全岩K-Ar同位素年龄为121.5Ma。

2 典型矿脉特征

金厂沟梁金矿的所有矿脉均以沿构造裂隙贯入为特征。因此，矿脉的空间展布状态、矿石的主要组分、结构构造、基本类型及其围岩蚀变都能反映成矿的基本特征(图2)。

图2 金厂沟梁金矿区地质简图(据内蒙古第三地质大队资料缩编)Fig.2 Sketch geological map of the Jinchanggouliang gold mine(after 3rdGeological Team of Inner Mongolia)

2.1 矿脉空间展布特征

金厂沟梁金矿发现并已开采的矿脉几十条，现择几条典型矿脉简要介绍。

8号脉:总体呈脉状产出，矿体沿走向连续性较好，局部地段具有分枝复合现象，矿石类型主要为构造蚀变岩型。石英脉型少见。矿体总体走向310°，倾向南西，倾角55°～70°。平均厚度0.17m，平均品位 21.26 ×10－6。

15号脉:总体呈脉状，局部有分支复合与舒缓波状弯曲，矿化类型为石英脉型与蚀变岩型。石英脉常呈透镜状或长豆荚状。走向近SN向，倾向东，局部地段反倾。平均厚度0.42m，平均品位19.10×10－6。矿脉南部被黑云母粗安岩所截。

26号脉:总体为脉状产出，矿石以构造蚀变岩为主，局部为石英脉，矿体走向310°，北西段倾向北东，倾角70°～80°;东南端倾向南西，倾角80°以上;中段倾向具有明显的倾向变化。该矿脉及其分支支脉共同构成了26号脉群。矿体厚度0.31m，平均品位 21.26 ×10－6。

35号脉:主要呈脉状展布，局部呈透镜状，矿脉具有明显的分枝复合，矿体南段走向近南北向，中段走向转为330°，北段又转为近南北向，倾向或东或西，倾角陡倾，一般在80°～90°，表现出平缓的S型曲面。矿体最厚处可达2m，平均厚度0.54m。矿体连续性好。平均品位13.61 ×10－6。

2.2 矿脉的形态特征

金厂沟梁金矿区矿脉形态最明显的特征是受断裂构造控制，矿体多呈脉状，总体以北西向为主，沿走向往往呈“之”字型展布，推测为沿早期两组“X”型节理发育而成，即矿脉主要沿330°、360°或330°、310°方向呈折线状延伸。断续延长多在几百米至上千米(图3)。

倾向上以70°～90°的高倾角展布，倾向北东或南西，这是高倾角矿脉的常见特征。矿脉宽度一般在20～60cm，以30～50cm较为常见。矿体形态特征多呈脉状，沿走向多见分枝复合、合而复分的特征，也常见局部呈藕节状胀缩相间展布。在两组矿脉“X”型交汇处或“入”字型交汇处往往变宽，品位也多变富。

另一个明显的特征是矿脉延深较为稳定，延深往往大于延长，表明含矿流体是沿断裂贯入为主。此外，从上部往下部延深，具有矿脉条数变少、成矿温度逐渐变高、压力逐渐变大的趋势(王建平等，1992)，尽管变化幅度不是太大，但也反映成矿流体从下往上的贯入特征。

2.3 矿石主要组分

金厂沟梁金矿床矿物达27种之多，其中硫化物占矿物总量 11%～13%。Ag、Cu、Pb、Zn、S等元素均可综合回收利用。含金矿物有自然金、自然银、银金矿等矿物。

主要金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、铜矿物;其次有辉铜矿、银黝铜矿、辉铜锑银矿、毒砂、针铁矿、磁铁矿、斑铜矿、铜兰、孔雀石、褐铜矿等金属矿物。

脉石矿物常见有石英、绢云母、绿泥石、方解石、斜长石、闪石等。

2.4 矿石结构构造

矿石最常见结构为自形结构、半自形结构、包含结构、溶蚀－交代结构、压碎结构、扭裂结构、碎裂结构。

图3 金厂沟梁金矿第五中段平面图(据王建平等1992，略修)Fig.3 The plan of the 5thlevel of the Jinchanggouliang gold deposit(after Wang et al.，1992)

矿石构造主要有块状构造、浸染状构造、脉状构造、细脉状构造、细脉浸染状构造、角砾状构造、泥状构造等。总体而言，硅化强烈且黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等硫化物矿物较多时，含金品位也较高(图4)。

图4 金厂沟梁金矿主要矿石结构构造特征Fig.4 The structure and construction characteristics of the main ore types in the Jinchanggouliang gold deposit

2.5 矿石基本类型

矿石类型除氧化矿外，原生矿可分为含金多金属硫化物石英脉型和含金蚀变岩型。含金蚀变岩型按不同蚀变矿物又可分为绿泥石蚀变岩型和绢云母化蚀变岩型。

2.6 矿体围岩蚀变

矿体围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化、黄铁矿化、碳酸盐化等。蚀变受断裂构造控制明显，多沿矿脉外围展布，自矿脉中心至两侧外围围岩，蚀变强度逐渐降低，与成矿关系密切的蚀变主要为绢云母、硅化、黄铁矿化，其次为绿泥石化、绿帘石化，碳酸盐化为成矿后蚀变。

3 成矿作用分析与找矿预测

成矿作用是地质学家潜心研究的重要课题，近年来取得了多方面的重要进展(陈毓川等，2006;裴荣富等，2005;牛树银等，2006，2008，2009)，为今后成矿作用研究提供了很好的借鉴。

金厂沟梁金矿既是华北地台北缘东段的老矿山，同时又是近几年深部与外围找矿进展较大的增储矿山之一，总结其成矿作用，归纳其成矿模式，对新一轮地质找矿具有重要的指导意义。

3.1 成矿作用分析

从金厂沟梁金矿的矿区概况和典型矿脉特征可以作出如下归纳，首先，中生代以来，在金厂沟梁金矿田，甚至整个努鲁儿虎幔枝构造区，曾经历过强烈的构造岩浆活动，构造运动以海西期的挤压体制向印支期以来的伸展体制过渡，尤其断裂活动强烈，火山喷发和岩浆侵入也很强烈，有从中基性向中酸性转变的演化过程。

其次，伴随着燕山期构造运动和岩浆活动，产生了遍及大兴安岭中南段轴部的、活动相当强烈的大规模成矿作用，地幔热柱多级演化沟通了深部含矿流体，努鲁儿虎幔枝构造的形成开辟了含矿流体的迁移通道，使含矿流体得以向幔枝的有利构造部位运移、储集;如对面沟复式岩体的侵入及由此所产生的环状、放射状构造(断裂)体系，不仅提供了较好的储矿空间，而且成为主要的成矿控矿构造，在早期业已形成的构造裂隙中充填了含矿流体，并在温度、压力、地球化学等条件的控制下聚集成矿。王建平等(1998)研究认为大约在126.3～121.5Ma浅成相斑状花岗岩岩株侵位，121.71～100.02Ma在岩株周边的放射状－共轭断裂中，岩浆热液注入并形成脉状金矿。

第三，很显然金厂沟梁金矿成矿时具有一定的埋藏深度，在金厂沟梁金矿田偶见碲银金矿是深源成矿的重要特征(杨洪英等，1998)。由于对面沟岩浆构造体系形成以后，特别是以对面沟岩体为中心的复式中酸性岩体的形成，使以岩体为中心的对面沟地区发生负的重力异常，岩体及其所带动周围的变质岩系一起发生较大规模的隆升，才使金矿得以抬升到近地表。王建平等(1998)在矿床地质和地球化学研究基础上，对成矿过程中的构造样式及构造应力场进行研究，采用声发射地应力等方法建立了矿田的构造物理模型，认为矿床所在基底岩块是从9.1km深处逐渐抬升、剥蚀浮升到近地表。

3.2 深部与外围找矿预测

从成矿作用分析来看，金的成矿作用不仅与成矿作用时期的源－运－储密切相关(陈毓川等，2006;夏建新等，2007;滕吉文，2003;牛树银等，1996)，而且与成矿时期的构造活动(李廷栋，2006;邵济安等，1998;张履桥等，1998;Fukao et al.，1994)、与之有关的温压条件及其成矿期后的构造抬升紧密相关。很明显，由于对面沟岩株的侵位，不仅在早期岩体的薄弱中心强力挤占了岩株所具有的扩容空间，同时，也使外围岩体(地层)中发育了一系列放射状构造和环状构造，甚至使早期业已存在的剪切节理转变为张扭性裂隙，成为成矿期很好的储矿空间。

尽管以对面沟岩株为中心的断裂体系可能是成矿流体的主要通道，但是由于成矿作用时期以对面沟岩体为中心的环状构造中温度压力较高，在温压条件的驱动下，成矿流体还是主要趋向于对面沟岩体外围(包括变质岩系和火山岩系、岩浆岩系)的一些构造扩容带中成矿。

由于以对面沟岩株为中心的岩浆－变质岩系的总体抬升，会出现对面沟岩株抬升幅度大、向外围抬升幅度逐渐减少的趋势，即形成了中心地区剥蚀较深、向外围剥蚀逐渐变浅的特征(图5)。

因此，研究区成矿预测的主要依据如下:

(1)在对面沟岩株展布范围中，尽管也有较弱的金矿化存在，但是，从成矿作用角度分析，可能没有大的找矿潜力。

(2)对面沟岩株的南侧外围发育了较多的含金矿脉，但是，由于总体位于剥蚀中心的近侧外围，剥蚀深度较大，找矿潜力也较为有限。

图5 金厂沟梁金矿成矿控矿模式图Fig.5 Model showing the ore-forming processes of the Jinchanggouliang gold deposit

(3)对面沟岩株的东侧外围，发育并残留了中生代断陷盆地，剥蚀较浅，保留的金矿体相对较多，所以东部地区(包括辽宁二道沟金矿)等侏罗系断陷盆地中的金矿深部尚有较大的找矿潜力。

(4)由于对面沟张扭性断裂和头道沟张扭性断裂的大幅度正断下掉作用，使含矿变质岩系地块既被抬升到浅表，又基本得以保存，因此，矿体纵向延深较大，甚至表现出上放开下收敛、上网脉下大脉、上脉多下脉少、上品位低下变富、上金银下金铜的变化趋势。那么，按照这种变化趋势，上部网脉→其次脉状→更深部大脉→再深部有否断裂蚀变岩型金矿?最深部有否斑岩型金铜矿?当然，如果就金厂沟梁金矿的东、西区成矿作用对比的话，西矿区要比东矿区好些，简单理由是东区只经过对面沟张扭性断裂的正断下落作用，而西矿区是对面沟张扭性断裂和头道沟张扭性断裂两级正断下落作用，相对剥蚀较浅。

从成矿系列的规律来分析，有没有从中低温向中高温矿种的变化，比如 Au、Pb、Zn→Au、Ag→Au、Cu→Au、Cu、Mo→Cu、Mo 的变化趋势，这虽然是成矿作用分析，但在深部与外围找矿时仍然值得考虑。

上述成矿作用分析和深部与外围找矿预测是建立在燕山晚期一次成矿作用的基础上，如果该区是两次甚至多期次成矿，那么预测分析的因素增多了，问题也更为复杂。这有待于进一步研究。

致谢:野外地质调查中，得到了赤峰市国土资源局有关领导和专家的热情指导和各有关矿山工程技术人员的大力协助，在此深表感谢，同时衷心感谢审稿专家提出的宝贵指导意见。

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Structural Controls on the Jinchanggouliang Gold Deposit in Inner Mongolia and Ore Prospecting at Depth

NIU Shuyin1，2，WANG Baode1，ZHANG Jianzhen1，MA Baojun1，SUN Aiqun1，NIE Fengjun3，JIANG Sihong3，CHEN Chao1，ZHANG Zhansheng4，LIU Fulin4and ZHAO Zhiyuan1
(1.College of Resources，Shijiazhuang University of Economics，Shijiazhuang050031，Hebei，China;2.School of Earth Sciences and Resources，China University of Geosciences，Beijing100083，China;3.Institute of Mineral Resources，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing100037，China;4.Jinchanggouliang Gold Deposit，Chifeng024327，Inner Mongolia，China)

After the Yanshanian movement in Mesozoic，the northern margin of North China platform turned into a typical intracontinental extensional phase which may relate to mantle plume activity.A typical mantle branch existed in the Jinchanggouliang area might have controlled the ore forming processes.We argue that the dropdown of the Duimiangou and Toudaogou tenso-shear faults made the ore-bearing metamorphic block be preferably reserved.So the ore body has very promising vertical extension and likely transits from vein group or large vein to fracture-altered gold mineralization.The possibility of existence of porphyry Cu deposit at depth is worthy further investigation.

mineralization;metallogenic model;prospecting;Chifeng area

P613

A

1001-1552(2011)03-0348-007

2010－05－04;改回日期:2011－01－14

项目资助:危机矿山研究项目(20089948)、国家自然科学基金(40872137)和石家庄经济学院科研基金(XN201031)资助。

牛树银(1952－)，男，教授，主要从事构造地质学与构造成矿的教学与科研工作。Email:niusy@sjzue.edu.cn