内蒙古查干敖包铁-锌多金属矿床的地质特征及找矿方向

常春郊，丛润祥，刘桂阁，齐立华，王治华，王 梁，张慧玉，孔媛媛

（武警黄金地质研究所，河北廊坊065000）

0 引言

查干敖包铁-锌多金属矿床位于内蒙古自治区东乌珠穆沁旗道特淖尔镇，位于额仁高比南东约15 km.该矿床为原内蒙古地质局126队于1958年7月发现，并进行了检查评价，20世纪七八十年代先后有几家地质单位对该矿进行了勘查工作，但是一直没取得突破.2003～2004年，内蒙古地勘九院对该矿进行详查工作，在查干敖包矿区范围内发现34条矿体，共获得全铁平均品位为37.42%的矿石量1000多万吨，平均品位为4.55%的锌金属量为30多万吨，铁和锌都达到了中型规模.由于该矿床所处位置偏远，工作条件较差，因此该矿床的基础地质研究程度较低，矿区外围的找矿勘查工作也存在诸多问题.本文将通过对查干敖包铁-锌多金属矿床地质特征、控矿因素、岩浆作用系统分析，总结铁、锌多金属矿找矿标志，指出矿区今后的主要找矿方向.

1 成矿地质背景

矿区大地构造位置处于西伯利亚板块东南缘查干敖包-奥尤特-朝不楞早古生代构造-岩浆岩带东段.区域范围内出露的地层有中奥陶统、上志留统、泥盆系、下二叠统、侏罗系和白垩系火山-沉积岩以及古近系、新近系和第四系沉积物.区内岩浆岩分布广泛，其中以海西期、印支期和燕山期岩浆岩最为发育，岩浆活动具有多期多阶段活动特征［1］，并且与金属矿床具有密切的空间分布关系［2-5］.区内主干断裂为北东向贺根山-索伦山深断裂和查干敖包-东乌旗深大断裂.褶皱构造发育，褶皱轴向与区域主干断裂一致，表现为一系列的北东向复式背斜和向斜.本区中元古代中期，受强烈隆升和大规模裂陷作用影响，华北地台裂解为两个古大陆块体，即南侧的华北地台和北侧的西伯利亚板块，并且在二者之间形成宽阔的大洋盆地.早泥盆世到早石炭世（416～318 Ma），在西伯利亚板块南缘，古蒙古洋壳沿查干敖包-奥尤特-朝不楞一线持续向北俯冲，古板块相互作用所诱发的岩浆活动可在构造有利部位形成一系列海西期镁铁质和花岗岩类侵入岩［6-8］.与此同时，与岩浆活动有关的热液流体与围岩发生一定规模的水-岩交换反应，并且产出有一系列热液脉型铜、金、铅-锌-银和镍矿化点.中—晚石炭世（318～295 Ma），无论是在华北地台北缘，还是沿西伯利亚板块南缘，内蒙古洋壳与古大陆块体发生多期次俯冲、碰撞和对接作用.随后古板块相互作用诱发了大规模火山喷发和岩浆侵入活动，在古大陆边缘许多地段堆积了巨厚的中酸性火山-沉积岩并形成众多的花岗岩类侵入岩体［9-12］.二叠世时，东乌珠穆沁旗一带及邻区各类古大洋盆地先后闭合，华北地台与西伯利亚板块最终结合为一个整体.在此之后，研究区开始进入到一个崭新的地壳演化阶段，区域性张裂构造作用导致一系列断陷盆地的形成，并且伴随有一定规模的富碱性岩浆活动.岩浆热液流体对早期火山-沉积岩地层中的“矿源层”或“矿胚”进行淋滤与萃取，并且在构造有利部位形成一系列金属矿床（点）［1，12］，如查干敖包铁-锌矿床、曼特敖包锌矿床和阿尔哈达铅-锌-银矿床等.

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区范围内地层出露较差，除大部分被第四系覆盖外，其余主要为中奥陶统多宝山组浅海相沉积岩和石炭系宝力格庙组陆相沉积地层（图1）.

图1 查干敖包矿区地质图（据文献［13］修改）Fig.1 Geologic map of the Qagan Obo orefield（modified Reference［13］）

中奥陶统多宝山组是矿区范围内分布最广的地层，主要岩性为大理岩和凝灰质板岩.大理岩出露于矿区的北部、东南部.代表性样品呈灰白—乳白色，粒状变晶结构，块状构造.矿物成分基本全为方解石，呈自形—半自形—他形粒状，紧密镶嵌，粒度大小一般在1～3 mm之间.方解石晶体中可见有大量的气液包裹体.凝灰质板岩出露于矿区西南部.代表性样品呈灰—灰黑色，变余泥质结构，板状构造，岩石中隐晶质的鳞片状矿物（黑云母和绢云母）呈定向排列，由凝灰质矿物蚀变而成.此外，尚含有隐晶质的长石和石英及细脉状的绿泥石集合体等.

石炭系宝力格庙组出露于矿区西部，主要岩性为岩屑、晶屑凝灰岩和含砾岩屑凝灰岩.岩屑、晶屑凝灰岩为灰白—灰黄色，凝灰质结构，块状构造，主要由火山岩岩石碎屑以及部分石英晶屑组成.玻璃质成分已经脱玻化，变成沸石及黏土矿物，不透明矿物少量.含砾岩屑凝灰岩为灰白色，砾石成分与岩屑成分大致相当，主要是火山岩，其次为少量闪长岩岩屑.

第四系在矿区范围内分布广泛，主要为黑色、棕褐色腐殖土及砂质黏土、砂砾层.

2.2 构造

矿区构造线方向与区域构造线方向一致，呈NE50°左右.矿区附近次级断裂构造发育，可分为NW向和NE向两组，且以NW向为主.NW向断层属于横切正断层，断距一般5～10 m，最大可达100 m左右，断层走向为 280～330°，倾向 NE，倾角 70～80°.NE 向断裂走向为70°左右，断层性质及倾斜方向不清楚.矿区范围内褶皱构造不发育，总体属于查干敖包复背斜的一部分.地层呈单斜产出，走向NE，倾向310～320°，倾角40～50°.

2.3 侵入岩

矿区附近分布的岩浆岩主要有矿区东侧的查干敖包石英闪长岩岩体以及正长斑岩脉和闪长玢岩脉等.

石英闪长岩分布于查干敖包矿区的北东方向2 km处，岩体东西长约10km，南北宽约6km，面积约60km2，呈岩株状产出.代表性样品呈灰白略带浅肉红色，细粒不等粒结构，块状构造.岩石矿物组成主要有斜长石、普通角闪石和石英.正长斑岩脉分布于矿区南部和北部，走向与地层一致.代表性岩石呈斑状结构，基质呈微晶—隐晶结构.斑晶主要为已绢云母化的更钠长石，基质为钠长石、石英以及少量的绿帘石和不透明矿物.闪长玢岩脉分布于矿区以及矿区的北部.代表性样品残留斑状结构，块状构造.斑晶主要为斜长石和暗色矿物，基质为斜长石、磁铁矿、角闪石、微晶黑云母等.

2.4 接触变质作用

接触变质作用主要位于查干敖包石英闪长岩西侧.查干敖包岩体侵入中奥陶统多宝山组地层中，在内外接触带形成夕卡岩化带.该夕卡岩化带长3000 m左右，最宽可达800 m，呈NE向展布.主要岩性为绿帘石夕卡岩、石榴子石夕卡岩、绿帘石石榴子石夕卡岩、透辉石石榴子石夕卡岩和阳起石夕卡岩.

3 矿床特征

3.1 矿体特征

查干敖包矿区范围内已发现34条矿体，其中工业矿体18条（铁矿体7条，锌矿体5条，铁-锌矿体6条）.在所有的矿体中，Ⅰ号矿体为主要矿体，其铁矿石储量占矿区总储量的90.86%，锌矿石储量占总储量的47.23%，铁-锌矿矿石储量占总储量的87.77%，其他矿体相对规模较小.各矿体规模大小不等，走向长数十米至315 m，延深数十米至425 m，矿体呈似层状、透镜状，走向一般为 20～40°，倾向 NW，倾角 37～70°，局部倾向 SE，倾角 62～70°.

Ⅰ号矿体的主要特征为：呈似层状、透镜状，走向一般为 23～35°，倾向 NW，倾角 37～50°，矿体上陡下缓，但总体较稳定.矿体走向长220～315 m，延深大于425 m，矿体厚度 2.43～67.99 m，平均 35.06 m.地表浅部（0～84 m）为氧化矿，均以铁为主，氧化带以下为原生矿.在原生矿中又可划分为铁矿石、锌矿石和铁-锌矿石3种矿石类型，并以铁-锌矿为主.铁矿体厚度2.43～49.64 m，平均厚度15.63 m，氧化铁和原生铁矿的TFe平均品位分别为27.90%和47.54%；锌矿体厚度为2.34～27.40 m，平均厚度9.04 m，Zn平均品位4.23%；铁-锌矿体厚度5.39～67.99 m，平均厚度24.09 m，TFe和Zn品位分别为36.30%和4.50%.

3.2 围岩蚀变

查干敖包岩体、正长斑岩脉和闪长玢岩脉都侵入中奥陶统多宝山组地层中.受接触变质作用影响，从岩体边缘经内外接触带到沉积岩地层，围岩蚀变分带为：①蚀变岩浆岩带；②夕卡岩带；③角岩带；④大理岩带.各蚀变带宽度变化范围从几十厘米到几十米，局部地段为逐渐过渡或相互叠加关系.除此以外，围岩地层中还可以见到硅化、高岭土化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化.地表以及浅部褐铁矿化强烈.锌铁多金属矿体大多在夕卡岩带内产出，两者空间分布形态完全受岩体与地层内外接触带产状控制，夕卡岩化与锌铁多金属矿化关系十分密切.

3.3 矿石类型

矿石自然类型大体可分为5种：①石榴石闪锌矿磁铁矿矿石；②石榴石磁铁矿闪锌矿矿石；③磁铁矿石榴石矿石；④石榴石磁铁矿矿石；⑤含石榴石磁铁矿矿石.矿石工业类型可分为4种：①锌矿石，原生矿和氧化矿，氧化类型矿石主要分布于地表浅部0～84 m处，以铁矿为主，原生矿石位于氧化矿石的底部，包括铁矿石、铁-锌矿石和锌矿石；②贫铁、锌矿石（铁、锌矿石），铁锌共生，地表该类矿石多为氧化矿石；③贫铁矿石，为早期勘查最主要矿石；④低硫富铁矿石.

3.4 矿石特征

矿石结构以他形晶粒状、半自形—自形晶粒状为主.矿石构造主要有浸染状构造、细脉状构造、致密块状构造、斑杂状构造，次要的矿石构造有角砾状构造、充填脉状构造、条带状构造.主要金属矿物成分为磁铁矿、闪锌矿、镜铁矿、赤铁矿、褐铁矿，少量软锰矿、水锰矿等，偶见黄铜矿、方铅矿、辉锑矿、辉铋矿、黄铁矿及孔雀石.主要脉石矿物有石榴子石（钙铁榴石、钙铝榴石）、透闪石、透辉石、硅灰石，少量绿帘石、石英、方解石、黑云母等.主要金属矿物及脉石矿物特征如下.

闪锌矿：黑—黑褐色，金属光泽，他形粒状、半自形粒状，粒度一般约0.3 mm，集合体呈浸染状、脉状及不规则团块状.闪锌矿形成晚于早期磁铁矿，分布于石榴石及磁铁矿晶粒间，或沿裂隙充填，有时具交代现象.

磁铁矿：钢灰色，半金属—金属光泽，以他形粒状结构为主，半自形、自形晶粒状次之，粒度一般在0.1～0.2 mm.集合体多呈浸染状、细脉状、放射状、星散状，当颗粒紧密镶嵌时则呈致密块状、团块状.磁铁矿晶粒边缘或局部表面可赤铁矿化.

石榴石：黄褐色、黄绿色、棕黄色，玻璃光泽－油脂光泽，以他形粒状及半自形晶为主，粒度0.1～4 mm不等.透辉石：可分为两种，一种为浅灰色，玻璃光泽，粗大粒状、柱状，自形程度高，与早期石榴石和磁铁矿密切共生；另一种为淡绿色，细粒状，与绿帘石共生.根据金属矿物的共生组合、相互交代及穿插关系，将金属矿物生成顺序列于表1.

表1 查干敖包铁-锌矿床金属矿物生成顺序一览表Table 1 Forming sequence of metal minerals in the Qagan Obo Fe-Zn deposit

4 控矿因素分析

4.1 地层控矿作用

矿区范围内地层出露较差，除大部分被第四系覆盖外，其余主要为中奥陶统多宝山组浅海相沉积岩和石炭系宝力格庙组陆相沉积地层.与铁、锌多金属成矿关系密切的地层主要为多宝山组，在查干敖包闪长岩体与多宝山组浅海相沉积岩的接触部位，往往形成含铁-锌矿层及锰矿层的夕卡岩带，夕卡岩带的形态和产状受接触带控制，铁、锌矿体主要呈似层状、条带状和透镜体状分布于夕卡岩带中.

4.2 构造控矿作用

区域性NE向查干敖包-东乌旗深大断裂控制着本区的构造演化和发展，也控制着本区岩体和多金属矿床的产出.矿区主体构造线方向与区域构造线方向一致，NE和NW向的次级断裂和构造破碎带是矿区的控矿构造，控制矿体的产出.

4.3 岩浆岩与成矿的关系

矿区岩浆活动强烈，矿区附近分布的岩浆岩主要有矿区东侧的查干敖包石英闪长岩岩体以及正长斑岩脉、闪长玢岩等.张万益等［13-14］通过对查干敖包铁-锌多金属矿床岩矿石硫、铅、铷-锶和钐-钕同位素研究，认为查干敖包成矿物质来源于岩浆并受到地壳物质的混染，查干敖包石英闪长岩体为铁-锌多金属成矿不仅提供了成矿物质，而且还提供了成矿流体和成矿动力.

4.4 变质作用控矿

矿区内不同地层的岩石次生变化比较强烈，主要表现为接触热变质蚀变.接触变质作用主要位于查干敖包石英闪长岩西侧，岩体侵入中奥陶统多宝山组地层中，在内外接触带形成夕卡岩化带.热动力变质作用则主要表现为夕卡岩化，形成较多的含水夕卡岩矿物，主要为钙铁榴石.矿化作用以磁铁矿化和闪锌矿化为主，磁铁矿化形成较早，主要出现在夕卡岩化之后，交代石榴子石夕卡岩，并受其控制.在表生条件下，部分磁铁矿可形成赤铁矿和褐铁矿.闪锌矿化的形成稍晚于磁铁矿，形成的闪锌矿颜色一般较深，含铁较多，属成矿温度较高之类.表生条件下，闪锌矿多氧化流失.后期热液蚀变作用主要有硅化、绿帘石化、碳酸岩化及孔雀石化.

5 找矿标志

（1）地层标志：中奥陶统多宝山组浅海相沉积岩.

（2）构造标志：NW向张性及NE向断裂构造，两组构造叠加复合部位是铁、锌多金属矿化富集和岩浆活动的有利场所.

（3）岩浆岩标志：岩浆活动为铁、锌多金属的活动及富集提供了动力，在岩体内外接触带分布着一系列铁-锌多金属矿（化）点.

（4）化探异常标志Fe、Pb、Zn 异常.区内 1∶20 万 Fe、Pb、Zn异常较多，且组合元素多，异常强度大，分带性好.Fe、Pb、Zn异常大多与构造、岩浆岩关系密切.一些异常区内或附近已发现了Fe、Pb、Zn多金属矿点.

（5）围岩蚀变标志：硅化、褐铁矿化、铁锰矿化、高岭土化、萤石化以及钠长石化.

6 找矿方向

矿区内及周边区域夕卡岩化蚀变广为发育，并与已知铁、锌多金属矿成矿关系最为密切.特别是中奥陶统多宝山组浅海相沉积岩与多期次中酸性岩浆侵入体接触带及围岩裂隙密集带，在遭受后期含矿热液浸染蚀变之后更有利于成矿，是铁锌多金属矿化的最主要含矿空间和储矿部位.本矿区南部和东部区域高精度地磁异常发育且规则，多金属元素化探异常强度高，浓集中心清晰，尤其在已知矿化范围之外尚有很大的异常分布，表明该矿区外围尚有很大的找矿空间.因此，针对这一区域开展更大比例尺的地质填图和更进一步的物、化探及工程揭露控制，进一步扩大矿区规模，发现诸如与火山机构相关的火山热液型等新的矿化类型，扩大地质找矿远景和成果，具有重要意义.

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