蒙古国东方省喇嘛朝鲁图铜钼矿区成矿模式及找矿方向探讨

郭百创，李德亮，张 帅，刘亚朋，冯昌格，于宝显

(中国冶金地质总局山东正元地质勘查院，山东济南 250101)

蒙古国铜、钼矿产资源丰富，矿床、矿化点众多，分布广泛，成因类型复杂，以斑岩型矿床为主，正在开发的额尔登特铜钼矿床、欧玉陶勒盖铜金矿床、查干苏布尔加铜钼金矿床均为世界级的斑岩型矿床。国内地质工作者以上述典型矿床为对象开展了大量研究工作，既有对单一矿床地质特征及成因的研究，如额尔登特铜钼矿床年代学与成因研究(江思宏等，2010)、查干苏布尔加铜钼矿床地球化学和地质特征研究(方维萱等，2007;侯万荣等，2010)等;又有对多个矿床的综合性研究分析，如斑岩型铜矿床地质、地球化学特征研究(聂凤军等，2004;唐文龙等，2009)等。上述研究主要集中于蒙古北部及南部中蒙边境地区，对于东北部铜钼矿化的研究工作尚未开展，但随着内蒙古东北部乌奴格吐山大型斑岩型铜钼矿床的发现(秦克章等，1999;王荣全等，2007;尹煜春，2007)，与该矿床同处于额尔古纳铜钼成矿带(贾盼盼等，2011)的蒙古东北部地区成了近几年的找矿热点地区，同时亦亟须找矿理论给予指导。

喇嘛朝鲁图铜钼矿区位于蒙古国东方省乔巴山苏木北东70km处，东距中蒙边界阿日哈沙图口岸55km，西距乔巴山至俄罗斯、中国铁路40km。通过对区域成矿规律的深入研究及近几年系统勘查工作，矿区内找矿取得重大突破，发现一深部隐伏斑岩型铜钼矿体，估算钼金属资源量5万吨，铜金属资源量7万吨，达到中型矿床规模①。本文根据近年来勘探过程中取得的新成果，探讨该矿床成矿地质条件，建立矿床成矿模型，对中蒙古－额尔古纳多金属成矿带上今后的地质找矿工作具有一定的指导意义。

1 成矿地质背景

在大地构造上，喇嘛朝鲁图铜钼矿床位于克鲁伦断裂北部，蒙东走滑断裂西侧，属于中蒙古－额尔古纳造山带(图1)，该造山带自西南向东北，由蒙古境内延伸至俄罗斯、中国境内，其北部以乌利金断裂为界，与蒙古－鄂霍茨克造山带相邻;南部以额尔古纳－呼伦深大断裂为界与南蒙古－兴安岭造山带相接(任纪舜，2003)。自古生代以来，该区先后经历了古亚洲洋、蒙古－鄂霍次克洋和古太平洋的演化，形成了复杂的构造－岩浆体系(贾盼盼等，2011;白令安等，2012)。区域内已探明的有色多金属矿床几十处，主要矿产为铜、钼、铅、锌、银等。

图1 蒙古东北部及邻区大地构造及典型矿床分布图(据任纪舜，2003改编)Fig.1 Simplified regional tectonic map showing distribution of typical metallic deposits in northeastern Mongolian and adjacent regions(modified from Ren，2003)

区域内出露地层主要有上元古界、上元古界－下寒武统、泥盆系、石炭系、中石炭－下二叠统、二叠系及侏罗系，其中以中生界分布最广，新生界次之，古生界和元古界仅有零星出露。

区域内断裂构造发育，有NE向区域断裂和NW、NNE、近EW向次级断裂。NE向区域断裂控制了区域上火山岩和岩浆岩的分布。NW、NNE、近EW向次级断裂相互穿插，形成网格状断裂构造格局，控制了中生代火山结构、岩浆岩和矿床的分布(陈志广等，2010)。

区域岩浆活动强烈，可划分为华力西晚期、燕山早期和燕山晚期三期，尤其中生代陆相火山－岩浆作用非常发育，形成一套东蒙古火山杂岩带(陈文，2009)，伴随着火山作用有大量中酸性－酸性岩侵入，它们对本区内生矿床的形成至关重要，已发现的大型矿床几乎均与这套火山岩或侵入岩有密切的时空及成因联系，其成矿特点:中－中浅部为斑岩型铜(钼)矿床、中浅部为中温脉型银铅锌矿床、浅部为中低温热液脉型矿床的成矿系列，为斑岩型－热液脉型矿床的组合模式(武广，2005;王泉，2006)。

该矿区的主要勘查技术方法是，在全面研究区域成矿地质背景、成矿规律的基础上，对喇嘛朝鲁图矿区开展了系统的矿产勘查工作，包括地质填图、地球化学测量、地球物理测量及槽探、钻探等。由于矿区大面积被第四系覆盖，人烟稀少，地表土无人为扰动现象，因此，前期勘查工作以地球化学测量成果为主要技术支撑。该矿区开展了1∶2.5万土壤地球化学测量工作，样品野外采集、记录及室内加工等通过质量检查均达规范要求;所有采集样品均送国土资源部呼和浩特矿产资源监督检测中心进行检测分析，分析项目为 Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、W、Hg、Mo 10种元素，分析方法主要采用等离子体质谱法(ICP-MS)，其次是原子荧光光谱法(AFS)和无火焰原子吸收光谱法(AAS)，分析测试质量监控采用国内1∶20万区域化探分析质监控方法，分析质量可靠。在圈定的化探异常范围内，开展地质填图、激电中梯测量、槽探等查证工作，最后对矿体深部进行钻探工程追索控制。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区出露地层简单，主要为下二叠统都其河组(P1gz)安山质凝灰岩、粉砂质凝灰岩，中二叠统蒙和套鲁盖组(P2mt)砂岩、凝灰岩、安山岩、安山玢岩以及第四系(Q)冲积物、残坡积物(图2)。

2.2 构造

矿区断裂构造发育，主要有NW向和近EW向2组(图2)。

NW向断裂具有张扭性特征，是矿区控矿构造，主要表现为NW(或NWW)向分布的数条石英正长斑岩脉和少数的细晶闪长岩脉。这些岩脉走向280°～300°，倾向 SW、倾角 40°～56°，长 50 ～440m不等，宽3～7m。

近EW向断裂:可分为两期，一期为成矿断裂构造，另一期为矿后断裂构造。其中早期成矿断裂构造及其次生断裂、裂隙发育，多被石英脉、石英细(网)脉充填，是矿区含矿构造。

图2 喇嘛朝鲁图铜钼矿床地质图Fig.2 Geological map of the Lamachaolutu copper-molybdenum deposit

2.3 岩浆岩

矿区岩浆活动强烈，主要表现为中酸性岩浆岩体及岩脉的侵入(图2)，包括晚石炭世正长花岗岩、黑云母花岗岩，中二叠世二长花岗岩及晚侏罗世闪长岩等。其中中二叠世二长花岗岩及晚侏罗世闪长岩与铜钼矿化关系密切。

2.4 围岩蚀变

喇嘛朝鲁图铜钼矿床具有典型的斑岩铜钼矿床蚀变特征，蚀变分带明显，其蚀变类型以硅化、钾化及绢云母－白云母化等面型蚀变为主，与铜钼矿化关系密切。

(1)硅化。硅化主要表现为两种形式，一是在矿化带浅部表现为近东西向延伸的宽大石英脉(图3a、图3b)，二是在矿化带深部表现为石英呈细脉状、网脉状充填次级裂隙中(图3c)，石英脉的两侧围岩中的硅质成分由内而外逐渐较少，特征蚀变矿物为石英、钾长石，与钾化呈渐变关系。硅化与矿体关系密切，硅化越强，矿化越强。

(2)钾化。发育于硅化蚀变带两侧(图3c)，外围与绢云母－白云母化蚀变相接，特征蚀变矿物为钾长石(图3d)、石英、黑云母等，其中钾长石多呈斑晶状分布，由内而外含量逐渐减少，呈渐变过渡。钾化与铜钼矿化关系密切，可见辉钼矿、黄铜矿、黄铁矿等金属矿物(图3c、图3d)。

(3)绢云母－白云母化。发育于钾化蚀变带外围，特征蚀变矿物为石英、绢云母、白云母及黄铁矿等，多呈星点状分散在二长花岗岩、花岗岩、闪长岩等岩石表面及裂隙中，石英脉中亦可见此种蚀变类型，与铜钼矿化有一定关系。

2.5 地球化学特征

通过开展1∶2.5万土壤地球化学测量，共圈出了2处综合异常，① 号异常为 Cu、Mo、W 异常，② 号异常为Pb、Zn、Ag异常(图2)，异常元素特征见表1。

① 号异常位于矿区中东部，以Cu、Mo、W异常为主，面积约1.2km2。该异常元素间套合较好，异常区内出现多个浓集中心，最高值:Cu 75.9×10－6、Mo 4.0 ×10－6、W 21.52 ×10－6，浓度分带全，具外、中、内带，显示出异常源为多金属矿化的特点。异常区背景岩性为二长花岗岩、黑云母花岗岩、闪长岩及多条石英正长斑岩，经勘查工程验证该异常为矿致异常，由铜钼矿体引起，元素组合特征显示出矿体剥蚀程度较深，矿体规模较大。

② 号异常位于矿区中西部，以Pb、Zn、Ag异常为主，异常面积约1.5km2。该异常元素间套合较好，异常区内出现多个浓集中心，最高值:Ag 493×10－9、Pb 324.1 ×10－6、Zn 176.8 ×10－6，浓度分带具外、中带，显示出异常源为多金属矿化的特点。异常区背景岩性为黑云母花岗岩、正长花岗岩，同时发育少量脉状石英斑岩、石英正长斑岩及石英脉。依据地质特征及异常元素组分特征推断该异常为矿致异常，由铅锌银矿体引起。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

喇嘛朝鲁图铜钼矿床产于中二叠世二长花岗岩和晚侏罗世闪长岩中。工程控制矿体14个，主矿体8个，次要矿体6个，其中②号矿体规模最大(图4)。矿体多呈脉状、透镜体状、似层状、多层状，在走向和倾斜方向有膨大、缩小和分支复合等现象。矿体总体产状基本一致，走向90°，倾向S，倾角55°～60°，局部80°，空间分布具有明显向W侧伏的规律。单矿体长100～1050m，斜深100～570m，平均厚度 1.53～16.23m，钼平均品位 0.061% ～0.189%，伴生铜平均品位0.061% ～0.276%。

表1 喇嘛朝鲁图铜钼矿区1∶25000化探异常特征Table1 Characteristics of 1∶25000 geochemical anomalies in the Lamachaolutu copper-molybdenum deposit

图3 喇嘛朝鲁图铜钼矿床主要蚀变类型和矿石类型Fig.3 Photos showing alteration and ore types of the Lamachaolutu copper-molybdenum deposit

图4 喇嘛朝鲁图铜钼矿床20号勘探线剖面图Fig.4 Geological section along No.20 exploration line of the Lamachaolutu copper-molybdenum deposit

3.2 矿石特征

矿石为铜钼硫化矿石，结构主要为半自形－它形叶片状(图3e)、粒状结构(图3f)，矿石构造主要为浸染状构造(图3g)、细网脉状构造、斑点状构造，偶见团块状构造。主要金属矿物为辉钼矿、黄铜矿和黄铁矿，其次为斑铜矿、铜蓝、孔雀石、磁铁矿等，辉钼矿和黄铜矿常嵌布在一起(图3h)。非金属矿物主要为石英、钾长石和斜长石，其次为绿泥石、白云母、黑云母、方解石，另有少量高岭石、白云石、磷灰石、石榴子石等矿物。

4 讨论

区域内受岩浆活动、断裂构造影响，除发育有斑岩型铜钼矿床(喇嘛朝鲁图矿床等)之外，还发育有浅成中低温热液脉型铅锌银矿床(查布矿床等)(图1)。近几年勘查研究认为，区域内中高温斑岩型铜钼矿床与浅成中低温热液脉型铅锌银矿床为一个统一的矿床成矿系列，成矿作用与岩浆活动在时间、空间、物源等方面有着一致的依存关系，符合斑岩型－浅成热液型矿床理论模型。

4.1 成岩成矿时限、构造背景和成矿物质来源

由于缺少准确可信的年代学数据，本文根据收集的资料，大致将成矿时代限定为华力西晚期－燕山期。

成岩构造背景研究表明，矿床的形成主要与以下阶段有关:华力西晚期成矿对应着华北板块与西伯利亚板块之间的古亚洲洋的消失，华北板块与西伯利亚板块的后碰撞阶段;燕山早期成矿对应着蒙古－鄂霍次克洋向南俯冲阶段及其最终闭合后的后碰撞阶段;燕山晚期成矿对应着早白垩世以来太平洋板块俯冲所导致的岩石圈伸展、减薄和软流圈上涌的构造伸展阶段(贾盼盼等，2011)。

华力西晚期、燕山早期形成的花岗岩富含Cu、Mo，是斑岩型Cu、Mo矿的成矿母岩;燕山晚期形成的超浅成侵入岩中富含Pb、Zn、Ag，是银铅锌矿的成矿母岩(舒广龙等，2002)。

4.2 矿床成因类型

从地球化学特征、矿石结构构造、矿化蚀变类型及分带等特征看，该区存在两种矿床成因类型:斑岩型铜钼矿、浅成中低温热液脉型铅锌银矿床，二者总体构成一个成矿系列。

(1)地球化学特征:1∶20万土壤地球化学测量结果显示，区域内以喇嘛朝鲁图W、Mo、Cu异常为中心，向西、向南(查布地区)逐渐演变为Pb、Zn、Ag异常，Pb、Zn、Ag异常表现为多个综合异常浓集中心。

(2)蚀变带特征:喇嘛朝鲁图铜钼矿床蚀变带为典型的中高温热液蚀变带，发育强硅化、钾化及绢云母－白云母化等，分带现象较明显;查布铅锌银矿床蚀变带为中低温热液蚀变带，发育有石英－正长石化、青磐岩化等，石英－正长石化分布于矿化带核部石英脉周围，特征蚀变矿物为石英、正长石、伴有少量绢云母等，青磐岩化位于石英－正长石化外侧，特征蚀变矿物为绿泥石、绿帘石、方解石、高岭土等，在经典蚀变分带模型中，高级泥化蚀变通常标志着浅成中低温热液系统的发育(侯增谦，2004;李东生等，2010)。喇嘛朝鲁图－查布地区蚀变矿物组合整体上表现为明显的分带特征，由硅化－钾化－绢云母化－白云母化等中高温蚀变组合转变为石英－正长石化－青磐岩化等中低温蚀变组合。

(3)矿化特征:喇嘛朝鲁图铜钼矿床主要为细脉浸染状、细脉－网脉状构造;查布铅锌银矿床矿石主要为细脉状、团块状构造。

通过喇嘛朝鲁图中高温斑岩型铜钼矿床与查布中低温热液脉型铅锌银矿床矿石成分的对比，显示金属矿物、非金属矿物组合具有良好的递变分带规律，北部铜钼矿床成矿温度较高，总体以高温矿物组合为主;向南高温矿物减少，中低温矿物增多，至铅锌银矿床，由于其成矿温度较低，以中低温矿物组合为主。

矿石光谱分析结果表明矿化元素具有明显的迁移特征。北部铜钼矿床成矿温度较高，矿化元素以W、Mo、Cu、Ni、Bi等高温成矿带元素组合为主，向南高温元素含量逐渐减少，中低温元素含量逐渐增多，至铅锌银矿床，由于其成矿温度较低，矿化元素转变为以 Cu、Pb、Zn、Au、Ag、As 等中低温成矿带元素组合为主。

4.3 成矿模式

综上所述，受构造、岩浆活动影响，区域内成矿作用由北向南表现出迁移演化的特点，总体上构成斑岩型、浅成中低温热液脉型 Cu、Mo、Pb、Zn、Ag 矿成矿系列。该区域成矿模式简述如下:

晚元古代至早古生代，区域内经历了洋壳消减与挤压造山作用，使得俯冲带上盘的岩石部分熔融形成酸性岩浆，并向有利构造部位运移(舒广龙等，2002)。

华力西晚期，区域内处于洋盆封闭隆起造山期，构造、岩浆活动剧烈，岩浆沿区域性深大断裂侵位上升。在上升过程中，外部温度、压力逐渐降低，岩浆外围顶部及边部开始迅速冷凝结晶，形成花岗质岩浆岩壳，并不断析出含矿气水热液，此时岩浆岩壳对含矿热液起到了屏蔽作用，使壳下含矿挥发组分不断积聚。同时，由于岩浆的快速冷却收缩，在花岗岩体凸起部位产生大量原生节理，含矿热液持续侵入并不断富集形成早期铜钼矿体(袁见齐等，1985)(图5)。

燕山期，陆内构造运动强烈，岩浆活动表现为多期性，岩浆岩微量元素分析结果表明，燕山早期岩浆中富含 Cu、Mo，晚期岩浆中富含 Pb、Zn、Ag(舒广龙等，2002)。

燕山早期沿NE向深大断裂拉张形成裂谷，大量钙碱性、碱性岩浆沿深大断裂侵入(陈文，2009)，在冷凝结晶过程中不断析出含矿气水热液，于NW、EW向次级断裂、裂隙中富集形成晚期铜钼矿体。上述两期铜钼矿体叠加形成斑岩型铜钼矿床(图5)。

燕山晚期裂谷闭合隆起，NE向深大断裂及NW、EW向次级断裂再次活动，晚期岩浆持续活动，含矿热液流体沿断裂带上升，与围岩相互作用，不断富集成矿，在离母岩体较远处多形成中低温热液脉型铅锌银矿床(卢克标，2009，2011)(图5)。

4.4 成矿预测

华力西晚期、燕山期中酸性岩浆岩体如二长花岗岩、闪长岩等作为区域内 Cu、Mo、Pb、Zn、Ag 矿的成矿母岩，是找矿的宏观岩性标志;区域内北西向、东西向具有一定规模的褐铁矿化硅化带是找矿的直接标志;依据土壤地球化学测量分析结果所圈定的综合异常区是找矿的间接标志。

依据区域成矿模式，结合上述找矿标志，对矿区成矿有利地段进行了预测(图2)。

图5 喇嘛朝鲁图铜钼矿区成矿模式图Fig.5 A metallogenic model for the Lamachaolutu copper-molybdenum deposit

(1)Ⅰ成矿预测区，位于喇嘛朝鲁图铜钼矿床西部地段深部，为喇嘛朝鲁图铜钼矿体的侧伏方向，该地段有望发现新的斑岩型铜钼盲矿体。

(2)Ⅱ成矿预测区，位于②号Pb、Zn、Ag化探异常区，有望发现新的浅成中低温热液脉型铅锌银矿床。

上述2个成矿预测区为下一步勘查工作靶区，喇嘛朝鲁图铜钼多金属矿床有望达到大型矿床规模，该矿床的勘查开发，将进一步扩大该区作为长期国内有色金属原矿供应基地的资源量。

5 结论

(1)土壤地球化学测量是喇嘛朝鲁图矿区取得找矿突破的重要工作手段，该方法的成功应用对蒙古东北部矿产勘查具有重要指导意义。

(2)喇嘛朝鲁图矿区存在两种矿床类型，即斑岩型铜钼矿床、浅成中低温热液脉型铅锌银矿床，二者总体上构成一个成矿系列，其中斑岩型铜钼矿床具两期叠加成矿特征。

(3)华力西晚期、燕山期中酸性岩浆岩体为区域 Cu、Mo、Pb、Zn、Ag 矿成矿母岩;断裂构造为区域内成矿的重要影响因素，为导矿、容矿构造。

(4)喇嘛朝鲁图矿床深部及外围，有望发现新的斑岩型铜钼矿体、中低温热液脉型铅锌银矿体，Ⅰ、Ⅱ成矿预测区为下一步勘查工作靶区，该矿床规模有望达到大型规模。

［注释］

① 山东正元地质勘查院.2011.蒙古国东方省乔巴山苏木喇嘛朝鲁图矿区钼矿详查报告［R］.

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