内蒙古老羊壕金矿地质特征及成因探讨

孙长征　冯小伟　姜少飞　高建新　杨宏伟

摘要：老羊壕金矿位于内蒙古地轴西段北缘，矿体分布于色尔腾山群下部含铁变质岩层中，其形成与吕梁期斜长花岗岩及沿蚀变带发育的脉岩有关。金矿体主要受三合明东西向断裂带与大桦背——合教——达茂北东向断裂带控制，含金矿蚀变带主要是组成矿区向形构造的两条挤压片理化带、其次由北东及北西向挤压破碎带经蚀变矿化而成。根据老羊壕金矿成矿地质特征，矿床属混合岩浆期后热液型，以蚀变矿化为主。老羊壕金异常区内的断裂构造及断裂构造中的多种蚀变组合是金矿形成的重要标志，为今后同类型区域地质找矿及成矿规律研究提供了资料依据。

老羊壕金矿位于内蒙古地轴西段北缘，该区是一构造变动、变质作用及岩浆活动非常发育的地区，是金矿孕育和形成的良好场所。20世纪80年代末，通过1：20万化探扫面发现了老羊壕金异常区，1985年通过对该金异常的检查评价，发现老羊壕金矿的5号和10号含金石英脉，野外肉眼可见明金，拣块样分析最高品位可达122.94克/吨，为找矿工作取得了突破。本文对老羊壕金矿的矿床地质特征与控矿因素进行了分析研究，以便有助于同类型区域地质找矿及成矿规律的研究。

1.区域成矿背景

老羊壕金矿处于华北地台北缘，内蒙古地轴与白云鄂博台缘拗陷带的过渡地带。矿区位于区域性三合明东西向断裂挤压带，大桦背——合教——达茂旗北东向断裂、石崩北西向断裂三者交汇部位的北侧。区域上，该地区是华北地台北缘重要的金成矿带。区内主要发育下元古界色尔腾山群地层，岩浆活动主要有吕梁期、华力西晚期。构造活动强烈，以断裂构造为主，褶皱构造主要为派生向形构造，挤压片理化带很发育，对本区金矿床的形成具有十分重要的作用。

2.矿区地质特征

2.1矿区地层

矿区出露的地层主要为下元古界色尔腾山群片麻岩段和浅粒岩段，该套变质岩系被北部大面积分布的吕梁期斜长花岗岩侵位，呈零星残块留存体，按其岩性特征由下而上可分为片麻岩、浅粒岩两个岩性段。这两个岩段在区内局部地段以断层相互接触。片麻岩段，岩性为角闪斜长片麻岩和斜长片麻岩，局部夹少量磁铁石英岩透镜体，个别地段混合岩化强烈。浅粒岩段，岩性主要为黑云母浅粒岩其内夹有似层状斜长角闪岩。下元古界色尔腾山群是区域上热液金矿的重要含金层位。

2.2矿区构造

矿区构造主要有断裂构造及矿区向形构造，断裂构造主要有近东西向断裂、北东向断裂及北西向断裂，这三组区域性断裂为控矿构造。受其活动影响，断裂交汇部位及其两侧形成的次级断裂与挤压片理化带是较好的储矿构造。矿区向形构造属北西向断裂和近东西向断裂的派生构造，老羊壕金矿的主要矿脉就赋存于矿区向形构造挤压片理化带中。

受区域性北西向断裂和近东西向断裂活动影响，交汇部位北侧形成了—个较大拖褶曲，称为矿区向形构造。向形构造形迹由两条挤压片理化蚀变带显示出来，其产状与变质岩片麻理产状斜交，并与变质岩岩性层位无联系。

向形构造北翼主要产在色尔腾山群角闪斜长片麻岩亚段中，倾角40°-60°，规模较大，挤压片理化带十分发育，并有大量脉岩沿带侵入。在向形构造的两条挤压片理化带中，片理密集发育，岩石破碎强烈，常形成一些构造角砾岩、碎裂岩、糜棱岩、千糜岩及断层泥。带内这些岩石，经热液蚀变矿化，形成了含金蚀变带。

2.3矿区岩浆岩

矿区和矿体空间上最密切的为吕梁期斜长花岗岩，其次为华力西晚期黑云母花岗岩，还有多种脉岩侵入。其中吕梁期斜长花岗岩广泛分布于矿区。矿区岩脉主要分布于向形构造范围内，少量分布在向形构造之外的吕梁期斜长花岗岩中。脉体从基性到酸性均有侵入，大多数岩脉沿构造裂隙贯入。其中与金矿化最密切的为石英脉及闪长岩，以前者为主。石英脉多数分布于向形构造内外两条含金蚀变带中，根据岩性特征，可分为早、中、晚三期，早期石英脉不含金，构成矿区石英脉的主体；中期及晚期石英脉含金，且以后者金品位较富。

2.4地球化学异常：

2.4.1.1：20万水系沉积物测量在合教～三合明东西向挤压带上圈出了三处金异常区。其中，老羊壕——合教金异常区（AS11），以3ppb圈出东西长10余公里，宽1.5-2公里，约20余平方公里金的高背景值带。由东西两个异常组成，异常强度一般在5-10几ppb，面积1-4平方公里。异常处于下元古界色尔腾山群变质岩和吕梁期斜长花岗岩中。且有后期断裂通过，成矿地质条件良好。

2.4.2.1：5万土壤测量、激电测量在该区圈出金异常AP-1，该异常的6个子异常分布形态与矿区含金石英脉的分布形态相吻合。

3.矿床地质特征

老羊壕金矿主要受NW、NE、近EW向断裂构造控制，其中派生次级构造形成的矿区向形构造则是矿区内主要的储矿构造，矿体主要分布在该向形构造的两条挤压片理化蚀变带内，带内岩石绢云母化、绿泥石化、绿帘石化、硅化、黄铁矿化蚀变强烈，金矿化也较强。

在向形构造的北翼共圈出12条含金石英脉，其中12号、15号、19号矿脉具一定工业价值。

3.1矿脉（体）特征

3.1.1.12号矿体特征

矿体呈板状。走向265°，倾向北，倾角55°58°。长125米，倾向延深最大110米。矿体平均厚度2.56米，最大厚度为7.28米；矿体平均品位5.56克/吨，最高品位93.26克/吨。

3.1.2.15号矿体特征

矿体呈纺锤状。总体走向295°，倾向北东，倾角40°左右。长202米，倾向延伸一般53-67米，最大斜深为175米；矿体平均厚度2.70米，最大厚度为11.64米；平均品位7.11克，吨，最高品位55.99克/吨。

3.1.3.19号矿脉的矿体特征

（1）19-1号矿体特征

矿体呈板状。总体走向305°，倾向北东，倾角35°-40°。长400米，倾向延伸一般65-150米，最大延伸195米；矿体平均厚度1.83米，最大厚度为6.79米；平均品位10.55克/吨，最高品位155.61克/吨。

（2）19-2号矿体特征

矿体呈板状。总体走向320°-330°，倾向北东，倾角40°左右。长120米，倾向延伸平均120米；矿体平均厚度1米，最大厚度为1.63米；矿体平均品位10.80克/吨，最高品味27.68克/吨。

（3）19-3号矿体特征

矿体呈扁豆状。走向310°，倾向北东，倾角50到。长40米，倾向延伸20米；矿体平均厚度1.31米，平均品位5.41克/吨。

（4）19-4号矿体特征

矿体呈板状。走向在1550米中段295°，在1470米中段305°，倾向北东，倾角从东向西逐渐变陡，由40°变为60°。长240米，倾向延伸46-82米，平均71.8米。矿体平均厚度1.03米，最大厚度为2.31米；矿体平均品位2.46克/吨，最高品位6.35克/吨。

3.2围岩蚀变

围岩蚀变可分为远矿围岩蚀变和近矿围岩蚀变，远离矿体的围岩蚀变普遍，蚀变类型有黝帘石化、绿泥石化、绿帘石化、纤闪石化、绢云母化等；近矿围岩蚀变极为强烈，分布于蚀变带内及其两侧，蚀变类型有绢云母化、绿泥石化、绿帘石化、硅化、黄铁矿化、黄铜矿化、碳酸盐化等，其中前五种蚀变与金矿化关系密切。

3.3矿石结构、构造和主要矿物成分

矿石类型有石英脉型、蚀变岩型。矿石结构有自形—半自形一它形粒状结构、交代假象结构及交代残留结构、交代环形结构及胶状结构、糜棱—碎斑结构、碎裂（压碎）结构、糜棱结构、包含结构、树枝状结构等。矿石构造有（团）块状构造、角砾状构造、星散—浸染状构造、脉状、网脉状构造、条带状构造、蜂窝状构造等。原生矿石中的金属矿物主要有黄铁矿、自然金、银金矿，次要为黄铜矿、赤铁矿，尚含极少量方铅矿、闪锌矿、磁铁矿、毒砂、辉铜矿。脉石矿物：主要为石英、斜长石、绿泥石，其次为绢云母、方解石，此外还有少量黑云母、角闪石、重晶石、石榴石、锆石等。

3.4成矿期与成矿阶段划分

根据整个矿化带矿化蚀变、矿石组构研究，可将成矿作用分为两期：热液活动成矿期和表生风化期。其中又将热液活动成矿期划分为四个阶段：（1）石英脉阶段，早期形成乳白色粗粒石英脉，早期无矿硅化热液活动阶段。（2）石英-金-黄铁矿阶段，中期形成的石英脉，脉体一般比早期石英脉体小，常沿早期石英脉壁及其裂隙贯入。脉体较大者呈乳白色，较小者稍带青灰色，强油脂光泽，中细粒。共生金属矿物主要为黄铁矿、少量黄铜矿及自然金，含金品位约5克/吨左右，为中期成矿阶段。（3）石英-金-多金属硫化物阶段，晚期形成的细小石英脉，常见几公分至几十公分宽，沿早、中期石英脉或早期矿石裂隙贯人。石英脉呈青灰色，油脂光泽，颗粒细小或微晶状，含少量碳酸盐。金属矿物主要为细粒黄铁矿、自然金，少量为其它多金属硫化物。黄铁矿一是共生于该阶段石英脉中，二是呈星散—浸染状散布于矿石中，三是沿中期黄铁矿裂纹充填。镜下可见金粒在矿石中分布不均，常成群出现，矿石含金品位往往大于5克/吨。该阶段为晚期成矿阶段。（4）碳酸盐活动阶段，为热液活动尾声阶段，形成硅质碳酸盐脉。呈细脉状、团块状沿早期石英脉、矿石及蚀变岩裂隙分布，脉石基本不含金。

表生风化期，近地表矿石经氧化及风化作用，在一定深度内形成氧化矿石及混合矿石，可见金属矿物黄铁矿形成褐铁矿，黄铜矿形成孔雀石或铜蓝，脉石矿物发生土化及高岭土化。表生风化作用使金进一步得到富集。

4.矿床成因

根据矿区的地质、构造特征、矿化特点和矿体特征，初步认为老羊壕金矿属混合岩浆期后热液型金矿床，依据有：

4.1金矿与残余的含铁变质岩系紧密相伴

产于色尔腾山群含铁变质岩系中的矿脉具有工业价值，并以其下部层位原岩属中基性火山岩为特征，产于岩体内的金矿脉一般不具有工业价值。从区域上该套变质岩系含金丰度值较高，一般为3.2-63.4ppb，其中黑云角闪斜长片麻岩中最高可达77.5ppb。

4.2金矿与岩浆有时间和空间分布关系

金矿产于吕梁期斜长花岗岩体内及其外接触带变质岩中，沿蚀变带中基性到酸性各类脉岩发育。向形转折端内外接触带间的斜长花岗岩及矿床内深部的变质岩遭受不同程度的混合岩化作用。向形转折端内蚀变带及矿床南侧有华力期黑云母花岗岩侵入，这表现出岩浆与金矿有空间分布关系。

通过同位素年龄测定可知，近矿蚀变围岩年龄与华力西晚期黑云母花岗岩年龄相近，说明区域热事件与蚀变矿化及岩体侵入年龄一致，主要矿化期与华力西晚期岩浆活动关系密切。

4.3岩体与金矿床的成因联系

众所周知，金的成矿作用总要通过一系列地质事件的影响，金在各种环境中再分配，而岩浆活动可不断促进金的活化。富集的巨大能量还可以提供占主导地位的成矿流体中以CO2为主体挥发份及金的载体—含金：石英脉。

4.4多期次的构造活动有利于矿床的富集

多期区域性断裂为控矿构造，受其活动影响，在它们交汇部位及其两侧形成的次级断裂与挤压片理化带是较好的储矿构造。本矿床就赋存于矿区向形构造中。

5.找矿标志

（1）含金石英脉标志：受构造挤压破碎，呈角砾状，具有褐铁矿化发育特征，地表往往呈蜂窝状构造的青灰色，石英脉是最直接有效的找矿标志。

（2）矿化蚀变标志：在构造挤压破碎袋内，主要有黄铁矿化（氧化为褐铁矿）、黄铜矿（氧化为孔雀石、铜蓝）、硅化（形成石英细脉）、绢云母化、碳酸盐化叠加的蚀变带，也是直接找矿的很好标志。

（3）金的化探异常标志：经化探工作圈出的多金属元素重叠的综合异常，尤其是金异常的高背景值带，是缩小找矿靶区的有利标志。

从已有资料及认识看，色尔腾山群地层中的见硅化、黄铁矿化、黄铜矿化、绢云母化等挤压片理化含金蚀变岩，是金矿化富集的有利构造部位，这类蚀变岩及其发育的石英脉应是该区寻找矿床的主要岩石特征。