内蒙古霍各乞铜多金属矿整装勘查区地质矿产特征及找矿潜力分析

王弢

摘要：霍各乞铜多金属矿整装勘查区为国土资源部2012年设置的第二批整装勘查区之一，属内蒙古自治区乌拉特后旗霍各乞镇管辖，位于狼山中段北麓。面积为1200km2。该区是内蒙古自治区乃至华北地区重要的喷流——沉积型铜多金属矿的重要组成部分，也是我国重要的铜多金属矿床矿集区之一。目前区内已发现的矿床有霍各乞1号铜多金属矿床、2号及3号铁多金属矿床，欧布乞小型铁矿床，阿拉其图敖包铜多金属矿等多处矿床：该区长期复杂的地质演化历史和多期构造一或矿作用的复合叠加，造就了本区优越的成矿地质条件，展现出良好的资源前景。因此有必要总结该整装勘查区的地质矿产特征并研究找矿潜力。

1.成矿地质背景

该整装勘查区位于内蒙古中部狼山_二—渣尔泰山地区，其大地构造位置为华北陆块北缘中晚元古代狼山——渣尔泰山裂陷槽，是内蒙古以及华北地区重要的铜、铅、锌等多金属成矿带。狼山——渣尔泰山裂陷槽总体呈东西向展布，东西长800多千米，南北宽近100千米。裂陷槽的基底为太古代—早元古代变质岩系，其中沉积了巨厚的渣尔泰山群，其与白云鄂博群是同期异相沉积物，为一套浅变质岩系，属裂谷系中的碎屑岩—碳酸盐岩夹少量火山岩建造。

渣尔泰山群分布于狼山主峰南北两侧。北侧出露于那仁宝力格——获各琦——沟乃胡都格一带及其南北两侧；南侧于东升庙、炭窑口一带，组成狼山复背斜南、北两翼。为一套砂泥质、碳硅泥质、钙质组成的类复理石建造，岩性以碳质千枚岩、云母石英片岩、石英岩为主，夹炭质板岩、泥质大理化灰岩和条带状石英岩（变碳硅质岩）。下部及底部岩段内普遍含基性、中酸性火山岩，总厚度约3000m。变质程度达绿片岩相。云母石英片岩Rb--Sr同位素年龄为1198-59.9Ma，其所夹的变基性火山岩Sm-Nd年龄为1492Ma，其时代相当于中元古代，与北东白云鄂博群时代及岩性相当。

区内赋矿地层渣尔泰山群可分3个岩组：书记沟组、增隆昌组和阿古鲁沟组（图1）。

书记沟组为一套陆源碎屑岩组合，下部为粗碎屑的砾岩、含砾粗粒石英砂岩和石英砂岩；上部为粉砂岩、泥岩夹粗粒石英砂岩、粉砂岩与泥岩互层，夹少量基性火山岩，在区域上不稳定，厚度220-1490米，属河流——三角洲——滨岸相建造。

增隆昌组主要为一套石灰岩，下部为石英砂岩夹泥灰岩、泥岩，总体呈东西向分布，上部为灰岩及白云岩。在庆格勒图一带厚达2800米，一般厚度大于200米，为浅海碳酸盐台地建造。

阿古鲁沟组为一套浅变质岩系。下部为暗色板岩、碳质粉砂质板岩；上部为泥质结晶灰岩，出露厚度较大，在巴彦西别山一带厚度为2431米，属于半闭塞海湾相黑色岩系沉积建造。为本区大型—超大型铜多金属及金矿床的主要赋矿层位。

通过近年来的工作成果，区内侵入岩主要见有晚元古代、华力西、印支及燕山期侵入岩。其中晚元古代侵入岩分布于霍各乞矿区东西两侧，侵入的乌尔图、阿仑珠斯朗闪长岩体K-At同位素年龄772Ma。岩体围岩同化混染明显，但对矿体起吞蚀破坏作用。华力西、印支期侵入岩分布在狼山主峰及南、北两带，侵入乌拉山群和渣尔泰山群。多呈花岗岩基、岩株产出，形成与区域构造线一致的构造岩浆岩带。岩石类型主要是黑云母花岗岩，少量花岗闪长岩。与其有关系的矿产，在矿源层基础上，于岩体外接触带改造而成的脉状充填型铅锌矿，如阿拉其图敖包。燕山期侵入岩主要分布在狼山西段，沿哈拉根那向深断裂及边侧部呈小岩株产出，主要岩石为酸性及偏中性次火山斑岩。与其相关的矿产为次火山斑岩铜金矿，如欧布拉格。与喷流沉积有关的渣尔泰山群中还含有各类变基性海相火山岩，据有关资料，属细碧玄武岩类。其特征与甘肃祁连山细碧岩相吻合。揭示了霍各乞以铜为主的因果关系。基性火山岩稀土配分特征，均为轻稀土富集型，指明了大地构造环境属岛弧、弧后盆地产物。

据有关资料认为，“狼山地区晚太古宙乌拉山群变质杂岩，是在两个（集宁和阿拉善）‘陆核之间高热流薄壳上形成的古陆块”。因地幔热状态的变迁，导致地壳增厚，按活动论观点，此套杂岩应属晚太古代——早元古代华北地台北缘似岛弧性质的增生体。在该增生体南北两侧发育大型线状裂陷活动，形成狼山与白云鄂博和渣尔泰相连且又分叉的陆缘裂陷槽。伴随裂陷火山喷溢沉积为本区块状硫化物矿床形成奠定了物质基础（矿源层），元古宙晚期扬子旋回阶段，褶皱成山，变质改造铸就了霍各乞、东升庙等大型铜、铅、锌、块状硫化物矿床。晚元古代霍各乞矿区，东西两侧及其外围等闪长岩侵入，宣告裂陷活动终结，进入地台发展阶段。

褶皱构造：霍各乞倒转复式向斜由北部二号矿床倒转向斜、中部隐伏背斜和南部一号矿床倒转向斜组成两向一背倒转复式向斜。北部二号矿床正常翼以铁为主，下部有少量铜（铅锌）。南部一号矿床倒转翼上部以铜为主，向下渐次为铁+铅（锌）-铅锌为主。一号矿床和二号矿床在层序上正好相反。因此，一号矿床深部寻找铅锌矿具较大潜力，二号矿床深部有望扩大铜铅锌资源量，中部隐伏背斜有发现铜、铅锌矿床的潜力。

由于区域挤压，产生NE-NEE向的大型韧性剪切带。如霍各乞-那仁宝力格韧性剪切带，剪切方向与地层倾向一致。该韧性剪切带，长32公里，宽1-3公里，属狼山——渣尔泰山巨型韧性剪切带次级剪切带。带内分布着霍各乞、欧布乞、褐布敖包、那仁宝力格等矿床（点），各矿区剪切规模和强度不同。剪切较强地段，出现紧闭褶皱和一组平行断层，片理（间距1-0.5mm）化带尤为发育，S-C组构，眼球状糜棱岩、矩形多晶石英条带和绢云母、绿泥石、阳起石等矿物条带，硫化物、铁帽及铅锌矿化在地表及钻孔岩芯中多处可见。伴随韧——脆性剪切作用，矿物重结晶、粒间滑动，可导致矿源层原始沉积的Cu、Ph、zn多金属元素活化转移，迁移至断裂旁侧的碎裂岩带、层滑断裂带、褶皱转折端、不同岩性界面及其两侧富集成矿。从目前所及资料分析，该韧性剪切带已成为霍各乞外围扩大铜铅锌资源量的潜在远景地段。

断裂构造：区域性断裂规模宏大，次级同生断裂发育。前者控制各时代地层岩相分布和岩浆岩体产出，后者则控制三级盆地和矿床定局。该带内除了NE-NEE向区域性四条深大断裂外，NE向深断裂之次级、更次级断裂在区内也十分发育，如北侧霍各乞——那仁宝力格断裂，南侧东升庙断裂和炭窑口断裂，以及斜切狼山主峰的NW向张扭性断裂，后者地貌上呈狭谷，如达拉盖沟、东升庙沟、炭窑口沟等。NE向次级断裂多属同生断裂，与NW向断裂交汇联合，控制三级火山盆地及其沉积矿产分布和定位。霍各乞矿田位于NE向居力格台——那仁宝力格断裂和古尔班断裂之间与NW向大西沟、大东沟断层交汇部位。

2.霍各乞喷流——沉积型多金属矿床一般成矿特征

霍各乞矿床具有明显的层控和时控特点。矿床的赋矿层位和岩石组合具有一致性，铜主要赋存于渣尔泰山群阿古鲁沟组下部之石英岩、石英片岩及条带状石英岩中；铅、锌、硫主要赋存于渣尔泰山群上部的增隆昌组上部和阿古鲁沟组中部及上部细碎屑岩、碳酸盐岩中，即炭质板岩、含炭砂质结晶白云质灰岩夹千枚状含碳钙质板岩中，显示出成矿严格受一定层位和特定岩性组合控制。

矿床规模受三级断陷盆地大小所制约，矿体厚度和品位随含矿建造岩相变化而变化，盆地中心含矿建造厚度大，矿体厚度亦大，品位高，盆地边缘含矿建造变薄，矿层也变薄。

矿体形态主要为层状、似层状，产状与地层产状一致，而且矿体随含矿层褶皱而褶皱。

矿石构造具有多样性，有条带状、纹层状、揉皱——绳状、角砾状等。矿物组合简单，主要是黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿。矿化元素主要为Pb、zn、cu、s等。矿化分带明显，具有明显的水平分带和垂直分带。

围岩蚀变较弱，有绿泥石化、重晶石化、电气石化、碱性长石化、硅化、碳酸盐化及黄铁绢英岩化等。

成矿时代与赋矿围岩相近，为中晚元古代，与国外许多中元古代大型层控硫一多金属矿床的时控特点相符合。

3.整装勘查区地球物理特征

从近年来在该区工作的航磁异常特征分析，区内主要表现为：

东北部地区多为微弱的正负相间的磁场特征，反映区内太古界与元古界地层中含有少量磁场物质；西南部除少数局部异常外，主要为负磁异常。局部异常主要反映狼山群二岩组地层和岩体与地层接触附近，与成矿作用和热液蚀变有一定的关系；中部以低缓的正磁异常带为主，异常宽缓，范围比较大，反映部分隐伏的中酸性或中基性侵入岩特征，范围较窄的异常与隐伏的层状硫化物有一定关系，在该区范围有编号异常5个，有低缓未编号异常7个。狼山成矿带上霍各乞、东升庙、炭窑口三个大型矿床上具有明显的航磁异常，三个矿床均出露于地表。因此，对于有一定埋深的隐伏矿床，可能具有低缓异常特征。于2011年结束的阿拉善左旗一巴彦淖尔西部地区1：5万航空磁测在本区圈出磁异常16处。霍各乞矿床表现最为明显。

4.整装勘查区地球化学特征

该区近年来完成的1：5万水系沉积物测量成果，是开展普查找矿的重要依据。通过工作成果分析，区内出现南北两条带状Cu、Pb、Ag、Au等元素的异常带，与处于狼山裂谷带的二级盆地中的含矿带相吻合。每一个矿化异常带又有4-5个异常集中区，与盆地中三级～四级断陷盆地相对应，对成矿十分有利。

通过已知矿床上地化元素异常的特征研究，渣尔泰群阿古鲁沟组第三四岩段中出现Cu、Pb、Ag的组合异常，指示具有找霍各乞类型矿床、即受层位控制的喷流沉积改造型矿床的条件之一。

5.含矿岩石建造及控矿构造特征

含矿岩石建造：本区含矿地层主要为中新元古界渣尔泰群蓟县系阿古鲁沟组，要分布于霍各乞-那仁宝力格一带，主要岩石组合由下向上为二云母石英片岩、巨厚黑云母石英片岩夹绿泥石片岩及顺层产出的斜长角闪片岩、透镜状角闪岩-条带状石英岩（变硅质岩）、大理岩化灰岩、透辉透闪石岩（变泥灰岩）、炭质板岩-千枚岩、云母石英片岩夹红柱石云母片岩，原岩以炭泥质、砂泥质岩为主，夹炭硅质岩和泥灰岩，底部泥质碎屑岩夹基洼火山岩。其中铅锌矿体赋存于炭质板岩中，铜矿体主要赋存于条带石英岩中，铁、（铅锌）矿体赋存于透辉透闪石岩中。

含矿地层分布于裂陷槽中形成的三级盆地中，含矿岩性为含炭条带状石英岩，含泥钙质高的碎屑岩、碳酸盐岩、炭质板岩的互层带中。霍各乞矿田区，改造作用比较强，碳酸盐岩层和高泥钙质片岩层在强改造作用下变为透辉、透闪岩，并出现石榴子石、阳起石等热蚀变矿物。铜矿多分布于上下两层条带状石英岩中，恢复原岩为含泥钙质砂岩变质而成。铅、锌、铁分布于透辉、透闪岩及炭质岩层中。层位控矿的特征十分明显。

控矿构造特征：含矿构造在裂陷槽发育过程中主要深断裂与裂谷近于平行，呈NE向分布，而同生断裂和次级断裂控制了次级盆地，其走向多为NW和近EW向，上述两组断裂构造控制了海底火山活动和喷流作用，是找该类型矿床的重要标志。含矿地层在造山活动过程中，近一步形成褶皱，即背斜和向斜，甚至于倒转背向斜构造，在褶皱的翼部或转折构造变形强烈部位形成较为厚大和较富的矿体，但总体仍是层状矿体，并严格受特定层位控制，褶皱构造变形也是该类型矿床的一重要的找矿标志。

6.找矿潜力分析

矿床的空间分布规律：狼山——渣尔泰山成矿带内的三级断陷盆地是各种典型矿床产出的场所，各赋矿次级盆地有机质含量丰富，都属于华北古陆边缘拉张条件下的裂谷盆地。

时控性、赋矿层位及容矿岩性：该成矿带产出的喷流沉积型矿床具有明显的时控性特征，其产出时代集中在中元古代。该区的含矿岩系明显受到层位控制。霍各乞铜多金属矿床主要是产在渣尔泰山群炭质千枚岩及条带状石英岩中，表现出了明显的层控特征。

同生断裂活动对成岩成矿的控制：同生断裂是狼山——渣尔泰山裂陷槽内一种非常重要的控矿构造类型，它控制着该裂陷槽内次级断陷盆地的空间展布、盆地内的沉积作用、火山作用和成矿作用。东升庙、炭窑口、霍各乞、甲生盘等矿床受裂陷槽内三级断陷盆地的控制，而三级断陷盆地又受到区域性断裂控制。在拉张条件下，区域性断裂，继承性活动控制着次级断陷盆地的空间展布及其内部沉积相、沉积带的分布。矿区内的同生断裂导致含矿岩段岩相（性）、地层厚度和矿体厚度的急剧变化，在一定程度上控制着矿体的形成和空间展布。在下降盘，矿种多、矿化程度高，并有含角砾状矿石的厚大Zn-Pb-Cu复合矿体形成，这是因为深部成矿流体不断顺着同生断裂上升喷流至古裂谷盆地，并在下降盘卸载、沉淀富集的结果。另外，同生断裂活动的频率和持续时间的长短影响着矿体规模。

同沉积火山作用对成矿的作用：前人已经在霍各乞矿床及其外围中找到了同沉积期的基性火山岩、“双峰式”火山岩、钾质细碧岩等夹层。同沉积期的海底火山（喷发）活动提供了部分成矿物质和热能。霍各乞矿床发现变质基性岩的分布范围较广，其Cu矿的储量最大，暗示其成矿温度较高，也间接说明了其成矿过程与海底火山喷发活动有内在的成因联系。同沉积火山活动对矿体矿化程度有明显的影响。火山活动明显的矿床，其矿化程度较高，矿床规模也较大，反之，其矿化程度和矿床规模就远不如前者。

7.找矿勘查方向

狼山——渣尔泰山喷流——沉积型成矿带矿床具有明显的时控、层控与岩控特征。东升庙、炭窑口和霍各乞矿床都产在渣尔泰山群的白云石大理岩或炭质千枚岩及石英岩中，以后在该地区找矿时，首先找渣尔泰山群的阿古鲁沟组。

鉴于霍各乞铜矿床产出部位主要为渣尔泰山群中的石英岩及石英片岩，因此该区工作时应在查证物化探异常的基础上，特别注意找寻上述岩性，并对其含矿性进行研究。

8.存在问题

不同时期的勘查工作因受规范和任务的要求，大部分于限于浅部矿体控制及矿权范围内进行工作，从目前已有矿床资料分析，无论是正在开采的霍各乞矿床，还是已经发现的阿拉其图敖包、莫若古及褐布敖包等，全部围绕在中间的二叠纪花岗岩体周边，尽管目前地质学家们认为霍各乞矿床成因为喷流——沉积型，但后期二叠纪岩体的侵入是否为矿床的富集起到一定的作用？所以未能更深一步的进行研究是制约找矿突破的关键问题。通过研究认为在霍各乞矿床东部及东南部开展深部找矿应为主攻目标，在矿区西南部及东北部开展大比例尺地表地、物、化工作圈定异常，通过查证喷流——沉积型铜多金属矿的成矿机制为工作的突破口。至2018年任务结束时完成铜150万吨，铅锌300万吨的目标是完全有可能的。