内蒙古敖汉旗窑沟金矿床综合信息特征及找矿意义

韩雷 郑岩 李雪梅 张纪田 刘根驿 罗龙

摘要：窑沟金矿床处于华北板块北缘中段和兴蒙造山带的衔接部位，隶属于赤峰—朝阳金成矿带东北段。矿区内矿体位于破火山口的断裂系统内，主要赋矿围岩为义县组流纹质岩屑晶屑凝灰岩;石英流体包裹体完全均一温度为159 ℃～245 ℃，盐度为1.22 %～11.72 %，具有低盐度、中低温成矿流体特征，为火山岩型金矿床。遥感异常信息解译显示，窑沟金矿区为羟基异常高度集中区。1∶5万水系沉积物测量圈出以Au为主的综合异常，1∶1万土壤地球化学测量发现具有异常内带的、以Au、Ag为主的土壤综合异常，其为重要的地球化学找矿标志。1∶5万航磁异常为低负磁性异常，1∶1万高精度磁测显示含矿断裂具有低磁性特征，1∶1万激电异常具有高极化率和低电阻率的特征，这些特征可作为地球物理找矿标志。地、物、化、遥综合信息找矿标志的建立，为在区域上寻找类似火山岩型金矿床提供了找矿依据。

关键词：窑沟金矿床;矿床地质特征;地球物理;地球化学;找矿意义

中图分类号：TD15 P618.51

文献标志码：A

文章编号：1001-1277（2022）02-0015-07

doi：10.11792/hj20220203

引 言

窑沟金矿床位于内蒙古自治区赤峰市敖汉旗东南部，大地构造位置处于华北板块北缘和兴蒙造山带的衔接部位，隶属华北板块中赤峰—朝阳金成矿带的东北段。赤峰—朝阳金成矿带是国内具有重要地位的金矿产地[1]。该成矿带成矿地质条件优越，找矿潜力巨大，其内已发现金厂沟梁、二道沟、奈林沟、撰山子、红石砬子、红花沟、安家营子等金矿床。前人针对这些金矿床成因类型进行了大量研究，主要分为岩浆热液型和火山岩型[2-10]。其中，金厂沟梁、二道沟金矿床属于岩浆热液型金矿床，是构成金厂沟梁—二道沟金矿田的重要组成部分，且成矿与燕山晚期对面沟花岗岩体关系密切，成矿年龄为118～136 Ma，与对面沟花岗岩体的形成年龄（125～131 Ma）相近;而红石砬子与奈林沟金矿床同处于火山盆地构造边缘的破火山口[7-10]，产于下白垩统义县组火山岩地层中，受断裂破碎带控制，属于典型的火山岩型金矿床。其中，奈林沟金矿床成矿时代为早白垩世（121.6～125.5 Ma）。目前，针对窑沟金矿床的成因类型研究较少[11-12]。该矿床位于铁匠营子盆地东部破火山口边缘的断裂系统内，赋存在火山活动较为强烈的义县旋回内，产于义县组火山岩地层中，矿床成因与邻区奈林沟火山岩型金矿床类似。综合区域内义县组火山岩年代学研究资料[7-10]，认为其成岩年龄为早白垩世（120～133 Ma），与燕山期岩浆活动关系密切。

总体来看，前人对区域内金厂沟梁和二道沟等岩浆热液型金矿床研究程度相对较高[1-7]，但对火山岩型金矿床成因及找矿标志认识不足。本文对比奈林沟金矿床，根据窑沟金矿床地质特征、成矿流体特征、1∶5万遥感异常信息解译特征、1∶5万航磁异常和1∶1万高精度磁测及1∶1万激电中梯特征、1∶5万水系沉积物异常特征和1∶1万土壤地球化学异常特征等进行研究分析，讨论了找矿意义，為区域上寻找火山岩型金矿床提供理论依据。

1 区域地质背景

窑沟金矿床位于华北板块北部的内蒙地轴北缘，西北侧发育赤峰—开源大断裂，东南侧邻近四家子—贝子府大断裂，且处于这2条断裂所夹的锐角内（见图1）。

区域内出露地层主要为太古宇乌拉山岩群（Arw）变质岩、中石炭统酒局子组（C2jj）沉积岩、下白垩统义县组（K1y）火山岩和第四系（Q）。

区域内发育大面积岩浆岩，主要为晚二叠世黑云母二长花岗岩（P3ηγ）、晚三叠世二长花岗岩（T3ηγ），零星出露石英脉（q）、花岗岩脉（δ）、正长花岗岩脉（ξγ）。

区域内太古代—晚古生代处于较稳定状态，从晚古生代开始，发生强烈的构造运动，区域大断裂控制着大部分次级断裂和基底构造。其中，近东西向展布的高家窑—乌拉特后旗—化德断裂是赤峰—开源深大断裂的一部分，控制了华北板块及其北缘的构造演化，区域内金矿床的分布与岩浆活动受其影响较大。区域内主要发育近东西向断裂、北西向断裂和北东向断裂。

2 矿区及矿床地质特征

2.1 矿区地质特征

矿区出露地层以下白垩统义县组（K1y）火山岩为主（见图2），岩性为英安质岩屑晶屑凝灰岩、流纹质岩屑晶屑凝灰岩、安山质火山角砾岩和流纹质岩屑晶屑含角砾凝灰岩。其中，流纹质岩屑晶屑凝灰岩中金矿化发育，是主要的富金层位和赋矿围岩。矿区北部出露小面积太古宇乌拉山岩群（Arw）变质岩，第四系（Q）分布在低洼沟谷地段。

矿区东部和北部，分布有燕山晚期二长花岗岩和正长花岗岩侵入体，局部含有乌拉山岩群和酒局子组的残留体，出露面积均不足2 km2。义县组火山岩与花岗岩整体呈覆盖接触，局部存在断层接触关系。

矿区位于铁匠营子火山盆地构造边缘的破火山口，断裂十分发育，主要为近东西向展布的区域大断裂，东南侧和西侧有北西向展布的深大断裂，这些断裂是良好的容矿构造，为含矿热液提供运移通道。窑沟金矿床受北西向断裂控制明显，矿体呈北西向展布。

2.2 矿床地质特征

2.2.1 矿体特征

矿区内矿体在平面上为呈平行带状分布的线形脉体，内部含有硅化黄铁矿化透镜体，产于义县组流纹质岩屑晶屑凝灰岩中，受北西向断裂控制而呈北西向展布。矿体大多走向319°～338°，倾向49°～68°，倾角50°～60°，长35～160 m，最长可达200 m，宽0.1～1.6 m。其中，8号、9号矿体的矿化程度最强，其他矿体矿化较弱。

8号矿体长约135 m，宽0.6～1.2 m，走向335°，倾角50°～56°，呈似层状产出，北西段受北西向断裂影响，岩石破碎，矿化程度较强，金平均品位2.34×10-6，金最高品位达6.83×10-6;南东段向深处金品位逐渐降到0.98×10-6。

9号矿体发育于流纹质岩屑晶屑凝灰岩中，长约100 m，宽0.4～1.0 m，倾向63°，倾角58°，北西向展布，呈似层状、透镜状沿断裂分布，主要受北西向断裂控制，矿化程度较强，金平均品位3.22×10-6，金最高品位达7.85×10-6。

2.2.2 矿石特征

矿石中金属矿物主要为黄铁矿，其次为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等金属硫化物，可见少量磁铁矿、赤铁矿和褐铁矿。金的主要载体矿物是石英和黄铁矿。矿石结构主要为自形—半自形粒状结构，其次为凝灰结构，矿石内以晶屑为主，晶屑多呈棱角状、不规则状（见图3-a、b），粒度变化较大，胶结物主要成分是长英质矿物，矿石内大部分黄铁矿呈半自形—他形粒状（见图3-c），粒度为中细粒，多为2～3 mm，少部分脉状和浸染状黄铁矿（见图3-d）产于流纹质岩屑晶屑凝灰岩内。矿石中可见石英在黄铁矿内部析出形成乳滴状包含结构。矿石构造以角砾状构造、块状构造、条带状构造、脉状构造和晶洞状构造为主。

2.2.3 围岩蚀变

矿区围岩蚀变较强烈，主要为硅化，其次是绿泥石化、黄铁绢英岩化等中低温热液蚀变，呈带状分布，由中心向两侧逐渐减弱，形成对称性构造蚀变带。矿体产于蚀变岩中，局部有高岭土化，与围岩界线不清晰。矿石中除金外，还伴有银、铜等有益组分。矿化以弱黄铁矿化为主，发育于流纹质岩屑晶屑凝灰岩中。在地质路线调查中，发现多条北东向、北西向石英脉、闪长岩脉及闪长玢岩脉等，这些岩脉局部发育硅化、绿泥石化和黄铁绢英岩化等。

2.2.4 成矿流体特征

窑沟金矿床石英流体包裹体完全均一温度为159 ℃～245 ℃，平均完全均一温度为202 ℃;盐度为1.22 %～11.72 %，平均盐度为6.47 %，具有中低盐度、中低温成矿流体特征。与区域内典型金矿床成矿流体特征对比见表1。其中，金厂沟梁和二道沟金矿床为岩浆热液型金矿床，奈林沟与窑沟金矿床为火山岩型金矿床。流体包裹体均为气液两相包裹体，金厂沟梁金矿床流体包裹体分为3个阶段，完全均一温度分别为317 ℃～364 ℃、265 ℃～359 ℃和242 ℃～339 ℃，盐度分别为5.71 %～11.46 %、5.26 %～9.34 %和2.57 %～6.59 %，属于中高盐度、中高温热液成矿流体;二道沟金矿床流体包裹体完全均一温度为190 ℃～378 ℃，为中高温热液流体，盐度为3.00 %～10.00 %，具中低盐度流体特征;奈林沟金矿床流体包裹体完全均一温度为157 ℃～280 ℃，盐度为5.02 %～13.88 %，属于中低盐度、中低温成矿流体。

与岩浆热液型金矿床相比，窑沟金矿床成矿流体具有较低的温度，盐度变化较大，表明大气降水大量混入，成矿流体具有浅成、中低温成矿流体特征。

3 地球物理特征

3.1 岩石磁性特征

根据1∶5万航磁异常图（见图4）可知，窑沟地区的磁场较为平稳，磁场强度变化区间为-100～100 nT，与义县组火山岩相对应。对矿区进行1∶1万高精度磁测[13]，结果表明：磁性最强的是安山岩、闪长玢岩，磁化率为1 420×10-6～15 200×10-6SI（κ）;中酸性火山岩和花岗岩的磁性较弱，磁化率为10×10-6～480×10-6SI（κ）;磁性最弱的是石英脉等，磁化率为10×10-6SI（κ）。义县组火山岩具有明显的低磁化率特征。由1∶1万高精度磁测信息解译出F5、F6、F7、F8等4条断裂，组成了矿区基本构造格架，形成特征显著的低负磁性异常区。

3.2 激电异常特征

1∶1万激电中梯测量结果（见图5-a）显示：Ⅰ-2区的J121、J122、J123、J124号激电异常极化率分别为4.8 %、5.6 %、4.0 %、5.2 %，电阻率分别为20 Ω·m、100 Ω·m、250 Ω·m、250 Ω·m，均分布在义县组火山岩中，规模强度不大，走向近南北，形状较规则，呈左斜列式向北东向延伸;J125号激电异常位于晚三疊纪侵入岩中，是单点单线激电异常，极化率为4.8 %，电阻率为500 Ω·m。高精度磁测解译出3条断裂（见图5-c），大部分断裂位于火山岩区，与二长花岗岩走向近平行，且空间位置较近。

电阻率异常（见图5-b）显示：矿区东侧二长花岗岩的电阻率为200～1 500 Ω·m，最高达1 900 Ω·m;义县组火山岩的电阻率为20～250 Ω·m，二者电阻率差异明显，二长花岗岩的高电阻率表明地质体向西部延伸，电阻率变化从强到弱，说明火山岩地层与二长花岗岩侵入体呈覆盖接触关系。激电异常与矿体的多金属矿化有关，具有高极化率和低电阻率特征。

4 遥感解译特征

1∶5万遥感异常信息解译图（见图6）显示，区域内环形构造比较发育，根据遥感图像上的环形山脊、环形冲沟、环状水系及环状色调异常等标志，解译出窑沟地区存在多条环形构造。这些环形构造在空间分布上有明显的规律性，主要在不同方向断裂交汇部位出现，形成一系列环形构造群。遥感异常信息解译出矿区及周边断裂十分发育，以北西向断裂最为发育，多表现为直线形北东向大小不等的冲沟，以及北西向洼地和北西向排列的陡坎、山鞍等，整体表现为压性断裂特点，控制矿区内主要山体及晚三叠世二长花岗岩、白垩系火山岩的总体走向。

遥感异常信息提取出矿区及周边存在多处遥感蚀变异常，窑沟金矿床位于Ⅰ号遥感蚀变异常中，羟基异常高度集中，发育黄铁绢英岩化和绿泥石化，铁染异常不发育，地表出露义县组火山岩，遥感蚀变异常呈不规则带状展布。一级羟基异常主要为浅砖红色，反映中低山地貌，次尖棱状山脊，凹面山坡，发育较疏稀的不规则状水系;遥感异常信息解译出窑沟金矿床西北侧的Ⅳ号遥感蚀变异常发育少量三级铁染异常，推测与黄铁矿化有关。因此，遥感异常信息解译的环形构造和断裂及羟基异常叠加区可作为寻找火山岩型金矿床的找矿标志。

5 地球化学特征

5.1 1∶5万水系沉积物异常特征

1∶5万水系沉积物测量结果显示，主成矿元素有Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Mo，元素浓集系数为0.29～5.36，Cu、Zn、Ag、Mo、Pb、Au等元素变异系数大于1，且Au变异系数最大。元素相关性分析结果显示，Au与Ag、Cu的相关性较强。

在火山岩出露地段圈出以Au为主的综合异常AS-10乙2（见图7-a））。该综合异常中包含的Au异常见图7-b）。其中，Au-15的异常规模最大，Au异常平均值34.6×10-9，最大值86.9×10-9，衬度17.3，NAP值（规格化面金属量）为52.42。对综合异常AS-10乙2进行了1∶1万地质、地球化学剖面概略性检查，发现Au、Ag、Pb、Zn等均出现异常高值点，Au最高值达379.9×10-9，高值点位于义县组火山岩内;Ag最高值为4.7×10-6，高值点位于太古宙变质岩区内;Pb最高值为2 413.5×10-6，Zn最高值为628.8×10-6，二者套合出现在晚三叠世二长花岗岩内。

5.2 1∶1万土壤地球化学异常特征

1∶1万土壤地球化学测量分析元素有Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Co、Sb、Bi、Hg、Mo、W、Sn、V、Ni、Ti等15种元素。综合矿区地质条件，重点圈定出以Au、Ag为主的HT-15和HT-16土壤综合异常（见表2），其均分布在火山岩地层中。

HT-15土壤综合异常位于义县组火山岩中，面积1.270 km2，以Au、Ag为主，异常具内、中、外带，浓集中心较接近，异常套合性较好。Au平均值1 390.91×10-9，最大值2 563.09×10-9;Ag平均值10.72×10-6，最大值10.88×10-6。该土壤综合异常受北西向断裂控制，在地质调查中，发现矿化带，矿化带蚀变强烈，主要有黄铁矿化、硅化、褐铁矿化、绢英岩化、绿泥石化等。

HT-16土壤综合异常在义县组火山岩与晚三叠世二长花岗岩接触带上，面积0.244 km2，以Au、Sb、Hg、Ag、Mo为主，异常具内、中、外带。Au平均值97.68×10-9，最大值180.83×10-9;Sb平均值4.71×10-6，最大值4.71×10-6;Hg平均值90.26×10-9，最大值240.00×10-9;Ag平均值0.48×10-6，最大值0.67×10-6;Mo平均值13.12×10-6，最大值19.37×10-6。該土壤综合异常受北西向断裂与晚三叠世二长花岗岩接触带控制，其内发育金矿化，尽管分布面积较小，但元素相对富集，且元素间套合较好，接触带附近矿化蚀变发育，主要有黄铁绢英岩化、绿泥石化等。

6 找矿意义

窑沟金矿床赋矿围岩为义县组火山岩;控矿构造为火山盆地构造边缘破火山口放射状或环状断裂，矿体主要为黄铁绢英岩化岩屑晶屑凝灰岩，金的载体矿物主要为黄铁矿，这些地质特征是寻找火山岩型金矿床的直接或间接标志。由于发育绿泥石化、绢英岩化，遥感异常信息解译出窑沟金矿床为羟基异常高度集中区;由于矿区内基本不含磁铁矿，黄铁矿化强度较弱，与金厂沟梁金矿床等赋存于太古代变质岩中的金矿床相比，铁染异常不发育。由于中酸性火山岩和花岗岩的磁性较弱，磁化率为10×10-6～480×10-6SI（κ）;磁性最弱的是石英脉岩等，磁化率为10×10-6SI（κ），加之含矿构造带蚀变过程中的退磁作用[13]，因此，1∶5万航磁异常特征显示，矿区为低负磁性异常区;1∶1万高精度磁测显示，含矿断裂具有低磁性特征。1∶1万激电中梯测量表明，矿体及构造蚀变带具有高极化率、低电阻率特征，因此，低磁性、低电阻率和高极化率是重要的地球物理找矿标志。1∶5万水系沉积物测量圈出以Au为主的综合异常，1∶1万土壤地球化学测量圈出具异常内、中、外带的、以Au、Ag为主的土壤综合异常，经地质查证发现矿化带，表明以Au、Ag为主的土壤综合异常是重要的地球化学找矿标志。

7 结 论

1）窑沟金矿床矿体赋存于早白垩系义县组火山岩地层中，受岩性控制明显;矿体的产出受火山盆地构造边缘的破火山口及其伴生的断裂控制。

2）窑沟金矿床石英流体包裹体完全均一温度为159 ℃～245 ℃，盐度为1.22 %～11.72 %，具有低盐度、中低温成矿流体特征;与岩浆热液型金矿床成矿流体相差明显，与火山岩型金矿体成矿流体相似，具有火山热液成矿流体特征。

3）窑沟金矿区遥感异常信息解译为环形构造和断裂及羟基异常叠加区，地球物理显示为低磁性、低电阻率和高极化率特征，地球化学为Au、Ag元素组合异常区，这些特征为综合信息找矿标志。

4）综合地质特征、矿体产出特征、成矿流体特征，认为窑沟金矿床属于火山岩型金矿床。

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