内蒙古乌拉特中旗巴润花地区金成矿条件分析

赵旭东，王军，黄少华

(核工业二〇八大队，内蒙古 包头 014010)

0 引言

巴润花地区位于内蒙古乌拉特中旗海流图镇北西103 km 处，图古日格金矿外围，与图古日格金矿呈“回”字形关系，图古日格金矿为内“口”，巴润花地区金矿为外“口”，面积10.15 km2。20 世纪90年代核工业二〇八大队在该区发现图古日格金矿，前人主要对图古日格金矿的成矿背景、矿石矿物特征、成矿流体、矿床成因等方面进行了研究。王辉(2010)通过对图古日格金矿床的地质特征总结，以及硫、氧同位素分析，认为图古日格金矿床成矿物质来源于地幔，矿床成因为中低温岩浆热液金矿；胡安新(2014)描述了矿床的地质特征，并开展了流体包裹体测定，对侵入岩的侵位年龄进行了测试，似斑状花岗岩加权平均年龄值为(299.3 ±5.3)Ma，闪长岩加权平均年龄值为(278.5 ±4.2)Ma，认为该矿床的成因类型为造山型金矿床；王键等(2016)认为图古日格金矿似斑状花岗岩和闪长岩具有双峰式特征；丁成武(2016)认为图古日格金矿成矿流体来源于岩浆热液，成因类型为与花岗斑岩有关的岩浆热液型金矿床。

近年来，随着勘查程度的提高，资金的投入，图古日格金矿规模已为大型，大型矿床外围及深部找矿将成为该区今后工作的重点，也是找矿突破的重点。本文综合了区域成矿背景和成矿条件，结合巴润花地区的勘查工作及已知的图古日格金矿的矿化特征，分析了巴润花地区金成矿条件，希望对该区今后找矿工作有一定的帮助与启示。

1 区域地质背景

巴润花地区处于华北板块北部陆缘增生带宝音图-锡林浩特火山型被动陆缘带内(内蒙古自治区地质矿产局，1991)，查干此老-巴音杭盖金成矿带上()(杨锐等，2012)，西为巴音戈壁盆地，东为二连盆地川井凹陷(图1)。

图1 巴润花地区大地构造位置和构造纲要图(据核工业二〇八队，2010①修编)

宝音图隆起经历多次构造-变质-岩浆活动演化，早前寒武纪，受吕梁造山运动区域变质作用的影响下，先后形成宝音图群、温都尔庙群；在吕梁造山运动结束后进入一个全新的构造期(潘桂棠等，2016)，构造背景向区域拉伸演化，形成了古元古代花岗闪长岩；早寒武纪开始，随着古亚洲洋洋中脊的不断扩张，大洋板块开始向华北板块俯冲造山(Wilson，1989；Jian et al.，2008；张晓晖和翟明国，2010；张超，2013)，构造背景向造山抬升演化，形成了一系列北东、北西向区域褶皱和断裂，区域上未见泥盆纪—石炭纪地层，与造山抬升风化剥蚀的构造环境相吻合；晚古生代二叠纪，随着古亚洲洋的闭合，俯冲造山作用的消失，构造背景向区域伸展演化，形成了一系列二叠纪岩浆岩，包括区内出露的早二叠世似斑状花岗岩、中二叠世闪长岩，宝音图隆起内发现多处二叠纪时期的大型金矿床，包括图古日格、浩尧尔忽洞、毕立赫大型金矿床，这些金矿的发现，使得兴蒙造山带成为了一个重要的金成矿带(Mao et al.，2004)，在二叠纪拉张伸展的环境下，岩浆侵入也是金成矿事件，显示出良好的找金前景。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

本区共发现金矿体12 条，其中Ⅵ号矿体为本区主要矿体。矿体形态受北西向次级小断裂控制，均呈脉状(图2)。矿体长度60～360 m，平均厚度0.49～2.97 m，走向95°～145°，Ⅶ号矿体倾向南西，倾角较陡，近乎直立，局部反倾，其他矿体倾向北东，倾角变化较大，42°～85°，各矿体近平行产出(表1)。从钻孔资料来看，Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ号矿体深部及走向延伸方向具矿化显示(图3)。

图2 巴润花地区金矿地质略图(据核工业二〇八队，2018②修编)

图3 Ⅵ号矿体0 号勘查线剖面图

Ⅵ号矿体:呈脉状产出，总体走向120°，倾向北东，矿体倾角变化较大，北西段倾角50°，南东段倾角79°，目前控制长度360 m，厚度0.88～7.62 m，一般0.88～2.10 m，平均2.97 m，厚度变化系数90.20%，Au 品位0.56 ×10-6～3.71 ×10-6，平均品位1.39 ×10-6，品位变化系数73.15%。矿体赋存在二叠纪似斑状花岗岩体的构造破碎带中，钻孔资料显示，存在多条与Ⅵ号矿体平行的隐伏矿体，矿体宽度一般取决于构造破碎带宽度，破碎带厚大部位一般含矿性较差，破碎带相对较窄且石英脉发育地段矿体品位较高。

2.2 矿石特征

本区矿石自然类型有两种，石英脉型与蚀变岩型，以前者为主，Ⅰ-1、Ⅱ、Ⅵ号矿体为蚀变岩型，其他矿体为石英脉型。

矿石物质成分:金属矿物主要有自然金、银金矿、黄铁矿、针铁矿、黄铜矿、黝铜矿、褐铁矿、赤铁矿，非金属矿物有石英、正长石、钾长石、角闪石、黑云母、绿泥石、绢云母、方解石，其中绿泥石、绢云母、方解石为蚀变矿物。

矿石组构:区内矿石结构有他形粒状结构、碎裂结构；构造有浸染状构造、细脉浸染状构造、块状构造(图4d～f)。

图4 巴润花地区金矿围岩蚀变特质与矿石组构

表1 巴润花地区矿体特征一览表

3 金成矿条件分析

3.1 成矿地质条件

3.1.1 地层与成矿

巴润花地区区域上出露的地层有宝音图群、温都尔庙群(图1)，其中温都尔庙群仅北西、北东角少量出露，宝音图群在该区大面积出露，但矿区内仅见宝音图群第三岩段。前人采集图古日格金矿宝音图群石英云母片岩原生晕17 件样品进行测试分析(表2)，结果显示其中Au 含量在2.50 ×10-9～350 ×10-9之间，平均达49.19 ×10-9，远高于中国陆壳克拉克值，因此推断本区的宝音图群应该为图古日格金矿成矿的初始矿源层(胡安新，2014)。原生晕是矿化导致的近矿围岩地球化学异常，不能完全代表宝音图群初始金含量。根据核工业二〇八大队2012 年完成的内蒙古巴彦淖尔市特默特等五幅1∶5万区域矿产地质调查资料(表3)，可以看出宝音图群(Pt1BY)金元素含量在区域内总体呈贫化状态，而区域上的温都尔庙群(Ch-JxW)、徐尼乌苏组(S2x)则明显高于地壳丰度值；同时金元素变异系数Cv＞0.8 为分布极不均匀的强分异型，由于变异系数大，Au 元素在一定的条件下也易富集成矿。相对于温都尔庙群、徐尼乌苏组，宝音图群金元素含量更低，从该区金矿的空间位置和载金矿物黄铁矿硫同位素指示部分金来源于变质岩分析，认为宝音图群金元素的低背景值是由于金元素迁出造成的。因此笔者认为原生晕Au 含量的高背景值应该受成矿作用的影响，宝音图群的低背景值可能是由于热液把地层中的Au 元素活化、迁移造成的，宝音图群可能为该区金矿的形成提供了部分金。

表2 图古日格金矿区原生晕Au 元素分析结果

3.1.2 侵入岩与成矿

本区出露的侵入岩有斜长花岗岩(S1γo)、似斑状花岗岩(P1γ)、闪长岩(P2δ)，成岩时间与成矿时间的确定对矿床的研究非常重要，图古日格矿辉钼矿Re-Os 等时线年龄为(305.6 ±4.5)Ma、模式年龄为(313.5 ±4.8)Ma，限定图古日格金矿是晚石炭世构造-岩浆活动的产物(张锋等，2016)；斜长花岗岩体侵入年龄为(432 ±2.0)Ma，形成时代为早志留世(胡安新，2014)；似斑状花岗岩体侵入年龄为(299.3 ±5.3)Ma，形成时代为早二叠世；闪长岩体侵入年龄为(266.3 ±1.9)Ma，形成年代为中二叠世(孙丰月等，2016④)，本区金矿的围岩为似斑状花岗岩和闪长岩，说明成矿时间晚于中二叠世。

斜长花岗岩Au 元素含量呈贫化状态，似斑状花地壳丰度值表岗岩、蚀变闪长岩Au 元素含量均大于地壳丰度值，浓集克拉克值分别为1.04 和2.03，呈相对富集状态；三个岩体的金元素变异系数Cv＞0.8 为分布极不均匀的强分异型(表3)，在一定的地质条件下也易富集成矿。相较于斜长花岗岩，似斑状花岗岩和闪长岩具有高背景值，考虑到本区金矿体主要产出于似斑状花岗岩和闪长岩中，同时成矿时间为稍晚于中二叠世，似斑状花岗岩和闪长岩中金元素虽处于迁出状态，但其初始背景值更高，故金元素迁出后仍具有高背景值这一特点。因此认为似斑状花岗岩和闪长岩可以在金成矿过程中提供足够的金源。

表3 Au 元素在各地质体中背景值、变异系数和

为了确定似斑状花岗岩和蚀变闪长岩与成矿的关系，本文利用常量元素、稀土及微量元素进行对岩体的形成构造环境判别(表4)，R1-R2图解中似斑状花岗岩落入造山后晚期与碰撞后隆起交界处，闪长岩虽然落入板块碰撞前区域，但具有向后碰撞演化的趋势，岩石具有一定蚀变也可能为其未落入后碰撞区域的原因之一(图5)。似斑状花岗岩、闪长岩应在本区造山后拉张伸展的构造环境下形成，岩浆沿早寒武纪形成的区域深大断裂上涌，在此过程中岩浆不仅含有大量的成岩物质还携带大量的含金热液，在漫长的冷却过程中，含金热液不断迁移，同时与宝音图群进行物质交换，金含量不断提高，最后在该区域富集成矿，岩浆晚期在有限的局限区域内集中了大量的有用物质，是有利于形成大金属矿床的条件(刘敬党等，2015)。因此，似斑状花岗岩和蚀变闪长岩的形成为本区金矿成矿提供了主要的动力来源(热液来源)及物质来源。

图5 R1-R2 图解(据Batchelor and Bowden，1985)

表4 岩石常量元素(%)、稀土及微量元素(×10 －6)含量及相关参数

3.1.3 构造与成矿

区域内构造发育，可见一系列北东、北西向区域褶皱和断裂(图1)，巴润花地区金矿就位于图古日格背斜的翼部；这些区域性构造在早寒武纪开始，随着古亚洲洋洋中脊的不断扩张，大洋板块开始向华北板块俯冲造山而形成；该时期由于该区整体处于挤压的构造环境，同时期的岩浆岩在区域上少见；至晚古生代二叠纪，随着古亚洲洋的闭合，俯冲造山作用的消失，构造背景向区域拉张伸展演化，岩浆沿前期造山形成的深大断裂上涌形成岩体。在拉张的构造环境下，该地区形成一系列北西向次级断裂(图2)。北西向断裂按倾向可分为两组:一组倾向南西，倾角较陡，近乎直立，局部反倾，断裂边界平直，产状稳定，延伸较大；另一组断裂倾向北东，相对于第一组断裂倾角较缓，断裂边界不规则，产状变化较大，延伸较小。这些小断裂的产出位置直接决定石英脉的贯入位置，因此也决定了矿体的产出部位，为控矿和容矿构造。

3.2 成矿流体及有利蚀变条件

黄铁矿为本区金矿的主要载金矿物，金以Au-S 络合物形式在成矿流体中迁移(郑永飞等，2000)，可以用S 同位素的来源判别金元素的来源，前人S同位素测试结果(表5)表明δ34S 的变化范围为-9.0‰～-0.5‰，主要集中在-9.0‰～-5.6‰和-2.9‰～-0.5‰，δ34S 值为-2.9‰～-0.5‰与幔源δ34S 相近，δ34S 值为-9.0‰～-5.6‰与沉积岩、变质岩δ34S 相近，结合区域成矿背景，认为图古日格金矿成矿流体来源于地幔岩浆和宝音图群。本区金矿与图古日格金矿成矿地质背景、成矿机理相同，且本区金矿体多为图古日格金矿体的平行或同一条断裂控制的矿体，因此本文认为图古日格金矿与本区金矿成矿流体为同一种流体。S 同位素测定结果与前文所述的金来源于似斑状花岗岩、蚀变闪长岩及宝音图群一致。

表5 图古日格金矿硫同位素测试结果

本区金矿的围岩蚀变垂向上分带不明显，横向上蚀变特征比较明显，主要表现为“红色”外带和“绿色”内带，为本区找矿的重要标志，也为本区金矿成矿的有利蚀变。该特征主要表现在发育于似斑状花岗岩、闪长岩中的次级断裂控制的蚀变岩型矿体中(Ⅵ号矿体)，石英脉型金矿体横向分带表现为仅见“红色”外带，内带多为黄铁矿化(图4a)。

“红色”外带为斜长石钾化和斜长石及黑云母绿泥石化所形成，为成矿前期的高温蚀变，使金元素初步富集；“绿色”内带为黄铁绢英岩化所形成(图4c)，主要为长石尤其为前期“红色”蚀变形成的钾长石被石英、绢云母交代，绢云母进一步被粘土矿物交代，同时，含金及硫化物热液贯入，部分暗色矿物被黄铁矿交代，为成矿中后期的中、低温蚀变，使金元素进一步富集成矿。

4 找矿标志及找矿方向

4.1 找矿标志

综合本区金矿的矿体特质、控矿构造、围岩蚀变特征，认为本区金矿的找矿标志如下:

(1)地层标志:宝音图群为一套变质老地层，本区金矿体部分金源来源于宝音图群，故宝音图群可以作为间接找矿标志。

(2)岩体标志:本区金矿体产出位置受岩浆岩控制，矿体均集中在二叠纪岩体附近，远离该岩体的石英脉一般不含矿，故二叠纪似斑状花岗岩、闪长岩可以作为间接找矿标志。

(3)断裂构造与石英脉标志:本区金矿体的具体位置、形态、规模严格受北西向次级断裂控制，故北西向含石英脉或网脉的破碎带是本区的直接找矿标志。

(4)围岩蚀变标志:本区近矿围岩蚀变表现为“红色”钾化外带和“绿色”黄铁绢英岩化内带，钾化、黄铁矿化、硅化、绢云母化为本区重要找矿标志。

4.2 找矿方向

通过对前人资料系统分析及本人在巴润花地区找矿实践，总结如下找矿方向:

(1)本区金矿体均产出于二叠纪似斑状花岗岩、蚀变闪长岩或其附近的其他地质体中，同时，严格受北西向构造控制，二叠纪似斑状花岗岩、闪长岩体或其附近的地质体中的北西向断裂和石英脉为本区的主要找矿方向。

(2)本区金矿体基本平行产出，与主要矿体平行的构造破碎带或石英脉是本区寻找隐伏矿体的重要方向。

(3)由于已发现的矿体深部、走向延伸方向绝大多数未封闭，在已知的矿体深部和走向延伸方向为今后的直接找矿方向。

5 结论

(1)本区金矿在二叠纪拉张的构造背景下形成，图古日格金矿成矿流体来源于地幔岩浆和宝音图群，本区金矿与图古日格金矿成矿地质背景、成矿机理相同，故本区金矿的成矿流体与图古日格金矿成矿流体相同。

(2)宝音图群金元素含量在区域内整体呈贫化状态，但金元素变异系数大，易富集成矿，故认为宝音图群可能为该区金矿的形成提供了部分金源。

(3)二叠纪岩浆活动不仅是一件岩浆的侵入事件，而且也是一件金成矿事件，二叠纪岩体的形成为本区金矿成矿提供了主要的动力来源(热液来源)及物质来源。

(4)北西向次级小断裂发育为本区金矿的形成提供了容矿空间。

(5)北西向次级小断裂被后期石英脉充填，这些石英脉为本区金矿的形成提供了载体。

(6)“红色”蚀变即钾化、绿泥石化为本区金矿的形成提供了金的初步富集，“绿色”蚀变即黄铁绢英岩化使本区金元素进一步富集成矿。

注 释

①核工业二〇八大队.2010.内蒙古自治区乌拉特中旗图古日格矿区岩金矿生产详查报告[R].

②核工业二〇八大队.2018.内蒙古自治区乌拉特中旗巴润花矿区岩金矿详查报告[R].

③核工业二〇八大队.2012.内蒙古自治区巴彦淖尔市特默特等五幅1∶5万区域矿产地质调查成果报告[R].

④孙丰月，王英德，胡安新.2016.内蒙古乌拉特中旗图古日格金矿区及外围金、钴、镍成矿潜力评价报告[R].