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内蒙古扎木敖包矿区矿床成因与找矿标志

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1 区域地质背景

矿区位于华北地台、阿拉善台隆、潮水复向斜。地质发展演化复杂,构造活动强烈,形成不同性质的多级构造单元;各类沉积岩类、岩浆侵入岩类和火山岩甚为发育。在构造上既有古老基底的继承性,又有新构造的明显叠加,是多期次复合成矿作用的有利地区。

矿区主要为中太古界乌拉山岩群地层,也是区域上的主要矿源层;地质构造复杂、活动强烈。以断裂为主,主要为东西向,规模较大。北西向次之,北东向构造亦较明显。强烈的构造活动,为成矿创造良好的控矿、导矿和容矿条件;矿区周边自古生代以来,均有火山―岩浆活动,岩浆活动频繁,种类较多,尤以加里东期岩浆活动最为强烈,不仅形成了大量基性―酸性岩浆岩,而且还发育大量中性―酸入岩,且沿矿区南侧深大断裂还有基性、超基性岩侵入,为成矿提供了矿源与热源。

矿区处于朱扎拉嘎―甲生盘元古代、古生代金、铅、锌、硫、铁、铜、铂、镍Ⅲ级成矿带(Ⅲ12)、碱泉子―卡修他他金、铁Ⅳ级成矿带(Ⅳ122)、卡修他他金、铁Ⅴ级成矿带(Ⅴ121-2)上。内生矿产丰富,在本成矿带内,已探明的较大矿床有:桃花拉山大型铌钽矿、芨芨岭大型铀矿、东大山中型铁矿、卡修他他中型铁矿等。矿区与上述已知矿床处于同一成矿带内,与卡修他他铁矿所处的成矿地质条件类似。通过已往勘查工作,已发现大型和超大型铁锌、石墨矿床,并且矿带两侧没有封闭,矿床具有进一步工作价值。

2 矿区地质

2.1 地层

主要为中太古界乌拉山岩群,为铁和石墨的含矿岩系,据岩石组合由上至下可分为三段五层。上段上部为灰白色透辉石化大理岩,顶部具矽卡岩化;下部为白云母石英片岩、中夹黑云母石英片岩。中段上部为灰白色透闪石透辉石化大理岩,顶部为石榴石透辉石透闪石矽卡岩;下部为白云母石英片岩,底部含有多层石墨矿,局部见有含铁石英岩。下段为浅灰白色强硅化透辉石化大理岩,顶部具厚约300多米的厚大矽卡岩,其中含多层锌、铁锌矿体。局部夹有云母石英片岩薄层及石墨矿体。

其次为侏罗系龙凤山组土黄、紫红色砂岩、含砾砂岩为主,夹粘土层及砂质粘土;在矿区西部夹有煤层。不整合于下伏太古界乌拉山岩群含矿岩系之上,在其风化壳底部形成铁矿层。

盖层主要为第三系粘土、砂砾层及泥岩与第四系砂砾石。厚约200mm~300m。

2.2 构造

普查区内构造较为简单,为一向北倾斜的单斜构造,局部见有小型挠曲;在矿区东侧,存在2条正断层(地垒)。

2.3 岩浆岩

目前的控制程度在工作区内1 000m以上,尚未发现任何岩浆岩,但不排除深部有岩浆岩的存在。

2.4 地球物理特征

通过高精度磁法测量,发现一个磁异常,异常形态较规则,近东西走向椭圆状,对应地质体为磁性矿体,埋深较大,磁性较强,走向近东西,北倾。

经二维反演及向上延拓处理,推断磁性体上顶面埋深约360m~620m,底板埋深大于1 200m;经向上延拓处理,不同高度的上延异常分布,在形态上变化不大,极值随上延高度变大衰减缓慢,故推断对应地质体埋深较大。

3 矿床地质

矿区内共圈定了3条锌矿体、4条铁锌矿体、1条铁铜矿体、4条铁矿体,23条晶质石墨矿体,1层沉积型铁矿体,9层煤。

铁锌矿、晶质石墨矿产于中太古界乌拉山岩群下段浅灰白色强硅化透辉石化大理岩和中段白云母石英片岩中。并且铁锌矿主要赋存在3、4号石墨矿体之间。铁锌为特大型矿床、晶质石墨为超大型矿床。

煤及沉积型铁矿体分别产于侏罗系龙凤山组的中部和底部。

4 矿体特征

4.1 锌、铁锌矿

矿体呈似层状或层状,北倾,倾角上缓、下陡;上部厚度较薄,向下有逐渐变厚、品位变富的趋势。受层位控制。

4.2 晶质石墨矿

矿体呈似层状或层状,北倾,倾角上缓、下陡;上部厚度较薄向下逐渐变厚、品位变富的趋势。矿体围岩与夹石主要为云母石英片岩,次为大理岩。受层位控制。

4.3 沉积型铁矿

矿于侏罗系地层底部,似层状。主要为针铁矿。

4.4 煤矿

矿区位于潮水盆地内,煤层埋深在322.61m~479.16m之间。为较低灰分、高镜质组、中阶烟煤,其特点:低硫、低氯、低磷、二级含砷、高挥发份、低灰份。

5 矿石特征

5.1 铁锌矿石

它形晶、粒状结构,交代结构,稀疏浸染构造。不透明矿物为磁黄铁矿、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、磁铁矿、石墨及少量黄铜矿、黝铜矿、斑铜矿、镍黄铁矿等;

磁黄铁矿呈分散状分布,或与闪锌矿连生,或围绕脉石分布;闪锌矿呈星散状或与磁黄铁矿连生分布,在闪锌矿中包裹有磁黄铁矿包体、闪锌矿被方铅矿交代。局部呈聚集体状;方铅矿分布在脉石中或交代闪锌矿分布;黄铁矿零星分布,部分被褐铁矿交代;磁铁矿呈不规则晶粒充填或嵌布于上述脉石矿物之间,有时呈微粒状包裹于绿帘石、透辉石或石榴子石晶体之中。亦有不规则粒状磁铁矿中包含有大量脉石矿物的包体。

金属矿物的生成顺序:磁铁矿-磁黄铁矿-黄铁矿-黝铜矿-斑铜矿-闪锌矿-黄铜矿-方铅矿。亦见有黄铁矿被磁黄铁矿交代,磁黄铁矿、黄铜矿、黝铜矿被磁铁矿交代的现象出现,说明上述矿物在生成时间上是漫长的,期次上是多期的。

5.2 晶质石墨矿石

根据光片分析结果,无论化学分析固定碳含量高或者低,本区的石墨矿体均为晶质石墨。矿石呈浅灰棕色,半自形鳞片状,部分石墨鳞片呈弯曲状。个别与闪锌矿连生。

6 矿床成因探讨

6.1 沉积变质-热液型铁锌矿床

铁锌矿体受层位控制,呈似层状产于3号与4号石墨矿体之间。铁锌矿体主要产于中太古界乌拉山岩群浅灰白色强硅化透辉石化大理岩顶部的矽卡岩中,极少量产于白云母石英片岩所夹的含铁石英岩中。矿床由3条锌矿体、4条铁锌矿体、1条铁铜矿体、4条铁矿体组成。目前以1、2、3、4号铁锌矿为主矿体,其资源/储量,占全区总资源/储量的95%,各矿体规模均为大型。

尽管本区与相邻的卡修他他接触交代型铁矿床相似,但根据岩(矿)石的矿物组合、变质程度,认为铁锌矿与石墨矿成矿时代和围岩大致相同,且和区域变质时代相同;根据地球物理特征和目前控制程度,推测深部可能存在与成矿同期或更早一些的岩浆岩、或岩浆活动的派生产物。

在区域变质的过程中,受高温高压影响所产生的热水溶液或深部热水溶液携带着Zn、Fe、Mn等有用元素,沿云母和石英片岩与大理岩的接触带或大理岩的层面进行流动、渗透。当达到形成矽卡岩化或矽卡岩的温度和压力时,交代置换了部分岩石――尤其是大理岩等碳酸岩类的岩石,形成了层状矽卡岩。矽卡岩成岩的造岩矿物形成之后,热水溶液中的Zn、Fe、Mn相对富集,在挥发组分S的参与活动下,交代溶蚀了磁铁矿和造岩矿物,形成了闪锌矿、黄铜矿、方铅矿和大量黄铁矿、磁黄铁矿等金属硫化物,以石英和碳酸盐细脉的微弱活动而告终,最后形成铁锌矿床。且3号与4号石墨矿体对铁锌矿的形成,又起到了屏蔽的作用。由此,认为该矿床应为沉积变质加后期热液改造的隐伏矿床。

6.2 沉积变质型晶质石墨矿床

矿体受层位控制,主要产于中太古界乌拉山岩群白云母石英片岩中,部分产于浅灰白色强硅化透辉石化大理岩夹有云母石英片岩薄层中。矿体以1、2、3、4号矿体为主,其资源/储量,占全区总资源/储量的98%,各矿体规模均为大型。

在区域变质的高温高压的影响下,含炭质的片岩、片麻岩或大理岩中的挥发分被驱散,而碳的成分集中并结晶,形成隐伏的沉积变质型石墨矿床。

6.3 沉积型铁矿床

矿体受古风化壳控制,主要产于侏罗系地层底部,为隐伏矿床。

7 矿化蚀变特征与找矿标志

7.1 矿区围岩蚀变

主要见有矽卡岩化、硅化、碳酸盐化、黄铁矿化等。矽卡岩主要分布见于太古界三层大理岩的上部,部分见于中部或下部。矽卡岩以其岩石组合和分布大致可归纳为三大类:

第一类:以透辉石、石榴子石为主。多分布于厚大矽卡岩带的下部及下段大理岩的中部。

第二类:以阳起石黑云母为主,含少量石榴子石。多位于厚大矽卡岩带中部。

第三类:以阳起石、石英、斜长石为主的。多分布于厚大矽卡岩带的上部及中、下段大理岩的顶部。

含矿矽卡岩主要见于前述三层大理岩的上部,部分见于中部或下部。含矿矽卡岩主要是第一类矽卡岩,位于下段大理岩的上部。最厚约300余米,东西长3 000m左右,延深800m仍未尖灭。平面上东宽西窄,中部收敛变窄,西部部分位于大理岩的中部。

7.2 找矿标志

1)铁锌矿体、石墨矿体均受层位控制,主要位于中太古界乌拉山岩群下段的浅灰白色强硅化透辉石化大理石、矽卡岩中;

2)铁锌矿体主要产于3、4号石墨矿体之间;

3)沉积型铁矿主要产于侏罗系地层与中太古界乌拉山岩群不整合面附近;

4)煤矿主要产于潮水盆地的边部。

8 结论

扎木敖包矿区已经圈定了3条锌矿体、4条铁锌矿体、1条铁铜矿体、4条铁矿体,23条晶质石墨矿体,1层沉积型铁矿体,9层煤。其中石墨矿带长大于3 000m、铁锌矿带长大于2 400m。尤其是1-4号石墨矿体控制长已达2 400m、1-4号铁锌矿体控制长达2 000m。且厚度从浅部至深部已呈逐渐增厚、品位变富的趋势。

本文探讨的扎木敖包矿区成矿地质条件、矿床成因,划分了沉积变质-热液型铁锌矿床、沉积变质型晶质石墨矿床、沉积型铁矿床和煤四种矿床类型,总结了各矿床的找矿标志。对该区扩大沉积变质-热液型铁锌矿、沉积变质型石墨矿的资源/储量,以及在矿区周边相同地质条件地区寻找同类型矿床,能够起到积极指导作用。

参考文献

[1]铁、锌、石墨、煤矿各类地质勘查规范.

[2]扎木敖包铁锌石墨矿续作评估报告.