趙旭東，王軍，黃少華

(核工業(yè)二〇八大隊(duì)，內(nèi)蒙古 包頭 014010)

0 引言

巴潤花地區(qū)位于內(nèi)蒙古烏拉特中旗海流圖鎮(zhèn)北西103 km 處，圖古日格金礦外圍，與圖古日格金礦呈“回”字形關(guān)系，圖古日格金礦為內(nèi)“口”，巴潤花地區(qū)金礦為外“口”，面積10.15 km2。20 世紀(jì)90年代核工業(yè)二〇八大隊(duì)在該區(qū)發(fā)現(xiàn)圖古日格金礦，前人主要對(duì)圖古日格金礦的成礦背景、礦石礦物特征、成礦流體、礦床成因等方面進(jìn)行了研究。王輝(2010)通過對(duì)圖古日格金礦床的地質(zhì)特征總結(jié)，以及硫、氧同位素分析，認(rèn)為圖古日格金礦床成礦物質(zhì)來源于地幔，礦床成因?yàn)橹械蜏貛r漿熱液金礦；胡安新(2014)描述了礦床的地質(zhì)特征，并開展了流體包裹體測(cè)定，對(duì)侵入巖的侵位年齡進(jìn)行了測(cè)試，似斑狀花崗巖加權(quán)平均年齡值為(299.3 ±5.3)Ma，閃長巖加權(quán)平均年齡值為(278.5 ±4.2)Ma，認(rèn)為該礦床的成因類型為造山型金礦床；王鍵等(2016)認(rèn)為圖古日格金礦似斑狀花崗巖和閃長巖具有雙峰式特征；丁成武(2016)認(rèn)為圖古日格金礦成礦流體來源于巖漿熱液，成因類型為與花崗斑巖有關(guān)的巖漿熱液型金礦床。

近年來，隨著勘查程度的提高，資金的投入，圖古日格金礦規(guī)模已為大型，大型礦床外圍及深部找礦將成為該區(qū)今后工作的重點(diǎn)，也是找礦突破的重點(diǎn)。本文綜合了區(qū)域成礦背景和成礦條件，結(jié)合巴潤花地區(qū)的勘查工作及已知的圖古日格金礦的礦化特征，分析了巴潤花地區(qū)金成礦條件，希望對(duì)該區(qū)今后找礦工作有一定的幫助與啟示。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

巴潤花地區(qū)處于華北板塊北部陸緣增生帶寶音圖-錫林浩特火山型被動(dòng)陸緣帶內(nèi)(內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局，1991)，查干此老-巴音杭蓋金成礦帶上()(楊銳等，2012)，西為巴音戈壁盆地，東為二連盆地川井凹陷(圖1)。

圖1 巴潤花地區(qū)大地構(gòu)造位置和構(gòu)造綱要圖(據(jù)核工業(yè)二〇八隊(duì)，2010①修編)

寶音圖隆起經(jīng)歷多次構(gòu)造-變質(zhì)-巖漿活動(dòng)演化，早前寒武紀(jì)，受呂梁造山運(yùn)動(dòng)區(qū)域變質(zhì)作用的影響下，先后形成寶音圖群、溫都爾廟群；在呂梁造山運(yùn)動(dòng)結(jié)束后進(jìn)入一個(gè)全新的構(gòu)造期(潘桂棠等，2016)，構(gòu)造背景向區(qū)域拉伸演化，形成了古元古代花崗閃長巖；早寒武紀(jì)開始，隨著古亞洲洋洋中脊的不斷擴(kuò)張，大洋板塊開始向華北板塊俯沖造山(Wilson，1989；Jian et al.，2008；張曉暉和翟明國，2010；張超，2013)，構(gòu)造背景向造山抬升演化，形成了一系列北東、北西向區(qū)域褶皺和斷裂，區(qū)域上未見泥盆紀(jì)—石炭紀(jì)地層，與造山抬升風(fēng)化剝蝕的構(gòu)造環(huán)境相吻合；晚古生代二疊紀(jì)，隨著古亞洲洋的閉合，俯沖造山作用的消失，構(gòu)造背景向區(qū)域伸展演化，形成了一系列二疊紀(jì)巖漿巖，包括區(qū)內(nèi)出露的早二疊世似斑狀花崗巖、中二疊世閃長巖，寶音圖隆起內(nèi)發(fā)現(xiàn)多處二疊紀(jì)時(shí)期的大型金礦床，包括圖古日格、浩堯爾忽洞、畢立赫大型金礦床，這些金礦的發(fā)現(xiàn)，使得興蒙造山帶成為了一個(gè)重要的金成礦帶(Mao et al.，2004)，在二疊紀(jì)拉張伸展的環(huán)境下，巖漿侵入也是金成礦事件，顯示出良好的找金前景。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

本區(qū)共發(fā)現(xiàn)金礦體12 條，其中Ⅵ號(hào)礦體為本區(qū)主要礦體。礦體形態(tài)受北西向次級(jí)小斷裂控制，均呈脈狀(圖2)。礦體長度60～360 m，平均厚度0.49～2.97 m，走向95°～145°，Ⅶ號(hào)礦體傾向南西，傾角較陡，近乎直立，局部反傾，其他礦體傾向北東，傾角變化較大，42°～85°，各礦體近平行產(chǎn)出(表1)。從鉆孔資料來看，Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ號(hào)礦體深部及走向延伸方向具礦化顯示(圖3)。

圖2 巴潤花地區(qū)金礦地質(zhì)略圖(據(jù)核工業(yè)二〇八隊(duì)，2018②修編)

圖3 Ⅵ號(hào)礦體0 號(hào)勘查線剖面圖

Ⅵ號(hào)礦體:呈脈狀產(chǎn)出，總體走向120°，傾向北東，礦體傾角變化較大，北西段傾角50°，南東段傾角79°，目前控制長度360 m，厚度0.88～7.62 m，一般0.88～2.10 m，平均2.97 m，厚度變化系數(shù)90.20%，Au 品位0.56 ×10-6～3.71 ×10-6，平均品位1.39 ×10-6，品位變化系數(shù)73.15%。礦體賦存在二疊紀(jì)似斑狀花崗巖體的構(gòu)造破碎帶中，鉆孔資料顯示，存在多條與Ⅵ號(hào)礦體平行的隱伏礦體，礦體寬度一般取決于構(gòu)造破碎帶寬度，破碎帶厚大部位一般含礦性較差，破碎帶相對(duì)較窄且石英脈發(fā)育地段礦體品位較高。

2.2 礦石特征

本區(qū)礦石自然類型有兩種，石英脈型與蝕變巖型，以前者為主，Ⅰ-1、Ⅱ、Ⅵ號(hào)礦體為蝕變巖型，其他礦體為石英脈型。

礦石物質(zhì)成分:金屬礦物主要有自然金、銀金礦、黃鐵礦、針鐵礦、黃銅礦、黝銅礦、褐鐵礦、赤鐵礦，非金屬礦物有石英、正長石、鉀長石、角閃石、黑云母、綠泥石、絹云母、方解石，其中綠泥石、絹云母、方解石為蝕變礦物。

礦石組構(gòu):區(qū)內(nèi)礦石結(jié)構(gòu)有他形粒狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)；構(gòu)造有浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造(圖4d～f)。

圖4 巴潤花地區(qū)金礦圍巖蝕變特質(zhì)與礦石組構(gòu)

表1 巴潤花地區(qū)礦體特征一覽表

3 金成礦條件分析

3.1 成礦地質(zhì)條件

3.1.1 地層與成礦

巴潤花地區(qū)區(qū)域上出露的地層有寶音圖群、溫都爾廟群(圖1)，其中溫都爾廟群僅北西、北東角少量出露，寶音圖群在該區(qū)大面積出露，但礦區(qū)內(nèi)僅見寶音圖群第三巖段。前人采集圖古日格金礦寶音圖群石英云母片巖原生暈17 件樣品進(jìn)行測(cè)試分析(表2)，結(jié)果顯示其中Au 含量在2.50 ×10-9～350 ×10-9之間，平均達(dá)49.19 ×10-9，遠(yuǎn)高于中國陸殼克拉克值，因此推斷本區(qū)的寶音圖群應(yīng)該為圖古日格金礦成礦的初始礦源層(胡安新，2014)。原生暈是礦化導(dǎo)致的近礦圍巖地球化學(xué)異常，不能完全代表寶音圖群初始金含量。根據(jù)核工業(yè)二〇八大隊(duì)2012 年完成的內(nèi)蒙古巴彥淖爾市特默特等五幅1∶5萬區(qū)域礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查資料(表3)，可以看出寶音圖群(Pt1BY)金元素含量在區(qū)域內(nèi)總體呈貧化狀態(tài)，而區(qū)域上的溫都爾廟群(Ch-JxW)、徐尼烏蘇組(S2x)則明顯高于地殼豐度值；同時(shí)金元素變異系數(shù)Cv＞0.8 為分布極不均勻的強(qiáng)分異型，由于變異系數(shù)大，Au 元素在一定的條件下也易富集成礦。相對(duì)于溫都爾廟群、徐尼烏蘇組，寶音圖群金元素含量更低，從該區(qū)金礦的空間位置和載金礦物黃鐵礦硫同位素指示部分金來源于變質(zhì)巖分析，認(rèn)為寶音圖群金元素的低背景值是由于金元素遷出造成的。因此筆者認(rèn)為原生暈Au 含量的高背景值應(yīng)該受成礦作用的影響，寶音圖群的低背景值可能是由于熱液把地層中的Au 元素活化、遷移造成的，寶音圖群可能為該區(qū)金礦的形成提供了部分金。

表2 圖古日格金礦區(qū)原生暈Au 元素分析結(jié)果

3.1.2 侵入巖與成礦

本區(qū)出露的侵入巖有斜長花崗巖(S1γo)、似斑狀花崗巖(P1γ)、閃長巖(P2δ)，成巖時(shí)間與成礦時(shí)間的確定對(duì)礦床的研究非常重要，圖古日格礦輝鉬礦Re-Os 等時(shí)線年齡為(305.6 ±4.5)Ma、模式年齡為(313.5 ±4.8)Ma，限定圖古日格金礦是晚石炭世構(gòu)造-巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物(張鋒等，2016)；斜長花崗巖體侵入年齡為(432 ±2.0)Ma，形成時(shí)代為早志留世(胡安新，2014)；似斑狀花崗巖體侵入年齡為(299.3 ±5.3)Ma，形成時(shí)代為早二疊世；閃長巖體侵入年齡為(266.3 ±1.9)Ma，形成年代為中二疊世(孫豐月等，2016④)，本區(qū)金礦的圍巖為似斑狀花崗巖和閃長巖，說明成礦時(shí)間晚于中二疊世。

斜長花崗巖Au 元素含量呈貧化狀態(tài)，似斑狀花地殼豐度值表崗巖、蝕變閃長巖Au 元素含量均大于地殼豐度值，濃集克拉克值分別為1.04 和2.03，呈相對(duì)富集狀態(tài)；三個(gè)巖體的金元素變異系數(shù)Cv＞0.8 為分布極不均勻的強(qiáng)分異型(表3)，在一定的地質(zhì)條件下也易富集成礦。相較于斜長花崗巖，似斑狀花崗巖和閃長巖具有高背景值，考慮到本區(qū)金礦體主要產(chǎn)出于似斑狀花崗巖和閃長巖中，同時(shí)成礦時(shí)間為稍晚于中二疊世，似斑狀花崗巖和閃長巖中金元素雖處于遷出狀態(tài)，但其初始背景值更高，故金元素遷出后仍具有高背景值這一特點(diǎn)。因此認(rèn)為似斑狀花崗巖和閃長巖可以在金成礦過程中提供足夠的金源。

表3 Au 元素在各地質(zhì)體中背景值、變異系數(shù)和

為了確定似斑狀花崗巖和蝕變閃長巖與成礦的關(guān)系，本文利用常量元素、稀土及微量元素進(jìn)行對(duì)巖體的形成構(gòu)造環(huán)境判別(表4)，R1-R2圖解中似斑狀花崗巖落入造山后晚期與碰撞后隆起交界處，閃長巖雖然落入板塊碰撞前區(qū)域，但具有向后碰撞演化的趨勢(shì)，巖石具有一定蝕變也可能為其未落入后碰撞區(qū)域的原因之一(圖5)。似斑狀花崗巖、閃長巖應(yīng)在本區(qū)造山后拉張伸展的構(gòu)造環(huán)境下形成，巖漿沿早寒武紀(jì)形成的區(qū)域深大斷裂上涌，在此過程中巖漿不僅含有大量的成巖物質(zhì)還攜帶大量的含金熱液，在漫長的冷卻過程中，含金熱液不斷遷移，同時(shí)與寶音圖群進(jìn)行物質(zhì)交換，金含量不斷提高，最后在該區(qū)域富集成礦，巖漿晚期在有限的局限區(qū)域內(nèi)集中了大量的有用物質(zhì)，是有利于形成大金屬礦床的條件(劉敬黨等，2015)。因此，似斑狀花崗巖和蝕變閃長巖的形成為本區(qū)金礦成礦提供了主要的動(dòng)力來源(熱液來源)及物質(zhì)來源。

圖5 R1-R2 圖解(據(jù)Batchelor and Bowden，1985)

表4 巖石常量元素(%)、稀土及微量元素(×10 －6)含量及相關(guān)參數(shù)

3.1.3 構(gòu)造與成礦

區(qū)域內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，可見一系列北東、北西向區(qū)域褶皺和斷裂(圖1)，巴潤花地區(qū)金礦就位于圖古日格背斜的翼部；這些區(qū)域性構(gòu)造在早寒武紀(jì)開始，隨著古亞洲洋洋中脊的不斷擴(kuò)張，大洋板塊開始向華北板塊俯沖造山而形成；該時(shí)期由于該區(qū)整體處于擠壓的構(gòu)造環(huán)境，同時(shí)期的巖漿巖在區(qū)域上少見；至晚古生代二疊紀(jì)，隨著古亞洲洋的閉合，俯沖造山作用的消失，構(gòu)造背景向區(qū)域拉張伸展演化，巖漿沿前期造山形成的深大斷裂上涌形成巖體。在拉張的構(gòu)造環(huán)境下，該地區(qū)形成一系列北西向次級(jí)斷裂(圖2)。北西向斷裂按傾向可分為兩組:一組傾向南西，傾角較陡，近乎直立，局部反傾，斷裂邊界平直，產(chǎn)狀穩(wěn)定，延伸較大；另一組斷裂傾向北東，相對(duì)于第一組斷裂傾角較緩，斷裂邊界不規(guī)則，產(chǎn)狀變化較大，延伸較小。這些小斷裂的產(chǎn)出位置直接決定石英脈的貫入位置，因此也決定了礦體的產(chǎn)出部位，為控礦和容礦構(gòu)造。

3.2 成礦流體及有利蝕變條件

黃鐵礦為本區(qū)金礦的主要載金礦物，金以Au-S 絡(luò)合物形式在成礦流體中遷移(鄭永飛等，2000)，可以用S 同位素的來源判別金元素的來源，前人S同位素測(cè)試結(jié)果(表5)表明δ34S 的變化范圍為-9.0‰～-0.5‰，主要集中在-9.0‰～-5.6‰和-2.9‰～-0.5‰，δ34S 值為-2.9‰～-0.5‰與幔源δ34S 相近，δ34S 值為-9.0‰～-5.6‰與沉積巖、變質(zhì)巖δ34S 相近，結(jié)合區(qū)域成礦背景，認(rèn)為圖古日格金礦成礦流體來源于地幔巖漿和寶音圖群。本區(qū)金礦與圖古日格金礦成礦地質(zhì)背景、成礦機(jī)理相同，且本區(qū)金礦體多為圖古日格金礦體的平行或同一條斷裂控制的礦體，因此本文認(rèn)為圖古日格金礦與本區(qū)金礦成礦流體為同一種流體。S 同位素測(cè)定結(jié)果與前文所述的金來源于似斑狀花崗巖、蝕變閃長巖及寶音圖群一致。

表5 圖古日格金礦硫同位素測(cè)試結(jié)果

本區(qū)金礦的圍巖蝕變垂向上分帶不明顯，橫向上蝕變特征比較明顯，主要表現(xiàn)為“紅色”外帶和“綠色”內(nèi)帶，為本區(qū)找礦的重要標(biāo)志，也為本區(qū)金礦成礦的有利蝕變。該特征主要表現(xiàn)在發(fā)育于似斑狀花崗巖、閃長巖中的次級(jí)斷裂控制的蝕變巖型礦體中(Ⅵ號(hào)礦體)，石英脈型金礦體橫向分帶表現(xiàn)為僅見“紅色”外帶，內(nèi)帶多為黃鐵礦化(圖4a)。

“紅色”外帶為斜長石鉀化和斜長石及黑云母綠泥石化所形成，為成礦前期的高溫蝕變，使金元素初步富集；“綠色”內(nèi)帶為黃鐵絹英巖化所形成(圖4c)，主要為長石尤其為前期“紅色”蝕變形成的鉀長石被石英、絹云母交代，絹云母進(jìn)一步被粘土礦物交代，同時(shí)，含金及硫化物熱液貫入，部分暗色礦物被黃鐵礦交代，為成礦中后期的中、低溫蝕變，使金元素進(jìn)一步富集成礦。

4 找礦標(biāo)志及找礦方向

4.1 找礦標(biāo)志

綜合本區(qū)金礦的礦體特質(zhì)、控礦構(gòu)造、圍巖蝕變特征，認(rèn)為本區(qū)金礦的找礦標(biāo)志如下:

(1)地層標(biāo)志:寶音圖群為一套變質(zhì)老地層，本區(qū)金礦體部分金源來源于寶音圖群，故寶音圖群可以作為間接找礦標(biāo)志。

(2)巖體標(biāo)志:本區(qū)金礦體產(chǎn)出位置受巖漿巖控制，礦體均集中在二疊紀(jì)巖體附近，遠(yuǎn)離該巖體的石英脈一般不含礦，故二疊紀(jì)似斑狀花崗巖、閃長巖可以作為間接找礦標(biāo)志。

(3)斷裂構(gòu)造與石英脈標(biāo)志:本區(qū)金礦體的具體位置、形態(tài)、規(guī)模嚴(yán)格受北西向次級(jí)斷裂控制，故北西向含石英脈或網(wǎng)脈的破碎帶是本區(qū)的直接找礦標(biāo)志。

(4)圍巖蝕變標(biāo)志:本區(qū)近礦圍巖蝕變表現(xiàn)為“紅色”鉀化外帶和“綠色”黃鐵絹英巖化內(nèi)帶，鉀化、黃鐵礦化、硅化、絹云母化為本區(qū)重要找礦標(biāo)志。

4.2 找礦方向

通過對(duì)前人資料系統(tǒng)分析及本人在巴潤花地區(qū)找礦實(shí)踐，總結(jié)如下找礦方向:

(1)本區(qū)金礦體均產(chǎn)出于二疊紀(jì)似斑狀花崗巖、蝕變閃長巖或其附近的其他地質(zhì)體中，同時(shí)，嚴(yán)格受北西向構(gòu)造控制，二疊紀(jì)似斑狀花崗巖、閃長巖體或其附近的地質(zhì)體中的北西向斷裂和石英脈為本區(qū)的主要找礦方向。

(2)本區(qū)金礦體基本平行產(chǎn)出，與主要礦體平行的構(gòu)造破碎帶或石英脈是本區(qū)尋找隱伏礦體的重要方向。

(3)由于已發(fā)現(xiàn)的礦體深部、走向延伸方向絕大多數(shù)未封閉，在已知的礦體深部和走向延伸方向?yàn)榻窈蟮闹苯诱业V方向。

5 結(jié)論

(1)本區(qū)金礦在二疊紀(jì)拉張的構(gòu)造背景下形成，圖古日格金礦成礦流體來源于地幔巖漿和寶音圖群，本區(qū)金礦與圖古日格金礦成礦地質(zhì)背景、成礦機(jī)理相同，故本區(qū)金礦的成礦流體與圖古日格金礦成礦流體相同。

(2)寶音圖群金元素含量在區(qū)域內(nèi)整體呈貧化狀態(tài)，但金元素變異系數(shù)大，易富集成礦，故認(rèn)為寶音圖群可能為該區(qū)金礦的形成提供了部分金源。

(3)二疊紀(jì)巖漿活動(dòng)不僅是一件巖漿的侵入事件，而且也是一件金成礦事件，二疊紀(jì)巖體的形成為本區(qū)金礦成礦提供了主要的動(dòng)力來源(熱液來源)及物質(zhì)來源。

(4)北西向次級(jí)小斷裂發(fā)育為本區(qū)金礦的形成提供了容礦空間。

(5)北西向次級(jí)小斷裂被后期石英脈充填，這些石英脈為本區(qū)金礦的形成提供了載體。

(6)“紅色”蝕變即鉀化、綠泥石化為本區(qū)金礦的形成提供了金的初步富集，“綠色”蝕變即黃鐵絹英巖化使本區(qū)金元素進(jìn)一步富集成礦。

注 釋

①核工業(yè)二〇八大隊(duì).2010.內(nèi)蒙古自治區(qū)烏拉特中旗圖古日格礦區(qū)巖金礦生產(chǎn)詳查報(bào)告[R].

②核工業(yè)二〇八大隊(duì).2018.內(nèi)蒙古自治區(qū)烏拉特中旗巴潤花礦區(qū)巖金礦詳查報(bào)告[R].

③核工業(yè)二〇八大隊(duì).2012.內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市特默特等五幅1∶5萬區(qū)域礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查成果報(bào)告[R].

④孫豐月，王英德，胡安新.2016.內(nèi)蒙古烏拉特中旗圖古日格金礦區(qū)及外圍金、鈷、鎳成礦潛力評(píng)價(jià)報(bào)告[R].