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内蒙古达茂旗五福堂金矿地质特征及找矿预测

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内蒙古达茂旗五福堂金矿地质特征及找矿预测
韦志远
（呼和浩特分公司）

[摘要]五福堂金矿大地构造属华北地台，内蒙古台隆之阴山断隆东段北部。区域构造以脆性、韧性断裂构造发育为其显著，近东西向、北西向三组。北东向断裂构造作为导矿、容矿构造之三大因素复合控制，对金矿的富集成矿起到了积极作用。根据地表岩金矿化严格受断裂构造控制、成矿规律、控矿条件，该区北东向、北西向断裂交汇地带与岩体接触带附近，具备深部找矿潜力。
[关键词]五福堂金矿 地质特征 找矿预测 内蒙古
五福堂金矿位于内蒙古达茂旗境内，距达茂旗政府所在地（百灵庙镇）东南约80公里。矿体产于下元古界色尔腾群变质岩与华力西期花岗闪长岩接触带附近，矿床成因类型初步认为是：深熔岩浆期后中温热液型金矿。区内金矿床明显受区域构造、岩浆岩等条件的控制。区域内金矿床(点)大都位于岩层与岩体之间接触带上，属同一构造—岩浆—成矿旋迴。特别是在含金属硫化物岩体形成以及韧性变形活动期间，使成矿元素Au得到充分的运移和富集，在后期活动中再次得到活化迁移，于构造有利部位富集成矿。
1．区域成矿地质背景
五福堂金矿赋存于色尔腾山群变质岩内，内蒙古自治区1：150万成矿区带图中，划分为Ⅲ-11白云鄂博-宝昌元古代、古生代、燕山期金、铁、稀土、钨、铜、镍、铂成矿带见图1），属小南山—土牧尔台金成矿远景区。大地构造上，位于华北古大陆板块北缘与内蒙海西古大洋板块碰撞带附近。区域出露地层为下元古界色尔腾山群绢云石英片岩、斜长片麻岩，白云鄂博群浅变质细碎屑岩、碳酸盐岩。
图1
该区色尔腾山群、白云鄂博群分布区砂金分布广泛，并发现一些岩金矿点。岩浆岩主要为华力西期花岗闪长岩、花岗岩及中生代花岗岩，矿区地球化学特征为：华力西中晚期的钾化、绢英岩化花岗岩(岩体)的内带表现为含金量增高。在矿区中部接触带和北部岩体上，表现为高背景区、高值区和特高值区。金的地球化学分布在接触带上呈现高背景区、高值区或特高值区。而与金伴生的Ag、Pb、Zn、Bi等元素的高值区，主要呈小范围分布在金的高值区或附近。
下元古界色尔腾山群为一套中级变质程度的绿岩建造，并有一定数量的混合岩化片麻岩和混合岩等。在本区中部大体沿东西向呈带状分布，被华力西期花岗岩侵入，在区域上支离破碎、残缺不全，岩性矿区内以绢云石英片岩为主，次为斜长片麻岩。岩浆岩主要为华力西期中酸性花岗闪长岩，华力西-海西期岩浆活动为该区金活化、迁移起了至关重要的作用。
本区内岩浆岩广布，构造活动频繁，岩浆岩体十分发育，主要由华力西期侵入岩花岗岩、花岗闪长岩，以及石英脉岩等组成，矿区南部发育片麻状构造-条纹状构造，反映其经历了韧性-脆性叠加作用。
2．地质特征
2.1矿体地质特征
矿区范围内共圈定1个矿体，编号为41号，为矿区内主要矿体。圈连矿体分布于位于41～53线间，矿体呈透镜状，赋存于破碎带内，严受断裂控制，具有浸染状矿化，地表探槽已控制走向长250m，竖井控制垂深约35m。矿体走向25°，南东倾，倾角65—75°，平均59°，沿走向和倾向均呈舒缓波状延伸。由两层分枝复合的薄脉组成，单工程矿体厚度在1.0～2.1m，矿体平均厚1.39m，厚度变化系数96.17%，属较稳定矿体。矿脉主要赋存于F41断裂下盘附近，绢英岩化花岗质裂岩带与绢英岩化碎裂岩带内，向下其产状与构造面基本一致，沿走向两端尚未封闭，但金品位较低。41号矿体北东段开采情况见图2。

2.2矿化特点：以细脉状、块状黄铁矿化为主，有时见细脉浸染状黄铁矿。常见的矿石结构有半自形晶粒状结构，自形晶粒状结构，有时见有填隙结构、包含结构结构等。矿石以浸染状、脉状、细脉浸染状以及斑点状构造为主，其次为角砾状及交错脉状构造。探槽采样金品位0.16—1.13×10-6，竖井口往下35m处，采样分析金品位3.86—4.331×10-6，金矿化有变强的趋势。
41号矿体南西段开采情况： 图3
2.3 矿石物质成分
2.3.1矿物成份
据矿区以往勘查资料及岩矿分析之观测，矿石矿物成分由金属矿物、非金属矿物和表生矿物组成，其中金属矿物主要有银金矿、黄铁矿等；非金属矿物主要有石英、绢云母、长石等；表生矿物主要有褐铁矿等。具体见下表。

矿 石 矿 物 成 份 表

矿物
种属
含 量
金 属 矿 物
非金属
矿物
自然金属
硫化物
氧化物
碳酸盐
矿 物
主 要
银金矿
黄铁矿、黄铜矿

菱铁矿
石英、绢云母方解石
次 要
金银矿
方铅矿、闪锌矿
褐铁矿

斜长石、钾长石、退色云母
少 量
自然金
自然铋
磁黄铁矿、铜兰、铁矿、砷黝铜矿、毒砂
钛铁矿

绿泥石、绿帘石、锆石、磷灰石、榍石、褐帘石

矿石矿物按共生组合及生成关系，可划分为四个矿物共生组合。
a.原生残留矿物：斜长石、钾长石、石英及绢云母等
b.蚀变矿物：绢云母、微粒石英、钾长石、碳酸盐、绿泥石及黄铁矿等。
c.热液矿物：黄铁矿、石英、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、绢云母及银金矿等。
d.表生矿物：褐铁矿、辉铜矿、孔雀石等。
2.3.2 矿石化学成分
根据以往区域和本矿区勘查报告成果，对部分矿石样品分析，矿石中有益组分除金外，矿石中伴生有益组分中银含量较高，铜矿化显示较好，其它金属矿物含量较低。
a.金矿物
据矿区以往资料及邻区资料，矿石中金矿物以银金矿为主，次为金银矿及少量自然金。矿石中早阶段中的金矿物（银金矿、自然金）反射色呈浓金黄色；晚阶段中金矿物呈淡金黄色—黄白色，属中等成色银金矿范围。
两者均为低硬度，具擦痕，反射率随金、银比值不同而有所差异。形态据光片中银金矿颗粒统计，以粒状、枝叉状为主，次为柱状、针状、显微细脉状等。
金矿物的赋存状态根据金矿物与其他矿物的依存关系，可分为裂隙金、晶隙金、包体金三种。
以裂隙金为主，晶隙金次之，包体金少量。银金矿多数单独沿黄铁矿、石英裂隙、晶隙分布。少数与黄铜矿、方铅矿等金属硫化物共生，沿黄铁矿、石英裂隙分布。
金银矿主要沿方铅矿裂隙及边部分布，其次沿方铅矿与石英晶隙分布，少数沿闪锌矿晶隙及石英与黄铁矿晶隙分布。
b.黄铁矿（FeS2）
系矿石中主要金属硫化物，由于生成时间不同，其特征各异，早期黄铁矿颗细粗大而不规则，集合体呈斑点状、团块状、受力后破碎，裂纹发育。中期黄铁矿呈半自形晶细微粒、微粒状，少数为自形晶粒状，具少量裂纹，沿早期石英、黄铁矿等间隙分布。呈显微细脉状及浸染状分布。晚期黄铁矿多为自形晶粒状，少数为半自形微粒状。
c.黄铜矿（CuFeS2）
形态不规则，多呈他形晶粒状、枝叉状，有时呈不规则的细脉状，常与其他金属矿物一起沿早期结晶的黄铁矿、石英裂隙及晶隙填充分布，少数呈乳滴状分布于闪锌矿中。
d.石英（SiO2）
系矿石中主要脉石矿物。按形成时间不同分为三种：早期石英颗粒大，压碎裂纹发育，波状消光强烈，颗粒化现象明显，有时变形拉长，呈团块状、角砾状分布；中期石英：呈半自形—自形粒状，不具波状消光，形态规则，粒径0.1-0.5毫米，集合体呈显微细脉状、交错脉状等；晚期石英：自形柱粒状，颗粒细小，粒径0.05-0.25毫米，呈显微细脉状分布。原岩残留石英：呈碎粒状，具棱角，波状消光强烈，有重结晶现象。
e.绢云母（KAL2[AlSi3O10][OH]2）
细小鳞片状，集合呈不规则状、显微镜细脉状、网脉状等沿破碎矿物间隙分布。
2.4含矿蚀变带地质特征
蚀变岩带自上盘至下盘大致可分为：钾化带、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩→主裂面(不连续)→角砾岩、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩→黄铁绢英岩化花岗岩等不同岩性带。其中黄铁绢英岩、角砾岩、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩呈不连续带状分布。岩石蚀变以绢英岩化为主，其次为钾化、及硅化、高岭土化、绿泥石化等。
2.5围岩蚀变与矿化特征 图4
矿区内沿断裂构造带围岩蚀变发育，主要有钾长石化(红化)、黄铁绢英岩化、硅化和碳酸盐化等，蚀变的强度和规模取决于断裂规模、裂隙的性质。其特点是：蚀变作用延续时间长，各蚀变作用相互叠加，蚀变分带明显，各带之间为渐变关系。41号矿体西南端围岩中钾长石化、硅化等蚀变强烈，围岩蚀变特征见图4。
3、控矿因素分析
3.1深断裂构造带对成矿的控制作用
区域性东西向深断裂是成矿早期的控矿和导矿构造，是地幔物质上涌的通道。而与其有成生联系的次级北东向、北西向断裂或裂隙构造带，往往就是成矿物质沉淀定位的空间。这些深断裂构造带具有活动时间长的特点，所以在其一侧或两旁常分布形成不同时代的矿床。五福堂金矿赋存于北东向与北西向断裂交汇地带，绢云石英片岩与二长花岗岩接触带附近。
3.1.1北东向断裂
区内较为发育，是主要的容矿构造，具代表性的为F41断裂带，规模较小。F41断裂是为区内次级断裂构造，也是金矿床主要控矿构造。在工作区内呈线状展布，地表出露长约500m，宽40m左右，走向30°，倾向南东，倾角50°～65°。构造带内出现糜棱岩化现象，构造岩基本对称分带。
3.1.2北西向断裂
区内较为发育，规模比F41断裂相对较大，多为张裂性质，是区内最晚的构造，主要分布在二长花岗岩内。该组构造一般不发育蚀变、矿化，并对早期生成的矿体局部产生破坏作用。代表性为F40断裂带。
3.1.3近东西向断裂 图5
区域内广泛发育，规模较大，多为挤压性质，是区域内最早的构造，代表性为F43断裂带：位于勘查区的西南部，自东向西由逐渐变宽，靠近勘查区西部边缘，逐渐收缩，地表出露长约3km左右，最宽处约40m，走向近东西，倾向北东，倾角55°左右，属压扭性质构造。岩体破碎，出现糜棱岩，断裂内见有少量褐铁矿化，见图5。
3.2地层对成矿的控制作用
五福堂金矿矿化与区域岩石建造有密切的成因联系，色尔腾山地区太古宙—古元古代的绿岩系内的黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩、角闪斜长片麻岩、变粒岩、绿色片岩等含金丰度值为10—30×10-9，为地壳平均值的3-10倍，亦构成了金的初始预富集。矿体赋存在色尔腾山群绢云石英片岩、斜长片麻岩中，明显受岩性和地层的控制。
地层在形成过程中可使某些成矿元素预富，而为以后不同地质时期的地区成矿作用而活化、迁移、富集成矿提供丰厚的物质。
3.4岩浆岩成分对成矿的控制作用
岩浆岩成分的控矿作用，主要表现为岩浆岩的成矿专属性。与金成矿有关的中酸岩浆类，主要是黑云母花岗岩、石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩等，常为复式岩体，但金的成矿往往与晚期侵入相有关。
3.4.1华力西中晚期花岗闪长岩
呈近东西向的长条状大面积分布于区域中部，岩石类型为浅肉红、灰白色花岗闪长岩及斜长花岗岩。岩体呈岩床状侵入于下元古界色尔腾山群地层中，被后期花岗岩侵入。区域内出露面积约 52.20km2。该岩浆在侵位过程中，将地幔含金物质带至地壳，形成金矿的初始“矿源岩”之一。
3.4.2华力西中晚期肉红色花岗岩
呈近北东向大面积分布于区域中部，岩性为肉红色花岗岩，岩体呈岩床状侵入于下元古界色尔腾山群地层及早期花岗闪长岩中,区域内出露面积约 70.64km。该岩浆为一套中酸性变质变形深成侵入岩，变质程度达角闪岩相片麻理、片里及长英质脉体发育，为区域金矿成矿的矿源岩之一。
4 .矿床成因探讨
4．1矿床属于华力西期花岗岩有关的岩浆热液型金矿床，在构造破碎带内，以充填方式为主形成的蚀变岩夹石英脉型（复脉式）金矿床，初步认为：混合岩化重熔岩浆热液成因。据区域研究成果资料矿床在成因上与下元古界色尔腾群变质岩密切相关，是金矿成矿物质的主要来源，在华力西期花岗闪长岩形成过程中使成矿物质活化、迁移，断裂构造为成矿热液提供了有利空间，在蚀变矿化作用的演化中形成破碎蚀变岩带，成矿物质的局部富集形成破碎带蚀变岩型金矿。
4．2矿床具有中温热液黄铁绢英岩化围岩蚀变，并产生一整套中温热液矿物组合，矿床的主要成矿阶段的石英、黄铁矿、黄铜矿等，为中温热液产物。
4．3矿体呈透镜状，赋存于破碎带内，严受断裂控制，具有浸染状矿化，矿石具晶粒状结构、压碎结构、填隙结构、网状结构等。浸染状、斑点状、角砾状构造。根据矿床与围岩、岩体和构造的密切关系；围岩蚀变特征；矿石组分和结构构造；以及矿体形态和矿化类型等确定矿床成因类型为深熔岩浆期后中温热液型金矿。
4.4新太古代时期，区内陆核横向扩展，拉伸减薄，幔源岩浆侵位，为一套中基性变质深成侵入岩，遭受了多期次变质变形作用。在岩浆侵位过程中，将地幔含金物质带至地壳，形成金矿的初始“矿源层”之一。
4．5进入震旦期后，地壳开始活化，岩浆沿北北东向控岩构造强力侵位，经多次脉动侵位过程中大范围地重熔，继承性地捕获了其中的成矿物质，使其再一次得到富集，为后期进一步富集成矿奠定了物质基础。
4．6进入华力西晚期，将一部分幔源成矿物质带入地壳，同时大量地华力西中、晚期花岗岩之中已相对富集的金矿成矿物质，二者混溶于同一岩浆系统中。由于热液的驱动作用，成矿流体在控矿构造中循环，在流动过程中与温度较低的围岩发生物质和热能交换，形成成矿热液，伴随构造活动，在适宜的物化条件下，金、银等成矿元素得到沉淀富集成矿。
5、成矿预测及找矿标志
通过收集部份前人工作资料分析，结合部份矿点的踏勘情况，金、铁等矿的形成和分布受地层、岩浆岩和构造的综合因素控制。其中金矿床类型除石英脉型外，主要有构造蚀变岩型（包括脆性和韧性）和绿岩型，对金矿的找矿预测和找矿标志概括为：
5．1成矿预测
5.1．1重视元古代色尔腾山群、白云鄂博变质岩分布区的找矿工作，尤其是叠加有韧性、或韧性-脆性构造地区，东西向断裂与北东向、北西向断裂交汇部位。
5.1．2五福堂矿区F40北西向断裂破碎带,往东至花岗闪长岩接触带附近，是寻找金矿最有利的地段。前人只做部份地表探槽揭露及少量坚井揭露工作,因受覆盖层较厚和地形条件限制,效果很不理想,今后在认真分析研究前人工作资料的基础上，可选择在深部成矿有利地段，施工2-3个钻孔进行验证。
5．2找矿标志
5.2．1主断裂面上、下盘次级构造的发育程度与矿体发育程度密切相关。而从开采面上看，断裂呈波状弯曲，断面由缓变陡处是矿体最有利的赋存部位。断裂构造的启开和产状变化部位是重要的地质找矿标志。
5.2．2钾长石化（红化）、硅化蚀变与黄铁绢英岩化蚀变叠加的蚀变岩及石英脉带是直接找矿标志：矿脉中石英多金属硫化物共生组合是找矿的重要标志；矿化规模与钾化、硅化规模大小有关。
5.2．3黄铁矿、石英是主要载金矿物，是矿床形成的重要标志；构造带中常含黄铁矿，在表生作用下，黄铁矿氧化成褐铁矿，经淋滤形成醒目的蜂窝状构造，也是找矿的重要标志。
5.2．4矿床的主要指示元素有Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi，这些元素的组合异常是直接找矿标志；元素的垂直分带对判定矿体的剥蚀深度和预测深部矿体有重要指导意义。
综上所述，应侧重研究北东向、北西向与东西向断裂构造之间的关系。虽然五福堂金矿目前发现的岩金矿规模较小，但是探矿权人由于资金的问题，地表只进行稀疏探槽及少量的探井揭露，对矿体延伸变化情况，未进行过深部钻探验证工作。根据矿体严格受构造控制，金成矿规律、控矿条件，并且探井揭露岩金矿化由地表往深部有变强的趋势，加上附近有大量民采砂金情况分析，笔者认为：该区北东向、北西向断裂交汇地带与岩体接触带附近，具备深部找矿潜力。断裂构造、色尔腾山群地层与岩体接触带三者结合部位，是寻找隐伏金矿体的有利靶区。
参考资料：
[1] 邵和明、张履桥 内蒙古自治区主要成矿区（带）和成矿系列文章 2001年
[2] 钟长汀、席中等 内蒙古大青山地区金矿床类型、控矿规律及找矿方向 2005年
[3] 吕浩天、张兴武等 内蒙古达茂旗五福堂金矿详查工作总结 2011年

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