發(fā)布時(shí)間：2020-01-02所屬分類(lèi)：工程師職稱(chēng)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：研究區(qū)位于蒙古國(guó)南戈壁省和東戈壁省北部地區(qū)，南蒙古成礦區(qū)曼萊-曼達(dá)赫銅金成礦帶，出露華力西期花崗閃長(zhǎng)巖、花崗巖及石炭紀(jì)二疊紀(jì)火山巖，發(fā)育有石英脈型、斑巖型和構(gòu)造蝕變巖型銅金礦化。近東西向區(qū)域構(gòu)造控制了成巖成礦作用，花崗閃長(zhǎng)巖株與區(qū)內(nèi)銅
摘要：研究區(qū)位于蒙古國(guó)南戈壁省和東戈壁省北部地區(qū)，南蒙古成礦區(qū)曼萊-曼達(dá)赫銅金成礦帶，出露華力西期花崗閃長(zhǎng)巖、花崗巖及石炭紀(jì)—二疊紀(jì)火山巖，發(fā)育有石英脈型、斑巖型和構(gòu)造蝕變巖型銅金礦化。近東西向區(qū)域構(gòu)造控制了成巖成礦作用，花崗閃長(zhǎng)巖株與區(qū)內(nèi)銅金礦化具有成因上和時(shí)空上的密切關(guān)系。主礦體產(chǎn)于蝕變花崗閃長(zhǎng)巖株中。地球化學(xué)研究表明：花崗閃長(zhǎng)巖株具有高硅(SiO2含量為61.3%～67.2%)、鈣堿性(里特曼指數(shù)為2.07～2.34，AR-SiO2圖解中樣品均落入鈣堿性區(qū))、高Sr(491×10-6～631×10-6)、低Yb(0.8×10-6～1.2×10-6)、低Y(7.8×10-6～13×10-6)、高Sr/Y(42.7～80.9)、虧損重稀土以及無(wú)明顯負(fù)Eu異常等島弧背景下埃達(dá)克質(zhì)巖石特征。基于區(qū)域成礦學(xué)研究，認(rèn)為本區(qū)具有尋找大型斑巖型銅金礦的找礦前景。
關(guān)鍵詞：銅金成礦帶;曼萊-曼達(dá)赫;地球化學(xué);埃達(dá)克巖;斑巖型
自20世紀(jì)90年代起，在與中國(guó)毗鄰的蒙古國(guó)南部，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了歐玉陶勒蓋、曼達(dá)赫、蘇廷、嘎順、卡馬戈泰等一系列斑巖型銅鉬金礦床(點(diǎn))，南蒙古斑巖型銅多金屬成礦帶遂引起全球礦業(yè)界的極大關(guān)注(WA-TANABEetal.，2000;黃崇軻等，2001;洪大衛(wèi)等，2003;張義等，2003;劉益康等，2003;聶鳳軍等，2004;方維萱等，2007;江思宏等，2010;侯萬(wàn)榮等，2010;方俊欽等，2013;郭百創(chuàng)等，2013;朱明帥等，2015)。
作為新發(fā)現(xiàn)的南蒙古斑巖型銅多金屬成礦帶中部的曼萊-曼達(dá)赫銅金成礦區(qū)帶，除王偉等(2015)初步開(kāi)展了曼萊蘇木銅金礦區(qū)地質(zhì)與礦化特征研究外，尚未系統(tǒng)地研究含礦巖體的地球化學(xué)特征，對(duì)區(qū)內(nèi)的花崗閃長(zhǎng)巖與成礦關(guān)系尚不清晰，其嚴(yán)重制約了找礦的重大突破。筆者試圖從曼萊-曼達(dá)赫銅金成礦帶花崗閃長(zhǎng)巖地球化學(xué)特征研究出發(fā)，探討花崗閃長(zhǎng)巖與成礦關(guān)系，預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)的找礦前景，以指導(dǎo)找礦勘探并取得找礦突破。
1區(qū)域地質(zhì)背景
研究區(qū)位于蒙古國(guó)南戈壁省和東戈壁省，呈北東向斜跨南戈壁省東北部和東戈壁省西部，北側(cè)與中戈壁省接壤(圖1)。地理坐標(biāo)極值范圍為：東經(jīng)106°00′～109°00′，北緯43°30′～44°40′，面積約0.50萬(wàn)km2。
區(qū)內(nèi)出露的地層主要有泥盆系、石炭系、二疊系、侏羅系、白堊系、第四系(圖1)。其中，泥盆系主要由海相安山質(zhì)-英安質(zhì)-流紋質(zhì)熔巖與凝灰?guī)r及深海相硅質(zhì)巖、碧玉巖及凝灰質(zhì)砂頁(yè)巖所組成，局部夾碳酸鹽巖;石炭系由玄武質(zhì)-安山質(zhì)-流紋質(zhì)熔巖與凝灰?guī)r及砂巖、粉砂巖所組成;二疊系由陸相偏堿性基性火山巖、正常系列的中性-酸性火山巖與砂頁(yè)巖所組成;侏羅系由陸相磨拉石建造、含煤碎屑巖建造及陸相中性-酸性熔巖與火山碎屑巖所組成;白堊系為紅色陸源碎屑巖、頁(yè)巖及含有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖等;第四系為河谷沖積層，在高山區(qū)為冰川和冰水沉積物，局部為風(fēng)成黃土及富含砂金的河流相沉積物、沼澤及湖相沉積物。
在區(qū)域構(gòu)造上，曼萊-曼達(dá)赫銅金礦區(qū)帶處于蒙古中央大斷裂(MML蒙古主線(xiàn)性構(gòu)造)南側(cè)，蒙東斷裂(EMF)北西側(cè)。區(qū)內(nèi)斷層與次級(jí)裂隙發(fā)育，多為東西向、北東向和北西向斷層及次級(jí)裂隙。山前斷裂帶從礦區(qū)中部貫穿全區(qū)，走向近東西，以發(fā)育斷層三角面及次級(jí)東西向與北東向斷裂(大沖溝)為最大特征，斷裂面傾向南東或南西，傾角為40°～60°。礦區(qū)中南部多見(jiàn)東西向斷裂構(gòu)造蝕變破碎帶與含銅石英脈。蝕變帶寬一般1～3m(含銅石英脈寬5～15cm)，長(zhǎng)一般10～200m(個(gè)別達(dá)900m)。北部多見(jiàn)東西向和北東向斷裂構(gòu)造蝕變破碎帶和含銅石英脈。含銅石英脈帶寬一般為2～5m，長(zhǎng)一般為10～200m(個(gè)別長(zhǎng)達(dá)4km)。
從區(qū)域上看，北西和東西向斷層起到控巖、控礦作用，北東和北西向斷層是最為重要的導(dǎo)礦和容礦構(gòu)造，其交匯部位多形成工業(yè)礦體。
區(qū)內(nèi)晚古生代的火山活動(dòng)特別強(qiáng)烈，二疊—石炭紀(jì)火山巖形成了東西長(zhǎng)達(dá)1400km、寬約60～140km南蒙古火山巖帶。該火山巖帶向南，由陸相火山碎屑巖漸變?yōu)闉I海相火山-沉積巖系，形成寬闊的火山盆地。區(qū)內(nèi)侵入巖分布廣泛，以中二疊世—晚石炭世花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖以及晚石炭世花崗閃長(zhǎng)巖為主，總體上呈弧形展布，由近東西向、北東東向，轉(zhuǎn)向北東向，明顯受弧形斷裂帶所控制。
2區(qū)域成礦特征
區(qū)內(nèi)典型礦床主要包括曼萊蘇木銅金礦床和曼達(dá)赫銅金礦床。礦體主要賦存于花崗閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖與碳酸鹽巖接觸帶以及深大斷裂構(gòu)造帶的次級(jí)節(jié)理裂隙中。礦體出露寬從幾米到四五十米不等，長(zhǎng)約幾米到幾百米。礦化主要有孔雀石化、褐鐵礦化、黃銅礦化和黃鐵礦化等，孔雀石多分布在石英脈內(nèi)或裂面上，系黃銅礦等風(fēng)化產(chǎn)物;黃鐵礦和黃銅礦呈脈狀與浸染狀產(chǎn)于石英脈內(nèi)及蝕變圍巖(蝕變花崗閃長(zhǎng)巖和火山巖)中，往往呈氧化殘余體產(chǎn)出;褐鐵礦化系硫化物氧化而成，常呈脈帶狀展布，和金礦關(guān)系密切。
礦體類(lèi)型有石英脈型、斑巖型及構(gòu)造蝕變巖型3種。
石英脈型：主要分布于成礦帶中南部蝕變花崗閃長(zhǎng)巖中。地表含銅石英脈帶見(jiàn)于淺灰白-肉紅色花崗閃長(zhǎng)巖中。單條含銅石英脈寬5～20cm，長(zhǎng)約十幾米、幾十米，走向近東西，傾向南，傾角多直立，脈中多見(jiàn)褐鐵礦化、孔雀石化、赭石化、鐵染等蝕變現(xiàn)象，局部孔雀石化較強(qiáng)，偶見(jiàn)黃銅礦殘余。肉紅色花崗閃長(zhǎng)巖中，呈原地風(fēng)化殘留堆積物。單條含銅石英脈寬5～20cm，長(zhǎng)約十幾米、幾十米，走向近東西，傾向南，傾角多直立，脈中多見(jiàn)褐鐵礦化、孔雀石化、赭石化、鐵染等蝕變現(xiàn)象，局部孔雀石化較強(qiáng)，偶見(jiàn)黃銅礦殘余。
區(qū)內(nèi)共圈出7條銅金礦體，整體上呈近東西向脈帶狀產(chǎn)出。礦體水平厚度1.15～11.90m，長(zhǎng)幾十米，個(gè)別長(zhǎng)約二百米;礦石礦物主要有孔雀石、黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦、藍(lán)銅礦、自然金等;礦石構(gòu)造多為細(xì)網(wǎng)脈、浸染狀;礦石Cu品位為1.35×10-2～6.32×10-2，Au品位為2.4×10-6～13.7×10-6。
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斑巖型：主要分布于成礦帶西南部黃鐵絹英巖化花崗閃長(zhǎng)巖脈中。蝕變礦化脈巖寬為5～10m，長(zhǎng)約900m，走向近東西向。礦石礦物以黃銅礦、孔雀石為主，黃銅礦及孔雀石呈微細(xì)粒浸染狀均勻分布在蝕變花崗閃長(zhǎng)巖內(nèi)，具有明顯的分帶現(xiàn)象。礦物粒度較細(xì)，肉眼難見(jiàn)黃銅礦顆粒;孔雀石肉眼觀(guān)察比較明顯。品位相對(duì)較低，Cu品位為0.55×10-2～1.16×10-2，Au品位為0.1×10-6～0.3×10-6。
構(gòu)造蝕變巖型：主要分布在成礦帶北部外接觸帶安山質(zhì)凝灰?guī)r內(nèi)，受斷裂構(gòu)造控礦，以斷裂蝕變巖型金礦為主。規(guī)模較大的蝕變巖型金礦脈有6條，呈近東西向平行展布。最大識(shí)別特征是強(qiáng)硅化，因氧化呈灰褐-褐紅色(強(qiáng)褐鐵礦染)突出地表，礦脈兩側(cè)發(fā)育構(gòu)造片巖。礦脈一般寬約1～2m，局部可達(dá)30m，長(zhǎng)一般幾百米至4000m不等，傾向南，傾角為60°～70°。礦石Au品位為2.8×10-6～12.1×10-6，礦化連續(xù)性較差。
礦石主要金屬礦物為黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、自然金、藍(lán)銅礦、孔雀石和褐鐵礦等。脈石礦物為斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英、綠泥石、絹云母和方解石。
原生礦石主要為黃銅礦和黃鐵礦，其次為輝鉬礦、斑銅礦、磁黃鐵礦和自然金等。其中，黃銅礦和黃鐵礦主要分布在石英細(xì)脈中，輝鉬礦一般富集在石英細(xì)脈和石英-絹云母細(xì)脈中。
在氧化帶，礦石結(jié)構(gòu)主要有溶蝕結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、殘余結(jié)構(gòu)等，礦石構(gòu)造有細(xì)脈浸染狀、土狀、皮殼狀和膠狀等;原生礦石主要為他形粒狀結(jié)構(gòu)，偶見(jiàn)半自形粒狀結(jié)構(gòu)和交代結(jié)構(gòu)。在交代結(jié)構(gòu)中，可分為溶蝕結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)和花邊結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為細(xì)脈浸染狀、細(xì)脈狀和浸染狀。
圍巖蝕變主要有硅化、絹英巖化、高嶺土化、伊利石化、碳酸鹽化和赭石化。硅化常呈帶狀分布;碳酸巖化常呈脈狀出現(xiàn);巖體和地層接觸帶多發(fā)育角巖化及綠泥石化、綠簾石化、高嶺土化、伊利石化和碳酸鹽化等類(lèi)青磐巖化。
2.1銅金礦化主體產(chǎn)于蝕變花崗閃長(zhǎng)巖內(nèi)
在曼萊-曼達(dá)赫銅金成礦帶內(nèi)，發(fā)現(xiàn)石英脈型、斑巖型和構(gòu)造蝕變巖型銅金礦化，礦化主體石英脈型和斑巖型均產(chǎn)于花崗閃長(zhǎng)巖體內(nèi)(圖2)，受斷裂構(gòu)造蝕變帶與絹英巖化帶的控制，蝕變花崗閃長(zhǎng)巖呈面型分布，以細(xì)脈-浸染型礦石構(gòu)造為主。地表銅金礦體多產(chǎn)于花崗閃長(zhǎng)巖中。
蝕變花崗閃長(zhǎng)巖為主要容礦圍巖。這表明花崗閃長(zhǎng)巖體侵入為銅金礦化提供了成礦物質(zhì)、成礦熱液所需的熱力及流-巖反應(yīng)的動(dòng)力。區(qū)內(nèi)礦化分布主要受花崗閃長(zhǎng)巖株的控制，而與地層圍巖沒(méi)有明顯的選擇性。
2.2近東西向華力西期區(qū)域構(gòu)造控制成巖成礦
近東西向區(qū)域斷裂帶控制了區(qū)內(nèi)含礦花崗閃長(zhǎng)巖株及銅金礦床的分布，次級(jí)近東西向斷裂及其派生的北東向與北東向裂隙控制了銅金礦體的分布。
區(qū)內(nèi)火山巖時(shí)代為石炭—二疊紀(jì)，據(jù)BLIGHT等(2010)對(duì)曼達(dá)赫地區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖及其火山巖圍巖鋯石U-Pb定年，區(qū)內(nèi)花崗閃長(zhǎng)巖及其火山巖圍巖等形成年齡均為330Ma左右。因此，侵入其中的花崗閃長(zhǎng)巖株為華力西期。研究表明，華力西期鈣-堿性花崗閃長(zhǎng)巖與鋅、銅(金)和銅(鉬)礦床(點(diǎn))具有密切時(shí)空分布關(guān)系(KIRWINetal.，2005a，2005b)，整個(gè)東準(zhǔn)噶爾-東天山-南戈壁-東烏旗成礦帶上，晚古生代泥盆紀(jì)—二疊紀(jì)是銅金成礦帶的成礦高峰期之一(聶鳳軍等，2004)。因此，曼萊-曼達(dá)赫銅金成礦帶將具有大型以上的銅金找礦前景。
3巖石地球化學(xué)特征
3.1巖石化學(xué)特征
本次采集了區(qū)內(nèi)代表性的花崗閃長(zhǎng)巖樣品4件(圖2)，顏色為灰色，半自形粒狀結(jié)構(gòu)，似斑狀結(jié)構(gòu)。巖石主要由斜長(zhǎng)石、石英、鉀長(zhǎng)石和黑云母組成。其中，斜長(zhǎng)石占50%～60%，灰白色，半自形板狀，大小為0.2～4mm;石英占25%～30%，灰色，他形粒狀，大小為0.5～4mm;鉀長(zhǎng)石占15%～20%，肉紅色，半自形板柱狀，大小為0.2～3mm;黑云母占3%～5%，黑色，片狀，大小為0.2～3mm。主量元素分析見(jiàn)表1。
數(shù)據(jù)處理采用TAS圖解投影，先剔除H2O及CO2，去掉揮發(fā)分后，以100%重新計(jì)算各氧化物含量，再進(jìn)行TAS圖解投影，并進(jìn)行分類(lèi)命名。圖3為全堿-硅圖解(TAS)分類(lèi)命名和投影對(duì)照?qǐng)D。從圖3中可知研究區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖均投在石英閃長(zhǎng)巖-花崗閃長(zhǎng)巖區(qū)域中。
從表1中可以看出，本區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖化學(xué)成分與中國(guó)花崗閃長(zhǎng)巖平均值相比具有Fe2O3、MgO、K2O高，SiO2相當(dāng)，TiO2、Al2O3、CaO、Na2O低的特點(diǎn)。研究區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為61.30%～67.20%，平均為64.93%，為中酸性-酸性巖。通過(guò)里特曼-戈蒂里圖解(圖4)可以看出，樣品點(diǎn)均落在B區(qū)，說(shuō)明研究區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖形成于島弧環(huán)境。通過(guò)計(jì)算花崗閃長(zhǎng)巖里特曼指數(shù)為2.07～2.34，并且在AR-SiO2圖解中樣品均落入鈣堿性區(qū)域(圖5)，可以判斷研究區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖屬鈣堿a性系列。圖3研究區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖的TAS分類(lèi)圖解Fig.3TASdiagramofgranodioriteporphyryofthestudyareaA.非構(gòu)造帶火山巖;B.造山帶(島弧)火山巖;C.火山巖派生的堿性巖;σ.里特曼的組合指數(shù);τ.戈蒂里指數(shù);τ=(Al2O3-Na2O)/TiO2圖4研究區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖的里特曼-戈蒂里圖解Fig.4Rittmann-Gottirydiagramofgranodioriteporphyryinthestudyarea3.2巖石微量元素特征本次對(duì)曼萊-曼達(dá)赫銅金成礦帶中的花崗閃長(zhǎng)巖樣品開(kāi)展了微量元素含量分析，分析結(jié)果列于表2。按照原始地幔的微量元素含量對(duì)研究區(qū)內(nèi)花崗閃長(zhǎng)巖分析數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化成圖，從生成的微量元素蛛網(wǎng)圖(圖6)中發(fā)現(xiàn)，大部分元素相對(duì)原始地幔都表現(xiàn)出不同程度富集。如Rb、Th、U為原始地幔含量的100多倍，而Nb、Ta、Ti等元素則表現(xiàn)出相對(duì)虧損。這些元素的虧損與巖漿熔融的殘留相中有金紅石的出現(xiàn)有關(guān)。微量元素配分曲線(xiàn)呈明顯的右傾型，反應(yīng)了微量元素含量與其相容程度呈現(xiàn)出同步下降的趨勢(shì)，也暗指巖漿經(jīng)歷了結(jié)晶分異的演化作用。
