内蒙古温家地西金矿区矿床地质特征及找矿前景

代清龙 任苗宇 张天智 季 诚

(内蒙古山金地质矿产勘查有限公司)

内蒙古温家地西金矿区构造发育，岩浆活动频繁，成矿条件十分有利，在其周边分布有柴胡栏子、莲花山、红花沟等中—大型金矿床[1-4]。近年来，大量学者针对上述矿区分别在矿床成因、成矿规律、成矿预测等方面开展了大量工作[5-9]。2012年3月—2016年12月，内蒙古自治区有色地质勘查局一〇八队在该矿区开展了地质勘查工作，取得了丰硕成果：①通过开展大比例尺地质填图，地表槽探揭露以及坑道、钻孔验证等工作，详细查明了勘探区内地层、构造、岩浆岩等地质特征；②通过施工探矿工程，共圈定了10条矿体，经地表(槽探)、深部工程(沿脉、穿脉、钻探)控制，详细查明了矿体数量、赋存部位、规模、形态以及产状。本研究结合矿区历年来的地质工作成果[10-11]，在总结矿床地质特征及成矿规律的基础上，结合相关地质资料的二次开发成果，发现矿区I-9#主矿体及其上下盘近似平行分布的矿体东延及深部未封闭，存在一定的找矿空间，通过进一步梳理找矿方向，为该区进一步开展深部隐伏矿体找矿勘探工作提供借鉴。

1 区域成矿地质背景

温家地西金矿区大地构造位置处于内蒙古中部地槽褶皱系(Ⅰ级)、温都尔庙—翁牛特旗加里东地槽褶皱带(Ⅱ级)、化德—多伦—赤峰—开源深大断裂带中部(Ⅲ级)(图1)，其中，化德—多伦—赤峰—开源深大断裂带对华北板块北缘大地构造演化，特别是对中生代构造岩浆活动及多金属成矿作用具有重要的控制作用。区域上出露的地层有太古界建平群、中生界侏罗系、白垩系，新生界第三系和第四系，其中，以太古界建平群为主，为一套中—中深变质程度变质岩系，金矿(化)体便赋存于该地层中，岩石以不同种类的片麻岩为主，次为大理岩、石英岩。区域断裂构造发育，褶皱构造复杂，按其展布方向可以大致分为4组，即EW向、NW向、NE向、近SN向。EW向化德—赤峰—开源深大断裂为岩浆活动创造了极为有利的条件，次级EW向构造(暗板沟断裂、舍路嘎断裂)控制了岩体及矿床的产出部位，近EW向断裂为区域上的重要容矿构造；NW向和近SN向断裂构造控制了中基性岩脉及矿化体的赋存空间；NE向断裂构造控制了酸性岩脉的产出。区域出露的岩浆岩侵入体主要有燕山期花岗岩、花岗斑岩及石英斑岩、晚侏罗世中粒闪长岩，其中燕山期花岗岩体为金成矿提供了物质来源和热动力，晚侏罗世中粒闪长岩岩浆活动与成矿关系密切。区域出露的脉岩主要有石英脉、流纹斑岩脉、细粒二长花岗岩脉及花岗斑岩脉，均沿断裂构造充填，总体以NE向和NW向为主，出露长度可达数千米。

图1 温家地西矿区区域地质特征

2 矿区地质特征

2.1 地 层

温家地西矿区出露的地层主要为太古界建平群，零星出露侏罗系上统白音高老组、第三系中新统汉诺坝组及大面积分布的第四系全新统(图2)。太古界建平群出露于矿区南部、北部，总体呈NW向展布，地层岩性以混合花岗片麻岩、角闪斜长片麻岩为主，局部见含石墨绢云母化蚀变岩；侏罗系上统白音高老组出露于矿区南东部的牤牛山一带，总体走向NE，岩性为凝灰质砂岩；第三系中新统汉诺坝组分布于矿区东南侧，总体出露面积不大，岩性由灰黑色致密块状橄榄玄武岩、气孔状玄武岩和杏仁状玄武岩组成；第四系全新统分布面积较广，主要集中于矿区东南角。

2.2 构 造

矿区内断裂对区内沉积建造、岩浆活动和金成矿具有重要的控制作用[9]。矿区北侧近EW向阴河断裂控制了矿区北界，以南近EW向暗板沟断裂限定了矿区南界。金矿床即产于矿区基底变质岩系中。

图2 温家地西矿区地质特征

矿区内未见褶皱构造，断裂构造十分发育，总体分 为2类，即成矿前和成矿后断裂(图2)。成矿前断裂以NW—近EW向断裂为主，总体走向290°～315°，倾向200°～225°，倾角55°～78°，大部分被闪长玢岩脉充填，属压扭性断裂，以F1断层为代表，为矿区主要的控矿构造。成矿后断裂以NE向断裂(F2)为代表，F2断层走向30°～45°，倾向120°～135°，倾角约58°，断裂面较平直，见断层角砾和破碎岩石呈透镜体分布，构造片理、断层泥及糜棱岩化发育，糜棱岩带宽0.5 m，具有压性特征，被后期闪长玢岩岩脉充填，对矿体有轻微破坏作用，坑道中所见的最大断距约0.15 m。

2.3 岩浆岩

矿区出露的岩体有燕山期花岗岩和闪长岩岩体，出露脉岩有闪长玢岩脉、石英脉以及花岗斑岩脉，区内金矿床的形成主要与岩浆侵入活动有关。燕山期花岗岩体分布于矿区北部，长轴为NE向，为区内金矿体形成提供热源。燕山期闪长岩体分布于矿区中部，呈带状分布，长轴也为NE向。矿区内脉岩较发育，主要有闪长玢岩脉、石英脉和花岗斑岩脉。其中NW向闪长玢岩脉沿NW向断裂带(F1断层)充填，北西端出现分枝，总体走向NW290°～305°，倾向200°～215°，倾角55°～75°，延长达 600 m，宽5～10 m，该岩脉蚀变矿化强烈，与金矿化关系密切，局部富集形成了金矿体。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

矿区内共发现了10条工业矿体，全部为隐伏矿体，其中Ⅰ-9#、Ⅰ-9-3#、Ⅰ-9-2#矿体为主要矿体(图3、图4)，也为首采矿体。矿体均赋存于太古界建平群内近EW向破碎蚀变带中，围岩主要为角闪斜长片麻岩，其次为混合花岗片麻岩，局部为斜长角闪岩，赋矿岩石为含金石英脉、含金硅化蚀变岩。Ⅰ-9#矿体位于矿区中南部，分布于23#～14#线，矿体呈脉状，总体走向275°～315°，倾向185°～225°，倾角55°～78°；矿体由钻探及坑道工程控制，控制最大延长488 m，最大延深261 m，矿体南东延伸及深部未封闭，厚度0.47～21.15 m，平均3.34 m，厚度变化系数为99.90%，属厚度较稳定型矿体；矿体Au平均品位为5.46×10-6，品位变化系数为110.56%，属品位较均匀型矿体。Ⅰ-9-3#矿体分布于7#～16#线，呈脉状，总体走向275°～315°，倾向185°～225°，倾角60°～69°；矿体由钻探及坑道工程控制，控制最大延长250 m，最大延深140 m，厚度0.93～14.52 m，平均3.79 m，厚度变化系数为110.90%，属厚度较稳定型矿体；矿体Au平均品位为6.41×10-6，品位变化系数为92.31%，属品位较均匀型矿体。Ⅰ-9-2#矿体分布于11#～8#线，呈脉状，总体走向275°～315°，倾向185°～225°，倾角58°～75°；矿体由钻探及坑道工程控制，控制最大延长180 m，延深70 m，厚度0.57～5.64 m，平均2.49 m，厚度变化系数为106.70%，属厚度较稳定型矿体；矿体Au平均品为6.00×10-6，品位变化系数为98.67%，属品位较均匀型矿体。

图3 温家地西金矿区540 m中段平面

3.2 矿石特征

3.2.1 矿物组成

矿石由单质矿物、金属矿物和脉石矿物组成。单质矿物指自然金、银金矿；金属矿物主要为黄铁矿、磁黄铁矿，次为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿[12]；脉石矿物以石英、方解石为主，次为绿泥石、绢云母。

3.2.2 矿石结构

矿石结构主要为他形晶粒状结构、压碎结构，其次为半自形粒状结构、包裹交代结构等。①他形晶粒状结构，黄铁矿、方铅矿和黄铜矿等金属矿物呈他形晶颗粒体，互相镶嵌，界线不清，晶体形态不完整，未见完整晶形；②压碎结构，成矿作用是构造长期活动下产物，表现为早期形成的黄铁矿受构造应力作用而被压碎呈不规则状，自然金充填于压碎的黄铁矿裂隙中。

图4 温家地西金矿区0#线地质剖面

3.2.3 矿石构造

矿石构造主要为块状构造、浸染状构造，次为条带状、网脉状、角砾状构造。①块状构造，黄铁矿、方铅矿、黄铜矿等呈粒状集合体紧密镶嵌，呈他形晶、颗粒较细，无规律分布；②浸染状构造，黄铁矿、磁黄铁矿等呈稠密浸染状散布于石英脉中，呈稠密状、不规则团块状和网脉状、他形粒状，颗粒较细。

矿区内围岩蚀变呈带状分布，发育于NW向断裂构造或其两侧，主要蚀变类型为硅化、绢云母化、黄铁矿化、绿泥石化、碳酸盐化以及高岭土化。其中以硅化、绢云母化和黄铁矿化与金矿化关系密切；碳酸盐化、高岭土化一般为成矿期后形成；硅化分布较广，一种呈粒状交代原岩中的长石等矿物，另一种呈脉状、细脉状和网脉状沿裂隙分布，强硅化主要沿含矿构造带分布；绢云母化蚀变强度大，在近矿围岩中分布广泛；黄铁矿化一种呈浸染状分布于含金黄铁矿硅化带及蚀变岩中，另一种呈细脉状或与方解石共生形成黄铁矿-方解石细脉，穿插于含石墨云母蚀变岩中，该类黄铁矿一般很少含金；绿泥石化分布范围广，在矿脉或围岩中普遍发育，原岩中暗色矿物多蚀变为鳞片状绿泥石，节理裂隙中尤为明显；碳酸盐化表现为方解石等呈细脉状穿插于闪长玢岩和含石墨云母蚀变岩节理裂隙中。

4 矿床成因

金成矿大致可以分为4个阶段[13]：①石英-绢云母阶段(Ⅰ)，发生于热液作用早期，以蚀变交代作用为主，发生绢云母化和硅化蚀变，形成的矿物主要为绢云母、石英和石墨，分布广，但金矿化微弱；②石英-黄铁矿阶段(Ⅱ)，成矿作用主要沿构造破碎带发育，表现为交代和充填作用，形成的矿物以石英为主，含少量黄铁矿及其他硫化物，充填作用形成的石英主要赋存于蚀变岩或构造破碎带中，金矿化不稳定，交代作用形成的石英表现为硅化蚀变岩，金矿化较好，规模大，为金矿成矿的主体；③乳白色石英阶段(Ⅲ)，主要形成石英脉，穿插于早期蚀变岩裂隙中，硫化物含量低，金矿化差；④黄铁矿-碳酸岩阶段(Ⅳ)，形成方解石、黄铁矿，为热液作用晚期的产物，金矿化差。

野外及室内研究表明，矿区金矿的形成可以分为矽卡岩期和热液期。矽卡岩的形成主要与晚侏罗世闪长岩有关，矽卡岩期形成弱金矿化，不具有工业价值。金成矿均在热液作用阶段，主要在热液作用的第Ⅰ、Ⅱ阶段成矿。晚侏罗世闪长岩早期的高温气液沿矿区NW向断裂构造破碎带以渗滤交代作用形成矽卡岩及矽卡岩化带，而后在晚期热液作用下，使绢云母片岩形成广泛的以绢云母化、硅化为主要蚀变的蚀变岩带，并伴有金矿化。该金矿床的形成与蚀变作用有密切关系，矿床围岩受热液蚀变作用强烈，蚀变岩分布广泛。按蚀变矿物种类可以分为硅化、绢云母化、黄铁矿化及晚期碳酸盐化、高岭土化，其中硅化、绢云母化和黄铁矿化与金矿化关系密切。根据矿区坑探工程资料及矿脉的空间分布形态分析，金矿脉主要是受1组与地层走向基本一致的张扭性构造破碎带和蚀变闪长岩脉控制，彼此呈斜列式分布，组成了1个NW向矿化带。矿区控矿构造特征表现为：①含金黄铁矿硅化带呈不规则团块状、透镜状，膨胀收缩变化极大；②石英脉壁参差不齐，石英脉扁豆体尖灭端多为椭圆形，延伸方向无明显构造痕迹；③矿体在平面上呈脉状形。温家地西矿床金矿物多以细—微粒自然金嵌布于脉石中，很少与金属硫化物连生，并且Au品位较低。通过S同位素研究，主要成矿阶段的δ34S值整体变化较小，矿区第Ⅰ、Ⅱ阶段黄铁矿δ34S为4.6‰～7.8‰，极差为4.2‰，表明成矿时硫的物质来源非常稳定， 应以深部(岩浆)来源为主。矿脉中石英δ18O为14.61‰～15.82‰，但氢氧同位素组成均较稳定，变化小，说明其热液来源稳定，整体均落于大气降水与岩浆水之间的过渡区，说明热液来源应以岩浆水为主，大气降水次之。岩浆作用为金矿床的形成除了提供部分物质来源、水源外，同时也是促进矿质和热液循环的重要驱动力。岩浆作用引起原始矿源层中的金发生活化、迁移，并在岩浆热液的进一步作用和大气水的参与下，发生富集沉淀，形成金矿床。矿区金矿形成温度主要为250～308 ℃，压力为2 314～3 314 MPa， 深度约1 km，pH值为316～418 5，可见矿床形成于中浅成、中等温度、酸性环境。综合上述分析，本研究认为温家地西金矿床的成因类型应属中—低温热液充填型及蚀变岩型矿床。

5 找矿前景

5.1 找矿标志

(1)金矿脉均赋存于大营子组地层中含石墨绢云母化蚀变岩、混合花岗片麻岩、角闪斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩、斜长石化蚀变岩内，岩石普遍发育硅化及黄铁矿化。

(2)大营子组地层中含石墨绢云母化蚀变岩与上部斜长角闪片麻岩呈渐变接触，接触位置局部赋存金矿体；下部与大理岩的接触部位往往存在强硅化带，带内局部赋存有金矿体。

(3)沿主断裂构造(F1)展布的NW向且呈灰黑色的蚀变闪长玢岩脉，在其上、下盘附近，往往出现石英脉及破碎带，经钻探及坑道工程揭露，该类部位往往直接产出金矿体。

(4)NW向主构造破碎蚀变带及近EW向次级构造破碎蚀变带为金矿体赋存的重要空间。

(5)硅化、黄铁矿化、绢云母化、石英脉为直接找矿标志[14]。

5.2 找矿方向

(1)矿区沿脉西部基本控制到矿体边界，矿体南东延伸及深部延深缺少工程控制，根据矿体特征及成矿规律，推测矿体向东延伸及深部增储的可能性较大(图5)。

图5 温家地西金矿区20#线地质剖面

(2)矿区主矿体受NW向断裂带控制作用明显，近期本研究在NW向构造破碎蚀变带南东段发现了局部赋存有高品位金矿体，证实该构造破碎蚀变带为金矿体赋存的重要空间，可对该构造破碎蚀变带深部进行进一步控制。

(3)矿区内已发现的矿体走向近EW—NW，倾向S—SW，呈平行展布。根据钻探及井巷工程控制情况，该区发现的金矿体发育较集中，赋存于同一富集带内，但类比国内外金矿体特征，可推断主矿体上下盘在同一标高或深部存在平行矿体。目前，矿区勘查工作主要集中在较狭小的范围内，主矿体外围需要进一步布设工程进行控制。

(4)矿区紧邻柴胡栏子金矿区，2个矿区矿体均受NW向断裂构造控制，矿体及矿化特征一致，故而可充分利用柴胡栏子矿区的勘查资料，进一步采用钻探及井巷工程验证该矿区NW向、近EW向矿体是否延伸至本矿区。

6 结 语

详细分析了内蒙古温家地西金矿区矿床地质特征、成因及找矿方向，认为矿床成因类型属于中—低温热液充填型及蚀变岩型矿床，今后有必要对矿区矿体南东及深部利用坑道及钻探工程进行进一步控制，对空白区进行“探边扫盲”工作，同时验证在主矿体上下盘存在平行矿体的可能性。