蒙古南戈成礦帶oouolgoi超大型斑巖型銅金礦床地質(zhì)特征及成因

蒙古南戈成礦帶oouolgoi超大型斑巖型銅金礦床地質(zhì)特征及成因

蒙古南戈壁銅成礦帶位于蒙古南戈壁省，距中蒙邊境約60公里。該區(qū)自加拿大公司發(fā)現(xiàn)特大斑巖型銅金礦床后,受到各國礦業(yè)界人士的重視,通過廣大地質(zhì)工作者的艱苦努力,對該成礦帶斑巖型銅礦的評價工作取得了重大進(jìn)展。該區(qū)處于華北板塊與西伯利亞板塊的匯聚俯沖碰撞帶,火山—巖漿活動頻繁,目前在該火山-巖漿帶已發(fā)現(xiàn)一個特大型銅—金礦床(OyuTolgoi礦床)。哈查瓦其斑巖型銅礦點(diǎn)的發(fā)現(xiàn),進(jìn)一步揭示出該成礦帶內(nèi)銅礦資源的巨大潛力。1南壁斑巖型銅成礦帶的形成南戈壁成礦帶位于西伯利亞板塊南部之東烏旗—二連被動陸緣火山巖漿帶,古生代蒙古弧形構(gòu)造帶東部邊緣。在古生代時,蒙古南部經(jīng)歷了島弧增生和安底斯型板塊俯沖,形成了一系列火山弧和大陸地塊。在晚古生代,盆地和山脈抬升,伴隨著產(chǎn)生了目前南戈壁規(guī)模最大的俯沖—碰撞型火山噴發(fā)和深成巖漿侵入活動。臨近中生代,南戈壁成礦帶轉(zhuǎn)入碰撞后強(qiáng)烈的陸內(nèi)匯聚造山階段,在火山—巖漿帶邊緣由于受碰撞造山帶山根的拆沉和伸展作用的影響,引起上地?；虻貧r石的局部熔融,形成一系列具堿性—偏堿性特征的淺成斑巖侵位,南戈壁斑巖型銅成礦帶的形成與該期幔源特征的淺成斑巖巖漿活動密切有關(guān)。在晚白堊世末期,該地區(qū)持續(xù)干燥,形成了現(xiàn)在的中亞盆地特征。南戈壁火山—巖漿帶呈NE向展布,目前在該帶上發(fā)現(xiàn)了一個特大型的斑巖銅金礦床和一個具有勘查前景的哈查瓦其斑巖型銅礦點(diǎn)。前者目前已到勘探開發(fā)階段,目前是亞洲最大的勘探開發(fā)基地;后者正進(jìn)行普查工作,目前已進(jìn)入深部鉆探階段,初鉆發(fā)現(xiàn)深部連續(xù)礦化大于300m,具有巨大的勘查前景(圖1)。2南丘陵化點(diǎn)為南、亞馬特、蘇德特化點(diǎn)、亞馬特化點(diǎn)、蘇德特礦化點(diǎn)1988年阿·高特布蘇等人在南戈壁地區(qū)進(jìn)行1∶20萬地質(zhì)填圖時,發(fā)現(xiàn)了3處銅礦化點(diǎn)及兩處金礦化點(diǎn),分別為奧由特勒蓋銅礦化點(diǎn)、哈查瓦其銅礦化點(diǎn)、亞馬特銅礦化點(diǎn)、阿拉嘎陶勒蓋金礦化點(diǎn)、蘇德里特金礦化點(diǎn)。這些礦化點(diǎn)都處于南戈壁火山—巖漿帶內(nèi),呈NEE向展布。此后該區(qū)又開展了一些物化探工作,確定了該區(qū)的成礦前景,但由于各種原因未進(jìn)行更詳細(xì)的地質(zhì)勘查工作。隨著近年來礦產(chǎn)資源投資開發(fā)熱,國外礦業(yè)公司進(jìn)入蒙古,特別是加拿大公司在奧由特陶勒蓋發(fā)現(xiàn)特大型斑巖型銅金礦床后,該成礦帶已成為各國礦業(yè)公司在亞洲尋找斑巖型銅礦床的首選地帶之一。2.1斑巖體微觀斷裂強(qiáng)度蒙古南戈壁成礦帶中的賦礦巖性主要為中酸性花崗質(zhì)斑巖體,其次為有斑巖體侵位的安山—玄武巖。斑巖體呈淺成或超淺成相侵入于晚泥盆紀(jì)—早石炭紀(jì)中基性火山巖或火山碎屑巖中,呈小巖株產(chǎn)出,侵位年齡為400Ma左右。受NEE向、NW向、近EW向幾組次級斷裂交匯部位控制。主要巖石類型為:石英二長斑巖和黑云母花崗閃長斑巖,銅礦礦化年齡同斑巖體侵位時代基本一致。2.2堿土金屬n,pe巖石地球化學(xué)特征上,南戈壁斑巖銅礦帶的含礦巖體均屬鉀—高鉀堿性系列,Na2O/K2O在0.97~2.76之間浮動,堿性強(qiáng)勢具有Na的特征,有色金屬變富(B=12.12~14.78),а=13.99~15.19鋁堿性物質(zhì)飽和,SiO2含量(56.54%~67.28%)比較高,總含堿量高(Na2O+K2O=7.07~8.27),按照德里平均法屬于花崗閃長巖、含石英閃長巖類。火山巖Na2O+K2O及SiO2圖解上可見均為安山巖類巖石,按拉.德里平均法屬于堿化、基性特征。δ34S變化范圍極小,介于-1.89~0.89之間,具幔源硫的組成特征,顯示出上地?；驓め；旌显磪^(qū)的局部熔融特征。2.3蝕變分帶規(guī)律含礦斑巖體內(nèi)部及圍巖蝕變強(qiáng)烈,主要表現(xiàn)為巖體“中心式”的面型蝕變特征。該成礦帶上已發(fā)現(xiàn)的兩個斑巖型銅礦田,其蝕變分帶不相同,但總體規(guī)律自內(nèi)向外礦化蝕變?yōu)?石英—鉀長石化(Mo、Cu、Au)—石英—絹云母化(Cu、Mo)—伊利石—水白云母化或青磐巖化(Pb、Zn、Ag、Au)。銅礦化主要產(chǎn)于斑巖體內(nèi)部的鉀硅化帶及巖體與圍巖的接觸帶附近的石英—絹云母化帶中,銅礦化較均勻,礦化強(qiáng)度與巖體蝕變強(qiáng)度呈正相關(guān)關(guān)系。2.4斑巖型銅礦田斑巖型銅礦的成礦地質(zhì)特征決定了礦床形成于淺部,所以,很多斑巖型銅礦上部發(fā)生了表生氧化和次生富集作用。該成礦帶中的兩個斑巖型銅礦田,其表生礦化作用發(fā)育,是找礦的直接標(biāo)志。奧由特陶勒蓋銅礦地表發(fā)現(xiàn)寬20~50m,長500m的孔雀石化蝕變帶;哈查瓦其銅礦地表孔雀石化特別發(fā)育,呈面狀分布,面積約3~4km2。3標(biāo)準(zhǔn)斑巖銅礦床的地質(zhì)特征3.1礦床成礦環(huán)境OyuTolgoi特大型斑巖銅金礦位于蒙古南戈壁省汗博格達(dá)蘇木的汗博格達(dá)山(海拔高度1351m)西南265°方位15km的奧由特陶勒蓋。礦區(qū)出露地層主要以志留紀(jì)、泥盆紀(jì)的層狀安山巖和玄武巖、流紋巖為主,并有細(xì)至粗粒陸源火山碎屑沉積夾層。其次在該套地層上方疊加覆蓋著一薄層近于水平的白堊紀(jì)粘土及富含粘土的砂礫層。侵入巖主要為石英二長斑巖、長石角閃石斑巖和石英長石斑巖巖株和巖脈。礦區(qū)大量發(fā)育正長花崗巖及流紋巖和安山巖的復(fù)合巖脈。OyuTolgoi大型斑巖銅金礦床分4個礦區(qū)(圖2):西南部區(qū)、南部區(qū)、中部區(qū)及遠(yuǎn)北區(qū)。西南部區(qū)礦體呈筒狀,含高品位銅金礦化,近地表直徑約250m,垂深超過700m。礦體主要產(chǎn)于石英二長閃長斑巖及圍巖塊狀、斑狀含輝石玄武巖接觸帶中。礦化蝕變由中心向外見強(qiáng)烈硅化和黑云母化帶、弱簾石化帶,缺失石英—絹云母化帶。斑巖系統(tǒng)含硫低(<5%),礦化主要與黃銅礦發(fā)育有關(guān),含少量斑銅礦。以存在中強(qiáng)度熱液磁鐵礦和石膏—硬石膏為特征。IvanhoeMines公司于2002年3月發(fā)布的關(guān)于西南部區(qū)的初步資源評價報告中推測礦石量58800×104t,平均品位Au0.53×10-6,Cu0.41%。西部區(qū)礦化發(fā)育于玄武質(zhì)火山巖中,玄武質(zhì)火山巖中發(fā)育成礦期及成礦后絹云母化石英二長閃長巖脈。地表存在氧化帶,范圍為1100m×400m,最深延伸60m。氧化帶下原生銅礦化主要為黃銅礦和斑銅礦。該區(qū)巖石蝕變由中心向外見強(qiáng)烈硅化、黑云母化帶、綠泥石—絹云母化帶。后者蝕變范圍大。大致估計南部區(qū)礦石量3000×104t,銅品位0.7%。中部區(qū)是該礦床的最大礦區(qū),礦化主要發(fā)育于中等泥質(zhì)蝕變或綠泥石化蝕變玄武質(zhì)火山巖中,火山巖中存在大量的晚期至后期含礦石英二長閃長巖巖株。主要容礦巖為英安巖類凝灰?guī)r和石英二長閃長斑巖。礦化主要為銅藍(lán),還有少量斑銅礦、硫砷銅礦和原生輝銅礦。高品位礦物與石英網(wǎng)狀脈相伴生,網(wǎng)狀礦脈中金(單位:×10-6)銅(單位:%)比率為2∶1,外圍低品位礦物的金、銅比率不到1∶1,赤鐵礦、黃鐵礦、磷銅鐵礦、斑銅礦、磁鐵礦和金礦以斷口填充物的形式分布在礦區(qū)內(nèi)。目前推測估計銅礦石量約7500×104t,銅品位平均為0.75%,金品位約0.5×10-6。遠(yuǎn)北區(qū)高品位銅礦位于向東傾斜的石英類二長閃長巖脈中或大型石英類二長閃長斑巖體內(nèi)部,并延伸到相鄰的玄武巖內(nèi)。另外,在北部金礦區(qū)的石英類二長閃長巖下部和致密礦脈區(qū)出現(xiàn)了中品位到高品位的銅、金礦體,金(×10-6)銅(%)礦比率高(0.5∶1)。北礦區(qū)的特征是:具有銅、金斑巖,相關(guān)蝕變區(qū)與南礦區(qū)相似。蝕變區(qū)包括黑云母—鉀長石化(鉀硅酸鹽化);磁鐵礦化、綠泥石—白云母化、伊利石、鈉長石、綠泥石—伊利石—赤鐵礦—高嶺石化(中部泥質(zhì)蝕變);石英—明礬石—葉蠟石—高嶺石—水鋁石—氯黃晶—黃晶—地開石(晚期粘土蝕變);絹云母/白云母蝕變帶。礦石礦物為黃銅礦和斑銅礦,其次為硫砷銅礦、銅藍(lán)和輝銅礦。礦區(qū)硫化物黃鐵礦少見或不見。礦石結(jié)構(gòu)為半自形—它形粒狀結(jié)構(gòu),浸染狀、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造。高梯度的極化物異常范圍為600m×200m,沿NE70°方向延伸。該礦區(qū)目前在勘探階段,已成為OyuTolgoi礦最有遠(yuǎn)景的礦區(qū)。3.2蝕變礦物特征哈查瓦其斑巖型銅礦點(diǎn)位于南戈壁省巴音敖包縣南約30km處的哈查瓦其井附近,OyuTolgoi礦床西南約40km。礦區(qū)主要地層為上泥盆統(tǒng)的一套中基性火山巖,巖性為安山巖、英安巖、安山玄武巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r、英安質(zhì)凝灰?guī)r等。在早—中石炭世,受淺成、超淺成類花崗巖體的侵位,火山巖地層分裂成碎塊,多數(shù)以殘留體頂帽形式分布。巖漿侵位受NE向區(qū)域構(gòu)造控制,該組構(gòu)造為該區(qū)導(dǎo)巖導(dǎo)礦構(gòu)造(圖3)。礦區(qū)地表礦化強(qiáng)烈,以孔雀石化、褐鐵礦化及少量銅藍(lán)、黃銅礦化為主,礦化面積約4km2,銅品位為0.05%~2.5%。礦化主要見于花崗閃長巖體內(nèi)部的閃長斑巖體中及斑巖體與安山巖接觸帶中。含礦、賦礦巖性以斑巖體為主,礦化受NE向次級構(gòu)造及巖石裂隙控制。巖石蝕變強(qiáng)烈,從斑巖系統(tǒng)中心向外過渡,為兩期疊加,即早期的鉀硅化—青磐巖化,被晚期的石英絹云母化—青磐巖化疊加,形成由斑巖體向圍巖方向的蝕變分帶模式,鉀硅化—石英絹云母化—青磐巖化。礦化主要發(fā)育在鉀硅化帶中、及綠簾石化帶中,礦區(qū)石英絹云母化帶弱。巖體的外接觸帶見青磐巖化,礦化不發(fā)育。物探激發(fā)極化率異常面積大,AB=2000m的極化率呈NE向分布,異常特征為低阻高極化,最好的異常與鉀硅化帶相吻合。2007年在1號異常區(qū)邊部布置鉆孔對異常進(jìn)行驗(yàn)證,控制深度483m,連續(xù)礦化垂深大于300m。銅品位為0.05%~0.65%,平均品位為0.40%。礦石礦物地表主要為孔雀石、銅藍(lán),深部為黃銅礦、斑銅礦、輝鉬礦等,氧化層厚度為5m左右。斑巖體中礦石礦物以浸染狀、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造為主。巖體中石英二長斑巖、流紋斑巖脈發(fā)育。該礦床主要賦礦控礦巖性與閃長斑巖體關(guān)系密切,成礦期與巖體侵位時期基本相同(于OyuTolca礦床對比所得),成礦物質(zhì)主要與分熔巖漿一起來自下地殼或上地幔,少部分可來自上地殼或地表巖層。參與蝕變和成礦的熱液是一些含礦巖漿水和大氣水的富含銅和鹽類礦物的混合熱液,通常具有早期正巖漿和晚期對流的蝕變礦化特征。上侵斑巖冷卻而導(dǎo)致斑巖和圍巖廣泛發(fā)育的多期破裂裂隙控制著蝕變和礦化,裂隙密度與蝕變礦化呈正相關(guān)。該礦床目前僅在普查階段,但通過地表礦化面積及深部鉆探,預(yù)測該礦床資源前景可達(dá)大型斑巖型銅礦床。3.3礦化對成巖作用該礦化點(diǎn)位于南戈壁省巴音敖包縣與汗博格達(dá)縣的交界亞馬特山脈北1.7km處。1988~1991年由阿.高特布蘇倫等進(jìn)行1∶20萬地質(zhì)填圖時發(fā)現(xiàn)了該礦化點(diǎn),以后在該區(qū)沒有進(jìn)一步投入其它工作。礦化與泥盆紀(jì)火山—巖漿活動關(guān)系密切,出露地層為中—下泥盆統(tǒng)的中基性火山巖,在晚泥盆紀(jì)花崗閃長巖體侵位。礦化主要發(fā)育在花崗閃長巖體的裂隙及安山巖斷裂破碎帶中,巖石蝕變強(qiáng)烈,見硅化、綠簾石化、褐鐵礦化等。強(qiáng)硅化的巖石裂隙中見孔雀石化涂層,小礦脈等礦化現(xiàn)象。在1∶5萬地質(zhì)填圖時,隨機(jī)取樣分析見Cu含量為0.07%~0.30%,Au0.007~0.5×10-6。該礦化點(diǎn)處于南戈壁銅成礦帶中段,礦化蝕變特征及賦礦容礦巖性同前兩個礦床相似,值得進(jìn)一步工作。4蒙古南壁亞地區(qū)蒙古南戈壁銅成礦帶目前受到世界礦業(yè)公司的重視,有數(shù)家礦業(yè)公司已投入了大量的人力、物力及財力對該成礦帶進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘探,隨著地質(zhì)勘查工作的深入,該成礦帶的資源潛力將日趨明朗。該成礦帶將會成為亞洲最有潛力的尋找斑巖型銅多金屬礦的有利靶區(qū)。(1)蒙古南戈壁成礦帶處于華北板塊與西伯利亞板塊的碰撞地帶,在晚古生代該帶在長期的島弧和陸緣弧演化中,發(fā)育了大規(guī)模的活動大陸邊緣火山和花崗質(zhì)巖漿侵入活動。臨近中生代,戈壁—阿爾泰左旋構(gòu)造作用下,該區(qū)地殼發(fā)生拉伸運(yùn)動,又疊加了大規(guī)模的幔源巖漿活動,使區(qū)內(nèi)成為尋找斑巖型銅礦最理想的地區(qū)。(2)目前在該成礦帶上已發(fā)現(xiàn)一個特大型的斑巖銅金礦床和一個具斑巖型銅礦勘查前景的銅礦點(diǎn)及一個銅礦化點(diǎn)、兩個金礦化點(diǎn),后3個(金)銅礦化點(diǎn)賦礦巖性亦為中酸性斑巖體,礦化及蝕變特征與前兩個礦床基本相同,位于成礦帶的中部及西南部,但