白云鄂博地区区域地质和白云鄂博矿区基本地质特征
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发布时间：2022-04-26 17:12
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时间：2023-10-16 10:41
一、区域地质
白云鄂博矿床位于华北克拉通的北缘，矿区位于白云鄂博群内部，北邻海西褶皱带，南接中元古代渣尔泰群褶皱带，其大地构造性质的确定尚取决于白云鄂博群时代的确定。
关于白云鄂博群的时代主要有中元古代和震旦纪—奥陶纪两种认识。前者主要依据同位素地质年代学证据（张宗清等，1991,1994,1996；范宏瑞等，2006；刘玉龙等，2005,2006）；后者主要依据微古植物和小壳化石等古生物化石（孙淑芬等，1992；张鹏远等，1993；谭励可等，2000）。
乔秀夫等（1997）依据腮林忽洞群中发现的三叶虫碎片和微古植物化石，认为腮林忽洞群是寒武纪—奥陶纪，而根据层序对比认为腮林忽洞群相当于白云鄂博群的下部，因而白云鄂博群也应是早古生代（图1-1）。
值得指出的是，有人认为白云鄂博群形成于裂谷环境（王辑等，1987），其依据是白云鄂博矿床赋矿白云岩为火山作用产物的认识（白鸽等，1983,1996；袁忠信等，1991,1995）。事实上，白云鄂博群的最下部（H1）为河流相沉积的含砾砂岩和砂岩，向上过渡为滨海相砂岩、页岩夹灰岩，局部为厚层灰岩（H8），为典型的*边缘沉积。除了有争议的赋矿白云岩及其上覆的板岩外，张鹏远等（1993）在比鲁特组（H10）和呼吉尔图组（H13～H15）见火山喷发物，但无详细描述；王一先等（2002）指出白云鄂博群中有非造山岩浆岩，包括响岩、粗面岩、歪长粗面岩、英安岩、流纹岩和中长玄武岩，但未见剖面图，在其所附的地质图中也只见采样点，而并无具体的火山岩层位。笔者在宽沟南、北的地层剖面观察中，未见明显的火山岩层。所以，裂谷的证据并不充分。
图1-1 白云鄂博及邻区区域地质简图
二、矿田地质
为了充分反映白云鄂博矿床的地质特征，本书的白云鄂博矿田是指白云鄂博矿床赋矿白云岩分布区及宽沟以北的相应地区（图1-2）。
1.地层
白云鄂博矿区主要出露白云鄂博群，北侧为海西褶皱带的石炭系，东南隅为海西期花岗岩，南侧为第四系或新近系覆盖。
2.构造
矿区最重要的构造应当是宽沟断裂，同时它也是复背斜的轴部，沿宽沟断裂出露元古宙片岩、片麻岩。在宽沟断裂以南，从东矿至西矿这一段，H1～
构成紧闭向斜。在宽沟以北，构造较为简单，地层均向北倾斜，由南向北由老变新，地层连续性很好，未见明显构造岩片或推覆构造。
图1-2 白云鄂博矿田地质图（据张鹏远等，1993）
Q—第四系；N2—上新统；C3b—上石炭统，宝力格庙组上段；C2b—中石炭统，宝力格庙组下段；白云鄂博群：H15、H14、H13—呼吉尔图组；H12、H11—白音宝拉格组（H13、H12和H11在图幅内缺失）；H10、H9—比鲁特组；H8、H7、H6—哈拉霍疙特组；H5—尖山组上段（宽沟以北为砂岩、板岩夹灰岩）；宽沟以南为：
—上部，富钾板岩；
—中部，块状白云岩，夹板岩；
—下部，板岩；H4—尖山组下段；H3、H2、H1—都拉哈拉组；Pt3—新元古界；
—海西晚期花岗岩；
—海西中期花岗岩；
—海西中期花岗闪长岩；γ4—海西期花岗岩；δ—时代不明闪长岩；Σ3—加里东期超基性岩；q—石英脉；cbv—碳酸盐脉（wu-dyke），具霓长岩化，即在砂岩中形成霓石-钠闪石-钠长石化
3.岩浆岩
在矿区的东南部，大面积出露海西期花岗岩，它与赋矿白云岩呈侵入接触。在矿区西北部的查干楚鲁有加里东期超基性岩体，前人曾作详细勘查，挖有大量探槽，现在地表已强烈风化。在1:20万地质图等许多文献上均称之为比鲁特超基性岩体，而在张鹏远等（1993）的地质图上，在比鲁特附近还画有一个超基性岩体，但本项目组在野外详细调查中，未能找到。矿区还有大量海西期辉长岩和辉绿岩脉。
在宽沟背斜轴部的变质岩、宽沟北翼尖山东南H：砂岩和南翼H2～H4砂岩中还有多条碳酸盐脉，两侧围岩强烈地霓长岩化，碳酸盐脉的宽度几厘米至几十厘米，少数1～2m，可追索长几米至几十米。它们普遍伴有稀土元素矿化。
然而，在赋矿白云岩层上、下的一些所谓岩墙或岩枝，经笔者等野外观察，却是断层形成的“马石”，它们的一个显著特点是两侧没有霓长岩化等蚀变，也没有冷凝边等侵入结构。
前人一般均将上述碳酸盐脉或断层带中的马石称为“碳酸岩墙”，其地球化学组成与赋矿白云岩是十分相似的（杨晓勇等，2000;Yang Xueming et al.，2004；倪培等，2003；范宏瑞等，2006），这表明这些“碳酸岩墙”与赋矿白云岩具有相同的物质来源，但能否作为赋矿白云岩为碳酸岩浆成因的证据是值得商榷的。章雨旭等（1998b）、高计元等（1999）均认为这种脉状体仅产于赋矿白云岩之下，是热水流体的通道相产物。故应称为碳酸盐脉。
三、矿床主要特征
白云鄂博矿床是一个多元素共、伴生综合性矿床，其中Nb和稀土元素为特大型，储量均居世界首位；铁为目前主要开采对象，大型；伴生萤石总储量仅次于湖南柿竹园，列中国第二；伴生磷和富钾板岩均可综合利用。
铌和稀土在宽沟南翼的白云岩中呈面状全岩矿化，在上覆板岩中亦有富集。在白云岩分布范围的更东面，尚有三个铌矿体，呈脉状产于H4砂岩中。
铁矿主要有主矿、东矿两大矿体群，西矿有若干矿体，它们均位于白云岩中。萤石和磷灰石为伴随铁和稀土矿化的产物。富钾板岩为上覆于白云岩之上的板岩，K2O的含量可达15%。
铌矿物主要为铌铁矿、铌金红石、易解石、烧绿石、褐铈铌矿等；稀土矿物主要有独居石、氟碳铈矿、氟碳钙铈矿、黄河矿等；铁矿物主要为磁铁矿、赤铁矿和菱铁矿。磷主要为磷灰石。非金属矿物主要有白云石、方解石、霓石、钠闪石、钠长石、萤石、磷灰石、黑云母和重晶石等。
铌和稀土为浸染状矿化；铁矿石主要有块状和条带状构造，后者是由磁铁矿、白云石、萤石、霓石、钠闪石、钠长石、磷灰石等相间排列而构成。这种条带状构造的矿石含铁较低，往往萤石含量较高，更有前途的是将其开发为工艺品原料。
2001年夏，陈江峰、郑永飞、杨学明、章雨旭、邱小平、陈辉、倪培、周建波、刘玉龙等一起对白云鄂博矿区进行了野外调查，周建波等（2002）报道说，通过激烈的争论和热烈的讨论，对下列关键现象和认识达成了共识：①主、东铁矿体外围不仅产有数十条碳酸岩墙（脉），而且分布有大面积稀土和铌矿化白云岩；②矿区外围南东25km处的黑脑包地区存在未矿化的大面积块状灰岩，可与北京西山微晶丘灰岩对比；③矿石具有条带状构造，指示成矿过程中存在热液作用；④在矿区内赋矿白云岩与上覆板岩之间存在强烈的碱质蚀变（霓长岩化）；⑤在赋矿白云岩中存在碳酸岩墙（脉）；⑥白云鄂博群下伏地层的变质程度不高，仅有低绿片岩相，可见变质砂岩与变质细砂岩成分的层理；⑦在比鲁特超基性岩体附近存在构造混杂岩，与板块俯冲有关；⑧主矿和东矿均存在赤铁矿型矿石，且赤铁矿型矿石位于磁铁矿型矿石的下盘；⑨白云岩与上覆板岩间为渐变过渡关系，在白云岩内部有多层板岩夹层；⑩在主矿北西约3km处，可见砂岩（H4）—砂岩—板岩—中薄层白云岩互层以及与块状白云岩的过渡接触关系；（11）在与⑩同一地点，可见碳酸岩墙侵入于砂岩（H4）中；（12）在东矿以东的露头上，可见多处铁矿化砾块位于白云岩中；（13）海西期花岗岩与白云岩为侵入接触（海西花岗岩晚于白云岩），但其接触界面有多处是很截然的；（14）东矿以东的1～3号铌矿体均位于H4砂岩与海西期花岗岩之间；（15）在白云鄂博群之上最老的地层为石炭系中酸性火山岩；（16）在达茂旗附近的白云鄂博群灰岩中见到震动液化脉，表明白云鄂博群沉积时本区可能有地震活动；（17）在东矿以东，1号铌矿体北西的H4砂岩中见到霓石-钠闪石-钠长石组成的脉，它切穿砂岩层理，显然是热液成因；（18）Fe矿化与REE-Nb矿化可能不是同时期、同成因的，即Fe矿化与中元古代的沉积作用有关，而REE-Nb矿化则与早古生代的地幔热液交代作用有关，但Fe矿石及其围岩受到早古生代地幔热液的强烈改造。
这其中许多确实是当时的共识，也是白云鄂博矿床的基本地质特征，但有少数肯定并未得到所有人的认可，有些可能当时记录有误（如1～3号铌矿体事实上与海西期花岗岩是有点距离的，主要是呈脉状产在下伏的砂岩中，与花岗岩并无关系，仍是与赋矿白云岩及碳酸盐脉等同一地质作用的产物）；有些表述在今天看来尚需修正。
