金属矿床时空分布特点
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发布时间：2022-04-28 16:57
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时间：2022-06-19 20:24
一、概述
二连浩特－东乌珠穆沁旗—带及邻区不仅是华北陆块与西伯利亚板块及其边缘造山带共存的地区，同时，也是一个以铜、铁和金为主，兼具钨、锡、镍、铅－锌－银、镍和铋的多金属成矿带。区内各类金属矿床（点）的成矿作用与古板块边缘构造－岩浆活动具有密切成因联系。伴随着华北陆块北缘与西伯利亚板块南缘以及两大古板块之间前寒武纪中间地块和古生代构造地层单元所发生的构造－岩浆活动事件，依次出现与之相对应的金属矿床（点），进而构成具有本地区地质特点的成矿作用演化历史。需要指出的是，与全球范围内其它重要成矿区（带）一样，随着地壳演化过程由老到新的推移，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区金属矿床同样呈现出下述两个变化特点：其一，在空间分布上，呈有序排列；其二，在数量上，呈现出持续增长趋势。有鉴于此，部分学者将某一个特定区域内金属成矿作用演化过程与生物进化史相提并论，并且通过研究金属矿石所记载的地质和地球化学信息来反推地壳的演化历史（聂凤军等，2004c,2002b,1993;H utchinson,1981）。另外，系统的地质对比研究结果表明，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区各主要金属矿床（点）无论是在产出环境和区域分布规律方面，还是在地质和地球化学特征上均可与南蒙古构造－岩浆岩带内的同类金属矿床（点）相对比，它们共同构成了独具特色的中蒙边境多金属成矿带。这些金属矿床（点）所具有的地质与地球化学特征与其所处的区域地质环境和元素地球化学背景有关，是本地区地壳不同演化阶段构造－岩浆活动的产物。
二、金属矿床（点）空间分布特点
从金属矿床（点）的空间分布特点看，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区可以划分为5个Ⅳ级成矿区（带），它们分别是：①阿拉盖乌拉－楚鲁－温都尔努家铜和金成矿带；②努和适－白音宝力道－查干淖尔铁、金和铜成矿带；③巴苏格德日图－奥尤特－小坝梁铜和铬成矿带；④沙麦－吉林宝力格－朝不楞铁、铜、钨和铅－锌－银成矿带；⑤毛登－格根庙－伊和哈丹铜、锡、铜和金－银成矿带。各成矿带基本地质特征简述如下。
（一）阿拉盖乌拉－楚鲁－温都尔努家铜和金成矿带（A）
该成矿带位于二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区Ⅲ级成矿带的西北部，西部和北部的边界为中蒙边境线，南部和东部边界分别为查干敖包－东乌珠穆沁旗深断裂和阿巴嘎深大断裂，整个成矿带长239km，宽为64～142km，分布面积为26000km2。成矿带范围内铜、钴－镍和金矿床（点）星罗棋布，并且具有成群（或片）分布之特点。迄今为止，已先后在该成矿带内发现和圈定各类铜、钴－镍、金、锰和铌－钽－铀－钍矿床（点）35处，其中代表性钴－镍矿床有哈拉图庙；铜矿点为阿拉盖乌拉、准苏吉花敖包、楚鲁和乌兰呼都格；铌－钽－铀－钍矿点为查干陶勒盖；金矿点为温都尔努家和榆树沟；锰矿点为萨势包尔。从空间分布上看，除哈拉图庙钴－镍矿床出现在海西期超镁铁质杂岩体内外，其余金属矿床（点）大多在海西期花岗岩类侵入岩内部或者沿岩体与围岩接触带分布，暗示了中酸性岩浆活动与金属成矿作用的密切成因联系。
（二）努和适－白音宝力道－查干淖尔铁、金和铜成矿带（B）
该成矿带位于二连浩特－东乌珠穆沁旗西南部，西部边界到二连浩特－苏尼特右旗（赛汉塔拉）一线，东部以阿巴嘎断裂为界，北界为二连浩特－贺根山深大断裂带，南部边界到苏尼特右旗（赛汉塔拉）－锡林浩特－西乌珠穆沁旗（巴音乌拉）一线。整个成矿带长295km，宽为110～178km，分布面积为42480km2（图1-4-1）。成矿带范围内，铁、金和铜矿床（点）星罗棋布，同样具有呈群、片和条带状产出之特点。迄今为止，人们先后在该成矿带内发现和圈定各种类型铁、金、铜、钨和铀矿床（点）45处，其中代表性铁矿床（点）有红格尔、二道井、哈尔哈达、白音敖包和包日汗喇嘛庙；金矿床（点）有白音宝力道、塔海、乌兰呼都尔、楚鲁饶图和陶高勒；铜矿点为查干淖尔西、沟呼都格和特格勒敖拉；铀矿点为苏崩；钨矿点为宝格达乌拉。从空间分布上看，除了少数几处铜和金矿床（点）在海西期蛇绿混杂岩块体内产出外，大多数铁矿床（点）的容矿围岩为新元古界温都尔庙群绿泥斜长片岩。相比之下，大部分铜、金、钨和铀矿床（点）在海西期花岗岩类侵入岩体内部及其与围岩接触带上产出，反映了海西期中酸性岩浆活动与铜、金、钨和铀成矿作用的密切成因联系。
（三）巴苏格德日图－奥尤特－小坝梁铜和铬成矿带（C）
该成矿带位于二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区Ⅲ级成矿带的中北部，其东部和西部边界分别为乌力亚斯台－沙麦北西向挤压破碎带和阿巴嘎北西向大断裂，北界为中蒙边境、南界是二连浩特－贺根山深大断裂。整个成矿带东西长180km，南北宽80～120km，分布面积为18000km（2图1-4-1）。成矿带范围内铜和铬矿床（点）星罗棋布，并且具有呈群、呈片或呈串状出之特点。迄今为止，人们先后在该成矿带范围内发现和圈定出各种类型铜和铬矿床（点）32处，其中代表性铜矿床（点）有奥尤特、海拉斯、巴苏格德日图、小坝梁、图拉格、扎准哈德、温都敖包和小石顶山；铬铁矿床（点）有贺根山723、贺根敖拉3756、朝克乌拉620、朝克乌拉820、朝克乌拉40679、朝克乌拉1202、基东和贺根山41。需要提及的是，小坝梁铜－金矿床、奥尤特铜矿床和贺根敖拉3756铬矿床均是称著于全国的典型金属矿床，其成矿理论研究和找矿勘查工作为国内矿床地质学家所关注。从空间分布上看，除小坝梁铜－金矿床在镁铁质－超镁铁质岩体内产出外，其余铜矿床（点）均分布在该成矿带的北部，并且与海西期钙－碱性花岗岩类侵入岩具密切时空分布关系。相比之下，铬矿床（点）主要分布在该成矿带的南部，在蛇绿混杂岩块体内部及其与围岩接触带附近产出，暗示了镁铁质岩浆活动与铬的成矿作用具密切成因联系。
（四）沙麦－吉林宝力格－朝不楞铁、铜、钨和铅－锌－银成矿带
该成矿带位于二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区Ⅲ级成矿带的东北部，其南和北部的边界分别为二连浩特－贺根山深大断裂和中蒙边境，西侧以乌力亚斯台－沙麦挤压破碎带断裂为界，东到工作区的边界。整个成矿带东西长280km，南北宽60～135km，分布面积为32000km（2图1-4-1）。成矿带范围内各种类型铁多金属、铜、钨、铅－锌和银矿床（点）星罗棋布，并且具有呈群、呈片或呈带状产出之特点。迄今为止，人们先后在该成矿带内发现和圈定各种类型金属矿床（点）39处，其中代表性铁多金属（锌－铅－铜－铋）矿床（点）有朝不楞和查干敖包；钨矿床（点）为沙麦和扎鲁特；铜－铅－锌矿床（点）有敖包特浩米，乌兰陶勒盖、贺格斯乌拉、扎兰陶勒盖、额尔登陶勒盖和塔尔区格吐；铅－锌矿床（点）有查干陶勒盖、麦狠温都尔和阿尔哈达；银矿床（点）为吉林宝力格、乌里塔里腊、格尔楚鲁、伊和敖勒和冈干特。
（五）毛登－格根庙－伊和哈丹铜－锡、铜和金－银成矿带
该成矿带地处二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区Ⅲ级成矿带的东南部，西部和北部分别以阿巴嘎和二连浩特－贺根山深大断裂为界，南部和东部分别是整个工作区的边界线。整个成矿带东西长435km，南北宽90～110km，分布面积为43500km2（图1-4-1）。同前述4处金属成矿带相比，尽管毛登－格根庙－伊和哈丹铜－锡、铜和金－银成矿带范围内金属矿床（点）数量明显减少，但是单个矿床的产出规模明显增大。迄今为止，人们先后在该成矿带范围内发现和圈定各类金属矿床（点）18处，其中代表性铜－锡矿床（点）有毛登；铜矿床（点）有南北宾道格、小石顶山和伊和哈丹道包格；镍和铂族元素（PG E）矿床（点）有乌斯尼黑和珠尔很沟；金－银矿床（点）有锡林浩特、白音诺尔、乌兰呼都尔和太基敖包。需要指出的是，大多数金－银矿床（点）均在该成矿带南侧前寒武系变质岩中间地块内产出，与海西期花岗岩类侵入岩体具有密切的空间分布关系。相比之下，镍和铂族元素（PG E）矿床（点）大多在镁铁质－超镁铁质岩体内产出。与上述2类金属矿床（点）相比，铜－锡矿床（点）主要沿二叠系下统格根敖包组（又称大石寨组）火山－沉积岩和侏罗系哈尔乌拉－毛登敖包组中酸性火山岩与阿鲁包格山花岗岩类侵入岩接触带呈脉状、透镜状和团块状分布；单一的铜矿床（点）则主要沿海西期花岗岩体蚀变－构造破碎带呈细网脉带、脉群和浸染状团块分布，暗示了中酸性岩浆活动与铜－锡和铜成矿作用的密切成因联系。
三、金属矿床时间分布规律
查明金属矿床（点）在地壳演化历史中的时间分布规律，特别是确定金属矿床（点）形成的高峰时间段，对于阐明区域金属矿床（点）的成矿机理和指导隐伏金属矿床（点）的找矿勘查评价均具有重要意义。需要提及的是，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区的地壳经历过漫长而复杂的地质演化历史，金属成矿作用与不同地质时期内的构造－岩浆活动具有密切的成因联系。同其他地质事件一样，金属成矿作用的发生和演化同样具有多期性、继承性和方向性的特点。尽管受多期次构造变动影响，无论是在古*边缘，还是在前寒武纪中间地块和古生代造山带内均很难找到从中元古代至中生代连续出露的和比较完整的构造－地质单元以及与之相对应的金属矿床（点），但是两次规模较大的金属成矿作用“爆发期”还是比较明显的，即海西中－晚期和印支期。工作区范围内代表性金属矿床的成矿作用大多与上述地质时期构造－岩浆活动具有密切成因联系（表10-4-1）。
就二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区金属成矿作用来讲，尽管前寒武纪和早古生代金属矿床（点）数量不多，类型较少和分布范围有限，但是工作区中西部一带新元古界温都尔庙群绿片岩中的铁矿床（点）以产出规模较大、品位相对较低和杂质含量较高为特点，部分学者将其称之为“温都尔庙式”铁矿床（内蒙古自治区地质矿产志编撰委员会，1999；锡林郭勒盟土地矿产资源管理局，1999;Nie和Bjφrlykke,1994）。代表性铁矿床（点）有白音敖包、洪格尔和乌兰敖包。考虑到前人曾对这些铁矿床（点）进行过较系统的野外地质调查和较详细的室内研究工作，并且出版有众多论著，这里不再对它们的产出环境和地质特征进行描述，感兴趣的读者可参阅聂凤军等（1993）,N ie和Bjφrlykke（1994），内蒙古自治区地质矿产局（1995）、锡林郭勒盟土地矿产资源管理局（1999）和徐备等（1994）的文献。除了铁矿床（点）外，前寒武纪到早古生代时期，古板块构造作用所诱发的中酸性岩浆活动可在古*边缘形成斑岩铜－钼矿床和热液脉型金矿床（点），如工作区西南角白音朝克图一带产出的白乃庙铜－钼－金矿床、谷那乌苏铜矿床、白乃庙金矿床和古希达瓦金矿床。另外，强烈的构造－岩浆活动也可在一些构造有利部位形成铜、铅－锌－银和金的“矿胚”或“矿源层”，为后期金属矿床（点）的形成奠定了良好的物质基础。
晚古生代时期，特别是晚泥盆世到晚石炭世期间，在华北陆块与西伯利亚板块之间分布有一系列不同地质时代、规模大小不等和产出形态各异的中小古陆块和中小洋盆地。受南北向挤压构造作用影响，各古陆块与古洋盆之间发生尺度不同和强度不一的俯冲、碰撞和对接作用。强烈的构造－岩浆作用以及相关的热液活动可通过下述3种不同的方式，在特定的构造部位形成各种类型金属矿床。其一，古洋盆对古陆块的俯冲作用可诱发一定规模的中酸性岩浆活动，与其有关的热液活动可在火山角砾岩带内形成铜或铜－金矿床，如奥尤特铜矿床（287±10Ma，绢云母氩－氩法）和阿太乌拉铜矿预查区；其二、古陆块之间的相互碰撞作用同样可以诱发大规模中酸性岩浆活动，并且形成大面积分布的花岗岩类侵入岩体，与其有关的热液活动可在花岗岩类侵入岩体内部及其与围岩接触带上形成一系列金矿床（点），如苏尼特左旗白音宝力道金矿床中的早期含金石英脉（337±0.9Ma，绢云母氩－氩法）；其三、古洋盆地内部热水喷流沉积作用可在盆地中心地带形成以沉积岩为容矿围岩的铅－锌－银和银矿床，如东乌珠穆沁旗阿尔哈达铅－锌－银矿床和吉林宝力格银矿床。
表10-4-1 二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区主要金属矿床和预查区的形成时代
系统的野外地质调查和详细的室内综合性研究结果表明，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区晚古生代早－中期金属矿床（或预查区）的基本地质特征可概述为以下几点，即成矿环境复杂、分布范围有限、数量相对较少和类型比较单一，它们大多是构造－岩浆活动或沉积作用的产物，与小陆块和小洋盆的相互作用有关。
中－晚二叠世时期，华北陆块与西伯利亚板块发生碰撞与对接作用，两大古陆块再次拼合为一个整体。随着古板块汇聚作用的结束，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区发生有强烈的张性裂陷活动，与之相关的构造－岩浆活动和金属成矿作用也进入到一个全盛时期。大规模的构造－岩浆活动不仅可以形成有一系列大小不等和形态各异的富碱钙－碱系列侵入岩体，而且为一系列金属矿床（点）的形成提供了物质、动力和热力来源。金属矿床（点）与富碱侵入岩体的密切成因联系主要体现在以下几个方面：①在富碱质辉绿岩墙群内部及其与古生界火山－沉积岩接触带上，产出有铜－金矿床（点），如东乌珠穆沁旗小坝梁铜－金矿床（242±3Ma，辉绿岩全岩铷－锶等时线法）；②沿富钾黑云母花岗岩株与中泥盆统塔尔巴格特组碳酸盐地层分布有矽卡岩型铁多金属矿床（点），如东乌珠穆沁旗朝不楞铁－锌－铋多金属矿床（238±4.5Ma，黑云母钾－氩法，表10-4-1）和查干敖包铁－锌矿床（240±1.1Ma，黑云母钾－氩法，李根维，2004）；③在富碱花岗斑岩株内部及其与下二叠统达里诺尔组沉积岩接触带上产出有铜、锡－铜和锡矿床（点），如锡林浩特市毛登锡－铜矿床（215±2.8Ma，黑云母氩－氩法）；④在加里东期和海西期石英闪长岩，花岗闪长岩、黑云母花岗岩和花岗斑岩体内不仅发育有一系列韧性剪切构造形迹，而且还产出有大量的含金石英脉，其中部分脉体具有工业价值，如苏尼特左旗白音宝力道金矿床和巴彦哈尔金矿床（236±0.5Ma，绢云母氩－氩法，表10-4-1）；⑤在印支期黑云母花岗岩内部及其与上泥盆统安格尔音乌拉组沉积岩接触带上产出有钨矿床（点），如东乌珠穆沁旗沙麦钨矿床。沙麦钨矿床主要由一系列含钨石英脉和云英岩块体所构成，容矿围岩为中粒黑云母花岗岩和似斑状黑云母花岗岩，钨矿体就是花岗岩类侵入岩的组成部分。关于钨矿床的形成时代，尽管部分学者根据黑云母花岗岩类侵入岩中黑云母钾－氩同位素年龄（115Ma），将其确定为燕山期（赵一鸣等，1997；内蒙自治区地质矿产局，1991），但是最新的锆石铀－铅同位素年龄值为218±6M（a 李根维，2004），岩体与钨矿床的形成时代均应该为印支期。另外，我们的对比研究结果表明，沙麦钨矿区范围内出露的黑云母花岗岩无论在产出环境和岩相学特征上，还是在元素地球化学和钕同位素数据方面，均可与工作区范围内许多印支期花岗岩类侵入岩相对比，因此，沙麦岩体是印支期构造－岩浆活动的产物。印支期富碱性岩浆活动不仅为钨矿床的形成提供了物质，流体和热力来源，而且是含矿热液流体运移的“发动机”。另外，花岗岩类侵入岩体和钨矿床形成之后，受燕山期构造、岩浆和热液流体活动影响，部分镁铁质矿物的钾－氩同位素“时钟”再次发生调整，进而出现与成岩时代不太协调的黑云母钾－氩同位素年龄值（115Ma）。
野外地质调查和室内研究结果表明，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区金属矿床（点或预查区）的形成时间具有以下几个特点：①金属矿化发生的时间较长：从前寒武纪到三叠纪均有不同类型金属矿床（点）产出，它们的地质和地球化学特征呈现出从简单到复杂的演化趋势；②金属矿化的继承性和周期性：各种主要类型金属矿床（点）（如铁、铜和金矿床）可在不同地质历史时期周期性地重复出现，体现出金属成矿作用继承性和周期性发展特点；③金属矿化产出的时限性和局限性：在某一特定的成矿区（带）范围内，某种金属矿床（点）常常与某一地质时期特定的大地构造环境有关，如铁－锌－铋、钨、锡－铜和铜矿床（点）大多在花岗岩类侵入岩体内部或沿其与围岩接触带分布，金属成矿作用与海西期或印支期富碱中酸性岩浆活动有关；④金属成矿作用演化的阶段性和方向性：从二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区的地壳演化历史来看，各类金属矿化的发生和发展均存在有明显的阶段性和方向性，例如，前寒武纪构造－岩浆活动所形成的金属矿床（点）大多为单元素矿床（点），如铁、镍和金矿床；古生代时期形成的金属矿床大多为双元素矿床（点），如铜－金、铜－钼、铜－镍和铜－锌矿床；中生代时期形成的金属矿床大多为多元素矿床（点），如铁－锌－铜－钼－铋、锡－铜－金、铅－锌－银和钨－钼－铋矿床（点）；⑤金属矿化的不均匀性：综观所有金属矿床（点）的形成时代，其在区域性地壳演化过程中的分布是不均匀的，海西中－晚期和印支期是金属矿床（点）形成的鼎盛期，其它地质时期内所形成的金属矿床（点）无论是在数量上，还是在规模上均无法与前述2个地质时期相比拟；⑥金属矿化形成过程的可对比性：对于不同成矿时代的同一类金属矿床来讲，其成矿过程具有一定的可对比性，如中温热液脉状铜和金矿床，尽管它们的形成作用十分复杂，但是它们均少不了3个最基本的成矿阶段，即氧化物（石英＋少量硫化物）阶段、硫化物（黄铁矿＋方铅矿＋闪锌矿＋黄铜矿）阶段和碳酸盐（方解石＋少量白云石＋石英＋绿泥石）阶段。
