發布時間：2020-01-02所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：研究區位于蒙古國南戈壁省和東戈壁省北部地區，南蒙古成礦區曼萊-曼達赫銅金成礦帶，出露華力西期花崗閃長巖、花崗巖及石炭紀二疊紀火山巖，發育有石英脈型、斑巖型和構造蝕變巖型銅金礦化。近東西向區域構造控制了成巖成礦作用，花崗閃長巖株與區內銅
摘要：研究區位于蒙古國南戈壁省和東戈壁省北部地區，南蒙古成礦區曼萊-曼達赫銅金成礦帶，出露華力西期花崗閃長巖、花崗巖及石炭紀—二疊紀火山巖，發育有石英脈型、斑巖型和構造蝕變巖型銅金礦化。近東西向區域構造控制了成巖成礦作用，花崗閃長巖株與區內銅金礦化具有成因上和時空上的密切關系。主礦體產于蝕變花崗閃長巖株中。地球化學研究表明：花崗閃長巖株具有高硅(SiO2含量為61.3%～67.2%)、鈣堿性(里特曼指數為2.07～2.34，AR-SiO2圖解中樣品均落入鈣堿性區)、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)、虧損重稀土以及無明顯負Eu異常等島弧背景下埃達克質巖石特征。基于區域成礦學研究，認為本區具有尋找大型斑巖型銅金礦的找礦前景。
關鍵詞：銅金成礦帶;曼萊-曼達赫;地球化學;埃達克巖;斑巖型
自20世紀90年代起，在與中國毗鄰的蒙古國南部，陸續發現了歐玉陶勒蓋、曼達赫、蘇廷、嘎順、卡馬戈泰等一系列斑巖型銅鉬金礦床(點)，南蒙古斑巖型銅多金屬成礦帶遂引起全球礦業界的極大關注(WA-TANABEetal.，2000;黃崇軻等，2001;洪大衛等，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;侯萬榮等，2010;方俊欽等，2013;郭百創等，2013;朱明帥等，2015)。
作為新發現的南蒙古斑巖型銅多金屬成礦帶中部的曼萊-曼達赫銅金成礦區帶，除王偉等(2015)初步開展了曼萊蘇木銅金礦區地質與礦化特征研究外，尚未系統地研究含礦巖體的地球化學特征，對區內的花崗閃長巖與成礦關系尚不清晰，其嚴重制約了找礦的重大突破。筆者試圖從曼萊-曼達赫銅金成礦帶花崗閃長巖地球化學特征研究出發，探討花崗閃長巖與成礦關系，預測區內的找礦前景，以指導找礦勘探并取得找礦突破。
1區域地質背景
研究區位于蒙古國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，北側與中戈壁省接壤(圖1)。地理坐標極值范圍為：東經106°00′～109°00′，北緯43°30′～44°40′，面積約0.50萬km2。
區內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-英安質-流紋質熔巖與凝灰巖及深海相硅質巖、碧玉巖及凝灰質砂頁巖所組成，局部夾碳酸鹽巖;石炭系由玄武質-安山質-流紋質熔巖與凝灰巖及砂巖、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、頁巖及含有機質頁巖等;第四系為河谷沖積層，在高山區為冰川和冰水沉積物，局部為風成黃土及富含砂金的河流相沉積物、沼澤及湖相沉積物。
在區域構造上，曼萊-曼達赫銅金礦區帶處于蒙古中央大斷裂(MML蒙古主線性構造)南側，蒙東斷裂(EMF)北西側。區內斷層與次級裂隙發育，多為東西向、北東向和北西向斷層及次級裂隙。山前斷裂帶從礦區中部貫穿全區，走向近東西，以發育斷層三角面及次級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°。礦區中南部多見東西向斷裂構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)，長一般10～200m(個別達900m)。北部多見東西向和北東向斷裂構造蝕變破碎帶和含銅石英脈。含銅石英脈帶寬一般為2～5m，長一般為10～200m(個別長達4km)。
從區域上看，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礦和容礦構造，其交匯部位多形成工業礦體。
區內晚古生代的火山活動特別強烈，二疊—石炭紀火山巖形成了東西長達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為濱海相火山-沉積巖系，形成寬闊的火山盆地。區內侵入巖分布廣泛，以中二疊世—晚石炭世花崗巖、花崗閃長巖以及晚石炭世花崗閃長巖為主，總體上呈弧形展布，由近東西向、北東東向，轉向北東向，明顯受弧形斷裂帶所控制。
2區域成礦特征
區內典型礦床主要包括曼萊蘇木銅金礦床和曼達赫銅金礦床。礦體主要賦存于花崗閃長巖、花崗閃長巖與碳酸鹽巖接觸帶以及深大斷裂構造帶的次級節理裂隙中。礦體出露寬從幾米到四五十米不等，長約幾米到幾百米。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或裂面上，系黃銅礦等風化產物;黃鐵礦和黃銅礦呈脈狀與浸染狀產于石英脈內及蝕變圍巖(蝕變花崗閃長巖和火山巖)中，往往呈氧化殘余體產出;褐鐵礦化系硫化物氧化而成，常呈脈帶狀展布，和金礦關系密切。
礦體類型有石英脈型、斑巖型及構造蝕變巖型3種。
石英脈型：主要分布于成礦帶中南部蝕變花崗閃長巖中。地表含銅石英脈帶見于淺灰白-肉紅色花崗閃長巖中。單條含銅石英脈寬5～20cm，長約十幾米、幾十米，走向近東西，傾向南，傾角多直立，脈中多見褐鐵礦化、孔雀石化、赭石化、鐵染等蝕變現象，局部孔雀石化較強，偶見黃銅礦殘余。肉紅色花崗閃長巖中，呈原地風化殘留堆積物。單條含銅石英脈寬5～20cm，長約十幾米、幾十米，走向近東西，傾向南，傾角多直立，脈中多見褐鐵礦化、孔雀石化、赭石化、鐵染等蝕變現象，局部孔雀石化較強，偶見黃銅礦殘余。
區內共圈出7條銅金礦體，整體上呈近東西向脈帶狀產出。礦體水平厚度1.15～11.90m，長幾十米，個別長約二百米;礦石礦物主要有孔雀石、黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦、藍銅礦、自然金等;礦石構造多為細網脈、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巖脈中。蝕變礦化脈巖寬為5～10m，長約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粒浸染狀均勻分布在蝕變花崗閃長巖內，具有明顯的分帶現象。礦物粒度較細，肉眼難見黃銅礦顆粒;孔雀石肉眼觀察比較明顯。品位相對較低，Cu品位為0.55×10-2～1.16×10-2，Au品位為0.1×10-6～0.3×10-6。
構造蝕變巖型：主要分布在成礦帶北部外接觸帶安山質凝灰巖內，受斷裂構造控礦，以斷裂蝕變巖型金礦為主。規模較大的蝕變巖型金礦脈有6條，呈近東西向平行展布。最大識別特征是強硅化，因氧化呈灰褐-褐紅色(強褐鐵礦染)突出地表，礦脈兩側發育構造片巖。礦脈一般寬約1～2m，局部可達30m，長一般幾百米至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、藍銅礦、孔雀石和褐鐵礦等。脈石礦物為斜長石、鉀長石、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脈中，輝鉬礦一般富集在石英細脈和石英-絹云母細脈中。
在氧化帶，礦石結構主要有溶蝕結構、交代殘余結構、殘余結構等，礦石構造有細脈浸染狀、土狀、皮殼狀和膠狀等;原生礦石主要為他形粒狀結構，偶見半自形粒狀結構和交代結構。在交代結構中，可分為溶蝕結構、交代殘余結構和花邊結構。礦石構造主要為細脈浸染狀、細脈狀和浸染狀。
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;巖體和地層接觸帶多發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青磐巖化。
2.1銅金礦化主體產于蝕變花崗閃長巖內
在曼萊-曼達赫銅金成礦帶內，發現石英脈型、斑巖型和構造蝕變巖型銅金礦化，礦化主體石英脈型和斑巖型均產于花崗閃長巖體內(圖2)，受斷裂構造蝕變帶與絹英巖化帶的控制，蝕變花崗閃長巖呈面型分布，以細脈-浸染型礦石構造為主。地表銅金礦體多產于花崗閃長巖中。
蝕變花崗閃長巖為主要容礦圍巖。這表明花崗閃長巖體侵入為銅金礦化提供了成礦物質、成礦熱液所需的熱力及流-巖反應的動力。區內礦化分布主要受花崗閃長巖株的控制，而與地層圍巖沒有明顯的選擇性。
2.2近東西向華力西期區域構造控制成巖成礦
近東西向區域斷裂帶控制了區內含礦花崗閃長巖株及銅金礦床的分布，次級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。
區內火山巖時代為石炭—二疊紀，據BLIGHT等(2010)對曼達赫地區花崗閃長巖及其火山巖圍巖鋯石U-Pb定年，區內花崗閃長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巖株為華力西期。研究表明，華力西期鈣-堿性花崗閃長巖與鋅、銅(金)和銅(鉬)礦床(點)具有密切時空分布關系(KIRWINetal.，2005a，2005b)，整個東準噶爾-東天山-南戈壁-東烏旗成礦帶上，晚古生代泥盆紀—二疊紀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巖石地球化學特征
3.1巖石化學特征
本次采集了區內代表性的花崗閃長巖樣品4件(圖2)，顏色為灰色，半自形粒狀結構，似斑狀結構。巖石主要由斜長石、石英、鉀長石和黑云母組成。其中，斜長石占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。主量元素分析見表1。
數據處理采用TAS圖解投影，先剔除H2O及CO2，去掉揮發分后，以100%重新計算各氧化物含量，再進行TAS圖解投影，并進行分類命名。圖3為全堿-硅圖解(TAS)分類命名和投影對照圖。從圖3中可知研究區花崗閃長巖均投在石英閃長巖-花崗閃長巖區域中。
從表1中可以看出，本區花崗閃長巖化學成分與中國花崗閃長巖平均值相比具有Fe2O3、MgO、K2O高，SiO2相當，TiO2、Al2O3、CaO、Na2O低的特點。研究區花崗閃長巖SiO2的質量分數為61.30%～67.20%，平均為64.93%，為中酸性-酸性巖。通過里特曼-戈蒂里圖解(圖4)可以看出，樣品點均落在B區，說明研究區花崗閃長巖形成于島弧環境。通過計算花崗閃長巖里特曼指數為2.07～2.34，并且在AR-SiO2圖解中樣品均落入鈣堿性區域(圖5)，可以判斷研究區花崗閃長巖屬鈣堿a性系列。圖3研究區花崗閃長巖的TAS分類圖解Fig.3TASdiagramofgranodioriteporphyryofthestudyareaA.非構造帶火山巖;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;τ.戈蒂里指數;τ=(Al2O3-Na2O)/TiO2圖4研究區花崗閃長巖的里特曼-戈蒂里圖解Fig.4Rittmann-Gottirydiagramofgranodioriteporphyryinthestudyarea3.2巖石微量元素特征本次對曼萊-曼達赫銅金成礦帶中的花崗閃長巖樣品開展了微量元素含量分析，分析結果列于表2。按照原始地幔的微量元素含量對研究區內花崗閃長巖分析數據進行標準化成圖，從生成的微量元素蛛網圖(圖6)中發現，大部分元素相對原始地幔都表現出不同程度富集。如Rb、Th、U為原始地幔含量的100多倍，而Nb、Ta、Ti等元素則表現出相對虧損。這些元素的虧損與巖漿熔融的殘留相中有金紅石的出現有關。微量元素配分曲線呈明顯的右傾型，反應了微量元素含量與其相容程度呈現出同步下降的趨勢，也暗指巖漿經歷了結晶分異的演化作用。
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