内蒙古自治区白乃庙铜矿成因研究及其铜多金属及金成矿远景区的划分

摘要：白乃庙铜矿赋存于中浅变质的中元古界白乃庙组基性―中酸性海相火山岩系中。矿床地质特征和同位素地球化学以及成矿流体研究表明，该矿床曾经历与海相火山喷发相伴的金属矿化和斑岩矿化两个矿化期。依据地球化学特征，划分出白乃庙―朱日和铜多金属及金成矿远景区及预测区。

关键词：矿床成因 白乃庙铜矿 成矿远景区 预测区

白乃庙铜矿位于内蒙古中部的四子王旗东北部，为一伴共生钼、金、硫等元素的大型铜矿床，成矿区划属华北板块北缘金属成矿带。由于其成因复杂，曾有众多地质工作者对该矿床进行了广泛而深入的研究，但对其成因认识却不一而同，概有:海相火山沉积(变质)―热液叠加(富集)复成因矿床①；与中酸性浅成侵入岩有关的斑岩型铜矿床(孟良义等， 1992；鲁守柱等， 1992)；海相火山成因铜多金属矿床(聂凤军等， 1993)；北矿带属斑岩型矿床，南矿带属海相火山岩型矿床(施林道， 1994)。笔者曾参加白乃庙铜矿深部普查及详查工作，对其矿床特征及成因等进行了长期研究，认为该矿床具有典型的热液成矿特征，而且赋存于特定层位，沉积成矿特点明显，应为海相火山沉积―热液叠加改造形成。

1. 矿区地质概况

白乃庙铜矿处于华北板块北缘新元古代褶皱增生带，该地区曾经历陆壳裂解、洋壳扩张、陆壳增生、板内构造活动等构造演化阶段，构造岩浆活动强烈。

区内出露地层主要有中元古界白银都西群和白乃庙组、中志留统徐尼乌苏组、下二叠统三面井组以及上侏罗统大青山组等。其中以白乃庙组地层分布最广，也是白乃庙铜矿的容矿地层。白乃庙组由一套中浅变质的绿片岩、长英片岩组成，共划分为五个岩性段，在矿区呈近EW向分布。第一、三、五岩段以绿片岩为主；第二、四岩段以长英片岩为主，局部夹薄层含铁石英岩。白乃庙组原岩为海底喷发的基性―中酸性火山熔岩、凝灰岩夹正常沉积的碎屑岩和碳酸盐[1]。

岩浆岩主要为石英闪长岩、花岗闪长斑岩及白云母花岗岩。其中，花岗闪长斑岩呈NWW～近EW向分布于矿区中部和北部，为加里东晚期沿白乃庙组绿片岩层间断裂侵入形成，空间上与北矿带关系极密切。在南矿带Ⅵ、Ⅶ矿段的深部亦见有与矿化关系密切的花岗闪长斑岩岩枝[2]。

矿区构造总体上表现为走向近EW、倾向S的单斜构造。断裂构造发育，以东西向断裂构造最为重要，曾经历多次活动，对与成矿有关的中酸性岩浆侵入活动和成矿有着重要的控制作用；NE向构造以断裂为主，对矿体主要起破坏作用，而部分断裂(带)中具石英脉型或蚀变岩型金矿化。

2. 矿床地质特征

白乃庙铜矿总体上呈带状近EW向展布，根据矿体产出部位和围岩特征不同，矿床分为8个矿段，矿体呈似层状、透镜状等。矿体产状基本与围岩片理一致，大多矿段的矿体走向为近EW～NW，倾向S～SW，倾角300～83°，变化较大。受成矿后NE向白乃庙断裂构造的影响，矿体产状由东向西发生一定的变化，其中Ⅶ矿段矿体产状变化显著，走向近SN，倾向W。矿体长度大者超过千米，最厚达40余米；小者长仅数十米，厚几十厘米。

矿石类型主要为绿片岩型矿石和花岗闪长斑岩型矿石。绿片岩型矿石构造主要为条带状、浸染状、脉状构造等，矿石结构主要为晶粒状结构、交代溶蚀结构、压碎结构、揉皱结构、乳滴状结构等。花岗闪长斑岩型矿石构造主要为浸染状、细脉浸染状、团块状、脉状及片状构造，矿石结构为自形～它形粒状结构、包含结构、交代结构、压碎结构等。矿石矿物主要为孔雀石、斑铜矿、褐铁矿、黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿、磁铁矿等，脉石矿物主要有石英、方解石、黑云母、钾长石、绢云母、白云母、绿帘石、绿泥石、石膏等。该矿床以铜为主，伴生钼、金、银、硫等元素。

矿床围岩蚀变普遍，蚀变类型主要有石英―钾长石化、黑云母化、绢云母化、绿帘石化、绿泥石化、碳酸盐化、泥化等。其中，南矿带以黑云母化、硅化为主，黑云母化尤为广泛；北矿带则以石英―钾长石化、石英―绢云母化为主。

3. 矿床成因类型：

成矿时间虽然不是确定矿床成因类型的依据，但可检验矿床类型归属的正确与否，因为不同类型矿床的形成地质条件或环境不同，与矿区地质事件或地质体的相对时间顺序不同。例如，热水沉积矿床(海底喷流型或海底火山热液型)的成矿时间应与斌矿围岩地层时代一致，岩浆热液型(斑岩型、夕卡岩型等)矿床的成矿年龄稍晚于赋矿或成矿岩体，造山型矿床则同步或滞后于峰期区域变质作用。

白乃庙矿床的赋矿围岩白乃庙群开展了系统的岩相学研究，白乃庙群是增生于华北板块北缘加里东期(新元古代一早古生代)活动大陆边缘的外来地体。聂凤军等(1993)测定了白乃庙群第3岩性段中残斑阳起斜长片岩的常规锆石U一Pb年龄，获得上交点年龄为1130.5土16M。下交点年龄值为384.5土6M。认为上交点年龄值1130.5土16M。代表白乃庙群火山岩的成岩年龄，而下交点年龄代表后期热事件时间，即绿片岩相变质作用的时间。可见，白乃庙群远早于白乃庙矿床形成，年龄相差>700Ma，充分证明白乃庙矿床不可能是海底喷流型或海底火山热液型，白乃庙群遭受后期热事件的年龄(384.5土6Ma)恰恰落人396一358M。的成矿时限内，说明白乃庙矿床形成于白乃庙群遭受后期变质事件的过程中[3]。

4. 铜多金属及金成矿远景区及预测区的划分

4.1 白乃庙―朱日和铜多金属及金成矿远景区

位于苏尼特右旗及四子王旗境内，北东向延长114公里，宽46公里，面积5198平方公里。大地构造位置处于华北板块北部大陆边缘，索伦山―西乌旗晚古生代增生陆缘。属白庙―哈达庙铜、金三级成矿带，白乃庙铜、金四级成矿带。

成矿远景区出露地层如下：下元古界宝音图群，分布在西南缘，主要岩性为二云石英片岩、绿泥石英片岩、变粒岩、石英岩、大理岩。中上元古界温都尔庙群，分布于远景区东北部，由桑达来呼都格组与哈尔哈达组组成。桑达来呼都格组为一套原岩以拉斑玄武岩系、基性火山岩为主的绿色片岩组合，局部有硅铁质碳酸盐岩透镜体及辉长岩等。其上与哈尔哈达组整合接触，时代属长城纪―蓟县纪。哈尔哈达组岩性为绢云石英片岩、二云石英片岩，夹绿帘片岩、含铁石英岩等，著名的温都尔庙铁矿产于其中，时代属蓟县纪。青白口系白乃庙组，分布在白乃庙―谷那乌苏一带，为一套火山―沉积岩系，由下部的绿片岩和上部的变质砂岩、千枚岩组成，白乃庙铜钼及金矿产于其中。中志留统徐尼乌苏组，由浅变质海相碎屑岩、结晶灰岩、变质火山岩组成。上志留统―下泥盆统西别河组，由浅海相砂岩、灰岩、板岩及生物礁组成。上石炭统阿木山组与本巴图组，由海相碳酸盐岩与碎屑岩组成。下二叠统三面井组与额里图组，由海相碎屑岩与火山岩组成。此外还有中生代火山岩分布。

索伦山―查干哈达庙―温都尔庙深大断裂带从成矿远景区中部东西向通过，在温都尔庙―图林凯一带形成韧性剪切变形带，温都尔庙发育蛇绿岩套与蓝闪片岩，该断裂带对其两侧的沉积作用、岩浆活动与成矿作用等具有控制作用，是二叠纪时期南北陆块的缝合带。成矿远景区内岩浆活动强烈，二叠纪中酸入岩十分发育，三叠纪、侏罗纪酸性小岩体有零星分布。

远景区矿产资源丰富，有温都尔庙大型铁矿、白乃庙大型铜钼矿、别鲁乌图中型铜矿、谷那乌苏、依克乌苏、香林香达小型铜矿以及一批金铜多金属矿点。

远景区不同时代、不同类型的含矿建造发育，又处于板块构造结合附近，断裂与岩浆活动强烈，成矿地质条件优越，其中有21号异常，Cu异常面积287平方公里，最大强度为212.7μg/g，金属量1783万吨。Au异常面积1399平方公里，最大强度为113.6ng/g，金属量0.79万吨。我们在已知重要矿床之外划出两个预测区，分述如下：

4.1.1预测区：主要位于苏尼特右旗巴彦朱日和苏木境内，区内白乃庙组发育，其下部中基性火山岩建造是铜金的重要矿源，侵入其中的中酸性岩株为成矿作用创造了极为有利的条件，区内分布铜、铅、金等化探异常，其中21―307号Au异常，异常面积为185平方公里，最大强度为33.2ng/g，金属量0.12万吨。因此，本区是寻找铜金矿的有利地段，应尽快安排工作。

4.1.2预测区：主要位于苏尼特右旗布图木吉苏木境内，其中温都尔庙群哈尔哈达组分布广泛，也是重要的含矿建造，区内温都尔庙型铁矿发育，尚未发现铜多金属矿化，但铜多金属化探异常发育良好，其中21―302、21―303号Au异常，异常面积分别为175、253平方公里，最大强度分别为113.6、12.9ng/g，金属量分别0.12、0.22万吨。元素组合为Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo等，异常展布方向以近东西向为主。各元素异常规模大，强度高，具较明显的浓集中心，应引起重视[4]。

参考文献

[1] 李进文，内蒙古白乃庙铜矿成因研究,中国地质科学院矿产资源研究所,北京.

[2] 聂凤军，裴荣富,吴良士,等.内蒙古白乃庙地区岩浆活动与金属成矿作用[M].北京:北京科学技术出版社, 1993. 1-239.

[3] 李文博，内蒙古白乃庙铜金矿床的成矿时代和成矿构造背景，北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室,北京100871.

[4] 李东旭、吴淦国，1987.内象古白乃庙矿田登生成矿构造地球化学研究,地质学报，1∶32一45.