乌拉山岩金矿区域地质特征及成矿规律研究

摘要：本文研究了乌拉山岩金矿区域地质特征及成矿规律。区域位于华北板块北缘，主要地层为中太古界乌拉山（岩）群，分为三个岩组，是主要金矿脉赋矿围岩。岩浆岩包括晚太古代深成岩、元古代侵入岩、古生代侵入岩、中生代侵入岩和脉岩。变质岩广泛发育，包括动力变质岩和混合岩。区域构造复杂，褶皱与断裂均发育。地球物理特征表现为两个重力异常带和航磁异常。地球化学特征显示大桦背岩体金丰度值高，乌拉山群片麻岩是金初始矿源层。矿化蚀变特征以钾长石化、硅化为主。矿床成因分析表明成矿物质主要来自太古宙乌拉山群，成矿流体中碳来自岩浆，碱质来自大桦背岩体，成矿时代具有多期性，主要成矿期为海西早期，属中-高温热液钾硅化蚀变岩型金矿。

关键词：乌拉山岩金矿区域、热液钾硅化蚀变岩、金矿、成矿时代

1 区域地质背景

位于大地构造位置位于华北板块北缘（Ⅱ级构造单元），阴山隆起（Ⅲ级构造单元）与鄂尔多斯拗陷（Ⅲ级构造单元）的临界处。南北两侧由包头～呼市（山前）和临（河） ～（宁）（山后）深大断裂所夹持，矿床产于其次级构造内。

1.1 地层

区域内主要地层为中太古界乌拉山（岩）群，构成乌拉山-大青山复背斜南翼，分为三个岩组，从北到南依次为透辉黑云斜长片麻岩等岩石的第一岩组、含糜棱岩化石榴黑云斜长片麻岩等的第二岩组、以及黑云母角闪斜长片麻岩等的第三岩组，是主要金矿脉赋矿围岩。南部断陷带被新生界地层覆盖，主要为第四系不整合覆盖于乌拉山群之上，包括全新统冲洪积粘土质砂土等。

1.2 岩浆岩

1.2.1晚太古代深成岩

该区域主要出露三种片麻杂岩：昆都仑变质深成片麻杂岩、毕气沟片麻杂岩和平方沟片麻杂岩。昆都仑杂岩主要岩石类型为黑云角闪斜长片麻岩等，原岩为闪长岩-英云闪长岩，成因相当于I型花岗岩。毕气沟杂岩岩石类型为透辉角闪二长片麻岩等，原岩为（含紫苏）花岗闪长岩，成因也相当于I型花岗岩。平方沟杂岩岩石类型为二辉黑云斜长片麻岩等，具同熔型花岗岩特征，同位素年龄值为2395Ma。这些杂岩与围岩关系复杂，有的呈渐变过渡，有的有侵入接触关系。

1.2.2元古代侵入岩

元古代石英闪长岩主要出露于区域北部沙德盖苏木附近，零星分布，与围岩呈侵入接触。中元古代闪长岩出露于西北部，面积约10km²，同位素年龄为1523Ma，以中细粒闪长岩为主，富Al2O3、CaO，贫SiO2、K2O、Na2O，属钙碱性岩系，为同熔型成因的深源侵入岩。

1.2.3古生代侵入岩

大桦背岩体（D3γ）分布于区域南西部，哈业胡同梅力更景区，出露面积达208km2，呈近椭圆状，长轴方向近南北向。岩体侵位于太古代乌拉山（岩）群变质岩中，岩体边部可见变质岩的捕掳体，而且岩枝发育，岩体边部为中细粒花岗结构，内部为中粗粒-粗粒含钾长石斑晶的似斑状结构，二者之间为相变关系，岩石类型主要为中粗粒黑云母正长花岗岩。岩体边部脉岩发育，见有细晶岩、褐帘石伟晶岩、花岗斑岩及石英脉，石英脉局部有金矿化、铜矿化和萤石化，岩体金丰度值为1.33×10-9。近年来，苗来成等（2001）利用锆石SHRIMP U-Pb 定年，获得大桦背岩体的形成年龄为353±7Ma，Li（2009）利用锆石LA-ICP-MS U-Pb 法得到大桦背岩体的年龄为330±10Ma，总体上为海西旋回早-中期。

1.2.4中生代侵入岩

分布有约30km²的花岗岩，分为中粗粒黑云母花岗岩（T2γ2，约21km²，3个侵入体）和细粒含角闪花岗岩（T2γ1，约9km²，7个小侵入体）。沙德盖岩体与大桦背岩体相距约1.5km且成分相近，曾被认为深部相连。地质调查工作表明，沙德盖中粗粒花岗岩的锆石U-Pb年龄为406.3Ma（泥盆纪）或221.6±2.1Ma（中三叠世，印支期），证明其为印支期产物。

1.3变质岩

区域变质岩广泛发育。

一、动力变质岩

区内只发育糜棱岩化黑云斜长片麻岩、长英质糜棱片麻岩。变质矿物组合为石英、斜长石、黑云母、角闪石、绿泥石。变质相主要为高角闪岩相。

二、混合岩

乌拉山（岩）群经区域变质作用后，又遭受了强烈的混合岩化作用，表现为普遍的钾交代和钠交代，混合岩化程度越高，含金性越高。主要有混合花岗岩、片麻状花岗岩，呈团块状、透镜状产出。从混合岩脉体成份上将混合岩分为两类：

1、钠质混合岩

矿物成分主要为钠长石、斜长石、石英，少量钾长石、白云母，条带状、脉状、肠状构造。该阶段混合岩化强度较低，以注入交代为主，具有多期次的特点。

2、钾质混合岩

矿物成分主要为钾长石、斜长石、石英，少量钠长石、金云母、黑云母、磁铁矿，条带状、脉状、雾迷状、眼球状构造。该阶段混合岩化作用主要是含钾的长英质脉体及含钾热液对变质岩进行注入交代和渗透扩散，岩石发生重结晶，甚至引起局部重熔，形成混合花岗岩。

2 区域地球物理特征

2.1物性特征

区内岩石密度变化较大，时代越新则密度越小（王信虎等，1993）。乌拉山（岩）群岩石密度为2.74～2.76g/cm3，而中生界三叠系～白垩系为1.97～2.38g/cm3，第四系仅为1.58g/cm3。区内含金石英脉的视极化率、视电阻率高于黑云角闪斜长片麻岩。

2.2地球物理场及地球物理异常特征

乌拉山地区主要表现为两个重力异常带，以山前大断裂为界，山前表现为低异常区，山区为高异常区，山前大断裂为一重力梯度变化带。区域重力异常也反映出大桦背岩体以东为重力的低异常区，由于花岗岩的密度一般比较低，平均为ρ=2.60g/cm3，由此推断大桦背岩体可能向北东侧伏。

航磁异常主要表现为平行排列的东西走向异常带，山前、山后大断裂表现为大型航磁负异常梯度带，乌拉山地层表现为高磁异常带，这与该套地层含有磁铁石英岩有关。从区域放射性能谱参数特征看，U、Th含量极不均匀，分散性大，K含量相对比较均一，含量较高，说明矿区含钾比较普遍。K与U、Th均呈正相关系，其相关系数分别为0.71、0.62。

3 区域地球化学特征

本区域岩石地层主要包括印支晚期黑云二长花岗岩（大桦背岩体）和中太古界乌拉山群。大桦背岩体金丰度值高，不仅能提供金源，还能通过提供热源使变质岩系中的金活化富集。乌拉山群多种片麻岩Au含量远超克拉克值，显示强烈富集，且其他元素如Pb、Mo、Te也在特定岩性中相对较高，表明金及其他元素发生过迁移和富集。据此认为，乌拉山群的片麻岩和部分脉岩是金的初始矿源层。依据水系沉积物成果，在大桦背岩体东乌拉山群一岩组中圈出一个金异常区，面积约250平方公里。

4矿化蚀变特征

热液交代蚀变是本区成矿作用的重要标志之一。本区的围岩蚀变主要有钾长石化、硅化，其次是绿帘石化、绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化、方铅矿化、黄铜矿化、辉钼矿化，局部见碳酸盐化。钾长石化是本区最重要的蚀变类型，与金矿化关系密切，主要分布在含金矿化带及其两侧，是明显的找矿标志。硅化普遍发育，与成矿关系密切，硅化蚀变带是金的主要成矿期，石英细脉、网脉是直接找矿标志。黄铁矿化广泛发育，与金矿化关系密切。碳酸盐化多位于矿化蚀变带最外侧，与金矿化关系不大。绿帘石/绿泥石化蚀变发生于矿化蚀变带最外侧。矿床围岩蚀变具分带性，由矿体中心向两侧可分为钾长石化-硅化蚀变带、绿泥/帘石化-绢云母化带和碳酸盐化带。矿脉具有明显的硅化、钾化、绿泥石化、绿帘石化、褐铁矿化、黄铁矿化及碳酸盐化蚀变。

5 结束语

综上所述，通过对乌拉山岩金矿区域地质特征及成矿规律的深入研究，我们系统地揭示了该区域复杂的地质背景、多样的地层与岩浆岩特征、显著的变质作用与构造格局，以及独特的地球物理与地球化学特征。这些研究不仅丰富了我们对该区域地质演化的认识，更为金矿的成矿机制提供了科学依据。乌拉山金矿床作为钾硅化蚀变岩型金矿，其形成与太古宙乌拉山群变质岩及岩浆热液活动密切相关，严格受构造控制，并具有多期次的成矿特点。本研究成果对于指导未来金矿勘探与开发具有重要的实践意义，同时也为同类型金矿的研究提供了有益的参考。