白云鄂博区域地质及白云鄂博矿区基本地质特征
白云鄂博矿床位于华北克拉通北缘,矿区位于白云鄂博群中,北邻海西褶皱带,南邻中元古代扎尔台群褶皱带。其大地构造性质的确定取决于白云鄂博群时代的确定。
关于白云鄂博群的时代,主要有两种认识:中元古代和震旦-奥陶纪。前者主要依据同位素年代学证据(张等,1991,1994,1996;范等,2006;刘玉龙等人,2005,2006);后者以微植物、小贝壳化石等古生物化石为主(孙淑芬等,1992;张鹏远等,1993;谭力可等,2000)。
乔秀福等人(1997)根据锡林湖洞群发现的三叶虫碎屑和微体化石认为锡林湖洞群属于寒武-奥陶纪,而根据层序对比,锡林湖洞群相当于白云鄂博群的下部,因此白云鄂博群也应属于早古生代(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(王吉等,1987),这是基于白云鄂博矿床的白云岩是火山作用的产物的认识(白鸽等,1983,1996;袁忠信等,1991,1995)。实际上,白云鄂博群最下部(H1)为河流相沉积的砾质砂岩和砂岩,向上过渡为海岸砂岩和页岩夹灰岩,局部为厚层灰岩(H8),为典型的大陆边缘沉积。除争议的含矿白云岩及其上覆板岩外,张鹏远等(1993)在比鲁特组(H10)和呼吉尔图组(H13 ~ H15)均有火山喷发,但均未详细描述。王义贤等(2002)指出白云鄂博群中存在非造山岩浆岩,包括项燕、粗面岩、斜长石粗面岩、英安岩、流纹岩和中玄武岩,但其所附地质图中没有剖面图,只有采样点,没有具体的火山岩层位。在宽沟南部和北部的地层剖面观察中,笔者没有看到明显的火山岩。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图
二、矿田地质
为了全面反映白云鄂博矿床的地质特征,本书中的白云鄂博矿田是指白云鄂博矿床含矿白云岩分布区及宽沟以北相应区域(图1-2)。
1.地层
白云鄂博矿区主要出露白云鄂博群,北部为海西褶皱带石炭系,东南角为海西花岗岩,南部为第四系或第三系覆盖。
2.结构
宽沟断裂是矿区最重要的构造,也是复背斜的轴部,沿其出露元古代片岩和片麻岩。在宽沟断裂南部,从东矿到西矿,H 1 ~构成一个闭合向斜。宽沟以北构造相对简单,地层均向北倾斜,由南向北由旧变新,地层连续性好,未见明显的构造切片或推覆构造。
图1-2白云鄂博矿田地质图(根据张鹏远等1993)
q-四元;N2—上新世;c3b——上石炭统宝力格庙组上段;c2b——中石炭统宝力格庙组下段;白云鄂博组:H15、H14、h 13—-呼格吉尔图组;H12、H11—白音宝拉格组(图中缺失H13、H12、h 11);H10和H9-Birut组;H8、H7,H6-哈拉霍格特组;H5—尖山组上段(宽沟以北砂岩、板岩夹灰岩);宽沟以南为:—上部富钾板岩;-中部,块状白云石,胶合板岩石;—下部,板岩;H4——尖山组下段;H2 H3,H1—杜拉哈拉组;pt3—-新元古代;-海西晚期花岗岩;-海西中期花岗岩;-海西中期花岗闪长岩;γ4-海西花岗岩;年龄未知的δ-闪长岩;σ3-加里东期超基性岩;q-应时脉冲;Cbv—碳酸盐脉(吴脉)具有霓石化,即在砂岩中形成霓石-钠长石化。
3.岩浆岩
矿区东南部大面积出露海西期花岗岩,与含矿白云岩呈侵入接触。矿区西北部查干楚鲁有加里东期超基性岩,前人详细勘探并挖了大量探槽,现地表已强风化。在许多文献中,如1: 20万地质图,称之为比鲁特超基性岩体。在张鹏远等人(1993)的地质图上,比鲁特附近也有一个超基性岩体,但本项目组在详细的野外调查中未能发现。矿区内存在大量海西期辉长岩和辉绿岩脉。
宽沟背斜轴部的变质岩中有许多碳酸盐脉,宽沟北翼尖山东南部的砂岩和南翼的H2 ~ H4砂岩中有碳酸盐脉。两侧围岩强盾状,碳酸盐脉宽几厘米到几十厘米,少数为1 ~ 2m,可追溯到几米到几十米。它们一般都伴随着稀土元素的矿化。
然而,含矿白云岩上下的一些所谓岩壁或分支,是作者等通过野外观察,由断层形成的“大理岩”。它们的显著特征是两侧无霓石化等蚀变,无冷凝边等侵入构造。
前人一般将上述碳酸盐脉或断裂带中的大理岩称为“碳酸盐墙”,其地球化学成分与含矿白云岩非常相似(杨小勇等,2000;杨等,2004;倪佩等,2003;范等,2006),说明这些“碳酸盐墙”与含矿白云岩具有相同的物质来源,但能否作为含矿白云岩是碳酸盐岩浆起源的证据值得商榷。张等人(1998b)和高继元等人(1999)都认为该脉只产于含矿白云岩之下,是热水流体的水道相产物。所以应该叫碳酸盐脉。
三。矿床的主要特征
白云鄂博矿床是一个多元素* * *伴生综合矿床,其中Nb和稀土元素含量极大,储量居世界第一。铁是目前主要的开采对象,量大;伴生萤石总储量仅次于湖南柿竹园,居全国第二。伴生的富磷富钾板岩可以综合利用。
铌和稀土元素在宽沟南翼白云岩中呈区域性全岩矿化,在上覆板岩中也有富集。在白云石分布区以东,有三个铌矿体,呈脉状产于H4砂岩中。
铁矿有主矿和东矿两个矿体,西矿有几个矿体,都位于白云岩中。萤石和磷灰石是铁和稀土矿化的伴生产物。富钾板岩是一种上覆白云石的板岩,K2O含量可达15%。
铌矿物主要有铌铁矿、铌金红石、可溶石、烧绿石、褐铈铌矿等。稀土矿物主要有独居石、氟碳铈矿、氟碳铈矿、黄河矿等。铁矿物主要是磁铁矿、赤铁矿和菱铁矿。磷主要是磷灰石。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、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结构,后者由磁铁矿、白云石、萤石、霓石、钠闪石、钠长石和磷灰石交替排列组成。这种条带状结构的矿石含铁量低,往往萤石含量高,作为工艺品原料开发更有前景。
夏2001,,郑,,杨,,张,,,倪佩,,刘玉龙等。一起对白云鄂博矿区进行了实地调查。周剑波等(2002)报道,通过激烈的辩论和热烈的讨论,他们对以下几个关键现象和认识达成了* * *认识:①主、东铁矿体。(2)矿区东南25公里的黑脑包地区有大面积的块状灰岩,可与北京西山微晶山的灰岩相媲美;③矿石具有条带状结构,表明成矿过程中存在热液作用;④矿区含矿白云岩与上覆板岩之间存在强碱性蚀变(霓霞化);⑤含矿白云岩中存在碳酸盐墙(脉);⑥白云鄂博群下伏地层变质程度不高,仅绿片岩相低,可见变质砂岩和变质细砂岩层理;⑦比鲁特超基性岩附近有构造混杂岩,与板块俯冲有关;⑧赤铁矿型矿石存在于主矿石和东矿石中,赤铁矿型矿石位于磁铁矿型矿石的下盘;⑨白云岩与上覆板岩之间存在渐变过渡关系,白云岩中存在多层板岩夹层;在主矿西北约3km处,可见砂岩(H4)-砂岩-板岩-中-薄白云岩夹层,与块状白云岩呈过渡接触关系;(11)在参加的同一个地方,可以看到碳酸盐岩岩壁侵入砂岩(H4);(12)在东矿以东的露头上,可以看到许多铁矿化砾石块位于白云岩中;(13)海西期花岗岩与白云岩呈侵入接触(海西期花岗岩晚于白云岩),但多处接触界面相当清晰。(14)东矿以东的1 ~ 3号铌矿体位于H4砂岩和海西期花岗岩之间。(15)白云鄂博群之上最古老的地层为石炭纪中酸性火山岩;(16)达茂旗附近白云鄂博群灰岩中发现振动液化脉,表明白云鄂博群沉积时该地区可能有地震活动。(17)在东矿东部和1号铌矿体西北部的H4砂岩中,发现一条由霓石-钠长石-钠长石组成的脉体,该脉体贯穿砂岩层理,明显为热液成因。(18)Fe成矿与REE-Nb成矿可能不是同生、同源的,即Fe成矿与中元古代沉积作用有关,而REE-Nb成矿与早古生代地幔热液交代作用有关,但铁矿及其围岩受到早古生代地幔热液的强烈改造。
很多在当时确实是* * *知识,也是白云鄂博矿床的基本地质特征,但有几个肯定不是所有人都认可的,有些可能是当时记录有误(比如1 ~ 3号铌矿体其实离海西期花岗岩有点远,主要以脉状形式产于下伏砂岩中,与花岗岩无关,但仍是与寄主白云岩、碳酸盐脉相同地质作用的产物);今天有些表达需要修改。