苏莫查干敖包超大型萤石矿床的稀土元素地球化学特征及其成因意义

苏莫查干敖包萤石矿床是位于内蒙古四子王旗北部的一个世界级单一萤石矿床,产出于早二叠世大石寨组火山-沉积岩与早白垩世卫境花岗岩体的外接触带上。萤石的成矿作用分为早、晚2期,早期的萤石主要是纹层状、条带状和细晶块状萤石,晚期的萤石主要呈伟晶状、混合伟晶状;而含硫化物的纹层状、细晶块状萤石含量少且分布局限。不同类型萤石的稀土元素配分模式可以分为3类:A类是早期萤石,其稀土元素配分模式表现为略呈轻稀土元素富集的特点,配分曲线近于平坦,没有Eu异常。B类萤石的稀土元素配分模式不具有普遍性,在其配分曲线中自Tb-Er呈现顶背式突起(roof-like),并具有明显的Eu正异常,主要为含硫化物的纹层状、细晶块状矿石;C类是晚期萤石,稀土元素配分模式表现为重稀土元素富集的特点,既有Eu正异常,又有Eu负异常。A类萤石的稀土元素配分模式代表了萤石成矿作用的早期热液活动的特征,稀土元素在成矿流体中主要以吸附作用存在和运移,成矿流体主要是岩浆来源的高温、高盐度流体,成矿流体与大石寨组流纹岩、流纹质凝灰岩和大理岩的水岩反应是导致萤石从成矿流体中沉淀的主要机制;C类萤石稀土元素配分模式反映了成矿流体经历了较为长期的演化和分异,稀土元素在流体中主要以络离子形式存在和运移,其成矿流体低温、低盐度,有大气降水的加入,指示该阶段萤石从热液中沉淀结晶的主要机制是2种不同端员流体的混合,即岩浆来源的高盐度、高温流体和以大气降水为主要来源的低温、低盐度流体的混合;B类萤石的稀土元素配分模式反映了一次高含硫化物的局部热液事件,在萤石的成矿作用中不具有普遍意义,稀土元素在流体中是以络离子形式存在和运移的。微量元素研究表明各期次萤石的微量元素变化相似,都具有高的Ni含量,指示成矿物质源区的一致性。在Tb/La-Tb/Ca图解中,所有样品都分布在热液萤石区域,指示矿床属于岩浆热液型矿床。

内蒙古苏莫查干敖包特大型萤石矿床地质特征及成因

苏莫查干敖包矿床是迄今为止在全球范围内找到的最大规模单一萤石矿床。萤石矿体大多呈层状、似层状和透镜状沿下二叠统碳泥质板岩(夹灰岩透镜体)与流纹质火山岩接触带分布,并且与中生代花岗岩类侵入岩体具有密切的空间分布关系。流纹质火山岩和花岗岩的锆石SHRIMPU-Pb年龄值分别为(276±10)Ma和(138±4)Ma,它们分别是海西晚期和燕山中期酸性岩浆活动的产物。萤石矿体主要由4种类型矿石所构成,即石英-萤石型、石英-硫化物-萤石型、萤石-石英型和方解石-石英-萤石型。矿物组分有萤石、石英(蛋白石、玉髓)、方解石、绢云母和绿泥石,个别样品中有磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、毒砂和锡石。围岩蚀变自矿体中心向外分别为绢云母化、硅化、碳酸盐化和高岭石化。钕、锶和铅同位素分析结果表明,萤石矿床是多期次和多阶段岩浆热液活动的产物,成矿作用分别发生在海西晚期和燕山中期,并以后者为主。海西晚期富碱质酸性岩浆喷发活动为层纹状和条带状矿体以及矿源层的形成创造了有利条件。相比之下,燕山中期花岗质岩浆侵入活动不仅为细晶质、伟晶质和角砾状矿体的形成提供了物质、动力和热力来源,而且是成矿流体对流循环的"发动机"。苏莫查干敖包矿床属于与花岗岩类深成侵入岩体有关的热液型萤石矿床,成岩(矿)物质来自壳、幔混合源,其中壳源组分占有绝对优势。

内蒙古苏莫查干敖包萤石矿区流纹岩锆石SHRIMP定年及地质意义

内蒙古苏-查(苏莫查干敖包)萤石矿区晚古生代火山-沉积岩分布广泛,主要岩石类型有碳泥质板岩、结晶灰岩、凝灰岩、千枚岩、英安岩和流纹岩,其中碳泥质板岩和流纹岩为苏-查特大型萤石矿床的顶和底板围岩。采用锆石SHRIMPU-Pb铅法分别对底板围岩中蚀变流纹岩和顶板围岩中未蚀变流纹岩样品进行了同位素年代测定,所获数据分别为276±10Ma和271±8Ma。蚀变和未蚀变流纹岩的形成时间均为海西晚期(早二叠世)。苏-查萤石矿区早二叠世流纹岩是华北陆台与西伯利亚板块从碰撞挤压到松弛张裂转折期,酸性岩浆喷发活动的产物,其成岩物质来自壳、幔混合源。早二叠世流纹岩的出现不仅标志着苏-查到西里庙地区海西期构造-岩浆活动的终结,同时也为苏-查特大型萤石矿床的成矿作用提供了动力、热力和物质来源。早二叠世流纹岩成岩时代的厘定不仅为阐明华北陆台北缘西段构造演化历史提供了科学依据,而且对于查明流纹岩的原岩性质和圈定新的萤石矿床找矿靶区也具有重要意义。

遥感技术在内蒙古苏莫查干敖包地区铀矿勘查中的应用

为促进内蒙古苏莫查干敖包地区铀矿找矿工作,应用卫星遥感数据开展蚀变异常信息提取和构造解译。根据ASTER遥感数据不同波段的波谱特征和典型蚀变矿物光谱曲线,通过主成分分析等方法提取了铁染、 Mg-OH/CO32-、 Al-OH等矿化蚀变信息;利用高分二号数据,初步厘定了工作区3级线性构造的遥感地质特征。在综合分析地质、遥感和地球物理等多源地学信息的基础上,圈定苏莫查干敖包铀成矿预测远景区,取得了良好的找矿效果,为当地铀矿勘查工作提供参考依据。

内蒙古苏莫查干敖包萤石矿区遥感蚀变信息提取及其找矿指示意义

利用遥感技术可以经济、有效地获取地质找矿信息。基于多光谱遥感数据的蚀变信息提取已在地质填图和找矿工作中广泛应用,近几年,中国高分五号(GF-5)高光谱数据以其较高的光谱分辨率为地表蚀变矿物的精细化识别提供了基础数据。文章结合Landsat-8 OLI多光谱和GF-5高光谱数据,对内蒙古苏莫查干敖包萤石矿及周边开展蚀变信息提取,分析有利成矿区域,并进行野外验证,进一步发掘外围矿产资源潜力并探究遥感地质勘查的可信度。笔者基于Landsat-8多光谱数据,利用主成分分析方法提取了铁染、羟基类蚀变,并对其异常等级进行了划分;基于GF-5高光谱数据运用最小噪声分离(MNF)算法、纯净像元指数(PPI)算法、混合调制匹配滤波(MTMF)填图方法,在研究区内提取出白云母、绿泥石、高岭石、磁赤铁矿和褐铁矿5种矿物。将两者蚀变信息提取结果叠加,笔者发现苏莫查干敖包萤石矿区及外围存在热液蚀变特征,具备金属成矿潜力,野外验证发现研究区除萤石外,还伴生有铅锌多金属矿。因此,笔者认为多光谱和高光谱遥感数据结合的蚀变信息提取在地质矿产资源勘查领域具有一定应用潜力。

WorldView-3影像在内蒙古苏莫查干敖包地区铀矿勘查中的应用

为对苏莫查干地区呈小规模展布的铀成矿带进行勘查研究,采用WorldView-3(WV-3)高分辨率影像和主成分分析、假彩色合成,对研究区内岩性、构造进行解译;利用主成分分析法及可见光近红外波段提取了铁染蚀变信息,同时也利用光谱角制图法及短波红外波段提取了黏土化蚀变信息,并进行了野外验证。结果表明, WV-3遥感影像能很好识别出研究区呈小范围展布的铀矿地质信息,有助于促进该区铀矿勘查研究。

内蒙古自治区四子王旗西里庙—苏莫查干敖包地区萤石矿整装勘查成果分析

西里庙—苏莫查干敖包萤石矿勘查区位于四子王旗北部,勘查项目是乌兰察布市2012年地质矿产勘查项目,项目编号12-4-KC-20,任务书编号[2012矿产4-20]。2013年在勘查区内新发现萤石矿锰矿矿化点30处,对其中12处进行了初查,对矿化较好的24号、30号萤石矿化点7个矿体进行了槽探和钻探控制。初步查明了其矿化特征,并求得萤石矿矿石量控制的内蕴经济资源量(332)和推测的内蕴经济资源量14.50万t,CaF2平均品位31.54%。