科爾沁右翼前旗德伯斯銅錫礦地質(zhì)特征

邰彥德，劉大瑋，吳敬欣，王艷梅

1.吉林省地質(zhì)科學(xué)研究所 ，吉林 長春 130033；2.吉林省第五地質(zhì)調(diào)查所，吉林 九臺 130500

德伯斯銅錫礦床位于內(nèi)蒙古自治區(qū)科爾沁右翼前旗德伯斯鎮(zhèn)西約3 km，歸屬于大興安嶺多金屬成礦帶，此成礦帶是我國北方重要的銅多金屬成礦集中區(qū)。區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)大型礦床9 處、中型8 處、小型礦床15 處，礦床主要為與巖漿侵入和火山活動有關(guān)的熱液脈型、矽卡巖型和斑巖型礦床。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

德伯斯礦區(qū)所處大地構(gòu)造單元為古亞洲似緯向構(gòu)造域與中生代濱西太平洋似經(jīng)向構(gòu)造域疊加區(qū)。二連浩特一扎蘭屯深大斷裂與北北東向大興安嶺主脊斷裂交匯附近。出露地層為二疊系，是一套淺變質(zhì)的海相細(xì)碎屑巖沉積組合夾中—酸性火山巖，包括壽山溝組（P1ss）、大石寨組（P1ds）和哲斯組（P2zs）；侏羅系的滿克頭鄂博組（J3mk）、瑪尼吐組（J3mn）和白音高老組（J3b）。 區(qū)內(nèi)侵入巖分布較廣，主要分布在區(qū)內(nèi)東部、西北和西南部。其中以燕山期侵入巖最為發(fā)育，以中酸性巖類為主，與內(nèi)生金屬礦化關(guān)系密切。華力西晚期有超基性蛇紋石化橄欖巖、輝綠巖和中酸性巖類包括細(xì)粒閃長巖、黑云母二長花崗巖、花崗閃長巖、細(xì)?；◢弾r、閃長玢巖、正長斑巖、花崗閃長斑巖和花崗斑巖。本區(qū)成礦條件優(yōu)越、成礦期次多、強度大、礦床類型多樣化、有豐富的銅、鉛、鋅、鎢、錫等多金屬礦產(chǎn)。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)出露地層主要為二疊系壽山溝組，少部分侏羅系滿克頭鄂博組及第四系。壽山溝組（P1ss）分布于本區(qū)大部，巖性以淺變質(zhì)砂板巖為主，自下而上劃分為3 個巖性段：

（1）角巖化砂板巖 （Hs-Sl）：巖性為中粗粒變質(zhì)長石砂巖局部夾薄層灰黑色泥質(zhì)板巖，受熱液變質(zhì)多已角巖化，是主要礦化富集層位。

（2）葉片狀粉砂質(zhì)板巖（St-Sl）：巖性為泥質(zhì)、粉砂質(zhì)長石砂巖，葉理十分發(fā)育。

（3）淺黃色砂質(zhì)板巖 （Ss-Sl）：巖性為淺黃色細(xì)粒變質(zhì)長石砂巖。

2.2 構(gòu)造

由于受區(qū)域構(gòu)造影響，本區(qū)以斷裂構(gòu)造為主。北北東向（F1）斷裂縱貫礦區(qū)，呈舒緩波狀，具壓扭性，長約1 500 m。沿此斷裂帶石英脈呈透鏡狀，斷續(xù)分布。

北東向（F2）斷裂形成較早具有張扭特點，傾向SE，傾角60°，長560 m，表現(xiàn)為擠壓破碎帶。帶內(nèi)巖性為片理化砂質(zhì)板巖、糜棱巖化砂質(zhì)巖，局部見有構(gòu)造角礫，粒徑為1～3 cm，次棱角狀，硅質(zhì)膠結(jié)。巖石中褐鐵礦化、綠泥石化較強，是主要的賦礦構(gòu)造。目前所發(fā)現(xiàn)的部分礦（化）體產(chǎn)于此破碎帶中。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)西北部發(fā)育有早白堊世侵入巖體。主要為黑云母花崗巖。巖石呈淺肉紅色、灰白色，具中粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。在其與二疊系壽山溝組接觸帶已發(fā)生絹英巖化、硅化和高嶺土化，并且裂隙侵入有晚期石英脈等。

3 礦床地質(zhì)

3.1 礦化蝕變帶特征

德伯斯銀、銅、錫蝕變帶位于礦區(qū)北西，長1 600 m，寬300～600 m（見圖1）。

總體呈北東—南西走向，受北東向構(gòu)造控制。產(chǎn)于早白堊世黑云母花崗巖與早二疊系壽山溝組砂板巖接觸帶。帶內(nèi)見有黃銅礦、斑銅礦、錫石、輝鉬礦、毒砂、斜方砷鐵礦、黃鐵礦、孔雀石、褐鐵礦等。圍巖蝕變具有自接觸帶向外依次為次生石英巖化、絹云母化、陽起石化、粘土化、硅化、綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化的特點。

次生石英巖化：巖石白色，主要礦物是石英，陽起石、絹云母次之，長石微量。石英有兩種形式：一種為細(xì)粒狀，分布較均勻。一種為粒級相對較粗，粒徑多在0.2 mm 左右，團塊狀、脈狀，為晚期硅化作用的結(jié)果。

陽起石化：淺綠色，針狀、柱狀、纖維狀，粒級相對細(xì)小。

絹云母化：灰褐色，細(xì)小鱗片狀集合體。

粘土巖化：灰白色，粉末狀，主要礦物為高嶺土。

圖1 德伯斯銀、銅、錫礦床地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of Debosi silver, copper, tin deposit

硅化：白色、灰白色，石英粒度較粗，呈塊狀、脈狀分布。硅質(zhì)：青灰色、呈團塊狀分布。與本區(qū)礦化關(guān)系密切。

綠泥石化： 灰綠色，多為鱗片狀集合體，集合體粒級較大0.3～1 mm，在蝕變巖中與硅化伴生。與本區(qū)礦化關(guān)系密切。

綠簾石化：草綠色，他形粒狀，粒徑0.1～0.2 mm。碳酸鹽化：灰白色，板狀、粉末狀、細(xì)脈狀。鉆孔見其細(xì)脈被后期石英細(xì)脈切穿。

3.2 礦體特征

德伯斯銅錫礦區(qū)發(fā)現(xiàn)礦體8 個，總體為北東，局部呈北西。呈透鏡狀、似層狀分布。主要賦存于二疊壽山溝組泥質(zhì)板巖與砂板巖接觸帶部位的砂板巖中或破碎蝕變帶內(nèi)，受北東、北西向構(gòu)造控制明顯。地表以脈狀或浸染狀交代礦體產(chǎn)出，深部鉬礦體多以石英細(xì)脈或網(wǎng)脈狀產(chǎn)出。主要礦體特征如下：

號銀銅礦體∶位于05-11 勘探線之間，呈北東向脈狀、透鏡狀分布，走向40°，傾向SE°，傾角55°～65°。沿走向和傾向具尖滅再現(xiàn)、分支復(fù)合的特點。礦體長80 m,真厚度3.23 m，Cu最高品位∶1.68%，平均品位∶0.70%； Ag 最高品位∶94.4×10-6，平均品位∶62.15×10-6。

②號錫礦體∶位于04-10 勘探線之間,呈北東向似層狀分布，走向NNE，傾向NW ，沿走向具有膨大和縮小分支復(fù)合現(xiàn)象。礦體長205 m，平均見礦厚度2.53 m。Sn 最高品位∶0.593%，平均品位∶0.277%。

⑥號錫銅礦體∶位于01-02 勘探線之間,呈透鏡狀分布，走向40°，傾向SE。沿傾向具有膨大現(xiàn)象。礦體長140 m，平均見礦厚度2.53 m。Sn最高品位∶0.58%，，平均品位∶0.28%；Cu 最高品位∶0.54%，平均品位∶0.29%。

3.3 礦石特征

3.3.1 礦石成分（1）金屬礦物有黃銅礦、錫石、輝鉬礦、褐鐵礦、黃鐵礦、孔雀石、銅藍、毒砂等。

黃銅礦：銅黃色，強金屬光澤，一般為他形粒狀，單晶粒級一般在0.01～0.06 mm，集合體粒級0.3～0.4 mm。有兩種形式分布，一種為他形粒狀或集合體浸染狀分布，見有分布在褐鐵礦中（見圖2），其內(nèi)也見有黃鐵礦（見圖3）；一種在閃鋅礦中呈細(xì)小乳濁狀系固溶體分解結(jié)果。

錫石：褐色，主要呈他形粒狀，集合體少見，單晶粒級一般為0.02～0.1 mm，多數(shù)以浸染狀分布在巖石中（見圖4），少數(shù)為針狀，沿巖石的裂隙分布（圖5）。

輝鉬礦：灰白色，金屬光澤，片狀及其集合體，集合體粒級在0.2～1 mm，主要分布在石英細(xì)脈中。褐鐵礦：褐黑色，一般為他形粒狀集合體，粒級多在0.3～0.5 mm，個別粒級較粗大，可達2 mm，大多以浸染狀分布，少數(shù)呈細(xì)小的顯微脈狀沿巖石裂隙分布。

黃鐵礦：淺黃銅黃色，半自形粒狀，粒級多在0.3～0.5 mm，最小粒級在0.01 mm 左右，最大粒級2 mm；單體為立方體晶型，晶面見縱橫晶紋，多數(shù)以浸染狀分布在礦石中，大部分被褐鐵礦交代溶蝕。

孔雀石：孔雀綠色，一般為放射纖維狀集合體，內(nèi)反射色為淡綠色，集合體粒級為0.2 mm。

銅藍：天藍色，主要呈板狀，非均質(zhì)性明顯，主要和黃銅礦接觸連生并交代黃銅礦。

毒砂：一般為半自形菱形，長條狀或半自形粒狀，集合體主要呈浸染狀形式產(chǎn)出，單晶粒級相差較大，一般在0.1 mm 左右，小者可達0.01 mm，集合體粒級大者＞1 mm。

（2）非金屬礦物有石英、綠泥石、絹云母等。石英：白色、無色，一種為細(xì)粒狀，粒徑多在0.2 mm 左右，分布較均勻。一種為粒級相對較粗，粒徑多在0.5 mm 左右，團塊狀、脈狀，為晚期硅化作用的結(jié)果。綠泥石： 灰綠色，多為鱗片狀集合體，集合體粒級較大0.3～0.8 mm。

圖3 黃銅礦中見黃鐵礦晶體（×200）Fig.3 Distribution of chalcopyrite in pyrite crystals (×200)

圖4 錫石浸染狀分布（×200）Fig.4 Disseminated distribution of cassiterite(×200)

圖5 錫石沿巖石裂隙脈狀分布（×200）Fig.5 Cassiterite along the rock f issure vein (× 200)

絹云母：灰褐色，以細(xì)小鱗片狀集合體形式產(chǎn)出。

3.3.2 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)：他形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)、交代溶蝕結(jié)構(gòu)、自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形粒狀結(jié)構(gòu)、乳濁狀結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造：浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造。

3.3.3 礦石類型

礦石自然類型分為氧化礦和原生礦；按礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造分為浸染狀礦石和細(xì)脈狀礦石；按礦石工業(yè)類型分為銅銀礦石、銅錫礦石、錫礦石及鉬礦石等工業(yè)類型。礦石類型變化特點：自北西向南東的變化情況為鉬礦石-銅錫礦石混合礦石-錫礦石-銅銀礦石。

4 地球化學(xué)特征

4.1 微量元素地球化學(xué)特征

從表1 中可以看出壽山溝組砂質(zhì)板巖中的Cu是中國東部同類巖石的3.71 倍，Sn 是27.97 倍，Ag 是31.89 倍，Pb 是5.11 倍，Zn 是2.03 倍. 說明本區(qū)壽山溝組砂質(zhì)板巖中多種金屬元素較富集。

4.2 稀土元素地球化學(xué)特征

4.2.1 地層稀土元素特征（見圖6）

圍巖樣品取自砂質(zhì)板巖和泥質(zhì)板巖，稀土∑REE 變化在169.709～269.674 之間，具輕稀土富集型分配模式∑LREE/∑HREE 比值變化在2.98～3.31 之間，（La/Yb）N 比值變化在9.74～11.31之間，δEu=1.27～1.31，表明輕稀土分餾高于重稀土，銪具弱的正異常。

4.2.2 礦石的稀土特征

銅錫礦石樣品取自鉆孔巖芯，銅礦石稀 土∑111.382～245.665， 明 顯 低 于 巖 石，∑LREE/ ∑HREE 比 值 變 化 在3.52～4.53 之間，（La/Yb）N 比 值 變 化 在11.03～16.65 之 間，δEu=2.44～2.97。錫礦石稀土∑110.669～131.583明顯低于圍巖，∑LREE/∑HREE 比值變化在1.80～1.85 之間，（La/Yb）N 比值變化在6.06～6.71 之間，δEu=1.52～1.74。

4.2.3 巖漿巖的稀土特征

花崗巖稀土∑REE 變化在120.153～124.095之間，∑LREE/∑HREE 比值變化在3.69～4.69之間，（La/Yb）N 比值變化在11.41～14.47 之間，δEu=0.50～0.59。

5 礦床物質(zhì)來源及成因探討

對于德伯斯銅錫礦床的成礦物質(zhì)來源，主要有兩種意見，一種認(rèn)為二疊系壽山溝組是銅錫礦的主要礦源層，另一種認(rèn)為早白堊世花崗巖體是銅錫礦的主要來源。

從微量元素地球化學(xué)可知，礦石與砂質(zhì)板巖的較高含量微量元素組合一致，砂質(zhì)板巖中Cu、Sn背景高。從稀土元素來看，礦石稀土元素平均含量標(biāo)準(zhǔn)化配分模式與早二疊系壽山溝組砂質(zhì)板巖稀土配分模式基本一致，而與花崗巖稀土模式明顯不同。表明銅、錫礦成礦物質(zhì)來源與二疊系壽山溝組關(guān)系密切。

表1 德伯斯礦區(qū)巖石組成元素豐度值Table 1 Element abundance value of Debosi mining area rocks

圖6 德伯斯礦區(qū)巖石/礦石稀土元素配分模式圖Fig.6 Rare earth element partitioning pattern of rocks (ores) of Debosi mining area

從包體成分來看，大興安嶺中段硫同位素研究資料表明：本區(qū)主要銅、鉛礦區(qū)的硫化物δ34S‰值一般為-0.17～4.9，接近隕石硫同位素數(shù)據(jù)。但個別黃鐵礦δ34S‰為-7.6 及-20 具有生物硫特征，說明各期成礦活動前曾經(jīng)歷硫同位素的均一化作用，并反映了硫主要來自深源，部分來自相應(yīng)礦源層。

礦體受北東向張扭性斷裂控制，與早白堊世黑云母花崗巖體密切相關(guān)，是成礦作用多期疊加的產(chǎn)物，由巖漿熱液萃取圍巖成礦物質(zhì)，隨含礦熱液運移到構(gòu)造擴容帶后，當(dāng)?shù)厍蚧瘜W(xué)障發(fā)生急劇變化就形成了本區(qū)中—低溫?zé)嵋盒豌~錫礦床。

[1] 李文國,等.內(nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層[M].中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1996.

[2] 鐘寶興.大興安嶺中段銅、鉛區(qū)域分布規(guī)律[J].吉林地質(zhì).1985,(3).