花敖包特銀鉛鋅礦隱爆角礫巖-次流紋巖特征

趙勝金 樸麗麗 宓奎峰 易慧能 張小奇 顏宇航

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)第十地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院)

花敖包特銀鉛鋅礦隱爆角礫巖-次流紋巖特征

趙勝金1,2樸麗麗1,2宓奎峰1易慧能2張小奇2顏宇航2

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)第十地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院)

內(nèi)蒙古花敖包特銀鉛鋅礦床是大興安嶺中南段西坡銀多金屬成礦帶典型礦床之一，對(duì)該礦床隱爆角礫巖-次流紋巖的巖石學(xué)特征、蝕變特征、巖體產(chǎn)狀、地球化學(xué)特征以及地質(zhì)意義進(jìn)行了詳細(xì)分析。結(jié)果表明：①該礦床礦體與早白堊世隱爆角礫巖-次流紋巖體空間關(guān)系密切，成因與隱爆-次火山作用有關(guān)；②該礦床應(yīng)為與隱爆角礫巖-次火山巖系統(tǒng)有關(guān)受斷裂控制的中—低溫次火山熱液礦床，礦床成礦時(shí)代為早白堊世。根據(jù)上述分析可進(jìn)一步認(rèn)為，對(duì)區(qū)內(nèi)隱爆角礫巖-次流紋巖進(jìn)行識(shí)別勘查有利于在礦床深部及外圍開展找礦工作。

隱爆角礫巖-次流紋巖 銀鉛鋅礦床 巖石學(xué)特征 地質(zhì)意義 隱爆-次火山作用

花敖包特銀鉛鋅礦床位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西烏珠穆沁旗北東約150 km處，大地構(gòu)造位置屬于大興安嶺成礦帶中南段錫林浩特—霍林郭勒成礦亞帶，是一大型銀鉛鋅多金屬礦床。對(duì)于該礦床成因的研究，劉建民等[1]認(rèn)為是海底熱液噴流-沉積成礦成因，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為是中—低溫?zé)嵋旱V床[2-5]。通過野外工作尤其是大量坑道觀察，發(fā)現(xiàn)花敖包特銀鉛鋅礦床的礦體及礦化與隱爆角礫巖-次流紋巖構(gòu)成的次火山巖空間關(guān)系密切，隱爆-次火山作用是該礦床淺部成礦流體生成的主要方式。通過詳細(xì)討論隱爆角礫巖-次流紋巖特征及地質(zhì)意義，為區(qū)內(nèi)找礦工作提供依據(jù)。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

花敖包特銀鉛鋅礦床位于梅勞特深大斷裂NE段。礦區(qū)出露地層為下二疊統(tǒng)壽山溝組、上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組、新近系上新統(tǒng)五叉溝組及第四系。其中下二疊統(tǒng)壽山溝組巖性組合主要為變質(zhì)砂巖、含礫砂巖、粉砂巖及板巖等，為最主要的賦礦地層。礦區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為華力西晚期超基性巖體和燕山晚期巖株、巖墻和巖脈。華力西晚期超基性巖體受梅勞特深大斷裂控制，呈NEE向帶狀展布，巖性主要為蛇紋巖，原巖屬斜輝輝橄巖；燕山期脈巖主要有次流紋巖及閃長(zhǎng)玢巖。花敖包特地區(qū)的構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主。梅勞特深大斷裂為南側(cè)超基性巖與北側(cè)壽山溝組砂板巖地層的斷裂接觸帶，沿走向呈波狀，顯壓扭性特征，長(zhǎng)80 km，寬約600 m，走向NEE，傾向SSE，傾角約70°，走向及傾向方向均有變化，是區(qū)內(nèi)重要的導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造。梅勞特深大斷裂北側(cè)砂板巖地層中NW(約320°)、NE(約40°)及近SN向斷裂為重要的容礦構(gòu)造，形成該幾組方向的礦脈或礦體40余條，斷裂構(gòu)造是該區(qū)的主要控礦因素。

2 礦體地質(zhì)特征

(1)Ⅰ-1#礦體。呈板柱狀、囊狀，形成于華力西晚期蛇紋巖與下二疊統(tǒng)壽山溝組變質(zhì)砂巖斷裂接觸帶—NEE向梅勞特?cái)嗔炎呦?、傾向的產(chǎn)狀突變部位的有利儲(chǔ)礦構(gòu)造位置，礦體以充填及交代方式賦存于接觸帶內(nèi)，礦石及附近圍巖強(qiáng)烈蝕變。

(2)Ⅱ-2#礦體及其他主要礦體。多呈脈狀成群分布，平面上及傾向上多呈近平行排列，沿走向和傾向上有尖滅再現(xiàn)、分支復(fù)合現(xiàn)象，一般受NW(約320°)、NE(約40°)及近SN的斷裂控制，傾向以NE、E及SE向?yàn)橹?，傾角45°～70°。礦體一般厚10至數(shù)十米，延長(zhǎng)、延深多較穩(wěn)定，礦體形態(tài)呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)出。礦(化)體以賦存于下二疊統(tǒng)壽山溝組砂板巖3組方向斷裂及各種次級(jí)小裂隙、斷裂中為主，其次為賦存于隱爆角礫巖-次流紋巖體中或與砂板巖地層接觸帶部位，以充填方式為主，交代-充填方式次之，礦石品位極富。

3 隱爆角礫巖-次流紋巖特征

3.1 巖體產(chǎn)狀特征及與礦體的關(guān)系

礦區(qū)內(nèi)隱爆角礫巖及次流紋巖均屬次火山巖漿作用的產(chǎn)物，可作為一個(gè)整體討論，稱為隱爆角礫巖-次流紋巖體，與成礦關(guān)系密切。隱爆角礫巖-次流紋巖體平面形態(tài)以脈狀、透鏡狀、囊狀或長(zhǎng)橢圓狀為主，部分中段表現(xiàn)為不規(guī)則狀，長(zhǎng)軸延向以NNE向?yàn)橹鳎?guī)模大小不一，產(chǎn)狀多陡立，目前控制的一、二采區(qū)3處次流紋巖在標(biāo)高差300 m的各中段均有連續(xù)出露，向深部仍有延伸。由三采區(qū)各中段次流紋巖體分布及產(chǎn)狀可知，巖體根部在一、二采區(qū)到三采區(qū)之間，斜向沿各種斷裂通道侵入至三采區(qū)，產(chǎn)狀較緩，形成平面形態(tài)復(fù)雜的次流紋巖體，因此在下部中段平面極少或未見次流紋巖，中部見次流紋巖中段則呈現(xiàn)極不規(guī)則、分支復(fù)合的產(chǎn)出狀態(tài)。次流紋巖體邊部常有流紋巖或隱爆角礫巖巖枝沿?cái)嗔褦D入，其中隱爆角礫巖多可見與礦體相伴。隱爆角礫巖-次流紋巖普遍發(fā)育絹云母化、黃鐵礦化，次為高嶺土化等，局部亦可見不規(guī)則鉛鋅礦細(xì)脈狀或細(xì)脈浸染狀鉛鋅礦化。該隱爆角礫巖-次流紋巖體為沿?cái)嗔亚秩耄軘嗔芽刂泼黠@，侵入接觸帶受成礦期或稍晚的斷裂改造，多呈斷層接觸，接觸部位強(qiáng)烈的絹云母化、高嶺土化等，并多見同成分或復(fù)成分(多為次流紋巖與砂板巖)隱爆角礫巖及沿?cái)嗔殉涮畹牡V體。

3.2 巖石學(xué)特征

(1)塊狀流紋巖。主要分布于巖體內(nèi)部，為巖體主體巖石。巖石呈淺灰、灰白色，多為顯微鱗片變晶結(jié)構(gòu)，變余少斑結(jié)構(gòu)，基質(zhì)變余包含霏細(xì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石受熱液作用蝕變強(qiáng)烈，出現(xiàn)大量新生的絹云母，并多具有星散狀黃鐵礦化，原巖的斑晶及基質(zhì)中的霏細(xì)質(zhì)長(zhǎng)石質(zhì)礦物全部變?yōu)榻佋颇?、少量高嶺石等，原巖結(jié)構(gòu)尚清晰可辨，以假象保留原結(jié)構(gòu)面貌。少量鉛鋅礦化現(xiàn)象分布于裂隙中或呈稀疏浸染狀分布，巖石整體可以見到各種成分的微—細(xì)裂隙脈，脈中主要含1種或幾種金屬礦物的硅質(zhì)脈，或綠泥石硅質(zhì)脈等，稀疏浸染狀或星散狀黃鐵礦化及絹云母化普遍發(fā)育。

(2)流紋狀流紋巖。分布面積較小且局限，主要分布于巖體靠外部分至與圍巖接觸部位，巖石呈灰白色，流紋構(gòu)造發(fā)育，靠近塊狀流紋巖向外過渡為具流紋構(gòu)造(需仔細(xì)觀察或顯微鏡下觀察)，再向外圍至圍巖接觸部位則流紋構(gòu)造清晰且發(fā)育。近圍巖部位形態(tài)受圍巖的影響，形成一些渦流狀、波曲狀等流動(dòng)構(gòu)造形態(tài)，部分地段巖石隨彎曲的流紋呈彎曲板片狀、薄板狀剝落，特征明顯，板片厚薄不一，多為5～30 mm。巖石稀疏浸染狀或星散狀黃鐵礦化及絹云母化仍普遍發(fā)育，亦可見到少量鉛鋅礦化現(xiàn)象，整體蝕變及礦化略好于塊狀流紋巖。

(3)隱爆角礫巖。分布范圍較大，但面積較小，主要分布于次流紋巖體四周偏邊緣部位及附近，巖體頂部、上部隱爆角礫巖發(fā)育，向下逐漸不發(fā)育，多為接觸帶狀及不規(guī)則脈狀，蝕變強(qiáng)烈，在各中段常可見到與流紋巖體相伴過渡產(chǎn)出，或在次流紋巖體附近與礦體相伴產(chǎn)出，亦有直接含礦成為礦化體或礦體的。巖石呈灰白色，多為顯微鱗片變晶結(jié)構(gòu)、變余角礫結(jié)構(gòu)，角礫狀構(gòu)造、礫狀構(gòu)造，角礫大小不一，多為3～6 cm。大小角礫多呈圓化渾圓狀、次棱角狀，角礫以次流紋巖為主，次為圍巖角礫，如灰黑色板巖、變質(zhì)砂巖、變質(zhì)含礫砂巖等，另有灰白色隱爆角礫巖，隱爆角礫巖角礫的存在說明了隱爆作用的多次作用。隱爆作用影響下，角礫成分及各成分含量與隱爆角礫巖所處的空間位置相關(guān)，靠近流紋巖或隱爆角礫巖一側(cè)，隱爆角礫巖的角礫狀構(gòu)造明顯，角礫含量多、粒徑大，角礫成分以次流紋巖為絕對(duì)主體，偶見或少見有灰黑色砂板巖角礫；向圍巖靠近，則圍巖砂板巖角礫含量增多，并逐漸過渡到砂板巖與流紋巖共同構(gòu)成礫石，呈現(xiàn)黑、白混雜的狀態(tài)，但砂板巖礫石多不占據(jù)主體；再向圍巖靠近則表現(xiàn)出少量隱爆角礫與震碎圍巖角礫混雜的狀態(tài)，直至過渡到震碎角礫巖；再遠(yuǎn)離則為震裂圍巖，直至較為正常的圍巖，形成一套各具特征的隱爆角礫巖。隱爆角礫巖、震碎角礫巖、震裂角礫巖的角礫間、裂隙均為稍晚含礦熱液運(yùn)移、沉淀礦質(zhì)提供空間。典型隱爆角礫巖膠結(jié)物以同角礫成分的細(xì)碎屑、巖粉為主，局部另有方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等硫化物與石英等。隱爆角礫巖蝕變亦較強(qiáng)，角礫及膠結(jié)物中的長(zhǎng)英質(zhì)礦物絹云母化強(qiáng)烈，局部地段隱爆角礫巖強(qiáng)烈硅化、絹云母化，并伴隨不同程度的黃鐵礦、鉛鋅礦化，成為礦(化)體或近礦圍巖。

上述3類巖性各具特征，三者接觸部位多為漸變關(guān)系，大體呈相帶的相變關(guān)系。塊狀流紋巖多為中心相，過渡相多為流紋狀流紋巖，邊緣相以隱爆角礫巖為主，也可為流紋狀流紋巖。

3.3 次流紋巖地球化學(xué)特征

(1)次流紋巖的鋁飽和指數(shù)(A/CNK)為2.88～3.03，大于1.0，屬鋁過飽和型，顯示地殼源的特點(diǎn)[6]；SiO2與TiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、P2O5等含量呈線性降低趨勢(shì)；該類次流紋巖具有高硅(SiO2含量75.00%～78.03%)，富Y、Nb、Zr，低Al2O3含量(10.96%～11.68%)和極低的CaO、MgO含量(分別為0.04%～0.07%、0.37%～0.51%)等，顯示出富硅，低鋁、鈣、鎂的特征。

(2)次流紋巖的稀土元素總量(ΣREE)為(114.96～124.68)×10-6，稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線為右傾型；δEu值為0.87～0.95，屬于輕度虧損，δCe值為0.95～0.96，表明Ce為弱虧損型，具Ce負(fù)異常；LaN/YbN值為5.22～5.52，平均5.40，LREE/HREE值為6.10～6.27，均說明有明顯的輕重稀土分餾；GdN/YbN值為1.09～1.19，說明重稀土分餾弱。

(3)微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖顯示出明顯的Ba、Sr虧損槽；w(Zr)/w(Hf)值為26.72～27.22，w(Zr*)值為12.6～13.0，屬鋯富集型，反應(yīng)殼源的特征。w(Nb)/w(Y)-w(Rb)/w(Y)圖解投點(diǎn)均落入了上地殼的區(qū)域內(nèi)，說明該類次流紋巖來源于地殼。

綜上所述，該礦區(qū)次流紋巖具有明顯的輕重稀土分餾現(xiàn)象，且重稀土分餾較弱；w(Nb)/w(Y)-w(Rb)/w(Y)圖解及w(Zr*)值均反映次流紋巖來源于地殼；鋁飽和指數(shù)(A/CNK)較大，屬鋁過飽和型，也反映了殼源的特點(diǎn)?？烧J(rèn)為，該類次流紋巖是由地殼物質(zhì)的熔融形成的。

4 隱爆角礫巖地質(zhì)意義

4.1 對(duì)礦床形成時(shí)代的約束

次流紋巖與礦床具有成因關(guān)系，成礦時(shí)代與次流紋巖時(shí)代大體相同或稍晚，次流紋巖的鋯石U-Pb等時(shí)線年齡為136±3 Ma，MSWD值為0.31[5]，可認(rèn)為，次流紋巖、花敖包特大型銀鉛鋅礦床成礦時(shí)代為早白堊世。

4.2 流體及成礦物質(zhì)來源

花敖包特銀鉛鋅礦床形成于中深-淺成環(huán)境中，成礦溫度多集中在中—低溫的溫度范圍內(nèi)，該成礦流體屬低鹽度、低密度的不飽和溶液，成礦流體主要由巖漿水與下滲的大氣降水混合組成[2,5]。通過對(duì)花敖包特礦區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)及礦床地質(zhì)特征分析，巖漿水應(yīng)為次火山巖漿水。該礦床的硫主要為幔源硫，礦石鉛可能主要來源于上地?；蛳碌貧2,5]。已探明的礦體大多賦存于壽山溝組地層中的斷裂內(nèi)，該組地層成礦元素背景含量相對(duì)于大陸地殼元素豐度值較高，具有一定的成礦潛力[7]，為成礦作用提供了一部分成礦物質(zhì)。礦石中金屬硫化物的S、Pb同位素分析結(jié)果顯示，該礦床的成礦物質(zhì)來源具有主要來源上地幔、兼具殼?；旌蟻碓吹奶卣?。

4.3 礦床成因及成礦過程

次火山巖漿的隱蔽爆破-次火山巖漿作用是淺部成礦流體生成的主要方式[6]。由此認(rèn)為，次火山巖漿的隱蔽爆破-次火山巖漿作用為該區(qū)的成礦作用提供了以熱動(dòng)力與次火山巖漿水為主的成礦流體，并不斷活化、富集幔源、殼源成礦物質(zhì)，以次火山巖漿水為主的成礦流體攜帶多來源富集的成礦物質(zhì)在有利的構(gòu)造部位成礦。

自中生代以來，大興安嶺南段進(jìn)入了伸展造山構(gòu)造體制[5]，伸展造山作用的持續(xù)演化將引起熱流補(bǔ)給并導(dǎo)致深部巖漿上侵，同時(shí)，幔源的S、Pb等成礦元素也不斷被帶至地殼。此外，在該伸展構(gòu)造背景下，華力西晚期形成的梅勞特深斷裂的繼承性多期活動(dòng)，不僅觸發(fā)了早白堊世次火山巖漿沿?cái)嗔淹ǖ郎仙治?，而且為該區(qū)的成礦作用提供了熱液、幔源礦質(zhì)及熱動(dòng)力，同時(shí)形成和發(fā)展了以NW，近SN，NE向?yàn)橹鞯拇渭?jí)斷裂系統(tǒng)，為隱爆角礫巖-次流紋巖成巖提供了空間，為成礦元素的活化、富集提供了通道及賦存空間。次火山巖漿在上升過程中，頂部大量含揮發(fā)組分的次火山熱液進(jìn)入上述構(gòu)造中，熱液內(nèi)壓超過了圍巖的承受壓力時(shí)，發(fā)生隱蔽爆破，并可能經(jīng)過“自下而上-順次推進(jìn)-序次疊加”的多次爆破[8]，隱爆作用說明了氣相成礦作用的存在，對(duì)巨量、多種金屬聚集有重要意義[9]。隱爆作用同時(shí)促使NW，近SN，NE向?yàn)橹鞯拇渭?jí)斷裂系統(tǒng)的繼承活動(dòng)或新隱爆構(gòu)造的產(chǎn)生，使容礦構(gòu)造趨于復(fù)雜化。形成隱爆角礫巖后，應(yīng)力的釋放使隨后次火山巖漿淺成就位形成次流紋巖，巖漿結(jié)晶分異、巖漿演化過程中流體中的成礦物質(zhì)不斷富集，同時(shí)下滲的大氣降水受次火山巖漿的加熱，并與之發(fā)生等溫混合沿?cái)嗔褞蛏线\(yùn)移。下滲環(huán)流淋濾萃取壽山溝組地層中的成礦元素形成多來源含礦熱液，在上述有利構(gòu)造部位富集成礦，構(gòu)造脈動(dòng)和成礦流體演化造就了成礦的多階段性和復(fù)雜性，從而形成了現(xiàn)今隱爆角礫巖-次流紋巖、構(gòu)造、礦體三位一體的局面，最終形成了與早白堊世隱爆角礫巖-次火山巖系統(tǒng)有關(guān)受斷裂控制的中—低溫次火山熱液礦床——花敖包特大型銀鉛鋅礦床。

5 討 論

隱爆角礫巖-次流紋巖是花敖包特地區(qū)找礦的一個(gè)標(biāo)志，在礦區(qū)外圍及深部，尤其是工作程度低的勘查區(qū)域開展初期的預(yù)查、普查工作時(shí)，應(yīng)注意該巖體的識(shí)別勘查，注意其巖石特征及蝕變、礦化特征，對(duì)比礦區(qū)坑道內(nèi)部的該套巖石，并在隱爆角礫巖-次流紋巖附近的有利構(gòu)造部位注意尋找銀鉛鋅礦體。另外，借鑒有關(guān)隱爆角礫巖型多金屬礦床、次火山熱液礦床、中—低溫?zé)嵋旱V床的成礦系統(tǒng)模式、勘查找礦模型，注意深部及外圍礦床類型、礦種的變化，可能有第二找礦空間的存在。

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2015-05-15)

趙勝金(1982—)，男，博士研究生，024005 內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市。