內(nèi)蒙古東烏珠穆沁旗1017銀多金屬礦床成因研究

劉桂閣，元彥梅，于愛軍，李艷秋，王志華

(1.武警警種學(xué)院，北京 昌平 102202；2.武警黃金地質(zhì)研究所，河北 廊坊 065000)

內(nèi)蒙古東烏珠穆沁旗1017銀多金屬礦床成因研究

劉桂閣1，元彥梅1，于愛軍1，李艷秋2，王志華2

(1.武警警種學(xué)院，北京 昌平 102202；2.武警黃金地質(zhì)研究所，河北 廊坊 065000)

1017高地銀多金屬礦床是武警黃金部隊在內(nèi)蒙古發(fā)現(xiàn)的一個多金屬礦床，其大地構(gòu)造位置處于華北板塊與西伯利亞板塊縫合帶的北側(cè)，區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜，成礦條件優(yōu)越。東烏珠穆沁旗成礦帶也是中國重要金多金屬成礦帶，區(qū)內(nèi)以富含金、銀、鉛、鋅和鐵等中低溫多金屬礦床為主，其次為富含鉬、鎢、鉻、鉍、錫和稀有金屬為主相對高溫多金屬礦床。通過對1017高地銀多金屬礦床巖石地球化學(xué)特征的研究分析，礦石石英中流體包裹體均一，測溫為210.1 ℃，具有中低溫度的特點；流體包裹體鹽度在7.4%左右，為中低鹽度；礦石中硫同位素總體組成相對均一；氫、氧同位素分析研究表明礦體流體不是典型的巖漿水與變質(zhì)水，而是來源于巖漿與大氣降水混合水；成礦時代為華力西晚期花崗質(zhì)巖漿期后熱液型銀多金屬礦床。礦床成因的確定對于區(qū)域找礦具重要的指導(dǎo)意義。

東烏珠穆沁旗；1017高地；銀多金屬礦；礦床成因

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)大地構(gòu)造位置位于西伯利亞板塊與華北板塊縫合帶的北側(cè)，屬于西伯利亞板塊南部大陸邊緣之東烏旗-扎蘭屯火山型被動陸緣北段，區(qū)內(nèi)成礦與古生代西伯利亞板塊陸緣增生階段和中-新生代濱太平洋板內(nèi)演化階段關(guān)系密切[1，2]。區(qū)域地層主要是上中奧陶世早期淺海碎屑巖夾碳酸鹽巖沉積為主，晚期伴有強烈的中酸性火山巖噴發(fā)，以復(fù)理石島弧型火山巖建造為主。晚志留世-中泥盆世為濱淺海相碎屑巖建造，晚泥盆世以海陸交互相碎屑巖建造為主。受華北板塊與西伯利亞板塊對接影響，泥盆世晚期，區(qū)域在由南向北的碰撞擠壓作用下使本區(qū)地層發(fā)生了強烈變形及動力變質(zhì)作用，形成區(qū)域以北東向構(gòu)造為主同時伴有北西向次生構(gòu)造的總體格局。中-晚侏羅世為區(qū)內(nèi)構(gòu)造巖漿巖活動期，在太平洋板塊向歐亞板塊的俯沖加劇構(gòu)造背景影響下，區(qū)域內(nèi)巖漿侵入與火山作用發(fā)育，形成了眾多與巖漿巖有關(guān)的多金屬礦床。在區(qū)域火山型陸緣和板內(nèi)造山運動復(fù)雜的構(gòu)造運動條件下，多期次造山運動和多期次巖漿活動造就了區(qū)域復(fù)雜的構(gòu)造環(huán)境和良好的成礦地質(zhì)條件[3-5]。

2 地質(zhì)情況

2.1 地層

礦區(qū)為草原發(fā)育區(qū)，基巖裸露較差，大部分草場及第四系湖積物和風(fēng)成砂所覆蓋。礦區(qū)內(nèi)出露少量的上泥盆統(tǒng)安格爾音烏拉組地層主和第四系(圖1)[6]，上泥盆統(tǒng)安格爾音烏拉組，主要巖性以板巖、砂巖夾泥巖為主。為一套以陸相及濱海相的砂板巖組合。在局部地段巖石粒度變粗，凝灰?guī)r、硅質(zhì)成分增多，可見中粗粒長石砂巖、含礫中粗粒凝灰質(zhì)長石砂巖及砂質(zhì)礫巖等；第四系覆蓋以灰黑色-灰綠色-黃綠色砂質(zhì)淤泥為主湖積物和第四紀風(fēng)成砂為主。

2.2 構(gòu)造

研究區(qū)區(qū)域構(gòu)造上屬于西伯利亞板塊南部大陸邊緣的東烏旗-扎蘭屯火山型被動陸緣帶，次級構(gòu)造位于查干敖包-朝不楞早古生代構(gòu)造巖漿巖帶中段。礦區(qū)內(nèi)次級斷裂構(gòu)造發(fā)育，走向上主要呈北東向及北西向展布，走向上呈近垂直分布，為一組共軛剪切構(gòu)造，也為礦產(chǎn)形成提供了有利空間，是礦區(qū)主要的導(dǎo)礦及容礦構(gòu)造。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖以華力西晚期酸性侵入巖為主，巖石類型簡單，巖性以灰白色、灰色巨斑狀中粒黑云二長花崗巖灰及白色、灰色含斑晶中粒黑云二長花崗巖為主。另有少量灰色中細粒黑云二長花崗巖出露。

區(qū)內(nèi)3種巖石類型間為漸變過渡關(guān)系，侵入體內(nèi)多含有圍巖捕虜體，巖體長軸方向總體呈北東方向沿區(qū)域構(gòu)造延伸排列。礦區(qū)內(nèi)黑云二長花崗巖經(jīng)206Pb/238U測年，時間介于(281.8±4.7～305.8±5.2)Ma，侵入時間為于華力西晚期。巖石地球化學(xué)性質(zhì)顯示，其鋁飽和指數(shù)A/CNK比值為介于0.93～1.64，其平均值為1.8，具有典型過鋁質(zhì)特點。礦區(qū)內(nèi)巖石K2O+Na2O含量多介于5.7%～9.3%之間，其平均值為7.8%，具有高堿性特點。礦區(qū)巖石里特曼指數(shù)(σ)介于0.9～3.3，平均值為2.1，具有典型鈣堿性巖石特點；K2O與Na2O比值介于0.9～2.6，平均值為1.6，具有相對富鉀特點。綜合上述巖石地球化學(xué)性質(zhì)，礦區(qū)內(nèi)的高鉀鈣堿性花崗巖應(yīng)為島弧環(huán)境產(chǎn)出或者后碰撞環(huán)境產(chǎn)出[7]。結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化來看，礦區(qū)內(nèi)巖漿巖產(chǎn)出環(huán)境應(yīng)為后碰撞環(huán)境產(chǎn)出。

從花崗巖巖石稀土元素特征來看，稀土配分曲線具有典型向右傾的典型特征，且輕稀土曲線相對較陡，而重稀土曲線較緩。而親石元素(LILE)Rb、Th、U和輕稀土元素(LREE)相對富集，Sr、Ba、Ti元素相對虧損，δEu值介于0.16～0.78具有負異常特征。La與Yb比值介于2.28～11.64，與典型A型花崗巖過渡的后碰撞高鉀花崗巖[8,9]或火山弧花崗巖[10]的特征極其相似。

從構(gòu)造環(huán)境Nb-Y判別圖解(圖2)中可以看出，投影多落入后碰撞伸展花崗巖區(qū)與同碰撞花崗巖區(qū)。

從構(gòu)造環(huán)境Rb-(Nb+Y)判別圖解(圖3)投影中可以看出，多數(shù)投影在后碰撞伸展花崗巖區(qū)和火山弧花崗巖區(qū)(VAG)，表明該區(qū)花崗巖產(chǎn)出環(huán)境應(yīng)為后碰撞伸展階段前期。

從87Sr/86Sr比值來看，初始比值介于0.673401～0.704236之間，87Sr/86Sr比值相對較低。而εNd(t)值介于0.4～4.6之間，反映出其成巖物質(zhì)應(yīng)主要來源于深部，有大量幔源物質(zhì)的加入。從區(qū)域構(gòu)造演化分析認為，興蒙造山帶新元古代至顯生宙以來的新生大陸地殼的熔融應(yīng)為花崗巖的主要物質(zhì)來源[11,12]。

從花崗的成巖時期來看，區(qū)內(nèi)高鉀鈣堿性花崗巖同位素測年為(296.8±4.1)Ma，該時期為古亞洲洋盆已閉合時期。

綜合上述巖石地球化學(xué)特征，表明礦區(qū)內(nèi)高鉀鈣堿性花崗巖產(chǎn)出是在華力西期晚期，古亞洲洋盆已閉合后，于碰撞造山期后，此時區(qū)域壓力由擠壓向伸展轉(zhuǎn)構(gòu)造環(huán)境下產(chǎn)出，即碰撞造山過程演化到后期的相對伸展階段。

3 礦體特征及礦石類型

3.1 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)Ⅰ號及Ⅱ號2條構(gòu)造破碎蝕變帶，在構(gòu)造破碎蝕變帶中探明含金、銀、鉛鋅礦(脈)體共計7條，其中1、2號礦體產(chǎn)于Ⅰ號構(gòu)造破碎蝕變帶的東北段，2條礦體特征基本相同，空間走向上近北東向，近平行排列，呈斜列式分布；4、5號礦體產(chǎn)于Ⅱ號構(gòu)造破碎蝕變帶，其礦體特征基本相同，不同于其他幾條礦體走向總體呈北西向，走向上近垂直其他幾條礦體；3、6號礦體產(chǎn)于中粗粒黑云二長花崗巖體構(gòu)造破碎蝕變帶中，其特征相似；7號礦體位于研究區(qū)中西部，礦體圍巖為破碎的中-粗粒黑云二長花崗巖和上泥盆統(tǒng)安格爾音烏拉組的砂板巖。

Ⅰ號破碎蝕變帶：位于研究區(qū)中部略偏東南，破碎帶走向北東140 °傾向南，礦體總體較陡，傾角大于70 °，由南西向北東部延伸近橫貫整個礦區(qū)，走向上控制長近3 km，傾向上構(gòu)造破碎蝕變帶寬幾十米到幾百米。在礦區(qū)北東部24號勘探線處，Ⅰ號破碎帶中間被第四系所覆蓋，出露兩個分支，1，2號礦體分別位于北西、南東分支中。Ⅰ號構(gòu)造破碎蝕變帶貫穿東西部圍巖黑云二長花崗巖。東部花崗巖粒度相對較粗為中粗粒。構(gòu)造破碎蝕變帶內(nèi)花崗巖破碎強烈，蝕變發(fā)育，以強高嶺土化為主，局部具有硅化、綠泥石化。1，2號礦體中以褐鐵礦化、方鉛礦化為主，可見少量的黃鐵礦化，在Ⅰ號破碎蝕變帶內(nèi)部形成多金屬礦(化)體。

Ⅱ號破碎蝕變帶：位于研究區(qū)北部管中部，總體走向南東130 °傾向西，傾角60～70 °，走向上近垂直于Ⅰ號破碎帶。走向上延長由3號礦體北部開始向北西延伸，直至北西被第四系所覆蓋。在礦區(qū)地表可見走向延長長度大于500 m，構(gòu)造破碎蝕變帶寬大于200 m，4號礦體位于帶內(nèi)南西側(cè)，5號礦體位于帶內(nèi)北東側(cè)。構(gòu)造破碎蝕變帶內(nèi)巖石為中粗粒二長花崗巖，破碎較強，蝕變以強高嶺土化為主，局部發(fā)育較強硅化、綠泥石化、碳酸巖化。礦化以褐鐵礦化、方鉛礦化為主，可見星點狀黃鐵礦化。

3.2 礦石特征

礦區(qū)內(nèi)礦石自然類型主要有氧化礦石和原生礦石，以原生礦石為主。氧化礦多發(fā)生強烈的氧化作用及淋失作用，導(dǎo)致礦石總體呈孔洞，呈蜂窩狀構(gòu)造，在流失的孔洞中有時可見褐鐵礦和銻華。但在較大的褐鐵礦團塊中有時可見原生黃鐵礦，多呈細粒狀。在地表下及鉆孔中多為原生礦石。礦工內(nèi)礦石工業(yè)類型為石英脈型原生礦石和蝕變二長花崗巖型原生礦石。

礦區(qū)內(nèi)礦石礦物成份。礦石主要有黃鐵礦、閃鋅礦、輝銻礦、方鉛礦、褐鐵礦和少量的銻銀礦，金屬礦物主要分布于石英粒間和晶體裂隙面中。礦區(qū)內(nèi)脈石礦物成份：主要有石英、長石、方解石和黑云母等。

礦石結(jié)構(gòu)。主要金屬礦物黃鐵礦呈中-細粒，自形-半自形分布于早期石英脈中。黃鐵礦、方鉛礦等脆性礦物受應(yīng)力作用多呈碎裂狀結(jié)構(gòu)。其碎裂產(chǎn)生的裂隙和空間被晚期礦物石英細脈及微細粒狀黃鐵細細脈充填、膠結(jié)，顯示了成礦的多期次的特點。

礦石構(gòu)造。礦石構(gòu)造主要以塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造為主，另有少量的蜂窩狀構(gòu)造。黃鐵礦、閃鋅礦、輝銻礦呈不規(guī)則、無定向排列的塊狀構(gòu)造集合體分布于石英脈中。它形細粒狀黃鐵礦多呈星點狀或微細脈狀較均勻地分布于石英脈中。它形粉末狀黃鐵礦多呈條帶狀平行相間排列于礦石中，條帶總體產(chǎn)狀與礦體基本一致。

4 礦床地球化學(xué)特征

4.1 流體包裹體形態(tài)及巖相學(xué)特征

在礦體石英脈中流體包裹體發(fā)育多呈群及呈帶狀分布，大小介于2～10 μm之間。包裹體形態(tài)多變，多呈紡錘狀、橢球狀、樹支狀等不規(guī)則狀。流體包裹體以原生為主，只有極少量的次生包裹體，假次生包裹體。包裹體主要以氣相及液相2相包裹體為主，同時含有極少量的多相包裹體。在2相包裹體中，氣相包裹體含量較低，多數(shù)為液相包裹體，氣相及液相包裹體比介于0.05～0.15間。在多相包裹體中，子礦物體積占包裹體體積約1/5左右，其余為氣液相。

通過銀鉛鋅礦化的主要階段的6件樣品均一測溫，主成礦礦階段石英包裹體均一溫度介于182.5～242.1 ℃之間，多數(shù)樣品測溫集中在190～220 ℃區(qū)間，總體溫度變化范圍不大，樣品平均溫度在210.1 ℃。石英包裹體鹽度介于在4.42%～11.46%，多數(shù)樣品集中分布在6%～8%區(qū)間，平均值在7.4%，為中低鹽度。

綜合上述流體包裹體特征表明，礦床的主成礦流體為中低溫度和中低鹽度的流體，與典型巖漿期后熱液型礦床較相似。

4.2 硫同位素特征

從礦床礦石硫同位素測試結(jié)果來看，δ34S介于5.7‰～8.0‰之間，數(shù)值變化范圍相對較小，總體呈正態(tài)分布，δ34S均值為6.85‰。總體硫同位素組成相對均一，但又不同于幔源S的δ34S介于-3‰～3.0‰之間[13]，暗示1017高地銀多金屬礦床礦石中硫的來源比相對單一，不是完全來自于深部地幔硫。對比區(qū)內(nèi)其他多金屬礦硫同位素分布特征(圖4)，阿爾哈達、吉林寶力格多金屬礦硫同位素分布范圍較廣[14]，1017高地硫同位素分布集中，硫來源相對單一，與幔源硫同位素分布特征有明顯的區(qū)別，也說明了硫來源不同沉積巖和幔源，應(yīng)為巖漿硫或地幔硫的混合，更多是來源地殼巖漿硫[15]。

4.3 氫及氧同位素特征

從氫氧同位素測試結(jié)果來看，樣品投影點在δ18OH2O與δD值投影關(guān)系圖遠偏離巖漿水和變質(zhì)水，分布在大氣降水與巖漿水之間的范圍(圖5)，表明礦體流體來源不是單一的巖漿水或變質(zhì)水，而是來源于巖漿與大氣降水混合水。

5 結(jié) 論

綜合上述特征認為，礦床形成于古生代(296.8±4.1)Ma古亞洲洋盆已閉合后碰撞伸展階段，伴隨著后碰撞高鉀鈣堿性花崗巖侵入而形成。其成礦物質(zhì)主要來源于深部軟流圈及地幔，豐富的巖漿硫為礦石中硫的主要來源，物質(zhì)來源相對單一。巖漿熱液與大氣降水混合成為礦床主要成礦流體，具有中低溫度和中低鹽度的流體特征。流體為礦床帶來豐富的成礦物質(zhì)沿區(qū)域北東向構(gòu)造導(dǎo)入，區(qū)內(nèi)呈次級北東向及北西向發(fā)育，斷裂構(gòu)造為一組共軛剪切構(gòu)造，為礦產(chǎn)形成提供了有利空間。

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[責(zé)任編輯：劉守義 英文編輯：劉彥哲]

Genesis Study of Highland 1017 Ag Polymetallic Deposit in East Ujumqin Banner,Inner Mongolia

LIU Gui-ge1,YUAN YAN-mei1,YU Ai-jun1,LI Yan-qiu2,WANG Zhi-hua2

(1.Specialized Forces College of CAPF,Changping,Beijing 102202,China;2.Gold Geological Institute of CAPF,Langfang,Hebei 065000,China)

The Highland 1017 Ag polymetallic deposit is a polymetallic deposits discovered by Chinese People’s Gold Armed Police Force in Inner Mongolia.Its tectonic position is located at the north side of suture zone between North China plate and Siberia plate,and the regional tectonic is complex and the metallogenic condition is superior.East Ujumqin Banner metallogenic belt is an important polymetallic metallogenic belt in china,the mainly deposit is middle-low temperature polymetallic deposit which is rich in gold,silver,lead-zinc and iron,following by the relatively high temperature polymetallic deposit which is rich in molybdenum,tungsten,chromium,bismuth,tin and rare metal.By studying the ore geochemical characteristics of the highland 1017 Ag polymetallic deposit,it is found that homogenization temperature and salinity of quartz fluid inclusion are 210.1 ℃ and 7.4%,respectively,with the characteristics of low temperature and low salinity.And the isotopic composition of sulfur is relatively uniform;hydrogen and oxygen isotope analysis shows that ore fluids are from the mixture of magma and rain water,not the typical magmatic water and metamorphic water.The deposit is the granitoid magmatic hydrothermal Ag polymetallic deposit which was formed in the late-Variscan.The determination of metallogenic genesis has guiding significance for regional prospecting.

East Ujumqin Banner;highhand 1017;Ag polymetallic deposit;genesis

中國地質(zhì)調(diào)查局項目：“內(nèi)蒙古東烏珠穆沁旗1017高地——阿吉勒-烏蘭一帶銅鉛鋅礦產(chǎn)資源調(diào)查評價”(1212011085263)

劉桂閣(1971-)，男，山東陽谷人，武警警種學(xué)院勘探教研室主任、教授，博士。

P 611

A

10.3969/j.issn.1673-1492.2015.06.010

來稿日期：2015-09-18