河北省豐寧縣牛圈銀金礦床地質(zhì)特征研究及成因淺析

王京

【摘 要】華北地臺北緣內(nèi)蒙地軸內(nèi)分布有太古界紅旗營子群變質(zhì)巖系、中生界侏羅系陸相火山沉積巖，區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，巖漿活動頻繁，特別是燕山期巖漿活動強(qiáng)烈，為成礦提供了良好的地質(zhì)條件。本次工作以位于華北地臺北緣內(nèi)蒙地軸東段豐寧臺凸與沽源臺凹交界附近的河北省豐寧縣牛圈銀金礦床為研究對象，通過野外踏勘和室內(nèi)地球化學(xué)測試分析，進(jìn)一步研究礦床地質(zhì)特征，并結(jié)合稀土元素及同位素測試數(shù)據(jù)，分析成礦物質(zhì)來源、成礦時代等問題，初步探討礦床的成因類型。

【關(guān)鍵詞】河北??；牛圈礦床；隱爆角礫巖；地質(zhì)特征；成因分析

1 區(qū)域地質(zhì)

牛圈礦床地理位置處于河北省承德市豐寧縣四岔口鄉(xiāng)，大地構(gòu)造位置處于華北地臺北緣的上黃旗—烏龍溝構(gòu)造巖漿巖帶上。該區(qū)北東-北北東向火山機(jī)構(gòu)發(fā)育，為多金屬礦成礦有利部位。區(qū)域地層有古元古界紅旗營子群變質(zhì)巖和上侏羅統(tǒng)火山巖，但其分布都較少。而中酸性巖體分布廣泛，多呈巖基狀、巖株狀、巖脈狀侵位于前寒武系變質(zhì)巖地層中，主要為海西期粗?；◢弾r、燕山期細(xì)?；◢弾r以及隱爆角礫巖墻。海西期粗粒鉀長花崗巖及燕山期細(xì)粒鉀長花崗巖成因上屬于殼源重熔巖漿型花崗巖[1]。在牛圈銀（金）礦區(qū)內(nèi)分布的硅質(zhì)角礫巖為礦體的直接容礦圍巖。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造、環(huán)形構(gòu)造發(fā)育，構(gòu)成網(wǎng)狀交織的構(gòu)造格局。主要有NNE-NE向、NW向、近SN向三組斷裂，礦化主要和NNE向斷裂有關(guān)。牛圈銀（金）礦床成礦主要受牛圈—老虎壩斷裂（F1）斷裂控制。F1斷裂與上黃旗—烏龍溝剪切帶平行產(chǎn)出，長約8公里，主要由角礫巖、糜棱巖和斷層泥等構(gòu)成。該斷裂嚴(yán)格控制著銀礦體的規(guī)模、產(chǎn)狀和形態(tài)。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體地質(zhì)特征

牛圈銀（金）礦體賦存于隱爆角礫巖中，兩者呈漸變關(guān)系，產(chǎn)出特征與隱爆角礫巖一致（圖1）。礦帶呈北北東向展布，長度約500米，寬度為10～34米。該礦帶自北向南可劃分為三個礦段，在地表三個礦段存在有一定的間距，但在地下深度約為200米處它們相互貫通連為一體。

礦體在空間上為北部厚、南部薄，上部厚、下部薄，礦體厚度較大處其品位也相應(yīng)較高，厚度較小處其品位相應(yīng)較低，且礦體在空間上的變化規(guī)律與隱爆角礫巖空間變化規(guī)律極為相似，暗示礦體賦存于角礫巖侵入前峰。

3.2 礦石特征

礦石礦物主要為黃鐵礦，其次有方鉛礦、閃鋅礦等。黃鐵礦有早、中、晚三期，早期黃鐵礦含量少且粒徑小，多呈浸染狀；中期其含量相對增多，粒徑也有所增大，多呈立方體、八面體等晶型；晚期黃鐵礦呈微粒狀。

3.3 圍巖蝕變

礦床圍巖蝕變發(fā)育，其中上盤蝕變較強(qiáng)，下盤蝕變較弱。蝕變總寬度300余米，礦床圍巖蝕變由內(nèi)向外可分為硅化帶、絹云母化帶、綠泥石—碳酸鹽化帶、鉀化帶4個帶。蝕變以硅化最強(qiáng)且與銀、金成礦的關(guān)系最為密切；絹云母化帶、綠泥石—碳酸鹽化帶和鉀化帶，在礦體兩側(cè)呈不對稱產(chǎn)出，上盤蝕變發(fā)育，但厚度變化較大，局部有缺失的現(xiàn)象。

4 礦床成因

對于牛圈銀（金）礦床的成因類型的分析和認(rèn)識，目前存在多種觀點。一種觀點認(rèn)為礦床成礦作用與巖漿隱爆活動有關(guān)，是次火山隱爆型淺成低溫?zé)嵋旱V床[2]，該觀點目前為大學(xué)數(shù)學(xué)者所接受。此外，劉鳳山等人認(rèn)為成礦與熱泉隱爆活動有關(guān)，是熱泉型淺成低溫?zé)嵋旱V床；許曉峰等人則認(rèn)為牛圈礦床是與巖漿隱爆活動無關(guān)的淺成低溫?zé)嵋盒偷V床。

4.1 成礦時代厘定

本次研究未進(jìn)行樣品同位素年齡測試，收集了多位學(xué)者對該礦區(qū)所做的同位素年齡測試結(jié)果。根據(jù)聶鳳軍等人對礦區(qū)樣品進(jìn)行的40Ar/39Ar年齡測試結(jié)果，推斷礦區(qū)主要成礦期為（216.7±6.1）Ma，是印支期多階段富堿質(zhì)成礦流體活動的產(chǎn)物[3]，富堿質(zhì)巖漿侵入活動礦體的形成提供了物源和熱源。

4.2 成礦物質(zhì)來源分析

（1）稀土元素示蹤

礦區(qū)范圍內(nèi)花崗巖和礦石的稀土元素配分模式相近，LREE分餾較強(qiáng)，HREE分餾較弱，且具有Eu負(fù)異常。表明礦石的物質(zhì)來源與花崗巖之間存在成因聯(lián)系。特別是礦石與礦區(qū)粗粒花崗巖的稀土元素分配模式十分相似，反映二者具有同源性，預(yù)示著礦石與花崗巖之間存在密切的成因聯(lián)系，即成礦物質(zhì)來源于花崗巖。

（2）同位素示蹤

按照葉東虎等學(xué)者對礦區(qū)樣品進(jìn)行的鉛、硫同位素測試結(jié)果，并根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)背景分析，礦區(qū)銀、金等成礦元素來自于表殼巖重熔生成的花崗巖，硫主要來自幔源花崗巖類。

（3）特征礦物

任耀武等學(xué)者在營房鉛鋅銀礦床中發(fā)現(xiàn)玉龍礦等三種金屬互化物，該礦物在成因上屬下地殼—上地幔產(chǎn)物。任耀武等人對營房三種金屬互化物礦物成礦過程分析，認(rèn)為亦應(yīng)屬深源產(chǎn)物[4]。從一個側(cè)面也為營房鉛鋅銀礦床的成礦機(jī)制提供了一個佐證，即該礦床曾經(jīng)歷了深層次的成礦作用過程，成礦物質(zhì)來源于深部。

4.3 礦床成因

印支期，上黃旗—烏龍溝深斷裂帶地殼下部發(fā)生巖漿重熔作用，巖漿向上運移，巖漿中的揮發(fā)性組分選擇性熔融表殼巖中的金、銀等金屬元素，形成成礦流體，并向低溫低壓區(qū)運移，在適當(dāng)?shù)臏貕簵l件下沉淀，形成銀、金等元素的高背景區(qū)。

燕山期，巖漿活動進(jìn)一步加劇，來自上地幔的巖漿沿上黃旗—烏龍溝深斷裂上升，在構(gòu)造有利部位形成老虎溝花崗巖體。在牛圈礦區(qū)附近，富含成礦元素的花崗巖體未沖破上覆的干溝門花崗巖體，當(dāng)內(nèi)壓大于外壓時，發(fā)生隱爆作用，形成硅質(zhì)角礫巖，促使成礦物質(zhì)沉淀，形成礦體。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李曉勇.燕山地區(qū)中生代火山作用成因及其對深部過程的制約[R].中國科學(xué)院博士論文. 2003，56-60.

[2]王艷輝.河北省牛圈銀（金）礦床成因初探[J].地質(zhì)調(diào)查與研究，2010（01）：35-41.

[3]聶鳳軍， 張萬益，江思宏，等.論河北豐寧牛圈銀（金）礦床的成礦時限問題[J].地學(xué)前緣，2007（05）：167-176.

[4]任耀武，曹倩雯.河北豐寧營房鉛鋅銀礦床銀的賦存狀態(tài)及富集規(guī)律[J].華北地質(zhì)礦產(chǎn)雜志，1995.01.