內(nèi)蒙古黃崗梁-烏蘭浩特錫鉛鋅銅多金屬成礦帶成礦機(jī)制及時(shí)空架構(gòu)

周振華，馮佳睿 ，呂林素，李 濤，楊永軍

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037；2.中國(guó)地質(zhì)博物館，北京 100034；3.內(nèi)蒙古黃崗礦業(yè)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 克什克騰旗 025350)

黃崗梁-烏蘭浩特錫鉛鋅銅多金屬成礦帶，地處內(nèi)蒙古東南部，近北東走向，長(zhǎng)約400km，是銅、鉛、鋅、錫、銀等多金屬礦產(chǎn)的集中分布區(qū)(白大明等，1996)。該成礦帶，古生代-中生代沉積巖-火山巖出露廣泛，構(gòu)造形跡復(fù)雜，巖漿巖極為發(fā)育，金屬礦床(點(diǎn))星羅棋布，擁有黃崗礦集區(qū)內(nèi)唯一的一處錫鐵共生大型礦床(王莉娟等，2002)以及查木罕、安樂(lè)、白音皋、寶蓋溝、小海青等一批中小型云英巖型和熱液型錫(鎢)礦床；礦帶中部的中生代火山斷陷區(qū)，以鉛鋅多金屬礦床為主，主要由白音諾、浩布高兩個(gè)大型矽卡巖型鉛鋅多金屬礦床和中段、敖瑙達(dá)巴等一批中小型鉛鋅(銀)多金屬熱液型和斑巖型礦床組成；往北東至黃合土一帶，主要出現(xiàn)熱液型銅、鉛鋅礦床(點(diǎn))(趙一鳴等，1997)，一時(shí)被譽(yù)為“草原上的小南嶺”(芮宗瑤等，1994)。

對(duì)于該成礦帶，前人已進(jìn)行了較多研究。本文在綜合前人研究的基礎(chǔ)上，對(duì)黃崗梁-烏蘭浩特錫鉛鋅銅多金屬成礦帶的成礦地質(zhì)背景、成礦時(shí)空特征、成礦條件與成礦機(jī)制進(jìn)行了細(xì)致研究，以期豐富該地成礦帶成礦理論，指導(dǎo)區(qū)內(nèi)進(jìn)一步的勘查工作。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

1.1 大地構(gòu)造背景

大興安嶺地區(qū)位于東西向古生代古亞洲構(gòu)造成礦域與北北東向中新生代濱西太平洋構(gòu)造成礦域強(qiáng)烈疊加、復(fù)合、轉(zhuǎn)換的部位(劉建明等，2004)，在大地構(gòu)造上位于中朝(華北)準(zhǔn)地臺(tái)與西伯利亞地臺(tái)之間的中亞-蒙古地槽褶皺區(qū)(古亞洲巨型造山帶)的東部。大興安嶺以其鮮明的NE走向，橫跨在古亞洲構(gòu)造-成礦域之上，它從晚侏羅世進(jìn)入強(qiáng)烈的火山噴發(fā)階段，繼之是大規(guī)模巖漿侵位，形成了中生代伸展造山格局。中生代時(shí)，受到濱西太平洋和蒙古-鄂霍茨克洋的強(qiáng)烈影響，因而構(gòu)造-巖漿-銅多金屬成礦作用明顯分為前中生代(古亞洲)和中生代(濱西太平洋)兩大時(shí)段(域)(趙一鳴等，1997)。

此次研究成礦帶地處大興安嶺中南段，系西伯利亞板塊與中朝板塊之間的烏拉爾-蒙古-鄂霍茨克顯生宙地槽褶皺區(qū)的一部分。晚古生代末期，兩大板塊沿二連浩特-賀根山一線(xiàn)碰合，其縫合線(xiàn)經(jīng)過(guò)本區(qū)，形成本區(qū)晚華力西褶皺帶(郝立波等，1999)。

古亞洲域向太平洋域的轉(zhuǎn)化，在本區(qū)主要表現(xiàn)為主構(gòu)造線(xiàn)由北東東向北北東的轉(zhuǎn)化，其確切時(shí)代應(yīng)為晚三疊世早期。晚海西造山運(yùn)動(dòng)后，形成成對(duì)(雙峰)晚三疊世巖基或巖株北北東向展布，是區(qū)域造山運(yùn)動(dòng)向區(qū)域伸展機(jī)制控制下的引張構(gòu)造環(huán)境轉(zhuǎn)化的重要標(biāo)志。晚三疊世及其以后的巖漿巖帶，多切穿了西拉沐倫河深斷裂帶，以陸相斷陷盆地沉積及陸相火山-巖漿巖帶為主體，主構(gòu)造線(xiàn)多為北北東向*黃崗梁地區(qū)1∶5萬(wàn)區(qū)調(diào)片區(qū)總結(jié)說(shuō)明書(shū)，內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局，1998.。

1.2 區(qū)域控礦條件

1.2.1 地層控礦

二疊系地層是區(qū)內(nèi)出露最廣泛的基底巖層，厚度大于10km。發(fā)育中、上石炭統(tǒng)和下二疊統(tǒng)(青鳳山組、大石寨組和黃崗梁組)淺海相細(xì)碎屑夾碳酸鹽巖。但有的地段拉伸作用較強(qiáng)，如成礦帶南部黃崗梁-天山一帶，伴隨玄武巖-安山質(zhì)(部分已變?yōu)榧?xì)碧-角碧巖)火山巖，早二疊世末晚華力西運(yùn)動(dòng)使地層褶皺、隆升，并形成幾個(gè)瀉湖-湖盆，發(fā)育上二疊統(tǒng)細(xì)碎屑沉積(白大明等，1996)。二疊系下統(tǒng)呈北東向帶狀展布，于烏蘭浩特-黃崗梁一帶構(gòu)成類(lèi)島弧沉積，表明當(dāng)時(shí)處于小洋張開(kāi)～封閉環(huán)境，構(gòu)成海進(jìn)～海退的層序，具明顯的三分性(王之田等，1997)。大量統(tǒng)計(jì)資料證明，二疊系地層，尤其是其下統(tǒng)黃崗梁組、大石寨組及其上統(tǒng)林西組，對(duì)研究區(qū)內(nèi)錫鉛鋅銅多金屬成礦帶有明顯的控制作用(楊國(guó)富，1992)。區(qū)內(nèi)已查明的礦床和礦(化)點(diǎn)計(jì)有596個(gè)，其中有375個(gè)賦存于二疊系中，占總數(shù)的62.9 %；在已獲金屬儲(chǔ)量中，賦存于二疊系中的Cu占100%、Sn占99%、Pb占86.6%。由此可見(jiàn)，區(qū)內(nèi)二疊系的發(fā)育與成礦關(guān)系密切(楊國(guó)富，1992)?；讕r相對(duì)礦床成因類(lèi)型也有明顯的控制作用，如沿黃崗梁-甘珠爾廟成礦帶NE側(cè)發(fā)育碳酸鹽巖，燕山期中酸性巖漿侵位形成矽卡巖型礦床沿下二疊統(tǒng)北東向大理巖帶展布；其南東側(cè)以碎屑巖及泥質(zhì)巖為主，多形成火山-次火山熱液型和斑巖型礦床(邵濟(jì)安等，1999)。

總體來(lái)說(shuō)，本區(qū)是在成礦物質(zhì)豐富的老基底構(gòu)造層和海西地槽褶皺帶基礎(chǔ)上，疊加了中生代火山-巖漿構(gòu)造活動(dòng)而發(fā)展起來(lái)的錫鉛鋅銅成礦帶。

1.2.2 構(gòu)造控礦

成礦帶內(nèi)構(gòu)造與成礦關(guān)系極為密切，構(gòu)造控制著富含錫鉛鋅銅多金屬元素地層的形成和分布，也控制著地層的褶皺與巖漿侵入活動(dòng)。發(fā)育有黃崗梁-甘珠爾廟-烏蘭浩特深斷裂帶，呈北東向展布，寬約40km，控制了黃崗梁-烏蘭浩特?cái)嗦Ъ捌鋬蓚?cè)的火山噴發(fā)帶和火山噴發(fā)盆地。該斷裂在區(qū)域上明顯控制了黃崗梁-烏蘭浩特成礦帶的展布，特別是控制黃崗-甘珠爾廟錫(鎢)、鉛、鋅礦化和礦床的形成，一系列重要礦床(點(diǎn))均在斷裂帶內(nèi)分布(白大明等，1996)。經(jīng)過(guò)多次承襲、利用和改造早期構(gòu)造、后期擠壓-俯沖、推覆和拉伸-斷陷作用，使本區(qū)形成復(fù)雜的網(wǎng)格狀構(gòu)造系統(tǒng)，為成礦提供了賦礦空間(張喜周等，2008)。

此外，在八楞山、海蘇壩、甘珠爾廟等地,還發(fā)現(xiàn)了一些以輝長(zhǎng)巖為主的基性侵入雜巖體，時(shí)代集中于241～202Ma(邵濟(jì)安等，1999)。這些幔源巖石的存在表明，中生代早期該區(qū)巖石圈深部處于活躍的伸展?fàn)顟B(tài)，在軟流圈隆起背景下，來(lái)自地幔的玄武質(zhì)巖漿以底侵作用方式添加下地殼，并導(dǎo)致下地殼部分熔融和地殼隆升。林西-黃崗一帶早-中侏羅世輝綠巖巖墻群的廣泛發(fā)育，是這一時(shí)期隆升伸展的又一證據(jù)(王京彬等，2000)。

1.2.3 巖漿控礦

大興安嶺火山巖、次火山巖帶具帶狀分布特征，整體呈北北東向延伸。由晚三疊世至早白堊世中期，火山活動(dòng)有自南向北“遷移”的趨勢(shì)，且晚三疊世至早白堊世中期火山巖以帶(面)狀分布為特征，早白堊世晚期以來(lái)的火山巖以線(xiàn)形分布為主要特點(diǎn)?；鹕綆r為偏堿性的高鉀系列巖石，以流紋巖、玄武質(zhì)粗面安山巖、粗面安山巖等中性巖為主，次為粗面巖、玄武安山巖、流紋巖等基性、酸性巖石，形成火山巖的巖漿具有深源性質(zhì)(內(nèi)蒙古地質(zhì)礦產(chǎn)局，1993；于學(xué)元，1981)?；鹕交顒?dòng)主要集中在晚三疊世-中侏羅世和晚侏羅世-早白堊世中期兩個(gè)主要階段(張炯飛等，2000)。

中生代巖漿侵入活動(dòng)集中發(fā)育在印支期和燕山晚期。印支期巖漿活動(dòng)形成二長(zhǎng)花崗巖鉀長(zhǎng)花崗巖系列，巖石以具有鉀長(zhǎng)石巨晶(或似斑晶)為特征，屬造山環(huán)境下的S型花崗巖。燕山晚期巖漿活動(dòng)形成的巖漿巖巖石類(lèi)型，有二長(zhǎng)巖、花崗斑巖、石英斑巖、正長(zhǎng)斑巖、流紋斑巖等，屬偏堿性的中-酸性侵入巖，成礦物質(zhì)具有深源性質(zhì)(張履橋等，1998)。本區(qū)中生代花崗巖隨著時(shí)間發(fā)展，從深源深成到深源淺成，表明深部巖漿房不斷有幔源物質(zhì)補(bǔ)給，當(dāng)然隨時(shí)間推移，上涌的巖漿也不斷有陸源物質(zhì)的加入，改變巖漿成分(邵濟(jì)安等，1994)。

2 成礦時(shí)空演化

研究區(qū)礦床礦種多樣、類(lèi)型豐富、元素組合和成礦環(huán)境復(fù)雜。但它們最顯著且公認(rèn)的共同特征是大多數(shù)在燕山期成礦，成礦作用具有很明顯的時(shí)空性。成礦帶以銅為主的多金屬礦床，如蓮花山(161Ma)(趙一鳴等，1997)、鬧牛山(170Ma)(王京彬等，2002)、布敦化(166Ma)(趙一鳴等，1997)，礦床的礦化年齡在161～166Ma，礦化較集中；鉛鋅為主的多金屬礦床，如白音諾(148Ma)(張德全等，1993)、浩布高(132Ma)(趙一鳴等，1997)、大井(132Ma)(艾永福等，1996)，形成年齡在132～148 Ma之間；錫銅多金屬礦床成礦時(shí)間為燕山晚期，如黃崗(142Ma)(趙一鳴等，1997)、敖瑙達(dá)巴(148Ma)(趙一鳴等，1994)；稀有金屬礦床，如巴爾哲(127Ma)(趙一鳴等，1997)、苔萊花(127Ma)(趙一鳴等，1997)?？傮w看，區(qū)域銅礦床成礦時(shí)間主要為燕山早期；鉛鋅為主的多金屬礦床成礦時(shí)間從燕山早期到燕山晚期，但主要為燕山晚期；錫銅多金屬礦床和稀有金屬礦床成礦時(shí)間為燕山晚期。以上成礦年齡數(shù)據(jù)表明，銅多金屬礦床的成礦時(shí)間主要集中于燕山期。由嫩江深斷裂向西，距離斷裂由近及遠(yuǎn)，依次分布著銅多金屬成礦帶、錫鉛鋅銅礦帶及鉛鋅銀成礦帶，其成礦時(shí)代有由老到新推移的趨勢(shì)。

上述由不同礦種組成的成礦序列(成礦鏈條)，反映了黃崗梁-烏蘭浩特錫鉛鋅銅多金屬成礦帶中，不同時(shí)代礦床的繼承性和親緣性，印證了時(shí)間演變的結(jié)構(gòu)譜系對(duì)該區(qū)成礦結(jié)構(gòu)模型厘定的重要意義(王長(zhǎng)明等，2006)。研究區(qū)，除蓮花山、鬧牛山、布敦化礦床形成于晚侏羅世大規(guī)模火山噴發(fā)之前，其余礦床均形成于火山噴發(fā)作用之后，巖漿分異徹底，具備巨型流體的發(fā)育條件。加之本區(qū)有利的礦源層條件，巖漿作用與礦源層的耦合，使得該區(qū)有可能出現(xiàn)大型、超大型的礦床。

3 主要成礦系列、礦床特征

成礦系列(梅燕雄等，2004；陳毓川等，2006)是程裕淇等(1979、1983)提出的礦床學(xué)概念，它是指在一定的地質(zhì)構(gòu)造單元和一定的地質(zhì)歷史發(fā)展階段內(nèi)，與一定的地質(zhì)成礦作用有關(guān)。是在不同成礦階段(期)和不同地質(zhì)構(gòu)造部位形成的不同礦種和不同類(lèi)型，但具有成因聯(lián)系的一組礦床的自然組合。根據(jù)成礦系列理論，將研究區(qū)主要礦床分為3個(gè)成礦系列9個(gè)礦床式，并繪制了該成礦帶區(qū)域成礦模式圖(圖1)。

3.1 與燕山期中酸性-酸性火山-巖漿侵入活動(dòng)有關(guān)的熱液成礦系列

熱液礦床是指由熱水溶液形成的礦床。它既可形成于大陸，也可形成于海洋，包括文獻(xiàn)中所稱(chēng)的高溫、中溫和低溫?zé)嵋旱V床、脈狀和細(xì)脈浸染狀礦床、斑巖型礦床、蝕變角礫巖型、矽卡巖型和云英巖型礦床、熱泉型和變質(zhì)熱液型礦床等等(季克儉，1991)。熱液礦床的成因是長(zhǎng)期爭(zhēng)論的問(wèn)題(季克儉等，1992)，熱液成礦作用的復(fù)雜性，不僅僅是因?yàn)槌傻V流體和成礦元素具有多來(lái)源性，還因?yàn)闊嵋撼傻V作用是相當(dāng)復(fù)雜的，通常都是多期多階段的。另外，造成成礦作用復(fù)雜化的另一個(gè)重要原因，是構(gòu)造對(duì)含礦熱液產(chǎn)生、運(yùn)移、沉淀的明顯的控制作用(劉鳳山等，1994)。

研究區(qū)與燕山期中酸性-酸性火山-巖漿侵入活動(dòng)有關(guān)的熱液成礦系列中的礦床，也充分體現(xiàn)了熱液成礦作用的特征。屬于該成礦系列的礦床主要有蓮花山(Cu-Ag-Pb-Zn)礦床、長(zhǎng)春嶺(Pb-Zn-Ag-Cu-Sn)礦床、鬧牛山(Cu-Au-Ag)礦床、白音諾(Pb-Zn-Cu-Ag)礦床、浩布高(Pb-Zn-Cu-Ag-Cd)礦床。成礦熱液中的水，既有巖漿水，又有大氣降水；成礦物質(zhì)來(lái)源，既有來(lái)自于幔源的，也有來(lái)源于圍巖的。成礦活動(dòng)也是明顯的多期多階段的。該成礦系列的另一重要特點(diǎn)，是其所處的地球化學(xué)單位屬銅、鉛、鋅(銀)地球化學(xué)異常區(qū)，礦床成礦元素是Cu、Pb、Zn、Ag，大部分礦床都伴生Au，個(gè)別礦床含Mo。由巖體中的斑巖型Cu(Mo)礦床、外接觸帶熱液型Cu(Ag)礦床、遠(yuǎn)接觸帶的Pb、Zn、Ag礦床組合成一個(gè)礦床成礦系列。

3.2 與古生代火山-沉積盆地演化有關(guān)的海底熱液噴流-沉積成礦系列

熱液噴流沉積礦床具有特有屬性，與典型的熱液礦床(后生礦床)以及典型的沉積礦床(同生礦床)都完全不同，也明顯不同于后生礦床疊加于同生礦床之上的疊生成礦作用，而是在同一成礦過(guò)程中，后生和同生成礦作用同時(shí)存在，且空間上二者密切相關(guān)(姚鳳良等，2006)。按照容礦圍巖及成礦環(huán)境的不同分為兩大類(lèi)，包括VHMS型(volcanic-hosted massive sulfide，火山巖容礦的塊狀硫化物，也稱(chēng)為火山噴流型)和Sedex型(sedimentary exhalative，沉積噴流型)。Sedex型礦床主要形成于硅鋁質(zhì)冒地槽環(huán)境，具體構(gòu)造背景是受裂谷控制的克拉通內(nèi)或其邊緣的沉降盆地，容礦巖石主要為細(xì)碎屑巖(頁(yè)巖、粉砂巖)和碳酸鹽巖等(韓發(fā)等，1999)。VHMS型礦床一般賦存于海相火山巖系列的同一層位中，礦床本身傾向于與流紋巖穹窿或長(zhǎng)英質(zhì)碎屑巖共生，成礦作用往往發(fā)生在某一火山旋回的晚期階段，與火山層序上部的火山細(xì)碎屑巖有密切的伴生關(guān)系(陳守武等，1998)。大興安嶺地區(qū)古生代的海底熱液噴流沉積礦床，大多形成于過(guò)渡型地殼之上，因此往往具有Sedex型和VHMS型的過(guò)渡特征(劉建明等，2004)。屬于該成礦系列的礦床有黃崗錫鐵多金屬礦床和大井銅銀多金屬礦床。

3.3 與燕山期堿性花崗巖有關(guān)的成礦系列

該礦床成礦系列是指那些主要以中生代火山斷陷區(qū)為構(gòu)造背景，分布于臺(tái)萊花-巴爾哲稀有稀土礦帶上的與燕山晚期堿性花崗巖有關(guān)的鈉長(zhǎng)巖型稀有、稀土礦床組合。堿性花崗巖與區(qū)域拉張作用有關(guān)，同時(shí)受控于黃崗梁-甘珠爾廟斷裂，物質(zhì)來(lái)源主要是上地幔低程度熔融的產(chǎn)物。目前比較成熟的只有巴爾哲式一個(gè)礦床式(趙一鳴等，1997)。

圖1 內(nèi)蒙古黃崗梁-烏蘭浩特錫鉛鋅銅多金屬成礦帶區(qū)域成礦模式圖(據(jù)趙一鳴等，1997修改)

4 結(jié)論

(1)二疊系地層尤其是其下統(tǒng)黃崗梁組、大石寨組及其上統(tǒng)林西組是研究區(qū)內(nèi)主要的賦礦地層，燕山期火山巖-侵入巖漿活動(dòng)是礦床時(shí)空結(jié)構(gòu)的主要控制因素之一。

(2)二疊系地層中的成礦物質(zhì)由于受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，發(fā)生活化、遷移、富集，形成初始礦源層，與此同時(shí)或稍后發(fā)生的燕山期中酸性巖漿或火山-次火山熱液活動(dòng)，將其所攜礦質(zhì)疊加在初始礦源層之上形成礦床，反應(yīng)出成礦物質(zhì)來(lái)源的多樣性。

(3)礦床時(shí)空演化曲線(xiàn)表明，由嫩江深斷裂向西，距離斷裂由近及遠(yuǎn)，依次分布著銅多金屬成礦帶、錫鉛鋅銅礦帶及鉛鋅銀成礦帶，其成礦時(shí)代有由老到新推移的趨勢(shì)。

(4)研究區(qū)內(nèi)主要礦床可初步分為3個(gè)成礦系列和9個(gè)典型的礦床式。

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