寧夏二人山地區(qū)銀鉛礦地球化學特征及成礦物質(zhì)來源

張 勇，潘進禮，汪棟剛，馬瑞赟，李 剛

（寧夏回族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，寧夏 銀川 750021）

寧夏中衛(wèi)市二人山～黃石坡溝位于寧夏中衛(wèi)市北部的衛(wèi)寧北山西部單梁山以南。出露地層有上泥盆統(tǒng)老君山組第三巖段，下石炭統(tǒng)前黑山組第一、二巖段以及下石炭統(tǒng)臭牛溝組第一巖段；出露的主要構造為F18斷裂，研究區(qū)礦體受F18構造控制明顯，各礦體均產(chǎn)出于F18破碎帶中，F(xiàn)18破碎帶即是導礦構造，也是容礦構造[1]。

1 礦區(qū)地球化學特征

通過對二人山ZK139-1鉆孔原生暈地球化學測量來看，已知礦體上盤（或前部）富集特征元素Cd、Hg、Au、Na2O、CaO，下部（礦體）富集特征元素Ba、S、K2O（Cu、Mo、Bi、As），顯示出重晶石和黃鐵礦化的特征，與礦體存在大量重晶石和細粒粉末狀黃鐵礦相對應的。從礦體元素組合觀察與塊狀硫化物的蝕變特征和元素組合有相似之處。

為了查明礦區(qū)橫向的變化，以四個剖面的5個鉆孔ZK133-2、ZK133-1、ZK139-1、ZK143-3、ZK145-4自東向西組成一個剖面，同時進行了Pb、Au、Cu、Zn、Sb、Hg、Ag等元素化合物異常的圈定橫向剖面上發(fā)育多元素異常，整體上為上寬下窄呈上張口喇叭狀特征[2]。垂直方向存在上下兩個濃集中心。標高1150m～1300m處是鉛鋅多金屬礦體引起的異常，下部標高深度850m～950m處，該異常有高濃度現(xiàn)象，且在139-1孔深部鉛鋅含量達到了最低工業(yè)品位。由此推測下部存在礦化現(xiàn)象，而且元素組合多，異常強度大，推測深部應有新的多金屬礦體存在。

目前發(fā)現(xiàn)的礦體均賦存在角礫巖帶北側(cè)與泥盆系接觸帶上，從元素的異常和礦體分布推測，該接觸帶是一個曲面相對壓性構造部位。注意異常帶與構造帶關系，綜合考慮曲面構造帶面找礦。

2 成礦物質(zhì)來源

（1）硫同位素特征。硫化物礦石中硫的來源是解決成礦物質(zhì)來源問題的重要方法之一，在熱液礦床中硫化物的硫同位素組成是由成礦溶液總硫同位素組成、氧逸度(fO2)、pH、離子強度和溫度的函數(shù)(Ohmoto，1972)。

圖1 硫穩(wěn)定同位素直方圖

二人山地區(qū)ZK139-1鉆孔分析10件硫同位素樣品，分析結果顯示硫同位素δ34S變化范圍介于+0.11‰-+6.97‰之間。最小值為+0.11‰，最大值為+6.97‰，算術平均值+4.86‰，呈塔式分布。說明二人山地區(qū)硫化礦礦石來源比較單一，主要物質(zhì)來源為上地幔巖漿。再者，二人山地發(fā)育多條閃長玢巖脈，礦體中發(fā)育石英和重晶石團塊、網(wǎng)狀細脈，綜合以上多種因素，筆者認為成礦熱液與巖漿熱液密切相關。

（2）成礦溫度。ZK116-1鉆孔巖心中的蝕變石英脈流體包裹體測定結果顯示：熱液均一溫度34.4℃～252℃，平均溫度207.78℃，冰點溫度-3.3℃～0.2℃，平均溫度-0.75℃；鹽度質(zhì)量分數(shù)為0。綜上所述，結合硫穩(wěn)定同位素測試結果、流體包裹體測試結果以及礦體結構、構造特征分析，二人山地區(qū)礦床成因類型為成礦物質(zhì)與巖漿相關的受構造破碎帶控制的破碎帶蝕變巖型中低溫熱液多金屬礦床（受構造控制的淺成中低溫熱液礦床）。

（3）巖石地球化學特征。對該鉆孔853m～954m深度范圍的巖芯樣品進行了深部地球化學研究工作。大致按5m間距共采集巖石地球化學樣品19件。本次所采樣品元素Au、Sb、Hg、Ag、Pb、Zn、Cu、Mo、Bi、W。從分析結果看，有以下特征。相關系數(shù)大于0.7表示相關性較好。部分元素顯示弱的負相關。Cu、Mo、Sb、Bi與Au有較好的相關性，而且呈正相關，說明本地區(qū)的礦化作用受到了深部巖漿活動的影響。在這個地區(qū)Hg與Zn有很好的正相關，但是Zn含量低，在這里沒有經(jīng)濟價值。傳統(tǒng)的金富集成礦指示計As、Hg，在這個地區(qū)沒有起作用。Mo、Cu、W元素在垂向上具有基本一致的變化規(guī)律，受后期熱液改造疊加的影響較明顯，且向深部二者含量有增加的趨勢，反映這種改造疊加作用可能來自深部的巖漿作用。

（4）控礦因素及其特征。礦體受F18斷裂破碎帶所控制明顯，以填充、交代的形式產(chǎn)出在破碎帶中。F18破碎帶既是導礦構造，也是容礦構造，它為礦物提供了運移通道和沉淀場所。二人山地區(qū)成礦過程伴隨著多期的構造疊加，以及多期熱液的蝕變混合，導致最終成礦時期的含礦熱液沿破碎帶中的孔隙度較大的角礫巖和裂隙填充和交代。早期形成的礦石以浸染狀和致密塊狀的類型產(chǎn)出，而后熱液持續(xù)充填，最終形成角礫型銀鉛礦石。在ZK139-1鉆孔中礦石類型為致密塊狀銀鉛鋅礦石，筆者認為原生的致密塊狀的銀鉛礦被F18或者后期次生構造搓碎成角礫后重新膠結成新的構造角礫巖，爾后在該類含礦角礫巖中繼續(xù)發(fā)育有浸染狀的黃鐵、方鉛礦化，形成新的角礫型銀鉛鋅礦石。

（5）礦化富集規(guī)律。二人山地區(qū)礦體礦化蝕變，銀鉛鋅礦以重晶石化、黃鐵礦化、硅化為主；銅鈷礦以高嶺土化、黃銅礦化為主；金銀銅硫鐵礦礦體多以黃鐵礦化、高嶺土化、碳酸鹽化為主。礦種組合方面銅鈷、銀鉛鋅、鉛鋅常以共生形式產(chǎn)出。銀礦化最為普遍，幾乎在所有的礦體中以共伴生的形式產(chǎn)出，一般當銀鉛共生組合時，銀的品位隨之也高與之共生，否則多以低品位或者伴生礦的形式存在。二人山地區(qū)淺表褐鐵礦化、鐵染現(xiàn)象極發(fā)育，并發(fā)育有三個呈串珠狀分布的鐵帽（風化淋濾形成的蜂窩狀褐鐵礦化體），深部逐漸過渡為以高嶺土化、重晶石化、碳酸鹽化和硅化為主；黃石坡溝地區(qū)地表和鉆孔中均以粘土礦化、碳酸鹽化和硅化為主，并且地表有多個規(guī)模較大的膨潤土采坑。

3 結論

寧夏二人山地區(qū)礦石類型有四種：分別為角礫狀銀鉛鋅礦石、致密塊狀銀鉛礦石、角礫狀銅鈷礦石、浸染狀金銀銅硫鐵多金屬礦石。根據(jù)硫同位素分析判斷二人山地區(qū)硫化礦礦石來源主要為上地幔巖漿。根據(jù)流體包裹體測試結果判斷二人山地區(qū)礦床成因類型為中低溫熱液多金屬礦床。F18斷裂在二人山成礦過程中起著舉足輕重的作用，即為熱液提供運移通道，又為各類元素聚集提供場所。二人山地區(qū)礦化具有明顯的分帶特性，礦化蝕變也有一定的規(guī)律性。