內(nèi)蒙古巴林左旗東山灣地區(qū)鎢鉬銀多金屬成礦地質(zhì)特征研究

郭永強，丁園，趙志偉，藺鵬飛，鄧福理

（核工業(yè)二四三大隊 內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

0 引言

內(nèi)蒙古赤峰市巴林左旗是我國重要的鎢鉬銀多金屬成礦帶。各地質(zhì)勘查單位開展了較多找礦生產(chǎn)工作（內(nèi)蒙古國土資源開發(fā)院，2005—2007年；內(nèi)蒙108有色地質(zhì)隊，2007—2009年；核工業(yè)二四三大隊，2009年）。眾多學(xué)者對成礦帶不同地段開展了多金屬成礦地質(zhì)特征、成礦模式、找礦標志研究。常海彬和康微（2020）認為礦化產(chǎn)于北東向壓扭性和張扭性構(gòu)造帶中，嚴格受構(gòu)造控制，圍巖蝕變沿礦體所處的構(gòu)造呈帶狀展布，構(gòu)造的多期次活動為礦區(qū)多金屬成礦熱液提供運移和富集空間，早白堊世花崗斑巖、鉀長花崗巖等分階段上侵，為成礦提供熱動力、載體或物質(zhì)基礎(chǔ)，攜帶成礦物質(zhì)的熱液上侵，萃取圍巖中的有用組分，最終通過交代作用而沉淀，礦床成因為中低溫熱液脈狀充填型。早期花崗斑巖體與林西組三段外接觸帶是礦床空間定位標志，北東向裂隙帶構(gòu)造是礦區(qū)重要的成礦構(gòu)造，二疊系上統(tǒng)林西組淺變質(zhì)巖為主要的賦礦層位（張彥生，2016；蘇宏建等，2016）。硅化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化等形成的綠色蝕變帶為礦區(qū)直接的找礦標志，北東向和北西向交匯部位是找礦有利部位，成礦與晚侏羅世末的巖漿熱液活動有關(guān)，尤其是煌斑巖和輝綠巖等，脈巖密集區(qū)應(yīng)作為尋找礦體的主要區(qū)域（齊錦超，2018；何保等，2018）。

東山灣地區(qū)（東經(jīng)119°20′00″～119°22′00″；北緯44°26′30″～44°29′30″）是巴林左旗鎢鉬銀多金屬成礦帶的重要組成部分。近些年在東山灣地區(qū)相繼發(fā)現(xiàn)了鎢鉬銀等多金屬礦化。通過普查和詳查，圈定工業(yè)礦體140個，估算控制的122b+333類型多金屬礦石總量接近千萬噸。由于該成礦帶長度大，面積廣，礦種多，成因類型復(fù)雜，不同地段成礦特征各不相同，總結(jié)該區(qū)的多金屬成礦特征有利于該區(qū)及外圍找礦成果的擴大。

1 礦區(qū)地質(zhì)背景

巴林左旗東山灣地區(qū)處于內(nèi)蒙古中部地槽褶皺系（Ⅰ級）蘇尼特右旗晚華力西地槽褶皺帶（Ⅱ級）哲斯-林西復(fù)向斜（Ⅲ級）中東段（圖1）。區(qū)域出露地層主要為二疊系，其次為侏羅系及第四系。強烈的燕山晚期造山運動對研究區(qū)有重大影響，表現(xiàn)在早白堊世中酸性巖漿的頻繁侵位和北東向斷裂構(gòu)造的發(fā)育（常海彬和康微，2020）。由于太平洋板塊向西伯利亞板塊和華北板塊的俯沖擠壓作用，區(qū)域上有NE－NNE向板內(nèi)造山帶——大興安嶺中生代火山巖帶疊加其上，使區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景更加復(fù)雜化（茅椿偉等，2019）。區(qū)域上已查明礦床、礦（化）點百余處，以鉛、鋅、銀、銅礦為主，其次為鉬、鎢、錫礦。大、中型礦床有雙尖子山銀多金屬礦、白音諾爾鉛鋅多金屬礦、浩布髙鉛鋅銅銀礦、大井子銀銅礦、黃崗梁鐵錫礦、敖腦達壩鉛鋅礦、邊家大院銀多金屬礦等。

圖1 東山灣地區(qū)大地構(gòu)造位置圖（常海彬和康微，2020）

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為下二疊統(tǒng)大石寨組（P1d）及哲斯組（P1z），上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組（J3m）（呂智超，2015）。大石寨組（P1d）為出露最古老的地層，巖性為安山巖、玄武巖夾凝灰?guī)r及凝灰質(zhì)砂巖，為半深海-淺海相火山巖夾沉火山碎屑巖建造。哲斯組（P1z）以單斜巖層產(chǎn)出，可分為上中下三段（茅椿偉等，2019）：上段（P1z3）為深灰-淺灰色變質(zhì)砂巖、變質(zhì)砂礫巖、變質(zhì)細粒長石砂巖、變質(zhì)粉砂巖夾板巖；中段（P1z2）為深灰色-灰色斑點狀板巖、粉砂質(zhì)泥質(zhì)板巖、粘土質(zhì)板巖、泥灰?guī)r夾變質(zhì)細砂巖、粉砂巖；下段（P1z1）為褐灰色細粒雜砂巖、長石雜砂巖與粉砂巖、粉砂質(zhì)板巖、細砂巖互層，局部夾泥灰?guī)r、透輝石板巖。滿克頭鄂博組（J3m）巖性為灰、灰黃、灰紫色流紋質(zhì)含集塊火山角礫巖、流紋質(zhì)角礫凝灰?guī)r、流紋質(zhì)含角礫晶屑凝灰?guī)r等，厚度329 m，與哲斯組呈不整合接觸關(guān)系（劉亞彬，2019；潘會彬等，2020）。

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖出露單一，以早白堊世花崗斑巖（K1γπ）巖株為主（呂向光，2019；徐巧等，2020；吳文彬等，2020），呈尾北西頭南東“鼠”形臥伏，南西側(cè)傾向南西，總體傾角約45°；北東側(cè)傾向北東，總體傾角約70°。早白堊世花崗斑巖（K1γπ）巖株出露長1560 m，寬3～448 m，面積0.25 km2，為主要賦礦巖石。巖體淺部發(fā)育流線構(gòu)造且常具上寬下窄的超淺成侵入（超覆）特征，與板巖接觸帶附近常發(fā)生透輝石角巖化、綠簾石角巖化、石英-黑云母角巖化。

2 礦化特征

已發(fā)現(xiàn)的鎢鉬及銀礦產(chǎn)于早白堊世花崗斑巖及其與下二疊統(tǒng)哲斯組板巖接觸帶附近的北西向裂隙帶中。從南向北可分為Ⅰ、Ⅱ兩個礦帶（圖2）

圖2 東山灣地區(qū)地質(zhì)簡圖

2.1 礦帶及礦體特征

垂向上礦化分帶明顯，以花崗斑巖巖株為中心，具半環(huán)形分帶特征（王俊鶴等，2019）。由外及里依次為銀多金屬礦化帶、鎢礦化帶、鉬礦化帶和無礦核（圖3）。各礦化帶間無明顯界線，常發(fā)育過渡帶。鉬礦體分布于Ⅰ礦帶早白堊世花崗斑巖體的中心地帶，即礦化蝕變中心。水平斷面上主要礦體呈脈帶狀北西-南東向展布，中部的03～12線間密集，兩端稀疏；剖面上礦體總體近平行分布，主要礦體呈大脈狀（圖4）。

圖3 Ⅰ礦帶04線蝕變與礦化垂向分帶特征圖

圖4 Ⅰ礦帶350 m標高水平斷面圖

銀多金屬礦體多分布于絹英巖化花崗斑巖或絹英巖化板巖中；鎢礦體多分布于早白堊世花崗斑巖巖株的中深部硅質(zhì)充填的斷裂構(gòu)造中，賦礦巖性以花崗斑巖為主，局部為板巖。礦體長17.00～875.00 m，寬16.00～291.00 m，厚 度0.55～24.22 m。單工程平均品位：Mo為0.060%～0.515%，WO3為0.12%～1.61%，Ag 為51.5×10-9～580.4×10-9，Cu 為0.411%～4.136%，Pb 為0.37%～2.15%，Zn 為0.65%～4.15%，Sn為0.21%～2.64%。

2.2 礦石物質(zhì)組成

（1）金屬礦物：銀多金屬礦石以輝銀礦、黃銅礦、錫石、閃鋅礦、方鉛礦、毒砂為主。鎢礦石以黑鎢礦（含量0.3%～7.2%）、毒砂（含量0.5%～18.5%）為主，白鎢礦（含量0～1.4%）次之。鉬礦石以輝鉬礦（含量0.2%～0.7%）、毒砂（含量0.5%～5.8%）為主。

（2）脈石礦物：以鉀長石（含量10%～65%）、石英（含量5%～80%）、斜長石（含量1%～15%）、絹云母（含量5%～30%）為主，其次為粘土礦物（含量0～7%）、綠泥石（含量0～15%）等。

2.3 礦石化學(xué)成分

（1）鉬礦石。主要為輝鉬礦，平均品位Mo為0.127%，變化系數(shù)43.94%～184.39%，As平均含量0.98%?；瘜W(xué)成分SiO2含量77.63%～88.77%，Al2O3、Na2O 和K2O含量分別為5.46%～10.23%、0.11%～3.38%和2.52%～3.26%。

（2）鎢礦石。主要為黑鎢礦，少量白鎢礦，平均品位WO3為0.22%，變化系數(shù)23.08%～141.28%，總體屬礦化較均勻型。

（3）銀多金屬礦石。主要為Ag、Cu、Sn，其次為Pb、Zn。分別賦存于輝銀礦、黃銅礦（少量黝銅礦）、錫石、方鉛礦和閃鋅礦中。Ag品位20.1×10-9～1016.1×10-9、Cu 為 0.161%～6.552%、Sn 為0.02%～10.02%、Ag為173.5×10-9、Cu為0.903%、Sn為0.47%、Pb為1.09%、Zn為1.56%。品位變化系數(shù)3.70%～214.29%，總體為礦化較均勻型。礦石中As平均品位2.01%，達到綜合利用指標。不同品級銀多金屬礦石主要化學(xué)成分為SiO2，含量為71.34%～75.79%。As主要賦存于毒砂中，銅、鉛、鋅礦石伴生的銀主要賦存于輝銀礦中。

3 成礦作用與成礦條件探討

3.1 斷裂構(gòu)造的控礦作用

斷裂主要有北西向和北東向，其次為近東西向（圖2）。其中北西向斷裂構(gòu)造由一系列近于平行的張扭性裂隙群組成，是主要控礦和容礦構(gòu)造；北東向斷裂構(gòu)造多為小型擠壓破碎帶，部分為次要控礦和容礦構(gòu)造；近東西向斷裂構(gòu)造多為礦后構(gòu)造，對礦區(qū)主要礦體有明顯的破壞作用。

（1）北西向斷裂構(gòu)造。由F11、F12、F13、F14、F15五條近于平行的北西向斷裂構(gòu)造群組成，中部寬而密集，兩端窄而稀疏；由淺至深，傾角有變緩、厚度增大趨勢。斷裂構(gòu)造群長340～1300 m，寬30～280 m不等。單個構(gòu)造寬0.5～60 cm不等，一般3～8 mm。地表多被石英、毒砂、褐鐵礦充填，局部充填黑鎢礦、錫石；脈頻1～10條/m不等。平面上呈帶狀，走向295°～345°，傾向南西，傾角45°～75°。該組構(gòu)造控制著礦區(qū)內(nèi)主要礦化蝕變帶的空間展布，屬成礦期張扭性構(gòu)造。

（2）北東向斷裂構(gòu)造。包括F4、F5、F6、F7、F8、F9斷裂。長幾十米至百余米，寬數(shù)十厘米至十余米，走向30°～60°，傾向北西，傾角50°～75°，屬壓性斷裂構(gòu)造，為賦礦構(gòu)造。F9深部見到工業(yè)鉬鋅礦體。

（3）近東西向斷裂構(gòu)造。以F3為代表，長700 m，寬2.50～6.50 m。走向近東西，傾向北，傾角60°～65°。發(fā)育構(gòu)造角礫，成分主要為石英，含量60%以上。角礫自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)，粒度一般小于3 mm。綠泥石、少量綠簾石約占巖石的30%。該斷裂為張扭性，與Ⅱ礦帶銀多金屬礦化關(guān)系密切。

3.2 花崗斑巖（K1γπ）脈巖控礦作用

花崗斑巖（K1γπ）巖株呈尾北西、頭南東“鼠”形臥伏。南西側(cè)傾向南西，總體傾角45°左右；北東側(cè)傾向北東，總體傾角70°左右。出露長1560 m，寬3～448 m，出露面積0.25 km2，為主要含礦主巖。巖石具斑狀結(jié)構(gòu)，由淺部至深部巖石結(jié)構(gòu)由少斑逐漸過渡至多斑。斑晶礦物成分主要為正長石，少量石英、更長石，含量約2%～10%。淺部發(fā)育流線構(gòu)造，且常具上寬下窄的超淺成侵入（超覆）特征。與板巖接觸帶附近常發(fā)生透輝石角巖化、綠簾石角巖化、石英-黑云母角巖化。角巖由綠簾石、石英等構(gòu)成。綠簾石半自形粒狀、短柱狀，一般小于0.3 mm，含量約占50%。鉀長石化、鈉長石化、絹云母化、硅化、高嶺土化等蝕變發(fā)育；絹英巖化呈帶狀、鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，由少量絹云母、大量微晶石英構(gòu)成，鱗片狀分布較均勻，部分交代石英。

花崗斑巖化學(xué)成分為超酸性、偏堿性，低鐵、鎂、鋁、鈣。SiO2含量高，平均大于75%；K2O+Na2O含量較高，平均大于9%，且K2O含量大于Na2O含量；Fe2O3+FeO和MgO含量低，屬超酸性巖系列。

3.3 圍巖蝕變的控礦作用

蝕變主要受北西向斷裂帶控制，線型特征明顯（劉錦等，2011）。蝕變類型有：①鈉長石化，分布在Ⅰ礦帶早白堊世花崗斑巖體內(nèi)，以他形細粒狀鈉長石為主，具鑲嵌結(jié)構(gòu)，多見鈉長雙晶，表面多混濁，呈云霧狀，有韌性變形。常見壓扁、拉長和定向排列。原巖中的斜長石、鉀長石變?yōu)殁c長石，黑云母等暗色礦物由多變少。從主要鉬礦體和銀多金屬礦體及其圍巖硅酸鹽全分析中，鉬礦石SiO2含量80%左右，而K2O+Na2O含量驟減至2.63%，燒失量是正常巖石的2倍，說明鉬成礦過程中伴隨較強的酸堿分離作用（堿交代）。銀多金屬礦石近礦圍巖Na2O含量是正常巖石的2倍、FeO和燒失量分別是正常巖石1.3倍和2.2倍、K2O+SiO2含量偏低、Al2O3含量偏高，說明銀多金屬礦化過程中蝕變以鈉長石化為主。②絹英巖化，主要分布于Ⅰ礦帶早白堊世花崗斑巖與下二疊統(tǒng)哲斯組接觸部位，總體走向320°～340°，受北西向裂隙帶控制，處于F11、F12、F13和F14裂隙帶中。蝕變礦物以微晶石英、絹云母為主，其次白云母，地表強烈褐鐵礦化。③硅化、綠泥石化，主要分布于Ⅱ礦帶中部，受近東西向F3控制。蝕變礦物以微晶石英、綠泥石為主，局部發(fā)育細脈狀綠簾石化；Ⅰ礦帶東部的F14、F13發(fā)育綠泥石化，硅化。石英呈細脈狀，綠泥石呈細脈-浸染狀，伴隨強烈褐鐵礦化。④碳酸鹽化，主要發(fā)育于板巖中，處于蝕變帶的最外側(cè)，呈脈狀產(chǎn)出。

圍巖蝕變平面分布特征呈橢圓形，長軸寬300～500 m、長大于1300 m。內(nèi)帶以鈉長石化、硅化、絹云巖化為主，外帶以碳酸鹽化、綠泥石化為主（圖2）。圍巖蝕變垂向分布特征以花崗斑巖巖株為中心，具半環(huán)形分帶特征，由中心向外圍依次發(fā)育絹英巖化+硅化、鈉長石化+硅化、綠泥石化+碳酸鹽化（圖3）。

硅化、絹英巖化與鎢、鉬礦化關(guān)系密切（李述國等，2019；楊新雨等，2020），鈉長石化、綠泥石化、碳酸鹽化與銀多金屬礦化相關(guān)（劉洪亮等，2019）。

3.4 成礦溫度

測定流體包裹體均一溫度，并繪制成溫度直方圖（圖5）。由圖可知各個階段溫度特征為：氧化物階段包裹體均一溫度為 284～421℃，平均溫度為359.5℃；硫化物階段均一溫度為 145～355℃，平均溫度為234.1℃。成礦溫度由成礦階段早期到成礦階段晚期逐漸降低，形成于中高溫環(huán)境（徐貴忠等，2001）。

圖5 東山灣地區(qū)流體包裹體均一溫度直方圖

3.5 成礦流體鹽度

流體包裹體類型為氣液兩相型。通過包裹體的冰點溫度來計算流體包裹體的鹽度，使用 H2ONaCl 體系鹽度-冰點公式（劉斌和段光賢，1987；蘇宏建等，2016）：

表1 花崗斑巖硅酸鹽全分析結(jié)果/%

其中：W是鹽度NaCl的重量百分數(shù)，Tm是冰點的下降溫度。

計算結(jié)果為：氧化物階段冰點溫度-5.4～-10.9 ℃，平均為-7.7 ℃，計算鹽度為8～14.9 NaCleq%，平均鹽度為11.35 NaCleq%；硫化物階段冰點溫度為-1.2～-8.8 ℃，平均為-4.8 ℃，計算鹽度為2～12.6 NaCleq%，平均鹽度為6.6 NaCleq%。從氧化物至硫化物階段總體上屬于中低鹽度。

3.6 成礦流體壓力

據(jù) Roedder（1984）P-T-D 圖可以估計流體成礦壓力（圖6），樣品中包裹體的形成時的壓力集中在500～1000 bar，早期氧化物階段到晚期硫化物階段，流體壓力呈減小趨勢。成礦的深度在2 km左右，為中淺成形成環(huán)境（張彥生，2016）。

圖6 東山灣地區(qū)成礦流體壓力分布圖（據(jù)Roedder,1984）

3.7 成礦階段劃分

根據(jù)不同礦物穿插、包裹、交代、充填等賦存關(guān)系分析，成礦作用由早到晚劃分以下2個成礦階段。

（1）氧化物階段。花崗斑巖成巖末期，受溫度、壓力和地球化學(xué)等條件影響，含礦熱液從巖漿中溢出，充填于花崗斑巖及其圍巖的節(jié)理、裂隙或構(gòu)造角礫中。由淺至深形成細脈浸染狀（部分角礫狀）錫石、白鎢礦、黑鎢礦和毒砂、輝鉬礦。該階段蝕變以硅化為主，淺部發(fā)育鈉長石化，外圍的板巖、變質(zhì)砂巖以面狀綠泥石化、方解石化為主。

礦化中心上部形成錫石、白鎢礦、黑鎢礦和少量磁鐵礦、赤鐵礦等高溫氧化礦物，深部形成少量毒砂、輝鉬礦。外圍圍巖中形成少量白鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等硫化物礦物。該階段礦化一般為細脈-浸染型，局部角礫巖型，通常形成鎢礦體，而輝鉬礦僅能形成低品位礦體，其他金屬硫化物只為預(yù)富集。

（2）硫化物階段。為硫化物形成至富集的高峰期，總體分為2個亞階段：①毒砂-輝鉬礦階段，蝕變以脈狀硅化、絹云母化為主，形成脈狀-脈帶狀毒砂-輝鉬礦（化）體，為鉬成礦的主要階段。②銀多金屬礦階段，蝕變以脈狀絹英巖化為主，其次綠泥石化、方解石化，主要形成輝銀礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦，其次為黝銅礦；該階段交代、穿插、充填作用復(fù)雜，后期形成的黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等交代早期毒砂、輝鉬礦及脈石礦物等，形成脈狀-脈帶狀銀多金屬共（伴）生礦體。

4 結(jié)論

（1）北西向斷裂構(gòu)造是主要控礦和容礦構(gòu)造。圍巖蝕變平面上和垂向上具明顯的蝕變分帶特征。硅化、絹英巖化與鎢、鉬礦化關(guān)系密切，鈉長石化、綠泥石化、碳酸鹽化與銀多金屬礦化相關(guān)。

（2）鎢、鉬礦多分布于早白堊世花崗斑巖巖株的中深部硅質(zhì)充填的斷裂構(gòu)造帶中。鉬礦體分布于早白堊世花崗斑巖體的中心地帶，銀多金屬多分布于絹英巖化花崗斑巖或絹英巖化板巖中。

（3）成礦作用由早到晚劃分氧化物、硫化物二個成礦階段。成礦溫度從早期氧化物階段至晚期硫化物階段逐漸降低，為中高溫成礦。成礦壓力、成礦深度反映出礦化形成于中淺成環(huán)境。