內(nèi)蒙古開花山—豆角山地區(qū)銀多金屬礦找礦模型研究

岑朝正，權(quán)知心，李香資，張一，王瑾，彭志陽

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 450000）

0 引言

內(nèi)蒙古自治區(qū)豐鎮(zhèn)市開花山至豆角山研究區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中部，其坐標(biāo)范圍為東經(jīng)113°10′11″～113°23′59″，北緯40°35′22″～40°41′07″。研究區(qū)已開展了多年的地質(zhì)勘查找礦工作，區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的有開花山銀多金屬礦、九龍灣銀多金屬礦，豆角山鉛鋅礦、索家溝隱伏銀多金屬礦，其中除索家溝隱伏銀多金屬礦床估算（333）+（334）？銀金屬量1405 t、鉛+鋅金屬量28 萬t，達(dá)到中大型銀多金屬礦床規(guī)模外，其余礦床以目前控制程度均為小礦。隨著近年來索家溝中大型隱伏銀多金屬礦床的發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步說明了該區(qū)具有較好的找礦前景。

前人礦產(chǎn)勘查及研究工作多限于單個礦床成礦地質(zhì)特征或找礦方向方面的研究（王建平，2003；倪再和和牛文林，2006；馮進(jìn)京等，2014；何其芬等，2014），未系統(tǒng)的對開花山或豆角山整體成礦模式進(jìn)行深入探討，也尚未對研究區(qū)找礦模型進(jìn)行總結(jié)。本文對研究區(qū)已發(fā)現(xiàn)的礦床特征進(jìn)行研究，總結(jié)成礦規(guī)律，結(jié)合物化探異常成果，建立了物化探地質(zhì)找礦模型，為該區(qū)進(jìn)一步的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作提供依據(jù)。同時開花山至豆角山之間有大面積新生界蓋層（玄武巖）覆蓋，已有經(jīng)驗(yàn)已證明通過典型礦床模型的建立來探討玄武巖蓋層下的賦礦地段是切實(shí)可行的（梁學(xué)武等，2014），故本次研究區(qū)找礦模型的建立將大大提高該區(qū)找礦效率。

其次，本文通過對研究區(qū)已發(fā)現(xiàn)的礦床特征進(jìn)行研究，認(rèn)為該區(qū)火山-侵入活動形成的巖漿熱液是主要成礦物質(zhì)來源，礦床成因類型為陸相火山-次火山巖型與斑巖型復(fù)合成因的銀鉛鋅礦床，按照成礦系列及火山機(jī)構(gòu)環(huán)狀、放射狀構(gòu)造控礦思路，為區(qū)內(nèi)繼續(xù)圍繞火山機(jī)構(gòu)深部及邊部尋找隱伏多金屬礦體指明了方向。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)大地構(gòu)造位置位于華北陸塊北緣陰山隆起東部、臨河—集寧斷裂帶南側(cè)，劃屬華北陸塊北緣成礦省烏拉山—集寧—阜新太古代、燕山期金多金屬成礦帶中部大青山金銀多金屬成礦帶（李香資等，2018①）。臨河—集寧斷裂帶是研究區(qū)的主要控巖、控礦斷裂（李洪喜等，2004），形成的韌性剪切帶不僅提供了賦礦空間，也提供了熱液來源，是中生代低溫?zé)嵋恒y金鉛鋅多金屬礦的有利成礦地區(qū)。區(qū)域上礦產(chǎn)資源極為豐富，如大青山金礦（中型）、潘家溝銀礦（中型）、東伙房金礦（中型）、大蘇計鉬礦（大型）、曹四夭鉬礦（特大型）李清地鉛鋅礦（大型）等。

區(qū)域巖漿活動頻繁，主要有中太古代侵入巖、新太古代侵入巖和侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)（燕山期）侵入巖。侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)（燕山期）侵入巖以多期次的小巖體、巖株、巖脈形式出現(xiàn)，且該期侵入巖與區(qū)域上多金屬成礦作用關(guān)系密切。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地質(zhì)特征

2.1.1 地層

研究區(qū)中南部為大面積新生界新近系地層覆蓋，西部、北部基巖出露相對較好。區(qū)內(nèi)地層主要出露中太古界黃土嘴巖組（Ar2ht）黑云斜長片麻巖、侏羅系上統(tǒng)滿克頭鄂博組（J3m）凝灰?guī)r、白堊系下統(tǒng)左云組（K1z）砂巖、新近系中新統(tǒng)漢諾壩組（N1h）玄武巖、上新統(tǒng)寶格達(dá)烏拉組（N2b）砂質(zhì)泥巖、第四系更新統(tǒng)風(fēng)積物（Qp）及沿河谷低地發(fā)育第四系全新統(tǒng)沖洪積物（Qh），各地層出露分布情況見圖1（吳家富等，2013②）。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡圖（據(jù)吳家富等，2013②修改）

2.1.2 構(gòu)造

根據(jù)以往地質(zhì)草測及物化探成果解譯，本區(qū)構(gòu)造發(fā)育，以斷裂構(gòu)造為主，斷裂構(gòu)造主要為北東向、北西向，其次為北北西向、北北東向和近南北向。但因新生代地層覆蓋嚴(yán)重，地表斷裂構(gòu)造出露較少，且一般以巖脈填充形式呈現(xiàn)。

2.1.3 巖漿巖

研究區(qū)基巖出露區(qū)侵入巖較發(fā)育，出露的較大侵入巖體主要有新太古代似斑狀片麻狀花崗巖（Ar3γ）和早白堊世石英斑巖或流紋斑巖（K1λπ）。其中太古代片麻狀花崗巖主要出露于研究區(qū)中部，早白堊世石英斑巖主要出露于開花山和豆角山地區(qū)。另外在鉆孔中見有晚侏羅世閃長巖（J3δ）、石英閃長巖（J3δο）、早白堊世細(xì)?；◢弾r（K1γ）、花崗細(xì)晶巖（K1γl）、花崗斑巖（K1γπ）。元古代和中生代脈巖較發(fā)育，包括基性、中性、酸性巖脈。

2.2 地球物理特征

根據(jù)1∶5萬航空磁測成果，區(qū)域磁場以負(fù)磁異常為主，強(qiáng)度一般為-100～-300 nT；其次為不規(guī)則的低緩正磁異常，強(qiáng)度一般為100～200 nT；局部為北東向高值正磁異常，其旁側(cè)則有高值負(fù)磁異常相對應(yīng)。正、負(fù)磁異常大多數(shù)呈北東向，其次為北西向，與重力異常、重力梯度帶對應(yīng)較好，與區(qū)域主要構(gòu)造線方向一致。已知的內(nèi)生金屬礦床點(diǎn)主要分布于負(fù)磁場區(qū)的零值線區(qū)域或低緩正磁異常與負(fù)磁場區(qū)的過渡帶，多與正負(fù)伴隨的環(huán)狀磁異常場關(guān)系密切。

通過電參數(shù)測定表明，研究區(qū)內(nèi)礦床礦（化）體與圍巖、深部礦（化）體與地表礦化蝕變帶均存在明顯的電性差異，礦化體往往具較高的充電率（何其芬等，2014）。如礦（化）體極化率平均值達(dá)到4.7，普通黑云斜長片麻巖極化率平均值僅為1.7。表明在該區(qū)利用激發(fā)極化法進(jìn)行深部找礦是行之有效的手段。

2.3 地球化學(xué)特征

研究區(qū)內(nèi)1∶5萬水系沉積物測量圈定有開花山HS22-Ag、Pb、Zn、As、Sb、Hg、W、Bi、Au甲2類異常和豆角山HS16-Au、Ag、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、W、Bi、Sn甲1類異常，異常面積分別約26.8 km2、18.2 km2，兩個異常規(guī)模大、強(qiáng)度高，Ag、Pb、Zn異常濃集中心及三級濃度分帶明顯，中高溫元素分帶套合較好，礦致異常特征明顯，找礦前景良好。

2.4 礦體特征

研究區(qū)內(nèi)當(dāng)前主要發(fā)現(xiàn)的礦床有兩個，即位于開花山的九龍灣銀多金屬礦床和位于豆角山的索家溝銀多金屬礦床。

2.4.1 九龍灣銀多金屬礦體特征

九龍灣礦床內(nèi)當(dāng)前發(fā)現(xiàn)8條銀鉛鋅礦(化)體，編號I至VIII號，礦（化）體主要分布于黃土嘴巖組含榴黑云斜長片麻巖里的斷裂構(gòu)造內(nèi)，受北北西向、北東向破碎帶及其次級裂隙控制。礦(化)體呈脈狀、透鏡狀，傾向西南，傾角約80°～83°。厚度0.6～2.37 m，走向延伸長100～622 m，斜深100～300 m。平面上礦(化)體整體由南東向北西排布，且靠近油簍山斑巖體，呈現(xiàn)富金的特點(diǎn)；縱向上呈大致平行排列。目前已探明的Ⅲ號帶主礦體控制延長達(dá)600余米，控制延深300 m。賦礦標(biāo)高1050～1350 m，一般埋深在40～110 m以下，礦床類型屬隱伏—半隱伏原生礦床。

礦石成分以銀為主，伴生鉛鋅。銀品位一般為40×10-6～600×10-6，其中以200×10-6～600×10-6居多，最高達(dá)3016.02×10-6；Pb品位一般0.3%～0.72%，最高2.01%；Zn品位一般0.54%～1.11%，最高2.03%；整體Ag的富集與Pb、Zn成正消長關(guān)系。

2.4.2 索家溝銀多金屬礦體特征

索家溝銀多金屬礦床當(dāng)前控制的礦體主要位于豆角山東南坡至紅土窯一帶。主礦體位于豆角山火山機(jī)構(gòu)外圍，目前共圈出銀鉛鋅礦體36個。礦體受天寶屯—紅土窯北西向區(qū)域性斷裂帶（F7）控制，主要賦存于其伴生的北西向、北西西向構(gòu)造破碎帶及破碎帶兩側(cè)強(qiáng)蝕變圍巖中?？刂频V體的構(gòu)造破碎帶巖性以構(gòu)造角礫巖、碎裂巖為主，構(gòu)造圍巖主要為黃土嘴巖組淺粒巖、片麻巖及閃長巖、花崗細(xì)晶巖、石英斑巖等脈巖。

各礦體在平面上呈近平行分布，垂向上呈雁行式排列，礦體推斷總長1400 m，礦體埋深47～704 m，屬隱伏銀多金屬礦床，走向延伸長100～1080 m，斜深100～560 m。總體走向北西280°～300°，傾向北東10°～30°。

礦床內(nèi)礦石的主要成分Ag、Pb、Zn含量：Ag為1.37×10-6～2225×10-6，平均163.80×10-6；Pb為0.012%～28.75%，平均1.097%；Zn為0.072%～13.59%，平均2.041%。伴生組分包含Cd、Ga、Au、Cu、In、S、As、Sn、Mo、W等幾十種。

2.5 圍巖蝕變

圍巖蝕變主要有硅化、絹云母化、綠泥石化、高嶺土化、綠簾石化、碳酸鹽化等。圍巖蝕變具明顯的分帶特征，礦體中心及邊部主要為硅化，外圍表現(xiàn)為絹云母化、高嶺土化及綠泥石化。區(qū)內(nèi)礦床圍巖蝕變以“線型”為主（權(quán)知心等，2019a），局部具有一定的面型特征。

3 礦床成因及成礦模式

3.1 控礦因素及成因分析

區(qū)內(nèi)礦床成礦明顯受構(gòu)造控制，特別是破碎蝕變帶規(guī)模大、活動性強(qiáng)、次級構(gòu)造發(fā)育的地段，既是礦液活動的通道，又是沉淀的直接場所，尤其是北西向、北北西向及北東向的破碎帶是重要的貯礦構(gòu)造。

火山-侵入活動形成的巖漿熱液是主要成礦物質(zhì)來源，已發(fā)現(xiàn)的銀鉛鋅礦（化）體主要產(chǎn)于火山巖或次火山巖中的斷裂、裂隙帶或斑巖體接觸帶外側(cè)圍巖中。區(qū)域上已知的大型礦床如大蘇計（于璽卿等,2008；廖曼琪等，2018）、曹四夭（王國瑞等，2014；劉永慧等，2014；李香資等，2016）等均為斑巖型。近年來隨著對李清地鉛鋅多金屬礦床的研究（黃俊等，2012；張廣純等，2020；楊新雨等，2020），認(rèn)為李清地在礦床成因、成礦模式和成礦時代方面與上述斑巖型鉬礦較為相似，空間上具有深部尋找斑巖銅鉬礦、接觸及外圍尋找中低溫?zé)嵋恒U鋅銀多金屬礦產(chǎn)的特征，結(jié)合索家溝礦床在深部已顯示出尋找銅金礦產(chǎn)的特點(diǎn)（李香資等，2018①），故研究區(qū)礦床成因類型為陸相火山-次火山巖型與斑巖型復(fù)合成因的銀鉛鋅礦床（Wang et al.,2014；徐九華等，2006；江彪等，2015）。

3.2 成礦模式

與我國東部典型的火山-次火山型礦床進(jìn)行對比，結(jié)合巖漿侵入活動，認(rèn)為索家溝和九龍灣銀礦床與火山機(jī)構(gòu)的環(huán)狀和放射狀斷裂有關(guān)，它們的成礦物質(zhì)主要來自于深源，在此基礎(chǔ)上總結(jié)區(qū)內(nèi)成礦模式（圖2），古火山為酸性巖體上侵提供了通道，而酸性巖體上侵提供了成礦熱液來源，近巖體及外圍集寧巖群片麻巖（Ar2ht）中斷裂構(gòu)造及次級裂隙提供了賦礦空間，成礦熱液沿著有利羽狀斷裂充填，形成脈狀礦床（梁瑞等，2013）。

圖2 研究區(qū)銀鉛鋅礦床成礦模式圖

研究區(qū)周邊李清地近年來開展的礦山深部及邊部找礦即參考應(yīng)用與陸相火山作用有關(guān)的淺成低溫成礦熱液等成礦模式（祝新友等，2005），按照成礦系列及火山機(jī)構(gòu)環(huán)狀、放射狀構(gòu)造控礦思路，在北礦帶東段發(fā)現(xiàn)了大型隱伏鉛鋅多金屬富礦體，且運(yùn)用火山-巖漿成礦系統(tǒng)理論為指導(dǎo)，探獲的金、銀資源儲量均達(dá)中型，實(shí)現(xiàn)了重大找礦突破。研究區(qū)內(nèi)礦床與李清地鉛鋅礦床具有較為類似的成礦條件，故按照同樣的成礦模式及控礦找礦思路，認(rèn)為研究區(qū)具有較大的進(jìn)一步深部及邊部找礦前景。

4 找礦標(biāo)志

通過對區(qū)內(nèi)開花山九龍灣銀礦床和豆角山索家溝銀多金屬礦床兩個典型礦床地物化特征的綜合分析研究，總結(jié)出研究區(qū)或研究區(qū)外圍尋找類似礦床的有效找礦標(biāo)志如下。

4.1 地質(zhì)找礦標(biāo)志

4.1.1 地形地貌標(biāo)志

研究區(qū)內(nèi)銀多金屬礦床屬于與中生代陸相火山作用有關(guān)的熱液礦床，區(qū)內(nèi)油簍山（開花山）和豆角山均為火山機(jī)構(gòu)建造。其中豆角山地區(qū)火山機(jī)構(gòu)建造殘留完整，包括頂部噴出的火山碎屑巖及火山頸相的石英斑巖；開花山地區(qū)僅保留殘留的火山頸相的石英斑巖，即油簍山巖株。故區(qū)內(nèi)典型礦床最直接的地形地貌標(biāo)志即均發(fā)育早白堊世石英斑巖體，銀鉛鋅礦床主要發(fā)育于石英斑巖體內(nèi)外構(gòu)造接觸帶破碎部位或外圍中太古界黃土嘴巖組中構(gòu)造破碎帶內(nèi)。早白堊世中酸性侵入體上侵活動提供成礦熱液來源，同時為成礦熱液的富集提供了通道與空間。

開花山與豆角山的石英斑巖中富集-強(qiáng)富集的元素有Ag、Pb、Zn、As、Sn、Sb、Hg、W、Bi和Mo（吳家富等，2017），是說明燕山期巖漿活動為成礦提供了含礦熱液來源的有力佐證。

4.1.2 礦化蝕變標(biāo)志

地表網(wǎng)脈狀褐鐵礦化或面狀黑色火燒皮滾石是區(qū)內(nèi)最直接的礦化蝕變標(biāo)志。開花山和豆角山銀多金屬礦床地表均見大量的褐鐵礦化石英斑巖、凝灰?guī)r等礦化滾石，經(jīng)XRF快速元素分析儀測試，均具明顯的鉛鋅銀礦化，最高鉛鋅>1%，銀>40 g/t。

4.1.3 圍巖蝕變分帶標(biāo)志

結(jié)合地表與鉆孔情況，區(qū)內(nèi)典型礦床圍巖蝕變主要為硅化、綠泥石化、高嶺土化、碳酸鹽化、鉀長石化、絹云母化。且具有明顯的分帶現(xiàn)象，即礦（體）化帶中心或邊部以硅化為主，高嶺土化及碳酸鹽化次之；礦（體）化帶外圍以高嶺土化、綠泥石化、絹云母化及鉀長石化為主。

4.2 地球物理找礦標(biāo)志

因研究區(qū)內(nèi)新生界地層覆蓋面積超過65%，故地球物理方法是探索發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)隱伏礦床最行之有效的方法。經(jīng)研究區(qū)內(nèi)礦床地球物理異常特征明顯，具較好的地球物理找礦標(biāo)志，

4.2.1 磁性標(biāo)志

經(jīng)資料查詢研究，區(qū)內(nèi)巖礦石標(biāo)本磁性均較弱，無明顯的磁性異常。跳躍的面狀磁異常主要由玄武巖引起，帶狀磁異常主要由輝綠巖脈、輝長巖脈、麻粒巖脈（表1）及含鈦磁鐵鉀長偉晶巖脈引起。

表1 研究區(qū)巖礦石物性統(tǒng)計表

但高磁異常推測圈定隱伏中酸性巖體及區(qū)域構(gòu)造延伸方向效果明顯，即當(dāng)前已發(fā)現(xiàn)的九龍灣銀多金屬礦床和索家溝銀多金屬礦床附近均存在環(huán)狀負(fù)磁異常帶。開花山地區(qū)推測為油簍山巖體引起，豆角山地區(qū)地表石英斑巖體出露面積較小，推測蓋層以下存在較大延伸。故尋找環(huán)狀負(fù)磁異常是區(qū)內(nèi)找礦標(biāo)志之一。

4.2.2 電性標(biāo)志

根據(jù)區(qū)內(nèi)電性參數(shù)統(tǒng)計結(jié)果表明，區(qū)內(nèi)礦（化）體低阻高極化率的特征明顯，不同巖石的電阻率差異較大。地表玄武巖、片麻巖、石英斑巖（無礦化）等巖性幅頻率一般小于2%；礦石、礦化圍巖幅頻率平均值普遍高于非含礦圍巖，其中礦石極化率平均值達(dá)16.74%，礦石最高達(dá)33.4%（表1）。在激電剖面上，賦礦及礦化部位視極化率值基本在4%以上，具明顯的低阻高極化特征（圖3），礦床內(nèi)部富礦部位極化率值達(dá)到20%以上（權(quán)知心等，2019b）。故區(qū)內(nèi)巖礦石幅頻率異?？勺鰹殚g接的找礦標(biāo)志，且由圖3可見在ZK083鉆孔北東側(cè)尚有較大低阻高極化異常體有待鉆探驗(yàn)證。

圖3 索家溝銀多金屬礦床深部礦化體物探異常圖（據(jù)李香資等，2018①修改）

4.3 地球化學(xué)找礦標(biāo)志

區(qū)內(nèi)典型礦床地表地球化學(xué)異常主要為由Au、Ag、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、W、Bi、Sn等組成的甲類異常，Ag、Pb、Zn異常濃集中心及三級濃度分帶明顯（圖4）。濃集中心與礦體中心（或隱伏礦的投影）對應(yīng)，其他密切伴生元素異常與成礦元素構(gòu)成水平分帶，元素之間套合好，異常規(guī)模大、強(qiáng)度高，形成一個由高溫向低溫變化的元素異常分帶，為銀鉛鋅多金屬成礦提供了有利的地球化學(xué)前提，是典型的地表橫向地球化學(xué)暈找礦標(biāo)志。

圖4 開花山（左）、豆角山（右）化探異常剖析簡圖

5 找礦模型

本文在充分參考區(qū)域上成礦模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)前述成礦模式及找礦標(biāo)志，從地質(zhì)、地球物理和地球化學(xué)要素三方面進(jìn)行總結(jié)，建立了研究區(qū)銀多金屬礦床地質(zhì)-地球物理-地球化學(xué)綜合找礦模型（圖5）。

圖5 研究區(qū)銀多金屬礦綜合找礦模型

地質(zhì)要素：因區(qū)內(nèi)大面積新生界蓋層覆蓋，故區(qū)內(nèi)尋找集寧巖群片麻巖是基本的地質(zhì)要素之一，且區(qū)內(nèi)集寧巖群是多金屬礦的主要賦礦地層?；鹕綑C(jī)構(gòu)和巖漿巖是區(qū)內(nèi)多金屬礦形成的必要要素，巖漿上侵帶來了成礦熱液源，火山機(jī)構(gòu)提供了上侵通道，并控制著礦床的總體分布；巖漿活動形成的斷裂構(gòu)造提供了導(dǎo)礦、貯礦空間。地表網(wǎng)脈狀褐鐵礦化、硅化等礦化蝕變是直接的地質(zhì)找礦標(biāo)志。

地球物理要素：區(qū)內(nèi)礦（化）體或礦化蝕變帶與圍巖之間有明顯的電性差異，低阻高極化特征明顯，故尋找極化異常體是區(qū)內(nèi)地質(zhì)找礦的有效途徑。

地球化學(xué)要素：礦床分布區(qū)地表主成礦元素Ag、Pb、Zn異常濃集中心明顯，強(qiáng)度高，高中低溫元素分帶明顯，元素之間套合好，呈現(xiàn)較強(qiáng)的礦致異常指示標(biāo)志。

6 結(jié)論

（1）通過對研究區(qū)地物化特征及區(qū)內(nèi)典型礦床的綜合研究，指出了區(qū)內(nèi)銀多金屬礦床與燕山期巖體上侵活動有關(guān)，總體分布上受燕山期火山機(jī)構(gòu)控制，主要賦存于中酸性巖體外圍中太古界集寧巖群片麻巖地層中的斷裂構(gòu)造破碎帶及其次級裂隙內(nèi)。礦體呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)出，礦體延伸較長。

（2）總結(jié)了研究區(qū)內(nèi)銀多金屬礦床找礦標(biāo)志，建立了找礦模型，探討了成礦模式，指出研究區(qū)多金屬礦床成因類型為陸相火山-次火山巖型與斑巖型復(fù)合成因的銀鉛鋅礦床，并類比李清地鉛鋅多金屬礦床近年來深部邊部找礦突破，為該區(qū)進(jìn)一步礦產(chǎn)勘查指明了找礦方向，對周邊相似成礦背景區(qū)域礦產(chǎn)勘查工作具有參考價值。

注 釋

①李香資,岑朝正,權(quán)知心,李新,丁軍召,王東偉,趙磊,何偉民,白龍,張猛,李武松,朱名,張一,孫強(qiáng)山,郜朋飛.2018.內(nèi)蒙自治區(qū)豐鎮(zhèn)市索家溝礦區(qū)銀多金屬礦普查報告[R].鄭州:河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)勘查院.

② 吳家富,黃俊,王翔,侯克斌,陳永寧,王廣華.2013.內(nèi)蒙古烏蘭察布察哈爾右翼前旗等四幅1∶5萬區(qū)域礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查報告[R].集寧:內(nèi)蒙古自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局609隊.