内蒙古东乌珠穆沁旗1017银多金属矿床成因研究

刘桂阁，元彦梅，于爱军，李艳秋，王志华

(1.武警警种学院，北京 昌平 102202；2.武警黄金地质研究所，河北 廊坊 065000)

内蒙古东乌珠穆沁旗1017银多金属矿床成因研究

刘桂阁1，元彦梅1，于爱军1，李艳秋2，王志华2

(1.武警警种学院，北京 昌平 102202；2.武警黄金地质研究所，河北 廊坊 065000)

1017高地银多金属矿床是武警黄金部队在内蒙古发现的一个多金属矿床，其大地构造位置处于华北板块与西伯利亚板块缝合带的北侧，区域构造复杂，成矿条件优越。东乌珠穆沁旗成矿带也是中国重要金多金属成矿带，区内以富含金、银、铅、锌和铁等中低温多金属矿床为主，其次为富含钼、钨、铬、铋、锡和稀有金属为主相对高温多金属矿床。通过对1017高地银多金属矿床岩石地球化学特征的研究分析，矿石石英中流体包裹体均一，测温为210.1 ℃，具有中低温度的特点；流体包裹体盐度在7.4%左右，为中低盐度；矿石中硫同位素总体组成相对均一；氢、氧同位素分析研究表明矿体流体不是典型的岩浆水与变质水，而是来源于岩浆与大气降水混合水；成矿时代为华力西晚期花岗质岩浆期后热液型银多金属矿床。矿床成因的确定对于区域找矿具重要的指导意义。

东乌珠穆沁旗；1017高地；银多金属矿；矿床成因

1 区域地质背景

研究区大地构造位置位于西伯利亚板块与华北板块缝合带的北侧，属于西伯利亚板块南部大陆边缘之东乌旗-扎兰屯火山型被动陆缘北段，区内成矿与古生代西伯利亚板块陆缘增生阶段和中-新生代滨太平洋板内演化阶段关系密切[1，2]。区域地层主要是上中奥陶世早期浅海碎屑岩夹碳酸盐岩沉积为主，晚期伴有强烈的中酸性火山岩喷发，以复理石岛弧型火山岩建造为主。晚志留世-中泥盆世为滨浅海相碎屑岩建造，晚泥盆世以海陆交互相碎屑岩建造为主。受华北板块与西伯利亚板块对接影响，泥盆世晚期，区域在由南向北的碰撞挤压作用下使本区地层发生了强烈变形及动力变质作用，形成区域以北东向构造为主同时伴有北西向次生构造的总体格局。中-晚侏罗世为区内构造岩浆岩活动期，在太平洋板块向欧亚板块的俯冲加剧构造背景影响下，区域内岩浆侵入与火山作用发育，形成了众多与岩浆岩有关的多金属矿床。在区域火山型陆缘和板内造山运动复杂的构造运动条件下，多期次造山运动和多期次岩浆活动造就了区域复杂的构造环境和良好的成矿地质条件[3-5]。

2 地质情况

2.1 地层

矿区为草原发育区，基岩裸露较差，大部分草场及第四系湖积物和风成砂所覆盖。矿区内出露少量的上泥盆统安格尔音乌拉组地层主和第四系(图1)[6]，上泥盆统安格尔音乌拉组，主要岩性以板岩、砂岩夹泥岩为主。为一套以陆相及滨海相的砂板岩组合。在局部地段岩石粒度变粗，凝灰岩、硅质成分增多，可见中粗粒长石砂岩、含砾中粗粒凝灰质长石砂岩及砂质砾岩等；第四系覆盖以灰黑色-灰绿色-黄绿色砂质淤泥为主湖积物和第四纪风成砂为主。

2.2 构造

研究区区域构造上属于西伯利亚板块南部大陆边缘的东乌旗-扎兰屯火山型被动陆缘带，次级构造位于查干敖包-朝不楞早古生代构造岩浆岩带中段。矿区内次级断裂构造发育，走向上主要呈北东向及北西向展布，走向上呈近垂直分布，为一组共轭剪切构造，也为矿产形成提供了有利空间，是矿区主要的导矿及容矿构造。

2.3 岩浆岩

矿区内岩浆岩以华力西晚期酸性侵入岩为主，岩石类型简单，岩性以灰白色、灰色巨斑状中粒黑云二长花岗岩灰及白色、灰色含斑晶中粒黑云二长花岗岩为主。另有少量灰色中细粒黑云二长花岗岩出露。

区内3种岩石类型间为渐变过渡关系，侵入体内多含有围岩捕虏体，岩体长轴方向总体呈北东方向沿区域构造延伸排列。矿区内黑云二长花岗岩经206Pb/238U测年，时间介于(281.8±4.7～305.8±5.2)Ma，侵入时间为于华力西晚期。岩石地球化学性质显示，其铝饱和指数A/CNK比值为介于0.93～1.64，其平均值为1.8，具有典型过铝质特点。矿区内岩石K2O+Na2O含量多介于5.7%～9.3%之间，其平均值为7.8%，具有高碱性特点。矿区岩石里特曼指数(σ)介于0.9～3.3，平均值为2.1，具有典型钙碱性岩石特点；K2O与Na2O比值介于0.9～2.6，平均值为1.6，具有相对富钾特点。综合上述岩石地球化学性质，矿区内的高钾钙碱性花岗岩应为岛弧环境产出或者后碰撞环境产出[7]。结合区域构造演化来看，矿区内岩浆岩产出环境应为后碰撞环境产出。

从花岗岩岩石稀土元素特征来看，稀土配分曲线具有典型向右倾的典型特征，且轻稀土曲线相对较陡，而重稀土曲线较缓。而亲石元素(LILE)Rb、Th、U和轻稀土元素(LREE)相对富集，Sr、Ba、Ti元素相对亏损，δEu值介于0.16～0.78具有负异常特征。La与Yb比值介于2.28～11.64，与典型A型花岗岩过渡的后碰撞高钾花岗岩[8,9]或火山弧花岗岩[10]的特征极其相似。

从构造环境Nb-Y判别图解(图2)中可以看出，投影多落入后碰撞伸展花岗岩区与同碰撞花岗岩区。

从构造环境Rb-(Nb+Y)判别图解(图3)投影中可以看出，多数投影在后碰撞伸展花岗岩区和火山弧花岗岩区(VAG)，表明该区花岗岩产出环境应为后碰撞伸展阶段前期。

从87Sr/86Sr比值来看，初始比值介于0.673401～0.704236之间，87Sr/86Sr比值相对较低。而εNd(t)值介于0.4～4.6之间，反映出其成岩物质应主要来源于深部，有大量幔源物质的加入。从区域构造演化分析认为，兴蒙造山带新元古代至显生宙以来的新生大陆地壳的熔融应为花岗岩的主要物质来源[11,12]。

从花岗的成岩时期来看，区内高钾钙碱性花岗岩同位素测年为(296.8±4.1)Ma，该时期为古亚洲洋盆已闭合时期。

综合上述岩石地球化学特征，表明矿区内高钾钙碱性花岗岩产出是在华力西期晚期，古亚洲洋盆已闭合后，于碰撞造山期后，此时区域压力由挤压向伸展转构造环境下产出，即碰撞造山过程演化到后期的相对伸展阶段。

3 矿体特征及矿石类型

3.1 矿体特征

矿区内现发现Ⅰ号及Ⅱ号2条构造破碎蚀变带，在构造破碎蚀变带中探明含金、银、铅锌矿(脉)体共计7条，其中1、2号矿体产于Ⅰ号构造破碎蚀变带的东北段，2条矿体特征基本相同，空间走向上近北东向，近平行排列，呈斜列式分布；4、5号矿体产于Ⅱ号构造破碎蚀变带，其矿体特征基本相同，不同于其他几条矿体走向总体呈北西向，走向上近垂直其他几条矿体；3、6号矿体产于中粗粒黑云二长花岗岩体构造破碎蚀变带中，其特征相似；7号矿体位于研究区中西部，矿体围岩为破碎的中-粗粒黑云二长花岗岩和上泥盆统安格尔音乌拉组的砂板岩。

Ⅰ号破碎蚀变带：位于研究区中部略偏东南，破碎带走向北东140 °倾向南，矿体总体较陡，倾角大于70 °，由南西向北东部延伸近横贯整个矿区，走向上控制长近3 km，倾向上构造破碎蚀变带宽几十米到几百米。在矿区北东部24号勘探线处，Ⅰ号破碎带中间被第四系所覆盖，出露两个分支，1，2号矿体分别位于北西、南东分支中。Ⅰ号构造破碎蚀变带贯穿东西部围岩黑云二长花岗岩。东部花岗岩粒度相对较粗为中粗粒。构造破碎蚀变带内花岗岩破碎强烈，蚀变发育，以强高岭土化为主，局部具有硅化、绿泥石化。1，2号矿体中以褐铁矿化、方铅矿化为主，可见少量的黄铁矿化，在Ⅰ号破碎蚀变带内部形成多金属矿(化)体。

Ⅱ号破碎蚀变带：位于研究区北部管中部，总体走向南东130 °倾向西，倾角60～70 °，走向上近垂直于Ⅰ号破碎带。走向上延长由3号矿体北部开始向北西延伸，直至北西被第四系所覆盖。在矿区地表可见走向延长长度大于500 m，构造破碎蚀变带宽大于200 m，4号矿体位于带内南西侧，5号矿体位于带内北东侧。构造破碎蚀变带内岩石为中粗粒二长花岗岩，破碎较强，蚀变以强高岭土化为主，局部发育较强硅化、绿泥石化、碳酸岩化。矿化以褐铁矿化、方铅矿化为主，可见星点状黄铁矿化。

3.2 矿石特征

矿区内矿石自然类型主要有氧化矿石和原生矿石，以原生矿石为主。氧化矿多发生强烈的氧化作用及淋失作用，导致矿石总体呈孔洞，呈蜂窝状构造，在流失的孔洞中有时可见褐铁矿和锑华。但在较大的褐铁矿团块中有时可见原生黄铁矿，多呈细粒状。在地表下及钻孔中多为原生矿石。矿工内矿石工业类型为石英脉型原生矿石和蚀变二长花岗岩型原生矿石。

矿区内矿石矿物成份。矿石主要有黄铁矿、闪锌矿、辉锑矿、方铅矿、褐铁矿和少量的锑银矿，金属矿物主要分布于石英粒间和晶体裂隙面中。矿区内脉石矿物成份：主要有石英、长石、方解石和黑云母等。

矿石结构。主要金属矿物黄铁矿呈中-细粒，自形-半自形分布于早期石英脉中。黄铁矿、方铅矿等脆性矿物受应力作用多呈碎裂状结构。其碎裂产生的裂隙和空间被晚期矿物石英细脉及微细粒状黄铁细细脉充填、胶结，显示了成矿的多期次的特点。

矿石构造。矿石构造主要以块状构造、条带状构造、浸染状构造为主，另有少量的蜂窝状构造。黄铁矿、闪锌矿、辉锑矿呈不规则、无定向排列的块状构造集合体分布于石英脉中。它形细粒状黄铁矿多呈星点状或微细脉状较均匀地分布于石英脉中。它形粉末状黄铁矿多呈条带状平行相间排列于矿石中，条带总体产状与矿体基本一致。

4 矿床地球化学特征

4.1 流体包裹体形态及岩相学特征

在矿体石英脉中流体包裹体发育多呈群及呈带状分布，大小介于2～10 μm之间。包裹体形态多变，多呈纺锤状、椭球状、树支状等不规则状。流体包裹体以原生为主，只有极少量的次生包裹体，假次生包裹体。包裹体主要以气相及液相2相包裹体为主，同时含有极少量的多相包裹体。在2相包裹体中，气相包裹体含量较低，多数为液相包裹体，气相及液相包裹体比介于0.05～0.15间。在多相包裹体中，子矿物体积占包裹体体积约1/5左右，其余为气液相。

通过银铅锌矿化的主要阶段的6件样品均一测温，主成矿矿阶段石英包裹体均一温度介于182.5～242.1 ℃之间，多数样品测温集中在190～220 ℃区间，总体温度变化范围不大，样品平均温度在210.1 ℃。石英包裹体盐度介于在4.42%～11.46%，多数样品集中分布在6%～8%区间，平均值在7.4%，为中低盐度。

综合上述流体包裹体特征表明，矿床的主成矿流体为中低温度和中低盐度的流体，与典型岩浆期后热液型矿床较相似。

4.2 硫同位素特征

从矿床矿石硫同位素测试结果来看，δ34S介于5.7‰～8.0‰之间，数值变化范围相对较小，总体呈正态分布，δ34S均值为6.85‰。总体硫同位素组成相对均一，但又不同于幔源S的δ34S介于-3‰～3.0‰之间[13]，暗示1017高地银多金属矿床矿石中硫的来源比相对单一，不是完全来自于深部地幔硫。对比区内其他多金属矿硫同位素分布特征(图4)，阿尔哈达、吉林宝力格多金属矿硫同位素分布范围较广[14]，1017高地硫同位素分布集中，硫来源相对单一，与幔源硫同位素分布特征有明显的区别，也说明了硫来源不同沉积岩和幔源，应为岩浆硫或地幔硫的混合，更多是来源地壳岩浆硫[15]。

4.3 氢及氧同位素特征

从氢氧同位素测试结果来看，样品投影点在δ18OH2O与δD值投影关系图远偏离岩浆水和变质水，分布在大气降水与岩浆水之间的范围(图5)，表明矿体流体来源不是单一的岩浆水或变质水，而是来源于岩浆与大气降水混合水。

5 结 论

综合上述特征认为，矿床形成于古生代(296.8±4.1)Ma古亚洲洋盆已闭合后碰撞伸展阶段，伴随着后碰撞高钾钙碱性花岗岩侵入而形成。其成矿物质主要来源于深部软流圈及地幔，丰富的岩浆硫为矿石中硫的主要来源，物质来源相对单一。岩浆热液与大气降水混合成为矿床主要成矿流体，具有中低温度和中低盐度的流体特征。流体为矿床带来丰富的成矿物质沿区域北东向构造导入，区内呈次级北东向及北西向发育，断裂构造为一组共轭剪切构造，为矿产形成提供了有利空间。

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[责任编辑：刘守义 英文编辑：刘彦哲]

Genesis Study of Highland 1017 Ag Polymetallic Deposit in East Ujumqin Banner,Inner Mongolia

LIU Gui-ge1,YUAN YAN-mei1,YU Ai-jun1,LI Yan-qiu2,WANG Zhi-hua2

(1.Specialized Forces College of CAPF,Changping,Beijing 102202,China;2.Gold Geological Institute of CAPF,Langfang,Hebei 065000,China)

The Highland 1017 Ag polymetallic deposit is a polymetallic deposits discovered by Chinese People’s Gold Armed Police Force in Inner Mongolia.Its tectonic position is located at the north side of suture zone between North China plate and Siberia plate,and the regional tectonic is complex and the metallogenic condition is superior.East Ujumqin Banner metallogenic belt is an important polymetallic metallogenic belt in china,the mainly deposit is middle-low temperature polymetallic deposit which is rich in gold,silver,lead-zinc and iron,following by the relatively high temperature polymetallic deposit which is rich in molybdenum,tungsten,chromium,bismuth,tin and rare metal.By studying the ore geochemical characteristics of the highland 1017 Ag polymetallic deposit,it is found that homogenization temperature and salinity of quartz fluid inclusion are 210.1 ℃ and 7.4%,respectively,with the characteristics of low temperature and low salinity.And the isotopic composition of sulfur is relatively uniform;hydrogen and oxygen isotope analysis shows that ore fluids are from the mixture of magma and rain water,not the typical magmatic water and metamorphic water.The deposit is the granitoid magmatic hydrothermal Ag polymetallic deposit which was formed in the late-Variscan.The determination of metallogenic genesis has guiding significance for regional prospecting.

East Ujumqin Banner;highhand 1017;Ag polymetallic deposit;genesis

中国地质调查局项目：“内蒙古东乌珠穆沁旗1017高地——阿吉勒-乌兰一带铜铅锌矿产资源调查评价”(1212011085263)

刘桂阁(1971-)，男，山东阳谷人，武警警种学院勘探教研室主任、教授，博士。

P 611

A

10.3969/j.issn.1673-1492.2015.06.010

来稿日期：2015-09-18