内蒙古西乌珠穆沁旗布金黑铅锌矿床地质特征及成因类型

刘铭+苗海兵+高超+杨乐+齐松

摘要：布金黑铅锌多金属矿为中温热液脉型矿床，矿体主要赋存于寿山沟组下段的粉砂泥质板岩及变质细砂岩之中。矿体受断裂构造控制，呈脉状、透镜状产出，走向近东西，倾向北，倾角较陡，局部矿体南倾。矿区热液金属成矿作用以银、铅、锌为主，伴有铜、锡、镉等有益元素，矿化元素具垂向分带性。

关键词：铅锌多金属矿；矿床地质特征；矿床成因；布金黑；内蒙古

1成矿地质背景

矿区处于大兴安岭南段西坡，大地构造位置位于内蒙古中部地槽褶皱系，爱里格庙—锡林浩特中间地块与苏尼特右旗晚华力西地槽褶皱带之间，处于沙不楞山铜、铅、锌Ⅴ级成矿带。区内褶皱、断裂构造发育，岩浆活动强烈，成矿地质条件优越。区内矿产丰富，目前发现的金属矿种有铜、铅、锌、银、钨、锡、钼、铁等，周围分布有沙布楞山、花敖包特、红岭、白音诺尔、东布拉格等多个大中型多金属矿床。

1.1地层。本区主要出露地层有晚古生界二叠系下统寿山沟组、哲斯组，中生界侏罗系上统玛尼吐组、白音高老组，新生界第四系上更新统及全新统。二叠系地层是區内银、铜、铅、锌、锡多金属矿床的主要赋矿围岩，地层中Pb、Zn、Sn、Ag、Cu等主成矿元素均具有较高的丰度值，可为多金属矿床的形成提供一定的物质来源。

1.2构造。本区位于内蒙古中部地槽褶皱系，爱里格庙—锡林浩特中间地块与苏尼特右旗晚华力西地槽褶皱带之间。早二叠世接受了一套海相—浅海相细碎屑岩夹火山碎屑岩沉积，二叠世末，褶皱回返成陆，之后断裂活动强烈；晚侏罗世陆相火山岩形成，其间经历了多次强烈的构造—岩浆侵入活动，为区内的内生矿产提供了良好的时空条件和物质来源。在不同时期形成了特点各异的构造形迹，印支期及以前的构造形迹以东西向为主；燕山期及以后的构造形迹其方向多为北东向、北北东向和北西向。

区内褶皱构造不发育，仅在华力西旋回早二叠世地层中发育背斜、向斜构造，轴向北东东，形成时间为早二叠世末期。断裂构造较为发育，按断裂构造的走向方向可分为北东向、北西向、东西向及近南北向等四组。北东向及北西向断裂为本区的主要断裂，行迹突出，规模大，控制了地质体的展布及山脉山体的分布方向。

区内热液脉型矿床的产出严格受不同断裂构造控制，断裂构造是区内热液脉型矿床最重要的找矿标志。二叠纪地层中板岩、变质粉砂岩等浅变质碎屑岩类地层易发生脆韧性的变形作用，并形成不同性质的断裂构造，从而有利于成矿。

1.3岩浆岩。本区岩浆活动频繁，尤其以印支期及燕山早期岩浆活动更为强烈，分布广泛，燕山期岩浆活动与区内多金属成矿关系密切。区内北部有燕山早期中细粒花岗闪长岩、石英二长岩（γδ52）侵入体，其侵入二叠系哲斯组地层，被上侏罗统玛尼吐组（J3mn）覆盖；南东部见有正长花岗岩（γ43）侵入体，其侵入二叠系哲斯组地层。区内脉岩发育，主要有流纹斑岩脉、英安斑岩脉、长石斑岩脉、辉绿玢岩脉、闪长岩脉等。

2矿床地质特征

2.1地层。矿区出露地层主要有二叠系下统寿山沟组、侏罗系上统玛尼吐组和第四系。寿山沟组（P1s）为矿区主要地层，岩性组合为变质细砂岩、变质细粒杂砂岩、变质粉砂岩、粉砂泥质板岩、砂砾岩等，为海相—滨海相碎屑岩组合，普遍发生浅变质作用。地层走向15～50°，倾向北西或南东，倾角30～70°。玛尼吐组（J3mn）主要出露在矿区西北角，以布金黑绍荣为中心，呈环状分布，中心部位出露灰黑色英安斑岩，周边为灰色英安质凝灰角砾岩。第四系（Q）分布于沟谷及低洼处，主要为全新统冲积、残坡积砂土砾石层及亚砂土、风积砂。

2.2构造。矿区位于罕乌拉东西向深大断裂北侧，受古生代华力西运动及中生代的印支、燕山运动影响，矿区内褶皱、断裂构造比较发育，对本区铅锌多金属成矿起了重要的控制作用。

褶皱构造：矿区整体构成舍日特敖瑞短轴向斜，长度约4km，其中详查区内出露长度约1.3km，其核部由寿山沟组上段砂砾岩组成，两翼为寿山沟组下段变质砂岩、板岩，总体走向60～70°，两翼倾向分别为北西和南东向，倾角40～60°，矿体多分布在该向斜南西翼。

断裂构造：按走向划分为北西向、近东西向及北东—北北东向3组断裂构造，主要容矿构造为近东西向构造。

（1）北西向构造：本组断裂构造形成较早，在详查区比较发育，尤其是矿区东北及东侧比较明显，大致呈等间距平行排列，多被流纹斑岩脉、辉绿玢岩脉、英安斑岩脉充填，走向多为300～330°，宽1～10m。

（2）近东西向构造：主要见于详查区中部，该组断裂具有多期活动特点，早期为压扭性，后经拉张，加深、加大其规模。Ⅰ号矿带受F7断裂构造控制，总体走向81°，控制长度600m。Ⅱ号矿化带，受F9断裂构造控制，总体走向82°，倾向北西，倾角62～90°，控制长度1600m。矿化带中粉砂泥质板岩、变质粉砂岩具揉皱现象及碎裂结构，显示了压性特征，而揉皱的构造角砾又多呈棱角状及次棱角状，结构较松散，又具张性特征，本区工业矿体主要赋存于该组构造带内。

（3）北东—北北东向构造：在矿区内比较发育，走向北东10～70°，其间多被流纹斑岩脉、流纹岩脉、辉绿玢岩脉充填。

2.3岩浆岩。矿区内岩浆活动频繁，在矿区北西角出露浅成英安斑岩岩株；另外，矿区内脉岩发育，主要有流纹斑岩脉、英安斑岩脉、长石斑岩脉、辉绿玢岩脉、闪长岩脉等。

3矿体地质特征

3.1矿体地质特征。布金黑铅锌多金属矿床矿体产于二叠系寿山沟组地层中，赋矿围岩为粉砂泥质板岩及变质细砂岩，局部为辉绿玢岩及流纹斑岩，矿体受断裂控制明显，为中温热液脉型矿床。矿区热液金属成矿作用以银、铅、锌为主，伴有铜、锡、镉等有益元素。矿带在矿区呈北东东方向展布，倾向北西，倾角较陡，局部矿体南东倾；带内矿体呈脉状产出，总体呈舒缓波状，具分支复合、膨大缩小现象。

矿区共发现3个矿带，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿带，呈平行展布，其中Ⅲ号矿带未进行系统勘查工作。Ⅰ、Ⅱ号矿带中共发现大小不等的矿（化）体25条，其中Ⅰ号矿带12条，Ⅱ号矿带13条。区内矿（化）体规模大小不等，延长数十至1300余米，延深数十至600余米，厚度一般数十厘米至十几米。其中Ⅱ号矿带为主要矿带，位于详查区中部，主要为银矿体、银铅锌矿体、铅锌矿体、锌矿体。非金属矿物为绿泥石、石英、方解石等；金属矿物以磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿为主，次为黄铁矿、毒砂、锡石、辉银矿等，其中闪锌矿呈深棕色，方铅矿呈亮灰色，呈细微粒集合体条带状、星点状分布。矿石类型以铅锌矿石为主。

3.2矿石特征。矿石矿物成分复杂，金属矿物以闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、磁黄铁矿为主，次为含银矿物、黄铜矿、毒砂、锡石等；脉石矿物以石英、方解石为主，次为绿泥石、绢云母、萤石等；表生矿物主要有褐铁矿、孔雀石等。通过野外地质观测，结合室内对各类矿石镜下鉴定结果的分析研究，利用矿石矿物共生组合、结构构造特征以及各种矿物之间相互穿插、交代关系及矿石中各矿物间的生成顺序特征，将热液成矿作用划分为三个阶段：Ⅰ黄铁矿—毒砂—石英阶段；Ⅱ多金属硫化物-石英阶段；Ⅲ多金属硫化物-方解石阶段。

4矿床成因

4.1成矿物质来源

（1）地层含矿性分析。布金黑铅锌多金属矿床主要容矿层位是下二叠统寿山沟组，相对与中国东部同类岩性，Ag、Pb、Zn在砂岩、粉砂岩中均强烈富集，可以认为这两种岩性与银铅锌矿化关系最密切；Ag、Pb在碳质板岩中强烈富集，Zn在碳质板岩中富集。因此，矿区寿山沟组地层本身具有一定的成矿潜力。

（2）硫同位素地球化学特征。通过对布金黑矿区不同阶段矿石硫化物硫同位素进行了测试分析，结果列于表2。测试结果表明，不同硫化矿物其硫同位素组成具有一定差别：矿体中共2件闪锌矿δ34S‰10.8‰～13.7‰之间；1件方铅矿的δ34S‰为11.1‰；2件黄铁矿的δ34S‰在5.4‰～7.7‰之间。整体上符合成矿体系平衡条件下，δ34S值随硫化物由早到晚生成顺序逐渐降低；δ34S值介于5.5～13.7，变化范围较大，总体介于花岗岩类侵入岩硫化物最低值和变质砂岩硫化物最高值之间，说明硫来源于岩浆热液对容矿围岩进行蚀变交代或与大气降水相混合的产物。

4.2成矿流体来源及地球化学性质

（1）成矿流体C、H、O同位素地球化学特征。为确定布金黑铅锌多金属矿床成矿流体来源特征，本文分别对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中矿物的流体包裹体进行碳、氢、氧同位素分析。综合流体包裹体及同位素研究结果，认为布金黑铅锌矿床成矿流体主要来源于岩浆水，和有少量的大气降水，并且地层物质参与了成矿作用。

（2）成矿流体地球化学性质。流纹斑岩中石英颗粒普遍存在气液两相和富气相两种类型的原生流体包裹体。包裹体成群共生发育，具有不一致的均一温度，不一致的均一方式，均一温度和盐度较高，表明高温、中盐度的NaCl-H2O体系热液，这与黄铁矿-毒砂-石英阶段的成矿流体性质极为相似，且相应包裹体的类型、温度、盐度变化范围相近。综合矿体与岩浆碳的包裹体资料说明，成矿流体来源主要与流纹斑岩有关，自早期黄铁矿-毒砂-石英阶段逐渐演化成矿。一般认为，此类成矿流体可直接来源于岩浆演化晚期分异热液。

4.3矿床成因。综合前面分析，布金黑铅锌多金属矿床成矿物质主要来源于围岩（变质粉砂岩、粉砂质板岩），成矿流体以岩浆水为主，成矿流体是经历高温至中温、中盐度至低盐度的演化的NaCl-H2O体系热液，早期以岩浆水为主，晚期有大气降水参与。矿化在时间、空间、成因上均与流纹斑岩脉密切相关，根据锆石U-Pb定年分析，流纹斑岩结晶年龄为150-157Ma；流纹斑岩为过铝质、高钾钙碱岩性系列的幔源型流纹斑岩，富集Hf、Nd、Sm等中等不相容元素，富集大离子亲石元素（LILE：如Rb），亏损高场强元素（HFSE：如Ti、P）为特征，说明布金黑矿床属于燕山早期晚侏罗世造山后伸展环境下岩浆活动的产物。

5找矿标志及找矿方向

5.1找矿标志：（1）铁帽或褐铁矿化蚀变带是找矿的直接标志，铁帽中铁锰染强烈，有铅的氧化物，寻找露头矿最佳。（2）矿体边部或顶部碳酸盐化、硅化带是寻找矿体的重要标志。（3）北东东及近东西向断裂构造是主要的控矿、容矿构造，寻找此类构造找矿效果较好。（4）粉砂泥质板岩与变质粉砂岩等变质碎屑岩地层接触面易发生脆韧性的变形作用，形成不同性质的断裂构造，是成矿有利地段。

5.2找矿方向。根据地表露头观察，发现详查区东侧变质细砂岩、粉砂质板岩岩石露头常见硅化、褐铁矿化蚀变现象。区内断裂较发育，规模较小，地表出露不足20m，断裂走向多为北东向及近东西向，斷裂附近见构造角砾岩，周围岩石见硅化及褐铁矿化现象，局部见石英脉发育。综合研究表明，布金黑敖仑陶布勒格乌拉地区及详查区东侧具有良好的铅锌多金属矿化的潜力。

结论：（1）布金黑铅锌多金属矿床成因类型为中温热液脉型，主要受地层、构造、岩浆岩控制，赋矿围岩为二叠系下统寿山沟组地层中的变质粉砂岩、粉砂质板岩。（2）矿床硫来源于岩浆热液对容矿围岩进行蚀变交代或与大气降水相混合的产物，成矿流体为岩浆水为主并有大气降水参与的混合流体，成矿流体来源主要与流纹斑岩有关，且地层物质参与成矿作用。（3）北东东及近东西向断裂构造是主要的控矿、容矿构造。

参考文献

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