河北省丰宁县牛圈银金矿床地质特征研究及成因浅析

王京

【摘 要】华北地台北缘内蒙地轴内分布有太古界红旗营子群变质岩系、中生界侏罗系陆相火山沉积岩，区内构造复杂，岩浆活动频繁，特别是燕山期岩浆活动强烈，为成矿提供了良好的地质条件。本次工作以位于华北地台北缘内蒙地轴东段丰宁台凸与沽源台凹交界附近的河北省丰宁县牛圈银金矿床为研究对象，通过野外踏勘和室内地球化学测试分析，进一步研究矿床地质特征，并结合稀土元素及同位素测试数据，分析成矿物质来源、成矿时代等问题，初步探讨矿床的成因类型。

【关键词】河北省；牛圈矿床；隐爆角砾岩；地质特征；成因分析

1 区域地质

牛圈矿床地理位置处于河北省承德市丰宁县四岔口乡，大地构造位置处于华北地台北缘的上黄旗—乌龙沟构造岩浆岩带上。该区北东-北北东向火山机构发育，为多金属矿成矿有利部位。区域地层有古元古界红旗营子群变质岩和上侏罗统火山岩，但其分布都较少。而中酸性岩体分布广泛，多呈岩基状、岩株状、岩脉状侵位于前寒武系变质岩地层中，主要为海西期粗粒花岗岩、燕山期细粒花岗岩以及隐爆角砾岩墙。海西期粗粒钾长花岗岩及燕山期细粒钾长花岗岩成因上属于壳源重熔岩浆型花岗岩[1]。在牛圈银（金）矿区内分布的硅质角砾岩为矿体的直接容矿围岩。

2 矿区地质特征

矿区内断裂构造、环形构造发育，构成网状交织的构造格局。主要有NNE-NE向、NW向、近SN向三组断裂，矿化主要和NNE向断裂有关。牛圈银（金）矿床成矿主要受牛圈—老虎坝断裂（F1）断裂控制。F1断裂与上黄旗—乌龙沟剪切带平行产出，长约8公里，主要由角砾岩、糜棱岩和断层泥等构成。该断裂严格控制着银矿体的规模、产状和形态。

3 矿床地质特征

3.1 矿体地质特征

牛圈银（金）矿体赋存于隐爆角砾岩中，两者呈渐变关系，产出特征与隐爆角砾岩一致（图1）。矿带呈北北东向展布，长度约500米，宽度为10～34米。该矿带自北向南可划分为三个矿段，在地表三个矿段存在有一定的间距，但在地下深度约为200米处它们相互贯通连为一体。

矿体在空间上为北部厚、南部薄，上部厚、下部薄，矿体厚度较大处其品位也相应较高，厚度较小处其品位相应较低，且矿体在空间上的变化规律与隐爆角砾岩空间变化规律极为相似，暗示矿体赋存于角砾岩侵入前峰。

3.2 矿石特征

矿石矿物主要为黄铁矿，其次有方铅矿、闪锌矿等。黄铁矿有早、中、晚三期，早期黄铁矿含量少且粒径小，多呈浸染状；中期其含量相对增多，粒径也有所增大，多呈立方体、八面体等晶型；晚期黄铁矿呈微粒状。

3.3 围岩蚀变

矿床围岩蚀变发育，其中上盘蚀变较强，下盘蚀变较弱。蚀变总宽度300余米，矿床围岩蚀变由内向外可分为硅化带、绢云母化带、绿泥石—碳酸盐化带、钾化带4个带。蚀变以硅化最强且与银、金成矿的关系最为密切；绢云母化带、绿泥石—碳酸盐化带和钾化带，在矿体两侧呈不对称产出，上盘蚀变发育，但厚度变化较大，局部有缺失的现象。

4 矿床成因

对于牛圈银（金）矿床的成因类型的分析和认识，目前存在多种观点。一种观点认为矿床成矿作用与岩浆隐爆活动有关，是次火山隐爆型浅成低温热液矿床[2]，该观点目前为大学数学者所接受。此外，刘凤山等人认为成矿与热泉隐爆活动有关，是热泉型浅成低温热液矿床；许晓峰等人则认为牛圈矿床是与岩浆隐爆活动无关的浅成低温热液型矿床。

4.1 成矿时代厘定

本次研究未进行样品同位素年龄测试，收集了多位学者对该矿区所做的同位素年龄测试结果。根据聂凤军等人对矿区样品进行的40Ar/39Ar年龄测试结果，推断矿区主要成矿期为（216.7±6.1）Ma，是印支期多阶段富碱质成矿流体活动的产物[3]，富碱质岩浆侵入活动矿体的形成提供了物源和热源。

4.2 成矿物质来源分析

（1）稀土元素示踪

矿区范围内花岗岩和矿石的稀土元素配分模式相近，LREE分馏较强，HREE分馏较弱，且具有Eu负异常。表明矿石的物质来源与花岗岩之间存在成因联系。特别是矿石与矿区粗粒花岗岩的稀土元素分配模式十分相似，反映二者具有同源性，预示着矿石与花岗岩之间存在密切的成因联系，即成矿物质来源于花岗岩。

（2）同位素示踪

按照叶东虎等学者对矿区样品进行的铅、硫同位素测试结果，并根据矿区地质背景分析，矿区银、金等成矿元素来自于表壳岩重熔生成的花岗岩，硫主要来自幔源花岗岩类。

（3）特征矿物

任耀武等学者在营房铅锌银矿床中发现玉龙矿等三种金属互化物，该矿物在成因上属下地壳—上地幔产物。任耀武等人对营房三种金属互化物矿物成矿过程分析，认为亦应属深源产物[4]。从一个侧面也为营房铅锌银矿床的成矿机制提供了一个佐证，即该矿床曾经历了深层次的成矿作用过程，成矿物质来源于深部。

4.3 矿床成因

印支期，上黃旗—乌龙沟深断裂带地壳下部发生岩浆重熔作用，岩浆向上运移，岩浆中的挥发性组分选择性熔融表壳岩中的金、银等金属元素，形成成矿流体，并向低温低压区运移，在适当的温压条件下沉淀，形成银、金等元素的高背景区。

燕山期，岩浆活动进一步加剧，来自上地幔的岩浆沿上黄旗—乌龙沟深断裂上升，在构造有利部位形成老虎沟花岗岩体。在牛圈矿区附近，富含成矿元素的花岗岩体未冲破上覆的干沟门花岗岩体，当内压大于外压时，发生隐爆作用，形成硅质角砾岩，促使成矿物质沉淀，形成矿体。

【参考文献】

[1]李晓勇.燕山地区中生代火山作用成因及其对深部过程的制约[R].中国科学院博士论文. 2003，56-60.

[2]王艳辉.河北省牛圈银（金）矿床成因初探[J].地质调查与研究，2010（01）：35-41.

[3]聂凤军， 张万益，江思宏，等.论河北丰宁牛圈银（金）矿床的成矿时限问题[J].地学前缘，2007（05）：167-176.

[4]任耀武，曹倩雯.河北丰宁营房铅锌银矿床银的赋存状态及富集规律[J].华北地质矿产杂志，1995.01.