内蒙古得尔布干成矿带铅锌银矿床稳定同位素地球化学与矿床成因研究

李兴

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局地质矿产勘查研究院 乌鲁木齐 830000）

得尔布干多金属成矿带位于大兴安岭中北段，发育有甲乌拉-查干布拉根、额仁陶勒盖和得耳布尔等多个大中型铅锌矿床。前人在矿床地质特征、成矿时代和矿床成因等方面进行详细研究，然而对成矿物质来源等的研究仍较为薄弱，给该类型矿床的深入认识带来较大不便。鉴于该成矿带较高的理论研究意义，有必要对典型矿床的地球化学特征进行系统剖析。本文在总结前人成果的基础上，通过对典型矿床的稳定同位素地球化学特征进行分析，探讨成矿物质来源及矿床成因类型，以期为该成矿带及周边地区寻找相似矿床提供一些科学依据。

1 区域地质背景

得尔布干多金属成矿带处于蒙古-鄂霍茨克缝合线与得尔布干深大断裂之间的额尔古纳地块，大地构造上位于西伯利亚板块与华北板块之间的古亚洲巨型造山带东段（图1）。受西北部鄂霍茨克洋闭合和东部古太平洋板块俯冲的联合影响，区域内构造-岩浆活动强烈。由于西伯利亚板块与华北板块以及二者之间的众多微地体彼此之间发生多次碰撞和拼接增生作用，大兴安岭北部地区的地壳遭到高度破碎，导致其具有较高渗透性。在两大板块完成拼接之后，区域上又经历了较大规模的剪切作用，使得衔接并不稳固的缝合带再次发生活化，形成了一系列并与古断裂相互贯通的深断裂，从而为区域上后期大范围的火山-侵入活动和成矿作用提供了十分有利的就位空间和成矿条件。

图1 得尔布干成矿带大地构造位置图（据文献[3]修改）

2 成矿地质特征

区域出露地层较为简单，除广泛分布的第四系残坡积和冲洪积物外，主要出露侏罗统陆相火山岩-次火山岩地层。成矿带内现已发现的铅锌银矿床，矿体大多赋存于该套火山岩-次火山岩地层中。区域内的侵入岩可分为前中生代侵入岩和中生代侵入岩，主要分布于侏罗系中-上统火山岩及较早一些的地层中。成矿带内银铅锌矿床的形成都与燕山晚期的浅成-超浅成侵入岩关系密切。

区域内的构造形迹主要为断裂构造，褶皱构造不明显。区域北东向得尔布干断裂及其一系列次级北西、北东向断裂构造，彼此之间相互交叉构成“近等间距”网格构造，区域范围内发现的金属矿床基本都位于网格状构造的结点位置。次级断裂方向多为北西-北北西向，少数为北东向。其中北西-北北西向断裂构造是区域矿床的主要控矿和容矿构造。以比利亚谷铅锌银矿床为例，矿体受北西向张-剪性断裂构造控制，总体呈向北西向雁列式展布，走向295°～305°，倾角 65°～!70°，在1号勘查线以西倾向SW，以东则倾向NE。

矿石类型以铅锌银矿石为主，部分矿床的深部和边部存在少量铅锌铜矿石。矿石构造主要为浸染状构造、团块状构造和细脉-网脉状构造，交代残余结构、自形-半自形粒状结构和它形粒状结构。矿床的围岩蚀变较为普遍，主要类型包括硅化、绿泥石化、绢云母化、高岭石化和碳酸盐化等。其中，硅化、绿泥石化及绢云母化与成矿作用关系最为紧密。

3 稳定同位素地球化学

3.1 铅同位素

从前人研究分析结果来看，区域铅锌银矿床矿石Pb的同位素组成206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb分 别 为 18.130～18.443、15.499～15.621、38.078～38.389，分布范围均较为集中，变化不大，均显示正常Pb的特征。计算得出矿石的μ值为9.28～9.50，一般认为，μ＞9.58的Pb来源于上部地壳[8]，研究区矿石的μ值介于9.0～9.58之间。在铅构造模式图上，主要落于造山带铅增长线和地幔的演化曲线之间（图2），推断研究区铅锌矿床中Pb同位素来源于地壳深部或上地幔，但受到上地壳Pb的混染。

3.2 硫同位素

前人分析结果显示：二道河子、得耳布尔、东珺、甲乌拉和额仁陶勒盖的δ34S值变化范围分别为：0.3‰～3.6‰、1.6‰～5.4‰、4.48‰～6.97‰、1.2‰～8.4‰和-3.96‰～+4.45‰。各矿床硫化物的硫同位素组成较为相近，δ34SCDT值均为正值且接近于0，波动范围较小，说明矿石硫来源比较单一，具有深源硫或陨石硫的特征，推断硫主要来源于地幔，与岩浆侵入活动关系密切。

图2 区域典型矿床铅同位素构造模式图解

图3 区域典型矿床δ18Owater-δD体系图

3.3 碳、氢、氧同位素特征

东珺和甲乌拉铅锌银矿床的δ13CPDB值为-8.4‰～-1.2‰，与地幔部分熔融形成的岩浆δ13C值(-5‰±2‰)及上地幔来源的岩浆中CO2的δ13C平均值(-5‰)十分接近，推断成矿流体中的C主要来源于岩浆。δD值为-166‰～-103‰，比较集中；δ18O值为-7.2‰～+12.5‰，变化较大。对应成矿流体的δ18Owater值为-18.96‰～+1.08‰，小于原生水和岩浆水，但明显高于大气降水的平均值，在δ18O-δD体系图解中（图3），大多数落入大气降水和岩浆水之间的区域。推断成矿流体具有深源岩浆水和大气降水的混合水特点，只是各个矿床的混合比例有所差异。

4 讨论

4.1 成矿物质来源

稳定同位素分析结果表明：S、C同位素指示成矿物质来源于深部岩浆活动；H、O同位素组成表明成矿流体主要落入大气降水和岩浆水之间的区域，具有深源岩浆水和大气降水的混合水特点。成矿流体早期以深源岩浆水为主，晚期主要为岩浆流体与大气降水组成的混合流体；Pb同位素组成指示Pb同位素来源于地壳深部或上地幔，但受到一定程度上地壳Pb的混染。

结合区域岩浆活动规律及成矿时代，认为成矿流体主要来源于深部的岩浆活动，与燕山晚期的岩浆侵入活动关系密切。在成矿流体的演化过程中，大气降水的加入对成矿元素的聚集和沉淀也起到十分重要的作用。

4.2 矿床成因

区域铅锌银矿床的形成与燕山期构造-岩浆活动关系密切。随着岩浆作用的进行，成矿物质大量聚集于晚期岩浆中。在早白垩世早期由于火山活动减弱，次火山岩及脉岩形成并隐伏于矿区，并于岩浆期后分异出大量含矿热液。一部分含矿热液在深部形成斑岩型铅锌铜矿体，另一部分含矿热液沿火山机构上升至地壳浅部。由于大气降水的加入，流体的温度、压力和pH等条件改变，加之受到上覆沉凝灰岩的阻挡，大量成矿物质沉淀于NW向断裂构造破碎带中，形成脉状-网脉状铅锌矿体。成因类型为与浅成-超浅成岩体有关的热液脉型铅锌银矿床。

5 结论

(1)区域铅锌银矿床的稳定同位素组成表明：成矿流体主要来源于深部的岩浆活动，大气降水的加入对此类矿床成矿元素的聚集和沉淀起到有利作用。

(2)矿床的形成与燕山晚期的岩浆侵入活动关系密切。成因类型为与浅成-超浅成岩体有关的热液脉型铅锌矿床。

[1]陈志广,张连昌,周新华,等.满洲里新右旗火山岩剖面年代学和地球化学特征[J].岩石学报,2006,12：2971-2986.

[2]阎鸿铨,胡绍康,叶茂,等.中、俄、蒙边境成矿密集区与超大型矿床[J].中国科学(D辑：地球科学),1998,28(S2)：43-48.

[3]武广.大兴安岭北部区域成矿背景与有色、贵金属矿床成矿作用[D].吉林大学,2006.

[4]李进文,梁玉伟,王向阳,等.内蒙古二道河子铅锌矿成因研究[J].吉林大学学报(地球科学版),2011,41(6)：1745-1754+1783.

[5]张斌.内蒙古东珺铅锌银矿矿床地质特征及其成因研究[D].中国地质科学院，2011.

[6]段明新.内蒙古额尔古纳地区七一牧场铅锌矿床成因与矿化富集规律[D].吉林大学,2015.

[7]翟德高,刘家军,王建平,等.内蒙古甲乌拉大型Pb-Zn-Ag矿床稳定同位素地球化学研究[J].地学前缘,2013,(02)：213-225.

[8]吴开兴,胡瑞忠,毕献武,等.矿石铅同位素示踪成矿物质来源综述[J].地质地球化学,2002,(03)：73-81.

[9]闫佳.大兴安岭西坡二道河子铅锌矿床成因与成矿地质背景[D].吉林大学,2016.

[10]李铁刚.内蒙古甲乌拉-查干布拉根铅锌银矿田成矿作用[D].中国地质大学(北京),2016.

[11]陈祥.内蒙古额仁陶勒盖银矿床稳定同位素研究[J].内蒙古地质,2000,(01)：12-17.