宁夏二人山银铅矿床成矿流体地球化学特征及演化

邹武建，汪栋刚，王忠禹，陆茂欣

宁夏二人山银铅矿床成矿流体地球化学特征及演化

邹武建1，汪栋刚2，王忠禹2，陆茂欣2

（1.宁夏地质矿产勘查院，宁夏 银川 750021；2.宁夏地质调查院，宁夏 银川 750021）

宁夏卫宁北山地区二人山银铅矿是宁夏境内最典型、规模最大的银铅锌多金属矿床，矿体主要赋存于F18构造破碎带中。通过对与矿化密切共生的重晶石中的流体包裹体岩相学及显微测温分析，H2O-CO2三相包裹体均一温度为107℃～287℃，盐度变化范围为0.41%～12.05%；CO2三相包裹体均一温度为30.2℃；富液体包裹体均一温度为95℃～248℃，盐度为2.07%～23.18%。成矿流体具有中低温、中高盐度的特征，流体为SiO2-H2O-CO2-SO42-多相含矿（Zn2+、Pb2+、Fe3+和Ag+等）。

流体包裹体；二人山；卫宁北山；宁夏

二人山银铅矿位于宁夏中卫市镇罗镇北西27km的卫宁北山地区，是宁夏境内规模最大的银铅锌多金属矿床，矿体具有品位高的基本特征（潘进礼等，2013）。该矿床发现时间较早，发现于20世纪90年代初，前人也从地质特征、成矿条件等方面对二人山银铅矿进行了研究（潘进礼等，2013），但是总体上该矿床科研工作仍然滞后，本文通过对与矿化密切共生的重晶石中的流体包裹体进行研究，探讨成矿流体特征，以期为该矿床的进一步找矿勘查提供新的认识。

1 矿区地质特征

研究区位于阿拉善微陆块南缘卫宁北山褶断带单梁山复背斜南翼。

矿区出露的地层主要有上泥盆统中宁组（D3），下石炭统前黑山组（C1）、臭牛沟组（C1）和石炭统靖远组（C1-2）（图1）。

图1 研究区地质图

1.逆断层；2.正断层；3.右行平移断层；4.向斜及编号；5.背斜及编号；6.闪长玢岩脉；7.石炭统靖远组；8.石炭统臭牛沟组；9.石炭统前黑山组；10.泥盆统中宁组；11.平行不整合

中宁组（D3）主要出露于研究区西北部，主要岩性为紫红色中厚层状钙质细砂岩、薄-中厚层状钙质粉砂岩。

前黑山组（C1）主要出露于F18断裂破碎带及南侧，主要岩性为角砾状灰岩、中厚层状中粗粒石英砂岩、钙质细砂岩、粉砂岩、蚀变泥岩、中厚层状硅化粉砂岩、中厚层状细晶灰岩等。臭牛沟组（C1）主要出露于F18断裂破碎带南侧，主要岩性为中厚层状细粒石英砂岩、薄层状钙质细砂岩、中厚-厚层状含砾粗砂岩等。

靖远组（C1-2）仅在研究区区东北角少量分布，由砾岩、砂岩、粉砂岩、页岩组成。

矿区内构造主要为近东西向展布的F18断裂，沿泥盆系和石炭系接触面分布，使两套地层呈断层接触关系，在地表可见构造角砾岩出露连续性较好。其他断层有北东向和近东西向为主的右行平移断层，如F34以及次级小断层；近东西向和北东向为主的正断层，部分兼具平移性质。

区内岩浆岩主要为闪长玢岩脉，闪长玢岩脉近东西走向，呈舒缓波状展布，斜切地层侵入，与围岩界线清晰。

图2 二人山银铅矿床139勘探查线剖面图

2 矿床地质特征

构造角砾岩是二人山银铅矿床主要的赋矿围岩，矿体主要沿F18断层破碎带呈透镜状产出于构造角砾岩中，其中以13-2号银铅矿体规模最大、品位最高，为主矿体，该矿体呈透镜状，产状355°∠61°，走向长120m，倾向延深127m，平均厚度16.50m，Ag品位133.20×10-6，Pb品位2.93×10-2，共生Cu品位0.46×10-2，Zn品位4.25×10-2。近矿蚀变以泥化、硅化、碳酸盐化和重晶石化为主。矿石中金属矿物主要有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、辉银矿、铜铁矿、蓝辉铜矿、铜蓝、斑铜矿等；脉石矿物主要有石英、长石、方解石、白云石、粘土矿物等。矿石结构主要有自形-它形粒状结构、交代残余结构等，矿石构造主要有角砾状构造、浸染状构造、致密块状构造等。

3 流体包裹体研究

3.1 样品特征与研究方法

用于测试流体包裹体的样品采集自二人山银铅矿ZK139-1（开孔坐标4170136.79，35525305.53）孔深153.4～185.9m处的13-2号银铅锌矿体，矿体中与方铅矿共生有较多的团块状、脉状重晶石，岩相学观察表明重晶石中含有丰富的原生包裹体，因此本次实验主要选择重晶石和闪锌矿作为研究对象。

显微测温工作在核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成，检测方法和依据来源于EJ/T 1105-1999（矿物流体包裹体温度的测定）。

3.2 流体包裹体岩相学特征

根据流体包裹体的物质成分、室温及均一时的相态将它们分为H2O-CO2三相包裹体、CO2三相包裹体、富液体包裹体（图3）。

H2O-CO2三相包裹体：存在于重晶石矿物、重晶石脉中，主要为成带状分布，部分为成群分布，单个包裹体多呈近圆状或椭圆状，大小在5×3～35×30μm，气液比在10%～30%。

CO2三相包裹体：包裹体形态较规则，形态呈椭圆状，大小为12×8μm，气液比为15%。

富液体包裹体：存在于重晶石矿物、石英矿物、闪锌矿矿物中，包裹体分布形态为成带状分布、成群分布，包裹体形态规则，大小在2×6～20×12μm，气液比在10%～25%。

3.3 流体包裹体均一温度及盐度

H2O-CO2三相包裹体：均一温度变化范围为107℃～287℃，平均225℃；盐度（wt％NaCl，下同）变化范围为0.41%～12.05%，平均5.05%；压力变化范围为120～363 MPa，平均262 MPa；CO2三相包裹体：均一状态呈VCO2→L H2O时的均一温度为30.2℃；富液体包裹体：均一温度变化范围为95℃～248℃，平均166℃；盐度变化范围为2.07%～23.18%，平均9.82%（图4）。

图3 二人山银铅矿流体包裹体显微照片

LH2O-液相H2O；VH2O-气相H2O

图4 流体包裹体均一温度频率直方图

图5 流体包裹体盐度-均一温度关系图

4 结果分析及讨论

4.1 成矿流体地球化学性质

流体包裹体岩相学及显微测温结果显示，二人山银铅矿重晶石、闪锌矿中发育H2O-CO2三相包裹体、富液体包裹体，在重晶石矿物中可见两类包裹体共生的现象，并且可见部分两类共生包裹体的均一温度大体一致，两者均一到液相，表明成矿流体发生了弱沸腾（白令安等，2016；庞仁俊等，2019）（图4）。

从流体包裹体均一温度直方图中可看出，均一温度可分为110℃～190℃、210℃～240℃、260℃～ 290℃三个区间；盐度为0.41%～23.18%，属于中低温、中高盐度流体（图4、图5）。流体包裹体液相成分以H2O为主，气相成分为H2O和CO2，因此，成矿流体为中高盐度的H2O-CO2体系，与岩浆有关。鉴于围岩蚀变以泥化、碳酸盐化、硅化、重晶石化为特征，矿化主要是黄铁矿化、方铅矿化、闪锌矿化、辉银矿化等，可进一步厘定该矿床的成矿流体应为SiO2-H2O-CO2-SO42-多相含矿（Zn2+、Pb2+、Fe3+和Ag+等）。

在均一温度和盐度图解上，伴随着降温过程，相对高盐度、中等盐度和低盐度流体包裹体从在共存现象，并在成矿期内出现盐度偏高的流体包裹体，具有弱沸腾或流体程度相对较低的流体不混溶现象，并伴有大气水加入（图5）（魏珺琛等，2018）。

4.2 成矿流体演化与成矿物质沉淀

研究显示，热液成矿体系中成矿物质常以溶解度较大的金属络合物形式存在，而金属络合物分解和金属硫化物的形成、卸载的原因存在多种解释，包括降温、降压、氧化作用、H2S浓度增加或者pH值增大等，但长久以来冷却被认为是最主要的原因，不过冷却造成的成矿物质卸载需要在短距离内大幅度降温（白令安等，2016）。

含矿流体在向上运移的过程中，上覆围岩的压力降低，尤其是在断裂或节理理发育地带，含矿的超临界流体转变为亚临界、临界流体，发生流体相分离，即“沸腾”，直接导致大量的挥发分逸散，尤其CO2的逃逸，使得还原性硫的浓度急剧增加，金属络合物分解，硫化物形成并沉淀（白令安等，2016；李振焕等，2020）。

二人山银铅矿矿体埋藏深度较浅，一般在100m左右，矿体规模较小，可以依靠流体的短距离上升而大幅度降温，从而达到金属硫化物过饱和卸载；事实上流体在上升的同时，F18破碎带起到了至关重要的关系，沟通地表，瞬间内压降低，流体“沸腾”，成矿物质大量卸载，可见“沸腾”是该矿床的成矿机制之一（熊观等，2020）。

潘进礼，汪栋刚，马瑞赟，张勇，李刚．2013．二人山银铅多金属矿地质特征及成矿条件分析[J]．中国西部科技，12(10)：24-25+31．

白令安，孙景贵，古阿雷，赵克强．2016．黑龙江小多宝山铜矿床成矿流体地球化学特征及演化[J]．桂林理工大学学报，36(03)：411-417．

庞仁俊，张显虎，梅刚．2019．青海玛考才格铜铅锌矿床地质特征与成矿流体探讨[J]四川地质学报，39(02)：224-228．

魏珺琛，蔡明海，张含，郑浩，邵主助，曹江帅，刘嘉兴．2018．达亚纳石英脉型钨钼矿床流体包裹体特征[J]．四川地质学报，38(02)：245-251．

李振焕，李文昌，刘学龙，罗应，申颖，刘思晗，陈建航．2020．滇西保山地块金厂河铁铜铅锌多金属矿床成矿机制——基于流体包裹体和硫、铅同位素证据[J]．矿床地质，39(06)：995-1014．

熊观，段威，唐文春，杨贵兵，王焕国，黄健．2020．川西北银厂金矿床地球化学特征及成因探讨[J]．西北地质，53(04)：86-98．

Geochemical Characteristics and Evolution of Ore-forming Fluids for the Errenshan Ag-Pb Deposit in Ningxia

ZOU Wu-jian1WANG Dong-gang2WANG Zhong-yu2LU Maoxin2

(1-Ningxia Institute of Geology and Mineral Exploration, Yinchuan 750021; 2-Ningxia Institute of Geological Survey, Yinchuan 750021)

The Errenshan Ag-Pb Deposit in Weining, Ningxia is the largest and mostly typical Ag-Pb polymetallic deposit in Ningxia. The orebodies are confined to thestructure fracture zone F18. The ore-forming fluids are SiO2-H2O-CO2-SO42-fluids, containing Zn2+,Pb2+,Fe3+and Ag+. The homogenization temperature of three-phase fluid inclusions varies from 107C to 287C with the salinity of 0.41 wt % NaCl equiv. to 12.05 wt% NaCl equiv. The homogenization temperature of three-phase CO2inclusion is 30.2C. The homogenization temperature of fluid-rich inclusion varies from 95C to 248C with the salinity of 2.07 wt % NaCl equiv. to 23.18 wt % NaCl equiv.

Ag-Pb deposit; fluid inclusion; Errenshan; Beishan, Weining; Ningxia

2021-03-18

邹武建（1967—），男，宁夏银川市人，高级工程师，研究方向：地质找矿

P595

A

1006-0995（2021）02-0322-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.02.028