内蒙古白音查干铅锌银矿地质特征及找矿方向分析

冯健行，许海娃，冯源，赵泽龙，冯乐

(1.内蒙古亿诚地质矿产勘查开发有限责任公司锡林郭勒盟分公司, 内蒙古 锡林浩特 026000； 2.内蒙古第四水文地质工程地质勘查有限责任公司， 内蒙古 通辽 028000； 3.黑龙江交通职业学院，黑龙江 哈尔滨， 150000)

0 引言

内蒙古白音查干铅锌银矿床是新发现的一处大型多金属矿床，矿区位于内蒙古西乌珠穆沁旗西90 km处，东经116°32′00″～116°35′00″；北纬44°31′30″～44°33′00″，已查明铅金属量116990.12 t，平均品位0.64%；锌金属量478751.01 t，平均品位1.50%； 银金属量809551.20 t，平均品位112.44×10-6。

有关该矿床的研究较多，部分学者(聂凤军等，2007；白海铃等，2013；赵战峰，2016；刘新等，2017；张玉生等，2018)总结了矿床地质特征，认为海西期中酸性岩浆活动为矿化带的形成提供了动力和物质来源，成矿地质体为花岗斑岩，近东西向构造破碎带为成矿物质的沉淀提供了空间条件，二叠系泥质粉砂岩为成矿流体的沉淀起到了圈闭作用；范红科等(2008)、徐仁廷等(2014)总结了矿区地球化学测量成果，论述了矿区元素的分带性，但前人对已发现矿体中矿物的标型特征研究较少，对地球化学测量结果中的高温元素组合特征研究较薄弱。笔者根据矿物标型特征和矿区元素地球化学异常特征，指出深部存在W、Sn、Mo高温矿体的可能性，是进一步找矿的方向。

1 区域地质概述

内蒙古白音查干铅锌银矿所处大地构造位置属于内蒙古中部弧盆系(Ⅱ)锡林浩特岩浆弧(Ⅲ)西乌旗弧前盆地(Ⅳ)内(李锡荣和伦志强，1991)(图1)，古生界地层属华北地层大区、内蒙古草原地层区、锡林浩特—磐石地层分区；中新生界地层属滨太平洋地层区、大兴安岭—燕山地层分区、乌兰浩特—赤峰地层小区(李文国，1996)。

图1 矿区大地构造位置图(根据韩方法和于勤德，2012①修改)①—大兴安岭弧盆系东乌旗—多宝山岛弧； ②—二连—贺根山结合带；③—内蒙古中部弧盆系(Ⅱ)锡林浩特岩浆弧(Ⅲ)西乌旗弧前盆地(Ⅳ)；④—锡林浩特微陆块；⑤—林西—乌兰浩特岛弧

1.1 区域地层

出露地层有二叠系下统大石寨组(P1ds)、哲斯组(P1zs)，侏罗系上统玛尼吐组(J3mn)与白音高老组(J3b)，白垩系下统大磨拐河组(K1d)和第四系全新统(Q4)，由于燕山晚期岩浆活动强烈，使地层遭受不同程度的侵蚀而残缺不全(图2)。

1.2 区域构造

区域北东向压性断裂构造较为发育，它控制了山脉和盆地的形成，少数断裂具明显的继承性和多期活动性。断裂主要为华力西期和燕山早期的产物。华力西期断裂以北东向压性断裂为主，具密集分布的特征，且规模大，控制着脉岩的展布；燕山早期断裂亦以北东向压性断裂为主，其次为北西向张性断裂、北东向断裂派生的近东西向断裂，其中近东西向断裂为主要控矿断裂，控制着区内构造蚀变带及矿体的分布。

1.3 区域岩浆岩

区域岩浆岩较发育，总体呈北东向展布，皆为燕山早期酸性侵入岩，分为两期。

1.3.1 侏罗纪早期花岗岩(J1γ)

呈岩基状产出，岩性为肉红色花岗岩，矿物成分为石英、斜长石、钾长石及黑云母，该期岩体为Ag、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Bi、Ca、U、Nb背景区。

1.3.2 侏罗纪早期花岗斑岩(J1γπ)

侏罗纪早期花岗斑岩侵入大石寨组地层中，被大磨拐河组地层覆盖。基于野外工作认识，热液蚀变作用沿F1断裂带伴随热液的贯入而发生，蚀变带长2400 m，宽420～540 m，控制斜深490 m。总体走向76°，倾向北西，倾角52°～75°，蚀变带在平面和剖面上呈舒缓波状，发育于安山质凝灰岩和变质粉砂岩中，受F1断裂控制。蚀变具有不明显的分带，由中心向两侧依次为：黄铁绢英岩化—铅锌银矿化带——黄铁绢英岩化带——碳酸盐化、绿泥石化带，并且由中心向两侧蚀变逐渐减弱，大多数矿体产于黄铁绢英岩化—铅锌银矿化带内。

1.3.3 侏罗纪中期花岗斑岩(J2γπ)

呈岩株、岩枝状产出，侵入二叠系下统大石寨组地层中。在球粒陨石标准化稀土配分图解中具有显著的负δEu异常和四分效应，具有A型花岗岩的地球化学特征(刘新等，2017)。岩石中长石均被绢云母和电气石交代，电气石呈蓝绿色，具多色性，黑云母被白云母及金红石交代，呈假象存在。该期花岗岩受断裂构造的影响而破碎，普遍已蚀变、矿化。

图2 矿区区域地质简图(根据韩方法和于勤德，2012①修改)1—第四系全新统； 2—白垩系下统大磨拐河组；3—侏罗系上统白音高老组；4—侏罗系上统玛尼吐组；5—二叠系下统哲斯组；6—二叠系下统大石寨组；7—侏罗纪早期花岗岩；8—侏罗纪早期花岗斑岩；9—侏罗纪中期花岗斑岩；10—不整合界线；11 产状

2 矿区地质特征

2.1 地质特征

矿区出露地层分别为二叠系下统大石寨组(P1ds)和白垩系下统大磨拐河组(K1d)。大石寨组(P1ds)岩性由凝灰质粉砂岩、安山质凝灰岩、安山岩、玄武岩和流纹岩组成。产状较陡，走向北东，分布在矿区内的岩石由于受断裂构造的影响，大部分已破碎、蚀变与矿化。目前已发现的矿体均产于其中，是矿区主要赋矿地层。大磨拐河组(K1d)岩性上部为灰黑色砂岩、泥岩，下部为紫褐色—灰绿色砂岩、砾岩，呈角度不整合覆盖于大石寨组地层之上。

1887年，马克沁带着机枪到俄国圣彼得堡展示。当表演者扣动扳机后，一帆布弹带的333发子弹半分钟不到就全部打光，令俄罗斯人惊叹不已，遂陆续订购并着手仿制。1888年，马克沁对机枪进行了改进，改用无烟药枪弹，机枪性能进一步提升。是年秋，德皇威廉二世亲临斯潘多兵工厂观摩马克沁机枪射击表演，当场惊呼这就是德国人所需要的武器，立即下令武装德军，于是马克沁机枪成为德军步兵在第一次世界大战中的主要武器。

矿区断裂构造发育，形成于早侏罗世，以近东西向为主，控制了矿区内蚀变岩带及矿体的产出和分布(图3)。 F1断裂带为矿区主断裂，控制长 2400 m，宽420～540 m，平均走向76°，倾向北西，平均倾角64°。断裂带在平面和剖面呈舒缓波状延伸，产于大石寨组安山质凝灰岩、流纹质凝灰岩和凝灰质粉砂岩中。断裂上下盘发育有宽420～540 m的破碎带，破碎带内构造岩发育，有糜棱岩、角砾岩、碎裂岩等。F1断裂经历了多期次、不同性质的构造活动，总体表现为压扭性断裂特征，并普遍遭受了热液蚀变和锌、铅、银等矿化，是矿区内主要控矿构造。

图3 矿区地质图(据韩方法和于勤德，2012①修改)1—白垩系下统大磨拐河组泥岩、砂岩、砾岩；2—泥质凝灰质砂岩；3—黄铁绢英岩化—铅锌矿化泥质碎裂岩；4—绢英岩化—铅锌矿化安山玄武质碎裂岩；5—流纹岩；6—花岗斑岩；7—断层、编号及产状；8—隐伏矿体在地表投影及编号

2.2 主要矿体特征

矿床由多条矿体组成，均为隐伏矿体，距地表最浅埋深37 m，最大埋深430 m。其中④号矿体为主矿体，赋存于F1上盘80～200 m范围内的黄铁绢英岩化—锌铅银矿化带内。

矿体长1020 m，最大延深440 m，厚度 0.58～51.03 m，平均厚度16.18 m，厚度变化系数33.06%，属于厚度稳定矿体。距地表最浅处埋深37 m。总体走向73°，倾向343°，倾角63°，呈脉状产出，有分支复合现象。

成矿元素为锌、铅、银，锌品位在0.15%～3.55%，平均品位1.59%，品位变化系数为148.82%；铅品位在0.58%～2.84%，平均品位1.96%，品位变化系数为126.79%；银品位在87.29×10-6～116.33×10-6，平均品位93.76×10-6，品位变化系数为114.42%，属于有用组份分布较均匀矿体。

2.3 矿石特征

2.3.1 矿石特征

图4 闪锌矿光学显微镜反光图片a—粗粒闪锌矿呈压碎结构嵌布于脉石矿物中；b—闪锌矿与脆硫锑铅矿共生

矿石呈灰—深灰色，具压碎结构、粒状结构，填隙结构；脉状、网脉状、浸染状构造。矿石矿物主要为闪锌矿、铁闪锌矿、方铅矿、硫锑铅矿、脆硫锑铅矿、深红银矿、银黝铜矿、 辉银锑铅矿、黝铜矿、黄铜矿、锡石；其他金属硫化物主要为黄铁矿、磁黄铁矿等；脉石矿物主要为石英、方解石、绿泥石及绢云母。基于野外观察与显微镜鉴定工作，确定矿物生成顺序如下：锡石、铁闪锌矿、磁黄铁矿、石英—闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、硫锑铅矿、脆硫锑铅矿、深红银矿、辉银锑铅矿、黄铁矿、石英—银黝铜矿、黝铜孔、石英、方解石、绿泥石及绢云母。

(1)闪锌矿：是矿石中最重要的锌矿物，呈灰色、浅黄色、浅褐色，不规则粒状和粒状集合体产出，粒度0.02～0.83 mm，可见闪锌矿与方铅矿、脆硫锑铅矿共生现象(图4)。根据不同深度的光片样品鉴定结果，在浅部矿体中，闪锌矿含很较少量的铁，呈灰色；向深部，铁含量逐渐增加，呈浅黄色；随着深度不断增加，铁含量继续增多，呈深褐色。根据X-射线能谱分析结果(表1)，闪锌矿中均含有数量不等的铁，并且从浅部矿体向深部矿体铁含量增加，如浅部④号矿体，Fe含量平均值为3.77%，而深部⑦号矿体Fe含量平均值为6.35%。

(2)方铅矿：灰白色，较亮，呈不规则粒状和粒状集合体产出，粒度0.01～0.83 mm。方铅矿与脆硫锑铅矿、闪锌矿共生关系最为密切，局部与闪锌矿相互穿插产出，或者与细粒晶黄铁矿呈较简单的共生关系产出(图5a、b)。

(3)脆硫锑铅矿：是矿石中主要的铅矿物，灰—灰白色，以放射状、纤维状、毛发状、柱状、粒状集合体的形式分布于脉石中，嵌布粒度极不均匀，一般在0.015～0.050 mm，粗粒可达2.4 mm。脆硫锑铅矿与闪锌矿、方铅矿共生最为密切，其次与黄铁矿也较为密切。

图5 方铅矿光学显微镜反光图片a—方铅矿与闪锌矿紧密共生产出；b—方铅矿呈细粒不规则状包裹于闪锌矿中

(4)银黝铜矿：是矿石中主要的银矿物，同时还是主要的铜矿物之一。呈灰色，均质，硬度中等，呈他形粒状，一般在0.02～0.30 mm之间，其中以中细粒为主，占83.67%，粗粒占3.03%。银黝铜矿与黄铜矿关系密切，常与之共生嵌布在脉石矿物中，少量呈脉状沿闪锌矿的裂隙分布。

(5)黄铜矿：是矿石中主要铜矿物之一，铜黄色，呈不规则粒状分布在脉石中，粒度很不均匀，一般在0.02～0.30 mm之间，个别可达1.2 mm，主要以中细粒为主，粗粒、微粒减少。

黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿关系密切，常形成复杂的嵌布关系，有的黄铜矿呈细小颗粒被包裹在闪锌矿和黄铁矿中，有的黄铜矿呈细小网脉状嵌布在闪锌矿中。

表1 闪锌矿X-射线能谱成分分析结果表

(6)黄铁矿：呈黄白色，不规则粒状、脉状分布，粒度一般在0.04～0.80 mm，最大3.5 mm，以粗粒为主。黄铁矿与闪锌矿、黄铜矿关系密切，常与之形成复杂的嵌布关系，有的粗粒黄铁矿中包裹细粒黄铜矿、闪锌矿等矿物；有的呈脉状分布于闪锌矿裂隙中；有时可见黄铁矿与脆硫锑铅矿、方铅矿等矿物共生在一起。

(7)磁黄铁矿：暗铜黄色，呈板状晶体或不规则粒状，粒度一般在0.2～0.6 mm。磁黄铁矿仅在最深部矿体中见到，并且含量较少。

(8)锡石：呈短柱状或集合体的形式分布于石英等脉石矿物中，粒度一般为0.02～0.10 mm之间，以细粒为主，粗粒可达0.6 mm，以细粒为主。锡石只在深部矿体可见，并且随着深度增加矿物含量逐渐增多(图6a、b)。

白音查干铅锌银矿矿体呈脉状产出，受构造控制，由矿体向两侧呈蚀变分带现象；矿石构造为细脉状、网脉状、浸染状，具有热液成因的典型特征。从目前发现的矿石矿物组合看，是一套典型的中低温矿物组合。综上，说明白音查干铅锌银多金属矿属于中低温热液成因矿床。

3 矿区1∶10000化探异常特征

1∶10000岩屑测量取样介质以C+D层上部岩屑为主，分析元素有Ag、Au、Pb、Zn、Cu、As、Sb、Bi、Mo、Sn、W等。

根据样品分析结果统计的矿区地球化学参数(表2)，Zn、Pb背景平均值很高，标准离差值也很大，说明元素分布极不均匀，有利于形成矿体；W、Sn、Mo元素背景平均值、标准离差值虽不如Zn、Pb高，但W的异常下限达到背景平均值的近10倍，这一结果在找矿过程中是值得注意的。

从1∶10000化探异常图上看(图7)，成矿元素Pb、Zn、Ag异常形态完整，异常梯度变化大，均具有内带，浓集中心清晰、明显；前缘晕元素As、Sb亦具有相同特征；化探综合异常图显示(图8)，Pb、Zn、Ag、Cu与As、Sb组成一个多元素综合异常,异常面积大，连续性好，处于F1断裂带上，Pb、Zn、Ag异常组合一般与中低温热液矿化有关，是寻找中低温热液有色金属矿床的标志(邵跃1997；钟仁等，2010)。根据岩屑地球化学测量结果施工勘探工程，发现了较好的Pb、Zn、Ag矿体,也说明在白音查干矿区岩屑地球化学异常对寻找Pb、Zn、Ag多金属矿具有较好的指示作用。

W、Sn、Mo元素异常强度虽不如Pb、Zn、Ag，但W、Mo仍具有内带，浓集中心明显可见，从组合异常图上看(图8、图9)，不仅W、Sn、Mo异常套合很好，而且与Pb、Zn、Ag、As、Sb、Bi亦套合较好。一般认为，含矿热液运移过程中，随着温度的降低，在超临界温度或略低时首先析出W、Sn、Mo等高温元素，随着含矿热液继续运移和温度持续降低，在沸腾温度以下时Pb、Zn、Ag等中低温元素才会析出，形成矿床(肖荣阁等，2008)。因此，Pb、Zn、Ag元素可做为W、Sn、Mo矿床的前缘指示元素，由于Pb、Zn、Ag已经发现矿体，并且Pb、Zn、Ag、W、Sn、Mo元素套合很好，结合W、Sn、Mo元素异常其他特征，推测深部可能存在W、Sn、Mo等高温矿体，W、Sn、Mo异常强度低于Pb、Zn、Ag，可能是大部分W、Sn、Mo在深部高温环境下已经析出，而Pb、Zn、Ag矿物主要在浅部中低温环境下结晶析出形成的，也说明深部有利于形成W、Sn、Mo等高温矿体。

图6 锡石光学显微镜反光图片a—粗粒锡石嵌布在脉石中；b—细粒锡石

表2 白音查干矿区元素地球化学参数统计表

图7 矿区1∶10000地球化学异常图

图8 矿区Pb、Zn、Ag、As、Sb、Bi地球化学综合异常图

结合矿区已经发现矿体的矿物标型特征变化规律，从浅部向深部矿体闪锌矿Fe含量逐渐增高。一般认为，闪锌矿中Fe含量与形成温度有关，低温形成的闪锌矿Fe含量少，颜色浅，随着温度升高Fe含量增加，高温环境下形成的闪锌矿Fe含量高，颜色也较深(王根元，1989)。说明由浅部向深部含矿热液温度是升高的；磁黄铁矿仅在底部矿体中出现，并且部分磁黄铁矿具有板状晶型，这是磁黄铁矿在较高温度环境下形成的标型特征；同时锡石亦只在底部矿体中见到，并可见到短柱状晶体，这是锡石在高温环境形成的标志性特征，在低温环境下锡石形成针状或长柱状晶型(陈光远等，2011)。根据矿区闪锌矿化学成分标型特征、锡石和磁黄铁矿晶体形态标型特征，推测W、Sn、Mo等高温异常很可能是深部W、Sn、Mo矿(化)体所引起。

图9 矿区Cu、Au、Mo、W、Sn地球化学综合异常图

4 结论

(1)白音查干矿区矿体受构造控制，呈脉状产出，由蚀变带中心向两侧具有蚀变分带现象，蚀变类型以中低温蚀变为主，目前发现的矿体矿物组合为一套中低温矿物组合，矿石构造多为脉状、网脉状、浸染状构造，由此推测白音查干铅锌银多金属矿属于中低温热液成因矿床。

(2)白音查干矿区根据Pb、Zn、Ag异常，已经发现了较好的Pb、Zn、Ag矿体，说明岩屑地球化学测量对寻找Pb、Zn、Ag多金属矿具有较好的指示作用。根据目前发现的矿体中闪锌矿化学成分标型特征以及由浅部向深部Fe含量变化规律、锡石和磁黄铁矿晶体形态标型特征以及只在深部矿体中出现，结合W、Mo、Sn元素异常特征，以及Pb、Zn、Ag、W、Sn、Mo元素组合特征分析，推测矿区深部很可能存在W、Mo、Sn的高温矿体，是进一步找矿的方向。

注 释

① 韩方法，于勤德.2012.内蒙古自治区西乌珠穆沁旗白音查干矿区铅锌银矿勘探报告[R].威海：山东省地质局第六地质队.