內蒙古扎魯特旗毛西嘎達坂鉛鋅多金屬礦地化特征

韓芳　張志軍　于建華

摘要：毛西嘎達坂礦區位于銅多金屬成礦帶，成礦地質條件優越，地層主要出露二疊系大石寨組火山碎屑巖及陸源沉積碎屑巖，礦區巖石有輕度區域變質，主要為綠泥石化、陽起石化等。礦區主要發育四組斷裂構造。本礦床成礦物質來源于巖漿活動，成礦物質的來源與閃長巖及次安山巖可能具有密切關系，成礦熱液既有巖漿水又有大氣降水的參與。礦床成因中低溫熱液充填交代型多金屬礦床。

關鍵詞：內蒙古扎魯特旗；毛西嘎達坂鉛鋅礦；地化特征

前言

毛西嘎達坂礦區位于黃崗梁——烏蘭浩特錫多金屬主成礦帶上的敖林達——烏蘭哈達北東向銅多金屬礦化集中區，區內成礦地質條件優越。自上世紀80年代初進入本區工作，相繼投入了地質、物化探、遙感、鉆探等多種勘查工作。通過開展流體包裹體測定和同位素、稀土元素地球化學測定分析等，探討了含礦流體的來源及控礦因素。

1.區域地質

1.1大地構造背景

研究區（圖1）地處大興安嶺成礦省黃崗——甘珠爾廟多金屬成礦帶的北東端，該成礦帶位于華北板塊與愛力格廟——錫林浩特中間地塊的縫合部位。該區經歷了兩次規模較大的構造運動。晚古生代，中朝板塊與西伯利亞板塊相向運動；中生代，太平洋板塊開始消減，向環太平洋區域的陸塊俯沖，形成了一系列的北東-北北東向的斷裂隆起帶和凹陷帶，形成大興安嶺巖漿-火山活動帶。

1.2地層

該區地層較簡單，由老至新有二疊系下統、侏羅系上統、第三系上更新統及第四系。其中二疊系地層是研究區內主體地層之一，是最重要的賦礦地層。二疊系下統，巖性主要為灰綠——灰色蝕變安山巖、火山角礫巖、安山質凝灰巖、凝灰質砂巖等。侏羅系陸相碎屑巖，中酸性火山碎屑巖等地層廣泛出露于中生代斷陷盆地中。

1.3構造

研究區位于北東向大興安嶺主脊深斷裂、嫩江——八里罕深斷裂與北西向呼虎爾河斷裂、霍林河斷裂所圍限的一個菱形塊體內。區內多金屬礦床（點）沿北東向主干斷裂與北北東、北西或東西向次級斷裂的交匯部位分布，表現出北北東成帶、東西成行的特點，其中北東向烏布混都河斷裂和東西向毛伊勒吐——牛亡牛海斷裂為區內主要斷裂，與其派生的北東，北北東，北西向次級斷裂形成了本區基本構造格局。

1.4巖漿巖

本區巖漿活動比較強烈，火山活動與侵入活動均很發育，經歷華力西晚期、印支期、燕山早期，以燕山早期最為強烈，巖性自中基性-酸性齊全，且以酸性為主。

1.5地球化學特征

研究區為Pb、Zn、Cu金屬量異常和金重砂異常套疊區，Ag、Ph、Zn、Cu異常帶呈北東向展布在黃合吐——罕烏拉火山基底隆起上。據1/5萬化探分散流顯示該區為甲1-Sn、Cu、Ph、Zn、Ag、Mo異常，規模大，形態規整，異常軸走向北西及北東向，與構造方向一致。異常強度較高，元素重合性較好，梯度變化較均勻，濃集中心明顯，具水平分帶現象，其特點為Sn>Pb>Cu>Zn>Ag。認為本區具備形成Ag、Pb、Zn、Cu多金屬礦床的區域地球化學條件和豐富的物源基礎。

2.礦區地質特征

礦區主要出露二疊系大石寨組火山碎屑巖，陸源沉積碎屑巖，巖性主要為變質細砂巖、變質粉砂巖、粉砂質板巖。巖性主要為英安質晶屑凝灰巖、英安質粗凝灰巖。巖石善遍具綠泥石化、陽起石化等蝕變。

礦區構造復雜，特別是斷裂構造復雜，斷裂構造控制了區內脈巖和礦（化）體的產出。主要發育著四組斷裂構造，即NW、NWW、近EW及NE等；以NW向為主，在NW向、近EW向斷裂受NW向、近EW向斷裂控制的次級NWW向、NEE向斷裂中均有礦（化）體分布（圖2）。

礦區巖漿活動相對較強。主要有華力西期火山巖漿活動，形成了大面積的中酸性、中性火山噴出巖，構成了大石寨組上段地層；華力西晚期中基性侵入巖較為發育，閃長巖出露范圍很小，僅約1km²；呈巖枝、巖株狀；燕山早期形成以酸性為主的流紋質凝灰巖，礦區北西角有少量出露；礦區南部的燕山期花崗巖體為本區燕山期成礦提供熱源和成礦物質。

毛西嘎達坂礦區蝕變次安山巖，被F1、F2、F3、F4、F11、F12等環狀斷裂所圍限，形態呈橢圓形，面積約5.8平方公里。該巖石中冷凝收縮裂隙多被含方鉛礦、閃鋅礦的綠簾石細脈充填交代，圍巖為大石寨組下段。

礦化以銀鉛鋅及銅為主。主要呈星點狀、面狀、細脈狀、網脈狀等分布。礦區圍巖蝕變主要有四期。

海西期巖漿活動使次安山巖發生弱硅化及綠泥石化，沿冷凝裂隙充填有綠泥石、綠簾石細脈。燕山早期早階段的熱液活動使二疊系巖石發生強硅化，形成石英脈，顏色為乳白色，含少量黃鐵礦。燕山早期晚階段的熱液蝕變與成礦有關，主要為硅化、絹云母化、綠泥石化等，其中硅化、綠泥石化與礦化關系最為密切。形成金屬礦物主要有黃鐵礦、白鐵礦、毒砂、方鉛礦、閃鋅礦以及黃銅礦等。燕山晚期的熱液活動為成礦后的碳酸鹽化，形成的方解石細脈、網脈一般產狀陡，近直立，它穿插破壞礦體，方解石細脈、網脈寬一般0.1cm～0.3cm，部分1cm～2cm，方解石細脈中一般不含金屬礦物。

3.礦床成礦機理

3.1成礦物質來源

3.1.1稀土元素分析

本次研究共采集地表不同巖性巖石及礦體樣品共18件，其中包括閃長巖、花崗閃長巖、流紋斑巖、花崗巖、粉砂巖、蝕變次安山巖、英安質凝灰巖以及礦體、礦化體。相關參數及分析結果見表1。

蝕變次安山巖、閃長巖、花崗閃長巖的稀土總量都偏低，δEu及δCe無明顯虧損。花崗閃長巖比閃長巖稀土總量低，輕重稀土比值增大，表明前者是后者同源分異演化而來。蝕變次安山巖、閃長巖、花崗閃長巖呈現相似的配分模式，表明三者具有相近的物質來源。這與內蒙古東南部區域華力西期花崗巖及二疊系安山巖的稀土元素特征也是一致的。

流紋斑巖與花崗巖有相似的稀土配分模式，只不過流紋斑巖稀土總量低于花崗巖，Eu虧損弱于花崗巖。表明兩者是同源分異產物。以上特征與區域上燕山期花崗巖類稀土總量高，Eu負異常明顯的特征是相吻合的。

毛西嘎達坂蝕變次安山巖礦體稀土總量較低，平均值10×10^-6，LREE/HREE為2.5，（La/Yb）N為1.4，δEu為0.75，配分模式呈一平直的曲線，Eu為弱負異常。烏爾塔烏拉礦區礦體稀土總量為46.17×10^-6，LREE/HREE為7.22，（La/Yb）_N為5.81，δEu為0.54，配分模式屬輕稀土富集的右傾配分特點，Eu為虧損異常。

毛西嘎達坂蝕變次安山巖礦體中稀土元素的組成和配分模式與閃長巖、花崗閃長巖及次安山巖相似，均表現為平直曲線，Eu稍虧損，說明成礦物質的來源與閃長巖及次安山巖可能具有密切關系，認為次安山巖體內成礦與華力西晚期閃長巖侵入有關，巖漿熱液帶來熱源和部分成礦物質，在有利地段富集成礦；至燕山晚期，受燕山期巖漿熱液活動的作用再次富集成礦。而烏爾塔烏拉礦區受華力西晚期熱液活動影響較小，主要受燕山期巖漿熱液活動的作用，造成其稀土配分模式與燕山期花崗巖一致。

3.1.2硫同位素分析

5件樣品，其中3件為閃鋅礦，2件為方鉛礦。硫同位素δS³⁴（‰）分析分別結果為1.1、3.1、-1.6、2.3、-2.1。硫同位素在自然界及該礦床中的分布見圖3。

結果顯示：方鉛礦和閃鋅礦的硫同位素值，分布范圍介于-2.3‰～3.1‰之間，均值為-0.4‰，數值分布緊緊圍繞0值附近分布。該區δ³⁴S值完全落人火成巖的δ³⁴S值0‰±5‰的范圍內。可認為該礦床成礦流體中硫的種類來源于巖漿。該區閃鋅礦和方鉛礦是接近同位素平衡的，成礦流體的硫以還原形式的硫占優勢。該礦區δ³⁴S分布特征與黃崗——甘珠爾廟——烏蘭浩特成礦帶上大部分礦床δ³⁴S分布特征相似，認為該礦床具中溫熱液礦床特征。

3.2成礦流體來源分析

氫、氧同位素樣品主要采自礦石礦物黃鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦及方鉛礦及脈石礦物硅化蝕變巖（硅化蝕變巖與礦化同期形成）中，集樣品共6件。測試結果為δ¹⁸O_H2O為-3.3～7.5之間，說明在成礦過程中既有巖漿水又有大氣降水的參與。石英中包裹體水的dD為141～-131之間，在δD-δ¹⁸O圖解上落在巖漿水左下方，顯示成礦水溶液中有明顯天水的混入，這與礦體形成深度較小，并沿張性裂隙充填交代形成有關。

3.3流體包裹體特征

3.3.1流體包裹體的類型

該礦床包裹體主要由氣液兩相包裹體、含液相CO₂三相型包裹體、含子礦物的多相型包裹體三種，而且以氣液包裹體最發育。從包裹體的發育程度看，流體包裹體在烏爾塔烏拉以及鉆孔較低標高處比較發育。

3.3.2成礦溫度

礦區流體包裹體多屬于氣液包裹體，其氣相充填度通常在10%～20%之間，氣體包裹體的發育說明成礦過程中熱液發生沸騰，因而更有利于成礦。

a.礦區流體包裹體均一溫度介于180℃～380℃之間，多數介于260℃～360℃之間。此種溫度與內蒙古大興安嶺中段熱液型鉛鋅礦床以及大井熱液型銅錫多金屬礦床成礦溫度相當；認為該礦區的熱液活動具有中低溫熱液的特點。

b.礦區220線鉆孔中包裹體溫度高于260線鉆孔中包裹體；260線鉆孔中包裹體溫度高于12線和8線鉆孔中包裹體。可顯示從南東向北西方向成礦溫度依次遞減；認為成礦流體的運移方向可能為南東向北西運移，北西向構造為其導礦構造。

c.礦區包裹體鹽度介于2.74%～11.93%，鹽度較低；認為在成礦過程中有天然水的加入，降低了成礦熱液的鹽度。

4.結論

礦區在二疊紀時期，伴隨著華力西構造運動，巖漿活動大量出現，在工作區一帶形成了次安山巖、在烏爾塔烏拉形成英安巖質凝灰巖等。當次安山巖冷凝到一定程度，出現收縮現象，產生一系列大小不同、形態各異的裂隙構造。巖漿期后熱液沿裂隙充填，溫度降至200℃～300℃時礦石礦物析出，形成海西期毛西嘎達坂鉛鋅礦；侏羅紀時期，開始發生大規模的燕山運動，形成大范圍的花崗巖體，來源于深部巖漿分異產生的流體攜帶大量成礦物質沿著北西向張扭性斷裂不斷向上運移，運移過程中不斷萃取圍巖以后用組分，隨天水的加入，流體溫度降低，在更次級北西西向和北東東向斷裂內成礦。

稀土元素和硫同位素資料顯示，礦床的硫來源于深部巖漿，主要與燕山期花崗巖有關；包裹體測溫資料顯示，礦床的成礦溫度在200℃±；氫氧同位素資料顯示，成礦熱液既有巖漿水又有大氣降水的參與。

本礦床成礦物質主要來源于巖漿，部分來自地層；其礦床成因為中低溫熱液充填交代型多金屬礦床。