河北省豐寧縣牛圈銀金礦床地質特征研究及成因淺析

王京

【摘 要】華北地臺北緣內蒙地軸內分布有太古界紅旗營子群變質巖系、中生界侏羅系陸相火山沉積巖，區內構造復雜，巖漿活動頻繁，特別是燕山期巖漿活動強烈，為成礦提供了良好的地質條件。本次工作以位于華北地臺北緣內蒙地軸東段豐寧臺凸與沽源臺凹交界附近的河北省豐寧縣牛圈銀金礦床為研究對象，通過野外踏勘和室內地球化學測試分析，進一步研究礦床地質特征，并結合稀土元素及同位素測試數據，分析成礦物質來源、成礦時代等問題，初步探討礦床的成因類型。

【關鍵詞】河北省；牛圈礦床；隱爆角礫巖；地質特征；成因分析

1 區域地質

牛圈礦床地理位置處于河北省承德市豐寧縣四岔口鄉，大地構造位置處于華北地臺北緣的上黃旗—烏龍溝構造巖漿巖帶上。該區北東-北北東向火山機構發育，為多金屬礦成礦有利部位。區域地層有古元古界紅旗營子群變質巖和上侏羅統火山巖，但其分布都較少。而中酸性巖體分布廣泛，多呈巖基狀、巖株狀、巖脈狀侵位于前寒武系變質巖地層中，主要為海西期粗粒花崗巖、燕山期細粒花崗巖以及隱爆角礫巖墻。海西期粗粒鉀長花崗巖及燕山期細粒鉀長花崗巖成因上屬于殼源重熔巖漿型花崗巖[1]。在牛圈銀（金）礦區內分布的硅質角礫巖為礦體的直接容礦圍巖。

2 礦區地質特征

礦區內斷裂構造、環形構造發育，構成網狀交織的構造格局。主要有NNE-NE向、NW向、近SN向三組斷裂，礦化主要和NNE向斷裂有關。牛圈銀（金）礦床成礦主要受牛圈—老虎壩斷裂（F1）斷裂控制。F1斷裂與上黃旗—烏龍溝剪切帶平行產出，長約8公里，主要由角礫巖、糜棱巖和斷層泥等構成。該斷裂嚴格控制著銀礦體的規模、產狀和形態。

3 礦床地質特征

3.1 礦體地質特征

牛圈銀（金）礦體賦存于隱爆角礫巖中，兩者呈漸變關系，產出特征與隱爆角礫巖一致（圖1）。礦帶呈北北東向展布，長度約500米，寬度為10～34米。該礦帶自北向南可劃分為三個礦段，在地表三個礦段存在有一定的間距，但在地下深度約為200米處它們相互貫通連為一體。

礦體在空間上為北部厚、南部薄，上部厚、下部薄，礦體厚度較大處其品位也相應較高，厚度較小處其品位相應較低，且礦體在空間上的變化規律與隱爆角礫巖空間變化規律極為相似，暗示礦體賦存于角礫巖侵入前峰。

3.2 礦石特征

礦石礦物主要為黃鐵礦，其次有方鉛礦、閃鋅礦等。黃鐵礦有早、中、晚三期，早期黃鐵礦含量少且粒徑小，多呈浸染狀；中期其含量相對增多，粒徑也有所增大，多呈立方體、八面體等晶型；晚期黃鐵礦呈微粒狀。

3.3 圍巖蝕變

礦床圍巖蝕變發育，其中上盤蝕變較強，下盤蝕變較弱。蝕變總寬度300余米，礦床圍巖蝕變由內向外可分為硅化帶、絹云母化帶、綠泥石—碳酸鹽化帶、鉀化帶4個帶。蝕變以硅化最強且與銀、金成礦的關系最為密切；絹云母化帶、綠泥石—碳酸鹽化帶和鉀化帶，在礦體兩側呈不對稱產出，上盤蝕變發育，但厚度變化較大，局部有缺失的現象。

4 礦床成因

對于牛圈銀（金）礦床的成因類型的分析和認識，目前存在多種觀點。一種觀點認為礦床成礦作用與巖漿隱爆活動有關，是次火山隱爆型淺成低溫熱液礦床[2]，該觀點目前為大學數學者所接受。此外，劉鳳山等人認為成礦與熱泉隱爆活動有關，是熱泉型淺成低溫熱液礦床；許曉峰等人則認為牛圈礦床是與巖漿隱爆活動無關的淺成低溫熱液型礦床。

4.1 成礦時代厘定

本次研究未進行樣品同位素年齡測試，收集了多位學者對該礦區所做的同位素年齡測試結果。根據聶鳳軍等人對礦區樣品進行的40Ar/39Ar年齡測試結果，推斷礦區主要成礦期為（216.7±6.1）Ma，是印支期多階段富堿質成礦流體活動的產物[3]，富堿質巖漿侵入活動礦體的形成提供了物源和熱源。

4.2 成礦物質來源分析

（1）稀土元素示蹤

礦區范圍內花崗巖和礦石的稀土元素配分模式相近，LREE分餾較強，HREE分餾較弱，且具有Eu負異常。表明礦石的物質來源與花崗巖之間存在成因聯系。特別是礦石與礦區粗粒花崗巖的稀土元素分配模式十分相似，反映二者具有同源性，預示著礦石與花崗巖之間存在密切的成因聯系，即成礦物質來源于花崗巖。

（2）同位素示蹤

按照葉東虎等學者對礦區樣品進行的鉛、硫同位素測試結果，并根據礦區地質背景分析，礦區銀、金等成礦元素來自于表殼巖重熔生成的花崗巖，硫主要來自幔源花崗巖類。

（3）特征礦物

任耀武等學者在營房鉛鋅銀礦床中發現玉龍礦等三種金屬互化物，該礦物在成因上屬下地殼—上地幔產物。任耀武等人對營房三種金屬互化物礦物成礦過程分析，認為亦應屬深源產物[4]。從一個側面也為營房鉛鋅銀礦床的成礦機制提供了一個佐證，即該礦床曾經歷了深層次的成礦作用過程，成礦物質來源于深部。

4.3 礦床成因

印支期，上黃旗—烏龍溝深斷裂帶地殼下部發生巖漿重熔作用，巖漿向上運移，巖漿中的揮發性組分選擇性熔融表殼巖中的金、銀等金屬元素，形成成礦流體，并向低溫低壓區運移，在適當的溫壓條件下沉淀，形成銀、金等元素的高背景區。

燕山期，巖漿活動進一步加劇，來自上地幔的巖漿沿上黃旗—烏龍溝深斷裂上升，在構造有利部位形成老虎溝花崗巖體。在牛圈礦區附近，富含成礦元素的花崗巖體未沖破上覆的干溝門花崗巖體，當內壓大于外壓時，發生隱爆作用，形成硅質角礫巖，促使成礦物質沉淀，形成礦體。

【參考文獻】

[1]李曉勇.燕山地區中生代火山作用成因及其對深部過程的制約[R].中國科學院博士論文. 2003，56-60.

[2]王艷輝.河北省牛圈銀（金）礦床成因初探[J].地質調查與研究，2010（01）：35-41.

[3]聶鳳軍， 張萬益，江思宏，等.論河北豐寧牛圈銀（金）礦床的成礦時限問題[J].地學前緣，2007（05）：167-176.

[4]任耀武，曹倩雯.河北豐寧營房鉛鋅銀礦床銀的賦存狀態及富集規律[J].華北地質礦產雜志，1995.01.