內蒙古得爾布干成礦帶鉛鋅銀礦床穩定同位素地球化學與礦床成因研究

李興

（新疆維吾爾自治區有色地質勘查局地質礦產勘查研究院 烏魯木齊 830000）

得爾布干多金屬成礦帶位于大興安嶺中北段，發育有甲烏拉-查干布拉根、額仁陶勒蓋和得耳布爾等多個大中型鉛鋅礦床。前人在礦床地質特征、成礦時代和礦床成因等方面進行詳細研究，然而對成礦物質來源等的研究仍較為薄弱，給該類型礦床的深入認識帶來較大不便。鑒于該成礦帶較高的理論研究意義，有必要對典型礦床的地球化學特征進行系統剖析。本文在總結前人成果的基礎上，通過對典型礦床的穩定同位素地球化學特征進行分析，探討成礦物質來源及礦床成因類型，以期為該成礦帶及周邊地區尋找相似礦床提供一些科學依據。

1 區域地質背景

得爾布干多金屬成礦帶處于蒙古-鄂霍茨克縫合線與得爾布干深大斷裂之間的額爾古納地塊，大地構造上位于西伯利亞板塊與華北板塊之間的古亞洲巨型造山帶東段（圖1）。受西北部鄂霍茨克洋閉合和東部古太平洋板塊俯沖的聯合影響，區域內構造-巖漿活動強烈。由于西伯利亞板塊與華北板塊以及二者之間的眾多微地體彼此之間發生多次碰撞和拼接增生作用，大興安嶺北部地區的地殼遭到高度破碎，導致其具有較高滲透性。在兩大板塊完成拼接之后，區域上又經歷了較大規模的剪切作用，使得銜接并不穩固的縫合帶再次發生活化，形成了一系列并與古斷裂相互貫通的深斷裂，從而為區域上后期大范圍的火山-侵入活動和成礦作用提供了十分有利的就位空間和成礦條件。

圖1 得爾布干成礦帶大地構造位置圖（據文獻[3]修改）

2 成礦地質特征

區域出露地層較為簡單，除廣泛分布的第四系殘坡積和沖洪積物外，主要出露侏羅統陸相火山巖-次火山巖地層。成礦帶內現已發現的鉛鋅銀礦床，礦體大多賦存于該套火山巖-次火山巖地層中。區域內的侵入巖可分為前中生代侵入巖和中生代侵入巖，主要分布于侏羅系中-上統火山巖及較早一些的地層中。成礦帶內銀鉛鋅礦床的形成都與燕山晚期的淺成-超淺成侵入巖關系密切。

區域內的構造形跡主要為斷裂構造，褶皺構造不明顯。區域北東向得爾布干斷裂及其一系列次級北西、北東向斷裂構造，彼此之間相互交叉構成“近等間距”網格構造，區域范圍內發現的金屬礦床基本都位于網格狀構造的結點位置。次級斷裂方向多為北西-北北西向，少數為北東向。其中北西-北北西向斷裂構造是區域礦床的主要控礦和容礦構造。以比利亞谷鉛鋅銀礦床為例，礦體受北西向張-剪性斷裂構造控制，總體呈向北西向雁列式展布，走向295°～305°，傾角 65°～!70°，在1號勘查線以西傾向SW，以東則傾向NE。

礦石類型以鉛鋅銀礦石為主，部分礦床的深部和邊部存在少量鉛鋅銅礦石。礦石構造主要為浸染狀構造、團塊狀構造和細脈-網脈狀構造，交代殘余結構、自形-半自形粒狀結構和它形粒狀結構。礦床的圍巖蝕變較為普遍，主要類型包括硅化、綠泥石化、絹云母化、高嶺石化和碳酸鹽化等。其中，硅化、綠泥石化及絹云母化與成礦作用關系最為緊密。

3 穩定同位素地球化學

3.1 鉛同位素

從前人研究分析結果來看，區域鉛鋅銀礦床礦石Pb的同位素組成206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb分 別 為 18.130～18.443、15.499～15.621、38.078～38.389，分布范圍均較為集中，變化不大，均顯示正常Pb的特征。計算得出礦石的μ值為9.28～9.50，一般認為，μ＞9.58的Pb來源于上部地殼[8]，研究區礦石的μ值介于9.0～9.58之間。在鉛構造模式圖上，主要落于造山帶鉛增長線和地幔的演化曲線之間（圖2），推斷研究區鉛鋅礦床中Pb同位素來源于地殼深部或上地幔，但受到上地殼Pb的混染。

3.2 硫同位素

前人分析結果顯示：二道河子、得耳布爾、東珺、甲烏拉和額仁陶勒蓋的δ34S值變化范圍分別為：0.3‰～3.6‰、1.6‰～5.4‰、4.48‰～6.97‰、1.2‰～8.4‰和-3.96‰～+4.45‰。各礦床硫化物的硫同位素組成較為相近，δ34SCDT值均為正值且接近于0，波動范圍較小，說明礦石硫來源比較單一，具有深源硫或隕石硫的特征，推斷硫主要來源于地幔，與巖漿侵入活動關系密切。

圖2 區域典型礦床鉛同位素構造模式圖解

圖3 區域典型礦床δ18Owater-δD體系圖

3.3 碳、氫、氧同位素特征

東珺和甲烏拉鉛鋅銀礦床的δ13CPDB值為-8.4‰～-1.2‰，與地幔部分熔融形成的巖漿δ13C值(-5‰±2‰)及上地幔來源的巖漿中CO2的δ13C平均值(-5‰)十分接近，推斷成礦流體中的C主要來源于巖漿。δD值為-166‰～-103‰，比較集中；δ18O值為-7.2‰～+12.5‰，變化較大。對應成礦流體的δ18Owater值為-18.96‰～+1.08‰，小于原生水和巖漿水，但明顯高于大氣降水的平均值，在δ18O-δD體系圖解中（圖3），大多數落入大氣降水和巖漿水之間的區域。推斷成礦流體具有深源巖漿水和大氣降水的混合水特點，只是各個礦床的混合比例有所差異。

4 討論

4.1 成礦物質來源

穩定同位素分析結果表明：S、C同位素指示成礦物質來源于深部巖漿活動；H、O同位素組成表明成礦流體主要落入大氣降水和巖漿水之間的區域，具有深源巖漿水和大氣降水的混合水特點。成礦流體早期以深源巖漿水為主，晚期主要為巖漿流體與大氣降水組成的混合流體；Pb同位素組成指示Pb同位素來源于地殼深部或上地幔，但受到一定程度上地殼Pb的混染。

結合區域巖漿活動規律及成礦時代，認為成礦流體主要來源于深部的巖漿活動，與燕山晚期的巖漿侵入活動關系密切。在成礦流體的演化過程中，大氣降水的加入對成礦元素的聚集和沉淀也起到十分重要的作用。

4.2 礦床成因

區域鉛鋅銀礦床的形成與燕山期構造-巖漿活動關系密切。隨著巖漿作用的進行，成礦物質大量聚集于晚期巖漿中。在早白堊世早期由于火山活動減弱，次火山巖及脈巖形成并隱伏于礦區，并于巖漿期后分異出大量含礦熱液。一部分含礦熱液在深部形成斑巖型鉛鋅銅礦體，另一部分含礦熱液沿火山機構上升至地殼淺部。由于大氣降水的加入，流體的溫度、壓力和pH等條件改變，加之受到上覆沉凝灰巖的阻擋，大量成礦物質沉淀于NW向斷裂構造破碎帶中，形成脈狀-網脈狀鉛鋅礦體。成因類型為與淺成-超淺成巖體有關的熱液脈型鉛鋅銀礦床。

5 結論

(1)區域鉛鋅銀礦床的穩定同位素組成表明：成礦流體主要來源于深部的巖漿活動，大氣降水的加入對此類礦床成礦元素的聚集和沉淀起到有利作用。

(2)礦床的形成與燕山晚期的巖漿侵入活動關系密切。成因類型為與淺成-超淺成巖體有關的熱液脈型鉛鋅礦床。

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