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内蒙古拜仁达坝铅-锌-银矿床:元素分带及其成因

2012-09-06刘翼飞聂凤军江思宏梁清玲

关键词:块段金属矿床矿化

刘翼飞,聂凤军,江思宏,刘 妍,梁清玲

中国地质科学院矿产资源研究所,北京 100037

内蒙古拜仁达坝铅-锌-银矿床:元素分带及其成因

刘翼飞,聂凤军,江思宏,刘 妍,梁清玲

中国地质科学院矿产资源研究所,北京 100037

内蒙中东部拜仁达坝矿床是一个以石炭纪石英闪长岩及锡林浩特杂岩为赋矿围岩的断裂充填型热液脉状铅-锌-银多金属矿床。矿床分东西两个矿段,拜东矿区1号矿体及拜西矿区3号矿体是矿床的主要矿体。矿体沿着走向方向具有明显的矿化分带特征,锌-铜矿石、锌矿石及铅-锌-银矿石依次从矿化中心向外侧产出。代表性矿体拜东矿区1号矿体的块段金属量、平均品位及元素比值由西向东沿着走向方向显示出明显而系统的变化规律。锌的块段金属量由西向东逐渐减少,铅和银的矿段金属量则先增加后下降;锌的块段平均品位由西向东逐渐降低,铅和银的块段平均品位则先上升随后下降;Ag/Pb值先上升随后下降,Ag/Zn和Pb/Zn值则逐渐上升。这种矿化的分带性可能是成矿热液在中偏高温向低温演化的过程中,沿着矿体的走向方向从矿化中心向外侧运移,在矿体不同位置有选择地将成矿物质卸载的结果。而成矿热液在断裂系统内与不同比例大气水的混合则可能是成矿系统内温度梯度形成的重要原因。矿床中不同位置的矿物组合记录了成矿热液中硫逸度由高向低,pH值由低向高的演化过程。拜仁达坝矿床与邻近的维拉斯托矿床组成了一个由温度场控制的具有明显矿化分带现象的低硫化热液脉状多金属成矿系统。

脉状矿床;元素分带;矿床成因;拜仁达坝;内蒙古中东部;金属矿床

0 前言

矿化分带一直是矿床学家描述矿床的一项基本内容,也是理解和解剖矿床的一把重要钥匙。目前,已有不少类型矿床的矿化分带特征得到了较为深入的研究,如斑岩型铜钼金矿床[1-3],矽卡岩型矿床[4-7]等。这些类型矿床的矿化分带现象不仅精细地反映了矿床的矿化结构,为找矿勘查模型的建立提供了重要依据,同时也指示了成矿流体的迁移轨迹和演化路径,揭示了成矿热液中成矿元素的堆积过程及沉淀机制,极大地提高了人们对于矿床形成过程的理解。而近些年来,脉状多金属矿床的矿化分带特征也逐渐受到矿床界的重视,如科迪勒拉山系发育的脉状矿床(科迪勒拉型脉状多金属矿床)[8-9],这类矿床常常表现出明显的矿化分带现象,矿床内部主要为含铜矿石,而外侧则为铅-锌矿石。其中典型代表有:秘鲁的柯丘吉卡(Colquijirca)铜-铅-锌矿床[10]、塞罗德帕斯科(Cerro de Pasco)铅-锌-银-铜-铋矿床[11]、胡尔卡尼(Julcani)铜-铅-银-钨-铋矿床[12-13]、圣克里斯托瓦尔(San Cristobal)铅-锌-铜-钨矿床[14]、美国西部的与斑岩矿化有关的巴特(Butte)铜-铅-锌-银矿床[15-16]及梅恩廷提科(Main Tintic)铅-锌-铜-银矿床[17]等。

我国的大兴安岭中南段地区也发育有大量的脉状多金属矿床,其成矿元素组合主要为铅-锌-(银)-(铜)-(钨)-(锡)等,典型的矿床如孟恩陶勒盖铅-锌-银多金属矿床[18]、大井锡-铜-铅-锌-银多金属矿床[18-19]、阿尔哈达铅-锌-银多金属矿床[20]、花敖包特铅-锌-银多金属矿床[21]、道伦达坝铜-钨-锡-银多金属矿床[22]、维拉斯托锌-铜-银-钨多金属矿床[23-24]、拜仁达坝铅-锌-银多金属矿床[23-25]等。这些脉状多金属矿床具有重要的共同特征:1)金属矿物组合主要为黄铁矿+磁黄铁矿+毒砂+(高铁)闪锌矿+方铅矿±黄铜矿±黑钨矿±(含银)(砷)黝铜矿±银的硫化物±硫盐等,脉石矿物主要为石英+碳酸盐+绿泥石±绢云母±萤石等;2)富含硫化物,块状硫化物矿石含量较高;3)矿体常常以脉状、大脉状充填于中酸性侵入体、中酸性火山岩系、变质杂岩体或沉积岩内断裂系统中;4)矿区岩浆侵入活动较为发育,矿床的形成可能与区域内的岩浆活动具有较为紧密的时空联系,但矿床的成因与具体岩浆作用之间的确切联系较难建立;5)部分矿床具有明显的矿化分带现象,同一矿体内部沿其走向方向上往往从锌-(铜)矿石逐步过渡到锌-(铅)矿石、铅-锌(银)矿石及铅-银-(锌)矿石。这种矿化特点与科迪勒拉山系发育的科迪勒拉型脉状多金属矿床具有较多的相似性,而具有明显的矿化分带特征则是其中较为显著的一点,但对于大兴安岭中南段地区的这些矿床的矿化分带特征的研究却还相对较为薄弱。

拜仁达坝铅-锌-银多金属矿床位于内蒙古赤峰市克什克腾旗北部,地理坐标为东经117°30′56″-117°34′15″,北纬44°05′54″-44°07′32″,是进入21世纪以来该地区新发现的一处重要铅锌银多金属矿床[26-27],也是该地区的一个典型脉状多金属矿床。其中:银金属量超过4 000t,锌金属量超过100万t,铅金属量为40余万t[28-29]。

前人已对该矿床开展了大量的研究[23-24,26-27,30-34],但对于该矿床成矿元素分带特征的报道尚未见到。笔者通过该矿床矿化分带的研究,描述拜仁达坝铅-锌-银多金属矿床成矿元素在矿床中的分布状况和规律,并从这个角度探讨成矿流体运移的控制因素、成矿元素的沉淀机制及矿床的形成过程。

1 区域地质概况

拜仁达坝矿区位于大兴安岭中南段铅-锌-银-铜多金属成矿带[18],锡林浩特微陆块的东端,构造上处于西伯利亚板块和华北板块相互俯冲碰撞拼接部位——索伦山缝合带的北侧,古生代属西伯利亚板块南缘俯冲增生带,是中蒙边境巨型成矿带的组成部分。该区自古生代末期至中生代期间,发生了明显的碰撞造山过程、碰撞后伸展作用过程及其间的构造大转换阶段。在该构造演化格局的影响之下,区域内地层、断裂及侵入岩发育,主要呈北东向展布,同时也伴随着3次较为重要的成矿事件[35-36]。因此,该区古生界和中生界分布广泛,海西期、印支期和燕山期岩浆岩发育,各种构造形迹复杂,矿床(点)分布广泛[18,37]。

区域内变质岩系和地层主要有锡林浩特杂岩,上石炭统海相碎屑岩和碳酸盐岩,下二叠统海陆交互相碎屑岩、火山岩及火山碎屑岩,上二叠统陆相碎屑岩和侏罗系陆相碎屑岩及火山岩。侵入岩主要为海西期石英闪长岩,燕山期花岗质侵入岩(图1)。

2 矿床基本地质特征

拜仁达坝矿床主要产出于锡林浩特杂岩及石炭纪石英闪长岩内[38],分为拜东和拜西2个矿区。其中:拜东矿区主要为铅-锌-银矿化;拜西矿区主要为锌矿化,含铅和银较少,伴生少量的铜。

矿床内有工业矿体68条,拜东1号矿体和拜西3号矿体是矿床的主要矿体。矿体明显受到断裂形态的控制,以近东西向产出于压扭性断裂中,主要呈大脉状、似脉状、透镜状,并表现出波状起伏的特点,与围岩之间具有截然的关系(图2)。矿床中部断裂较为发育,是矿体就位的有利部位,因此矿体数量较多,也较为厚大,而向矿床的东西两侧矿体则逐渐变薄,产出的矿体数量也逐渐减少。总体上,矿体延长在数十米至2 000m,延深在数十米至1 000余m,厚度一般为0.5m至10余m,倾向北,倾角8°~50°,一般为26°~35°(图3)。

图1 拜仁达坝矿床区域地质简图Fig.1 Regional sketch geological map of the Bairendaba Pb-Zn-Ag polymetallic deposit

图2 拜仁达坝矿床地质图(据文献[28-29]修改)Fig.2 Simplified geological map of Bairendaba Pb-Zn-Ag polymetallic deposit(modified from references[28-29])

图3 拜仁达坝矿床拜东矿区0号勘探线剖面图(据文献[28]修改)Fig.3 Geological section along No.0exploration line of Bairendaba deposit(modified from references[28])

由于热液活动影响,矿床近矿围岩蚀变比较明显,热液蚀变特征见图4,主要有强硅化(图4B、C、 D),常见绿泥石化、黏土化及萤石化(图4E)等,偶见绢云母化。矿体的蚀变带一般宽2~4m,远离矿体稍远蚀变则明显减弱,主要为绿泥石化、绢云母化和泥化等。

图4 拜仁达坝矿床矿石手标本照片Fig.4 Representative hand specimens of polymetallic Pb-Zn-Ag ores from Bairendaba deposit

拜仁达坝铅锌银多金属矿床中的原生硫化物见图5,主要为磁黄铁矿、铁闪锌矿、黄铁矿、方铅矿、黄铜矿、毒砂及银黝铜矿,并有少量的硫锑铅矿、黄锡矿、车轮矿及银的硫化物和自然银等矿物。脉石矿物有长石、石英、萤石、碳酸盐矿物、绢云母、白云母、黄玉等。原生硫化矿石构造特征见图4,常见块状构造(图4B、D、F)、条带状构造、团块状构造(图4C)、脉状构造(图4A)、角砾状构造(图4E)及塑性变形构造(图4H)等。矿石结构见图5,主要为自形-半自形-他形粒状结构、交代结构(图5C、E、F、G、H)、出溶结构(图5B)、碎裂结构(图5B)及胶状结构等。根据矿床内不同位置的样品手标本及镜下的穿插、交代关系,将矿物的生成顺序划分为3个主要阶段:早成矿阶段,生成的矿物主要为黄铁矿、毒砂、石英;主成矿阶段,生成的矿物主要为磁黄铁矿、铁闪锌矿、黄铜矿、方铅矿、银的硫化物、硫盐、石英及萤石等;后成矿阶段,生成的矿物主要为石英,部分地段含有较高的萤石(图4E)及少量的碳酸盐、沸石。主成矿阶段的磁黄铁矿、铁闪锌矿含量较高,二者最高可达矿石体积分数的80%以上(图4B、D、F、G、H),分布于各个矿体;方铅矿次之,主要分布于拜东矿区及拜西矿区的西部;黄铜矿则主要分布于拜西矿区的中心部位;黄铁矿和毒砂分布较广,但总体含量较有限,多被交代成残余晶体(图4B、图5C、E、F、H)。电子探针的研究显示含银黝铜矿是主要的独立银矿物,方铅矿中含银较高,是矿床中主要的赋银矿物[33]。

3 代表性矿体元素分带特征

拜东矿区1号矿体及拜西矿区3号矿体为矿床中的主要矿体,其金属量分别占拜东矿区及拜西矿区金属量的84%和65%,二者所赋存的矿石量占整个矿床矿石量的77%以上;因此,笔者选择这2个矿体作为主要研究对象,以研究其中成矿元素的矿化分带特征。矿体水平投影见图6。拜东矿区1号矿体中铅、锌、银的金属量、品位等原始数据来自于矿床详查报告[28-29],经统计整理后见表1。为显示成矿元素在矿体走向上的变化,将块段金属量、块段平均品位和元素品位比值等勘探线间距投图(图7)。图中横坐标为等间距块段号(如:41-33表示41号勘探线与33号勘探线之间的矿体),纵坐标分别为每个块段间金属量、块段平均品位和成矿元素品位比值。

拜东矿区1号矿体形态较为规则,在空间上表现为走向北西、倾向北东的三角形,西部较为宽大,延深最宽处约1 200m,延长约2 100m,逐渐向东尖灭。矿体中矿石类型主要为铅-锌-银矿石。图7显示了1号矿体内主要成矿元素的金属量、品位及成矿元素之间的比值沿矿体走向方向的变化规律。从锌、铅、银的金属量来看:由西向东,锌的金属量总体上逐渐减少,变化趋势较为明显,局部有所波动;铅和银的金属量由西向东先逐渐增加并在“9-0”块段达到最大值,随后逐渐减少;在“9-0”块段至“24-32”块段之间,铅、锌、银金属量减少的趋势较陡;而从“24-32”块段向东金属量减少的趋势则较为平缓(图7A)。从铅、锌、银的块段平均品位来看:锌的块段平均品位由西向东表现出明显的下降趋势;铅和银的块段平均品位则先逐渐上升至最大,随后逐渐降低,锌的矿段平均品位的最高值出现在“17-9”块段,铅的块段平均品位的最高值出现在“17-9”块段,银的块段平均品位的最高值出现在“0-8”块段(图7B)。从成矿元素品位比值来看:银与铅的块段平均品位的比值(Ag/Pb)在矿体走向上由西向东先下降然后逐渐上升,在“17-9”块段达到最低点;银与锌的块段平均品位的比值(Ag/Zn)及铅与锌的块段平均品位的比值(Pb/Zn)在矿体走向上由西向东则具有逐渐增高的趋势(图7C)。由上述特征可以看出,1号矿体不同块段的金属量、平均品位和元素比值均显示出铅、锌和银的不同步富集和元素分带现象。

尽管沿着矿体的走向方向表现出明显的矿化分带现象,但是除了在近地表附近(探槽TC7)银相对铅、锌具有次生富集外,矿体延深方向的矿化分带性表现不明显(表2,图8)。

拜西矿区3号矿体的形态变化较大,矿体规模与拜东矿区1号矿体相比较小,延长约1 200m,延深最大处约700m。矿体中的矿石类型主要为锌矿石、锌-铜矿石及铅-锌-银矿石。整个矿体主要由锌矿石构成,锌-铜矿石及铅-锌-银矿石的分布范围较为有限。其中:锌-铜矿石主要分布于矿体中部及深部,即1号勘探线两侧的深部、2-12号勘探线之间及16-20号勘探线之间的深部;锌-铜矿石向外侧逐渐过渡到锌矿石,在矿体的西侧即5号勘探线以西则逐渐过渡为铅-锌-银矿石(图6)。矿体的形态变化较大,矿体中金属量、矿石品位及成矿元素品位比值的总体规律不如拜东矿区1号矿体明显。

图5 拜仁达坝矿床矿石显微照片Fig.5 Microscopic representative photographs of minerals and assemblages from Bairendaba Pb-Zn-Ag polymetallic deposit

表1 拜仁达坝矿床拜东矿区1号矿体块段金属量、品位及成矿元素品位比值

图6 拜仁达坝矿床1号、3号矿体水平投影及矿化分带图(据文献[28-29]修改)Fig.6 Projected plan of lodes No.1and No.3showing the mineralization zonation in Bairendaba deposit(modified from references[28-29])

表1 拜仁达坝矿床拜东矿区1号矿体块段金属量、品位及成矿元素品位比值Table 1 Metal tonnage,metal grade and metallic ratios of lode No.1in east Bairendaba

表2 拜仁达坝矿床拜东矿区1号矿体0号勘探线成矿元素品位及其比值Table 2 Metal grade and metalic ratios of lode No.1along the exploration line No.0in east Bairendaba

图7 拜仁达坝矿床拜东矿区1号矿体块段金属量(A)、品位(B)及元素品位比值(C)空间变化图Fig.7 Line graphs showing the variation of metal tonnage(A),metal grade(B)and metallic ratios(C)of lode No.1along the strike in east Bairendaba

拜东矿区1号矿体及拜西矿区3号矿体是不是一个被断层错断的矿体还有待进一步研究,但二者结合在一起则是一个具有明显矿化分带特征的连续性矿化体。总体来看,矿化分带特征表现更为明显,以拜西矿区8号勘探线为界将这个连续矿体划分为东西两个对称性部分,锌-铜矿石、锌矿石及铅-锌银矿石依次产出于拜西矿区8号勘探线的东西两侧,并具有渐变过渡的特征。铜、锌的品位向两侧逐渐降低,铅、银的品位从不具经济价值逐渐上升,到达高值后随后向1号矿体东部及3号矿体的西部逐渐降低直到矿体尖灭。

图8 拜仁达坝矿床0号勘探线沿倾向成矿元素品位比值关系图Fig.8 Metalic ratios of lode No.1along the exploration line No.0in east Bairendaba

4 矿床成因探讨

对于拜仁达坝铅-锌-银多金属矿床的成因前人已经做了不少研究。孙丰月等[25]、刘建明等[30]、王力等[32]认为矿床的形成主要与燕山期岩浆作用有关,是受构造控制的热液脉状充填矿床;同位素地质学的研究显示矿床中硫具有深源特征[24-25],矿床铅同位素组成整体呈线性排列,不同部位的矿石铅组成具有明显的差异,其中,西部富集放射性成因铅具有较大的分布范围(208Pb/204Pb:38.057~38.610;207Pb/204Pb:15.544~15.656;206Pb/204Pb:18.337~18.515),东部相对西部亏损放射性成因铅,分布范围更小(208Pb/204Pb:38.189~38.314;207Pb/204Pb:15.532~15.572;206Pb/204Pb:18.333~18.367)[24];流体包裹体的研究结果显示矿床形成于中温至中低温环境,成矿物质可能来源于深部或者幔源[23,25];而刘家军等[34]认为矿床中针状硫锑铅矿的形成,与成矿温度较低、硫逸度升高及还原作用密切相关。

由于拜仁达坝铅-锌-银多金属矿床中主要矿体的产出形态、矿化分带特征、主要成矿元素的金属量和品位及其比值在走向上具有变化规律,矿床成矿元素具有精细的分布特征,因此其对于矿床成因具有重要的指示意义。以下主要从矿床基本地质特征及成矿元素分带的角度,探讨矿床成矿流体运移的控制因素、成矿元素的沉淀机制、成矿元素分带的形成过程及矿床成因。

拜仁达坝铅-锌-银多金属矿床的矿体产出形态、沿矿体走向所具有的矿化分带特征表明,成矿热液中心位于拜西矿区3号矿体8号勘探线的锌-铜矿体附近,成矿热液由此进入储矿断裂系统并向两侧运移。东侧矿体比西侧矿体延长更长、延深更深,并赋存了矿床内主要的金属量,表明成矿热液主要向东侧运移。矿体充填产出于石英闪长岩及锡林浩特杂岩体中压扭性断裂内,形成脉状、大脉状矿体,并受到断裂的控制,具有明显的波状起伏形态,矿体与围岩之间表现出明显的充填接触关系;近矿围岩蚀变(主要为硅化)非常强烈(图4A、B),但是远离矿体几米的范围内蚀变则迅速减弱。这些特点可能与长英质变质岩和石英闪长岩具有较小的渗透性有关,同时也表明断裂系统为成矿热液的运移提供了主要的通道和矿质沉淀所需要的空间。矿床中不同的成矿阶段是成矿作用过程中周期性热水活动的表现,而构造活动对于这种周期性的热水活动可能起到了开关的作用:周期性的构造活动伴随流体通道周期性地开合使深部含矿热液导入成矿系统内,从而形成了先后不同的成矿阶段,同时,这种构造活动也在不同形成阶段的矿石上留下了明显的印记,表现为碎裂构造和塑性变形构造。如:早成矿阶段之后的构造活动对毒砂及黄铁矿等矿物产生了挤压,使毒砂和黄铁矿等矿物角砾化(图5A、图6B),其中毒砂表现尤为明显,这方便了后期矿物对其进行交代(图5B、C、D、E),也是较后期形成矿物充填的重要场所(图5D、G);主阶段形成的磁黄铁矿和铁闪锌矿矿石在构造活动作用下具有明显的塑性变形结构(图4H)。

矿床中成矿元素沿矿体走向的分布规律,尤其是铅、锌和银块段平均品位及其元素比值的变化,显示出成矿元素(铅、锌和银)之间的不同步沉淀和富集,存在着明显的分异。由于方铅矿与闪锌矿在热液中的沉淀主要受温度梯度的制约[39-40],因此,铅和锌沿着矿体走向方向的分异实际上记录了硫化物沉淀时沿着矿体走向方向的温度变化。银的块段平均品位随着Pb/Zn值的变化而发生明显的变化,二者之间具有明显的相关性(图9),显示银与铅、锌之间在成矿热液温度梯度的作用下也发生了明显的分异作用。前人对拜仁达坝矿床的成矿温度已有不少研究,但是认识上具有较大的差异:孙丰月等[25]认为是中等偏高温度,钟日晨等[33]和郭利军等[23]认为是中低温度,刘家军等[34]认为是较低温度。这种差异可能正是矿床不同部位具有不同成矿温度,尤其是沿着矿体走向方向存在明显温度梯度的重要证据。拜仁达坝铅-锌-银多金属矿床特征性的矿化分带可能是矿床中自内向外的递减温度分带的表现,是成矿物质在温度梯度的作用下沿着矿体走向在不同位置从成矿热液中选择性沉淀的结果。成矿温度沿着矿体向外递减的原因可能与成矿热液向外侧运移过程中与围岩的热交换,或成矿热液在向外运移的过程中与具有较低温度大气降水的混合有关。江思宏等[24]对矿床中矿石铅同位素的研究显示,矿床内硫化物铅同位素的组成显示出明显的线性排列,而且拜东矿区与拜西矿区之间硫化物的铅同位素组成具有较为明显而系统的差异,这种差异显示出两端元混合铅的特征。如果矿石铅同位素组成的2个端元是在源区及运移过程发生了混合,矿床中不同部位硫化物的铅同位素组成则不会显示出明显的差异,因此,矿床中这种矿石铅同位素组成的差异必定是硫化物在沉淀过程中所形成,而成矿热液在断裂系统内与不同比例大气降水混合是形成这些现象较为合理的解释,也可能是形成拜仁达坝矿床沿矿体走向方向温度梯度及矿化分带现象的重要原因。

图9 拜仁达坝矿床1号矿体不同块段银品位w(Ag)相对铅锌比值(Pb/Zn)关系图Fig.9 Sliver grade vs Pb/Zn ratio binary plot of lode No.1in east Bairendaba showing the differentiation between Pb,Zn and Ag

铅、锌、银块段平均品位三角关系图显示出不同块段内成矿元素之间的关系,也清晰地展示出了成矿元素在运移过程中的沉淀路径(图10),为了解成矿流体从矿化中心向两侧的演化过程提供了重要的线索。从图10中可以看出,含矿热液在从西向东运

图10 拜仁达坝矿床1号矿体铅、锌、银块段平均品位关系三角关系图Fig.10 Schematic ternary diagram showing the metal grade proportions of lode No.1in east Bairendaba

移的过程中,沉淀的矿石硫化物开始位于锌端元,通过三角图的中部区域然后向银端元偏移。这种成矿元素比值沿矿体走向方向的改变也伴随着成矿流体硫化状态在时空上的演化。沿着矿体的走向方向,矿物组合逐渐由黄铁矿+毒砂+黄铜矿+磁黄铁矿+铁闪锌矿等矿物组合变化到毒砂+铁闪锌矿+磁黄铁矿+方铅矿+硫盐+含银硫化物,这也是矿床中硫化物组合由早成矿阶段到晚成矿阶段的演化序列,其中铁闪锌矿中FeS的摩尔分数也有逐渐增高的趋势。这显示矿床内由矿化中心向两侧及从成矿早期阶段至晚期阶段,矿床中硫化状态逐渐由中硫化状态演化至低硫化状态(图11)。从矿床中不同阶段产出的脉石矿物来看,早期主要为石英+少量的绢云母,晚期主要变为石英+少量的碳酸盐矿物+黏土矿物,显示成矿流体由早到晚,从成矿中心向外其pH值具有上升的趋势,成矿流体具有退化演化(retrograde)的特征[17]。

拜仁达坝脉状多金属矿床西南约3~4km产

图11 拜仁达坝矿床硫逸度(fS2)对温度图解(底图据文献[9]修改)Fig.11 logf(S2)vs.temperature diagram showing the approximate cooling path of fluids based on observed mineral assemblages in Bairendaba Pb-Zn-Ag deposit(modified from reference[9])

出的维拉斯托脉状锌-铜-钨矿床的产出环境与拜仁达坝矿床类似。从维拉斯托矿床的地质、同位素地质特征[22,24,27]及其与拜仁达坝矿床的空间关系等诸多特征来看,维拉斯托矿床可能是拜仁达坝成矿系统中中等偏高温度的成矿端元。两矿床的组合与在斑岩铜矿系统中的浅成低温热液脉状多金属矿床有所不同[3],该成矿系统以铅、锌、银为主要成矿元素,铜相对次要。成矿系统内矿床类型较为简单,主要为脉状多金属矿床,与斑岩铜矿化不具有明显的时空成因联系;成矿系统中硫化状态较低,成矿温度范围较大[23,25,33-34],而且随着温度向低温演化,硫化状态有逐渐降低的趋势。拜仁达坝和维拉斯托矿床组成了一个由中偏高温向低温逐渐演化的以断裂为赋矿空间的具有明显矿化分带现象的低硫化热液脉状多金属成矿系统。

5 结论

1)拜仁达坝脉状铅-锌-银多金属矿床中矿体主要以断裂系统为赋矿空间,沿着矿体的走向方向显示出明显的矿化分带特征,矿床中锌-铜矿石、锌矿石及铅-锌-银矿石依次从矿化中心向外侧产出,主要矿体中成矿元素的块段金属量、块段平均品位及其成矿元素品位比值沿着矿体的走向显示出系统的变化规律。

2)拜仁达坝脉状铅-锌-银多金属矿床沿矿体走向方向所显示出的矿化分带性可能是成矿热液在中偏高温向低温演化的过程中,沿着矿体的走向方向从矿化中心向外侧运移,在矿体不同位置有选择地将成矿物质卸载的结果。成矿热液在断裂系统内与不同比例大气水的混合可能是成矿系统内温度梯度形成的重要原因。矿床中不同位置的矿物组合记录了成矿流体中硫逸度由高向低,pH值由低向高的演化过程。

3)拜仁达坝矿床与邻近的维拉斯托矿床组成了一个由温度场控制的具有明显矿化分带现象的低硫化热液脉状多金属成矿系统。

研究过程中得到了内蒙拜仁矿业及银都矿业同仁的大力协助,在此深表感谢。

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Bairendaba Pb-Zn-Ag Polymetallic Deposit in Inner Mongolia:The Mineralization Zoning and Its Origin

Liu Yi-fei,Nie Feng-jun,Jiang Si-hong,Liu Yan,Liang Qing-ling
Institute of Mineral Resources,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100037,China

The Bairendaba ore deposit in central-east Inner Mongolia,China is a vein type deposit filled in faults of the Xinlinhot complex and Bairen quartz diorite.The deposit is divided into two parts:east Bairendaba and west Bairendaba.The No.1vein in east Bairenda and the No.3vein in west Bairenda are the main veins in which more than 77%ore of the deposit occurs.The ore bodies show obvious mineralization zonation,with Cu-bearing ores in the central and Pb-Zn-Ag ores in the external parts.Metal tonnage,grade and ratio in varied ore blocks in No.1vein change systematically along the strike.The tonnage and grade of zinc in each ore block decrease from west to east,and the tonnage and grade of lead and silver of each ore block increase first and then decrease gradually.The Ag/Pb ratio of each block rises first and then increases gradually while the Ag/Zn and Pb/Zn ratios increase gradually.This regular and systematic variation is a reflection of cooling processes of the moderate to hightemperature ore-forming fluids from west to east.Such a temperature distribution along the orecontrolling faults is the products of imbalance mixing of medium to high temperature ore-forming fluids with cold meteoric water and the cooling process was accompanied by the selective deposition of metallogenic materials in the faults.The mineral assemblages observed in different ore blocks record decreasing logf(S2),and increasing PH changes in the ore-forming fluids.Bairendaba Pb-Zn-Ag ore deposit,together with Weilasituo Zn-Cu-(W)ore deposit,makes up a zoned vein metallogenic system of low sulphidation.

vein type deposit;element zonation;ore genesis;Bairendaba;Central-East Inner Mongolia;ore deposit

book=2012,ebook=493

P618.4

A

1671-5888(2012) 04-1055-14

2011-10-24

中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(K0704);中国地质调查局地质大调查项目(1212010911029);全国危机矿山项目(20089948)

刘翼飞(1981-),男,博士研究生,主要从事金属矿床地质研究,E-mail:lyfsky@126.com。

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