浅析内蒙古东部闹牛山铜矿的成矿地质背景

冯 刚 高树军 于 铁

（内蒙古自治区有色地质勘查局108 队，内蒙古 赤峰 024000）

内蒙古东部闹牛山生产的铜矿是在火山熔岩、火山角砾岩、凝灰岩、凝灰质岩以及潜火山岩系内的矿床。其存在海相细碧石英角斑岩系或富钠质火山岩系内的黄铁矿型铜矿、铜锌和铜多金属矿床。因此，以往这类矿床又称火山岩黄铁矿型铜矿床，也称为块状硫化物矿床。根据该矿床的成矿物质从岩石化学、微量元素、稀有元素等方面探讨成矿地质背景。

一、成矿的主要成分

1.岩石主要成分

火山成岩的矿物组合及含量，对于结晶差的火山岩，粒度粗大薄片无法进行定量统计的侵入岩、蚀变的超基性岩和变质后面貌全非的火成岩，通过标准矿物的计算，可以大致确定岩石中主要矿物组合及含量。此外对于确定正、负变质岩来说，岩石化学常是一个很重要的手段。

闹牛山次火山岩岩石主要化学成分有花岗斑岩、斜长石英、斑岩、花岗闪长斑岩、闪长斑岩、中国闪长岩、中国花岗闪长岩、中国石英斑岩。花岗斑岩中 SiO272.54ωB/10-2，TiO20.21ωB/10-2，Al2O313.48ωB/10-2，Fe2O30.48ωB/10-2，FeO2.41ωB/10-2，MgO0.57ωB/10-2，CaO1.54ωB/10-2，Na2O3.64ωB/10-2，K2O2.54ωB/10-2，K2O/Na2O0.75ωB/10-2，里特曼指数1.34。斜长石英斑岩中 SiO279.20ωB/10-2，TiO20.03ωB/10-2，Al2O313.05ωB/10-2，Fe2O30.29ωB/10-2，FeO0.62ωB/10-2，MgO0.58ωB/10-2，CaO1.02ωB/10-2，Na2O3.35ωB/10-2，K2O0.67ωB/10-2，K2O/Na2O0.20ωB/10-2，里特曼指数0.14。花岗闪长斑岩中SiO271.36ωB/10-2，TiO20.26ωB/10-2，Al2O313.94ωB/10-2，Fe2O31.37ωB/10-2，FeO1.45ωB/10-2，MgO0.82ωB/10-2，CaO1.23ωB/10-2，Na2O3.43ωB/10-2，K2O4.46ωB/10-2，K2O/Na2O1.47ωB/10-2，里特曼指数 2.20。

闪长斑岩中 SiO250.97ωB/10-2，TiO20.98ωB/10-2，Al2O315.17ωB/10-2，Fe2O33.49ωB/10-2，FeO7.01ωB/10-2，MgO5.18ωB/10-2，CaO11.23ωB/10-2，Na2O2.17ωB/10-2，K2O0.62ωB/10-2，K2O/Na O0.34ωB/10-2，里特曼指数 1.41。

中 国 闪 长 岩 中 SiO257.40ωB/10-2，TiO20.90ωB/10-2，Al2O316.39ωB/10-2，Fe2O33.08ωB/10-2，FeO4.17ωB/10-2，MgO3.64ωB/10-2，CaO5.60/10-2，Na2O4.81ωB/10-2，K2O2.54ωB/10-2。

中国花岗闪长岩中SiO264.87ωB/10-2，TiO20.57ωB/10-2，Al2O316.32ωB/10-2，Fe2O31.64ωB/10-2，FeO2.46ωB/10-2，MgO2.48ωB/10-2，CaO3.61ωB/10-2，Na2O3.75ωB/10-2，K2O2.07ωB/10-2。

中国石英斑岩中 SiO272.75ωB/10-2，TiO20.36ωB/10-2，Al2O314.72ωB/10-2，Fe2O30.75ωB/10-2，FeO1.47ωB/10-2，MgO1.43ωB/10-2，CaO1.57ωB/10-2，Na2O3.68ωB/10-2，K2O2.68ωB/10-2。

由上面的分析可以知道，闹牛山的岩石二氧化硅的中酸性含量要比中国同类岩石的含量要高，而三氧化二铝的含量相对较低；里特曼指数在0.14 至2.20 之间，因此，闹牛山的岩石属于钙碱性岩石。同时，也能从图表中可以看出斜长石英斑岩中氧化钠的含量大于氧化钾的含量，说明该地区的岩石属富钠型次火山岩。与中国东部铜矿成矿岩浆母岩类似，是对铜多金属成矿有利的岩石类型。

2.火山岩微量元素

火山岩及次火山岩中的微量元素通常指有机体中含量小于0.01%的化学元素，通过对闹牛山火山岩及次火山岩的微量元素进行分析对比，可以看出该矿区的火山岩中的铜和银成矿的元素含量比一般同类的岩石的维氏值要高，这点可以说明闹牛山地区的火山及次火山岩浆中的铜含量较高，并表明该区的铜矿化于火山岩浆作用有着密切的关系。

由于早期火山喷发的火山岩浆超浅入侵，例如玄武安山岩、闪长玢岩等，使铜等元素在火山岩浆期之后富集沉淀，同时，产生的其他幔源组成部分如Co、Ni、V等元素含量较高。在岩浆分异演化的后期，幔源的组成明显降低，说明成矿物质是来源于上地幔或下地壳的。这样，在火山岩浆上升侵位的过程中，将壳源物质混染成一体。

3.稀土元素的分析

①闹牛山不同类型的岩石稀土总量变化比较大，其中花岗闪长斑岩的稀土总量最高，斜长石英斑岩稀土总量是最低的。从稀土总量总体能反映出两个系列，一个是由斜长石英斑岩和流纹岩组成的酸性岩类，稀土的总量有增高的趋势；另一个是有花岗闪长斑岩、玄武安山岩及闪长玢岩组成的中酸性类岩石，稀土总量也有增高的趋势。这就说明稀土元素演化过程比较完整。

②闹牛山火山岩稀土比较富集，σCe的数值在0.83和1.05 之间，说明Ce 没有异常；在一般情况下，ΣCe/ΣY的数值在1 至4 之间，中酸性岩类的σEu 负异常情况比较明显，但还没有出现典型的V字形现象。

4.铅同位素的特征

该区域的岩石铅同位素的组成变化并不大，206Pb/204Pb的数值在18.259 至18.511之间；207Pb/204Pb的数值在15.522 至15.645之间；208Pb/204Pb的数值在38.082 至38.432之间。源区特征值比较低，而且分布相对集中，u为 9.31 至 9.55，Th/U 为 3.58 至 3.69，具有正常铅的特征。

二、成矿地质背景

早在中生代中、晚期，各板块漂移加速，在具有缓冲带的洋、陆壳的接触带上缓冲、挤压，导致本区著名的燕山运动，形成规模宏大的环太平洋岩浆岩带、地体增生带和多种内生金属、非金属矿带。燕山运动，褶皱上升，缺失老第三系，为钙质砂岩夹页岩；在白垩系与三叠（T）系间，由于地壳运动，导致上下地层间接触关系为平行不整合。三叠系的地层岩性特征为：缺失侏罗系地层，上部为泥灰岩夹薄层钙质页岩，中部为厚层灰岩夹薄层泥灰岩；下部为页岩夹泥灰岩还有石灰岩。其产生的钙碱性系列的岩石以安山岩、石英岩以及流纹岩为主，中酸性次火山岩体多侵位在断陷地边缘或断陷盆地中，矿床与次火山岩产出位置相同。

结束语

综合上述，认为内蒙古东部闹牛山的铜矿区成矿地质背景为：大陆边缘裂陷带的局部隆起区所构成的环境，成矿火山岩浆主要来源于地壳深部或上地幔。该矿区的火山岩及次火山岩具有铜矿所需要的化学微量元素、稀有元素、稀土元素及铅同位素的含量，并且上部地幔地壳有物质混染的现象。

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