科尔沁右翼前旗德伯斯铜锡矿地质特征

邰彦德，刘大玮，吴敬欣，王艳梅

1.吉林省地质科学研究所 ，吉林 长春 130033；2.吉林省第五地质调查所，吉林 九台 130500

德伯斯铜锡矿床位于内蒙古自治区科尔沁右翼前旗德伯斯镇西约3 km，归属于大兴安岭多金属成矿带，此成矿带是我国北方重要的铜多金属成矿集中区。区内已发现大型矿床9 处、中型8 处、小型矿床15 处，矿床主要为与岩浆侵入和火山活动有关的热液脉型、矽卡岩型和斑岩型矿床。

1 区域地质背景

德伯斯矿区所处大地构造单元为古亚洲似纬向构造域与中生代滨西太平洋似经向构造域叠加区。二连浩特一扎兰屯深大断裂与北北东向大兴安岭主脊断裂交汇附近。出露地层为二叠系，是一套浅变质的海相细碎屑岩沉积组合夹中—酸性火山岩，包括寿山沟组（P1ss）、大石寨组（P1ds）和哲斯组（P2zs）；侏罗系的满克头鄂博组（J3mk）、玛尼吐组（J3mn）和白音高老组（J3b）。 区内侵入岩分布较广，主要分布在区内东部、西北和西南部。其中以燕山期侵入岩最为发育，以中酸性岩类为主，与内生金属矿化关系密切。华力西晚期有超基性蛇纹石化橄榄岩、辉绿岩和中酸性岩类包括细粒闪长岩、黑云母二长花岗岩、花岗闪长岩、细粒花岗岩、闪长玢岩、正长斑岩、花岗闪长斑岩和花岗斑岩。本区成矿条件优越、成矿期次多、强度大、矿床类型多样化、有丰富的铜、铅、锌、钨、锡等多金属矿产。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区出露地层主要为二叠系寿山沟组，少部分侏罗系满克头鄂博组及第四系。寿山沟组（P1ss）分布于本区大部，岩性以浅变质砂板岩为主，自下而上划分为3 个岩性段：

（1）角岩化砂板岩 （Hs-Sl）：岩性为中粗粒变质长石砂岩局部夹薄层灰黑色泥质板岩，受热液变质多已角岩化，是主要矿化富集层位。

（2）叶片状粉砂质板岩（St-Sl）：岩性为泥质、粉砂质长石砂岩，叶理十分发育。

（3）浅黄色砂质板岩 （Ss-Sl）：岩性为浅黄色细粒变质长石砂岩。

2.2 构造

由于受区域构造影响，本区以断裂构造为主。北北东向（F1）断裂纵贯矿区，呈舒缓波状，具压扭性，长约1 500 m。沿此断裂带石英脉呈透镜状，断续分布。

北东向（F2）断裂形成较早具有张扭特点，倾向SE，倾角60°，长560 m，表现为挤压破碎带。带内岩性为片理化砂质板岩、糜棱岩化砂质岩，局部见有构造角砾，粒径为1～3 cm，次棱角状，硅质胶结。岩石中褐铁矿化、绿泥石化较强，是主要的赋矿构造。目前所发现的部分矿（化）体产于此破碎带中。

2.3 岩浆岩

矿区西北部发育有早白垩世侵入岩体。主要为黑云母花岗岩。岩石呈浅肉红色、灰白色，具中粒花岗结构，块状构造。在其与二叠系寿山沟组接触带已发生绢英岩化、硅化和高岭土化，并且裂隙侵入有晚期石英脉等。

3 矿床地质

3.1 矿化蚀变带特征

德伯斯银、铜、锡蚀变带位于矿区北西，长1 600 m，宽300～600 m（见图1）。

总体呈北东—南西走向，受北东向构造控制。产于早白垩世黑云母花岗岩与早二叠系寿山沟组砂板岩接触带。带内见有黄铜矿、斑铜矿、锡石、辉钼矿、毒砂、斜方砷铁矿、黄铁矿、孔雀石、褐铁矿等。围岩蚀变具有自接触带向外依次为次生石英岩化、绢云母化、阳起石化、粘土化、硅化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化的特点。

次生石英岩化：岩石白色，主要矿物是石英，阳起石、绢云母次之，长石微量。石英有两种形式：一种为细粒状，分布较均匀。一种为粒级相对较粗，粒径多在0.2 mm 左右，团块状、脉状，为晚期硅化作用的结果。

阳起石化：浅绿色，针状、柱状、纤维状，粒级相对细小。

绢云母化：灰褐色，细小鳞片状集合体。

粘土岩化：灰白色，粉末状，主要矿物为高岭土。

图1 德伯斯银、铜、锡矿床地质图Fig.1 Geological map of Debosi silver, copper, tin deposit

硅化：白色、灰白色，石英粒度较粗，呈块状、脉状分布。硅质：青灰色、呈团块状分布。与本区矿化关系密切。

绿泥石化： 灰绿色，多为鳞片状集合体，集合体粒级较大0.3～1 mm，在蚀变岩中与硅化伴生。与本区矿化关系密切。

绿帘石化：草绿色，他形粒状，粒径0.1～0.2 mm。碳酸盐化：灰白色，板状、粉末状、细脉状。钻孔见其细脉被后期石英细脉切穿。

3.2 矿体特征

德伯斯铜锡矿区发现矿体8 个，总体为北东，局部呈北西。呈透镜状、似层状分布。主要赋存于二叠寿山沟组泥质板岩与砂板岩接触带部位的砂板岩中或破碎蚀变带内，受北东、北西向构造控制明显。地表以脉状或浸染状交代矿体产出，深部钼矿体多以石英细脉或网脉状产出。主要矿体特征如下：

号银铜矿体∶位于05-11 勘探线之间，呈北东向脉状、透镜状分布，走向40°，倾向SE°，倾角55°～65°。沿走向和倾向具尖灭再现、分支复合的特点。矿体长80 m,真厚度3.23 m，Cu最高品位∶1.68%，平均品位∶0.70%； Ag 最高品位∶94.4×10-6，平均品位∶62.15×10-6。

②号锡矿体∶位于04-10 勘探线之间,呈北东向似层状分布，走向NNE，倾向NW ，沿走向具有膨大和缩小分支复合现象。矿体长205 m，平均见矿厚度2.53 m。Sn 最高品位∶0.593%，平均品位∶0.277%。

⑥号锡铜矿体∶位于01-02 勘探线之间,呈透镜状分布，走向40°，倾向SE。沿倾向具有膨大现象。矿体长140 m，平均见矿厚度2.53 m。Sn最高品位∶0.58%，，平均品位∶0.28%；Cu 最高品位∶0.54%，平均品位∶0.29%。

3.3 矿石特征

3.3.1 矿石成分（1）金属矿物有黄铜矿、锡石、辉钼矿、褐铁矿、黄铁矿、孔雀石、铜蓝、毒砂等。

黄铜矿：铜黄色，强金属光泽，一般为他形粒状，单晶粒级一般在0.01～0.06 mm，集合体粒级0.3～0.4 mm。有两种形式分布，一种为他形粒状或集合体浸染状分布，见有分布在褐铁矿中（见图2），其内也见有黄铁矿（见图3）；一种在闪锌矿中呈细小乳浊状系固溶体分解结果。

锡石：褐色，主要呈他形粒状，集合体少见，单晶粒级一般为0.02～0.1 mm，多数以浸染状分布在岩石中（见图4），少数为针状，沿岩石的裂隙分布（图5）。

辉钼矿：灰白色，金属光泽，片状及其集合体，集合体粒级在0.2～1 mm，主要分布在石英细脉中。褐铁矿：褐黑色，一般为他形粒状集合体，粒级多在0.3～0.5 mm，个别粒级较粗大，可达2 mm，大多以浸染状分布，少数呈细小的显微脉状沿岩石裂隙分布。

黄铁矿：浅黄铜黄色，半自形粒状，粒级多在0.3～0.5 mm，最小粒级在0.01 mm 左右，最大粒级2 mm；单体为立方体晶型，晶面见纵横晶纹，多数以浸染状分布在矿石中，大部分被褐铁矿交代溶蚀。

孔雀石：孔雀绿色，一般为放射纤维状集合体，内反射色为淡绿色，集合体粒级为0.2 mm。

铜蓝：天蓝色，主要呈板状，非均质性明显，主要和黄铜矿接触连生并交代黄铜矿。

毒砂：一般为半自形菱形，长条状或半自形粒状，集合体主要呈浸染状形式产出，单晶粒级相差较大，一般在0.1 mm 左右，小者可达0.01 mm，集合体粒级大者＞1 mm。

（2）非金属矿物有石英、绿泥石、绢云母等。石英：白色、无色，一种为细粒状，粒径多在0.2 mm 左右，分布较均匀。一种为粒级相对较粗，粒径多在0.5 mm 左右，团块状、脉状，为晚期硅化作用的结果。绿泥石： 灰绿色，多为鳞片状集合体，集合体粒级较大0.3～0.8 mm。

图3 黄铜矿中见黄铁矿晶体（×200）Fig.3 Distribution of chalcopyrite in pyrite crystals (×200)

图4 锡石浸染状分布（×200）Fig.4 Disseminated distribution of cassiterite(×200)

图5 锡石沿岩石裂隙脉状分布（×200）Fig.5 Cassiterite along the rock f issure vein (× 200)

绢云母：灰褐色，以细小鳞片状集合体形式产出。

3.3.2 矿石结构、构造

矿石结构：他形粒状结构、半自形—他形粒状结构、交代溶蚀结构、自形—半自形粒状结构、半自形粒状结构、乳浊状结构、固溶体分离结构。矿石构造：浸染状构造、细脉状构造、块状构造。

3.3.3 矿石类型

矿石自然类型分为氧化矿和原生矿；按矿石结构、构造分为浸染状矿石和细脉状矿石；按矿石工业类型分为铜银矿石、铜锡矿石、锡矿石及钼矿石等工业类型。矿石类型变化特点：自北西向南东的变化情况为钼矿石-铜锡矿石混合矿石-锡矿石-铜银矿石。

4 地球化学特征

4.1 微量元素地球化学特征

从表1 中可以看出寿山沟组砂质板岩中的Cu是中国东部同类岩石的3.71 倍，Sn 是27.97 倍，Ag 是31.89 倍，Pb 是5.11 倍，Zn 是2.03 倍. 说明本区寿山沟组砂质板岩中多种金属元素较富集。

4.2 稀土元素地球化学特征

4.2.1 地层稀土元素特征（见图6）

围岩样品取自砂质板岩和泥质板岩，稀土∑REE 变化在169.709～269.674 之间，具轻稀土富集型分配模式∑LREE/∑HREE 比值变化在2.98～3.31 之间，（La/Yb）N 比值变化在9.74～11.31之间，δEu=1.27～1.31，表明轻稀土分馏高于重稀土，铕具弱的正异常。

4.2.2 矿石的稀土特征

铜锡矿石样品取自钻孔岩芯，铜矿石稀 土∑111.382～245.665， 明 显 低 于 岩 石，∑LREE/ ∑HREE 比 值 变 化 在3.52～4.53 之间，（La/Yb）N 比 值 变 化 在11.03～16.65 之 间，δEu=2.44～2.97。锡矿石稀土∑110.669～131.583明显低于围岩，∑LREE/∑HREE 比值变化在1.80～1.85 之间，（La/Yb）N 比值变化在6.06～6.71 之间，δEu=1.52～1.74。

4.2.3 岩浆岩的稀土特征

花岗岩稀土∑REE 变化在120.153～124.095之间，∑LREE/∑HREE 比值变化在3.69～4.69之间，（La/Yb）N 比值变化在11.41～14.47 之间，δEu=0.50～0.59。

5 矿床物质来源及成因探讨

对于德伯斯铜锡矿床的成矿物质来源，主要有两种意见，一种认为二叠系寿山沟组是铜锡矿的主要矿源层，另一种认为早白垩世花岗岩体是铜锡矿的主要来源。

从微量元素地球化学可知，矿石与砂质板岩的较高含量微量元素组合一致，砂质板岩中Cu、Sn背景高。从稀土元素来看，矿石稀土元素平均含量标准化配分模式与早二叠系寿山沟组砂质板岩稀土配分模式基本一致，而与花岗岩稀土模式明显不同。表明铜、锡矿成矿物质来源与二叠系寿山沟组关系密切。

表1 德伯斯矿区岩石组成元素丰度值Table 1 Element abundance value of Debosi mining area rocks

图6 德伯斯矿区岩石/矿石稀土元素配分模式图Fig.6 Rare earth element partitioning pattern of rocks (ores) of Debosi mining area

从包体成分来看，大兴安岭中段硫同位素研究资料表明：本区主要铜、铅矿区的硫化物δ34S‰值一般为-0.17～4.9，接近陨石硫同位素数据。但个别黄铁矿δ34S‰为-7.6 及-20 具有生物硫特征，说明各期成矿活动前曾经历硫同位素的均一化作用，并反映了硫主要来自深源，部分来自相应矿源层。

矿体受北东向张扭性断裂控制，与早白垩世黑云母花岗岩体密切相关，是成矿作用多期叠加的产物，由岩浆热液萃取围岩成矿物质，随含矿热液运移到构造扩容带后，当地球化学障发生急剧变化就形成了本区中—低温热液型铜锡矿床。

[1] 李文国,等.内蒙古自治区岩石地层[M].中国地质大学出版社，1996.

[2] 钟宝兴.大兴安岭中段铜、铅区域分布规律[J].吉林地质.1985,(3).