内蒙古扎鲁特旗毛西嘎达坂铅锌多金属矿地化特征

韩芳　张志军　于建华

摘要：毛西嘎达坂矿区位于铜多金属成矿带，成矿地质条件优越，地层主要出露二叠系大石寨组火山碎屑岩及陆源沉积碎屑岩，矿区岩石有轻度区域变质，主要为绿泥石化、阳起石化等。矿区主要发育四组断裂构造。本矿床成矿物质来源于岩浆活动，成矿物质的来源与闪长岩及次安山岩可能具有密切关系，成矿热液既有岩浆水又有大气降水的参与。矿床成因中低温热液充填交代型多金属矿床。

关键词：内蒙古扎鲁特旗；毛西嘎达坂铅锌矿；地化特征

前言

毛西嘎达坂矿区位于黄岗梁——乌兰浩特锡多金属主成矿带上的敖林达——乌兰哈达北东向铜多金属矿化集中区，区内成矿地质条件优越。自上世纪80年代初进入本区工作，相继投入了地质、物化探、遥感、钻探等多种勘查工作。通过开展流体包裹体测定和同位素、稀土元素地球化学测定分析等，探讨了含矿流体的来源及控矿因素。

1.区域地质

1.1大地构造背景

研究区（图1）地处大兴安岭成矿省黄岗——甘珠尔庙多金属成矿带的北东端，该成矿带位于华北板块与爱力格庙——锡林浩特中间地块的缝合部位。该区经历了两次规模较大的构造运动。晚古生代，中朝板块与西伯利亚板块相向运动；中生代，太平洋板块开始消减，向环太平洋区域的陆块俯冲，形成了一系列的北东-北北东向的断裂隆起带和凹陷带，形成大兴安岭岩浆-火山活动带。

1.2地层

该区地层较简单，由老至新有二叠系下统、侏罗系上统、第三系上更新统及第四系。其中二叠系地层是研究区内主体地层之一，是最重要的赋矿地层。二叠系下统，岩性主要为灰绿——灰色蚀变安山岩、火山角砾岩、安山质凝灰岩、凝灰质砂岩等。侏罗系陆相碎屑岩，中酸性火山碎屑岩等地层广泛出露于中生代断陷盆地中。

1.3构造

研究区位于北东向大兴安岭主脊深断裂、嫩江——八里罕深断裂与北西向呼虎尔河断裂、霍林河断裂所围限的一个菱形块体内。区内多金属矿床（点）沿北东向主干断裂与北北东、北西或东西向次级断裂的交汇部位分布，表现出北北东成带、东西成行的特点，其中北东向乌布混都河断裂和东西向毛伊勒吐——牛亡牛海断裂为区内主要断裂，与其派生的北东，北北东，北西向次级断裂形成了本区基本构造格局。

1.4岩浆岩

本区岩浆活动比较强烈，火山活动与侵入活动均很发育，经历华力西晚期、印支期、燕山早期，以燕山早期最为强烈，岩性自中基性-酸性齐全，且以酸性为主。

1.5地球化学特征

研究区为Pb、Zn、Cu金属量异常和金重砂异常套叠区，Ag、Ph、Zn、Cu异常带呈北东向展布在黄合吐——罕乌拉火山基底隆起上。据1/5万化探分散流显示该区为甲1-Sn、Cu、Ph、Zn、Ag、Mo异常，规模大，形态规整，异常轴走向北西及北东向，与构造方向一致。异常强度较高，元素重合性较好，梯度变化较均匀，浓集中心明显，具水平分带现象，其特点为Sn>Pb>Cu>Zn>Ag。认为本区具备形成Ag、Pb、Zn、Cu多金属矿床的区域地球化学条件和丰富的物源基础。

2.矿区地质特征

矿区主要出露二叠系大石寨组火山碎屑岩，陆源沉积碎屑岩，岩性主要为变质细砂岩、变质粉砂岩、粉砂质板岩。岩性主要为英安质晶屑凝灰岩、英安质粗凝灰岩。岩石善遍具绿泥石化、阳起石化等蚀变。

矿区构造复杂，特别是断裂构造复杂，断裂构造控制了区内脉岩和矿（化）体的产出。主要发育着四组断裂构造，即NW、NWW、近EW及NE等；以NW向为主，在NW向、近EW向断裂受NW向、近EW向断裂控制的次级NWW向、NEE向断裂中均有矿（化）体分布（图2）。

矿区岩浆活动相对较强。主要有华力西期火山岩浆活动，形成了大面积的中酸性、中性火山喷出岩，构成了大石寨组上段地层；华力西晚期中基性侵入岩较为发育，闪长岩出露范围很小，仅约1km²；呈岩枝、岩株状；燕山早期形成以酸性为主的流纹质凝灰岩，矿区北西角有少量出露；矿区南部的燕山期花岗岩体为本区燕山期成矿提供热源和成矿物质。

毛西嘎达坂矿区蚀变次安山岩，被F1、F2、F3、F4、F11、F12等环状断裂所围限，形态呈椭圆形，面积约5.8平方公里。该岩石中冷凝收缩裂隙多被含方铅矿、闪锌矿的绿帘石细脉充填交代，围岩为大石寨组下段。

矿化以银铅锌及铜为主。主要呈星点状、面状、细脉状、网脉状等分布。矿区围岩蚀变主要有四期。

海西期岩浆活动使次安山岩发生弱硅化及绿泥石化，沿冷凝裂隙充填有绿泥石、绿帘石细脉。燕山早期早阶段的热液活动使二叠系岩石发生强硅化，形成石英脉，颜色为乳白色，含少量黄铁矿。燕山早期晚阶段的热液蚀变与成矿有关，主要为硅化、绢云母化、绿泥石化等，其中硅化、绿泥石化与矿化关系最为密切。形成金属矿物主要有黄铁矿、白铁矿、毒砂、方铅矿、闪锌矿以及黄铜矿等。燕山晚期的热液活动为成矿后的碳酸盐化，形成的方解石细脉、网脉一般产状陡，近直立，它穿插破坏矿体，方解石细脉、网脉宽一般0.1cm～0.3cm，部分1cm～2cm，方解石细脉中一般不含金属矿物。

3.矿床成矿机理

3.1成矿物质来源

3.1.1稀土元素分析

本次研究共采集地表不同岩性岩石及矿体样品共18件，其中包括闪长岩、花岗闪长岩、流纹斑岩、花岗岩、粉砂岩、蚀变次安山岩、英安质凝灰岩以及矿体、矿化体。相关参数及分析结果见表1。

蚀变次安山岩、闪长岩、花岗闪长岩的稀土总量都偏低，δEu及δCe无明显亏损。花岗闪长岩比闪长岩稀土总量低，轻重稀土比值增大，表明前者是后者同源分异演化而来。蚀变次安山岩、闪长岩、花岗闪长岩呈现相似的配分模式，表明三者具有相近的物质来源。这与内蒙古东南部区域华力西期花岗岩及二叠系安山岩的稀土元素特征也是一致的。

流纹斑岩与花岗岩有相似的稀土配分模式，只不过流纹斑岩稀土总量低于花岗岩，Eu亏损弱于花岗岩。表明两者是同源分异产物。以上特征与区域上燕山期花岗岩类稀土总量高，Eu负异常明显的特征是相吻合的。

毛西嘎达坂蚀变次安山岩矿体稀土总量较低，平均值10×10^-6，LREE/HREE为2.5，（La/Yb）N为1.4，δEu为0.75，配分模式呈一平直的曲线，Eu为弱负异常。乌尔塔乌拉矿区矿体稀土总量为46.17×10^-6，LREE/HREE为7.22，（La/Yb）_N为5.81，δEu为0.54，配分模式属轻稀土富集的右倾配分特点，Eu为亏损异常。

毛西嘎达坂蚀变次安山岩矿体中稀土元素的组成和配分模式与闪长岩、花岗闪长岩及次安山岩相似，均表现为平直曲线，Eu稍亏损，说明成矿物质的来源与闪长岩及次安山岩可能具有密切关系，认为次安山岩体内成矿与华力西晚期闪长岩侵入有关，岩浆热液带来热源和部分成矿物质，在有利地段富集成矿；至燕山晚期，受燕山期岩浆热液活动的作用再次富集成矿。而乌尔塔乌拉矿区受华力西晚期热液活动影响较小，主要受燕山期岩浆热液活动的作用，造成其稀土配分模式与燕山期花岗岩一致。

3.1.2硫同位素分析

5件样品，其中3件为闪锌矿，2件为方铅矿。硫同位素δS³⁴（‰）分析分别结果为1.1、3.1、-1.6、2.3、-2.1。硫同位素在自然界及该矿床中的分布见图3。

结果显示：方铅矿和闪锌矿的硫同位素值，分布范围介于-2.3‰～3.1‰之间，均值为-0.4‰，数值分布紧紧围绕0值附近分布。该区δ³⁴S值完全落人火成岩的δ³⁴S值0‰±5‰的范围内。可认为该矿床成矿流体中硫的种类来源于岩浆。该区闪锌矿和方铅矿是接近同位素平衡的，成矿流体的硫以还原形式的硫占优势。该矿区δ³⁴S分布特征与黄岗——甘珠尔庙——乌兰浩特成矿带上大部分矿床δ³⁴S分布特征相似，认为该矿床具中温热液矿床特征。

3.2成矿流体来源分析

氢、氧同位素样品主要采自矿石矿物黄铁矿、黄铁矿、闪锌矿及方铅矿及脉石矿物硅化蚀变岩（硅化蚀变岩与矿化同期形成）中，集样品共6件。测试结果为δ¹⁸O_H2O为-3.3～7.5之间，说明在成矿过程中既有岩浆水又有大气降水的参与。石英中包裹体水的dD为141～-131之间，在δD-δ¹⁸O图解上落在岩浆水左下方，显示成矿水溶液中有明显天水的混入，这与矿体形成深度较小，并沿张性裂隙充填交代形成有关。

3.3流体包裹体特征

3.3.1流体包裹体的类型

该矿床包裹体主要由气液两相包裹体、含液相CO₂三相型包裹体、含子矿物的多相型包裹体三种，而且以气液包裹体最发育。从包裹体的发育程度看，流体包裹体在乌尔塔乌拉以及钻孔较低标高处比较发育。

3.3.2成矿温度

矿区流体包裹体多属于气液包裹体，其气相充填度通常在10%～20%之间，气体包裹体的发育说明成矿过程中热液发生沸腾，因而更有利于成矿。

a.矿区流体包裹体均一温度介于180℃～380℃之间，多数介于260℃～360℃之间。此种温度与内蒙古大兴安岭中段热液型铅锌矿床以及大井热液型铜锡多金属矿床成矿温度相当；认为该矿区的热液活动具有中低温热液的特点。

b.矿区220线钻孔中包裹体温度高于260线钻孔中包裹体；260线钻孔中包裹体温度高于12线和8线钻孔中包裹体。可显示从南东向北西方向成矿温度依次递减；认为成矿流体的运移方向可能为南东向北西运移，北西向构造为其导矿构造。

c.矿区包裹体盐度介于2.74%～11.93%，盐度较低；认为在成矿过程中有天然水的加入，降低了成矿热液的盐度。

4.结论

矿区在二叠纪时期，伴随着华力西构造运动，岩浆活动大量出现，在工作区一带形成了次安山岩、在乌尔塔乌拉形成英安岩质凝灰岩等。当次安山岩冷凝到一定程度，出现收缩现象，产生一系列大小不同、形态各异的裂隙构造。岩浆期后热液沿裂隙充填，温度降至200℃～300℃时矿石矿物析出，形成海西期毛西嘎达坂铅锌矿；侏罗纪时期，开始发生大规模的燕山运动，形成大范围的花岗岩体，来源于深部岩浆分异产生的流体携带大量成矿物质沿着北西向张扭性断裂不断向上运移，运移过程中不断萃取围岩以后用组分，随天水的加入，流体温度降低，在更次级北西西向和北东东向断裂内成矿。

稀土元素和硫同位素资料显示，矿床的硫来源于深部岩浆，主要与燕山期花岗岩有关；包裹体测温资料显示，矿床的成矿温度在200℃±；氢氧同位素资料显示，成矿热液既有岩浆水又有大气降水的参与。

本矿床成矿物质主要来源于岩浆，部分来自地层；其矿床成因为中低温热液充填交代型多金属矿床。