内蒙古赤峰市林西县北三段银铅多金属矿床成矿模式及找矿方向

苏宏建，杨瑞，刘晓煌，袁小平，吕向光，赵婧，李保飞

(1.华北地质勘查局五一四地质大队，河北 承德　067000；2.中国人民武装警察部队黄金指挥部，北京　100010；3.中国地质大学(北京)，北京　100083；4.中国人民武装警察部队黄金第七支队，山东 烟台　264004)



内蒙古赤峰市林西县北三段银铅多金属矿床成矿模式及找矿方向

苏宏建1，杨瑞1，刘晓煌2，袁小平1，吕向光1，赵婧1，李保飞3,4

(1.华北地质勘查局五一四地质大队，河北 承德067000；2.中国人民武装警察部队黄金指挥部，北京100010；3.中国地质大学(北京)，北京100083；4.中国人民武装警察部队黄金第七支队，山东 烟台264004)

内蒙古林西县北三段银铅多金属矿床是一个以银为主，并伴生有可综合利用铅、锌元素的大型矿床，矿床成因类型属于低温热液型矿床。通过对北三段银铅多金属矿床的矿区地质背景、矿床地质特征、矿体特征和矿石特征等综合调查研究，结合对矿床的成矿地质特征、成矿时代分析，并应用铅同位素探讨成矿物质来源等，提出了该矿床的成矿模式。结合该矿床的成矿模式，对该矿床及其外围地区进行成矿潜力预测；依据成矿控矿地质条件分析，提出了有利找矿靶区，认为区域内北西向断裂构造、北西向与北东向及东西向与南北向断裂构造交汇部位、与晚侏罗世末期岩浆活动有关的煌斑岩和辉绿岩等脉岩集中区域附近、北三段矿区与大井矿区之间区域以及北三段矿区深部为找矿有利部位，为进一步找矿工作提供重要理论依据。

银铅多金属矿床；低温热液型矿床；成矿模式；找矿方向；北三段矿区

北三段银铅多金属矿床是大兴安岭多金属成矿省南段的一个大型矿床，地处内蒙古自治区林西县，位于大兴安岭南段的黄岗-甘珠尔庙成矿带(锡和铅锌)与林西-天山成矿带(铜)的接合部位。该矿床是一个以银为主，并伴生有可综合利用的铅、锌元素的矿床。矿区燕山期花岗岩强烈发育，其可能形成于陆-陆碰撞动力学背景下的造山后构造环境中(孙加鹏等，1999)。笔者通过对矿区、矿床地质特征以及成矿时代和成矿物质来源的研究，重点分析下一步找矿的有利部位，以期为下步找矿提供理论依据。

1　矿区地质特征

研究区位于内蒙古自治区赤峰北部林西县官地镇，地处燕山北麓、大兴安岭西南段与内蒙古高原向辽河平原的过渡区。

区域上，该地区出露地层主要为中二叠统哲斯组浅海相沉积碎屑岩组合和上二叠统林西组河流-陆相湖泊为主的碎屑岩建造；侵入岩可分为3期：三叠纪过铝质花岗岩、晚侏罗世二长花岗岩、早白垩世三期钾长花岗岩和钾长-正长花岗岩；变质岩可分为动力变质岩(断层角砾岩、压碎岩、糜棱岩化岩石、糜棱岩)、接触变质岩(云母长英质角岩、红柱石斑点板岩、透辉石石榴子石硅卡岩)；大地构造位置位于华北地块北缘的内蒙古隆起，属于林西-锡林浩特华力西—印支构造带(Ⅰ级构造单元)的林西复式向斜区(Ⅱ级构造单元)(图1)(袁小平等，2015)。

1.晚二叠世沉积超覆界限；2.后华力西期隆凹分界线；3.深断裂；4.大断裂；5.向斜轴；6.倒转背斜轴；7.倒转向斜轴；8.北三段矿区位置；①.白音查干向斜；②.黄岗梁-甘珠尔庙倒转背斜；③.林西-淘海营子倒转向斜；④.白音查干-罕乌拉深断裂；⑤.黄岗梁-甘珠尔庙大断裂；⑥.新林镇-天山大断裂；⑦.西拉木伦河深断裂图1　北三段矿区大地构造位置简图(据张信等修编)Fig.1 The tectonic location map of Beisanduan mine

区内出露的地层主要有上二叠统林西组，该区古-中生代经历了古亚洲洋陆缘增生演化阶段和濒太平洋大陆边缘活动阶段(代治军等，2007)。

区内沉积作用、岩浆作用及变质变形作用较为发育。断裂活动主要发生在中生代晚期至新生代，以北东东向断裂为主，断层破碎带中充填酸性岩脉。

1.1地层

矿区内出露地层主要有上二叠统林西组第四段(P3l4)、第五段(P3l5)和第四系(Q4)(图2)。

a:1.第四系；2.上白垩统；3.上侏罗统；4.中侏罗统；5.上二叠统；6.志留系；7.大井矿区；8.林西县；9.研究区 b：1.第四系；2.林西组第四段；3.林西组第五段；4.林西组第六段；5.花岗闪长岩；6.样品编号及位置；7.岩脉图2　北三段矿区地质简图Fig.2　The geological map of Beisanduan mine

上二叠统林西组四段岩性为深灰色粉砂质板岩、变质泥质粉砂岩夹变质石英砂岩。岩层走向以北东为主，倾向为110°～150°，倾角为60°～86°。粉砂质板岩多为变余粉砂结构，薄层状构造，主要矿物成分为石英、长石、白云母、少量黑云母等。岩石节理极发育，多成层状或片状。

上二叠统林西组五段岩性为深灰色粉砂质板岩与灰色、灰黄色变质细粒长石砂岩、钙质中粒岩屑石英砂岩，不等厚互层状，间夹少量深灰色变质粉砂岩。地层走向以北东为主，倾向为110°～150°，倾角为60°～86°。粉砂质板岩、变质长石砂岩多为变余粉砂状结构、变晶结构，块状构造，主要矿物成分为石英、长石、白云母、少量黑云母等。

第四系分为上更新统乌尔吉组(Qp32w)及全新统冲洪积物(Qhapl)。第四系上更新统乌尔吉组主要以粉土为主，含少量砾石，主要分布于矿区中部的河流阶地上，出露面积较大。第四系全新统冲洪积物主要以冲洪积成因的砂土及砂砾石为主，主要分布于矿区中部旱河河床，分布面积较小。

1.2岩浆岩

矿区内侵入岩发育，属基性-中酸性次火山岩脉，常成群成带出现，呈岩脉、岩墙及岩床等形态侵入于林西组地层中，主要为早三叠世黑云二长花岗岩和中细粒斑状花岗闪长岩(T1γδ)。脉岩主要为花岗斑岩、石英闪长玢岩、闪长玢岩、绿泥石化辉绿岩和云斜煌斑岩。

1.3构造

研究区内断裂构造极为发育，可分为4组：近东西向组、北东向组、北西向组、近南北向组。其中，近东西向组、北东向组规模最大。北东向断裂形成主体方向北东向的复式向斜和复式背斜，并与褶皱伴生的纵向逆断层，以压性为主；北西向断裂形成北东向的正断层及断陷盆地。东西向断裂形成北东、东西向断层，北西向右行平移断层；北东向开阔褶皱，并改造早先形成断裂，以压性为主。南北向的断裂形成北南、北东、北北东向断层及北东向侵入岩带,并错切早期断裂。

2　矿床地质特征

北三段银铅多金属矿区南北长约3 700m，东西宽约3 000m，以中部旱河为界分南区、北区，两区相距约1 500m(图2)。矿体受地层、构造和侵入岩因素控制。其中，断裂构造为主要控制因素，矿体主要分布于次一级断裂构造中。矿体赋存部位主要有3种：①赋存于花岗闪长岩体中(南区)。②赋存于花岗斑岩脉与上二叠统林西组变质砂岩接触带。③赋存于上二叠统林西组变质砂岩中。

南区有17条矿体，主要矿体有1、2、8号。主要矿体特征如下：1号矿体位于A19线—A31线，矿体赋存于上二叠统林西组变质砂岩与花岗闪长岩接触带中，矿体蚀变强烈，主要有硅化、绿泥石化、褐铁矿化，岩石破碎，局部呈松散土状，钻探岩心中可见黄铁矿和毒砂等矿物，矿体呈脉状，长度约200 m，平均厚度3.25 m，产状30°∠75°；2号矿体位于H4线—H1线，矿体赋存于早三叠世花岗闪长岩与上二叠统林西组变质砂岩接触带中，蚀变较强，主要有硅化、绿泥石化、褐铁矿化等，矿体呈脉状，长度约80 m，平均厚度0.99 m，产状220°∠76°；8号矿体位于H2线—H1线，矿体赋存于花岗闪长岩体中，呈脉状产出，蚀变强烈,主要有硅化、绿泥石化、褐铁矿化等，推断在地表与8号矿体平行产出的30号矿(化)体和其他3条蚀变破碎带在深部合并为一条，矿体长度约60 m，平均厚度3.53 m，产状30°∠83°。

北区位于矿区的东北部，面积约3.8 km2，赋存13条矿体，主要矿体有4、12、14号。4号矿体位于北区C6线—C3线，矿体赋存于上二叠统林西组变质砂岩中，蚀变强烈，主要有硅化、绿泥石化、褐铁矿化等，矿体呈脉状，长度约160 m，平均厚度0.97 m，产状215°∠74°，深部钻探未见到该矿体；14号矿体位于北区C4线—C1线，矿体赋存于上二叠统林西组变质砂岩带中，蚀变强烈，主要有硅化、绿泥石化、褐铁矿化等，矿体呈脉状，长度约100 m，平均厚度0.96 m，矿体产状20°∠79°；12号矿化体位于北区C6线—C11线，矿体赋存于上二叠统林西组变质砂岩中，矿体蚀变强烈，主要有硅化、绿泥石化、褐铁矿化等，矿体呈脉状，长度为260 m，平均厚度3.26 m，产状60°∠80°。

南区和北区具有相同蚀变分带和矿化特征，主要有毒砂矿化碎裂岩、碎裂岩和黄铁矿化碎裂岩

(1)毒砂矿化碎裂岩呈自形—他形粒状结构、浸蚀结构，稀疏浸染状构造。毒砂，自形柱状或菱柱状分布，裂纹发育。闪锌矿，他形粒状分布，有的与黄铁矿分布在一起，交代黄铁矿呈港湾状，里面含乳滴状黄铜矿(图3a)。黄铁矿，他形粒状或集合体分布，含量极少。

(2)碎裂岩呈自形-他形粒状结构，稀疏浸染状构造。毒砂，自形菱柱状或粒状分布。黄铁矿，他形粒状或集合体分布。磁黄铁矿，他形粒状分布于石英粒间。黄铜矿，他形粒状分布，有的与黄铁矿分布在一起(图3b)。

(3)黄铁矿化碎裂岩。黄铁矿，他形粒状或集合体分布，有的呈细脉状分布于裂隙中；磁黄铁矿，呈他形粒状分布于石英粒间；黄铜矿，他形粒状分布，有的与黄铁矿分布在一起，或呈乳滴状分布于闪锌矿中；闪锌矿，他形粒状分布，与黄铁矿分布在一起，交代黄铁矿呈港湾状，含乳滴状黄铜矿(图3c)。

(a)闪锌矿交代形毒砂;　　　　　　　　　(b)黄铜矿呈他形粒状分布;　　　　　　　(c)闪锌矿交代黄铁矿呈港湾Sp.闪锌矿；Ap.毒砂；Ccp.黄铜矿；Py.黄铁矿图3　矿石结构图Fig.3　Ore structure photos

3　成矿时代

通过对已公开发表的年龄数据研究可见，该区区域上成矿年龄主要集中在350～400Ma和130～180Ma 2段(WANG et al,1986;李文博，2008)。其中，第一年龄段以中高温钼铜矿为主，第二年龄段以中低温铜铅锌矿为主。岩体主要有350～400Ma，230～270Ma和130～160Ma 3段。

与本区邻近的大井矿床其成矿年龄在134Ma，而本区的矿石模式年龄在121～160Ma，与区域上第二阶段成矿时间相一致；脉岩的模式年龄为147～274Ma，与第三阶段成岩时间相一致；花岗岩的模式年龄为278～304Ma，与第二阶段成岩时间相一致(表1)。

4　成矿模式

在古生代华北板块和西伯利亚板块之间经历了古亚洲洋的发生、发展和消亡，并于石炭纪—二叠纪晚期闭合，形成了华北-内蒙古( 额尔古纳) 联合板块。在近东西—北东东向挤压作用下，形成东西向压性构造破碎带，并伴有南北向的张性破碎带，在三叠纪形成了岛弧花岗岩和同碰撞花岗岩体。燕山—喜山期进入了太平洋动力学体系与中国东部主动大陆边缘斜向相互作用为主的大地构造演化旋回，形成了北东—南西拉张、北西—南东向挤压的构造格局。发生陆内伸展与岩石圈大规模减薄作用，引发地壳-上地幔的强烈活动，形成本区的北东向幔源的煌斑岩脉和拉张环境的辉绿岩脉，并形成部分浅成酸性花岗斑岩脉和闪长岩脉(图4)。

表1　北三段矿区Pb同位素模式年龄表

1.地幔岩浆；2.壳幔混熔岩浆；3.地壳融熔岩浆；4.下地壳；5.中上地壳；6.闪长玢岩、辉绿岩；7.花岗斑岩壳源；8.煌斑岩；9.可能存在铅锌矿脉；10.银、铅锌矿脉；11.铜矿脉；12.银矿脉图4　成矿模式图Fig.4　Mineralization model map

120～145Ma是西拉沐沦成矿带成矿高峰期，在区域经历了古亚洲洋构造域向滨西太平洋构造域的转换，岩石圈由加厚开始减薄，加厚使得下地壳残留固相组合中镁铁质矿物从角闪岩相向榴辉岩相大规模转变，脱水脱气作用，形成CO2+H2O的流体；同时拆沉的下地壳熔体在穿过底辟上涌的地幔橄榄岩时，形成高Fe2O3的熔体不断加入到地幔，导致地幔的fO2增高；这样就形成了以CO2+H2O为主的氧化流体(孙月丰等，1995)，岩石中的金属硫化物被氧化(Ag氧化为Ag+从岩石中溶出，形成Ag+的络合物)，地幔中的亲铜元素则以硫酸盐岩的形式进入熔体，形成初始成矿流体。完成成矿的第一次物质交换。

初始成矿流体在深部较高温压下，富含CO2的流体分为2相：盐水流体相和低盐度CO2+H2O相，这就可使与Cl-配合的贱价金属与包括Au、Ag、Sb和As在内的其他金属分离；在高温高压条件下熔融形成强烈亏损的重稀土HREE的中酸性熔体的快速上升，引起大离子亲石元素向上部地壳运移，形成薄膜机制，产生Li、Rb、Sb、V、Th、Ta、Nb、TR、F元素的聚集或堆积，对金、铜等物质的运移有利。成矿流体从深部向上运移的过程中发生了第二次物质交换——初始成矿流体与地层围岩的交换：一方面，流体在其周围产生钾化带，并向外流动；另一方面，流体的热能使得围岩中地下水向流体流动。当含矿流体在近地表断裂中运移时，由于断裂的“泵吸”作用和岩体在侵位和冷凝过程中“巨大热能机”作用，导致热水溶液对流循环，而大气降水的加入，使得更多流体的加入而出现退化变质作用。由于大量大气降水的加入使得流体的温压、酸碱度及成分发生变化，成矿元素发生了卸载成矿作用(刘晓煌等，2003)。发生主要反应是在钾化、绿泥石化、绢英岩化、黄铁矿化过程中SiO2和K离子带出，成矿金属矿物和大量大离子亲石元素代入，稀土元素带出。

当部分流体穿过上地壳，与上地壳发生第二次物质交换，温压下降，过饱和的SiO2溶液首先结晶成非晶质SiO2，同时以胶态形式搬运的金属发生沉淀。非晶质SiO2在中温条件下不稳定，很快重结晶成他形粒状石英集合体。在石英沉淀过程中，成矿流体发生了相分离。气体组分(包括H2S)进入富CO2相。在较高温度发生富CO2相发生分离和位移，流体持续不混溶，将使成矿流体中H2S耗尽，从而使以胶体粒子形式搬运的金属元素发生沉淀(邓军，2000),在较低温度发生分离，形成北三段银铅多金属矿床。

5　找矿方向探讨

(1)本区成矿与晚侏罗世末断裂构造有关。构造以北东挤压和北西向拉张为主，前者以容矿构造为主，后者以导矿构造为主，部分地段和断裂兼容矿构造。因此，区内的北西向构造周围是应注意的重点区域。

(2)成矿与晚侏罗世末岩浆活动有关，地表的标志就是煌斑岩和辉绿岩等，这些脉岩密集区是寻找矿体主要区域。

(3)本区成矿和大井矿床属于同一体系不同条件形成的矿床，具有共同的物质来源，温度较大井矿床低。因此，在本区与大井矿床之间区域是找矿重点区域，同时本区的深部可能找到与大井同类型矿床。

(4)南区更接近深源岩浆，北区可能没有深源岩浆或是位于深源岩浆的顶部，从理论上而言，北区地表以找银矿为主，深部和南部以找铜多金属矿为主。

(5)通过成矿模式来看，北东和北西向交汇部位扩容空间大，是找富矿有利部位；东西向和南北向交汇及有北东向构造或脉岩的部位是找矿有利部位。

6　结论

(1)本区的成矿与晚侏罗世末所形成的一系列北东向和北西向断裂构造有关，特别是北东向和北西向交汇部位是找矿有利部位。

(2)本区的成矿与晚侏罗世末的岩浆热液活动有关，尤其是煌斑岩和辉绿岩等，脉岩密集区应作为寻找矿体的主要区域。

(3)本区矿床与大井矿床虽然在成矿温度上存在着一定的差异，但它们有着共同的物质来源，因此,在本区寻找相类似的矿床可以作为下一步找矿方向。

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Metallogenic Model and Ore Prediction of the Beisanduan Ag-Pb Polymetallic Depoisitin Linxi County, Inner Mongolia

SU Hongjian1, YANG Rui1, LIU Xiaohuang2*,YUAN Xiaoping1,LÜ Xiangguang1,ZHAO Jing1,LI Baofei3,4

(1. No.514 Geological Party of North China Bureau of Geology for Mineral Rsources Exploration,Chengde 067000, Hebei, China;2.The Gold Command of Chinese Armed Police Force, Beijing100010, China;3.China University of Geosciences, Beijing 100083, China;4. The 7th Gold Detachment of Chinese Armed Police Force, Yantai 264004, Shandong, China)

The Beisanduan Ag-Pb polymetallic deposit is an epithermal deposit, which is silver-basedand associated with comprehensive utilization Pb, Zn. Based on the geological background of mining area, geological characteristics of mineral deposit, orebody and ore characteristics, the regional geological characteristics and metallogenic epoch have been analyzed, the source of ore-forming materials has been discussed by applying Pb isotopes, and then the metallogenic model for this deposit has been proposed.According to metallogenic model, the predictability of metallogenic potential in this deposit and its surrounding has been discussed, which provide foundation and suggestion for the further ore-prospecting. Then five ore-prospecting criteria have been put forward. The NW-trending faults, theintersections between NW-and NE-trending faults or the ones between EW-and SN-trending faults, the lamprophyre and diabase dykes related Late Jurassic magmatic activity and adjacent area, the region between Beisanduan and Dajingdeposits, as well as the depth of Beisanduan deposit serve as the favorable positions for ore prospecting.

Ag-Pb polymetallic deposit; epithermal deposit; metallogenic model; ore prediction;Beisanduan deposit

2015-12-12；

2016-04-29

承德华勘五一四地质勘探有限公司“内蒙古林西县北三段矿区详查”(2010001)

苏宏建(1987-)，男，河北承德人，硕士，工程师主要从事区矿调、资源地质勘察工作。E-mail: 276184075@qq.com

P618.52；P618.42

A

1009-6248(2016)03-0124-08