内蒙古科右前旗复兴屯银铅锌多金属矿床的发现及其意义

2022-12-06赵忠海李海军常时旗段海龙周立军梁杉杉

黄金 2022年11期

李敏，赵忠海，李海军，常时旗，顾宁，段海龙，周立军，梁杉杉

(1.内蒙古国土资源勘查开发有限责任公司； 2.辽宁工程技术大学矿业学院； 3.内蒙古地质矿产(集团)有限责任公司)

引言

大兴安岭地区是中国东部著名的中生代构造-岩浆岩带的重要组成部分，复杂的地质构造演化过程使其成为中国重要的有色金属成矿带[1-8]。近年来，大兴安岭中南段银多金属成矿带新发现了扎木钦大型铅锌银多金属矿床[9-10]、昌图锡力银铅锌锰多金属矿床[11]、拜仁达坝银铅锌矿床[12-14]、维拉斯托银锡多金属矿床[15-17]、花敖包特铅锌银矿床[18-19]、阿尔哈达铅锌银矿床[20-21]、双尖子山银多金属矿床[22-24]等各类大型多金属矿床[25-26]，证明该区域具有巨大找矿潜力。

2015年以来，依托内蒙古自治区地勘基金项目“内蒙古自治区科尔沁右翼前旗复兴屯银铅锌多金属矿(集中勘查)”，复兴屯的勘探找矿工作取得了重大突破，发现了大型银铅锌多金属矿床(银金属量5 105 t，Ag品位194.17 g/t；伴生锌金属量235 721 t，Zn品位1.34 %；伴生铅金属量135 238 t，Pb品位0.62 %)，并且在其外围多处预查区发现了较好的找矿线索。复兴屯超大型银铅锌矿床是近年来在该区域地质找矿的重大突破，被评为中国地质学会2019年度十大地质找矿成果之一，其发现和勘查过程对区域找矿具有重要意义[27]。本文重点从复兴屯银铅锌多金属矿床的地球化学、地球物理及勘探方面介绍其发现过程，并分析矿床地质特征、矿体特征，总结矿床成因及找矿标志，为该区域寻找同类型矿床提供勘查思路和理论依据。

1 地质概况

1.1 区域地质

复兴屯银铅锌多金属矿床位于科尔沁右翼前旗西部，其大地构造位置位于中亚造山带所属的兴蒙造山带东段，大兴安岭中南部(见图1-A),处于贺根山断裂南侧(见图1-B)。在古生代至中生代地质演化进程中，区域先后经历了碰撞造山过程、碰撞后伸展作用过程及其间的构造大转换阶段，期间火山岩浆作用强烈，形成了呈北北东向—北东向展布的大兴安岭火山岩带，表现为条带状古生代基底隆起和中生代火山盆地相间排列[28]。复兴屯银铅锌多金属矿床属于大兴安岭成矿省之突泉—翁牛特Ag-Pb-Zn-Cu-Fe-Sn-REE成矿带的索伦镇—黄岗Fe-Sn-Cu-Pb-Zn-Ag成矿亚带[29-30]，是古亚洲洋及滨太平洋构造体系相叠加形成的巨型成矿域的重要组成部分。

1—新生代沉积岩 2—中生代火山—沉积岩 3—二叠系火山—沉积岩 4—显生宙花岗岩 5—古生代蛇绿岩 6—变质杂岩 7—主干断裂 8—银(铅锌)多金属矿床 9—铜多金属矿床 10—铜矿床 11—锡多金属矿床 12—钼矿床 13—稀有金属矿床图1 大兴安岭地区大地构造简图(A)及大兴安岭中南段地质矿产简图(B)(据文献[31]修改)

区域出露地层主要有下—中二叠统大石寨组，上二叠统林西组，中侏罗统新民组及塔木兰沟组，上侏罗统白音高老组、满克头鄂博组、玛尼吐组，下白垩统梅勒图组，其中以侏罗系地层分布最广，岩性为酸性—中酸性火山熔岩、火山碎屑岩夹火山碎屑沉积岩。区域岩浆活动主要表现在燕山期，进入中—晚侏罗世，由于太平洋板块向欧亚板块的俯冲加剧，造成了大规模火山喷发。区域为滨太平洋陆缘活动带，以燕山期为主的强烈断陷与断隆构造格局为特征，受大兴安岭到林西区域性北北东向深断裂(霍林郭勒—索伦—扎兰屯—黑河北东向深断裂、大兴安岭东缘北北东向嫩江—八里罕深断裂、东西向西拉木伦深断裂)影响。由此而形成了一系列受东西向断裂和北东向断裂控制的、具有等间距的格子状构造格局，区域构造活动以北东向脆性断裂为主，其次为北北东向、北西向与近东西向，局部为火山机构的环状断裂和放射状断裂[30]。

1.2 矿区地质

矿区出露地层主要为上侏罗统满克头鄂博组(J3mk)、玛尼吐组(J3mn)、白音高老组(J3b)酸性—中酸性火山熔岩及火山碎屑岩系；局部出露下白垩统梅勒图组(K1ml)基性玄武岩[32](见图2)。矿区内出露的潜火山岩主要为晚侏罗世潜流纹岩及早白垩世梅勒图组玄武岩，多呈环状、放射状岩脉(体)分布于火山机构外围，沿北东向区域构造零星分布。矿区内岩脉主要有石英脉(q)、碳酸盐脉、玄武岩脉(β)、正长斑岩脉、流纹斑岩脉(λπ)及珍珠岩脉(νλ)。矿区内断裂以北东向及北西向为主，其中北东向断裂是火山活动之前的基底构造，北西向断裂主要分布在研究区中部，与北东向断裂形成网格状构造，其既是含矿热液的运移通道，同时也为矿质的沉淀提供有利空间。矿区内矿体主要赋存于上侏罗统满克头鄂博组流纹岩、火山角砾岩、含角砾凝灰岩中。

1—第四系 2—白音高老组 3—玛尼吐组 4—满克头鄂博组 5—梅勒图组 6—流纹岩 7—珍珠岩脉 8—流纹斑岩脉 9—玄武岩脉 10—石英脉 11—石英斑岩脉 12—地质界线 13—不整合界线 14—逆断裂 15—正断裂 16—性质不明断裂 17—推测断裂 18—走滑断裂19—火山断裂 20—火山口 21—未见矿/见矿钻孔 22—勘探线及编号 23—1 ∶5万水系沉积物综合异常及编号 24—1 ∶1万土壤综合异常及编号图2 复兴屯银铅锌多金属矿区地质图

内蒙古国土资源勘查开发有限责任公司在巴尔陶勒盖幅开展1 ∶5万水系沉积物测量时，共圈定水系沉积物综合异常9处，编号为AS1～AS9。其中，乙2 类异常2处(AS3、AS7)、乙3类异常2处(AS4、AS8)、丙类异常5处(AS1、AS2、AS5、AS6、AS9)。矿区内的水系沉积物综合异常为AS7和AS8(见图2)。这2处水系沉积物综合异常区出露岩性主要为满克头鄂博组、玛尼吐组火山中酸性碎屑岩。异常元素组合丰富，浓集中心和浓度分带明显，与伴生指示元素套合较好；由Co、Ni、Mo、Pb、Zn、Ag、As、Sb、Bi等异常组成，主成矿元素为Ag、Pb、Zn、Mo，伴生指示元素为Co、As、Sb、Bi等。

项目组对矿区内水系沉积物综合异常AS7和AS8开展了1 ∶1万土壤测量工作，共圈定4处土壤综合异常。将水系沉积物综合异常AS7分解为土壤综合异常AP1-1和AP1-3；将水系沉积物综合异常AS8分解为土壤综合异常AP1-2和AP1-4。本文主要介绍AP1-1土壤综合异常，以研究矿区1 ∶1万土壤地球化学特征。

AP1-1土壤综合异常分布在矿区中部，面积为0.53 km2，整体沿近东西向呈近似椭圆状展布，由Ag、Pb、Zn、Cu、Sb、Mn、W、Sn等异常组成，异常规模大、强度高，浓度分带、浓集中心明显，具低温—中高温热液元素组合特征(见表2)。该综合异常区出露满克头鄂博组、白音高老组地层，岩性主要为流纹岩、珍珠岩、火山角砾岩。异常区中部见潜流纹岩，北东部发育北西向走滑断裂F16，南东部发育北东向断裂F9、F10。

表2 AP1-1土壤综合异常特征

2 激电中梯测量

对矿区1 ∶1万土壤综合异常开展了1 ∶1万激电中梯测量，在土壤综合异常AP1-1处发现激电异常DJ4-1。该激电异常呈近南北向带状分布，长约5 540 m，宽约1 400 m，极化率极大值为2.8 %，电阻率异常呈似椭圆状南北向展布，电阻率多小于193 Ω·m，激电异常整体呈低阻高极化特征。在P20勘探线进行激电测深测量，结果见图3。深部激电异常呈次级叠加状态，窄条带状垂向延伸贯穿于整个剖面，极化率为2.0 %～5.0 %，电阻率异常在500 m深度以上呈串珠状垂向排列,构成带状，高低相间阵列式横向分布，电阻率为170～1 100 Ω·m。在500 m深度以下，随深度增大，电阻率具有明显变低的趋势，为110～230 Ω·m。结合钻孔资料，该激电异常特征表明：500 m深度以上为电阻率相对较高区段，对应火山熔浆溢流堆积形成的地质体，该区段内次生断裂较发育，垂向产状陡，含硫化物地质体沿裂隙垂向分布，向上延伸至地表附近，在剖面内呈阵列式横向分布，为熔岩盖层形成后期地质构造作用所致。在极距(AB/2)521 m以下，电阻率较低且大范围分布，表明对应地质体碎裂较严重，推测硫化物来源丰富且向深部延伸大。

图3 复兴屯银铅锌多金属矿区P20勘探线激电测深剖面图

3 工程验证及结果

3.1 矿体特征

2015年，针对土壤综合异常AP1-1及激电异常DJ4-1进行钻探工程验证，深部揭露厚大矿体。根据矿床特征，确定矿区钻探工程网度为160 m×160 m，共布置113个钻孔，钻孔深度为345.05～1 440.79 m。通过钻探工程控制，目前共计圈定了576条矿体。其中，银矿体92条，锌矿体424条，铅矿体28条，铅锌共生矿体32条。矿体均为隐伏矿体，总体呈“拱形”产出，西翼倾向230°～290°，东翼倾向47°～92°，倾角1°～45°，呈似层状、透镜状产出(见图4)。矿体主要赋存于满克头鄂博组火山角砾岩、流纹岩、流纹质凝灰岩、角砾凝灰岩、沉凝灰岩中。围岩蚀变主要为叶腊石化、绿泥石化、高岭土化、碳酸盐化；主要矿化为铁锰矿化、闪锌矿化、方铅矿化、黄铁矿化，局部见黄铜矿化。银矿体主要赋存于200 m标高以上，Ag9号、Ag10号、Ag14号矿体为主要银矿体。银矿体Ag平均品位为198.21 g/t，部分与银矿体共生的Zn、Pb品位分别为1.613 %、1.361 %。

1—沉凝灰岩 2—火山角砾岩 3—流纹岩 4—流纹质凝灰岩 5—霏细岩 6—锌矿体 7—银矿体 8—铅矿体 9—逆断裂及编号 10—钻孔编号及孔深(m)图4 复兴屯银铅锌多金属矿区K06勘探线剖面图

3.1.1 Ag9号矿体

Ag9号矿体为独立银矿体，由15个钻孔控制。矿体控制长度1 000 m，控制最大斜深742 m。矿体埋深147～464 m，赋矿标高413～704 m。矿体赋存于满克头鄂博组火山角砾岩、流纹岩、流纹质凝灰岩、角砾凝灰岩、沉凝灰岩中。矿体总体走向2°，西翼倾向272°，倾角8°～24°；东翼倾向92°，倾角12°～36°，呈似层状产出；矿体厚度0.98～23.91 m，平均厚度11.34 m，厚度变化系数69.31 %，厚度稳定。矿体Ag品位为88.69～598.18 g/t，平均品位为220.29 g/t，品位变化系数63.33 %，且有用组分Ag分布均匀。

3.1.2 Ag10号矿体

Ag10号矿体为银锌共生矿体，由18个钻孔控制。矿体控制长度560 m，控制最大斜深864 m。矿体埋深225～561 m，赋矿标高305～640 m。矿体赋存于满克头鄂博组火山角砾岩、流纹质凝灰岩、流纹岩中。矿体总体走向334°，西翼倾向244°，倾角6°～32°；东翼倾向64°，倾角5°～14°，呈似层状产出；矿体厚度0.85～14.43 m，平均厚度3.82 m，厚度变化系数94.77 %，厚度较稳定。矿体Ag品位为80.73～396.60 g/t，平均品位131.10 g/t，品位变化系数55.27 %；共生Zn品位为0.045 %～6.505 %，平均品位为1.501 %，品位变化系数123.82 %。有用组分Ag分布均匀、Zn分布较均匀。

3.1.3 Ag14号矿体

Ag14号矿体为银锌共生矿体，由9个钻孔控制。矿体控制长度240 m，控制最大斜深858 m。矿体埋深370～670 m，赋矿标高220～520 m。矿体赋存于满克头鄂博组流纹质凝灰岩、火山角砾岩中。矿体总体走向340°，倾向250°，倾角7°～32°，呈似层状产出；矿体厚度0.94～15.35 m，平均厚度4.13 m，厚度变化系数105.61 %，厚度较稳定。矿体Ag品位为83.98～268.93 g/t，平均品位123.60 g/t，品位变化系数45.13 %；共生Zn品位0.221 %～6.440 %，平均品位1.081 %，品位变化系数123.80 %。有用组分Ag、Zn分布较均匀，矿体中无夹石。

3.2 围岩及蚀变特征

矿体围岩均为满克头鄂博组火山岩，矿体与围岩呈渐变过渡关系，界线不明显，需根据化学分析结果确定。围岩主要为火山角砾岩、流纹质凝灰岩、流纹岩、角砾凝灰岩、沉凝灰岩。银矿体围岩Ag品位最高达62.10 g/t，锌矿体围岩Zn品位最高达0.990 %，铅矿体围岩Pb品位最高达0.650 %。围岩普遍具有褐铁矿化、硅化、叶蜡石化、萤石矿化、高岭土化、碳酸盐化、黄铁矿化、铅锌矿化、黄铜矿化。

3.3 矿石特征

金属矿物主要有针碲金银矿、自然银、银黝铜矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等(见图5)，脉石矿物主要有菱锰矿、菱铁矿、石英、长石及绢云母等。闪锌矿、方铅矿、针碲金银矿呈他形粒状，自然银呈不规则状，银黝铜矿呈不规则状，黄铁矿呈半自形—他形粒状，毒砂呈自形—半自形粒状，黄铜矿呈他形粒状(见图6)。金属矿物生成顺序为黄铁矿→闪锌矿→方铅矿→斑铜矿→银黝铜矿→自然银。其中，闪锌矿与方铅矿基本同时形成，银黝铜矿与自然银也基本同时形成，所有金属矿物均为一期形成，矿物结晶早晚存在差异。矿石结构主要为半自形—他形粒状结构、交代结构、胶状结构等；矿石构造主要为浸染状构造、角砾状构造及细脉浸染状构造。

a、b—浸染状铅锌银矿 c、d—脉状铅锌银矿e—富矿段银铅锌矿 f—富矿段银铅锌矿伴生黄铜矿图5 复兴屯银铅锌多金属矿区典型矿石照片

图6 矿石镜下显微特征

4 矿床成因与发现意义

4.1 矿床成因

复兴屯银铅锌多金属矿床处于大兴安岭中南段银多金属成矿带内，二连浩特—扎兰屯深大断裂与北北东向大兴安岭主脊断裂交会部位附近，具有较好的成矿地质条件[33-37]。矿区构造控矿表现为2种形式：①深部以陡立裂隙系统控制的稀疏细脉状铅锌矿化为主，品位较低；②中浅部以缓倾斜火山构造控制的角砾状银铅锌矿化为主，有细脉状矿化叠加，特别是浅部常发育品位较高、以银为主的银铅锌矿体。个别钻孔在880～1 000 m深处亦见呈脉状产出的块状铜铅锌钼银矿石。通过系统的岩心观察、镜下鉴定，推测深部的陡立裂隙系统为次火山热液和大气降水循环系统混合热液的水压破裂所致，而中浅部的缓倾斜火山构造为次火山和大气降水循环系统混合热液隐爆成因，发育隐爆角砾岩。

晚侏罗世—早白垩世，区域内发生大规模陆相火山—次火山活动[38-42]，火山活动的晚期或间歇期，形成早白垩世次火山岩株，次火山岩株对大气降水的加热作用，形成局部大气降水循环系统。次火山岩株分异出的岩浆水与大气降水混合，发生强烈的水岩反应，淋滤萃取围岩中的成矿物质，使围岩发生大规模蚀变。这种混合热液向上迁移，导致深部岩石发生水压破裂。区域性断裂不发育，热液流体缺乏开放的迁移通道，当流体内压超过上覆岩石的静岩压力时，在中浅部发生隐爆作用，形成缓倾斜的隐爆角砾岩带；隐爆导致流体的减压沸腾，导致络合物失稳，进而使得成矿物质大量沉淀。按照不同元素的沉淀温度，自下而上分别形成锌矿体、铅锌矿体、银铅锌矿体和银矿体。

综上所述，矿区内矿体受火山机构控制，成矿与火山—次火山热液活动关系密切，火山构造和次火山岩侵入体派生的同生裂隙系统控制了矿体的产出，认为复兴屯银铅锌多金属矿床成因类型属于陆相火山—次火山热液型。

4.2 发现意义

复兴屯特大型银铅锌多金属矿床的发现过程：小比例尺化探圈定靶区→大比例尺物化探结合成矿地质分析缩小靶区→深部激电测深结合钻探工程验证。该矿床发现于地表覆盖厚、矿化不显著等找矿线索不明显的大兴安岭浅覆盖地区，在该地区合理运用地质、化探、物探等手段，尤其是有针对性开展深部物探工作进行隐伏矿体探测效果最佳，为区域勘查提供了新思路并总结了较好的找矿经验。该矿床是该地区继扎木钦大型铅锌银多金属矿床发现之后的又一重大找矿突破。同时，也显示该地区及外围仍具有较大找矿潜力。

总结了重要找矿标志：①地球化学找矿标志。元素共生组合主要由Ag、Pb、Zn元素组成，伴有Cu、Au、Ga、W、Mo、Sn、Sb、Bi、As等元素，异常套合十分紧密、强度高、规模大、浓集中心明显。②地球物理找矿标志。低阻高极化地区是找矿有利地段，尤其是酸性侵入体与酸性火山碎屑岩接触带及其附近。③矿化蚀变找矿标志。围岩蚀变具有明显的垂向分带性，上部主要蚀变为铁锰碳酸盐化、高岭土化和叶蜡石化，见少量硅化、萤石化；深部主要蚀变类型为硅化、碳酸盐化、高岭土化；在地表酸性火山-碎屑岩分布区内，铁锰碳酸盐化、黄铁矿化、铅锌矿化、铁锰碳酸盐次生变化的铁锰帽为直接找矿标志。这些找矿标志可为区域寻找同类型矿床提供新的找矿思路和方向。