花敖包特银铅锌矿隐爆角砾岩-次流纹岩特征

赵胜金 朴丽丽 宓奎峰 易慧能 张小奇 颜宇航

(1.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院；2.内蒙古自治区第十地质矿产勘查开发院)

花敖包特银铅锌矿隐爆角砾岩-次流纹岩特征

赵胜金1,2朴丽丽1,2宓奎峰1易慧能2张小奇2颜宇航2

(1.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院；2.内蒙古自治区第十地质矿产勘查开发院)

内蒙古花敖包特银铅锌矿床是大兴安岭中南段西坡银多金属成矿带典型矿床之一，对该矿床隐爆角砾岩-次流纹岩的岩石学特征、蚀变特征、岩体产状、地球化学特征以及地质意义进行了详细分析。结果表明：①该矿床矿体与早白垩世隐爆角砾岩-次流纹岩体空间关系密切，成因与隐爆-次火山作用有关；②该矿床应为与隐爆角砾岩-次火山岩系统有关受断裂控制的中—低温次火山热液矿床，矿床成矿时代为早白垩世。根据上述分析可进一步认为，对区内隐爆角砾岩-次流纹岩进行识别勘查有利于在矿床深部及外围开展找矿工作。

隐爆角砾岩-次流纹岩 银铅锌矿床 岩石学特征 地质意义 隐爆-次火山作用

花敖包特银铅锌矿床位于内蒙古自治区西乌珠穆沁旗北东约150 km处，大地构造位置属于大兴安岭成矿带中南段锡林浩特—霍林郭勒成矿亚带，是一大型银铅锌多金属矿床。对于该矿床成因的研究，刘建民等[1]认为是海底热液喷流-沉积成矿成因，多数学者认为是中—低温热液矿床[2-5]。通过野外工作尤其是大量坑道观察，发现花敖包特银铅锌矿床的矿体及矿化与隐爆角砾岩-次流纹岩构成的次火山岩空间关系密切，隐爆-次火山作用是该矿床浅部成矿流体生成的主要方式。通过详细讨论隐爆角砾岩-次流纹岩特征及地质意义，为区内找矿工作提供依据。

1 矿区地质概况

花敖包特银铅锌矿床位于梅劳特深大断裂NE段。矿区出露地层为下二叠统寿山沟组、上侏罗统满克头鄂博组、新近系上新统五叉沟组及第四系。其中下二叠统寿山沟组岩性组合主要为变质砂岩、含砾砂岩、粉砂岩及板岩等，为最主要的赋矿地层。矿区内岩浆岩主要为华力西晚期超基性岩体和燕山晚期岩株、岩墙和岩脉。华力西晚期超基性岩体受梅劳特深大断裂控制，呈NEE向带状展布，岩性主要为蛇纹岩，原岩属斜辉辉橄岩；燕山期脉岩主要有次流纹岩及闪长玢岩。花敖包特地区的构造以断裂构造为主。梅劳特深大断裂为南侧超基性岩与北侧寿山沟组砂板岩地层的断裂接触带，沿走向呈波状，显压扭性特征，长80 km，宽约600 m，走向NEE，倾向SSE，倾角约70°，走向及倾向方向均有变化，是区内重要的导矿、容矿构造。梅劳特深大断裂北侧砂板岩地层中NW(约320°)、NE(约40°)及近SN向断裂为重要的容矿构造，形成该几组方向的矿脉或矿体40余条，断裂构造是该区的主要控矿因素。

2 矿体地质特征

(1)Ⅰ-1#矿体。呈板柱状、囊状，形成于华力西晚期蛇纹岩与下二叠统寿山沟组变质砂岩断裂接触带—NEE向梅劳特断裂走向、倾向的产状突变部位的有利储矿构造位置，矿体以充填及交代方式赋存于接触带内，矿石及附近围岩强烈蚀变。

(2)Ⅱ-2#矿体及其他主要矿体。多呈脉状成群分布，平面上及倾向上多呈近平行排列，沿走向和倾向上有尖灭再现、分支复合现象，一般受NW(约320°)、NE(约40°)及近SN的断裂控制，倾向以NE、E及SE向为主，倾角45°～70°。矿体一般厚10至数十米，延长、延深多较稳定，矿体形态呈脉状、透镜状产出。矿(化)体以赋存于下二叠统寿山沟组砂板岩3组方向断裂及各种次级小裂隙、断裂中为主，其次为赋存于隐爆角砾岩-次流纹岩体中或与砂板岩地层接触带部位，以充填方式为主，交代-充填方式次之，矿石品位极富。

3 隐爆角砾岩-次流纹岩特征

3.1 岩体产状特征及与矿体的关系

矿区内隐爆角砾岩及次流纹岩均属次火山岩浆作用的产物，可作为一个整体讨论，称为隐爆角砾岩-次流纹岩体，与成矿关系密切。隐爆角砾岩-次流纹岩体平面形态以脉状、透镜状、囊状或长椭圆状为主，部分中段表现为不规则状，长轴延向以NNE向为主，规模大小不一，产状多陡立，目前控制的一、二采区3处次流纹岩在标高差300 m的各中段均有连续出露，向深部仍有延伸。由三采区各中段次流纹岩体分布及产状可知，岩体根部在一、二采区到三采区之间，斜向沿各种断裂通道侵入至三采区，产状较缓，形成平面形态复杂的次流纹岩体，因此在下部中段平面极少或未见次流纹岩，中部见次流纹岩中段则呈现极不规则、分支复合的产出状态。次流纹岩体边部常有流纹岩或隐爆角砾岩岩枝沿断裂挤入，其中隐爆角砾岩多可见与矿体相伴。隐爆角砾岩-次流纹岩普遍发育绢云母化、黄铁矿化，次为高岭土化等，局部亦可见不规则铅锌矿细脉状或细脉浸染状铅锌矿化。该隐爆角砾岩-次流纹岩体为沿断裂侵入，受断裂控制明显，侵入接触带受成矿期或稍晚的断裂改造，多呈断层接触，接触部位强烈的绢云母化、高岭土化等，并多见同成分或复成分(多为次流纹岩与砂板岩)隐爆角砾岩及沿断裂充填的矿体。

3.2 岩石学特征

(1)块状流纹岩。主要分布于岩体内部，为岩体主体岩石。岩石呈浅灰、灰白色，多为显微鳞片变晶结构，变余少斑结构，基质变余包含霏细结构，块状构造。岩石受热液作用蚀变强烈，出现大量新生的绢云母，并多具有星散状黄铁矿化，原岩的斑晶及基质中的霏细质长石质矿物全部变为绢云母、少量高岭石等，原岩结构尚清晰可辨，以假象保留原结构面貌。少量铅锌矿化现象分布于裂隙中或呈稀疏浸染状分布，岩石整体可以见到各种成分的微—细裂隙脉，脉中主要含1种或几种金属矿物的硅质脉，或绿泥石硅质脉等，稀疏浸染状或星散状黄铁矿化及绢云母化普遍发育。

(2)流纹状流纹岩。分布面积较小且局限，主要分布于岩体靠外部分至与围岩接触部位，岩石呈灰白色，流纹构造发育，靠近块状流纹岩向外过渡为具流纹构造(需仔细观察或显微镜下观察)，再向外围至围岩接触部位则流纹构造清晰且发育。近围岩部位形态受围岩的影响，形成一些涡流状、波曲状等流动构造形态，部分地段岩石随弯曲的流纹呈弯曲板片状、薄板状剥落，特征明显，板片厚薄不一，多为5～30 mm。岩石稀疏浸染状或星散状黄铁矿化及绢云母化仍普遍发育，亦可见到少量铅锌矿化现象，整体蚀变及矿化略好于块状流纹岩。

(3)隐爆角砾岩。分布范围较大，但面积较小，主要分布于次流纹岩体四周偏边缘部位及附近，岩体顶部、上部隐爆角砾岩发育，向下逐渐不发育，多为接触带状及不规则脉状，蚀变强烈，在各中段常可见到与流纹岩体相伴过渡产出，或在次流纹岩体附近与矿体相伴产出，亦有直接含矿成为矿化体或矿体的。岩石呈灰白色，多为显微鳞片变晶结构、变余角砾结构，角砾状构造、砾状构造，角砾大小不一，多为3～6 cm。大小角砾多呈圆化浑圆状、次棱角状，角砾以次流纹岩为主，次为围岩角砾，如灰黑色板岩、变质砂岩、变质含砾砂岩等，另有灰白色隐爆角砾岩，隐爆角砾岩角砾的存在说明了隐爆作用的多次作用。隐爆作用影响下，角砾成分及各成分含量与隐爆角砾岩所处的空间位置相关，靠近流纹岩或隐爆角砾岩一侧，隐爆角砾岩的角砾状构造明显，角砾含量多、粒径大，角砾成分以次流纹岩为绝对主体，偶见或少见有灰黑色砂板岩角砾；向围岩靠近，则围岩砂板岩角砾含量增多，并逐渐过渡到砂板岩与流纹岩共同构成砾石，呈现黑、白混杂的状态，但砂板岩砾石多不占据主体；再向围岩靠近则表现出少量隐爆角砾与震碎围岩角砾混杂的状态，直至过渡到震碎角砾岩；再远离则为震裂围岩，直至较为正常的围岩，形成一套各具特征的隐爆角砾岩。隐爆角砾岩、震碎角砾岩、震裂角砾岩的角砾间、裂隙均为稍晚含矿热液运移、沉淀矿质提供空间。典型隐爆角砾岩胶结物以同角砾成分的细碎屑、岩粉为主，局部另有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等硫化物与石英等。隐爆角砾岩蚀变亦较强，角砾及胶结物中的长英质矿物绢云母化强烈，局部地段隐爆角砾岩强烈硅化、绢云母化，并伴随不同程度的黄铁矿、铅锌矿化，成为矿(化)体或近矿围岩。

上述3类岩性各具特征，三者接触部位多为渐变关系，大体呈相带的相变关系。块状流纹岩多为中心相，过渡相多为流纹状流纹岩，边缘相以隐爆角砾岩为主，也可为流纹状流纹岩。

3.3 次流纹岩地球化学特征

(1)次流纹岩的铝饱和指数(A/CNK)为2.88～3.03，大于1.0，属铝过饱和型，显示地壳源的特点[6]；SiO2与TiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、P2O5等含量呈线性降低趋势；该类次流纹岩具有高硅(SiO2含量75.00%～78.03%)，富Y、Nb、Zr，低Al2O3含量(10.96%～11.68%)和极低的CaO、MgO含量(分别为0.04%～0.07%、0.37%～0.51%)等，显示出富硅，低铝、钙、镁的特征。

(2)次流纹岩的稀土元素总量(ΣREE)为(114.96～124.68)×10-6，稀土元素球粒陨石标准化曲线为右倾型；δEu值为0.87～0.95，属于轻度亏损，δCe值为0.95～0.96，表明Ce为弱亏损型，具Ce负异常；LaN/YbN值为5.22～5.52，平均5.40，LREE/HREE值为6.10～6.27，均说明有明显的轻重稀土分馏；GdN/YbN值为1.09～1.19，说明重稀土分馏弱。

(3)微量元素原始地幔标准化蛛网图显示出明显的Ba、Sr亏损槽；w(Zr)/w(Hf)值为26.72～27.22，w(Zr*)值为12.6～13.0，属锆富集型，反应壳源的特征。w(Nb)/w(Y)-w(Rb)/w(Y)图解投点均落入了上地壳的区域内，说明该类次流纹岩来源于地壳。

综上所述，该矿区次流纹岩具有明显的轻重稀土分馏现象，且重稀土分馏较弱；w(Nb)/w(Y)-w(Rb)/w(Y)图解及w(Zr*)值均反映次流纹岩来源于地壳；铝饱和指数(A/CNK)较大，属铝过饱和型，也反映了壳源的特点。可认为，该类次流纹岩是由地壳物质的熔融形成的。

4 隐爆角砾岩地质意义

4.1 对矿床形成时代的约束

次流纹岩与矿床具有成因关系，成矿时代与次流纹岩时代大体相同或稍晚，次流纹岩的锆石U-Pb等时线年龄为136±3 Ma，MSWD值为0.31[5]，可认为，次流纹岩、花敖包特大型银铅锌矿床成矿时代为早白垩世。

4.2 流体及成矿物质来源

花敖包特银铅锌矿床形成于中深-浅成环境中，成矿温度多集中在中—低温的温度范围内，该成矿流体属低盐度、低密度的不饱和溶液，成矿流体主要由岩浆水与下渗的大气降水混合组成[2,5]。通过对花敖包特矿区内岩浆活动及矿床地质特征分析，岩浆水应为次火山岩浆水。该矿床的硫主要为幔源硫，矿石铅可能主要来源于上地幔或下地壳[2,5]。已探明的矿体大多赋存于寿山沟组地层中的断裂内，该组地层成矿元素背景含量相对于大陆地壳元素丰度值较高，具有一定的成矿潜力[7]，为成矿作用提供了一部分成矿物质。矿石中金属硫化物的S、Pb同位素分析结果显示，该矿床的成矿物质来源具有主要来源上地幔、兼具壳幔混合来源的特征。

4.3 矿床成因及成矿过程

次火山岩浆的隐蔽爆破-次火山岩浆作用是浅部成矿流体生成的主要方式[6]。由此认为，次火山岩浆的隐蔽爆破-次火山岩浆作用为该区的成矿作用提供了以热动力与次火山岩浆水为主的成矿流体，并不断活化、富集幔源、壳源成矿物质，以次火山岩浆水为主的成矿流体携带多来源富集的成矿物质在有利的构造部位成矿。

自中生代以来，大兴安岭南段进入了伸展造山构造体制[5]，伸展造山作用的持续演化将引起热流补给并导致深部岩浆上侵，同时，幔源的S、Pb等成矿元素也不断被带至地壳。此外，在该伸展构造背景下，华力西晚期形成的梅劳特深断裂的继承性多期活动，不仅触发了早白垩世次火山岩浆沿断裂通道上升侵位，而且为该区的成矿作用提供了热液、幔源矿质及热动力，同时形成和发展了以NW，近SN，NE向为主的次级断裂系统，为隐爆角砾岩-次流纹岩成岩提供了空间，为成矿元素的活化、富集提供了通道及赋存空间。次火山岩浆在上升过程中，顶部大量含挥发组分的次火山热液进入上述构造中，热液内压超过了围岩的承受压力时，发生隐蔽爆破，并可能经过“自下而上-顺次推进-序次叠加”的多次爆破[8]，隐爆作用说明了气相成矿作用的存在，对巨量、多种金属聚集有重要意义[9]。隐爆作用同时促使NW，近SN，NE向为主的次级断裂系统的继承活动或新隐爆构造的产生，使容矿构造趋于复杂化。形成隐爆角砾岩后，应力的释放使随后次火山岩浆浅成就位形成次流纹岩，岩浆结晶分异、岩浆演化过程中流体中的成矿物质不断富集，同时下渗的大气降水受次火山岩浆的加热，并与之发生等温混合沿断裂带向上运移。下渗环流淋滤萃取寿山沟组地层中的成矿元素形成多来源含矿热液，在上述有利构造部位富集成矿，构造脉动和成矿流体演化造就了成矿的多阶段性和复杂性，从而形成了现今隐爆角砾岩-次流纹岩、构造、矿体三位一体的局面，最终形成了与早白垩世隐爆角砾岩-次火山岩系统有关受断裂控制的中—低温次火山热液矿床——花敖包特大型银铅锌矿床。

5 讨 论

隐爆角砾岩-次流纹岩是花敖包特地区找矿的一个标志，在矿区外围及深部，尤其是工作程度低的勘查区域开展初期的预查、普查工作时，应注意该岩体的识别勘查，注意其岩石特征及蚀变、矿化特征，对比矿区坑道内部的该套岩石，并在隐爆角砾岩-次流纹岩附近的有利构造部位注意寻找银铅锌矿体。另外，借鉴有关隐爆角砾岩型多金属矿床、次火山热液矿床、中—低温热液矿床的成矿系统模式、勘查找矿模型，注意深部及外围矿床类型、矿种的变化，可能有第二找矿空间的存在。

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2015-05-15)

赵胜金(1982—)，男，博士研究生，024005 内蒙古自治区赤峰市。