姜　玲， 吳昌志， 王宣青， 徐春華， 顧連興

(1.南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京210046； 2.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇南京210007；3.內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市庫倫旗協(xié)鑫有色礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古通遼028000)

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內(nèi)蒙古庫倫旗臥力吐花崗巖下接觸帶鉛鋅礦地質(zhì)特征及找礦啟示

姜玲1,2， 吳昌志1， 王宣青3， 徐春華2， 顧連興1

(1.南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京210046； 2.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇南京210007；3.內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市庫倫旗協(xié)鑫有色礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古通遼028000)

摘要：內(nèi)蒙古自治區(qū)庫倫旗臥力吐礦床屬矽卡巖型礦床，鉛鋅資源量合計(jì)已接近大型礦床規(guī)模。礦區(qū)內(nèi)與成礦有關(guān)的海西期黑云母二長花崗巖可以分為相連的2個(gè)部分：一是東部的巖株，二是從巖株向西伸出的舌狀巖體。主礦體主要產(chǎn)在舌狀巖體下盤接觸帶的晚石炭世蝕變灰?guī)r和大理巖中。主礦體的礦石礦物成分、圍巖蝕變礦物和銅/鉛鋅比值等的變化規(guī)律以及舌狀巖體產(chǎn)狀特征表明，成礦流體總體上由南東向北西、由下往上流動(dòng)。成礦流體和金屬元素主要來自其東側(cè)巖株的深部巖漿體。當(dāng)深部流體上升到已固結(jié)的舌狀巖體下方時(shí)，舌狀巖體的隔擋作用使其下盤形成了工業(yè)礦體。礦區(qū)內(nèi)未被鉆孔控制的舌狀巖體下盤還有較大的成礦潛力。

關(guān)鍵詞：花崗巖；下接觸帶；舌狀巖體；臥力吐鉛鋅礦；內(nèi)蒙古庫倫旗

0引言

與中酸性侵入體有關(guān)的矽卡巖型礦床是鐵、銅、鉛、鋅、金、銀、鎢、錫等金屬的重要來源，論述其成因和成礦有利部位的文獻(xiàn)較多(常印佛等，1991；Meinertetal.,1997；Zhaoetal.,1999；Chenetal.,2007)，但所報(bào)道的此類礦床多數(shù)產(chǎn)在侵入體頂部及其與碳酸鹽巖地層的接觸帶附近(翟裕生等，1992；Gasparetal.,2000；Xiaoetal.,2002)。雖然已發(fā)現(xiàn)有些礦床產(chǎn)在似層狀-舌狀侵入體的下接觸帶附近，如南京市其林山鐵礦(寧蕪項(xiàng)目編寫小組，1978)，并且有人提出矽卡巖礦床并不一定是附近的花崗巖體與圍巖直接接觸而發(fā)生交代反應(yīng)的產(chǎn)物，其成礦流體可以來自深部(薛春紀(jì)等，2007；黎廣榮等，2013；Meinert，1992)，但是對(duì)這類下接觸帶礦床成礦機(jī)制缺乏實(shí)例研究，對(duì)下盤接觸帶的找礦潛力重視程度不高。臥力吐大型鉛鋅礦床位于內(nèi)蒙古自治區(qū)庫倫旗鎮(zhèn)南西約35km處，庫倫旗協(xié)鑫有色礦業(yè)有限公司曾提交過此礦床30—34線鉛鋅礦勘探報(bào)告，但各種公開出版物均未對(duì)該礦床作過報(bào)道。本次研究將介紹臥力吐礦床的地質(zhì)特征及其花崗巖下接觸帶主礦體的找礦過程，并在此基礎(chǔ)上探討該礦床的成因、花崗巖下接觸帶的礦化動(dòng)力學(xué)機(jī)制及其對(duì)矽卡巖型礦床的找礦意義。

1區(qū)域地質(zhì)

華北板塊北緣的內(nèi)蒙古加里東—海西褶皺區(qū)北緣以二連—賀根山斷裂為界與西伯利亞板塊的興安褶皺區(qū)相連，其南緣則以白云—赤峰—開源斷裂為界與華北克拉通銜接(邵濟(jì)安，1991；彭潤民等，2007；張拴宏等，2007；Zhangetal.,2003)。臥力吐礦區(qū)位于內(nèi)蒙古加里東—海西褶皺區(qū)溫都爾廟—翁牛特加里東造山帶的東南邊緣(圖1)，其東南方約15km處所出露的晚太古界片巖、片麻巖、變粒巖、斜長角閃巖和磁鐵石英巖，代表了華北克拉通北部的基底巖系(張拴宏等，2007)。礦區(qū)及其外圍出露的地層除第四系外，從早到晚有：晚志留世—早泥盆世西別河組大理巖、灰?guī)r和變質(zhì)砂泥質(zhì)巖，晚石炭世早期白家店組大理巖、結(jié)晶灰?guī)r夾板巖，以及晚石炭世石咀子組板巖、變質(zhì)砂礫巖和灰?guī)r，局部見含角礫凝灰?guī)r。研究區(qū)晚侏羅世沉積物為陸相沉積巖系，其中夾有玄武-安山-英安-流紋質(zhì)熔巖和火山-碎屑巖，早白堊世流紋-英安質(zhì)熔巖和火山碎屑巖構(gòu)成了幾個(gè)具有一定規(guī)模的火山巖盆地。

圖1　臥力吐礦區(qū)大地構(gòu)造背景圖A-西伯利亞板塊；A1-興安褶皺區(qū)；B-華北板塊；B1-華北克拉通；B2-內(nèi)蒙古褶皺區(qū)Fig.1　Map showing geotectonic settings of the Wolitu ore district in Inner Mongolia

區(qū)域沉積地層總體上呈NE走向，傾角多為40°～70°。研究區(qū)構(gòu)造以較為開闊的背向斜構(gòu)造為特征，斷裂構(gòu)造以規(guī)模不大的正斷層和平移斷層為主，層間斷層和破碎帶也很發(fā)育。區(qū)域巖漿活動(dòng)除侏羅—白堊紀(jì)火山噴發(fā)外，大規(guī)模的侵入活動(dòng)主要有2期：早—中二疊世的海西期花崗巖類，侏羅—白堊紀(jì)的燕山期花崗巖類和少量閃長巖。此外還廣泛發(fā)育輝綠質(zhì)、閃長質(zhì)和花崗質(zhì)成分的脈巖。

2礦區(qū)地質(zhì)

臥力吐礦區(qū)出露的地層除第四系外主要為上石炭世石咀子組。該組大面積分布于礦區(qū)中部(圖2)，是區(qū)內(nèi)的主要賦礦圍巖。巖性主要為一套輕微變質(zhì)(不超過低級(jí)綠片巖相)的海相砂泥質(zhì)-碳酸鹽沉積建造，在礦區(qū)內(nèi)被分為下部粉砂泥質(zhì)板巖段(厚近770m)和上部大理巖段(最厚1km)。上部大理巖段是礦區(qū)內(nèi)鉛鋅礦體的主要容礦地層，其巖性主要為灰白色厚層狀大理巖、灰-灰黑色結(jié)晶灰?guī)r及中薄層—中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r和泥質(zhì)巖、粉砂-細(xì)砂巖互層并夾少量凝灰?guī)r。石咀子組在礦區(qū)內(nèi)呈單斜構(gòu)造，其S1面理較發(fā)育。

圖2　臥力吐礦區(qū)地質(zhì)平面圖Fig.2　Geological map of the Wolitu ore district

礦區(qū)北側(cè)白堊紀(jì)火山盆地中堆積了義縣組火山巖。義縣組被分為個(gè)2個(gè)巖性段：(1) 下段主要為深灰色-灰紫色英安巖、深灰色-輝綠色玄武巖以及英安質(zhì)集塊巖、火山角礫巖和熔結(jié)凝灰?guī)r，該段構(gòu)成了火山盆地的主要部分；(2) 上段主要為淺肉紅色-灰白色流紋巖、流紋質(zhì)角礫凝灰?guī)r、集塊巖和熔結(jié)凝灰?guī)r，局部夾砂巖、礫巖和沉凝灰?guī)r，主要分布于盆地西南部，局部地段可見淺肉紅色次火山花崗斑巖小侵入體。

2.1構(gòu)造

礦區(qū)位于臥力吐背斜的東南翼，晚石炭世石咀子組走向40°～50°,傾向130°～140°，傾角55°～66°。礦區(qū)斷裂構(gòu)造為區(qū)域NE向斷裂系統(tǒng)的一部分，以正斷層和平移斷層為主，這些斷裂對(duì)區(qū)內(nèi)花崗巖漿侵入和成礦流體的運(yùn)移和聚集起一定的控制作用，但因?yàn)閰^(qū)內(nèi)第四系覆蓋嚴(yán)重，地表能夠確定的主要有F1、F2斷裂(圖2)。

F1斷裂分布于礦區(qū)北部石咀子組大理巖中，是2號(hào)礦體的控礦、容礦構(gòu)造，走向60°，傾向150°，傾角58°～67°，延長約1.0km，其南西端被第四系所掩蓋，該斷裂與地層產(chǎn)狀基本一致，伴生的角礫化帶明顯，為在層間破碎帶基礎(chǔ)上發(fā)展起來的斷裂構(gòu)造。F2斷裂也分布于礦區(qū)中北部石咀子組大理巖中，延伸約0.6km，是5號(hào)礦體的控礦、容礦構(gòu)造，斷層走向70°,傾向160°，傾角約52°～63°，同為層間破碎帶基礎(chǔ)上發(fā)展而成的斷裂構(gòu)造。F2斷層南西端也被第四系所掩蓋，斷裂帶附近巖石較破碎，未見后期構(gòu)造對(duì)礦體產(chǎn)生破壞作用。大功率電法勘探所獲得的低電阻帶，在礦區(qū)內(nèi)還推斷出2條深部斷層。

除了斷裂破碎帶外，在礦區(qū)內(nèi)及其外圍，石咀子組的層間破碎及角礫巖帶也十分發(fā)育。目前地表所見的大量輝綠-閃長-花崗質(zhì)巖脈、礦化石英脈和褐鐵礦化帶均呈NE走向，產(chǎn)狀與圍巖基本一致(圖2)。在野外和鉆孔巖芯中，均可識(shí)辨出這些脈沿石咀子組的層間破碎帶侵入。

2.2侵入巖

礦區(qū)內(nèi)的侵入巖主要為海西晚期黑云母二長花崗巖(γ43)，并發(fā)育輝綠巖、閃長、花崗斑巖和鉀長花崗巖等不同成分的脈巖。

黑云母二長花崗巖是臥力吐鉛鋅礦的成礦母巖，在礦區(qū)地表(圖2、圖3a)和鉆孔中均可見到。礦區(qū)東北部有地表露頭(圖2)，主體巖石呈淺肉紅色，粗粒等粒結(jié)構(gòu)(圖3a)，粒徑多為5～7mm，主要由鉀長石(32%～38%)、斜長石(26%～33%)、石英(25%～30%)、黑云母(5%～8%)組成，并含少量磁鐵礦、榍石、磷灰石和鋯石等副礦物。

圖3　花崗巖和礦石鉆孔巖芯照片(a) 粗粒黑云母花崗巖(成礦母巖)；(b) 充填水壓破裂面而形成的兩壁無明顯位移，一端呈楔狀尖滅的鉛鋅礦脈；(c) 透輝石化矽卡巖中的方鉛礦-閃鋅礦交代脈，脈壁圍巖和脈內(nèi)假角礫均受強(qiáng)烈綠簾石化；(d) 透輝石化矽卡巖中的斑銅礦-黃銅礦交代脈，脈壁圍巖和脈內(nèi)假角礫均受強(qiáng)烈綠簾石化；(e) 炭質(zhì)板巖中的石英-鐵白云石脈破裂后又被鉛鋅硫化物脈充填，ZK34-9的524.10 m鈣泥質(zhì)地層中的石英-鐵白云石脈旁側(cè)有鉛鋅礦化；(f) 磁黃鐵礦在微細(xì)粒透輝石矽卡巖中呈不規(guī)則脈狀和斑雜狀分布；(g) 磁黃鐵礦交代毒砂，并被方鉛礦交代；(h) 赤鐵礦強(qiáng)烈交代黃鐵礦和閃鋅礦Ars-毒砂；Gn-方鉛礦；Hem-赤鐵礦；Po-磁黃鐵礦；Py-黃鐵礦；Ep-綠簾石；Sp-閃鋅礦；Qz-石英；Bn-斑銅礦；Gp-黃銅礦；Ank-鐵白云石Fig.3　Photos showing drill cores of granites and ores

根據(jù)鉆孔資料，將臥力吐黑云母二長花崗巖分為2個(gè)部分，即東部的巖株和從該巖株深部向西伸出的巖舌(圖2、圖4—圖6)，其主要依據(jù)如下。

圖4　臥力吐礦區(qū)34線地質(zhì)剖面圖Fig.4　Geological profile along prospecting line No. 34 in the Wolitu ore district

圖5　臥力吐礦區(qū)38線地質(zhì)剖面圖Fig.5　Geological profile along prospecting line No. 38 in the Wolitu ore district

圖6　臥力吐礦區(qū)縱剖面圖Fig.6　Longitudinal profile of the Wolitu ore district

(1) 鉆孔ZK40-1(圖2、6)、ZK38-9(圖2、5)和ZK40-29自地表起，分別至461.70、395.5、399.90m終孔處均為黑云母二長花崗巖。結(jié)合34線和38線其余鉆孔的情況(圖4、5)，推測(cè)從ZK4-1西側(cè)起，經(jīng)ZK38-9西側(cè)和ZK34-33的東側(cè)，再到ZK34-33的南側(cè)為巖株的分布區(qū)。

(2) 從38線(圖5)、34線(圖4)和32線的地質(zhì)剖面圖可知，這3條勘探線北西部鉆孔均打穿了1個(gè)層狀侵入體，其產(chǎn)狀總體上與圍巖地層一致，均向SE向傾斜，故為1個(gè)舌狀巖體。這3條NW-SE向勘探線所穿過的舌狀巖體，往南東應(yīng)當(dāng)與東側(cè)巖株的深部相連，所以，東側(cè)的巖株應(yīng)當(dāng)是礦區(qū)內(nèi)巖漿的主要補(bǔ)給通道。在主體巖漿沿著近SN或NNE向的陡傾斷裂破碎帶上升而形成巖株時(shí)，另一部分巖漿便沿著石咀子組的層間破裂帶貫入，形成了此舌狀巖體。與粗粒巖株花崗巖相比，舌狀巖體則多為中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，粒徑多為2～4mm。在ZK32-23孔430.0m處所見之舌狀巖體西端，其粒徑僅為1～3mm，且黑云母和斜長石含量略高。

3礦床特征

據(jù)臥力吐礦區(qū)30—34線的地質(zhì)勘查成果，資源儲(chǔ)量(金屬量)至少有鉛19.36萬t、鋅29.11萬t，品位分別為Pb1.27%、Zn1.90%。伴生有用組分銀278.05t，品位18.18g/t；銅1.22 萬t，品位0.080%。

3.1礦體形態(tài)和分布

區(qū)內(nèi)已查明6個(gè)工業(yè)礦體，其中包括45條子礦體(或礦層)。各礦體均產(chǎn)于地表至600m深度，其中除2和5號(hào)礦體外均為盲礦體。占資源量絕大部分的1和2號(hào)礦體均產(chǎn)在舌狀花崗巖體下盤與石咀子組上段大理巖的接觸帶附近，另有一些礦體產(chǎn)在舌狀巖體內(nèi)部及上方的大理巖中(圖4、5)。

1號(hào)礦體(圖4)分布于31—40勘探線之間,均產(chǎn)于舌狀巖體下方大理巖中，厚度變化于1.15～33.59m間，平均8.73m。鉆孔ZK34-9共穿過5個(gè)子礦體，總體走向50°～60°，傾向140°～150°，傾角35°～66°。各子礦層規(guī)模相對(duì)較小，但在ZK34-9鉆孔部位，最上部的子礦體厚度卻急劇增大到33.59m，因此在34線剖面圖(圖4)上成菱形。該菱形體Pb+Zn平均品位為5.04%。在穿過菱形體的ZK34-9鉆孔巖芯中可見到硫化物膠結(jié)大理巖角礫而形成的角礫狀礦石，故推測(cè)該處礦體急劇加厚，與溶塌或隱爆角礫巖的礦化有關(guān)。

2號(hào)礦體(圖4)是礦區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的礦體，其礦石均分布在舌狀花崗巖體的下接觸帶內(nèi)外，礦體呈似層狀，分布于33—42線之間，埋藏深度0～600m。地表礦化露頭由5條探槽控制，長58m。走向50°～60°，傾向140°～150°，傾角25°～68°，總體產(chǎn)狀與地層相一致，沿傾斜較為穩(wěn)定，最大厚度10.45m，Pb+Zn平均品位4.08%。

3.2礦石成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造

根據(jù)礦化巖石和主要礦物組合，臥力吐礦區(qū)的礦石工業(yè)類型可分為大理巖型鉛鋅礦、花崗巖型鉛鋅礦和矽卡巖型鉛鋅礦3種。礦石礦物主要為閃鋅礦、方鉛礦和黃鐵礦，其次為磁黃鐵礦、毒砂、磁鐵礦、黃銅礦，并含少量白鐵礦、毒砂、斑銅礦、輝銀礦。脈石礦物主要為石英、方解石、白云石、鐵白云石、綠簾石、綠泥石、透輝石，并有少量透閃石、陽起石、石榴石。地質(zhì)資料表明，礦區(qū)內(nèi)礦石的主要有用元素是Pb和Zn。Pb品位0.30%～13.88%，平均值1.27%，品位變化系數(shù)112.53%～148.78%；Zn品位0.36%～8.50%，平均值1.90%，品位變化系數(shù)126.34%～158.29%；伴生有用元素為Ag(平均品位18.2g/t)和Cu(平均品位0.080%)。Mo、Bi、Au、Sn、Cd等含量均較低，達(dá)不到伴生指標(biāo)要求。

礦石結(jié)構(gòu)以各種不同自形程度的粒狀結(jié)構(gòu)為主，其次為各種交代結(jié)構(gòu)(圖3b)和包含結(jié)構(gòu)。鉛鋅礦石中常見閃鋅礦中黃銅礦的乳滴狀結(jié)構(gòu)，其中相當(dāng)一部分屬于所謂的“黃銅礦疾病”(Bartonetal.,1987；Guetal.,2006)。各類礦石的構(gòu)造均以脈狀、網(wǎng)脈狀、斑雜狀、角礫狀、浸染狀為主。脈狀礦石脈寬多為幾毫米至3cm，塊狀礦石僅局部出現(xiàn)。

礦區(qū)的角礫狀礦石主要由成礦物質(zhì)膠結(jié)構(gòu)造角礫而形成，其中相當(dāng)一部分是層間破碎帶角礫。但是有些由幾乎可以拼合的無位移角礫構(gòu)成的礦化角礫巖，以及兩壁無顯著位移、一端呈楔狀尖滅的礦化脈(圖3b)，應(yīng)當(dāng)代表了高水壓下網(wǎng)狀或線狀的水壓破裂面被充填的產(chǎn)物(Jébrak,1997；Xieetal., 1999)，而礦區(qū)水壓的增加則是因?yàn)槟承┝黧w通道因斷層錯(cuò)位或礦物結(jié)晶而造成通道被堵塞所致(Parryetal.,1990)。

3.3礦化-蝕變分帶

圍巖蝕變主要有矽卡巖化(透輝石化和透閃石-陽起石化)、綠簾石化、綠泥石化、硅化、碳酸鹽化及黃鐵礦化等?；诘V區(qū)縱剖面(圖2、圖6)上礦化和蝕變產(chǎn)物的觀察發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)內(nèi)的礦化-蝕變從東到西，可粗略地分為3個(gè)帶：東帶為礦區(qū)東部32線以東地段，中帶位于30—32線一帶，西帶位于33線附近。各個(gè)帶的主要特征如下。

3.3.1東帶32線以東地段的礦體主要產(chǎn)在黑云母二長花崗巖侵入體下盤(圖2、圖4—圖6)，僅鉆孔ZK32-4中有一部分產(chǎn)于侵入體上盤。該帶是礦化初始溫度相對(duì)較高的帶，從高溫到低溫，不同世代礦石礦物和蝕變礦物種類較全。金屬礦物以磁黃鐵礦、磁鐵礦、毒砂、黃鐵礦和較多的銅硫化物為特征，并普遍出現(xiàn)透輝石、少量石榴石等無水矽卡巖礦物。晚階段礦物對(duì)早階段礦物的交代現(xiàn)象較為明顯，在有些地段的硫化物脈兩側(cè)，可以見到早階段形成的透輝石化大理巖被綠簾石和陽起石強(qiáng)烈交代。該地段的礦石化學(xué)成分以銅含量較高為特征，ZK34-5孔所見礦石之Cu質(zhì)量分?jǐn)?shù)局部高達(dá)1%。

3.3.2中帶在32—30線(圖2、圖6)，東側(cè)的舌狀二長花崗巖體已尖滅，32線的礦體距離該巖體西端約30～60m。中帶是礦化溫度已經(jīng)降低的帶，其礦石中的金屬礦物除了鉛鋅硫化物和黃鐵礦以外，磁黃鐵礦、毒砂、黃銅礦和磁鐵礦僅偶見。所見蝕變主要為灰?guī)r和泥質(zhì)-粉砂質(zhì)板巖的硅化、絹云母化和碳酸巖化，也常見綠簾石化和淺灰色-微帶綠色的透閃石化，偶見深綠色的陽起石化，透輝石和石榴石已經(jīng)消失。

3.3.3西帶此帶目前僅由33線ZK33-9鉆孔控制(圖2、圖6)。該孔距東側(cè)的舌狀巖體尖滅處約有250余m。這是個(gè)礦化溫度進(jìn)一步降低的帶，其礦石中的礦石礦物除鉛鋅硫化物外，含量較高的只有黃鐵礦，常見赤鐵礦，偶見黃銅礦，磁黃鐵礦和磁鐵礦未見。圍巖蝕變以硅化、碳酸鹽化和強(qiáng)烈高嶺土化為特征，而鈣鎂硅酸鹽蝕變礦物綠簾石和綠泥石僅為偶見。

由上可知，礦區(qū)的礦化-蝕變產(chǎn)物在縱剖面上，從東側(cè)的花崗巖體向西有一定的變化規(guī)律，即高溫礦石礦物磁鐵礦、毒砂、磁黃鐵礦和黃銅礦含量降低，而低溫礦物赤鐵礦的含量增高；銅/鉛鋅的比值降低；圍巖蝕變由無水鈣鎂硅酸巖化向含水鈣鎂硅酸鹽轉(zhuǎn)化，再向硅化、碳酸巖化和高嶺土化轉(zhuǎn)變。這樣的分帶是成礦流體從東部巖株往西流動(dòng)、溫度不斷降低的結(jié)果。

3.4礦化-蝕變階段

根據(jù)礦床中的礦石成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造，可將該礦床成礦過程的礦化-蝕變粗略地分為3個(gè)階段。

3.4.1無水矽卡巖階段該階段主要形成暗綠色的微細(xì)粒透輝石。透輝石矽卡巖主要產(chǎn)在舌狀黑云母二長花崗巖體外接觸帶，在灰?guī)r中呈斑雜狀、團(tuán)塊狀分布。局部地段可見少量黃褐色—深褐色鈣鋁-鈣鐵石榴石。

3.4.2含水矽卡巖-硫化物階段該階段最早形成的磁鐵礦和磁黃鐵礦可在微細(xì)粒透輝石矽卡巖或矽卡巖化大理巖中呈浸染狀、稠密浸染狀、斑雜狀或呈邊界不清晰的細(xì)脈-網(wǎng)脈狀分布(圖3f)。磁鐵礦和磁黃鐵礦的存在使該階段形成的礦石多具磁性。在該階段晚期，相當(dāng)數(shù)量的黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、方鉛礦和閃鋅礦主要呈脈狀產(chǎn)出，這類脈的邊界常呈不規(guī)則港灣狀，脈內(nèi)常有圍巖的假角礫。硫化物礦化的相伴蝕變疊加在早期透輝石化之上，脈內(nèi)假角礫也受到與圍巖相同的蝕變。這些特征表明，該階段礦化脈的形成以交代作用為主。蝕變產(chǎn)物以綠簾石為特征，并有綠泥石、透閃石、陽起石、黑云母和少量石英、碳酸鹽(圖3c、d)。

3.4.3石英-硫化物-赤鐵礦階段該階段是鉛鋅硫化物的主要成礦階段，其產(chǎn)物以石英-鉛鋅硫化物-碳酸鹽組合的角礫膠結(jié)物和邊界清晰的脈(圖3e)為特征，表明這些脈的形成以裂隙充填為主。有些石英-富鐵碳酸鹽脈的中部被較純的方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦充填，這種脈的形成與裂隙的再次張開有關(guān)，伴生的銅硫化物已顯著減少。在更晚期的脈中可見赤鐵礦(鏡鐵礦),亦見有赤鐵礦(鏡鐵礦)交代脈側(cè)圍巖中的磁黃鐵礦、黃鐵礦、方鉛礦和閃鋅礦等硫化物(圖3h)，導(dǎo)致早期結(jié)晶的硫化物發(fā)生活化轉(zhuǎn)移。脈側(cè)非金屬蝕變以絹云母化、硅化、碳酸鹽化和高嶺土化為主，有時(shí)有較弱的綠簾石化和綠泥石化。

這3個(gè)階段所形成的礦物在空間上既共生又分離，在32線以東舌狀花崗巖體下方，3個(gè)階段的礦化-蝕變產(chǎn)物均發(fā)育，并常出現(xiàn)早階段礦物被晚階段礦物交代的現(xiàn)象，往西至33線一帶僅為成分較單一的石英-硫化物-赤鐵礦階段的礦化-蝕變礦物。

4礦床成因和找礦啟示

4.1礦床成因

能夠說明臥力吐礦床成因類型的主要是該礦床的下列特征：(1) 礦石礦物與熱液交代成因的大量鈣鎂硅酸鹽礦物伴生。鈣鎂硅酸鹽主要有透輝石、陽起石、綠簾石和綠泥石，局部有少量石榴石；(2) 礦區(qū)及其外圍的石炭紀(jì)地層區(qū)域變質(zhì)程度不超過低級(jí)綠片巖相，因而該礦床的成礦流體和成礦物質(zhì)主要來自于巖漿熱液；(3) 礦區(qū)內(nèi)存在輝綠巖和閃長巖巖脈，但這些脈巖規(guī)模甚小，且其Pb、Zn含量很低；相反地，礦區(qū)的黑云母二長花崗巖普遍受到不同程度的礦化，同時(shí)，對(duì)臥力吐外圍的其他鉛鋅礦床(如南城子西洼)的研究表明，其成礦也與黑云母二長花崗巖有關(guān)。基于上述特征和相關(guān)文獻(xiàn)(黎廣榮等，2013；Meinert,1992；Zhaoetal.,1999；Meinertetal., 2005；Chenetal,2007)，將臥力吐礦床歸屬與巖漿熱液有關(guān)的矽卡巖型礦床。

4.2找礦過程及其啟示

經(jīng)過對(duì)資料的綜合研究，認(rèn)為臥力吐礦床主礦體產(chǎn)在舌狀黑云母二長花崗巖的下盤接觸帶附近。

4.2.1找礦過程臥力吐的找礦過程可以分為2個(gè)階段。由于早在勘探工作正式啟動(dòng)之前就已在礦區(qū)東部地表黑云母二長花崗巖體的接觸帶附近發(fā)現(xiàn)伴有透輝石、石榴石、陽起石和綠簾石等蝕變的鉛鋅礦化，因此礦區(qū)的找礦工作便以矽卡巖型鉛鋅(銅)礦床為主要目標(biāo)。由于與花崗巖有關(guān)的此類礦床多數(shù)產(chǎn)在花崗巖體頂部附近的接觸帶內(nèi)外，因此在地表地質(zhì)、物化探和槽探工作的基礎(chǔ)上，鉆探工程首先從預(yù)測(cè)能打到花崗巖的40線和34線(圖2)開始，逐步往西推進(jìn)。

第一階段鉆探工作先后完成了7個(gè)鉆孔，從東到西分別為ZK40-1、ZK34-5、ZK34-25、ZK32-23、ZK30-1、ZK30-9和ZK33-9(圖2、圖4—圖6)。這些鉆孔所見到的礦化產(chǎn)在不同的地質(zhì)部位，而在巖體內(nèi)部和上盤接觸帶附近均未見到較好的工業(yè)礦體。顧連興等查看了這7個(gè)鉆孔的巖芯，發(fā)現(xiàn)ZK34-5已將黑云母花崗巖打穿，并在巖體下盤發(fā)現(xiàn)了礦化(圖2、圖4)。他們還研究了已施工鉆孔中的礦石礦物、蝕變礦物、銅/鉛鋅比值等參數(shù)的分帶規(guī)律，認(rèn)為鉆孔所見的花崗巖是一個(gè)沿地層層間破碎帶侵入的似層狀-舌狀巖體，成礦流體沿該巖體的下盤由東往西流動(dòng)(圖4、圖5)，從而推測(cè)最大、最富的礦體應(yīng)當(dāng)產(chǎn)在舌狀花崗巖體下接觸帶附近，下一步應(yīng)當(dāng)打穿該花崗巖體，在其下盤找礦。于是，第二階段鉆探工程首先在34線施工了探索性鉆孔ZK34-9(圖4)，此孔見礦70.44m，w(Pb+Zn)>5%的較富礦體厚達(dá)44.57m，這更堅(jiān)定了到花崗巖下盤去找礦的信念，結(jié)果證明臥力吐礦區(qū)的主礦體確實(shí)產(chǎn)在舌狀侵入體的接觸帶附近(圖4、圖5)。

4.2.2找礦成果的啟示應(yīng)重視侵入巖下接觸帶的找礦潛力，突破對(duì)花崗巖漿的上升-侵位方式問題及矽卡巖礦床成礦流體和物質(zhì)來自何處等問題的認(rèn)識(shí)局限。

關(guān)于花崗巖漿上升-侵位的方式問題，以往多強(qiáng)調(diào)巖漿從地殼深部借助底辟、氣球式膨漲、擴(kuò)容泵或頂蝕等機(jī)制垂向上升(Buddington,1959；Mahonetal.,1988；Pitcher,1993；Brown,1994；Weinbergetal.,1994)。盡管前人早已報(bào)道過一些順地層侵位的花崗巖體(Newberry,1982；Nicolescuetal.,1999；Meinertetal.,2005)，但通常認(rèn)為，地表所見的花崗巖體往下會(huì)越來越大，甚至一直延伸到其巖漿源區(qū)，因而鉆孔一般難以打穿。同時(shí)，由于溫度較高的巖漿流體在浮力作用下通常從下往上運(yùn)移，在侵入體的頂部和上方卸載金屬而成礦，因而認(rèn)為上接觸帶才是形成矽卡巖型礦體的有利地段。與這些傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)相悖的是，近年來的地質(zhì)、地球物理研究已經(jīng)證實(shí)，地殼內(nèi)部很多花崗巖體，其巖漿都是沿很窄的通道(如斷破裂帶和擴(kuò)容構(gòu)造)呈巖墻/管道式從源區(qū)上升，到達(dá)地殼較淺部位后才側(cè)向漫流(Clemensetal.,1992；Brownetal.,1999；Petfordetal.,2000)，形成層狀-似層狀、扁漏斗狀或蘑菇狀三維形態(tài)。Petford等(2000)還認(rèn)為，地殼中大多數(shù)花崗巖的3D形態(tài)都呈扁平狀或漏斗狀。在形成矽卡巖礦床的上地殼環(huán)境，普遍發(fā)育的沉積巖層理、變形-變質(zhì)面理和其他各種緩傾斜破裂面(如推覆和拆離面等)?？刂茙r漿侵位，形成似層狀或舌狀巖體。臥力吐花崗巖漿就是沿?cái)嗔褞仙?，再沿石咀子組的層間破裂-擴(kuò)容面?zhèn)认蚵鞫纬傻纳酄钋秩塍w(圖4、圖5)。前述F2斷裂就是在層間破裂-擴(kuò)容面發(fā)展起來的斷裂。因此，筆者認(rèn)為，在地質(zhì)勘查工作中要充分重視花崗巖漿呈巖墻/管道式上升，然后側(cè)向漫流這種侵位機(jī)制。

關(guān)于矽卡巖礦床成礦流體和物質(zhì)來自何處的問題，認(rèn)為該類礦床有2個(gè)成礦特征：(1)形成無水鈣鎂硅酸鹽的成礦流體初始溫度一般高達(dá)500 ℃以上(盧煥章等，2004；陳衍景等，2009；黎廣榮等，2013；Xiao,etal., 2002；Baghbanetal., 2015)；(2) 高溫流體在浮力驅(qū)動(dòng)下，其運(yùn)移路線應(yīng)當(dāng)以往上為主。從以2點(diǎn)出發(fā)，通常認(rèn)為矽卡巖礦床應(yīng)當(dāng)產(chǎn)于花崗巖類侵入體的上部接觸帶附近，而其下接觸帶則難以形成大礦。然而，在臥力吐礦區(qū)，舌狀花崗巖體的上、下盤均產(chǎn)有易被交代成礦的石咀子組大理巖，而工業(yè)礦體卻主要產(chǎn)在花崗巖體下盤。用成礦流體的深部來源可以解釋臥力吐侵入體下盤成礦的現(xiàn)象，即在舌狀體冷卻和固結(jié)之后，東側(cè)巖株深部尚未固結(jié)的主體巖漿仍在釋放流體(芮宗瑤等，1984；Meinert,1992；Burnham, 1997)。當(dāng)流體上升到已固結(jié)、至少其邊部已固結(jié)的舌狀巖體下方時(shí)，舌狀巖體對(duì)深部流體起了隔擋作用，使之會(huì)聚于其下方(圖7)，并于此處發(fā)生水巖反應(yīng)而形成較大的工業(yè)礦體。

圖7　臥力吐礦區(qū)舌狀花崗巖體與深部流體成礦示意圖Fig.7　Sketch showing the tongue-shaped granite and deep fluid mineralization

實(shí)際上，前人已經(jīng)提出過成礦流體可以來自深部，矽卡巖礦床并不一定是成礦巖體與圍巖直接接觸交代的產(chǎn)物(薛春紀(jì)等，2007；黎廣榮等，2013；Meinert,1992)。Baghban等(2015)對(duì)伊朗Astamal鐵-稀土遠(yuǎn)程(Distal)矽卡巖礦床的研究表明，花崗巖巖漿流體在運(yùn)移600m后，其溫度仍能保持在500 ℃以上，并能在碳酸鹽巖地層破碎帶中形成富含石榴石和鈣鐵輝石的矽卡巖型礦體。

綜上所述，臥力吐鉛鋅礦床可以作為似層狀-舌狀花崗巖體下盤成礦以及按上述理論找到大型礦床的一個(gè)實(shí)例。下盤成礦的主要機(jī)制是這類巖體在快速冷卻和固結(jié)后對(duì)深部成礦流體的隔擋和使之會(huì)聚的作用。作者(Guetal.,2002；Wuetal.,2006)曾在研究火山巖區(qū)油氣藏時(shí)注意到，已經(jīng)冷卻固結(jié)的層狀-似層狀-舌狀火山-侵入巖體對(duì)油氣的隔擋作用也是形成圈閉構(gòu)造的重要機(jī)制。

雖然花崗巖下盤也是矽卡巖型礦床和其他類型熱液礦床的成礦有利地段，但是并非所有的侵入體都能在勘查深度內(nèi)被打穿。所以，打穿花崗巖體到下盤去找礦之前，最好能在綜合研究的基礎(chǔ)上先查明2點(diǎn)：(1) 成礦巖體是一個(gè)似層狀-舌狀侵入體；(2) 似層狀-舌狀侵入體的上方、內(nèi)部或旁側(cè)應(yīng)當(dāng)有下盤礦化的顯示。

就臥力吐礦區(qū)本身而言，目前已提交勘探報(bào)告的只是30—34線北西部，而在這幾條勘探線的鉆孔ZK32-13和ZK34-13以南以及整個(gè)36線，大片地域尚未投入鉆探工程，或者已完成的鉆孔未能將舌狀巖體打穿。以筆者之見，如能在該地域追加鉆孔，應(yīng)當(dāng)能在500～600m以下打穿舌狀巖體，這些地段更接近舌狀巖體根部和成礦流體運(yùn)移的上游，因此其巖體下盤可能存在更高品位、更富含銅的礦體。

5結(jié)論

(1) 臥力吐礦床屬矽卡巖型鉛鋅礦床，該礦床的主礦體產(chǎn)在從黑云母二長花崗巖巖株伸出的舌狀侵入體的下盤，其主要成礦機(jī)制是深部來源的成礦流體受到較早冷卻和固結(jié)的舌狀巖體隔擋后，在其下方聚集并發(fā)生水巖反應(yīng)而卸載成礦。

(2) 在形成矽卡巖型礦床的上地殼環(huán)境，似層狀或舌狀花崗巖類巖體并不少見，因此要充分注意這類巖體下盤金屬礦床的找礦潛力。

(3) 礦區(qū)南部還有大面積的地域，其舌狀巖體下盤無鉆孔控制，是尋找更高品位、更富含銅的礦體的有望地域。

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The geological characters of the Wolitu lead-zinc deposit at the lower contact zone of granites in Hure Banner of Inner Mongolia and its prospecting suggestions

JIANG Ling1,2， WU Changzhi1， WANG Xuanqing3， XU Chunhua2， GU Lianxing1

(1.SchoolofEarthSciencesandEngineering,NanjingUniversity,Nanjing210046,Jiangsu,China； 2.EastChinaMineralExplorationandDevelopmentBureau,Nanjing210007,Jiangsu,China； 3.XiexinNonferrousMiningCo.Ltd,HureBannerofTongliaoCity,InnerMongolia，Tongliao028000,InnerMongolia,China)

Abstract：The Wolitu lead-zinc deposit located in Hure Banner of Inner Mongolia is a skarn-type deposit. The total Pb-Zn resource amount has almost reached a large deposit scale. The Hercynian biotite adamellite associated with the mineralization in the deposit can be divided into two connected parts, i.e., the east stock and the tongue-shaped rockmass protruding out and upwards the west. The main orebodies mainly occur in the Upper Carbonaceous altered limestone and marble at the lower contact zone of the tongue-shaped granite. The ore fluids generally flow from SE to NW and from bottom to top inferred from the contents of ore minerals, wall rock altered minerals, ratios of copper to Pb-Zn in the main orebodies, and occurrence of tongue-shaped rock bodies. The ore-forming fluids and metals are mainly derived from the deep magmatic body of the eastern stock. When the deep fluids migrated upward to the consolidated tongue-shaped granite, they are blocked to form industrial orebodies in the footwall. There is still great prospecting potential in the footwall of those tongue-shaped rock bodies yet to be drilled.

Keywords：granite; lower contact zone; tongue-shape rock body; Wolitu Pb-Zn deposit; Hure Banner in Inner Mongolia

doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2016.02.331

收稿日期：2015-07-30；修回日期：2015-12-03；編輯：侯鵬飛

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金(40172034)

作者簡(jiǎn)介：姜玲(1982—),女,工程師,碩士,礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè),現(xiàn)主要從事境外地質(zhì)項(xiàng)目篩選工作，主攻花崗巖與成礦，E-mail: jiangling@shskn.cn

中圖分類號(hào)：P618.4； P611.1+1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-3636(2016)02-0331-10