內(nèi)蒙古紅嶺鉛鋅多金屬礦床地質(zhì)特征

單小瑀，魏良民，任國順，陳佳德，柳愛新，謝玉玲

(1.北京科技大學(xué) 土木與資源工程學(xué)院，北京 100083；2.赤峰山金紅嶺有色礦業(yè)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025420 )

大興安嶺地區(qū)發(fā)育多期構(gòu)造-巖漿事件，成礦條件優(yōu)越，是我國16個重點礦產(chǎn)勘查區(qū)之一，具有重要找礦潛力(邵濟(jì)安等，2010；李劍鋒，2015)。紅嶺鉛鋅多金屬礦床位于內(nèi)蒙古赤峰巴林左旗境內(nèi)，大地構(gòu)造上位于興蒙造山帶，是大興安嶺成礦帶之大興安嶺南段礦集區(qū)的重要組成部分，該成礦帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有紅嶺、雙尖子山、白音諾爾、大井 (王莉娟等，2015；Jiangetal.,2017；Shuetal.,2021)等一系列鉛鋅多金屬礦床，具有重要的成礦潛力。紅嶺是該帶內(nèi)已知的大型矽卡巖型鉛鋅礦床，且除鉛鋅礦化外，還發(fā)育有銅、金、錫、鉍等多種金屬礦化。由于其重要的資源意義及獨特的成礦背景，前人對紅嶺鉛鋅礦(也稱浩布高鉛鋅礦)開展了大量的研究工作，包括巖石地球化學(xué)(牛吉芳，2017；Wang X Detal.,2018；袁盛睿，2020；孫曉峰，2020)、成礦年代學(xué)(張德全等，1993；萬多等，2014；Liuetal.,2018；徐巧等，2020)、成礦流體特征(Wang C Yetal.,2018；Shuetal.,2021)等方面，但對該礦床的礦床地質(zhì)特征方面的論述多是沿用已有的勘查資料，對礦區(qū)主要的賦礦圍巖性質(zhì)、礦化蝕變類型及空間分布、礦物組合等均未進(jìn)行詳細(xì)的工作。本文在詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)研、井下地質(zhì)調(diào)研、鉆孔巖芯編錄的基礎(chǔ)上，結(jié)合顯微巖礦相研究、掃描電鏡/能譜(SEM/EDS)分析等，對礦區(qū)主要賦礦巖石的巖性特征、礦化蝕變類型及礦物組成進(jìn)行了詳細(xì)的研究，為深入理解礦床的成因和成礦地質(zhì)背景提供了重要的依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

紅嶺鉛鋅礦床位于內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市林東縣境內(nèi)，大地構(gòu)造上隸屬于中亞造山帶東部的興蒙造山帶。興蒙造山帶為夾于華北板塊與西伯利亞板塊之間的巨型造山帶(Seng?r and Burtman,1993；Badarchetal.,2002；Windleyetal.,2007)，其南部以索倫縫合帶與華北克拉通相隔(Xiaoetal.,2003；Wangetal.,2015)。自晚古生代以來，該區(qū)域受古亞洲洋構(gòu)造域(Jiangetal.,2020)、蒙古-鄂霍茨克構(gòu)造域與古太平洋構(gòu)造域(Simon，2015)的影響，經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造-巖漿事件及疊加改造，巖漿活動頻繁，造就了區(qū)域內(nèi)大量內(nèi)生金屬礦床的形成(圖1，周振華等，2010a，2010b；Zhaietal.,2014)及多期成礦事件的疊加(王豐翔等，2016；呂新彪等，2020)和復(fù)合成礦等過程(楊經(jīng)綏等，2010)。

圖1 東北地區(qū)大地構(gòu)造分區(qū)簡圖(a，據(jù)Liu et al.,2017)和大興安嶺南段地質(zhì)簡圖[b，底圖據(jù)Zhai et al.,2014;年齡數(shù)據(jù)據(jù)周振華等(2010a，2010b)]Fig.1 Tectonic division of the NE China (a,from Liu et al.,2017)and geological map of the southern Da Hinggan Mountains (b,base map after Zhai et al.,2014；data of ages from Zhou Zhenhua et al.,2010a,2010b)

大興安嶺南段地區(qū)主要出露古生代和中生代地層，其中最老的地層單元是古生代錫林郭勒雜巖，由角閃巖、云母片巖、黑云母石英片巖、斜長片麻巖和黑云母花崗片麻巖組成(施光海等，2003)。古生代地層以二疊系大石寨組、黃崗梁組和林西組為主，是本區(qū)最為重要的地層之一，其中大石寨組主要巖石類型有海相熔巖、凝灰?guī)r；林西組以碎屑巖為主，變質(zhì)程度低，出露范圍廣(Zhaietal.,2014)。中生代地層主要以侏羅系新民組和滿克頭鄂博組為主，新民組巖性為火山碎屑巖，滿克頭鄂博組巖石組合以酸性火山巖和火山碎屑巖為主。

興蒙造山帶巖漿活動頻繁，海西期、印支期和燕山期均有不同程度的表現(xiàn)，以燕山期最為強烈，既有中酸性到偏堿性的侵入巖，也有雙峰式的火山巖(劉銳等，2016)，巖性主要為黑云母花崗巖、鉀長花崗巖、二長花崗巖和花崗閃長巖。

興蒙造山帶內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，以NW向和NE至EW向斷裂為主。NW向斷裂規(guī)模較小，延伸不長，但是與成礦作用關(guān)系密切(李宏星，2014)。古生代地層形成的復(fù)式背斜呈NE-SW向貫穿本區(qū)，而中生代侏羅紀(jì)之后斷裂構(gòu)造轉(zhuǎn)為NE向。這些斷裂近乎等距分布，與NW向斷層一起組成格子狀的構(gòu)造格架，控制了區(qū)內(nèi)侵入巖和內(nèi)生金屬礦床的展布。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層

紅嶺礦區(qū)出露的地層較為簡單，主要出露下二疊統(tǒng)大石寨組、上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組及第四系(圖2)，滿克頭鄂博組與大石寨組呈角度不整合接觸。以往的勘查資料(內(nèi)蒙古一一五地質(zhì)隊，1992(1)內(nèi)蒙古一一五地質(zhì)隊.1992.浩布高多金屬礦詳查地質(zhì)報告.；內(nèi)蒙古自治區(qū)地勘院，2014(2)內(nèi)蒙古自治區(qū)地勘院.2014.內(nèi)蒙古自治區(qū)巴林左旗紅嶺鉛鋅礦715米標(biāo)高以下詳查中間報告.)認(rèn)為，礦區(qū)內(nèi)大石寨組主要由一套變質(zhì)沉積巖和變質(zhì)火山巖、火山碎屑巖組成，自下而上可分為3個巖性段：下部巖性段包括安山巖、玄武安山巖夾中性凝灰?guī)r、零星的泥質(zhì)板巖、火山角礫巖；中部巖性段以泥質(zhì)板巖為主，夾粉砂質(zhì)板巖、大理巖、變質(zhì)砂巖、粉砂巖、凝灰砂巖；上部巖性段為斑點板巖和泥質(zhì)板巖。上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組為一套火山巖和火山碎屑巖，包括流紋巖、流紋質(zhì)巖屑晶屑角礫熔巖和流紋質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r。目前已知礦體主要產(chǎn)于大石寨組中部和上部。詳細(xì)的巖相學(xué)研究結(jié)果表明，礦區(qū)井下和鉆孔揭露的大石寨組上部巖性段中所謂泥質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)板巖、變質(zhì)砂巖和粉砂巖均為火山成因，原定為斑點板巖和泥質(zhì)板巖的原巖應(yīng)為晶屑凝灰?guī)r，原定為粉砂巖和粉砂質(zhì)板巖的巖石單元應(yīng)為石英粗面巖。根據(jù)對礦區(qū)主要地層的野外、室內(nèi)巖礦相和SEM/EDS分析結(jié)果，礦區(qū)主要賦礦地層的巖石學(xué)特征總結(jié)如下：

圖2 紅嶺鉛鋅多金屬礦區(qū)地質(zhì)圖(據(jù)內(nèi)蒙古一一五地質(zhì)隊，1992)(3)內(nèi)蒙古一一五地質(zhì)隊.1992.浩布高多金屬礦詳查地質(zhì)報告.Fig.2 Geological sketch map of Hongling Pb-Zn polymetallic ore district (after No.115 Geological Team in Inner Mongolia,1992)(4)內(nèi)蒙古一一五地質(zhì)隊.1992.浩布高多金屬礦詳查地質(zhì)報告.

二疊系大石寨組(P2ds)：① 大理巖在礦區(qū)地表和井下及鉆孔巖芯中均普遍見及，是礦區(qū)主要的巖石類型，其原巖為一套海相碳酸鹽巖，經(jīng)變質(zhì)形成大理巖。礦區(qū)的大理巖一般為純白色-淺灰色，塊狀構(gòu)造到條帶狀構(gòu)造，細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)。普遍發(fā)生熱液蝕變，包括浸染狀綠泥石化、鉛鋅礦化、硅灰石化、透閃石化、矽卡巖化等。蝕變礦物組合不同，大理巖可呈現(xiàn)不同的顏色。當(dāng)硅灰石化和透閃石化較強時，其透明度明顯增加，而含硫化物時顏色偏暗，含少量陽起石、透輝石、綠泥石、綠簾石時則顯淡綠或暗綠色。② 晶屑凝灰?guī)r原定為黑色板巖或泥質(zhì)板巖。巖石呈灰-灰黑色(圖3a)，板狀-千枚狀構(gòu)造，變余火山凝灰結(jié)構(gòu)。其中碎屑物質(zhì)以石英晶屑為主(圖3b)，并可見少量長石晶屑。巖石變形較強，片理發(fā)育，主要表現(xiàn)為晶屑的定向排列和片狀礦物的定向排列，其片理化方向與區(qū)域構(gòu)造線方向一致，呈NE走向。顯微鏡下可見其中發(fā)育由硫化物形成的壓力影，其中核心礦物為黃銅礦、磁黃鐵礦和閃鋅礦組成的硫化物礦物集合體(圖3c)，影子礦物主要為石英和綠泥石(圖3d)。③ 石英粗面巖原定為粉砂巖。巖石呈磚紅色-粉紅色，流紋狀-塊狀構(gòu)造(圖3e)，斑狀結(jié)構(gòu)，其斑晶主要為堿性長石以及少量石英(圖3f)，透長石多呈骸晶結(jié)構(gòu)，部分透長石、歪長石圍繞在石英斑晶周圍，石英斑晶多為渾圓狀，基質(zhì)主要為堿性長石和暗色礦物，暗色礦物普遍蝕變，形成細(xì)針狀赤鐵礦，使巖石呈磚紅色。副礦物主要有磷灰石、鋯石、螢石等。蝕變明顯，主要呈浸染狀和微細(xì)脈狀，蝕變類型主要為鈉沸石化，可見鈉沸石細(xì)脈，并常見浸染狀的方鉛礦和閃鋅礦以及少量黃銅礦等硫化物。

圖3 礦區(qū)主要賦礦地層的巖相學(xué)特征照片F(xiàn)ig.3 Photos of petrographic characteristics of main ore-bearing strata in the mining areaa—晶屑凝灰?guī)r手標(biāo)本照片；b—晶屑凝灰?guī)r中的石英晶屑(-)；c—晶屑凝灰?guī)r中的硫化物(反射光)；d—晶屑凝灰?guī)r顯微照片(-)；e—石英粗面巖手標(biāo)本照片；f—石英粗面巖顯微照片(+)；Qtz—石英；Ccp—黃銅礦；Sp—閃鋅礦；Po—磁黃鐵礦；Sa—透長石；Anr—歪長石；Chl—綠泥石a—hand-specimen photo of crystal tuff；b—photomicrograph of quartz in crystal tuff (-)；c—sulfide in schistose crystal tuff (reflected light)；d—photomicrograph of crystal tuff (-)；e—hand-specimen photo of quartz trachyte；f—photomicrograph of quartz trachyte (+)；Qtz—quartz；Ccp—chalcopyrite；Sp—sphalerite；Po—pyrrhotite；Sa—sanidine；Anr—anorthosite；Chl—chlorite

上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組(J3mk)：主要出露于礦區(qū)西部和礦區(qū)南東，呈角度不整合覆蓋于二疊系之上，巖性主要為晶屑巖屑熔結(jié)角礫凝灰?guī)r和火山角礫巖。晶屑巖屑熔結(jié)角礫凝灰?guī)r呈灰白色，大部分風(fēng)化較強，風(fēng)化后常呈土黃色。巖石具有塊狀構(gòu)造、含角礫凝灰結(jié)構(gòu)，角礫成分包括圍巖碎屑和熔巖碎屑，晶屑主要有石英、鉀長石等；火山角礫巖呈灰白色，風(fēng)化后呈土黃色。巖石具有塊狀構(gòu)造、火山角礫結(jié)構(gòu)。角礫成分為片理化晶屑凝灰?guī)r和少量漿屑，呈次棱角狀-次圓狀，被凝灰級的巖屑和晶屑等火山灰膠結(jié)。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造較為發(fā)育，主要分為褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造，褶皺構(gòu)造體現(xiàn)在中部的二疊系大石寨組所構(gòu)成的軸面傾向北西的倒轉(zhuǎn)背斜，其核部是大理巖，兩翼為火山巖和火山碎屑巖，北西翼被花崗巖侵入。

斷裂構(gòu)造表現(xiàn)為北東向斷裂和北西向斷裂。北東向斷裂構(gòu)造整體傾向北西，傾角約70°，目前礦體的產(chǎn)狀主要受NE斷層控制。斷層中發(fā)現(xiàn)明顯的擠壓片理化帶(圖4a)以及兩側(cè)巖石中發(fā)育平行的裂隙帶和次生裂隙帶(圖4b)。斷層主要顯示壓性特征，但局部有張開，應(yīng)是先期壓性斷裂再活化的表現(xiàn)。礦區(qū)二疊系火山巖、火山碎屑巖和大理巖中均可見NE向的片理發(fā)育，其產(chǎn)狀與NE向斷裂構(gòu)造一致。NW向構(gòu)造可錯斷NE向構(gòu)造，且礦區(qū)目前的蝕變和礦化多發(fā)育于NW向構(gòu)造的兩側(cè)，特別是斷層的上盤，表明NW向構(gòu)造可能為成礦期構(gòu)造。礦區(qū)出露的黑云母正長斑巖主要受NW向構(gòu)造控制，多呈NW走向，傾角較陡。筆者對區(qū)內(nèi)地表出露的21組破碎帶以及井下的45組斷裂帶進(jìn)行產(chǎn)狀測量(圖4c)。結(jié)果表明，礦區(qū)斷層、裂隙主要為NE走向，其次為NNW和近EW向。

圖4 擠壓變形強烈的斷裂帶(a)、兩側(cè)的裂隙(b)及礦區(qū)井下斷裂構(gòu)造走向的玫瑰花圖和節(jié)理等密圖(c)Fig.4 Fault zone with compressive deformation (a)，fault fracture zone (b)and rose diagram of fault structure strike and joint density map (c)

2.3 礦區(qū)侵入巖

礦區(qū)內(nèi)發(fā)育多期巖漿活動，巖石類型多樣，包括黑云母二長花崗巖、黑云母正長斑巖和閃斜煌斑巖。

黑云母二長花崗巖呈巖株產(chǎn)出，礦區(qū)地表未見出露，但礦區(qū)多個鉆孔巖芯證實其深部為黑云母二長花崗巖巖株。巖石新鮮面呈灰白色(圖5a)，輕微蝕變后呈肉紅色，等粒-不等粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石主要由鉀長石(30%～40%，體積分?jǐn)?shù))、斜長石(30%～40%)、石英(20%～25%)和黑云母(<5%)組成(圖5b)。副礦物為鋯石、鈦鐵礦、金紅石和榍石等。

黑云母正長斑巖是礦區(qū)最常見的侵入巖，在礦區(qū)地表、井下和鉆孔巖芯中均可見及，多沿北西向構(gòu)造呈巖脈或巖墻產(chǎn)出，少數(shù)呈NE向。巖石呈深灰、灰黑、暗灰紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖5c)。斑晶主要為堿性長石和黑云母(圖5d)，基質(zhì)主要為堿性長石、斜長石和石英。基質(zhì)為隱晶-細(xì)晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。礦區(qū)的黑云母正長斑巖普遍發(fā)育蝕變，其蝕變類型包括暗色礦物的陽起石化、綠泥石化、綠簾石化、黃鐵礦化、赤鐵礦化等及長石的絹云母化、粘土礦化等。

閃斜煌斑巖多以巖墻、巖脈的形式產(chǎn)出，巖脈厚度多為數(shù)十厘米到數(shù)米不等(圖5e)，顏色為深灰綠色或灰黑色，淺色礦物主要為斜長石(～50%)，暗色礦物以角閃石為主，其次為輝石和黑云母。巖石具細(xì)粒-輝綠結(jié)構(gòu)，斜長石呈自形的板條狀。礦區(qū)閃斜煌斑巖蝕變明顯，主要是暗色礦物綠泥石化、碳酸鹽化，淺色礦物多發(fā)育泥化、絹云母化、碳酸鹽化，并可見其中沿裂隙分布的綠泥石-碳酸鹽脈(圖5f)。

圖5 礦區(qū)侵入巖的野外(手標(biāo)本)和顯微照片F(xiàn)ig.5 Field petrological characteristics and micro-lithologic characteristics of intrusive rocka、b—黑云母二長花崗巖手標(biāo)本及正交偏光照片；c、d—黑云母正長斑巖手標(biāo)本及正交偏光照片；e、f—閃斜煌斑巖野外及單偏光照片；Kfs—鉀長石；Qtz—石英；Pl—斜長石；Bt—黑云母；Afs—堿性長石；Cb—碳酸鹽；Chl—綠泥石；Hbl—普通角閃石a,b—hand-specimen and cross-polarized photomicrograph of biotite monzogranite；c,d—hand-specimen and light photomicrograph of biotite syenite porphyry；e,f—field and plane-polarized light photomicrograph of diorite lamprophyre；Kfs—K-feldspar；Qtz—quartz；Pl—plagioclase；Bt—biotite；Afs—alkalifeldspar；Cb—carbonate；Chl—chlorite；Hbl—hornblende

3 礦化、蝕變及礦物組成特征

3.1 礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀

礦區(qū)圈定礦體主要為矽卡巖型礦體，多呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出于二疊系大石寨組的大理巖與凝灰質(zhì)板巖的接觸面之大理巖一側(cè)或沿大理巖中的破碎帶分布，礦化在走向上總體連續(xù)，但礦化不均勻，局部膨大、收縮明顯。礦體總體走向北東59°，傾向北西，傾角總體約75°，局部近直立(圖6)。礦體在10線～33線均有地表露頭，長約1 200 m。在13線、17線和21線深部以西礦體形成分支，南西側(cè)為1號礦體，北西側(cè)為2號礦體，其層間為1-1號礦體，是目前礦區(qū)主要的開采對象。

圖6 紅嶺鉛鋅多金屬礦5號勘探線剖面圖Fig.6 Geological section along 5th exploration line through the Hongling Pb-Zn polymetallic deposit

3.2 礦區(qū)的主要礦化類型

紅嶺鉛鋅礦區(qū)的礦化主要為矽卡巖型礦化，包括矽卡巖型鐵礦化、鉛鋅礦化和少量銅礦化。其中鐵礦化主要與石榴子石矽卡巖有關(guān)(圖7a)，鉛鋅礦化主要與透輝石和綠簾石矽卡巖有關(guān)(圖7b)。筆者通過詳細(xì)的井下踏勘和鉆孔編錄發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)除矽卡巖型礦化外，在礦區(qū)主礦體的上下盤的井巷工程和鉆孔巖芯中還見有多種礦化類型，包括發(fā)育于侏羅系火山角礫巖中的脈狀-網(wǎng)脈狀、角礫巖型鋅礦化、晶屑凝灰?guī)r中的細(xì)網(wǎng)脈狀銅礦化、大理巖中的碳酸鹽交代型鉛鋅礦化，深部鉆孔還發(fā)現(xiàn)有浸染狀和石英脈型輝鉬礦化等。脈狀-網(wǎng)脈狀和角礫巖型鉛鋅礦化主要發(fā)育于主礦體下盤，表現(xiàn)為火山碎屑巖中的角礫巖型和脈狀-網(wǎng)脈狀鉛鋅礦化，角礫巖型礦化中角礫棱角分明(圖7c)，顯示張性角礫巖的特征。角礫發(fā)育明顯的蝕變，主要為碳酸鹽化、泥化和綠泥石化。角礫膠結(jié)物或脈體中的金屬礦物以閃鋅礦為主(圖7d)，脈石礦物主要為粘土礦物、石英、碳酸鹽礦物和綠泥石；碳酸鹽交代型鉛鋅礦化發(fā)育規(guī)模較小，僅見于主礦體邊部的大理巖中，表現(xiàn)為閃鋅礦和方鉛礦交代大理巖中的碳酸鹽礦物(圖7e)；細(xì)網(wǎng)脈型銅礦化主要發(fā)育于主礦體上盤的凝灰質(zhì)板巖中，表現(xiàn)為石英-硫化物細(xì)脈或網(wǎng)脈，主要金屬礦物組合為黃鐵礦、毒砂、黃銅礦、閃鋅礦，目前控制的規(guī)模不大；脈狀或浸染狀鉬礦化僅在ZK0205鉆孔深部見及，礦物組合主要為石英和輝鉬礦(圖7f)。對礦區(qū)該類型的鉬礦化尚未進(jìn)行詳細(xì)的工作。另外在礦卡巖型礦體中還見有少量的鉍礦化和錫礦化，其主要礦物組合分別為自然鉍、輝鉍礦(圖7g)和錫石(圖7h)。

圖7 礦區(qū)礦化類型的野外、顯微照片及背散射照片F(xiàn)ig.7 Field and micrographs of mineralization types in the Hongling mining areaa—磁鐵礦矽卡巖；b—透輝石矽卡巖；c—角礫巖型礦化；d—網(wǎng)脈狀礦化；e—碳酸鹽交代鉛鋅礦化(+)；f—黑云母二長花崗巖中的鉬礦化；g—鉆孔深部發(fā)育的輝鉍礦背散射照片；h—磁鐵礦中發(fā)育錫石的背散射照片；Mt—磁鐵礦；Grt—石榴石；Di—透輝石；Sp—閃鋅礦；Gn—方鉛礦；Mb—大理巖；Cal—方解石；Mo—輝鉬礦；Bis—輝鉍礦；Cst—錫石a—field photo of magnetite skarn；b—field photo of diopside skarn；c—breccia type mineralization；d—network mineralization；e—photomicrograph of carbonate metasomatic lead-zinc minerals (+)；f—molybdenite mineralization in biotite monzogranite；g—bismuth pyroxene in deep borehole (BSE)；h—cassiterite in magnetite (BSE)；Mt—magnetite；Grt—garnet；Di—diopside；Sp—sphalerite；Gn—galena；Mb—marble；Cal—calcite；Mo—molybdenite；Bis—bismuthinite；Cst—cassiterite

3.3 礦區(qū)圍巖蝕變

紅嶺礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變廣泛且較強烈，主要包括矽卡巖化、綠泥石化、硅化、絹云母化、碳酸鹽化、粘土礦化、鈉沸石化等。矽卡巖化是礦區(qū)內(nèi)最重要的蝕變類型，主要發(fā)育于碳酸鹽巖地層中；綠泥石化主要發(fā)育于礦體上下盤的圍巖中，以石英-綠泥石囊團(tuán)、綠泥石-碳酸鹽-硫化物細(xì)脈以及網(wǎng)脈狀綠泥石化為主，且分布范圍大，具有很好的找礦指示意義；硅化主要表現(xiàn)為圍巖中的脈狀蝕變和巖體或火山巖地層中的浸染狀蝕變，顯示受構(gòu)造控制的特征；粘土礦化主要見于礦區(qū)南部的鉆孔巖芯和主礦體下盤圍巖中，主要表現(xiàn)為沿構(gòu)造裂隙分布的碳酸鹽-粘土礦物細(xì)脈，或交代巖體或火山巖中的長石，其共生礦物有石英、金屬硫化物、方解石和螢石。局部可見呈張性空間充填的石英-碳酸鹽-伊利石晶洞或脈狀細(xì)粒石英-冰長石-伊利石。礦區(qū)碳酸鹽化特別發(fā)育，包括巖體中長石和角閃石的碳酸鹽化和圍巖中細(xì)脈狀-浸染狀碳酸鹽化等。晚期的碳酸鹽化表現(xiàn)為刀片狀方解石，且常與螢石伴生；鈉沸石化主要發(fā)育于礦區(qū)二疊系石英粗面巖和黑云母正長斑巖中，常呈極細(xì)的脈狀或浸染狀分布。

3.4 成礦階段和礦物組成

根據(jù)井下脈體之間的穿切關(guān)系，并結(jié)合室內(nèi)巖、礦相鑒定和SEM/EDS分析結(jié)果，將紅嶺礦區(qū)的成礦作用劃分為4個成礦階段(圖8、圖9)，包括：Ⅰ磁鐵礦階段、Ⅱ矽卡巖階段、Ⅲ石英-鉛鋅多金屬硫化物階段；Ⅳ方解石-黃鐵礦-毒砂-粘土礦物階段。其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是主要成礦階段。

圖8 礦區(qū)各成礦階段特征的野外照片F(xiàn)ig.8 Field photos of metallogenic stagesa、b—磁鐵礦階段；c、d—主要成礦階段；e、f—方解石-黃鐵礦-毒砂-粘土礦物階段；Mt—磁鐵礦；Grt—石榴子石；Cal—方解石；Fl—螢石；Di—透輝石；Qtz—石英；Sp—閃鋅礦；Gn—方鉛礦；Py—黃鐵礦a，b—magnetite stage；c,d—main metallogenic stage；e，f—calcite-pyrite-arsenopyrite-clay stage；Mt—magnetite；Grt—garnet；Cal—calcite；Fl—fluorite；Di—diopside；Qtz—quartz；Sp—sphalerite；Gn—galena；Py—pyrite

圖9 紅嶺鉛鋅多金屬礦床礦物生成順序表Fig.9 Paragenetic sequence of minerals from the Hongling Pb-Zn polymetallic deposit

磁鐵礦階段(Ⅰ)：主要發(fā)育于礦區(qū)井下，主要表現(xiàn)為矽卡巖中的塊狀-不規(guī)則囊團(tuán)狀磁鐵礦。井下可見石榴子石矽卡巖沿磁鐵礦體中的裂隙分布(圖8a)，或在磁鐵礦體中呈脈狀產(chǎn)出(圖8b)，表明磁鐵礦形成早于石榴子石矽卡巖。

矽卡巖階段(Ⅱ)：主要礦物組成為鈣鐵石榴子石(圖8c)、透輝石、陽起石、黑柱石、鈣鐵輝石，并含少量磁鐵礦、鐵陽起石、鈣鋁石榴子石和綠簾石等。礦區(qū)發(fā)育多種石榴子石矽卡巖，顏色由棕色、粉棕色至綠色不等。綠色石榴子石矽卡巖一般產(chǎn)于矽卡巖脈的中間部位，其間被石英或碳酸鹽礦物充填，表明其形成晚于鈣鐵石榴子石；透輝石和陽起石矽卡巖一般分布在矽卡巖中靠近大理巖一側(cè)，透輝石呈柱狀由圍巖向外生長，陽起石常產(chǎn)于透輝石帶再向外，呈放射狀或不規(guī)則狀分布，再向外出現(xiàn)硅灰石矽卡巖。

石英-鉛鋅多金屬硫化物階段(Ⅲ)：主要礦物組成為石英、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦；主要表現(xiàn)為矽卡巖中或礦體圍巖中不規(guī)則狀石英-硫化物團(tuán)塊(圖8d)、脈狀-網(wǎng)脈狀石英硫化物。

方解石-黃鐵礦-毒砂-粘土礦物階段(Ⅳ)：主要礦物組成為方解石、含鐵方解石、石英、螢石、粘土礦物和黃鐵礦(圖8e)，含少量方鉛礦和閃鋅礦。井下可見方解石-黃鐵礦脈切穿石榴子石矽卡巖或透輝石-陽起石矽卡巖，也可切穿石英-硫化物脈，表明其形成較晚。方解石-螢石脈中部常見晶洞構(gòu)造及其中的刀片狀方解石(圖8f)。

4 討論

4.1 二疊系巖性的新認(rèn)識及硫化物壓力影的發(fā)現(xiàn)

地層巖性是成巖背景和礦床成因研究的重要依據(jù)。筆者通過詳細(xì)的野外地質(zhì)、巖芯編錄以及室內(nèi)巖礦相鑒定、主要巖石樣品的SEM/EDS分析，對礦區(qū)二疊系大石寨組巖性進(jìn)行了重新梳理。結(jié)果表明，礦區(qū)大石寨組地層均為火山巖及火山碎屑巖，未發(fā)現(xiàn)正常碎屑巖類。原地質(zhì)資料中稱為泥質(zhì)板巖或碳質(zhì)板巖的應(yīng)為片理化的晶屑凝灰?guī)r，巖石含較多的細(xì)粒金屬硫化物是巖石呈黑色的原因。另外，原勘查資料中將礦區(qū)紅色的巖石稱為粉砂巖，但巖相學(xué)和SEM/EDS結(jié)果表明其應(yīng)為堿性火山巖，巖石具有斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶主要為堿性長石和石英，基質(zhì)主要為堿性長石和暗色礦物。由于巖石多發(fā)生較強的蝕變，其中暗色礦物均已蝕變?yōu)槌噼F礦，因此使巖石呈現(xiàn)磚紅色。對二疊系巖性的新認(rèn)識，特別是堿性火山巖的發(fā)現(xiàn)為區(qū)內(nèi)二疊紀(jì)地層的沉積環(huán)境和構(gòu)造演化提供了新的證據(jù)。

野外和巖礦相結(jié)果表明，大石寨組晶屑凝灰?guī)r發(fā)育明顯的片理化，其中的晶屑和片狀礦物具有定向性，表明其經(jīng)歷了擠壓變形事件，而含礦石英脈和矽卡巖明顯切穿地層中的片理，表明成礦為變形后產(chǎn)物。巖礦相和SEM/EDS發(fā)現(xiàn)，大石寨組晶屑凝灰?guī)r中發(fā)育由硫化物組成的壓力影構(gòu)造，其中核心礦物由黃銅礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦組成，而影子礦物為石英和綠泥石，且壓力影的排列與片理方向一致，表明在該區(qū)可以存在構(gòu)造變形前的銅鋅礦化，其可能代表了火山巖同期的礦化。前人對區(qū)域內(nèi)大石寨組的年代學(xué)測試結(jié)果表明，其成巖年齡主要集中在282～270 Ma，為早二疊世產(chǎn)物(Yuetal.,2017)，這與中亞造山帶的西段[如新疆可可塔勒鉛鋅礦床(Zhengetal.,2013)]、東段[如內(nèi)蒙溫都爾廟地區(qū)(高征西等，2019)]VMS型銅-多金屬礦床的成礦時代相近，表明區(qū)內(nèi)二疊紀(jì)海底火山活動可能具有很好的成銅潛力。紅嶺礦區(qū)的成礦年齡為139±0.6 Ma(錫石U-Pb年齡，Liuetal.,2018)，為晚中生代成礦事件產(chǎn)物。中國東部廣泛發(fā)育燕山期斑巖-矽卡巖型Mo(W-Sn)-熱液型鉛鋅成礦系統(tǒng)(Zhaietal.,2017；謝玉玲等，2020)，如內(nèi)蒙東烏旗地區(qū)、安徽沙坪溝地區(qū)、東秦嶺地區(qū)等(李厚民等，2008；謝玉玲等，2015；王瑩等，2019)。這些礦床中金屬組合以鎢、鉬、鉛鋅(銀)為主，銅含量一般不高。但內(nèi)蒙中部發(fā)現(xiàn)有多個銅錫、錫-銅-多金屬礦床[如大井銅錫礦(王莉娟等，2015)、維拉斯托錫銅多金屬礦(周振華等，2019)]，對其中銅的來源目前仍存在認(rèn)識上的分歧(江思宏等，2010；郭祥義，2019)。大石寨組地層中同生銅鋅礦化的發(fā)現(xiàn)表明，區(qū)內(nèi)二疊紀(jì)海相火山巖可能具有一定的成銅潛力，盡管目前未見規(guī)模的VMS型銅礦化，但原生含銅金屬硫化物的發(fā)現(xiàn)表明其中含銅較高，這為內(nèi)蒙中部燕山期銅-金屬礦床中銅的來源提供了一種的新的思路，值得進(jìn)一步探討，也為區(qū)內(nèi)找礦提供了新思路。

4.2 礦區(qū)多種礦化類型的發(fā)現(xiàn)及找礦意義

礦區(qū)早期勘查主要是針對矽卡巖型礦體，而對其它類型的礦化關(guān)注不夠。礦區(qū)碳酸鹽地層分布有限，已實施的鉆探工程證實，礦區(qū)深部為黑云母二長花崗巖小巖株，深部矽卡巖成礦空間受限。近年的井巷工程和鉆探工程顯示，除矽卡巖型礦化外，礦區(qū)的角礫巖型-熱液脈型鉛鋅(銀)礦化、脈狀銅礦化也具有重要的經(jīng)濟(jì)意義，目前已在主體礦上盤圈定了板巖中的細(xì)脈狀銅礦體一個，在主礦體下盤的侏羅紀(jì)火山碎屑巖中圈定多個鉛鋅礦體，表明除矽卡巖型礦體外，礦區(qū)還發(fā)現(xiàn)多種具有經(jīng)濟(jì)意義的礦化類型。目前發(fā)現(xiàn)的角礫巖型和熱液脈型鉛鋅礦體多產(chǎn)于主控礦構(gòu)造(NE向斷裂)下盤的平行斷裂中，伴生的蝕變以碳酸鹽化、泥化為特征，表現(xiàn)為遠(yuǎn)離熱液中心的蝕變和礦化，且其中鐵礦化不發(fā)育。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，其上盤和下盤均發(fā)現(xiàn)有多條平行斷裂，且其中可見強綠泥石化(上盤)和泥化、碳酸鹽化(下盤)蝕變，顯示出一定的找礦潛力，因此，加強礦區(qū)及外圍斷裂控制的熱液脈型礦化的找礦勘查是礦區(qū)未來找礦的主要方向。

4.3 礦區(qū)蝕變的空間分布及控制因素

蝕變的空間分布規(guī)律是成礦地質(zhì)模型的重要內(nèi)容，也是找礦的重要依據(jù)。從目前已知礦化的空間分布及與地層、斷裂構(gòu)造的關(guān)系看，紅嶺鉛鋅礦的礦化和蝕變受多種因素控制，包括NE和NW向斷裂及產(chǎn)狀、不同巖性的界面及產(chǎn)狀、圍巖性質(zhì)、圍巖中裂隙發(fā)育程度、與成礦巖體的空間關(guān)系等，因此造成了礦區(qū)的蝕變空間分布復(fù)雜、變化較大。

NE向斷裂構(gòu)造和碳酸鹽地層控制了矽卡巖型礦體的總體展布，造成主礦體主要沿NE向斷裂構(gòu)造發(fā)育(圖2)。在NE向構(gòu)造及NW向構(gòu)造的交匯部分往往形成礦體的膨大部位，且NW向斷裂的上盤礦化明顯好于下盤，表明NW向構(gòu)造可能是導(dǎo)礦構(gòu)造，其可切穿NE向構(gòu)造，形成晚于NE向斷裂。從巖性上看，矽卡巖型礦化主要發(fā)育于凝灰質(zhì)板巖與大理巖交界處的大理巖一側(cè)或產(chǎn)于大理巖內(nèi)的構(gòu)造破碎帶中，且大理巖中裂隙發(fā)育程度決定了矽卡巖化發(fā)育的規(guī)模。從礦化和蝕變的空間分布上看，總體上主礦體的SW段深部以鐵為主，淺部和NE為鉛鋅。蝕變也表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，沿主礦體從NE向SW，其蝕變類型、蝕變規(guī)模顯示出一定的變化，石榴子石矽卡巖主要發(fā)育于礦體的SW段，特別是深部，向NE逐漸減弱、變薄(圖10)。單個矽卡巖體或矽卡巖脈的礦物學(xué)分帶也較為清楚，從流體通道(如斷層、巖層界面或巖體與圍巖的接觸帶)向外(大理巖)依次為石榴子矽卡巖帶、透輝石矽卡巖帶、陽起石-綠簾石矽卡巖帶、青盤巖化帶、硅灰石帶。但由于礦區(qū)的控礦構(gòu)造復(fù)雜，且?guī)r性變化較大，同一蝕變分帶在不同巖性中的表現(xiàn)也不同，因此難以建立礦區(qū)蝕變的詳細(xì)分帶模型，但蝕變的總體變化規(guī)律仍可為找礦提供一些有用的信息。礦區(qū)SW地表(約13線附近)可見強陽起石化的黑云母正長斑巖，而南北兩側(cè)則表現(xiàn)為綠泥石化，表明其可能靠近熱液通道，而此處也是NE和NW向構(gòu)造的交匯部位，而主礦化下盤次級構(gòu)造中主要表現(xiàn)為碳酸鹽化、泥化等，上盤地表和鉆孔中可見大量的綠泥石化、硅化，表明其應(yīng)為熱液中心外圍的蝕變產(chǎn)物。根據(jù)礦區(qū)斷裂構(gòu)造、礦化、蝕變的空間分布，筆者認(rèn)為，礦區(qū)主礦體向SW和上下盤次級斷裂中均具有較好的找礦潛力，應(yīng)予以重視，特別是加強主礦體上下盤中脈狀銅、鉛鋅礦化的找礦勘查。

圖10 紅嶺鉛鋅多金屬礦床805 m標(biāo)高水平斷面圖Fig.10 Horizontal section at 805 m elevation from the Hongling Pb-Zn polymetallic deposit

5 結(jié)論

(1)通過詳細(xì)的野外地質(zhì)、巖芯編錄以及室內(nèi)巖礦相鑒定工作，對礦區(qū)內(nèi)二疊系的巖性進(jìn)行了重新厘定，提出，原地質(zhì)資料中描述的粉砂巖應(yīng)為堿性火山巖，而泥質(zhì)頁巖和黑色頁巖為一套片理化晶屑凝灰?guī)r，為區(qū)內(nèi)二疊紀(jì)地層的成巖環(huán)境和構(gòu)造背景研究提供了新的證據(jù)。

(2)在詳細(xì)的巖礦相和SEM/EDS研究基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了二疊系大石寨組由黃銅礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦組成的壓力影，表明區(qū)內(nèi)存在變形前的銅鋅礦化，可能代表了二疊紀(jì)海底火山活動同期的VMS型礦化。這一發(fā)現(xiàn)為區(qū)內(nèi)中生代銅-多金屬礦床的成礦物質(zhì)來源研究提供了新的思路，也為區(qū)內(nèi)找礦提供了新的方向。

(3)通過對礦區(qū)主要礦化、蝕變的空間分布規(guī)律的系統(tǒng)總結(jié)，查明了礦區(qū)的礦化和蝕變的空間分布規(guī)律和控制因素。結(jié)果表明，礦區(qū)的礦化和蝕變主要受斷裂、地層巖性控制，矽卡巖型礦化主要沿NE向斷裂產(chǎn)出，特別是大理巖與板巖接觸帶的大理巖一側(cè)。在NE向斷裂與 NW斷裂交匯處，特別是NW向斷裂上盤規(guī)模較大。

(4)礦區(qū)除矽卡巖型礦化外，主礦體上下盤中的熱液脈狀、網(wǎng)脈狀和角礫巖型鉛鋅(鉬)礦化、銅礦化也具有一定的成礦潛力。礦區(qū)主礦體向SW和上下盤次級斷裂中均具有較好的找礦潛力。