江思宏，聶鳳軍，白大明，牛樹(shù)銀，王寶德，劉翼飛，劉 妍

（1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所國(guó)土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100037；2.石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院資源學(xué)院，河北石家莊050031）

0 引言

白音諾爾鉛鋅礦是中國(guó)北方地區(qū)的一個(gè)大型鉛鋅礦床，發(fā)現(xiàn)于1970年，1971—1989年分別由內(nèi)蒙古自治區(qū)區(qū)調(diào)二隊(duì)及內(nèi)蒙古自治區(qū)第三地質(zhì)大隊(duì)二分隊(duì)進(jìn)行普查，于1989年底提交了詳細(xì)普查報(bào)告，探明礦石儲(chǔ)量3 272.87×104t，鉛金屬量66.08× 104t，鋅金屬量177.94×104t，銀金屬量1 026.33 t［1］。隨后，前人對(duì)該礦陸續(xù)開(kāi)展了大量研究工作［2－7］，取得了許多成果。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為該礦屬于典型的矽卡巖型礦床［3－4，7］，成礦時(shí)代為燕山期；只有少數(shù)學(xué)者認(rèn)為是噴流沉積型，其主成礦時(shí)代為二疊紀(jì)，并有燕山期成礦作用的疊加［5］。而筆者對(duì)礦區(qū)內(nèi)與成礦有關(guān)的花崗閃長(zhǎng)（斑）巖的鋯石LA－MC－ICPMS測(cè)年結(jié)果表明，其形成年齡為（244.5±0.9）Ma（加權(quán)均方偏差值為0.85）［7］，這表明白音諾爾鉛鋅礦的成礦時(shí)代為印支早期。為了進(jìn)一步查明成礦物質(zhì)來(lái)源，筆者對(duì)礦區(qū)內(nèi)礦石中的硫化物與圍巖（大理巖、花崗閃長(zhǎng)（斑）巖、安山玢巖脈和石英斑巖）以及礦區(qū)外圍的黑云母正長(zhǎng)花崗巖開(kāi)展了鉛同位素示蹤研究。

1 區(qū)域地質(zhì)與礦床地質(zhì)概況

白音諾爾大型鉛鋅礦床地處天山—蒙古—興安造山帶東部、大興安嶺中南段巴林左旗的北部，白音諾爾—景峰北東向斷裂與白音諾爾—罕廟東西向斷裂交匯處［2－4］。礦區(qū)及外圍地層走向北東，受北東向斷裂與褶皺控制。礦區(qū)北部產(chǎn)出有白音烏拉火山機(jī)構(gòu)，西部和東部均為晚侏羅世陸相火山巖盆地。礦區(qū)內(nèi)侵入巖發(fā)育，主要有花崗閃長(zhǎng)（斑）巖小巖株、巖脈、石英正長(zhǎng)斑巖小巖株、安山玢巖脈和石英斑巖脈（圖1）。其中花崗閃長(zhǎng)（斑）巖和石英正長(zhǎng)斑巖形成時(shí)間較早，被后期貫入的安山玢巖脈和石英斑巖脈所穿切。另外，在礦區(qū)東北部出露一個(gè)面積達(dá)數(shù)百平方千米的黑云母正長(zhǎng)花崗巖基。鉛鋅礦體主要沿二疊系黃崗梁組碳酸鹽巖與花崗閃長(zhǎng)（斑）巖的接觸帶產(chǎn)出，少量沿碳酸鹽巖與石英正長(zhǎng)斑巖接觸帶產(chǎn)出，并多賦存于背斜兩翼的層間滑脫帶和褶曲頂部虛脫帶內(nèi)。

白音諾爾鉛鋅礦區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)工業(yè)礦體162個(gè)，其總體特征可概述為礦體數(shù)量多、形態(tài)復(fù)雜、產(chǎn)狀及厚度和品位變化大、礦體成群（或帶）分布。以礦區(qū)中心地帶北東向褶皺軸為界，可將該礦床劃分為南、北兩個(gè)礦帶（圖1），其中南礦帶有礦體54個(gè)，主要礦體有1、2、3號(hào)及3－4號(hào)等；北礦帶有礦體108個(gè)，主要礦體有4－8號(hào)，17、18、19號(hào)及19－4號(hào)等。單個(gè)礦體大多在層間破碎帶的矽卡巖內(nèi)呈透鏡狀、鞍狀和脈狀產(chǎn)出，多個(gè)礦體構(gòu)成層面近于協(xié)調(diào)或斜交的似層狀礦體。一般來(lái)講，礦體大多在矽卡巖中產(chǎn)出，走向一般為20°～40°，傾向南東或北西，傾角一般約60°，長(zhǎng)度為100～450m，延深約250m，最大傾斜延深大于400m。礦體厚度一般為3～10m。

該礦區(qū)內(nèi)矽卡巖大多沿花崗閃長(zhǎng)（斑）巖與下二疊統(tǒng)大理巖或結(jié)晶灰?guī)r接觸帶分布，部分沿石英正長(zhǎng)斑巖、石英斑巖與大理巖接觸帶產(chǎn)出，少量位于侏羅紀(jì)火山巖或二疊紀(jì)淺變質(zhì)砂巖與大理巖接觸帶［3］。外矽卡巖帶相對(duì)較為發(fā)育，矽卡巖類(lèi)型有輝石矽卡巖、石榴石矽卡巖、石榴石－輝石矽卡巖和輝石－石榴石矽卡巖，其中礦床西部以石榴石矽卡巖為主，東部則主要是輝石矽卡巖。從巖體到大理巖，變質(zhì)交代巖具有明顯的分帶，它們分別為透輝石－石榴石矽卡巖→石榴石－透輝石矽卡巖→透輝石矽卡巖（含退化蝕變礦物）→大理巖，其中透輝石矽卡巖和石榴石－透輝石矽卡巖是鉛－鋅礦體的直接容礦圍巖［3］。

礦石中的金屬礦物以閃鋅礦、方鉛礦、磁黃鐵礦和黃銅礦為主，其次是黃鐵礦、毒砂和磁鐵礦。綜合研究結(jié)果表明，白音諾爾鉛鋅礦床的早期成礦作用與花崗閃長(zhǎng)（斑）巖侵位活動(dòng)有關(guān)，沿花崗閃長(zhǎng)（斑）巖體和大理巖接觸帶形成矽卡巖型鉛－鋅礦體；晚期成礦作用與石英正長(zhǎng)斑巖侵位活動(dòng)有關(guān)，沿石英正長(zhǎng)斑巖體和大理巖接觸帶也形成矽卡巖型鉛鋅礦體［3］。每期成礦作用大致有3個(gè)不同的成礦階段：①矽卡巖階段，形成鈣鋁－鈣鐵餾石和透輝石－次透輝石－鈣鐵輝石－錳鈣輝石等矽卡巖礦物組合；②石英－硫化物階段，是鉛鋅的主要成礦階段，據(jù)礦物先后順序分成3個(gè)亞階段，分別為早期方鉛礦－閃鋅礦亞階段、閃鋅礦－方鉛礦－黃銅礦亞階段和晚期方鉛礦－閃鋅礦亞階段；③硫化物－硫鹽階段，鉛鋅礦化微弱，是銀的主要成礦階段［3］。

圖1 白音諾爾鉛鋅礦床地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Simplified Geological Map of Baiyinnuoer Pb－Zn Deposit

2 樣品采集與分析方法

2.1 樣品采集

本次研究采集了礦區(qū)內(nèi)及外圍的主要巖體和地層樣品以及礦區(qū)內(nèi)的礦石樣品，所有樣品的采樣位置見(jiàn)表1。對(duì)于巖石樣品，盡量采集相對(duì)比較新鮮、蝕變較弱的巖石。

2.2 樣品分析方法

巖石樣品的U、Th、Pb含量分析采用ICP－MS，分析測(cè)試工作在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試研究中心完成。測(cè)試精度：相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%。

Pb同位素分析也是在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試研究中心完成的。對(duì)于巖體和地層樣品，進(jìn)行全巖鉛同位素分析；對(duì)于礦石樣品，挑選出單礦物（硫化物）進(jìn)行鉛同位素分析。Pb同位素分析流程詳見(jiàn)文獻(xiàn)［9］。

3 分析結(jié)果

該礦區(qū)礦石中13件金屬硫化物（閃鋅礦、毒砂、方鉛礦）的N（206Pb）／N（204Pb）為18.266～18.372，平均值18.296，N（207Pb）／N（204Pb）為15.501～15.579，平均值15.536，N（208Pb）／N（204Pb）為38.016～38.339，平均值38.138（表1）。

3件黑云母正長(zhǎng)花崗巖樣品的N（206Pb）／N（204Pb）為18.622～18.957，平均值18.828；N（207Pb）／N（204Pb）為15.548～15.558，平均值15.552；N（208Pb）／N（204Pb）為38.421～38.730，平均值38.619（表1）。7件花崗閃長(zhǎng)（斑）巖樣品的N（206Pb）／N（204Pb）為18.307～18.450，平均值18.363；N（207Pb）／N（204Pb）為15.505～15.530，平均值15.515；N（208Pb）／N（204Pb）為38.071～38.200，平均值38.131（表1）。3件大理巖的N（206Pb）／N（204Pb）為18.283～18.355，平均值18.322；N（207Pb）／N（204Pb）為15.515～15.542，平均值15.525；N（208Pb）／N（204Pb）值為38.050～38.156，平均值38.094（表1）。1件石英斑巖和1件安山玢巖的N（206Pb）／N（204Pb）分別為18.504和18.288；N（207Pb）／N（204Pb）分別為15.896和15.916，N（208Pb）／N（204Pb）分別為38.300和38.100（表1）。

4 討論

4.1 白音諾爾鉛鋅礦鉛同位素示蹤

從上述分析數(shù)據(jù)可以看出，黑云母正長(zhǎng)花崗巖的放射性鉛含量較高，而礦石中硫化物的放射性鉛含量較低。

鋯石LA－MC－ICP－MS測(cè)年結(jié)果表明，礦區(qū)內(nèi)花崗閃長(zhǎng)（斑）巖的形成年齡為（244.5±0.9）Ma，礦區(qū)外圍黑云母正長(zhǎng)花崗巖和礦區(qū)內(nèi)石英斑巖的形成年齡分別為（134.8±1.2）Ma和（129.2±1.4）Ma，礦區(qū)內(nèi)安山玢巖的年齡約為135Ma［7］。為了探討礦石鉛的來(lái)源，對(duì)礦區(qū)內(nèi)的黑云母正長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)（斑）巖、石英斑巖、安山玢巖和大理巖利用分析的全巖Pb同位素組成和U、Th、Pb含量及形成年齡（分別取244Ma代表花崗閃長(zhǎng)（斑）巖的形成年齡，130Ma代表黑云母正長(zhǎng)花崗巖、石英斑巖和安山玢巖的形成年齡）計(jì)算這些巖石的初始Pb同位素比值（表1），并與礦石Pb同位素組成進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，在形成年齡為244Ma時(shí)，礦石中硫化物的鉛同位素投點(diǎn)非常靠近大理巖和花崗閃長(zhǎng)（斑）巖（圖2），表明礦石鉛可能主要來(lái)自大理巖和花崗閃長(zhǎng)（斑）巖。在形成年齡為130Ma時(shí)，礦石中硫化物的鉛同位素投點(diǎn)依然非?？拷蛘吲c大理巖和花崗閃長(zhǎng)（斑）巖的投點(diǎn)幾乎在同一個(gè)范圍（圖3），而與黑云母正長(zhǎng)花崗巖、石英斑巖和安山玢巖的投點(diǎn)范圍差別較大，進(jìn)一步表明礦石中的鉛不太可能來(lái)自后面這三類(lèi)巖石，也進(jìn)一步佐證了成礦確實(shí)與花崗閃長(zhǎng)（斑）巖和大理巖有關(guān)，屬于矽卡巖型礦床，與噴流沉積型和火山巖塊狀硫化物礦床有明顯的差別［10－11］。

圖2 在形成年齡為244Ma時(shí)白音諾爾鉛鋅礦N（207Pb）／N（204Pb）以及N（208Pb）／N（204Pb）與N（206Pb）／N（204Pb）的關(guān)系Fig.2 Diagrams of N（207Pb）／N（204Pb）Vs.N（206Pb）／N（204Pb），N（208Pb）／N（204Pb）Vs.N（206Pb）／N（204Pb）of Baiyinnuoer Pb－Zn Deposit When the Formation Age was 244Ma

4.2 區(qū)域鉛同位素特征

大興安嶺是中國(guó)16個(gè)重點(diǎn)成礦區(qū)帶之一，其中南段地區(qū)以銀多金屬礦床集中產(chǎn)出為特征，規(guī)模較大的有孟恩陶勒蓋、拜仁達(dá)壩、維拉斯托、白音查干、花敖包特、阿爾哈達(dá)、浩布高、白音諾爾、敖瑙達(dá)壩和大井等，礦床類(lèi)型以熱液脈型為主［4，12－14］，其次是矽卡巖型［3－4，7，15］，其成礦時(shí)代主要為燕山期［15－17］，其次是印支期［7］。將本文新獲數(shù)據(jù)與前人在拜仁達(dá)壩、維拉斯托、大井、阿爾哈達(dá)和孟恩陶勒蓋礦床獲得的鉛同位素?cái)?shù)據(jù)［9，13，18－20］（表2、圖4）進(jìn)行對(duì)比可以看出，白音諾爾鉛鋅礦中的礦石鉛明顯變化范圍更小，相對(duì)也更為集中，這表明白音諾爾鉛鋅礦的鉛來(lái)源相對(duì)簡(jiǎn)單，而拜仁達(dá)壩、維拉斯托、大井、阿爾哈達(dá)和孟恩陶勒蓋礦床的鉛同位素組成變化范圍較大，反映了其鉛的來(lái)源相對(duì)較為復(fù)雜。但是這些礦床的鉛同位素投點(diǎn)均呈線狀分布，表明這些礦床的礦石鉛均為混合鉛。從圖4還可以看出，盡管這些銀多金屬礦床的形成時(shí)代和礦床類(lèi)型可能有所不同，但是它們的鉛同位素組成卻非常相似，其組成范圍多有重疊（表2、圖4），暗示這些礦床礦石鉛的來(lái)源也非常相似。這種區(qū)域礦石鉛同位素組成的高度相似性表明，本區(qū)可能存在一個(gè)富銀的基底巖石或地層，它為成礦提供了主要的物質(zhì)來(lái)源。

表2 大興安嶺中南段銀多金屬礦床礦石中硫化物的Pb同位素組成特征Tab.2 Pb Isotopic Compositions of the Sulfides from the Ores of the Ag－polymetallic Deposits Occurring in Central－southern Part of Da Hinggan Mountains

圖3 在形成年齡為130Ma時(shí)白音諾爾鉛鋅礦N（207Pb）／N（204Pb）以及N（208Pb）／N（204Pb）與N（206Pb）／N（204Pb）的關(guān)系Fig.3 Diagrams of N（207Pb）／N（204Pb）Vs.N（206Pb）／N（204Pb），N（208Pb）／N（204Pb）Vs.N（206Pb）／N（204Pb）of Baiyinnuoer Pb－Zn Deposit When the Formation Age was 130Ma

圖4 大興安嶺中南段地區(qū)主要鉛鋅銀多金屬礦床N（207Pb）／N（204Pb）以及N（208Pb）／N（204Pb）與N（206Pb）／N（204Pb）的關(guān)系Fig.4 Diagrams of N（207Pb）／N（204Pb）Vs.N（206Pb）／N（204Pb），N（208Pb）／N（204Pb）Vs.N（206Pb）／N（204Pb）of the Main Pb－Zn－Ag Polymetallic Deposits Occurring in Central－southern Part of Da Hinggan Mountains

5 結(jié)語(yǔ)

（1）白音諾爾鉛鋅礦床鉛同位素研究結(jié)果表明，礦石鉛組成與礦區(qū)內(nèi)的花崗閃長(zhǎng)（斑）巖和大理巖接近，說(shuō)明礦石鉛主要來(lái)自這兩類(lèi)巖石，成礦也主要與其有關(guān)，而與黑云母正長(zhǎng)花崗巖、石英斑巖和安山玢巖關(guān)系不大，也進(jìn)一步證明了白音諾爾鉛鋅礦床的成礦與花崗閃長(zhǎng)（斑）巖和大理巖有關(guān)，屬于矽卡巖型礦床，與噴流沉積型和火山巖塊狀硫化物礦床有明顯的差別。

（2）區(qū)域?qū)Ρ妊芯堪l(fā)現(xiàn)，大興安嶺中南段地區(qū)銀多金屬礦床的鉛同位素組成相近，其組成范圍多有重疊，暗示這些礦床礦石鉛的來(lái)源也非常相似，可能說(shuō)明本區(qū)存在一個(gè)富銀的基底巖石或地層，它為成礦提供了主要的物質(zhì)來(lái)源。

野外地質(zhì)工作得到了內(nèi)蒙古白音諾爾鉛鋅礦于峰副總經(jīng)理和魏良民工程師以及赤峰市國(guó)土資源局張躍副局長(zhǎng)和傅國(guó)立科長(zhǎng)的大力支持與協(xié)助，在此一并致謝。

［1］ 陳玉清，李長(zhǎng)生，宗德奎.白音諾爾鉛鋅礦勘探類(lèi)型及生產(chǎn)探礦［J］.有色礦山，2002，31（3）：16－18.

［2］ 張德全，鮑修文.內(nèi)蒙古白音諾爾中酸性火山－深成雜巖體的巖石學(xué)、地球化學(xué)與成因研究［J］.地質(zhì)論評(píng)，1990，36（4）：289－297.

［3］ 張德全，雷蘊(yùn)芬，羅太陽(yáng)，等.內(nèi)蒙古白音諾爾鉛鋅礦床地質(zhì)特征及成礦作用［J］.礦床地質(zhì)，1991，10（3）：204－216.

［4］ 趙一鳴，張德全.大興安嶺及其鄰區(qū)銅多金屬礦床成礦規(guī)律與遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)［M］.北京：地震出版社，1997.

［5］ 曾慶棟，劉建明，賈長(zhǎng)順，等.內(nèi)蒙古赤峰市白音諾爾鉛鋅礦沉積噴流成因：地質(zhì)和硫同位素證據(jù)［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版，2007，37（4）：659－667.

［6］ 牛樹(shù)銀，孫愛(ài)群，郭利軍，等.大興安嶺白音諾爾鉛鋅礦控礦構(gòu)造研究與找礦預(yù)測(cè)［J］.大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2008，32（1）：72－80.

［7］ 江思宏，聶鳳軍，白大明，等.內(nèi)蒙古白音諾爾鉛鋅礦：印支期成礦的年代學(xué)證據(jù)［J］.礦床地質(zhì)，2011，待刊.

［8］ 陳玉清.內(nèi)蒙古赤峰市白音諾爾鉛鋅礦深部及外圍普查立項(xiàng)申請(qǐng)書(shū)［R］.赤峰：內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)院，2005.

［9］ 江思宏，聶鳳軍，劉翼飛，等.內(nèi)蒙古拜仁達(dá)壩及維拉斯托銀多金屬礦床的硫和鉛同位素研究［J］.礦床地質(zhì)，2010，29（1）：101－112.

［10］ 李文淵.塊狀硫化物礦床的類(lèi)型、分布和形成環(huán)境［J］.地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào)，2007，29（4）：331－344.

［11］ 李文淵.現(xiàn)代海底熱液成礦作用［J］.地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào)，2010，32（1）：15－23.

［12］ 張德全.大井銀銅錫礦體——一個(gè)潛火山熱液礦床的特征和成因［J］.火山地質(zhì)與礦產(chǎn)，1993，14（1）：37－47.

［13］ 儲(chǔ)雪蕾，霍衛(wèi)國(guó)，張 巽.內(nèi)蒙古林西縣大井銅多金屬礦床的硫、碳和鉛同位素及成礦物質(zhì)來(lái)源［J］.巖石學(xué)報(bào)，2002，18（4）：566－574.

［14］ 朱笑青，張 乾，何玉良，等.內(nèi)蒙古孟恩陶勒蓋銀鉛鋅銦礦床成因研究［J］.礦床地質(zhì)，2004，23（1）：52－60.

［15］ 盛繼福，付先政，李鶴年.大興安嶺中段成礦環(huán)境與銅多金屬礦床地質(zhì)特征［M］.北京：地震出版社，1999.

［16］ Wang J B，Wang Y W，Wang L J，et al.Tin－polymetallic Mineralization in the Southern Part of the Da Hinggan Mountains，China［J］.Resource Geology，2001，51（4）：283－291.

［17］ 張炯飛，龐慶邦，朱 群，等.內(nèi)蒙古孟恩陶勒蓋銀鉛鋅礦床白云母Ar－Ar年齡及其意義［J］.礦床地質(zhì)，2003，22（3）：253－256.

［18］ 馮建忠，艾 霞，吳俞斌，等.內(nèi)蒙大井多金屬礦床穩(wěn)定同位素地球化學(xué)特征［J］.吉林地質(zhì)，1994，13（3）：60－66.

［19］ 張 乾，戰(zhàn)新志，裘愉卓，等.內(nèi)蒙古孟恩陶勒蓋銀鉛鋅銦礦床的鉛同位素組成及礦石鉛的來(lái)源探討［J］.地球化學(xué)，2002，31（3）：253－258.

［20］ 張萬(wàn)益，聶鳳軍，劉 妍，等.內(nèi)蒙古東烏旗阿爾哈達(dá)鉛－鋅－銀礦床硫和鉛同位素研究［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版，2007，37（5）：868－877.