賈麗瓊,王治華，徐文藝, 王 梁,李 翾，常春郊

(1. 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083;2. 中國地質(zhì)大學(xué)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室，北京 100083;3. 中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室，北京 100037;4. 武警黃金地質(zhì)研究所，河北廊坊 065000；5. 武警黃金第四支隊，遼寧遼陽 111000)

內(nèi)蒙古東烏旗1017高地銀鉛鋅礦床地質(zhì)地球化學(xué)特征及成因初探

賈麗瓊1,2,3,王治華1,4，徐文藝3, 王 梁1,4,李 翾5，常春郊4

(1. 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083;2. 中國地質(zhì)大學(xué)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室，北京 100083;3. 中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室，北京 100037;4. 武警黃金地質(zhì)研究所，河北廊坊 065000；5. 武警黃金第四支隊，遼寧遼陽 111000)

對內(nèi)蒙古東烏珠穆沁旗1017高地銀鉛鋅礦流體包裹體和同位素地球化學(xué)進行了研究。流體包裹體研究顯示，從成礦早期到主成礦期，流體溫度逐漸降低(從303℃～134℃到247℃～121℃)，鹽度也在逐漸降低(從13.2%～7.2%到13.0%～4.5%)，流體密度變化不太大(從0.97 g/cm3～0.81g/cm3到0.99 g/cm3～0.89 g/cm3)，流體壓力較低(0.33 MPa～8.19MPa)，表明該礦床具有淺成、中低溫、中低鹽度熱液成礦特征。激光拉曼光譜分析顯示包裹體氣液相成分主要為H2O。氫、氧同位素組成表明，成礦流體早期以巖漿水為主，晚期可能有大氣降水的參與。硫、鉛同位素分析表明，成礦物質(zhì)來源于深源巖漿與地層的混合。鉛同位素也反映出成礦金屬主要來源于地幔巖漿作用，并有殼源鉛的混染，且與圍巖阿欽楚魯巖體具有相似的特征?；谝巴獾刭|(zhì)觀察，H、O、S、Pb同位素及成巖成礦年齡的對比，認(rèn)為礦床的形成與阿欽楚魯巖體密切相關(guān)，阿欽楚魯巖體提供了成礦的物質(zhì)和流體來源。1017高地銀鉛鋅礦床為巖漿熱液型脈狀礦床。

流體包裹體 同位素地球化學(xué) 巖漿熱液 1017高地 內(nèi)蒙古

Jia Li-qiong, Wang Zhi-hua, Xu Wen-yi, Wang Liang, Li Xuan, Chang Chun-jiao. Geological and geochemical characteristics and genesis of silver-lead-zinc deposit at 1017 Highland in Dong Ujimqin Banner, Inner Mongolia [J]. Geology and Exploration, 2014, 50(3):0550-0563.

內(nèi)蒙古東烏珠穆沁旗一帶構(gòu)造位置位于西伯利亞板塊南緣的查干敖包-奧尤特-朝不楞早古生代構(gòu)造巖漿帶、大興安嶺成礦帶西側(cè)(圖1(a))。受華北地臺、古蒙古洋殼和西伯利亞板塊多期次俯沖、碰撞和對接作用的影響，整個東烏旗地區(qū)內(nèi)古生代火山-沉積巖分布廣泛，深大斷裂帶(層)縱橫交錯，各類侵入巖十分發(fā)育，金屬礦床(點)星羅棋布，具有特殊的地質(zhì)構(gòu)造背景和有利的成礦環(huán)境，歷來是地質(zhì)找礦工作的重點勘查區(qū)(聶鳳軍等, 2007; 張萬益等, 2009)。

1017高地銀鉛鋅礦是近年來在東烏旗巴彥霍步爾蘇木東北約15km處發(fā)現(xiàn)的一處多金屬礦床。該礦床是2006年由武警黃金第四支隊在進行化探異常檢查時發(fā)現(xiàn)，近年來對礦區(qū)進行的詳細(xì)礦產(chǎn)普查評價工作取得重大進展，目前共探獲資源量(333+334?)金542kg、銀348576kg、鉛+鋅226532t，成為東烏旗地區(qū)銀鉛鋅金多金屬成礦帶中的又一找礦亮點。同時，由于礦體直接產(chǎn)于花崗巖巖體內(nèi)，與巖漿活動關(guān)系密切，類型較為特殊，開展深入的礦床學(xué)研究對于推進興蒙造山帶巖漿活動與金屬成礦作用的研究也具有重要意義。對流體包裹體及礦床同位素地球化學(xué)的研究有助于查明礦床形成時的物理化學(xué)條件、成礦物質(zhì)來源及礦床成因等多方面內(nèi)容(張文淮等, 1993; 韓吟文等, 2003; 王梁等, 2011)，一直以來都是礦床學(xué)研究的重點。然而迄今為止，對該礦區(qū)僅有的幾例報道多是關(guān)于地質(zhì)背景、礦床特征和物化探特征方面的研究(黃忠軍等, 2009,2011；齊立華, 2010；張景云和嚴(yán)昊偉, 2010)，而對于該礦床流體來源、同位素地球化學(xué)特征和礦床成因的系統(tǒng)研究工作尚屬空白，嚴(yán)重制約著成礦規(guī)律的認(rèn)識和找礦勘查工作的進一步進行。本次研究結(jié)合最新的勘查成果，詳細(xì)介紹了1017高地礦床的地質(zhì)特征，有針對性地開展了流體包裹體及同位素地球化學(xué)的測試分析工作，在此基礎(chǔ)上，對礦床成礦流體和成礦物質(zhì)來源進行了綜合研究分析，并且初步探討了1017高地銀鉛鋅礦床的礦床成因。

圖1 1017高地礦床礦區(qū)地質(zhì)簡圖(圖(a)據(jù)聶鳳軍等，2007，有修改；圖(b)據(jù)齊力華，2010，有修改)Fig.1 Simplified geological map of 1017 Highland deposit in Inner Mongolia((a) modified from Nie et al., 2007; (b) modified from Qi et al., 2010) 1-第四系；2-安格爾音烏拉組：泥質(zhì)砂巖；3-海西中期中細(xì)粒黑云二長花崗巖；4-海西中期中粗粒黑云二長花崗巖；5-煌斑巖脈；6-礦體及編號；7-地質(zhì)界線；8-斷裂帶；9-古板塊縫合帶；10-前寒武紀(jì)變質(zhì)巖地塊；11-錫林浩特前寒武紀(jì)中間地塊推測邊界；12-國界；13-城鎮(zhèn)；14-鉆孔和勘探線1-Quaternary; 2-Angeeryinwula Formation: argillaceous sandstone; 3-Middle Hercynian medium-fine grained biotite adamellite; 4-Middle Hercynian medium-coarse biotite adamellite; 5-lamprophyre veins; 6-orebody and number; 7-geological boundary; 8-fracture zone; 9-Palaeo plate suture zone; 10-Precambrian metamorphic rock massif; 11-Xilinhaote Precambrian middle land speculation border; 12-national boundaries; 13-cities and towns; 14-driu hole and prospecting line

1 地質(zhì)背景

1.1 礦區(qū)地質(zhì)概況

1017高地銀鉛鋅礦大地構(gòu)造位置處于南蒙古國巨大弧形構(gòu)造帶的東南側(cè)、華北板塊與西伯利亞板塊之間的古生代構(gòu)造帶內(nèi)(圖1(a))。礦區(qū)內(nèi)第四系分布較廣，在礦區(qū)北部、東部和西部均有分布，主要巖性為灰綠、灰黑、黃綠色砂質(zhì)淤泥、砂土、粘土和沙礫等。其它地層出露較少，在礦區(qū)東南部有小面積上泥盆統(tǒng)安格爾音烏拉組(D3a)出露，該地層為陸相及濱海相砂質(zhì)斑巖組合，巖性主要為泥質(zhì)粉砂巖、斑巖、細(xì)砂巖以及砂巖(圖1(b))。

北東向展布的二連浩特-東烏旗復(fù)背斜北翼的阿欽楚魯復(fù)背斜是區(qū)內(nèi)主要的褶皺構(gòu)造，整個礦區(qū)就位于該復(fù)背斜之中?？氐V斷層主構(gòu)造線方向主要有北東向和北西向兩組，都表現(xiàn)出破碎蝕變帶特征。其中北東向蝕變破碎帶總體走向在50°左右，傾向SE，傾角多大于70°。北西向蝕變破碎帶總體走向在310°左右，傾向SW，傾角多集中在60°～70°之間。斷裂帶內(nèi)巖石破碎較強，高嶺土化、綠泥石化、綠簾石化較強，局部可見鐵錳礦化。

研究區(qū)侵入巖從海西期至燕山期均有出露，噴出巖不發(fā)育。其中以海西中期的花崗巖分布最為廣泛，形成1017高地的主要巖體-阿欽楚魯巖體。巖體主要分布于布敦花腦特-查干楚魯特一帶，沿南西和北東向延伸至礦區(qū)外部。根據(jù)巖石礦物顆粒大小，巖體可分為中心相和邊緣相兩個巖相帶，兩者之間呈漸變過渡。巖體的中心相巖石主要為中粗粒含(巨)斑黑云二長花崗巖，分布于礦區(qū)的北東部和中部，呈巖基產(chǎn)出；邊緣相為中細(xì)粒黑云二長花崗巖，分布于礦區(qū)中部。

中粗粒含(巨)斑黑云二長花崗巖，灰色、灰白色，似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。鉀長石斑晶含量5%～10%，粒徑約為1～3cm，晶體晶型較好，呈柱狀。巖石主要由鉀長石(40%左右)、石英(25%)、斜長石(20%)、黑云母(≈10%)、白云母(<5%)和暗色礦物(<1%)等組成，副礦物有鋯石、磷灰石、鈦鐵礦等。巖石的邊緣相及中心相無明顯的分界線，呈漸變過渡。

中細(xì)粒黑云二長花崗巖，灰白、灰黃色，粒度較細(xì)，為中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要由鉀長石(45%)、它形石英(30%)和斜長石(25%)等組成，副礦物為鋯石、磷灰石等，局部有高嶺土化、綠泥石化等蝕變?；◢弾r體內(nèi)發(fā)育蝕變破碎帶，帶內(nèi)巖石具較強高嶺土化、綠泥石化，局部可見少量石膏化、辰砂化。

1.2 礦床地質(zhì)特征

1017高地銀鉛鋅多金屬礦床主要產(chǎn)于海西期的阿欽楚魯巖體內(nèi)。目前礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)銀鉛鋅礦(化)體12個，以1、2、3、7、12號礦體發(fā)育較好、規(guī)模較大，產(chǎn)狀基本走向南東，傾向北東(圖1(b))。礦體多呈樹枝狀、細(xì)薄脈狀、囊狀、似層狀及扁豆?fàn)?圖2)，地表一般長150～260m以上，寬1～60m不等，銀鉛鋅礦體寬0.6～10m之間，鉛直厚度約1.2～4.5m之間。目前，對1017高地的估算預(yù)測資源量(333+334)為金542kg，銀348576kg、鉛+鋅226532t。

圖2 1017高地礦區(qū)357線剖面圖Fig.2 Profile along No.357 prospecting line of 1017 Highland deposit 1-第四系；2-黑云二長花崗巖；3-礦體及編號；4-鉆孔位置及編號；5-終孔位置及鉆孔深度1-Quaternary; 2-biotite adamellite; 3-orebody and number; 4-drilling position and number; 5-final location of the drilling and drilling depth

礦床礦化類型可分為破碎蝕變巖型以及石英脈型銀鉛多金屬礦化兩種，且以前者為主。礦石礦物主要有方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、白鐵礦和黃銅礦；脈石礦物以石英、長石、高嶺土、綠泥石和綠簾石等為主。礦石結(jié)構(gòu)主要為粒狀和碎裂狀，構(gòu)造上多為塊狀、條帶狀及浸染狀等。巖石受構(gòu)造作用影響，比較破碎，普遍發(fā)育各種蝕變，主要有硅化、綠泥石化、綠簾石化、高嶺土化、絹云母化等。

根據(jù)礦石礦物組合、圍巖蝕變及脈體穿插關(guān)系等特點，將1017高地礦床的成礦作用劃分為3個成礦階段：(1) 代表早期熱液活動的石英-黃鐵礦-絹云母-綠泥石階段(圖3(a))；(2) 代表熱液活動和金屬礦化主要階段的石英-多金屬硫化物階段，該階段主要礦物組合為石英、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦(圖3(b))；(3) 代表晚期熱液活動的石英-碳酸鹽階段，主要礦物組合為黃鐵礦、石英、方解石。

圖3 1017高地礦區(qū)典型礦石鏡下照片F(xiàn)ig.3 Microscope photos of typical ores from 1017 Highland deposit a-石英-黃鐵礦-絹云母-綠泥石階段；b-石英-多金屬硫化物階段；Qtz-石英，Py-黃鐵礦，Gn-方鉛礦，Sp-閃鋅礦a-quartz-pyrite-sericite-chlorite stage; b-quartz-polymetallic sulfide stage；Qtz-quartz，Py-pyrite，Gn-galena,Sp-sphalerite

2 樣品及測試方法

用于測溫的測試樣品分別為采自地表及巖心中的含礦石英脈。其中樣品DW-66、DW-68采自石英-黃鐵礦-絹云母化-綠泥石化階段，代表成礦早期；樣品DW-63、DW-63a、DW-67、DW-67a和DW-82為石英-多金屬硫化物階段，代表主成礦階段。早期礦化石英脈較為白凈，含少量的星點狀黃鐵礦；主礦化階段的石英脈多呈煙灰色，含有大量的金屬硫化物，如黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦和白鐵礦等。

流體包裹體顯微測溫實驗在中國地質(zhì)大學(xué)(北京)流體包裹體實驗室進行，實驗儀器為Linkam-THMSG600型冷-熱臺，儀器測定的溫度范圍為-196℃～600℃，測溫精度在±1℃左右，冷凍法的精度在±0.1℃。

流體包裹體激光拉曼分析在中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所激光拉曼實驗室進行。激光拉曼光譜儀為英國Renishaw公司生產(chǎn)的RM-2000型顯微共聚焦激光拉曼光譜儀，光源為Ar離子激光器，激光波長為514.5nm,激光功率20 mW,光譜測試范圍100 cm-1～4 000cm-1，光譜分辨率為1 cm-1。

石英的氫、氧同位素在中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所同位素地質(zhì)開放研究實驗室完成。氫同位素組成分析的對象是石英內(nèi)捕獲的流體包裹體。將挑選出的石英單礦物樣品進行低溫烘烤，去除表面的吸附水；然后，用爆裂法釋放出流體包裹體中的水，測試過程為：加熱石英包裹體樣品使其爆裂，釋放出揮發(fā)份，提取水蒸氣，然后在400℃的條件下使水與鋅發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，再使用液氮冷凍，收集到有活性炭的樣品瓶中；最后在Finnigan MAT-251質(zhì)譜儀上分析其H同位素組成。氫同位素采用

的國際標(biāo)準(zhǔn)為V-SMOW，分析精度為±2‰。氧同位素分析方法采用BrF5法。首先將純凈的12mg石英樣品與BrF5在真空和高溫條件下反應(yīng)15h，萃取氧；然后將分離出的氧與溫度達(dá)700℃的灼熱電阻-石墨棒燃燒轉(zhuǎn)化提取CO2氣體；最后在FinniganMAT-251質(zhì)譜儀上分析其O同位素組成。氧同位素采用的國際標(biāo)準(zhǔn)為V-SMOW，分析精度為±0.2‰。

硫同位素測試在中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所同位素地質(zhì)開放研究實驗室完成。將硫同位素分析樣品研磨至200目，稱量10mg，采用CuO氧化方法，在真空系統(tǒng)和高溫條件下，硫化物與CuO反應(yīng)，硫全部轉(zhuǎn)化為純凈的SO2氣體，使用德國Finnigan公司生產(chǎn)的MAT253型穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀，測定其34S的比值，測試結(jié)果采用國際標(biāo)準(zhǔn)CDT表達(dá)，分析精度優(yōu)于±0.2‰。

鉛同位素分析在中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所同位素實驗室完成。鉛同位素比值用多接受器等離子體質(zhì)譜法(MC-ICPMS)測定，所用儀器為英國Nu Plasma HR，儀器的質(zhì)量分餾以Tl同位素外標(biāo)校正(何學(xué)賢等，2005)，樣品中Tl的加入量約為鉛含量的1/2。采用NBS 981 長期重復(fù)測定的統(tǒng)計結(jié)果為：208Pb/206Pb =2.16736±0.00066，207Pb/206Pb =0.91488±0.00028,206Pb/204Pb=16.9386±0.0131，207Pb/204Pb= 15.4968±0.0107，208Pb/204Pb= 36.7119±0.0331 (±2σ)。

3 礦床地球化學(xué)

3.1 流體包裹體

3.1.1 流體包裹體巖相學(xué)

顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)石英脈中原生流體包裹體較為發(fā)育，絕大多數(shù)包裹體呈規(guī)則形狀分布。根據(jù)Rodder(1984)和盧煥章等(2004)所提出的流體包裹體在室溫下的相態(tài)分類準(zhǔn)則，1017高地銀鉛鋅礦包裹體主要分為兩類，即氣液兩相包裹體(Ⅰ型)和含子礦物的多相包裹體(Ⅱ型)(圖4)。氣液兩相包裹體(Ⅰ型)在樣品中最為發(fā)育，約占包裹體總量90%以上。根據(jù)包裹體的物理狀態(tài)，又可將氣液兩相包裹體劃分為富液相包裹體(IA型)和富氣相包裹體(IB型)?，F(xiàn)將成礦早期和主成礦期的包裹體特征介紹如下：

成礦早期(石英-黃鐵礦-絹云母-綠泥石化階段)：該階段的流體包裹體主要以富液相包裹體(IA型)為主，包裹體多呈橢圓形、長條狀和負(fù)晶形等，大小約為2μm～10μm不等，包裹體的氣液兩相之比為5%～25%，以10%多見。均一至液相。

主成礦期(石英-多金屬硫化物階段)：該階段流體包裹體中出現(xiàn)了氣液兩相包裹體(Ⅰ型)和含子礦物的多相包裹體(Ⅱ型)。

(1) 氣液兩相包裹體(Ⅰ型)：根據(jù)包裹體的物理狀態(tài)，該階段又可劃分為富液相包裹體(IA型)和富氣相包裹體(IB型)。

富液相包裹體(IA型)(圖4(a))多呈圓形、橢圓形、長條狀、不規(guī)則狀、負(fù)晶形等，大小約為3μm～12μm不等，密集成群分布。包裹體的氣液兩相之比為5%～30%，以10%多見。均一至液相。

富氣相包裹體(IB型)(圖4(b))多呈橢圓狀、不規(guī)則狀。分布較少，僅在樣品DW-68中觀察到極少量。孤立產(chǎn)出，大小約為7μm～12μm，氣相百分比在60%以上。均一至氣相。

(2) 含子礦物的多相包裹體(Ⅱ型)(圖4(c))：該類型包裹體在樣品中發(fā)育較少，僅在DW-63中觀察到一個。包裹體為負(fù)晶形，呈孤立狀產(chǎn)出，大小約為5μm～7μm。包裹體氣液兩相之比為10%～15%。均一至液相。

3.1.2 流體包裹體溫度和鹽度

由于富氣相兩相包裹體(IB型)(僅在樣品DW-68中觀測到一個)和含子礦物的三相包裹體(II型)數(shù)量非常少(僅在樣品DW-63中觀測到一個)，為研究方便，此次主要測定了前述5件樣品(DW-68、DW-63、DW-63a、DW-67、DW-67a)中富液相的兩相包裹體(IA型)的均一溫度和冰點。均一法測溫結(jié)果、冰點及流體包裹體的鹽度列于表1。

從表中數(shù)據(jù)看出，富液相的氣液兩相(IA型)包裹體的均一溫度變化范圍較大，介于121℃～303℃之間，峰值集中在140℃～210℃之間(圖5(a))，平均溫度為195℃。其中，成礦早階段石英包裹體的均一溫度變化于134℃～303℃，平均231℃，峰值集中于260℃～300℃，反映成礦早期溫度為260℃～300℃(圖5(b))；主成礦階段石英包裹體的均一溫度變化于121℃～247℃，平均186℃，峰值集中在150℃～210℃之間(圖5(c))。

圖4 1017高地礦床石英脈中的流體包裹體Fig.4 Fluid inclusions of quartz vein from 1017 highland deposit (a)-富液相氣液兩相包裹體(IA型)；(b)-富氣相氣液兩相包裹體(IB型)；(c)-多相包裹體(Ⅱ型)V-包裹體氣相；L-包裹體液相；S-包裹體固相(a)-liguid rich vaper-liguid fluid inclusions (IA); (b)-vapor rich vapor-liguid fluid inclusions (IB); (c)-polyphase inclusions (II)V-gas of fluid inclusions; L-liquid of fluid inclusions; S-solid of fluid inclusions

樣品號主礦物成礦階段大小(μm)氣相百分?jǐn)?shù)(%)均一溫度(℃)冰點(℃)鹽度(%)范圍(個數(shù))平均范圍(個數(shù))平均范圍平均DW-68石英成礦早期3～105～30134～303(15)231-9.3～-4.5(15)-7.27.2～13.210.7DW-63石英DW-63a石英DW-67石英DW-67a石英主成礦階段4～105～10121～225(14)177-9.0～-5.8(11)-6.99.0～12.610.43～65～20136～236(15)183-6.9～-2.7(14)-5.24.5～10.48.12～85～10135～222(15)183-5.6～-4.0(14)-4.86.5～8.57.52～55～30151～247(12)203-9.1～-6.8(12)-7.810.2～13.011.5

圖5 1017高地礦床流體包裹體均一溫度直方圖Fig.5 Histograms showing homogenization temperatures of the fluid inclusions of 1017 highland deposit a-全部流體包裹體均一溫度直方圖；b-成礦早期(早期石英脈)流體包裹體均一溫度；c-主成礦階段(石英-金屬硫化物期)流體包裹體均一溫度a-histogram showing homogenization temperatures of the all fluid inclusions; b-histogram showing homogenization temperatures of the early mineralization stage(the early quartz veins); c-histogram showing homogenization temperatures of the main mineralization stage (the quartz-metal sulfides stage)

本次研究除了在DW-63中發(fā)現(xiàn)了1個含子礦物的三相流體包裹體，其他樣品中均未觀察到含鹽類子礦物的多相流體包裹體，這表明鉛鋅礦床是在中-低鹽度的流體中沉淀成礦的(黃惠蘭等，2004)。根據(jù)NaCl-H2O型包裹體的冰點溫度，在流體包裹體冷凍法冰點與鹽度關(guān)系表中可以查得鹽度(Bodnar，1983)。1017高地銀鉛鋅礦中氣液兩相(IA型)包裹體的冰點溫度為-9.3℃～-2.7℃，對應(yīng)鹽度(NaCleq)范圍為4.5%～13.2%，平均9.5%NaCleq，峰值7.0%～11.6% NaCleq。其中，早期石英包裹體的冰點溫度為-9.3℃～-4.5℃，對應(yīng)鹽度7.2%～13.2%NaCleqv，平均10.7%NaCleq，峰值9.9%～10.7% NaCleqv；主成礦階段石英包裹體的冰點溫度為-9.1℃～-2.7℃，對應(yīng)鹽度4.5%～13.0% NaCleq，平均為9.2% NaCleq，峰值為7.0%～11.9% NaCleq(表1，圖6)。

圖6 1017高地銀鉛鋅礦流體包裹體鹽度直方圖Fig.6 Histograms showing salinities of the fluid inclusions of 1017 highland deposit a-全部流體包裹體鹽度直方圖；b-成礦早期(早期石英脈)流體包裹體鹽度；c-主成礦階段(石英-金屬硫化物期)流體包裹體鹽度a-histogram showing salinities of the all fluid inclusions; b-histogram showing salinities of the early mineralization stage(the early quartz veins); c-histogram showing salinities of the main mineralization stage (the quartz-metal sulfides stage)

3.1.3 成礦流體的密度和壓力

流體密度根據(jù)劉斌和段光賢(1987)NaCl-H2O液相包裹體的密度式計算。計算結(jié)果表明(表2)，5件樣品的密度非常接近，范圍為0.81 g/cm3～0.99g/cm3，平均值范圍為0.89 g/cm3～0.96 g/cm3，所有樣品密度的平均值為0.93 g/cm3。這一計算結(jié)果與在Bischoff(1991)的NaCl-H2O體系的t-ρ相圖(圖7(a))和Bodnar(1983)的NaCl-H2O體系的t-w(NaCleqv)-ρ相圖(圖7(b))中投點得到的密度范圍(0.83 g/cm3～0.97 g/cm3)是基本一致的。

本文對流體包裹體形成壓力的估算采用Haas(1976)推導(dǎo)的用來計算NaCl水溶液包裹體均一壓力的公式，具體公式和相關(guān)參數(shù)可參看劉斌和沈昆(1999)的相關(guān)內(nèi)容。利用該公式計算出1017高地銀鉛鋅多金屬礦成礦流體的形成壓力在0.33MPa～8.19MPa之間(表2)，計算結(jié)果與采用Bischoff(1991)的NaCl-H2O體系的t-ρ相圖投點得出的結(jié)果一致(圖7(a))。

3.1.4 單個流體包裹體激光拉曼分析

本次測試主要對主成礦階段石英脈中的氣液兩相包裹體進行了氣液相成分的激光拉曼分析，部分圖譜如圖8所示。測試結(jié)果表明， 拉曼能譜圖中除主礦物石英的峰值外，測試的流體包裹體的氣相和液相成分主要以水和水蒸氣為主，與顯微鏡下觀察結(jié)果相同，未檢測出CO2氣體，故認(rèn)為此次所測流體屬于NaCl-H2O體系(盧煥章等，2004)。

表2 1017高地礦床成礦流體密度和壓力計算結(jié)果Table 2 Calculated density and pressure of ore-forming fluid in 1017 Highland deposit

圖7 1017高地礦床流體包裹體NaCl-H2O體系的t-ρ(a)和t-w(NaCleq)-ρ(b)相圖(底圖轉(zhuǎn)引自盧煥章等，2004)Fig.7 Phase diagram of t-ρ(a) and t-w(NaCleq)-ρ(b) for the NaCl-H2O system of fluid inclusions from 1017 Highland deposit (from Lu et al., 2004)

3.2 氫、氧同位素

1017高地銀鉛鋅多金屬礦床中石英的氫、氧同位素組成分析結(jié)果見表3。樣品中石英的δ18OV-SMOW的變化范圍為6.9‰～13.9‰，平均為10.6‰，極差為7.0‰；δDV-SMOW的值介于-125‰～-103‰，平均為-112‰，極差為22‰(表3)。與礦物平衡的水的氧同位素分餾按照如下公式計算獲得：1 000 lnα石英-水= 3.34×106×T-2-2.90(Matsobisa, 1979)。樣品DW-63、DW-67和DW-68已進行包裹體測溫工作，計算時樣品DW-63、DW-67和DW-68的溫度采用其包裹體測溫的均一溫度平均值；樣品DW-66為成礦早階段樣品，采用早階段石英脈的均一溫度均值；樣品DW-82為主成礦階段的石英，采用主成礦階段均一溫度的平均值。計算后，與石英氧同位素交換平衡時流體包裹體水的δ18OH2O值為-5.24‰～1.97‰，均值為-1.31‰，極差為7.21‰(表3)。

圖8 1017高地礦床流體包裹體激光拉曼圖譜Fig.8 Laser Raman spectra of fluid inclusions from 1017 Highland deposit

表3 1017高地礦床氫、氧同位素測試結(jié)果Table 3 Measured hydrogen and oxygen isotope composition of 1017 Highland deposit

3.3 硫同位素

本次工作對采自鉆孔巖心的六件金屬硫化物進行了硫同位素地球化學(xué)分析，其中黃鐵礦樣品三件，方鉛礦樣品兩件，閃鋅礦樣品一件，分析結(jié)果見表4。從表中數(shù)據(jù)可以看出，六件樣品的δ34SV-CDT‰為5.7‰～8.0‰，平均6.9‰，極差2.3‰。金屬硫化物的硫同位素變化范圍較窄，組成相對均一，且表現(xiàn)出相對富集34S的同位素特點。

表4 1017高地礦床硫同位素分析結(jié)果Table 4 Measured composition of sulfur isotope in the 1017 Highland deposit

3.4 鉛同位素

從表5中可以看出，礦石硫化物的206Pb/204Pb比值為18.2859～18.3996，平均18.3587；207Pb/204Pb的比值范圍為15.5399～15.5616，平均15.5531；208Pb/204Pb比值范圍為38.0363～38.1772，平均38.1233，比值均低于39.0000，顯示微弱的釷鉛虧損。圍巖阿欽楚魯巖體的206Pb/204Pb比值為18.143～18.199，平均為18.173；207Pb/204Pb的比值范圍為15.495～15.512，平均為15.504；208Pb/204Pb比值范圍為37.830～37.865，平均為37.849。礦石硫化物的μ值變化范圍小，介于9.36～9.39之間，平均為9.38；ω則介于34.99～35.17，同樣變化范圍小，平均為35.09。礦床的ω值為34.99～35.17，均值為35.09。

4 討論

4.1 成礦流體特征

均一溫度顯微測溫表明，在1017高地銀鉛鋅礦床的成礦早階段，成礦流體為中高溫流體(134℃～303℃)；隨著成礦作用進行，到主礦化階段，流體的溫度有較為明顯的下降趨勢，此時為中-低溫流體(121℃～247℃)。從成礦早期到晚期階段，均一溫度有重合的區(qū)間(圖5)，這反映成礦流體是一個連續(xù)演化的過程。成礦早期石英中流體包裹體為中等鹽度(7.2%～13.2%NaCleqv)，至主成礦期鹽度逐漸降低(4.5%～13.0% NaCleqv)(表1，圖6)。表明1017高地銀鉛鋅礦床的成礦流體為中低溫、中低鹽度流體。在流體包裹體均一溫度-鹽度協(xié)變圖(圖9(a))上，隨著均一溫度降低，鹽度相應(yīng)降低，大致顯示出正相關(guān)關(guān)系，可能說明成礦流體從早到晚整體趨勢為自然冷卻的過程，但不排除大氣降水混入的可能性。1017高地銀鉛鋅多金屬礦的流體壓力范圍為0.33 MPa～8.19MPa，表明1017高地銀鉛鋅礦的成礦壓力低。

表5 1017高地礦床鉛同位素分析結(jié)果Table 5 Composition of lead isotope in the 1017 Highland deposit

μ=238U/204Pb;ω=232Th/204Pb;Δγ=(γ/γM(t)-1)×1000;Δβ=(β/βM(t)-1)×1000;γM(t),βM(t)為t時的地幔值。

圖9 1017高地礦床流體包裹體均一溫度-鹽度(a)和均一溫度-密度協(xié)變圖(b)Fig.9 Covariograms of homogenization temperature-salinity (a) and homogenization temperature-density(b) of fluid inclusions from 1017 Highland deposit

結(jié)合1017高地銀鉛鋅礦中流體包裹體的類型和產(chǎn)出特征的分析情況可知，礦床的成礦流體是均一的NaCl-H2O體系溶液，具有中低溫度、中低鹽度、密度較高、成礦流體壓力較小等特點。

圖10 1017高地礦床成礦流體δD-δ18OH2O圖解(底圖據(jù)Taylor, 1979)Fig.10 Plot of δD versus δ18OH2O values of ore-forming fluids in 1017 Highland deposit(base plot from Taylor, 1979)

4.2 成礦流體來源

對流體包裹體進行氫、氧同位素示蹤研究能夠很好地解決成礦物質(zhì)中水的來源問題(王梁等，2011)。將石英流體包裹體中水的δDV-SMOW值和計算獲得的δ18OH2O值投影到Taylor(1979)的δD-δ18OH2O關(guān)系圖解中(圖10)。從圖中可以看出，1017高地銀鉛鋅礦的成礦流體投影點主要落在大氣降水線的右下側(cè)區(qū)域內(nèi)，比較靠近巖漿水區(qū)域，相對遠(yuǎn)離變質(zhì)水的氫氧同位素組成區(qū)域，表明成礦流體來源于巖漿水，并有部分大氣降水的混合，推測巖漿熱液自深部上升的過程中，不斷與圍巖中的大氣降水發(fā)生同位素交換反應(yīng)，使得含礦熱液中的δD和δ18O發(fā)生了一定程度的漂移(肖曉牛等，2008)。

另外，本次所有樣品的流體密度據(jù)計算在0.81 g/cm3～0.99 g/cm3之間，均小于1.00 g/cm3(圖9(b))。Roedder(1976)綜合以往研究資料認(rèn)為，大多數(shù)巖漿熱液流體密度<1.00 g/cm3，這也說明1017高地在成礦過程中，與巖漿熱液有密切的關(guān)系。

4.3 成礦物質(zhì)來源

4.3.1 硫同位素示蹤

硫是Cu、Pb、Zn等親硫元素沉淀形成硫化物礦床的主要礦化劑，硫同位素組成是推斷成礦物質(zhì)來源和成礦過程的主要依據(jù)之一(陳永清等，2009)。熱液礦床中硫來源問題的研究，應(yīng)該根據(jù)成礦熱液沉淀硫化物時總的硫同位素組成來判斷。只有特定的fO2和t的條件下形成的硫化物δ34S值才為熱液總硫δ34S。在礦物組合簡單且缺乏硫酸鹽礦物的情況下，硫化物δ34S值的平均值可大致代表熱液的總硫同位素組成(Ohmoto and Rye, 1979; Ohmoto, 1986)。1017高地礦床中的主要硫化物為黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦，缺少重晶石和石膏等反映強氧化環(huán)境和磁黃鐵礦等反映強還原環(huán)境的礦物，所以可以認(rèn)為黃鐵礦、方鉛礦及閃鋅礦的硫同位素組成可以代表成礦熱液的δ34S∑s。從表4可以看出，1017高地銀鉛鋅礦床礦石中的硫化物δ34S的平均值為6.9‰，即總硫的δ34S值約為7‰。

與硫同位素儲庫相比(Ohmoto, 1972; Ohmoto and Rye, 1979)，無論是與總硫組成接近的黃鐵礦，還是方鉛礦和閃鋅礦的硫同位素組成，均高于深部巖漿硫(δ34S=0±5‰)，同時又低于圍巖地層同時期海水的硫同位素值(寒武紀(jì)海水的δ34S下限值為15‰)。由此推測，礦床中成礦熱液的硫來源可能是深源巖漿和地層硫的混合。將本文1017高地銀鉛鋅多金屬礦與離1017高地較近的吉林寶力格銀-金礦床的硫同位素(張萬益等, 2009)進行對比(圖11)可以發(fā)現(xiàn)， 1017高地銀鉛鋅礦床與吉林寶力格礦床相比，硫同位素稍高但很接近且有部分重合。張萬益等(2009)認(rèn)為吉林寶力格礦床的硫同位素可能來源于沉積巖與巖漿硫或地幔硫的混合、平衡作用。因此，筆者認(rèn)為1017高地礦床的硫同位素來源于巖漿硫與部分地層硫的混合。

圖11 1017高地礦床硫同位素分布直方圖Fig.11 Sulfur isotope histograms of 1017 Highland deposit 吉林寶力格數(shù)據(jù)引自張萬益等(2009)The date of Jilinbaolige from Zhang et al., 2009

4.3.2 鉛同位素示蹤

從前文和表5可知，1017高地礦區(qū)的礦石硫化物和圍巖阿欽楚魯巖體都富含放射性成因鉛且組成穩(wěn)定，阿欽楚魯巖體的鉛同位素組成接近礦石硫化物，推測礦石中的鉛同位素與圍巖有一定的成因聯(lián)系。通常而言，μ值介于7.86～7.94之間，代表鉛來源于地?；蛳碌貧?Chase, 1981)，若μ值為9.81則為上地殼來源的鉛(Stacey and Kramers,1975)。1017高地礦床的μ值(均值9.38)介于兩者之間，顯示出地幔鉛或下地殼鉛與上地殼鉛的混合來源特征。礦床的ω均值為35.09，低于平均地殼(平均地殼鉛的ω值為36.84)，顯示出幔源鉛的特征。1017高地礦床具有較低的μ值和ω值，總體顯示出地幔鉛的來源特征(Kamonaetal.,1999；吳開興等，2002)，并混有少量地殼物質(zhì)。

圖12 1017高地礦床礦石鉛同位素構(gòu)造環(huán)境演化圖解(底圖據(jù)Zartman and Doe, 1981)Fig.12 Diagram showing evolutionary tectonic settings of Pb isotope from the 1017 Highland deposit (base plot after Zartman and Doe, 1981) A-地幔; B-造山帶; C-上地殼; D-下地殼A-Mantle; B-Orogenic belt; C-Upper crust; D-Lower crust

將1017高地金屬硫化物和圍巖阿欽楚魯巖體的鉛同位素投影到Zartman and Doe (1981)的鉛同位素構(gòu)造環(huán)境演化圖解中(圖12)。從圖中可以看出，礦石和圍巖的鉛同位素投影點相近，在207Pb /204Pb-206Pb /204Pb圖解(12a)中，礦石和巖體的樣品點均位于地幔與造山帶之間；在208Pb /204Pb-206Pb /204Pb圖解(12b)中，樣品點位于造山帶演化線的附近，反映鉛來源于與造山作用有關(guān)的深源物質(zhì)。造山作用過程中本身會有地殼物質(zhì)的參與，據(jù)此推測1017高地礦區(qū)的鉛同位素主要來源于地幔，且有殼源鉛的混染。采用路遠(yuǎn)發(fā)(2004)的Geokit軟件計算獲得1017高地礦石鉛與同時代地幔鉛的相對偏差△β、△γ，并投影到朱炳泉(1998)△β-△γ成因分類圖解中(圖13)。從圖中可以看出，1017高地的礦石鉛均位于上地殼與地幔混合的俯沖帶鉛范圍內(nèi)，并且靠近巖漿作用成因鉛的范圍內(nèi)。從表5中可以看出，1017高地礦床的礦石和阿欽楚魯巖體的鉛同位素組成非常接近，在圖解中也位于相同的區(qū)域(圖12，圖13)，表明金屬硫化物與圍巖阿欽楚魯巖體有密切的關(guān)系。以上結(jié)論均表明1017高地礦床中金屬硫化物的鉛源具有殼幔混合的特點，礦石鉛主要來源于深部巖漿源區(qū)，混入了部分上地殼物質(zhì)，圍巖地層也為成礦提供了部分鉛。

圖13 1017高地礦床礦石鉛同位素的△β-△γ成因分類圖解(底圖據(jù)朱炳泉，1998)Fig.13 △β-△γ diagram of genetic classification of ore lead isotopes from 1017 Highland deposit( base plot after Zhu,1998) 1-地幔源鉛; 2-上地殼鉛; 3-上地殼與地?；旌系母_帶鉛(3a. 巖漿作用; 3b. 沉積作用); 4-化學(xué)沉積型鉛; 5-海底熱水作用鉛; 6-中深變質(zhì)作用鉛; 7-深變質(zhì)作用下地殼鉛; 8-造山 帶鉛; 9-古老頁巖上地殼鉛; 10-退變質(zhì)鉛1-mantle-derived lead; 2-upper crust lead; 3-mixed lead of the upper crust and mantle subduction zones(3a.magmatism; 3b.sedimentation); 4-chemical sedimentary lead; 5-submarine hydrothermal lead; 6-medium-high grade metamorphism lead; 7-lower crust lead of high grade metamorphism; 8-orogenic belt lead; 9-upper crust lead of ancient shale; 10-retrograde metamorphism lead

4.4 1017高地礦床成因初探

野外地質(zhì)調(diào)查表明，1017高地銀鉛鋅礦床主要賦存于阿欽楚魯巖體內(nèi)，從巖體內(nèi)部向外礦化類型從細(xì)脈、網(wǎng)脈狀礦化向受構(gòu)造破碎帶控制的蝕變巖型礦化轉(zhuǎn)變，品位呈現(xiàn)出降低的特征，反映礦床與巖體具有密切的空間關(guān)系。一般認(rèn)為，與花崗巖類有密切成因聯(lián)系的礦床，成礦熱液主要來自花崗質(zhì)巖漿演化后期的揮發(fā)組分聚集，因此，花崗巖成巖與成礦應(yīng)該同時或略早于成礦。張萬益等(2009)利用高精度的鋯石SHRIMP U-Pb定年測得1017高地含礦花崗巖(阿欽楚魯巖體)的鋯石U-Pb年齡為299±5Ma。而對于礦脈旁側(cè)蝕變巖中絹云母測得40Ar/39Ar 坪年齡為301.2±1.8 Ma(王治華未發(fā)表數(shù)據(jù))，可代表成礦年齡。成巖年齡和成礦年齡在誤差范圍內(nèi)一致，充分說明1017高地礦床主要成礦作用發(fā)生于花崗巖成巖過程中，成巖與成礦是一個連續(xù)的過程。因此，無論從空間還是時間上都可以看出，阿欽楚魯巖體與1017高地礦床有著密切的成因關(guān)系。

同位素地球化學(xué)研究則更進一步印證了兩者之間的聯(lián)系。1017高地礦床的H、O同位素研究表明，成礦流體中巖漿熱液在成礦階段中起主導(dǎo)作用。且含礦石英脈的δ18OV-SMOW介于6.9‰～13.9‰，在花崗巖類的δ18OV-SMOW‰的變化范圍之內(nèi)(+7‰～+13‰)(郎殿有等，1994)，說明成礦流體和花崗質(zhì)巖漿活動存在成因上的聯(lián)系。王治華等(2013)對1017礦床含礦巖體同位素地球化學(xué)的研究表明，巖石具有相對較低的87Sr/86Sr初始比值(0.673 401～0.704 236)和正的εNd(t)值(0.4～4.6)，反映其物質(zhì)來源可能主要是以幔源巖漿底侵為主的新生大陸地殼。這與礦石S、Pb同位素所顯示的成礦物質(zhì)主要來源于地幔特征完全符合，暗示該區(qū)出露的含礦巖體阿欽楚魯巖體即為1017高地礦床的成礦母巖。

綜上，基于地質(zhì)觀測、H、O、S、Pb同位素及成巖成礦年代學(xué)這幾方面的證據(jù)，筆者認(rèn)為1017高地礦床的形成與阿欽楚魯花崗巖體有密切聯(lián)系。海西期富含成礦元素的阿欽楚魯巖體在上升侵位過程中一方面自身發(fā)生結(jié)晶分異，另一方面遭受到圍巖的同化混染，從而使得巖體進一步富集成礦物質(zhì)。在上升到地殼淺部時，物理-化學(xué)條件的改變致使流體與巖漿發(fā)生分離。同時隨著成礦作用的進行，由于巖漿體系造成的負(fù)壓環(huán)境，引起了大氣降水參與對流循環(huán)，從而使含礦流體具有混合流體的特征。而區(qū)域上先存的大斷裂的次級構(gòu)造、巖漿的上侵活動使圍巖產(chǎn)生大量與上侵作用力相關(guān)的裂隙以及巖體靜巖壓力和熱液系統(tǒng)的靜水壓力的交替變換在巖體中形成的網(wǎng)狀裂隙，則為含礦熱液中金屬元素的運移和沉淀提供了通道和空間。

5 結(jié)論

(1) 流體包裹體顯微測溫分析結(jié)果表明，1017高地銀鉛鋅礦床的成礦流體是均一的NaCl-H2O體系溶液，具有中低溫度、中低鹽度、密度較高、成礦流體壓力較小等特點。氫、氧同位素分析結(jié)果表明，礦床中的成礦流體主要來源于巖漿水，在上升過程中與大氣降水有一定程度的混合。

(2) 硫、鉛同位素分析表明，1017高地礦床中的成礦物質(zhì)主要來源于深部巖漿作用，同時地層也提供了部分成礦物質(zhì)；鉛同位素還反映出成礦金屬主要來源于地幔巖漿作用，并有殼源鉛的混染，且與圍巖阿欽楚魯巖體具有相似的特征。

(3) 1017高地銀鉛鋅多金屬礦為中低溫度、中低鹽度的巖漿熱液型脈狀礦床，海西期阿欽楚魯巖體為成礦提供了必要的熱能和物質(zhì)來源，區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育的褶皺、斷裂和構(gòu)造破碎帶為成礦提供運移和賦存空間。

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Geological and Geochemical Characteristics and Genesis of Silver-Lead-Zinc Deposit at 1017 Highland in Dong Ujimqin Banner, Inner Mongolia

JIA Li-qiong1,2,3, WANG Zhi-hua1,4,XU Wen-yi3, WANG Liang1,4, LI Xuan5, CHANG Chun-jiao4

(1. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083;2. State Key Laboratory of Geologyical Processes and Mineral Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083;3. MRL Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037;4. Gold Geology Institute of Chinese Armed Police Force, Langfang,Hebei 0650005. 4thGold Team of Chinese Armed Police Force, Liaoyang,Liaoning 111000)

This work focuses on fluid inclusions and isotope geochemistry analysis of the silver-lead-zinc ore deposit at 1017 highland in Dongwuqi, Inner Mongolia. Fluid inclusion analysis indicates that the temperature and salinity of ore-forming fluid decreased gradually(temperature from 303℃～134℃ to 247℃～121℃, salinity from 13.2%～7.2% to 13.0%～4.5%) from the early to the main mineralization stage while the density kept constant basically(0.97 g/cm3～0.81g/cm3to 0.99 g/cm3～0.89 g/cm3) and the ore-forming pressure was low(0.33 MPa～8.19MPa). It is thus determined that low-and-medium temperature, low-and-medium salinity, and low pressure characterize the deposit. The Laser Raman data of the ore-forming fluid inclusions shows that it is rich in H2O in gas phase and liquid phase. Hydrogen and oxygen isotope analysis suggests that the ore-forming fluid was dominated by magmatic water in the early stage and could be mixed with meteoric water in the late stage. The compositions of sulfur isotope and lead isotope imply that the metallogenic materials of the deposit derived from the deep magma mixing with strata. The composition of lead isotope also shows that the lead of the deposit derived from the mantle magmatism with contaminated crust-source lead, and it is similar to its wall rocks, Aqinchulu granite. Based on the field geological investigation and comparing with hydrogen, oxygen, sulfur, lead isotope and ages of ore-forming and rock-forming, it is concluded that the formation of this deposit has a close relationship with Aqinchulu granite and the intrusion offered the ore-forming fluid and materials. The 1017 highland silver-lead-zinc ore deposit is a magmatic hydrothermal vein type of deposits.

fluid inclusion, isotope geochemistry, hydrothermal fluid, 1017 highland, Inner Mongolia

2013-08-05；

2013-12-25；[責(zé)任編輯]郝情情。

中國地質(zhì)調(diào)查局礦產(chǎn)資源遠(yuǎn)景調(diào)查評價項目(編號1212011085263、1212011120292)聯(lián)合資助。

賈麗瓊(1987年-)，女，在讀博士生，現(xiàn)主要從事礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)的研究工作。E-mail:jialiqiong@126.com

P618.42;P618.43

A

0495-5331(2014)03-0550-14