王玉平，李海洋，吳文彬，丁志剛，陳麗芳，劉宇

(遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110032)

0 引言

關(guān)東溝銅多金屬礦床位于內(nèi)蒙古赤峰地區(qū)東部，地處華北克拉通北緣、蒙古—鄂霍次克造山帶的溫都爾廟—翁牛特旗褶皺帶內(nèi)，該帶經(jīng)歷了多期強(qiáng)烈的構(gòu)造—巖漿活動(dòng)、多期變質(zhì)作用以及多種不同類型的火山—沉積作用，形成了豐富的礦產(chǎn)資源，是我國(guó)重要的有色金屬成礦帶之一(李碧樂等，2010；孫珍軍等，2016；王玉平等，2019)。

前人在區(qū)域上對(duì)金、鉬等礦床研究程度目前已較為深入(孫燕等，2013；陳井勝等，2016；孫珍軍等，2016；吳文彬等，2020)，但對(duì)銅多金屬礦床研究程度較低(李偉，2019；張寶印和馮勇達(dá)，2020)。關(guān)東溝銅多金屬礦床為遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院有限責(zé)任公司近年來新發(fā)現(xiàn)礦床，目前已在礦區(qū)開展了地球化學(xué)測(cè)量、地質(zhì)測(cè)量、大比例尺地、物、化綜合剖面及槽探工程等綜合工作，本文在總結(jié)礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，對(duì)該礦床找礦標(biāo)志進(jìn)行了討論，以期為該地區(qū)銅多金屬找礦工作提供借鑒。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市敖漢旗境內(nèi)，大地構(gòu)造位置屬華北板塊北緣中段，或?qū)倥d蒙復(fù)合造山帶的前鋒帶(吳繼紅，2017)(圖1a)。本區(qū)古生代受西伯利亞板塊與華北板塊相互作用，表現(xiàn)為近EW向展布的古生代造山帶，地殼變形相對(duì)強(qiáng)烈；中生代受太平洋板塊向歐亞板塊俯沖作用影響，本區(qū)進(jìn)入了濱太平洋大陸邊緣構(gòu)造發(fā)展階段，尤其是印支—燕山期，區(qū)域上發(fā)生了強(qiáng)烈的構(gòu)造巖漿活動(dòng)，本區(qū)接受了晚侏羅世—早白堊世火山巖堆積和巖漿侵入并伴隨局部多金屬成礦作用；新生代本區(qū)地殼活動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定，以升降作用為主，在山間平原及溝谷接受了沖洪積黏土、亞砂土及砂礫石堆積，但新近紀(jì)由于部分古斷裂的再活化，基性巖漿沿裂隙向上運(yùn)移并噴出地表。

圖1 研究區(qū)區(qū)域大地構(gòu)造位置圖(a)(據(jù)陳井勝等，2016)、地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b)1—第四系；2—上白堊統(tǒng)孫家灣組；3—上侏羅統(tǒng)瑪尼圖組；4—上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組；5—中二疊統(tǒng)于家北溝組；6—中二疊統(tǒng)額里圖組；7—下石炭統(tǒng)石咀子組；8—下元古界明安山巖群；9—晚侏羅世黑云母花崗巖；10—晚侏羅世花崗巖；11—中三疊世花崗閃長(zhǎng)巖；12—早三疊世石英閃長(zhǎng)巖；13—早三疊世花崗巖；14—早三疊世二長(zhǎng)花崗巖；15—早三疊世花崗斑巖；16—正斷層；17—逆斷層；18—平移斷層；19—角度不整合線；20—金礦點(diǎn)；21—銅礦點(diǎn)；22—鉛鋅礦點(diǎn)；23—地名；24—研究區(qū)

1.1 地層

研究區(qū)出露的地層自下而上為下元古界明安山巖群(Pt1Ma)，下石炭統(tǒng)石咀子組(C1s)，中二疊統(tǒng)額里圖組(P2e)、于家北溝組(P2y)，上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組(J3m)、瑪尼吐組(J3mn)，第四系(Q)(圖1b)。其中，二疊系為主要賦礦層位(張作倫等，2008；東野脈興等，2014；彭斌等，2016)，整體呈EW-NE展布。額里圖組下段巖性主要為安山巖、流紋巖及火山角礫巖等中酸性火山巖，上段為長(zhǎng)石石英砂巖、粉砂巖等；于家北溝組下段巖性為長(zhǎng)石石英砂巖夾條帶狀大理巖、含礫砂巖等，中段為大理巖化灰?guī)r、含砂大理巖等，上段為長(zhǎng)石石英砂巖、石英砂巖、粉砂巖等。

1.2 巖漿巖

1.3 構(gòu)造

研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，主要經(jīng)歷了古老結(jié)晶基底的形成與演化、古亞洲洋的消減和中新生代的太平洋板塊俯沖，構(gòu)造巖漿活動(dòng)十分強(qiáng)烈(Wu et al.,2007；劉建明等，2004)。赤峰—開原深大斷裂從研究區(qū)南側(cè)通過。區(qū)內(nèi)斷裂以EW向、NW向和NE向最為發(fā)育，次為近SN向，控制著區(qū)域內(nèi)撰山子金礦、庫(kù)里吐鉬銅礦和白馬石溝銅礦等已知礦床的產(chǎn)出。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

圖2 關(guān)東溝多金屬礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖1—上更新統(tǒng)烏爾吉組；2—中二疊統(tǒng)額里圖組二段；3—中二疊統(tǒng)額里圖組一段；4—石英脈；5—流紋巖；6—安山巖；7—安山質(zhì)角礫凝灰?guī)r；8—礦體；9—綠簾石化；10—高嶺土化；11—硅化；12—孔雀石化；13—褐鐵礦化；14—黃鐵礦化；15—巖相界線；16—正斷層17—平移斷層；18—性質(zhì)不明構(gòu)造

2.2 侵入巖

晚侏羅世黑云母花崗巖(J3γβ)在研究區(qū)以北小面積分布，侵入額里圖組一段(P2e1)，接觸部位發(fā)育硅化、綠泥石化、高嶺土化等蝕變。區(qū)內(nèi)脈巖發(fā)育，主要以酸性脈巖為主，走向NE或近SN向，長(zhǎng)幾十米到100 m不等，寬約1～2 m，主要分布在額里圖組一段(P2e1)火山巖中。

2.3 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育以NE、NW向?yàn)橹?。兩條NE向構(gòu)造分布在礦區(qū)東部，錯(cuò)動(dòng)額里圖組一段、二段，多條NW向構(gòu)造發(fā)育在額里圖組一段內(nèi)，寬約2 m，控制了區(qū)內(nèi)蝕變帶及礦體的分布，為主要的導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造。

2.4 地球化學(xué)、地球物理特征

通過地球化學(xué)測(cè)量，在研究區(qū)內(nèi)圈定出綜合異常HS-7乙1(圖3)，異常長(zhǎng)軸呈NE向，不規(guī)則形狀，主要由8個(gè)單元素異常組成，Cu、Ag為主要成礦元素，異常面積2.68 km2，其中Cu、Ag、Pb、W、As、Sb元素異常各1個(gè)，Bi元素異常2個(gè)。Cu-4異常規(guī)模最大，具異常濃度內(nèi)帶，NAP值為5.63，在銅元素異常規(guī)模排序中第三，極大值171×10-6，襯度7.44；Ag-7異常面積0.59 km2，極大值270×10-9，襯度3，NAP值1.77，具異常濃度中帶。

圖3 研究區(qū)HS-7化探異常剖析圖1—第四系；2—中二疊統(tǒng)于家北溝組；3—中二疊統(tǒng)額里圖組；4—元素異常強(qiáng)度一級(jí)(異常濃度外帶)5—元素異常強(qiáng)度二級(jí)(異常濃度中帶)；6—元素異常強(qiáng)度三級(jí)(異常濃度內(nèi)帶)

礦區(qū)1∶2.5萬航磁異常表現(xiàn)為△T曲線不規(guī)則，梯度陡，峰值尖，強(qiáng)度幾百至幾千nT，該異常包含南、北兩條呈NW向展布的正異常帶和一條NE向展布的正異常帶組成的局部異常。

在研究區(qū)內(nèi)共部署5條1∶5千地、物、化綜合剖面，走向EW，與NE、NW向主構(gòu)造呈大角度斜交，整體從數(shù)據(jù)分析及剖面圖來看，地球化學(xué)：在中性火山巖內(nèi)構(gòu)造發(fā)育地段，尤其含礦構(gòu)造內(nèi)，土壤異常表現(xiàn)出主成礦Cu元素出現(xiàn)多個(gè)高值，分布點(diǎn)位較集中，最大值107×10-6，同時(shí)Ag、Pb等中低溫元素表現(xiàn)活躍，與Cu元素呈正相關(guān)，對(duì)尋找銅礦具有一定的指示意義；地球物理：剖面整體磁場(chǎng)強(qiáng)度跳動(dòng)劇烈，磁性體分布不均勻，空間上在含礦構(gòu)造附近，視電阻率(ρs)、視極化率(ηs)曲線均表現(xiàn)為低阻高極化特征(圖4)。

圖4 1∶5000綜合剖面圖(GZP1)1—上更新統(tǒng)烏爾吉組；2—中二疊統(tǒng)額里圖組二段；3—中二疊統(tǒng)額里圖組一段；4—亞黏土；5—長(zhǎng)石石英砂巖；6—流紋質(zhì)角礫熔結(jié)凝灰?guī)r；7—流紋質(zhì)角礫凝灰?guī)r；8—安山巖；9—角閃安山巖；10—安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r；11—安山質(zhì)角礫凝灰?guī)r

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

區(qū)內(nèi)圈定出銅多金屬礦體2條，二者近似平行展布，均賦存于NW向構(gòu)造裂隙中(圖5a)，相隔880 m。通過地表工程揭露北側(cè)礦體，長(zhǎng)約100 m，厚4 m，走向320°，傾向NE，傾角67°，Cu平均品位1.71%、最高2.94%，Ag平均品位16.30×10-6、最高34.10×10-6；南側(cè)礦體，長(zhǎng)約120 m，厚13 m，走向300°～325°，傾向SW，傾角65°～71°，Cu平均品位0.56%，最高品位1.52%，Ag平均品位28.90×10-6，最高94.30×10-6(表1)。

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表1 礦體樣品分析結(jié)果表

3.2 礦石特征

(1)礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造：主要為自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)和固溶體分離結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造主要有浸染狀構(gòu)造、致密塊狀構(gòu)造等。

(2)礦石礦物成分：金屬礦物有黃銅礦、斑銅礦及氧化次生礦物藍(lán)銅礦、孔雀石、褐鐵礦等。其中黃銅礦含量約1%，呈他形，黃色，粒狀及葉片狀，與斑銅礦呈固溶體分離結(jié)構(gòu)，沿顆粒邊緣孔雀石化或蝕變?yōu)樗{(lán)銅礦，粒度0.05～0.10 mm；斑銅礦含量約1%，呈他形粒狀，淺玫瑰棕色，粒度0.02～0.10 mm(圖5b)；在礦石中未見獨(dú)立銀礦物，礦相鑒定發(fā)現(xiàn)黃銅礦中常含有自然銀、螺狀硫銀礦等銀的獨(dú)立礦物包裹體，表明銀以類質(zhì)同象或亞顯微狀分散在硫化物中。脈石礦物為石英、斜長(zhǎng)石、綠簾石、陽(yáng)起石、綠泥石等。

3.3 圍巖蝕變特征

圍巖蝕變具明顯的分帶性，在靠近礦體附近發(fā)育硅化、孔雀石化、綠簾石化、褐鐵礦化等(圖5c)，遠(yuǎn)離礦體蝕變類型為綠簾石化、綠泥石化等，通過地表工程控制，蝕變帶最長(zhǎng)可達(dá)數(shù)百米。蝕變巖呈變余斑狀結(jié)構(gòu)，巖石主要由變余斑晶(10%)和基質(zhì)(90%)組成，變余斑晶呈半自形晶、片狀，已完全綠泥石化，粒徑為0.5～1.5 mm；基質(zhì)具顯微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，具強(qiáng)烈綠簾石化，杏仁體呈不規(guī)則狀，已完全硅化，粒徑為2～5 mm(圖5d)。

圖5 礦體及圍巖野外照片(a)，礦石鏡下照片(b)，蝕變圍巖野外照片(c)，蝕變圍巖鏡下照片(d)礦物縮寫：Cp—黃銅礦；Bn—斑銅礦；Mal—孔雀石；Si—硅化；Lm—褐鐵礦；Chl—綠泥石

3.4 礦床成因類型及找礦標(biāo)志

本區(qū)礦體主要賦存于額里圖組中性火山巖的蝕變帶中，嚴(yán)格受構(gòu)造斷裂制約，以充填形式成礦，近礦圍巖蝕變主要有硅化、孔雀石化、綠簾石化、褐鐵礦化等中低溫?zé)嵋何g變組合特征，礦化元素組合為Cu、Ag、Pb、Zn，因此確定本礦床的成因類型為中低溫?zé)嵋好}型銅多金屬礦床。

找礦標(biāo)志包括①巖石學(xué)標(biāo)志：中二疊統(tǒng)額里圖組安山巖為主要的賦礦圍巖；②蝕變標(biāo)志：巖體中具有典型的中—低溫?zé)嵋何g變特征，主要有綠簾石化、高嶺土化、褐鐵礦化、硅化、孔雀石化；③構(gòu)造標(biāo)志：NW向構(gòu)造為導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造；④土壤地球化學(xué)異常標(biāo)志：Cu、Ag、Pb、As等中低溫元素組合，具異常強(qiáng)度大、套合性較好等特點(diǎn)；⑤地球物理異常標(biāo)志：激電中梯測(cè)量表現(xiàn)低阻高極化異常，高精度磁法測(cè)量表現(xiàn)磁場(chǎng)強(qiáng)度不穩(wěn)定。

4 討論

區(qū)內(nèi)出露地層為二疊系，巖性包含中酸性火山巖、粉砂巖、砂巖等，是區(qū)內(nèi)有利的賦礦巖系。筆者通過區(qū)域資料對(duì)比發(fā)現(xiàn)(表2)，銅礦體多產(chǎn)于二疊系，如在赤峰饅頭溝二疊系第Ⅴ旋回粉砂質(zhì)板巖中發(fā)現(xiàn)8層含銅層，黃家營(yíng)子銅礦東區(qū)在二疊系凝灰質(zhì)板巖內(nèi)發(fā)現(xiàn)2層礦體(張作倫等，2009；東野脈興等，2014)。

二疊系地層是銅多金屬礦床的有利賦礦圍巖，主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面：(1)火山巖和富含火山物質(zhì)的碎屑巖中具有成礦物質(zhì)初始富集特點(diǎn)，其中成礦元素Cu、Pb、Zn、Ag、Sn均具有較高的豐度值，具初始富集特征，這些初始富集的成礦元素主要來自火山強(qiáng)烈活動(dòng)，前人通過水系沉積物地球化學(xué)特征分析發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)Cu、Au等元素在二疊系額里圖組和于家北溝組較為富集；(2)相較于滲透性差的板巖和滲透性過高的粗砂巖，區(qū)內(nèi)碎屑巖適度的滲透性是控礦的重要因素，為成礦流體的遷移和富集提供優(yōu)越空間條件(楊國(guó)富，1996；范書義等，1997；王玉平等，2019)。

二疊紀(jì)地層是成礦的物質(zhì)基礎(chǔ)，是產(chǎn)出大量銅多金屬礦的內(nèi)在因素，而燕山期巖漿侵入是成礦關(guān)鍵(楊國(guó)富，1996；范書義等，1997)。區(qū)內(nèi)的小型燕山期酸性侵入巖體與礦化有著密切關(guān)系，對(duì)成礦最為有利(張喜周和張振邦，2003；李光明等，2007；孫豐月和王力，2008)，該時(shí)期成礦構(gòu)造背景為古亞洲洋構(gòu)造域向環(huán)太平洋構(gòu)造域構(gòu)造體制大轉(zhuǎn)換時(shí)期，這期熱液礦化與該構(gòu)造背景下形成的I型或殼?；旌闲突◢弾r有關(guān)(毛景文等，2005)。在晚燕山期華北克拉通北緣發(fā)生大規(guī)模的軟流圈地幔上涌，引發(fā)的底板墊托作用引發(fā)了大規(guī)模的巖漿侵入和火山噴發(fā)，伴隨著大范圍的區(qū)域巨量金屬堆積成礦作用，形成了華北克拉通北緣Au-Cu-Mo-W-Fe等多金屬元素的大規(guī)模成礦事件(王豐翔等，2016)。

赤峰—開原深大斷裂從研究區(qū)南部通過，由于受到地幔熱物質(zhì)和構(gòu)造應(yīng)力的影響，不同層次不同深度的韌性或脆性斷裂系統(tǒng)發(fā)生一系列活化，并溝通了深部含礦巖漿—流體與地表構(gòu)造體系，隨著富礦的混源巖漿沿著薄軟地段上侵定位，形成一系列富含Au-Ag、Cu-Pb-Zn等的礦床(王豐翔等，2016)。超巖石圈斷裂帶控制了華北克拉通金礦床的分布特征，其派生演化的次級(jí)斷裂及更次一級(jí)斷裂控制了礦體的分布，是重要的容礦構(gòu)造(孫珍軍，2016)，區(qū)內(nèi)眾多的NE、NW向構(gòu)造控制了礦脈的分布。

綜上，巖漿熱液型礦床的空間分布受有利的賦礦層位(二疊系)、燕山期小型侵入體(晚侏羅世黑云母花崗巖)及斷裂構(gòu)造(赤峰—開原深大斷裂次級(jí)的NE、NW向構(gòu)造)三位一體的共同控制。由于巖漿活動(dòng)，地殼或地幔深部的銅活化并通過熱液水循環(huán)導(dǎo)向地殼淺部，形成含銅熱液；由于燕山期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生一系列NE、NW向斷裂，構(gòu)成了區(qū)內(nèi)的主要控礦構(gòu)造；成礦氣水熱液向NW向斷裂充填、冷卻，有益組分沉淀，形成穩(wěn)定的脈型銅礦床。

5 結(jié)論

(1)通過地、物、化等多種工作手段，在研究區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)2條以綠簾石化、綠泥石化、硅化為主的蝕變帶，并圈定出2條銅礦體，長(zhǎng)50～120 m，厚4.1～12.5 m，Cu品位0.3%～2.94%，Ag品位34.1×10-6～94.3×10-6。

(2)關(guān)東溝銅多金屬礦床產(chǎn)于二疊系中酸性火山巖中，受斷裂構(gòu)造控制，根據(jù)礦石礦物組成及圍巖蝕變特征，認(rèn)為關(guān)東溝銅多金屬礦床為中低溫?zé)嵋好}型礦床。

(3)通過對(duì)關(guān)東溝銅多金屬礦床地質(zhì)特征的研究，認(rèn)為有利的賦礦層位、燕山期小型侵入體及深大斷裂派生的次級(jí)斷裂，三者條件共同控制著赤峰地區(qū)銅多金屬礦床的產(chǎn)出。