內蒙古拜仁達壩鉛－鋅－銀礦床：元素分帶及其成因

劉翼飛，聶鳳軍，江思宏，劉 妍，梁清玲

中國地質科學院礦產資源研究所，北京 100037

內蒙古拜仁達壩鉛－鋅－銀礦床：元素分帶及其成因

劉翼飛，聶鳳軍，江思宏，劉 妍，梁清玲

中國地質科學院礦產資源研究所，北京 100037

內蒙中東部拜仁達壩礦床是一個以石炭紀石英閃長巖及錫林浩特雜巖為賦礦圍巖的斷裂充填型熱液脈狀鉛－鋅－銀多金屬礦床。礦床分東西兩個礦段，拜東礦區(qū)1號礦體及拜西礦區(qū)3號礦體是礦床的主要礦體。礦體沿著走向方向具有明顯的礦化分帶特征，鋅－銅礦石、鋅礦石及鉛－鋅－銀礦石依次從礦化中心向外側產出。代表性礦體拜東礦區(qū)1號礦體的塊段金屬量、平均品位及元素比值由西向東沿著走向方向顯示出明顯而系統(tǒng)的變化規(guī)律。鋅的塊段金屬量由西向東逐漸減少，鉛和銀的礦段金屬量則先增加后下降；鋅的塊段平均品位由西向東逐漸降低，鉛和銀的塊段平均品位則先上升隨后下降；Ag／Pb值先上升隨后下降，Ag／Zn和Pb／Zn值則逐漸上升。這種礦化的分帶性可能是成礦熱液在中偏高溫向低溫演化的過程中，沿著礦體的走向方向從礦化中心向外側運移，在礦體不同位置有選擇地將成礦物質卸載的結果。而成礦熱液在斷裂系統(tǒng)內與不同比例大氣水的混合則可能是成礦系統(tǒng)內溫度梯度形成的重要原因。礦床中不同位置的礦物組合記錄了成礦熱液中硫逸度由高向低，pH值由低向高的演化過程。拜仁達壩礦床與鄰近的維拉斯托礦床組成了一個由溫度場控制的具有明顯礦化分帶現(xiàn)象的低硫化熱液脈狀多金屬成礦系統(tǒng)。

脈狀礦床；元素分帶；礦床成因；拜仁達壩；內蒙古中東部；金屬礦床

0 前言

礦化分帶一直是礦床學家描述礦床的一項基本內容，也是理解和解剖礦床的一把重要鑰匙。目前，已有不少類型礦床的礦化分帶特征得到了較為深入的研究，如斑巖型銅鉬金礦床［1－3］，矽卡巖型礦床［4－7］等。這些類型礦床的礦化分帶現(xiàn)象不僅精細地反映了礦床的礦化結構，為找礦勘查模型的建立提供了重要依據(jù)，同時也指示了成礦流體的遷移軌跡和演化路徑，揭示了成礦熱液中成礦元素的堆積過程及沉淀機制，極大地提高了人們對于礦床形成過程的理解。而近些年來，脈狀多金屬礦床的礦化分帶特征也逐漸受到礦床界的重視，如科迪勒拉山系發(fā)育的脈狀礦床（科迪勒拉型脈狀多金屬礦床）［8－9］，這類礦床常常表現(xiàn)出明顯的礦化分帶現(xiàn)象，礦床內部主要為含銅礦石，而外側則為鉛－鋅礦石。其中典型代表有：秘魯?shù)目虑鸺ǎ–olquijirca）銅－鉛－鋅礦床［10］、塞羅德帕斯科（Cerro de Pasco）鉛－鋅－銀－銅－鉍礦床［11］、胡爾卡尼（Julcani）銅－鉛－銀－鎢－鉍礦床［12－13］、圣克里斯托瓦爾（San Cristobal）鉛－鋅－銅－鎢礦床［14］、美國西部的與斑巖礦化有關的巴特（Butte）銅－鉛－鋅－銀礦床［15－16］及梅恩廷提科（Main Tintic）鉛－鋅－銅－銀礦床［17］等。

我國的大興安嶺中南段地區(qū)也發(fā)育有大量的脈狀多金屬礦床，其成礦元素組合主要為鉛－鋅－（銀）－（銅）－（鎢）－（錫）等，典型的礦床如孟恩陶勒蓋鉛－鋅－銀多金屬礦床［18］、大井錫－銅－鉛－鋅－銀多金屬礦床［18－19］、阿爾哈達鉛－鋅－銀多金屬礦床［20］、花敖包特鉛－鋅－銀多金屬礦床［21］、道倫達壩銅－鎢－錫－銀多金屬礦床［22］、維拉斯托鋅－銅－銀－鎢多金屬礦床［23－24］、拜仁達壩鉛－鋅－銀多金屬礦床［23－25］等。這些脈狀多金屬礦床具有重要的共同特征：1）金屬礦物組合主要為黃鐵礦＋磁黃鐵礦＋毒砂＋（高鐵）閃鋅礦＋方鉛礦±黃銅礦±黑鎢礦±（含銀）（砷）黝銅礦±銀的硫化物±硫鹽等，脈石礦物主要為石英＋碳酸鹽＋綠泥石±絹云母±螢石等；2）富含硫化物，塊狀硫化物礦石含量較高；3）礦體常常以脈狀、大脈狀充填于中酸性侵入體、中酸性火山巖系、變質雜巖體或沉積巖內斷裂系統(tǒng)中；4）礦區(qū)巖漿侵入活動較為發(fā)育，礦床的形成可能與區(qū)域內的巖漿活動具有較為緊密的時空聯(lián)系，但礦床的成因與具體巖漿作用之間的確切聯(lián)系較難建立；5）部分礦床具有明顯的礦化分帶現(xiàn)象，同一礦體內部沿其走向方向上往往從鋅－（銅）礦石逐步過渡到鋅－（鉛）礦石、鉛－鋅（銀）礦石及鉛－銀－（鋅）礦石。這種礦化特點與科迪勒拉山系發(fā)育的科迪勒拉型脈狀多金屬礦床具有較多的相似性，而具有明顯的礦化分帶特征則是其中較為顯著的一點，但對于大興安嶺中南段地區(qū)的這些礦床的礦化分帶特征的研究卻還相對較為薄弱。

拜仁達壩鉛－鋅－銀多金屬礦床位于內蒙古赤峰市克什克騰旗北部，地理坐標為東經117°30′56″－117°34′15″，北緯44°05′54″－44°07′32″，是進入21世紀以來該地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的一處重要鉛鋅銀多金屬礦床［26－27］，也是該地區(qū)的一個典型脈狀多金屬礦床。其中：銀金屬量超過4 000t，鋅金屬量超過100萬t，鉛金屬量為40余萬t［28－29］。

前人已對該礦床開展了大量的研究［23－24，26－27，30－34］，但對于該礦床成礦元素分帶特征的報道尚未見到。筆者通過該礦床礦化分帶的研究，描述拜仁達壩鉛－鋅－銀多金屬礦床成礦元素在礦床中的分布狀況和規(guī)律，并從這個角度探討成礦流體運移的控制因素、成礦元素的沉淀機制及礦床的形成過程。

1 區(qū)域地質概況

拜仁達壩礦區(qū)位于大興安嶺中南段鉛－鋅－銀－銅多金屬成礦帶［18］，錫林浩特微陸塊的東端，構造上處于西伯利亞板塊和華北板塊相互俯沖碰撞拼接部位——索倫山縫合帶的北側，古生代屬西伯利亞板塊南緣俯沖增生帶，是中蒙邊境巨型成礦帶的組成部分。該區(qū)自古生代末期至中生代期間，發(fā)生了明顯的碰撞造山過程、碰撞后伸展作用過程及其間的構造大轉換階段。在該構造演化格局的影響之下，區(qū)域內地層、斷裂及侵入巖發(fā)育，主要呈北東向展布，同時也伴隨著3次較為重要的成礦事件［35－36］。因此，該區(qū)古生界和中生界分布廣泛，海西期、印支期和燕山期巖漿巖發(fā)育，各種構造形跡復雜，礦床（點）分布廣泛［18，37］。

區(qū)域內變質巖系和地層主要有錫林浩特雜巖，上石炭統(tǒng)海相碎屑巖和碳酸鹽巖，下二疊統(tǒng)海陸交互相碎屑巖、火山巖及火山碎屑巖，上二疊統(tǒng)陸相碎屑巖和侏羅系陸相碎屑巖及火山巖。侵入巖主要為海西期石英閃長巖，燕山期花崗質侵入巖（圖1）。

2 礦床基本地質特征

拜仁達壩礦床主要產出于錫林浩特雜巖及石炭紀石英閃長巖內［38］，分為拜東和拜西2個礦區(qū)。其中：拜東礦區(qū)主要為鉛－鋅－銀礦化；拜西礦區(qū)主要為鋅礦化，含鉛和銀較少，伴生少量的銅。

礦床內有工業(yè)礦體68條，拜東1號礦體和拜西3號礦體是礦床的主要礦體。礦體明顯受到斷裂形態(tài)的控制，以近東西向產出于壓扭性斷裂中，主要呈大脈狀、似脈狀、透鏡狀，并表現(xiàn)出波狀起伏的特點，與圍巖之間具有截然的關系（圖2）。礦床中部斷裂較為發(fā)育，是礦體就位的有利部位，因此礦體數(shù)量較多，也較為厚大，而向礦床的東西兩側礦體則逐漸變薄，產出的礦體數(shù)量也逐漸減少?？傮w上，礦體延長在數(shù)十米至2 000m，延深在數(shù)十米至1 000余m，厚度一般為0.5m至10余m，傾向北，傾角8°～50°，一般為26°～35°（圖3）。

圖1 拜仁達壩礦床區(qū)域地質簡圖Fig.1 Regional sketch geological map of the Bairendaba Pb－Zn－Ag polymetallic deposit

圖2 拜仁達壩礦床地質圖（據(jù)文獻［28－29］修改）Fig.2 Simplified geological map of Bairendaba Pb－Zn－Ag polymetallic deposit（modified from references［28－29］）

圖3 拜仁達壩礦床拜東礦區(qū)0號勘探線剖面圖（據(jù)文獻［28］修改）Fig.3 Geological section along No.0exploration line of Bairendaba deposit（modified from references［28］）

由于熱液活動影響，礦床近礦圍巖蝕變比較明顯，熱液蝕變特征見圖4，主要有強硅化（圖4B、C、 D），常見綠泥石化、黏土化及螢石化（圖4E）等，偶見絹云母化。礦體的蝕變帶一般寬2～4m，遠離礦體稍遠蝕變則明顯減弱，主要為綠泥石化、絹云母化和泥化等。

圖4 拜仁達壩礦床礦石手標本照片F(xiàn)ig.4 Representative hand specimens of polymetallic Pb－Zn－Ag ores from Bairendaba deposit

拜仁達壩鉛鋅銀多金屬礦床中的原生硫化物見圖5，主要為磁黃鐵礦、鐵閃鋅礦、黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、毒砂及銀黝銅礦，并有少量的硫銻鉛礦、黃錫礦、車輪礦及銀的硫化物和自然銀等礦物。脈石礦物有長石、石英、螢石、碳酸鹽礦物、絹云母、白云母、黃玉等。原生硫化礦石構造特征見圖4，常見塊狀構造（圖4B、D、F）、條帶狀構造、團塊狀構造（圖4C）、脈狀構造（圖4A）、角礫狀構造（圖4E）及塑性變形構造（圖4H）等。礦石結構見圖5，主要為自形－半自形－他形粒狀結構、交代結構（圖5C、E、F、G、H）、出溶結構（圖5B）、碎裂結構（圖5B）及膠狀結構等。根據(jù)礦床內不同位置的樣品手標本及鏡下的穿插、交代關系，將礦物的生成順序劃分為3個主要階段：早成礦階段，生成的礦物主要為黃鐵礦、毒砂、石英；主成礦階段，生成的礦物主要為磁黃鐵礦、鐵閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦、銀的硫化物、硫鹽、石英及螢石等；后成礦階段，生成的礦物主要為石英，部分地段含有較高的螢石（圖4E）及少量的碳酸鹽、沸石。主成礦階段的磁黃鐵礦、鐵閃鋅礦含量較高，二者最高可達礦石體積分數(shù)的80%以上（圖4B、D、F、G、H），分布于各個礦體；方鉛礦次之，主要分布于拜東礦區(qū)及拜西礦區(qū)的西部；黃銅礦則主要分布于拜西礦區(qū)的中心部位；黃鐵礦和毒砂分布較廣，但總體含量較有限，多被交代成殘余晶體（圖4B、圖5C、E、F、H）。電子探針的研究顯示含銀黝銅礦是主要的獨立銀礦物，方鉛礦中含銀較高，是礦床中主要的賦銀礦物［33］。

3 代表性礦體元素分帶特征

拜東礦區(qū)1號礦體及拜西礦區(qū)3號礦體為礦床中的主要礦體，其金屬量分別占拜東礦區(qū)及拜西礦區(qū)金屬量的84%和65%，二者所賦存的礦石量占整個礦床礦石量的77%以上；因此，筆者選擇這2個礦體作為主要研究對象，以研究其中成礦元素的礦化分帶特征。礦體水平投影見圖6。拜東礦區(qū)1號礦體中鉛、鋅、銀的金屬量、品位等原始數(shù)據(jù)來自于礦床詳查報告［28－29］，經統(tǒng)計整理后見表1。為顯示成礦元素在礦體走向上的變化，將塊段金屬量、塊段平均品位和元素品位比值等勘探線間距投圖（圖7）。圖中橫坐標為等間距塊段號（如：41－33表示41號勘探線與33號勘探線之間的礦體），縱坐標分別為每個塊段間金屬量、塊段平均品位和成礦元素品位比值。

拜東礦區(qū)1號礦體形態(tài)較為規(guī)則，在空間上表現(xiàn)為走向北西、傾向北東的三角形，西部較為寬大，延深最寬處約1 200m，延長約2 100m，逐漸向東尖滅。礦體中礦石類型主要為鉛－鋅－銀礦石。圖7顯示了1號礦體內主要成礦元素的金屬量、品位及成礦元素之間的比值沿礦體走向方向的變化規(guī)律。從鋅、鉛、銀的金屬量來看：由西向東，鋅的金屬量總體上逐漸減少，變化趨勢較為明顯，局部有所波動；鉛和銀的金屬量由西向東先逐漸增加并在“9－0”塊段達到最大值，隨后逐漸減少；在“9－0”塊段至“24－32”塊段之間，鉛、鋅、銀金屬量減少的趨勢較陡；而從“24－32”塊段向東金屬量減少的趨勢則較為平緩（圖7A）。從鉛、鋅、銀的塊段平均品位來看：鋅的塊段平均品位由西向東表現(xiàn)出明顯的下降趨勢；鉛和銀的塊段平均品位則先逐漸上升至最大，隨后逐漸降低，鋅的礦段平均品位的最高值出現(xiàn)在“17－9”塊段，鉛的塊段平均品位的最高值出現(xiàn)在“17－9”塊段，銀的塊段平均品位的最高值出現(xiàn)在“0－8”塊段（圖7B）。從成礦元素品位比值來看：銀與鉛的塊段平均品位的比值（Ag／Pb）在礦體走向上由西向東先下降然后逐漸上升，在“17－9”塊段達到最低點；銀與鋅的塊段平均品位的比值（Ag／Zn）及鉛與鋅的塊段平均品位的比值（Pb／Zn）在礦體走向上由西向東則具有逐漸增高的趨勢（圖7C）。由上述特征可以看出，1號礦體不同塊段的金屬量、平均品位和元素比值均顯示出鉛、鋅和銀的不同步富集和元素分帶現(xiàn)象。

盡管沿著礦體的走向方向表現(xiàn)出明顯的礦化分帶現(xiàn)象，但是除了在近地表附近（探槽TC7）銀相對鉛、鋅具有次生富集外，礦體延深方向的礦化分帶性表現(xiàn)不明顯（表2，圖8）。

拜西礦區(qū)3號礦體的形態(tài)變化較大，礦體規(guī)模與拜東礦區(qū)1號礦體相比較小，延長約1 200m，延深最大處約700m。礦體中的礦石類型主要為鋅礦石、鋅－銅礦石及鉛－鋅－銀礦石。整個礦體主要由鋅礦石構成，鋅－銅礦石及鉛－鋅－銀礦石的分布范圍較為有限。其中：鋅－銅礦石主要分布于礦體中部及深部，即1號勘探線兩側的深部、2－12號勘探線之間及16－20號勘探線之間的深部；鋅－銅礦石向外側逐漸過渡到鋅礦石，在礦體的西側即5號勘探線以西則逐漸過渡為鉛－鋅－銀礦石（圖6）。礦體的形態(tài)變化較大，礦體中金屬量、礦石品位及成礦元素品位比值的總體規(guī)律不如拜東礦區(qū)1號礦體明顯。

圖5 拜仁達壩礦床礦石顯微照片F(xiàn)ig.5 Microscopic representative photographs of minerals and assemblages from Bairendaba Pb－Zn－Ag polymetallic deposit

表1 拜仁達壩礦床拜東礦區(qū)1號礦體塊段金屬量、品位及成礦元素品位比值

圖6 拜仁達壩礦床1號、3號礦體水平投影及礦化分帶圖（據(jù)文獻［28－29］修改）Fig.6 Projected plan of lodes No.1and No.3showing the mineralization zonation in Bairendaba deposit（modified from references［28－29］）

表1 拜仁達壩礦床拜東礦區(qū)1號礦體塊段金屬量、品位及成礦元素品位比值Table 1 Metal tonnage，metal grade and metallic ratios of lode No.1in east Bairendaba

表2 拜仁達壩礦床拜東礦區(qū)1號礦體0號勘探線成礦元素品位及其比值Table 2 Metal grade and metalic ratios of lode No.1along the exploration line No.0in east Bairendaba

圖7 拜仁達壩礦床拜東礦區(qū)1號礦體塊段金屬量（A）、品位（B）及元素品位比值（C）空間變化圖Fig.7 Line graphs showing the variation of metal tonnage（A），metal grade（B）and metallic ratios（C）of lode No.1along the strike in east Bairendaba

拜東礦區(qū)1號礦體及拜西礦區(qū)3號礦體是不是一個被斷層錯斷的礦體還有待進一步研究，但二者結合在一起則是一個具有明顯礦化分帶特征的連續(xù)性礦化體?？傮w來看，礦化分帶特征表現(xiàn)更為明顯，以拜西礦區(qū)8號勘探線為界將這個連續(xù)礦體劃分為東西兩個對稱性部分，鋅－銅礦石、鋅礦石及鉛－鋅銀礦石依次產出于拜西礦區(qū)8號勘探線的東西兩側，并具有漸變過渡的特征。銅、鋅的品位向兩側逐漸降低，鉛、銀的品位從不具經濟價值逐漸上升，到達高值后隨后向1號礦體東部及3號礦體的西部逐漸降低直到礦體尖滅。

圖8 拜仁達壩礦床0號勘探線沿傾向成礦元素品位比值關系圖Fig.8 Metalic ratios of lode No.1along the exploration line No.0in east Bairendaba

4 礦床成因探討

對于拜仁達壩鉛－鋅－銀多金屬礦床的成因前人已經做了不少研究。孫豐月等［25］、劉建明等［30］、王力等［32］認為礦床的形成主要與燕山期巖漿作用有關，是受構造控制的熱液脈狀充填礦床；同位素地質學的研究顯示礦床中硫具有深源特征［24－25］，礦床鉛同位素組成整體呈線性排列，不同部位的礦石鉛組成具有明顯的差異，其中，西部富集放射性成因鉛具有較大的分布范圍（208Pb／204Pb：38.057～38.610；207Pb／204Pb：15.544～15.656；206Pb／204Pb：18.337～18.515），東部相對西部虧損放射性成因鉛，分布范圍更?。?08Pb／204Pb：38.189～38.314；207Pb／204Pb：15.532～15.572；206Pb／204Pb：18.333～18.367）［24］；流體包裹體的研究結果顯示礦床形成于中溫至中低溫環(huán)境，成礦物質可能來源于深部或者幔源［23，25］；而劉家軍等［34］認為礦床中針狀硫銻鉛礦的形成，與成礦溫度較低、硫逸度升高及還原作用密切相關。

由于拜仁達壩鉛－鋅－銀多金屬礦床中主要礦體的產出形態(tài)、礦化分帶特征、主要成礦元素的金屬量和品位及其比值在走向上具有變化規(guī)律，礦床成礦元素具有精細的分布特征，因此其對于礦床成因具有重要的指示意義。以下主要從礦床基本地質特征及成礦元素分帶的角度，探討礦床成礦流體運移的控制因素、成礦元素的沉淀機制、成礦元素分帶的形成過程及礦床成因。

拜仁達壩鉛－鋅－銀多金屬礦床的礦體產出形態(tài)、沿礦體走向所具有的礦化分帶特征表明，成礦熱液中心位于拜西礦區(qū)3號礦體8號勘探線的鋅－銅礦體附近，成礦熱液由此進入儲礦斷裂系統(tǒng)并向兩側運移。東側礦體比西側礦體延長更長、延深更深，并賦存了礦床內主要的金屬量，表明成礦熱液主要向東側運移。礦體充填產出于石英閃長巖及錫林浩特雜巖體中壓扭性斷裂內，形成脈狀、大脈狀礦體，并受到斷裂的控制，具有明顯的波狀起伏形態(tài)，礦體與圍巖之間表現(xiàn)出明顯的充填接觸關系；近礦圍巖蝕變（主要為硅化）非常強烈（圖4A、B），但是遠離礦體幾米的范圍內蝕變則迅速減弱。這些特點可能與長英質變質巖和石英閃長巖具有較小的滲透性有關，同時也表明斷裂系統(tǒng)為成礦熱液的運移提供了主要的通道和礦質沉淀所需要的空間。礦床中不同的成礦階段是成礦作用過程中周期性熱水活動的表現(xiàn)，而構造活動對于這種周期性的熱水活動可能起到了開關的作用：周期性的構造活動伴隨流體通道周期性地開合使深部含礦熱液導入成礦系統(tǒng)內，從而形成了先后不同的成礦階段，同時，這種構造活動也在不同形成階段的礦石上留下了明顯的印記，表現(xiàn)為碎裂構造和塑性變形構造。如：早成礦階段之后的構造活動對毒砂及黃鐵礦等礦物產生了擠壓，使毒砂和黃鐵礦等礦物角礫化（圖5A、圖6B），其中毒砂表現(xiàn)尤為明顯，這方便了后期礦物對其進行交代（圖5B、C、D、E），也是較后期形成礦物充填的重要場所（圖5D、G）；主階段形成的磁黃鐵礦和鐵閃鋅礦礦石在構造活動作用下具有明顯的塑性變形結構（圖4H）。

礦床中成礦元素沿礦體走向的分布規(guī)律，尤其是鉛、鋅和銀塊段平均品位及其元素比值的變化，顯示出成礦元素（鉛、鋅和銀）之間的不同步沉淀和富集，存在著明顯的分異。由于方鉛礦與閃鋅礦在熱液中的沉淀主要受溫度梯度的制約［39－40］，因此，鉛和鋅沿著礦體走向方向的分異實際上記錄了硫化物沉淀時沿著礦體走向方向的溫度變化。銀的塊段平均品位隨著Pb／Zn值的變化而發(fā)生明顯的變化，二者之間具有明顯的相關性（圖9），顯示銀與鉛、鋅之間在成礦熱液溫度梯度的作用下也發(fā)生了明顯的分異作用。前人對拜仁達壩礦床的成礦溫度已有不少研究，但是認識上具有較大的差異：孫豐月等［25］認為是中等偏高溫度，鐘日晨等［33］和郭利軍等［23］認為是中低溫度，劉家軍等［34］認為是較低溫度。這種差異可能正是礦床不同部位具有不同成礦溫度，尤其是沿著礦體走向方向存在明顯溫度梯度的重要證據(jù)。拜仁達壩鉛－鋅－銀多金屬礦床特征性的礦化分帶可能是礦床中自內向外的遞減溫度分帶的表現(xiàn)，是成礦物質在溫度梯度的作用下沿著礦體走向在不同位置從成礦熱液中選擇性沉淀的結果。成礦溫度沿著礦體向外遞減的原因可能與成礦熱液向外側運移過程中與圍巖的熱交換，或成礦熱液在向外運移的過程中與具有較低溫度大氣降水的混合有關。江思宏等［24］對礦床中礦石鉛同位素的研究顯示，礦床內硫化物鉛同位素的組成顯示出明顯的線性排列，而且拜東礦區(qū)與拜西礦區(qū)之間硫化物的鉛同位素組成具有較為明顯而系統(tǒng)的差異，這種差異顯示出兩端元混合鉛的特征。如果礦石鉛同位素組成的2個端元是在源區(qū)及運移過程發(fā)生了混合，礦床中不同部位硫化物的鉛同位素組成則不會顯示出明顯的差異，因此，礦床中這種礦石鉛同位素組成的差異必定是硫化物在沉淀過程中所形成，而成礦熱液在斷裂系統(tǒng)內與不同比例大氣降水混合是形成這些現(xiàn)象較為合理的解釋，也可能是形成拜仁達壩礦床沿礦體走向方向溫度梯度及礦化分帶現(xiàn)象的重要原因。

圖9 拜仁達壩礦床1號礦體不同塊段銀品位w（Ag）相對鉛鋅比值（Pb／Zn）關系圖Fig.9 Sliver grade vs Pb／Zn ratio binary plot of lode No.1in east Bairendaba showing the differentiation between Pb，Zn and Ag

鉛、鋅、銀塊段平均品位三角關系圖顯示出不同塊段內成礦元素之間的關系，也清晰地展示出了成礦元素在運移過程中的沉淀路徑（圖10），為了解成礦流體從礦化中心向兩側的演化過程提供了重要的線索。從圖10中可以看出，含礦熱液在從西向東運

圖10 拜仁達壩礦床1號礦體鉛、鋅、銀塊段平均品位關系三角關系圖Fig.10 Schematic ternary diagram showing the metal grade proportions of lode No.1in east Bairendaba

移的過程中，沉淀的礦石硫化物開始位于鋅端元，通過三角圖的中部區(qū)域然后向銀端元偏移。這種成礦元素比值沿礦體走向方向的改變也伴隨著成礦流體硫化狀態(tài)在時空上的演化。沿著礦體的走向方向，礦物組合逐漸由黃鐵礦＋毒砂＋黃銅礦＋磁黃鐵礦＋鐵閃鋅礦等礦物組合變化到毒砂＋鐵閃鋅礦＋磁黃鐵礦＋方鉛礦＋硫鹽＋含銀硫化物，這也是礦床中硫化物組合由早成礦階段到晚成礦階段的演化序列，其中鐵閃鋅礦中FeS的摩爾分數(shù)也有逐漸增高的趨勢。這顯示礦床內由礦化中心向兩側及從成礦早期階段至晚期階段，礦床中硫化狀態(tài)逐漸由中硫化狀態(tài)演化至低硫化狀態(tài)（圖11）。從礦床中不同階段產出的脈石礦物來看，早期主要為石英＋少量的絹云母，晚期主要變?yōu)槭ⅲ倭康奶妓猁}礦物＋黏土礦物，顯示成礦流體由早到晚，從成礦中心向外其pH值具有上升的趨勢，成礦流體具有退化演化（retrograde）的特征［17］。

拜仁達壩脈狀多金屬礦床西南約3～4km產

圖11 拜仁達壩礦床硫逸度（fS2）對溫度圖解（底圖據(jù)文獻［9］修改）Fig.11 logf（S2）vs.temperature diagram showing the approximate cooling path of fluids based on observed mineral assemblages in Bairendaba Pb－Zn－Ag deposit（modified from reference［9］）

出的維拉斯托脈狀鋅－銅－鎢礦床的產出環(huán)境與拜仁達壩礦床類似。從維拉斯托礦床的地質、同位素地質特征［22，24，27］及其與拜仁達壩礦床的空間關系等諸多特征來看，維拉斯托礦床可能是拜仁達壩成礦系統(tǒng)中中等偏高溫度的成礦端元。兩礦床的組合與在斑巖銅礦系統(tǒng)中的淺成低溫熱液脈狀多金屬礦床有所不同［3］，該成礦系統(tǒng)以鉛、鋅、銀為主要成礦元素，銅相對次要。成礦系統(tǒng)內礦床類型較為簡單，主要為脈狀多金屬礦床，與斑巖銅礦化不具有明顯的時空成因聯(lián)系；成礦系統(tǒng)中硫化狀態(tài)較低，成礦溫度范圍較大［23，25，33－34］，而且隨著溫度向低溫演化，硫化狀態(tài)有逐漸降低的趨勢。拜仁達壩和維拉斯托礦床組成了一個由中偏高溫向低溫逐漸演化的以斷裂為賦礦空間的具有明顯礦化分帶現(xiàn)象的低硫化熱液脈狀多金屬成礦系統(tǒng)。

5 結論

1）拜仁達壩脈狀鉛－鋅－銀多金屬礦床中礦體主要以斷裂系統(tǒng)為賦礦空間，沿著礦體的走向方向顯示出明顯的礦化分帶特征，礦床中鋅－銅礦石、鋅礦石及鉛－鋅－銀礦石依次從礦化中心向外側產出，主要礦體中成礦元素的塊段金屬量、塊段平均品位及其成礦元素品位比值沿著礦體的走向顯示出系統(tǒng)的變化規(guī)律。

2）拜仁達壩脈狀鉛－鋅－銀多金屬礦床沿礦體走向方向所顯示出的礦化分帶性可能是成礦熱液在中偏高溫向低溫演化的過程中，沿著礦體的走向方向從礦化中心向外側運移，在礦體不同位置有選擇地將成礦物質卸載的結果。成礦熱液在斷裂系統(tǒng)內與不同比例大氣水的混合可能是成礦系統(tǒng)內溫度梯度形成的重要原因。礦床中不同位置的礦物組合記錄了成礦流體中硫逸度由高向低，pH值由低向高的演化過程。

3）拜仁達壩礦床與鄰近的維拉斯托礦床組成了一個由溫度場控制的具有明顯礦化分帶現(xiàn)象的低硫化熱液脈狀多金屬成礦系統(tǒng)。

研究過程中得到了內蒙拜仁礦業(yè)及銀都礦業(yè)同仁的大力協(xié)助，在此深表感謝。

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Bairendaba Pb－Zn－Ag Polymetallic Deposit in Inner Mongolia：The Mineralization Zoning and Its Origin

Liu Yi－fei，Nie Feng－jun，Jiang Si－h(huán)ong，Liu Yan，Liang Qing－ling
Institute of Mineral Resources，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100037，China

The Bairendaba ore deposit in central－east Inner Mongolia，China is a vein type deposit filled in faults of the Xinlinhot complex and Bairen quartz diorite.The deposit is divided into two parts：east Bairendaba and west Bairendaba.The No.1vein in east Bairenda and the No.3vein in west Bairenda are the main veins in which more than 77%ore of the deposit occurs.The ore bodies show obvious mineralization zonation，with Cu－bearing ores in the central and Pb－Zn－Ag ores in the external parts.Metal tonnage，grade and ratio in varied ore blocks in No.1vein change systematically along the strike.The tonnage and grade of zinc in each ore block decrease from west to east，and the tonnage and grade of lead and silver of each ore block increase first and then decrease gradually.The Ag／Pb ratio of each block rises first and then increases gradually while the Ag／Zn and Pb／Zn ratios increase gradually.This regular and systematic variation is a reflection of cooling processes of the moderate to hightemperature ore－forming fluids from west to east.Such a temperature distribution along the orecontrolling faults is the products of imbalance mixing of medium to high temperature ore－forming fluids with cold meteoric water and the cooling process was accompanied by the selective deposition of metallogenic materials in the faults.The mineral assemblages observed in different ore blocks record decreasing logf（S2），and increasing PH changes in the ore－forming fluids.Bairendaba Pb－Zn－Ag ore deposit，together with Weilasituo Zn－Cu－（W）ore deposit，makes up a zoned vein metallogenic system of low sulphidation.

vein type deposit；element zonation；ore genesis；Bairendaba；Central－East Inner Mongolia；ore deposit

book=2012,ebook=493

P618.4

A

1671－5888（2012） 04－1055－14

2011－10－24

中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費專項（K0704）；中國地質調查局地質大調查項目（1212010911029）；全國危機礦山項目（20089948）

劉翼飛（1981－），男，博士研究生，主要從事金屬礦床地質研究，E－mail：lyfsky＠126.com。