寧夏二人山銀鉛礦床成礦流體地球化學特征及演化

鄒武建，汪棟剛，王忠禹，陸茂欣

寧夏二人山銀鉛礦床成礦流體地球化學特征及演化

鄒武建1，汪棟剛2，王忠禹2，陸茂欣2

（1.寧夏地質礦產(chǎn)勘查院，寧夏 銀川 750021；2.寧夏地質調查院，寧夏 銀川 750021）

寧夏衛(wèi)寧北山地區(qū)二人山銀鉛礦是寧夏境內最典型、規(guī)模最大的銀鉛鋅多金屬礦床，礦體主要賦存于F18構造破碎帶中。通過對與礦化密切共生的重晶石中的流體包裹體巖相學及顯微測溫分析，H2O-CO2三相包裹體均一溫度為107℃～287℃，鹽度變化范圍為0.41%～12.05%；CO2三相包裹體均一溫度為30.2℃；富液體包裹體均一溫度為95℃～248℃，鹽度為2.07%～23.18%。成礦流體具有中低溫、中高鹽度的特征，流體為SiO2-H2O-CO2-SO42-多相含礦（Zn2+、Pb2+、Fe3+和Ag+等）。

流體包裹體；二人山；衛(wèi)寧北山；寧夏

二人山銀鉛礦位于寧夏中衛(wèi)市鎮(zhèn)羅鎮(zhèn)北西27km的衛(wèi)寧北山地區(qū)，是寧夏境內規(guī)模最大的銀鉛鋅多金屬礦床，礦體具有品位高的基本特征（潘進禮等，2013）。該礦床發(fā)現(xiàn)時間較早，發(fā)現(xiàn)于20世紀90年代初，前人也從地質特征、成礦條件等方面對二人山銀鉛礦進行了研究（潘進禮等，2013），但是總體上該礦床科研工作仍然滯后，本文通過對與礦化密切共生的重晶石中的流體包裹體進行研究，探討成礦流體特征，以期為該礦床的進一步找礦勘查提供新的認識。

1 礦區(qū)地質特征

研究區(qū)位于阿拉善微陸塊南緣衛(wèi)寧北山褶斷帶單梁山復背斜南翼。

礦區(qū)出露的地層主要有上泥盆統(tǒng)中寧組（D3），下石炭統(tǒng)前黑山組（C1）、臭牛溝組（C1）和石炭統(tǒng)靖遠組（C1-2）（圖1）。

圖1 研究區(qū)地質圖

1.逆斷層；2.正斷層；3.右行平移斷層；4.向斜及編號；5.背斜及編號；6.閃長玢巖脈；7.石炭統(tǒng)靖遠組；8.石炭統(tǒng)臭牛溝組；9.石炭統(tǒng)前黑山組；10.泥盆統(tǒng)中寧組；11.平行不整合

中寧組（D3）主要出露于研究區(qū)西北部，主要巖性為紫紅色中厚層狀鈣質細砂巖、薄-中厚層狀鈣質粉砂巖。

前黑山組（C1）主要出露于F18斷裂破碎帶及南側，主要巖性為角礫狀灰?guī)r、中厚層狀中粗粒石英砂巖、鈣質細砂巖、粉砂巖、蝕變泥巖、中厚層狀硅化粉砂巖、中厚層狀細晶灰?guī)r等。臭牛溝組（C1）主要出露于F18斷裂破碎帶南側，主要巖性為中厚層狀細粒石英砂巖、薄層狀鈣質細砂巖、中厚-厚層狀含礫粗砂巖等。

靖遠組（C1-2）僅在研究區(qū)區(qū)東北角少量分布，由礫巖、砂巖、粉砂巖、頁巖組成。

礦區(qū)內構造主要為近東西向展布的F18斷裂，沿泥盆系和石炭系接觸面分布，使兩套地層呈斷層接觸關系，在地表可見構造角礫巖出露連續(xù)性較好。其他斷層有北東向和近東西向為主的右行平移斷層，如F34以及次級小斷層；近東西向和北東向為主的正斷層，部分兼具平移性質。

區(qū)內巖漿巖主要為閃長玢巖脈，閃長玢巖脈近東西走向，呈舒緩波狀展布，斜切地層侵入，與圍巖界線清晰。

圖2 二人山銀鉛礦床139勘探查線剖面圖

2 礦床地質特征

構造角礫巖是二人山銀鉛礦床主要的賦礦圍巖，礦體主要沿F18斷層破碎帶呈透鏡狀產(chǎn)出于構造角礫巖中，其中以13-2號銀鉛礦體規(guī)模最大、品位最高，為主礦體，該礦體呈透鏡狀，產(chǎn)狀355°∠61°，走向長120m，傾向延深127m，平均厚度16.50m，Ag品位133.20×10-6，Pb品位2.93×10-2，共生Cu品位0.46×10-2，Zn品位4.25×10-2。近礦蝕變以泥化、硅化、碳酸鹽化和重晶石化為主。礦石中金屬礦物主要有方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、輝銀礦、銅鐵礦、藍輝銅礦、銅藍、斑銅礦等；脈石礦物主要有石英、長石、方解石、白云石、粘土礦物等。礦石結構主要有自形-它形粒狀結構、交代殘余結構等，礦石構造主要有角礫狀構造、浸染狀構造、致密塊狀構造等。

3 流體包裹體研究

3.1 樣品特征與研究方法

用于測試流體包裹體的樣品采集自二人山銀鉛礦ZK139-1（開孔坐標4170136.79，35525305.53）孔深153.4～185.9m處的13-2號銀鉛鋅礦體，礦體中與方鉛礦共生有較多的團塊狀、脈狀重晶石，巖相學觀察表明重晶石中含有豐富的原生包裹體，因此本次實驗主要選擇重晶石和閃鋅礦作為研究對象。

顯微測溫工作在核工業(yè)北京地質研究院分析測試研究中心完成，檢測方法和依據(jù)來源于EJ/T 1105-1999（礦物流體包裹體溫度的測定）。

3.2 流體包裹體巖相學特征

根據(jù)流體包裹體的物質成分、室溫及均一時的相態(tài)將它們分為H2O-CO2三相包裹體、CO2三相包裹體、富液體包裹體（圖3）。

H2O-CO2三相包裹體：存在于重晶石礦物、重晶石脈中，主要為成帶狀分布，部分為成群分布，單個包裹體多呈近圓狀或橢圓狀，大小在5×3～35×30μm，氣液比在10%～30%。

CO2三相包裹體：包裹體形態(tài)較規(guī)則，形態(tài)呈橢圓狀，大小為12×8μm，氣液比為15%。

富液體包裹體：存在于重晶石礦物、石英礦物、閃鋅礦礦物中，包裹體分布形態(tài)為成帶狀分布、成群分布，包裹體形態(tài)規(guī)則，大小在2×6～20×12μm，氣液比在10%～25%。

3.3 流體包裹體均一溫度及鹽度

H2O-CO2三相包裹體：均一溫度變化范圍為107℃～287℃，平均225℃；鹽度（wt％NaCl，下同）變化范圍為0.41%～12.05%，平均5.05%；壓力變化范圍為120～363 MPa，平均262 MPa；CO2三相包裹體：均一狀態(tài)呈VCO2→L H2O時的均一溫度為30.2℃；富液體包裹體：均一溫度變化范圍為95℃～248℃，平均166℃；鹽度變化范圍為2.07%～23.18%，平均9.82%（圖4）。

圖3 二人山銀鉛礦流體包裹體顯微照片

LH2O-液相H2O；VH2O-氣相H2O

圖4 流體包裹體均一溫度頻率直方圖

圖5 流體包裹體鹽度-均一溫度關系圖

4 結果分析及討論

4.1 成礦流體地球化學性質

流體包裹體巖相學及顯微測溫結果顯示，二人山銀鉛礦重晶石、閃鋅礦中發(fā)育H2O-CO2三相包裹體、富液體包裹體，在重晶石礦物中可見兩類包裹體共生的現(xiàn)象，并且可見部分兩類共生包裹體的均一溫度大體一致，兩者均一到液相，表明成礦流體發(fā)生了弱沸騰（白令安等，2016；龐仁俊等，2019）（圖4）。

從流體包裹體均一溫度直方圖中可看出，均一溫度可分為110℃～190℃、210℃～240℃、260℃～ 290℃三個區(qū)間；鹽度為0.41%～23.18%，屬于中低溫、中高鹽度流體（圖4、圖5）。流體包裹體液相成分以H2O為主，氣相成分為H2O和CO2，因此，成礦流體為中高鹽度的H2O-CO2體系，與巖漿有關。鑒于圍巖蝕變以泥化、碳酸鹽化、硅化、重晶石化為特征，礦化主要是黃鐵礦化、方鉛礦化、閃鋅礦化、輝銀礦化等，可進一步厘定該礦床的成礦流體應為SiO2-H2O-CO2-SO42-多相含礦（Zn2+、Pb2+、Fe3+和Ag+等）。

在均一溫度和鹽度圖解上，伴隨著降溫過程，相對高鹽度、中等鹽度和低鹽度流體包裹體從在共存現(xiàn)象，并在成礦期內出現(xiàn)鹽度偏高的流體包裹體，具有弱沸騰或流體程度相對較低的流體不混溶現(xiàn)象，并伴有大氣水加入（圖5）（魏珺琛等，2018）。

4.2 成礦流體演化與成礦物質沉淀

研究顯示，熱液成礦體系中成礦物質常以溶解度較大的金屬絡合物形式存在，而金屬絡合物分解和金屬硫化物的形成、卸載的原因存在多種解釋，包括降溫、降壓、氧化作用、H2S濃度增加或者pH值增大等，但長久以來冷卻被認為是最主要的原因，不過冷卻造成的成礦物質卸載需要在短距離內大幅度降溫（白令安等，2016）。

含礦流體在向上運移的過程中，上覆圍巖的壓力降低，尤其是在斷裂或節(jié)理理發(fā)育地帶，含礦的超臨界流體轉變?yōu)閬喤R界、臨界流體，發(fā)生流體相分離，即“沸騰”，直接導致大量的揮發(fā)分逸散，尤其CO2的逃逸，使得還原性硫的濃度急劇增加，金屬絡合物分解，硫化物形成并沉淀（白令安等，2016；李振煥等，2020）。

二人山銀鉛礦礦體埋藏深度較淺，一般在100m左右，礦體規(guī)模較小，可以依靠流體的短距離上升而大幅度降溫，從而達到金屬硫化物過飽和卸載；事實上流體在上升的同時，F(xiàn)18破碎帶起到了至關重要的關系，溝通地表，瞬間內壓降低，流體“沸騰”，成礦物質大量卸載，可見“沸騰”是該礦床的成礦機制之一（熊觀等，2020）。

潘進禮，汪棟剛，馬瑞赟，張勇，李剛．2013．二人山銀鉛多金屬礦地質特征及成礦條件分析[J]．中國西部科技，12(10)：24-25+31．

白令安，孫景貴，古阿雷，趙克強．2016．黑龍江小多寶山銅礦床成礦流體地球化學特征及演化[J]．桂林理工大學學報，36(03)：411-417．

龐仁俊，張顯虎，梅剛．2019．青海瑪考才格銅鉛鋅礦床地質特征與成礦流體探討[J]四川地質學報，39(02)：224-228．

魏珺琛，蔡明海，張含，鄭浩，邵主助，曹江帥，劉嘉興．2018．達亞納石英脈型鎢鉬礦床流體包裹體特征[J]．四川地質學報，38(02)：245-251．

李振煥，李文昌，劉學龍，羅應，申穎，劉思晗，陳建航．2020．滇西保山地塊金廠河鐵銅鉛鋅多金屬礦床成礦機制——基于流體包裹體和硫、鉛同位素證據(jù)[J]．礦床地質，39(06)：995-1014．

熊觀，段威，唐文春，楊貴兵，王煥國，黃?。?020．川西北銀廠金礦床地球化學特征及成因探討[J]．西北地質，53(04)：86-98．

Geochemical Characteristics and Evolution of Ore-forming Fluids for the Errenshan Ag-Pb Deposit in Ningxia

ZOU Wu-jian1WANG Dong-gang2WANG Zhong-yu2LU Maoxin2

(1-Ningxia Institute of Geology and Mineral Exploration, Yinchuan 750021; 2-Ningxia Institute of Geological Survey, Yinchuan 750021)

The Errenshan Ag-Pb Deposit in Weining, Ningxia is the largest and mostly typical Ag-Pb polymetallic deposit in Ningxia. The orebodies are confined to thestructure fracture zone F18. The ore-forming fluids are SiO2-H2O-CO2-SO42-fluids, containing Zn2+,Pb2+,Fe3+and Ag+. The homogenization temperature of three-phase fluid inclusions varies from 107?C to 287?C with the salinity of 0.41 wt % NaCl equiv. to 12.05 wt% NaCl equiv. The homogenization temperature of three-phase CO2inclusion is 30.2?C. The homogenization temperature of fluid-rich inclusion varies from 95?C to 248?C with the salinity of 2.07 wt % NaCl equiv. to 23.18 wt % NaCl equiv.

Ag-Pb deposit; fluid inclusion; Errenshan; Beishan, Weining; Ningxia

2021-03-18

鄒武建（1967—），男，寧夏銀川市人，高級工程師，研究方向：地質找礦

P595

A

1006-0995（2021）02-0322-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.02.028