江思宏，聂凤军，白大明，牛树银，王宝德，刘翼飞，刘 妍

（1.中国地质科学院矿产资源研究所国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京100037；2.石家庄经济学院资源学院，河北石家庄050031）

0 引言

白音诺尔铅锌矿是中国北方地区的一个大型铅锌矿床，发现于1970年，1971—1989年分别由内蒙古自治区区调二队及内蒙古自治区第三地质大队二分队进行普查，于1989年底提交了详细普查报告，探明矿石储量3 272.87×104t，铅金属量66.08× 104t，锌金属量177.94×104t，银金属量1 026.33 t［1］。随后，前人对该矿陆续开展了大量研究工作［2－7］，取得了许多成果。多数学者认为该矿属于典型的矽卡岩型矿床［3－4，7］，成矿时代为燕山期；只有少数学者认为是喷流沉积型，其主成矿时代为二叠纪，并有燕山期成矿作用的叠加［5］。而笔者对矿区内与成矿有关的花岗闪长（斑）岩的锆石LA－MC－ICPMS测年结果表明，其形成年龄为（244.5±0.9）Ma（加权均方偏差值为0.85）［7］，这表明白音诺尔铅锌矿的成矿时代为印支早期。为了进一步查明成矿物质来源，笔者对矿区内矿石中的硫化物与围岩（大理岩、花岗闪长（斑）岩、安山玢岩脉和石英斑岩）以及矿区外围的黑云母正长花岗岩开展了铅同位素示踪研究。

1 区域地质与矿床地质概况

白音诺尔大型铅锌矿床地处天山—蒙古—兴安造山带东部、大兴安岭中南段巴林左旗的北部，白音诺尔—景峰北东向断裂与白音诺尔—罕庙东西向断裂交汇处［2－4］。矿区及外围地层走向北东，受北东向断裂与褶皱控制。矿区北部产出有白音乌拉火山机构，西部和东部均为晚侏罗世陆相火山岩盆地。矿区内侵入岩发育，主要有花岗闪长（斑）岩小岩株、岩脉、石英正长斑岩小岩株、安山玢岩脉和石英斑岩脉（图1）。其中花岗闪长（斑）岩和石英正长斑岩形成时间较早，被后期贯入的安山玢岩脉和石英斑岩脉所穿切。另外，在矿区东北部出露一个面积达数百平方千米的黑云母正长花岗岩基。铅锌矿体主要沿二叠系黄岗梁组碳酸盐岩与花岗闪长（斑）岩的接触带产出，少量沿碳酸盐岩与石英正长斑岩接触带产出，并多赋存于背斜两翼的层间滑脱带和褶曲顶部虚脱带内。

白音诺尔铅锌矿区内共发现工业矿体162个，其总体特征可概述为矿体数量多、形态复杂、产状及厚度和品位变化大、矿体成群（或带）分布。以矿区中心地带北东向褶皱轴为界，可将该矿床划分为南、北两个矿带（图1），其中南矿带有矿体54个，主要矿体有1、2、3号及3－4号等；北矿带有矿体108个，主要矿体有4－8号，17、18、19号及19－4号等。单个矿体大多在层间破碎带的矽卡岩内呈透镜状、鞍状和脉状产出，多个矿体构成层面近于协调或斜交的似层状矿体。一般来讲，矿体大多在矽卡岩中产出，走向一般为20°～40°，倾向南东或北西，倾角一般约60°，长度为100～450m，延深约250m，最大倾斜延深大于400m。矿体厚度一般为3～10m。

该矿区内矽卡岩大多沿花岗闪长（斑）岩与下二叠统大理岩或结晶灰岩接触带分布，部分沿石英正长斑岩、石英斑岩与大理岩接触带产出，少量位于侏罗纪火山岩或二叠纪浅变质砂岩与大理岩接触带［3］。外矽卡岩带相对较为发育，矽卡岩类型有辉石矽卡岩、石榴石矽卡岩、石榴石－辉石矽卡岩和辉石－石榴石矽卡岩，其中矿床西部以石榴石矽卡岩为主，东部则主要是辉石矽卡岩。从岩体到大理岩，变质交代岩具有明显的分带，它们分别为透辉石－石榴石矽卡岩→石榴石－透辉石矽卡岩→透辉石矽卡岩（含退化蚀变矿物）→大理岩，其中透辉石矽卡岩和石榴石－透辉石矽卡岩是铅－锌矿体的直接容矿围岩［3］。

矿石中的金属矿物以闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿和黄铜矿为主，其次是黄铁矿、毒砂和磁铁矿。综合研究结果表明，白音诺尔铅锌矿床的早期成矿作用与花岗闪长（斑）岩侵位活动有关，沿花岗闪长（斑）岩体和大理岩接触带形成矽卡岩型铅－锌矿体；晚期成矿作用与石英正长斑岩侵位活动有关，沿石英正长斑岩体和大理岩接触带也形成矽卡岩型铅锌矿体［3］。每期成矿作用大致有3个不同的成矿阶段：①矽卡岩阶段，形成钙铝－钙铁馏石和透辉石－次透辉石－钙铁辉石－锰钙辉石等矽卡岩矿物组合；②石英－硫化物阶段，是铅锌的主要成矿阶段，据矿物先后顺序分成3个亚阶段，分别为早期方铅矿－闪锌矿亚阶段、闪锌矿－方铅矿－黄铜矿亚阶段和晚期方铅矿－闪锌矿亚阶段；③硫化物－硫盐阶段，铅锌矿化微弱，是银的主要成矿阶段［3］。

图1 白音诺尔铅锌矿床地质简图Fig.1 Simplified Geological Map of Baiyinnuoer Pb－Zn Deposit

2 样品采集与分析方法

2.1 样品采集

本次研究采集了矿区内及外围的主要岩体和地层样品以及矿区内的矿石样品，所有样品的采样位置见表1。对于岩石样品，尽量采集相对比较新鲜、蚀变较弱的岩石。

2.2 样品分析方法

岩石样品的U、Th、Pb含量分析采用ICP－MS，分析测试工作在核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成。测试精度：相对标准偏差小于10%。

Pb同位素分析也是在核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成的。对于岩体和地层样品，进行全岩铅同位素分析；对于矿石样品，挑选出单矿物（硫化物）进行铅同位素分析。Pb同位素分析流程详见文献［9］。

3 分析结果

该矿区矿石中13件金属硫化物（闪锌矿、毒砂、方铅矿）的N（206Pb）／N（204Pb）为18.266～18.372，平均值18.296，N（207Pb）／N（204Pb）为15.501～15.579，平均值15.536，N（208Pb）／N（204Pb）为38.016～38.339，平均值38.138（表1）。

3件黑云母正长花岗岩样品的N（206Pb）／N（204Pb）为18.622～18.957，平均值18.828；N（207Pb）／N（204Pb）为15.548～15.558，平均值15.552；N（208Pb）／N（204Pb）为38.421～38.730，平均值38.619（表1）。7件花岗闪长（斑）岩样品的N（206Pb）／N（204Pb）为18.307～18.450，平均值18.363；N（207Pb）／N（204Pb）为15.505～15.530，平均值15.515；N（208Pb）／N（204Pb）为38.071～38.200，平均值38.131（表1）。3件大理岩的N（206Pb）／N（204Pb）为18.283～18.355，平均值18.322；N（207Pb）／N（204Pb）为15.515～15.542，平均值15.525；N（208Pb）／N（204Pb）值为38.050～38.156，平均值38.094（表1）。1件石英斑岩和1件安山玢岩的N（206Pb）／N（204Pb）分别为18.504和18.288；N（207Pb）／N（204Pb）分别为15.896和15.916，N（208Pb）／N（204Pb）分别为38.300和38.100（表1）。

4 讨论

4.1 白音诺尔铅锌矿铅同位素示踪

从上述分析数据可以看出，黑云母正长花岗岩的放射性铅含量较高，而矿石中硫化物的放射性铅含量较低。

锆石LA－MC－ICP－MS测年结果表明，矿区内花岗闪长（斑）岩的形成年龄为（244.5±0.9）Ma，矿区外围黑云母正长花岗岩和矿区内石英斑岩的形成年龄分别为（134.8±1.2）Ma和（129.2±1.4）Ma，矿区内安山玢岩的年龄约为135Ma［7］。为了探讨矿石铅的来源，对矿区内的黑云母正长花岗岩、花岗闪长（斑）岩、石英斑岩、安山玢岩和大理岩利用分析的全岩Pb同位素组成和U、Th、Pb含量及形成年龄（分别取244Ma代表花岗闪长（斑）岩的形成年龄，130Ma代表黑云母正长花岗岩、石英斑岩和安山玢岩的形成年龄）计算这些岩石的初始Pb同位素比值（表1），并与矿石Pb同位素组成进行对比。结果表明，在形成年龄为244Ma时，矿石中硫化物的铅同位素投点非常靠近大理岩和花岗闪长（斑）岩（图2），表明矿石铅可能主要来自大理岩和花岗闪长（斑）岩。在形成年龄为130Ma时，矿石中硫化物的铅同位素投点依然非常靠近或者与大理岩和花岗闪长（斑）岩的投点几乎在同一个范围（图3），而与黑云母正长花岗岩、石英斑岩和安山玢岩的投点范围差别较大，进一步表明矿石中的铅不太可能来自后面这三类岩石，也进一步佐证了成矿确实与花岗闪长（斑）岩和大理岩有关，属于矽卡岩型矿床，与喷流沉积型和火山岩块状硫化物矿床有明显的差别［10－11］。

图2 在形成年龄为244Ma时白音诺尔铅锌矿N（207Pb）／N（204Pb）以及N（208Pb）／N（204Pb）与N（206Pb）／N（204Pb）的关系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 区域铅同位素特征

大兴安岭是中国16个重点成矿区带之一，其中南段地区以银多金属矿床集中产出为特征，规模较大的有孟恩陶勒盖、拜仁达坝、维拉斯托、白音查干、花敖包特、阿尔哈达、浩布高、白音诺尔、敖瑙达坝和大井等，矿床类型以热液脉型为主［4，12－14］，其次是矽卡岩型［3－4，7，15］，其成矿时代主要为燕山期［15－17］，其次是印支期［7］。将本文新获数据与前人在拜仁达坝、维拉斯托、大井、阿尔哈达和孟恩陶勒盖矿床获得的铅同位素数据［9，13，18－20］（表2、图4）进行对比可以看出，白音诺尔铅锌矿中的矿石铅明显变化范围更小，相对也更为集中，这表明白音诺尔铅锌矿的铅来源相对简单，而拜仁达坝、维拉斯托、大井、阿尔哈达和孟恩陶勒盖矿床的铅同位素组成变化范围较大，反映了其铅的来源相对较为复杂。但是这些矿床的铅同位素投点均呈线状分布，表明这些矿床的矿石铅均为混合铅。从图4还可以看出，尽管这些银多金属矿床的形成时代和矿床类型可能有所不同，但是它们的铅同位素组成却非常相似，其组成范围多有重叠（表2、图4），暗示这些矿床矿石铅的来源也非常相似。这种区域矿石铅同位素组成的高度相似性表明，本区可能存在一个富银的基底岩石或地层，它为成矿提供了主要的物质来源。

表2 大兴安岭中南段银多金属矿床矿石中硫化物的Pb同位素组成特征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

图3 在形成年龄为130Ma时白音诺尔铅锌矿N（207Pb）／N（204Pb）以及N（208Pb）／N（204Pb）与N（206Pb）／N（204Pb）的关系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

图4 大兴安岭中南段地区主要铅锌银多金属矿床N（207Pb）／N（204Pb）以及N（208Pb）／N（204Pb）与N（206Pb）／N（204Pb）的关系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 结语

（1）白音诺尔铅锌矿床铅同位素研究结果表明，矿石铅组成与矿区内的花岗闪长（斑）岩和大理岩接近，说明矿石铅主要来自这两类岩石，成矿也主要与其有关，而与黑云母正长花岗岩、石英斑岩和安山玢岩关系不大，也进一步证明了白音诺尔铅锌矿床的成矿与花岗闪长（斑）岩和大理岩有关，属于矽卡岩型矿床，与喷流沉积型和火山岩块状硫化物矿床有明显的差别。

（2）区域对比研究发现，大兴安岭中南段地区银多金属矿床的铅同位素组成相近，其组成范围多有重叠，暗示这些矿床矿石铅的来源也非常相似，可能说明本区存在一个富银的基底岩石或地层，它为成矿提供了主要的物质来源。

野外地质工作得到了内蒙古白音诺尔铅锌矿于峰副总经理和魏良民工程师以及赤峰市国土资源局张跃副局长和傅国立科长的大力支持与协助，在此一并致谢。

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