蔡家营铅锌银多金属矿床

发布网友发布时间：2022-04-25 09:20

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(一)成矿地质背景

蔡家营矿床是一个大型Pb-Zn-Ag多金属矿床。矿区位于张宣幔枝构造北缘核部与盖层之间，云州-公会大型倒转复式向斜的中段，为康保-蔡家营-赤诚北西向构造岩浆成矿带的一个重要组成部分。

区域地层主要为古元古宙红旗营子群大同营组及中生代侏罗系上统白旗组和张家口组。据统计蔡家营矿床95%的储量都分布在红旗营子群地层中(图3-26，图3-27)，但在剖面上有多条矿脉侵入进侏罗系上统白旗组火山碎屑岩中，清楚地说明成矿应晚于白旗组。

图 3-26 蔡家营铅-锌-银矿床地质略图(据地表露头和钻孔资料)

区内构造发育，北部有康保-围场深断裂，南部有尚义-平泉深断裂。深断裂派生的次级断裂有北东东向、北西向和近南北向三组。其中北西向断裂构造为主要控矿容矿构造。矿区内切割基底变粒岩和盖层火山岩的北东东走向断裂带(F₄₅)，控制着矿床和邻近的薛家沟花岗斑岩体(142Ma，锆石U-Pb法，黄典豪等，1991)的空间分布。该断裂带西北侧的次级断裂裂隙系统是主要的容矿构造，而且制约着成矿前石英斑岩脉(119Ma)的产生。

(二)矿床地质特征

1.矿体形态、产状及规模

大部分矿脉产于角闪黑云斜长变粒岩内，两者呈大角度相交错，少部分矿脉则产于凝灰质角砾岩中。矿体呈隐伏-半隐伏产出。平面和剖面上由一系列规则至不规则脉状、透镜状和囊状矿体组成，局部为层状。根据矿脉分布密集程度划分为5个矿带，其中Ⅲ矿带规模最大，Ⅴ矿带次之。Ⅲ矿带富 Zn，Ⅴ矿带富 Pb、Ag。从矿区东北部(Ⅰ矿带)向西南部(V 矿带)，Zn/Pb 比值降低，而 Ag 含量增高，Au 含量在两矿带相似(表 3-27)。

图 3-27 蔡家营Ⅲ矿带 315 勘探线剖面矿体形态

表 3-27 蔡家营矿床Ⅲ、Ⅴ矿带矿石成矿元素丰度

注:据张长江，张家口地质，1990，总第 17 期。

根据矿脉和矿化脉的交代穿插关系，可划分成 3 个成矿阶段。成矿早阶段为矿化石英脉，脉中可见较富的闪锌矿、方铅矿和黄铁矿脉穿插; 主成矿阶段为块状、团块状、浸染状及脉状矿石的形成阶段; 成矿晚阶段为矿化方解石脉，脉中可见呈星点状分布的粗粒方铅矿，偶尔可见闪锌矿。铅锌矿石主要形成于主成矿阶段，成矿早阶段的矿化石英脉与成矿晚阶段的矿化方解石脉含铅、锌，一般小于 0.10%，不具工业意义。

围岩蚀变主要有绿泥石化、绢云母化、硅化、碳酸盐化，次为钾化、绿帘石化、阳起石化、萤石化、重晶石化等。由于近矿围岩的原岩类型不同，其蚀变特征存在着某些差异。

2.矿石组构特征

矿石矿物主要为铁闪锌矿、含铁闪锌矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿; 次要矿物有毒砂、白铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、赤铁矿、蓝铜矿等; 微量矿物有自然金、银金矿、深红银矿、辉银矿、螺状硫银矿、自然银等。脉石矿物主要为石英、方解石、绿泥石; 次要矿物有绢云母、阳起石、绿帘石、长石、菱铁矿等。

矿石结构主要有自形-它形粒状结构、乳滴状结构、花岗变晶结构，变余结构，流变状结构，网脉结构、树枝状结构、包含结构、溶蚀结构、揉皱结构和压碎结构等。矿石构造主要有块状构造、浸染状构造、角砾状构造、脉状构造、流变构造、洞穴式构造、斑杂状构造等等。

3.成矿物化条件

流体包裹体地球化学研究可归纳为:①均一温度为200～460℃，其峰值在218～340℃。方解石的液体包裹体和气液包裹体的均一温度测定为180～260℃;闪锌矿的液体包裹体均一温度为180～220℃。综合上述温度，结合矿物生成的相互关系，认为本矿床形成的温度变化在180～460℃，属中低-高温成矿。②本矿床成矿流体的盐度为10%～18.5%(NaCl)，平均为15.0%(NaCl)。③成矿压力为400×10⁵～600×10⁵Pa，如按每千米地壳增压率为250×10⁵～300×10⁵Pa来计算，则矿脉产出的深度为1.5～2.5km。这个成矿深度代表了矿床最后定位的深度。富K⁺、Na⁺、Ca²⁺、SO^2-₄、Cl^-，有少量Mg²⁺、F^-，气相成分为H₂O、CO₂、CH₄。

(三)成矿物质来源

1.硫同位素特征

经对本矿床49个硫化物的硫同位素分析结果统计，δ³⁴S值为+2.20～+7.80，平均为+5.2，极差为5.6。各种矿物的δ³⁴S值见表3-28。据Ohomoto等的意见，岩浆硫的δ³⁴S值为+4.0，本矿床硫化物δ³⁴S为2.2～7.8，平均5.2，离差较小，塔式效应明显(图3-28)。比岩浆硫的δ³⁴S值大1.2，基于矿区及外围无膏盐存在，故认为本矿床的硫是以岩浆硫为主，可能混入部分古元古宙变粒岩、片麻岩中的硫。

图 3-28 蔡家营矿床硫化物矿物的同位素组成频率分布图

表 3-28 硫同位素组成特征

注:据黄典豪等，1992。

2.铅同位素特征

矿区已公布的矿石、地层和火成岩样品有44件(表3-29)，其中矿石铅(27件):²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为16.68～17.08，平均为16.80，²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.30～15.78，平均为15.44，²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为36.22～38.15，平均为37.52;红旗营子群变粒岩(7件):²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb16.13～17.61，平均为16.75;²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.19～15.70，平均为15.44、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为36.22～38.00，平均为37.15;张家口组火山岩(3件):²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为17.36～17.59，平均为17.48，²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.37～15.43，平均为15.41、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为37.59～38.55，平均为37.94;次火山岩铅(7件):²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为16.74～17.96，平均为17.17、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.38～15.64，平均为15.47、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为37.03～38.19，平均为37.4。将所有数据投点于²⁰⁷Pb/²⁰⁴P-²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb图解中(图3-29)可见，投影点主要位于地幔与下地壳铅演化线之间，部分落点与造山带和上地壳之间。同时，花岗斑岩、石英斑岩落点与矿石铅基本相同，表明蔡家营铅锌银矿床铅同位素具有相同的特征，即铅应主要来自地球深部，并加入了部分壳源物质。

图 3-29 蔡家营铅-锌-银矿床铅同位素组成(据 Zartman 等，1981)

表 3-29 蔡家营铅同位素特征

续表

3.氢、氧同位素特征

黄典豪等(1992)对矿石中的石英进行了氢氧同位素分析，其结果见表3-30。本区矿石中石英的氧同位素组成的变化范围为10.89‰～14.4‰，根据石英-水氧同位素分馏系数与温度的关系式求得成矿溶液的δ¹⁸O_H2O值，其变化范围为2～8.3‰，与一般的变质水(δ¹⁸O_H2O5‰～25‰，Taylor，1972)的氧同位素值不同，与一般岩浆水(δ¹⁸O_H2O7‰～9.5‰，Taylor，1972)也不完全相同。氢同位素δD_H2O变化在-76‰～-109‰，与一般变质水(δD-65‰～-20‰)和岩浆水(δD-50‰～-80‰)的相应值均不同。仅个别为-76‰，可进入岩浆区。将分析样品的数据和给定温度条件下在δ¹⁸O_H2O-δD_H2O关系图(图3-30)上进行投点，其投点均比较集中在岩浆水区的下方，个别在岩浆水区，可见成矿溶液属于岩浆水与地表水的混合溶液。

表 3-30 蔡家营矿床氢氧同位素组成

图 3-30 蔡家营矿床成矿流体与岩浆水、华北地区中生代大气降水的 H、O 同位素对比(据黄典豪等，1992)

蔡家营矿床铜铅锌阶段闪锌矿和石英包裹体流体 REE 配分曲线均显示深源流体特征，铅锌银成矿物质均来源于地幔。黄铁矿等矿物包裹体 REE 曲线轻重稀土分异较强，反映成矿均有稍浅成成矿物质参与。

综合硫、铅、氢、氧稳定同位素提供的直接成矿信息:本矿床硫源是岩浆硫为主和部分古元古代变粒岩、片麻岩中的硫所组成的一种混合硫。铅既有地幔铅，也有经过活化、改造的上地壳铅。氢氧同位素的各类指数也都反映成矿溶液属于岩浆水与地表水的混合溶液。表明成矿物质和成矿流体的来源与岩浆有着千丝万缕的联系。