內蒙古這一銀礦床,儲量超16800噸,是亞洲最大

原標題:EG,2020:亞洲最大銀礦床成因

中亞造山帶東段(包括我國內蒙古及東北地區)發育了大量熱液脈型銀多金屬礦床。該成礦帶銀礦床數量超過30個,銀金屬儲量大於57,000噸,是我國最重要的銀多金屬成礦帶,在全球範圍內也頗具重要地位。

位於內蒙古的雙尖子山銀礦床是近年來在該區銀礦床勘探的重大突破之一,它的銀儲量超過16,800t,銀的平品位為129g/t,是截止當前亞洲最大的銀礦床。雖然該區帶內找礦效果顯著,銀的資源儲量巨大,然而有關這些脈狀銀鉛鋅礦床的一些基本科學問題仍沒有很好地解決。如形成這些銀多金屬礦床的金屬和流體的來源歸屬,它們是否在岩漿-熱液體系中形成的,以及脈狀銀鉛鋅礦床是否與斑岩成礦系統有成因聯繫等。

內蒙古這一銀礦床,儲量超16800噸,是亞洲最大

金屬礦床直接定年對於建立可靠的成礦成因模型和理解大成礦區的構造控礦作用是至關重要的。在目前可用的放射性定年方法中,Re-Os法是唯一可直接用於硫化物礦物定年的方法(Stein et al.,1998,2001;Selby and Creaser,2001a;Selby et al.,2002;Morelli et al.,2010;Ootes et al.,2011;Saintilan et al.,2017,2018)。

輝鉬礦具有顯著的Re-Os年齡,其原因如下:(1)它通常在ppm濃度級別中加入Re,排除Os,因此可以忽略常見的187Os,而所有187Os都歸因於187Re的原位衰變,(2) 老巖核的繼承、加大邊和化學同位素交換極為罕見,(3)輝鉬礦中的Re-Os體系能經受強烈變形和高級熱變質作用,(4)輝鉬礦中Re-Os同位素體系的閉合溫度較高,(5)硅酸鹽礦物既不容納Re也不容納Os,從而確保它們留在輝鉬礦中(Stein et al.,1998、2001、2003;Selby and Creaser,2001、2004;Selby et al.,2002、2007;Lawley and Selby,2012;Stein,2014;Stein and Hannah,2015)。

斑岩銅鉬(金)礦床是目前採用輝鉬礦Re-Os定年法直接測年和圈定成礦的最好例子,因為輝鉬礦在這些礦床中普遍存在大量。與侵入有關的錫礦化的時間也可以使用錫石U-Pb法直接確定(Yuan et al.,2008,2011)。相比之下,其他岩漿熱液礦床的年齡仍然受到很低的限制,為這些礦床確定的年齡(例如,Au)大多基於間接同位素方法,例如絹雲母Ar-Ar和Rb-Sr、方解石Sm-Nd和獨居石U-Pb年齡。然而,這些脈石礦物可能與成礦流體中的金沉積不同時期,和/或同位素系統受到了成礦後事件的干擾。因此,應謹慎地根據年齡進行解釋(Selby,2002)

來自中國地質大學(北京)“岩漿熱液演化與成礦研究群體”的翟德高副教授、劉家軍教授與加拿大麥吉爾大學Anthony Williams-Jones院士等合作,選取亞洲最大的銀礦床為研究對象,進行了系統的野外地質調研、岩心編錄、礦物顯微結構和成分、原位微區硫和鉛同位素及年代學研究,取得主要新認識如下:

(1)銀的產出以獨立的含銀硫鹽礦物和硫化物為主,主要包括硫銀錫礦(Ag8SnS6)、輝銀礦(Ag2S)、銀黝銅礦[(Ag, Cu)10(Fe, Zn)2Sb4S13]等;鹼金屬和銀為一個連續礦化過程,銀礦物形成一般晚於硫化物,金屬元素組合標誌為Ag-Pb-Zn-(Cu-Sn-Se-Sb);

(2)原位微區同位素分析表明硫化物和含銀礦物的δ34S 均值為2.11 ± 1.49‰ (n=77),所有金屬礦物的鉛同位素比值變化都很小;同位素結果指示礦床的硫和金屬均為岩漿來源,尤其與區內中生代的岩漿作用關係密切,而礦體圍巖板岩則不能提供成礦所需的大量金屬;

(3)系統的年代學研究結果表明脈狀礦體附近隱伏的花崗斑岩年齡為134.4 ±1.0 Ma,斑岩體中少量輝鉬礦的Re-Os年齡為134.9±3.4 Ma,這與脈狀銀鉛鋅礦床中黃鐵礦的Re-Os年齡135.0 ±0.6 Ma十分一致;結合野外填圖、鑽孔編錄和年代學結果,提出脈狀銀鉛鋅礦床與鄰近弱鉬礦化的斑岩關係緊密;

(4)基於以上研究工作限定了雙尖子山超大型銀鉛鋅礦床的成礦過程,認為成礦流體在複式花崗斑岩岩漿演化的晚期階段出溶,該流體及所攜帶的金屬沿早期形成的斷裂或由岩漿晚階段體積收縮產生的裂隙運移,進而在板岩地層中形成大規模脈狀礦體;

(5)雙尖子山銀礦床的研究結果顯示花崗斑岩及近端的弱鉬礦化與遠端的大量銀鉛鋅礦化具有密切成因聯繫,屬於同一個岩漿-熱液成礦系統,該認識發現對區域上銀鉛鋅礦床的找礦勘查有重要啟發。

內蒙古這一銀礦床,儲量超16800噸,是亞洲最大

圖1 雙尖子山銀礦床礦體和礦石產出特徵

內蒙古這一銀礦床,儲量超16800噸,是亞洲最大

圖2 雙尖子山銀礦床隱伏斑岩體、鉬礦化和銀鉛鋅礦化的岩心編錄和年代學樣品採樣分佈

內蒙古這一銀礦床,儲量超16800噸,是亞洲最大

圖3 雙尖子山礦區成巖和成礦時間序列和銀鉛鋅礦床的成礦模式

上述研究發表於礦床學領域權威期刊《Economic Geology》。Zhai, D.*, Williams-Jones, A.E., Liu, J., David, S., Voudouris, P.C., Tombros, S., Li, K., Li, P., Sun, H., 2020. The genesis of the giant Shuangjianzishan epithermal Ag-Pb-Zn deposit, Inner Mongolia, northeastern China. Economic Geology, 115(1): 101-128 [IF=3.285].


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