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双尖子山矿床是2012年探明的银多金属矿床,其银金属量超过 1.5×104 t,是中国乃至亚洲目前最大的银矿。该矿床地处内蒙古自治区赤峰市巴林左旗北部,位于突泉-翁牛特成矿带东段,属大兴安岭与燕山期中酸性-碱性侵入岩-喷出岩有关的 Cu、Mo、Ag、Pb、Zn、Sn、W、Fe、S、稀有、REE 矿床成矿系列,划归大兴安岭中南段银成矿带(图1)。双尖子山矿床分为兴隆山矿段和双尖子山矿段,两者相距 4.7 km。其中兴隆山矿段共圈定工业矿体 276 条,矿体走向以北西向为主,倾向南西,产状239°∠55°,均为隐伏矿体,矿体埋深 21~600 m,呈似层状、脉状或透镜状平行分布,矿体厚度集中于 2~15 m;双尖子山矿段共圈定工业矿体 4 条,产状以120°∠59°为主。
前人对双尖子山矿床的地质特征和成矿作用研究较多,但主要集中于-400 m以浅的银铅锌成矿作用。江彪等(2018,2019)通过微量元素和成矿流体等的系统研究,提出双尖子山矿床除了银铅锌外,深部有良好的铜锡找矿前景。2021 年,在兴隆山矿段施工的4个千米级深钻首次揭露了大规模铜矿化(马文文等,2022),铜品位多在 5% 以上,局部品位达到15%以上,验证了这一判断。钻孔揭露的富铜矿石自-600 m以深开始出现,在-800~-1000 m 深处集中发育。铜矿石构造以块状、角砾状和细脉状为主,金属矿物主要有黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、毒砂等。围岩局部发育强烈的绿泥石化和硅化蚀变(图2a),常见黄铜矿角砾被铅锌硫化物胶结呈镶边结构(图2b),表明深部富铜矿段中的黄铜矿早于铅锌硫化物成矿。
前人报道的与双尖子山银铅锌成矿相关的成岩成矿年龄多集中在燕山期,本研究选取了双尖子山矿区兴隆山矿段4个深钻中的4件黄铜矿作为测试对象,在国家地质实验测试中心开展了Re-Os同位素定年实验,获得黄铜矿 Re-Os 等时线年龄为(237.7± 7.4) Ma(图2c),首次识别出了双尖子山超大型银多金属矿床深部存在印支早期大规模铜成矿事件。
大兴安岭地区铜矿较为丰富,但大型以上铜矿床较少。较为著名的铜多金属矿床有乌奴格吐山、莲花山、布敦花、大井、闹牛山等,其中乌奴格吐山、大井和莲花山矿床均为铜银共伴生型多金属矿床。由于银可以和诸如铅锌、金、铜、锑、钨、锡等很多矿种共伴生,且一般属于较低温成矿而常常赋存于浅部或者矿化分带的外带,因此,可以充分利用银矿寻找深部或外围的其他可能共伴生矿种。大兴安岭及其邻区是中国银多金属矿最重要的产区,其中的一些银多金属矿呈现出典型的上银下铜(锡)的空间分布格局,如大井银铜锡矿床、白音查干银锡多金属矿床、维拉斯托银锡多金属矿床等,表明大规模 Ag-Pb-Zn 成矿作用与大规模 Cu-Sn 成矿作用之间存在密切联系。双尖子山矿床与内蒙古大井矿床相似之处,在于矿种组合空间上由浅部的 Ag-Pb-Zn 组合向深部演变为 Cu-Sn 组合,不同之处在于大井矿床的 Cu-Sn 和 Ag-Pb-Zn 成矿物质尽管来自不同属性的岩体,但均为燕山期产物。双尖子山矿床的 Cu 成矿作用发生于印支早期,Ag-Pb-Zn 则是燕山期成矿,二者空间上自浅部到深部表现为 Ag-Pb-Zn→Cu-Sn的元素分带,时间上则是印支早期Cu+燕山期Ag-Pb-Zn两期叠加成矿。
前人研究认为,大兴安岭南段主要以晚侏罗世 —早白垩世为最主要的成岩成矿峰期,形成如维拉斯托、边家大院等大—中型多金属矿床。晚二叠世 —早三叠世岩浆期形成的矿床报道较少,但越来越多的研究显示,区域上华力西期和印支期岩浆活动也有很大成矿潜力。笔者在双尖子山矿区北部约2 km 处新发现的花岗岩,其锆石 U-Pb 年龄集中在 257.9~252.3 Ma,是晚二叠世岩浆活动的产物。该花岗岩体富含铜、铅和锌等成矿元素,可能是双尖子山成矿的重要物质来源,双尖子山矿床多期次多阶段成矿可能是华力西期—燕山期多期次岩浆活动的成矿响应。
综上所述,双尖子山矿床深部揭露的大规模铜矿化为印支期成矿,与浅部的燕山期银铅锌矿体为叠加成矿,而非单一成矿期的矿化分带结果,因此,双尖子山矿床的成矿模式和勘查模型需要重新建立。大兴安岭中南段古生代晚期处于古亚洲洋闭合后的碰撞造山晚期或碰撞后阶段,越来越多的华力西晚期—印支早期成岩成矿实例表明,该构造演化背景伴随着强烈的成岩成矿作用,在今后的找矿勘查实践中,要充分运用矿床成矿系列理论的“全位成矿,缺位找矿”指导思想,即除了要重视燕山期成矿外,对其他地质历史时期和构造演化阶段,尤其是已有良好找矿线索的华力西期和印支期岩浆作用相关的成矿研究和找矿勘查工作应给予高度重视。
主要图表
图1 双尖子山银多金属矿床大地构造位置(a、b)及矿区地质图(c)
图2 双尖子山银多金属矿床黄铜矿发育特征及Re-Os等时线年龄
a—绿泥石化、硅化蚀变的铜矿石;b—晚期铅锌硫化物胶结黄铜矿角砾;c—黄铜矿Re-Os等时线年龄
本文受中国地质调查局中国矿产地质志项目(DD20221695、DD20190379、DD20160346)、中央公益性科研院所基本科研业务费 (JKYZD202313)联合资助。
文章刊登于《矿产勘查》第15卷第8期
引用格式:江彪,刘榆,李超,陈剑飞,张天明,刘彦兵,孙洪军,尹占文,武利文,左玉山,刘钊. 2024. 内蒙古双尖子山超大型银多金属矿床印支期铜成矿事件的发现及其地质意义[J]. 矿产勘查,15(8): 1531-1533.
Citation: Jiang Biao, Liu Yu, Li Chao, Chen Jianfei, Zhang Tianming, Liu Yanbing, Sun Hongjun, Yin Zhanwen, Wu Liwen, Zuo Yushan, Liu Zhao. 2024. Discovery of Indosinian copper mineralization event in the Shuangjianzishan super-large silver polymetallic deposit, Chifeng, Inner Mongolia and its geological significance[J]. Mineral Exploration, 15(8): 1531-1533.
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编辑:贺昕宇
审核:王学明
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