摘要：双山子铜多金属矿是一处中低温热液脉型铅锌矿床，矿石矿物成分主要为镜铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、黄铁矿、赤铁矿等；脉石矿物主要有绿帘石、绿泥石、石英、方解石等。矿石的化学成分主要以含Cu、Zn、Pb的金属硫化物和含Fe的氧化物为主。按照地质特征、矿石矿物共生组合、结构、构造、蚀变特征及相互关系,把成矿过程划分为两个成矿期、四个矿化阶段。成矿阶段的划分充分揭示出矿床的形成过程,为矿床成因的探索提供了充分地质依据。

　　关键词：双山子铜多金属矿；闪锌矿；矿石矿物特征；成矿阶段；矿床成因

　　双山子铜多金属矿位于内蒙古阿鲁科尔沁旗，行政区划隶属于赤峰市阿鲁科尔沁旗天山镇。目前区内已发现大-中-小型不同规模矿床、矿点及矿化点二十余处，代表性矿床主要有劳家沟、好力宝斑岩型Cu-Mo矿床；扁扁山、潘家段、喇嘛罕山、龙头山、三楞子山等热液脉型Cu-Pb-Zn-Ag多金属矿床。该区良好的成矿地质条件及较大的进一步找矿工作潜力。

　　1区域地质概况

　　矿区属天山—内蒙中部-兴安地槽褶皱系(Ⅰ级)，内蒙古中部地槽褶皱系晚华力西地槽褶皱带(Ⅱ级)，天山镇-鲁北镇复式背斜(Ⅲ级)轴部。位于阴山纬向构造带东段，西拉木伦河构造带之北侧，新华夏大兴安岭褶皱带与沉降带交汇部位。区内古生界地层区划属于华北地层大区（V），内蒙古草原地层区（V3），赤峰地层分区（V32）；中新生代地层区划属滨太平洋地层区（5），大兴安岭—燕山地层分区（51），赤峰—乌兰浩特地层小区（513）。区内受燕山期活动影响强烈，断裂构造比较发育，总体构造方向呈北东向。其次发育北西向和近东西向构造，局部有北北西向、北北东向断裂。其中北东向构造是区内主要的控矿构造；褶皱构造不发育，仅在东北部发育一条轴向北东的复式背斜。岩浆岩主要为晚侏罗世和早白垩世侵入岩，出露面积大小不等，小者0.25km2，大者25km2。主要呈岩基、岩株和岩枝产出。

　　2矿区地质

　　2.1矿区地层

　　矿区地层矿区出露地层较为简单，主要为古生界二叠系下统大石寨组、中生界侏罗系上统满克头鄂博组和第四系全新统。

　　二叠系下统大石寨组分布在矿区中北部，岩性组合为凝灰质砂砾岩、变质凝灰质砂岩、安山岩、玄武岩。所出露地层应属大石寨组上段，安山岩、玄武岩形成较早，凝灰质砂砾岩、变质凝灰质砂岩形成较晚。地层大部分产状较陡，倾角70°~85°,局部地层倾角较缓，倾角在25°左右。

　　变质凝灰质砂岩。灰绿色，变余凝灰质砂状结构，块状构造。主要由石英、长石碎屑组成，粒径0.5mm±,含量60%±,岩石含少量岩屑及绿泥石，火山灰胶结或泥质胶结。

　　凝灰质砂砾岩。灰绿色，浅灰色，灰白色，凝灰质砂砾状结构，块状构造。主要由长石、石英碎屑及砾石组成，长石、石英碎屑均为他形粒状，大小1mm～2mm，含量40%，砾石为次棱角状—次圆状，大小2mm～5mm，大者可达15mm，成份为硅质岩、砂砾岩、砂岩，含量30%～40%，火山灰胶结或砂屑、泥质胶结。局部凝灰质砂砾岩中夹结晶灰岩透镜体。

　　安山岩。灰绿色，斑状结构，块状构造。主要由长石斑晶组成，基质为隐晶质。局部岩石具气孔杏仁构造，气孔中充填绿帘石，岩石普遍具绿帘石化、绿泥石蚀变，局部裂隙中可见细脉状磁铁矿。

　　玄武岩。灰绿色、深绿色，变余斑状结构，基质变余间粒结构，块状构造。岩石普遍具绿帘石化、绿泥石化蚀变，原岩斑晶为辉石和斜长石，辉石斑晶发生强烈绿帘石化、绿泥石化蚀变，粒径小于1.4mm，含量小于10%，斜长石斑晶呈半自形板柱状，被绢云母、绿帘石等不均匀交代，粒径小于0.8mm，含量小于5%。岩石基质由斜长石、绿泥石、绿帘石和少量磁铁矿、磷灰石组成。

　　侏罗系上统满克头鄂博组主要分布在矿区南部及东北部，主要岩性为流纹质晶屑熔结凝灰岩、流纹质岩屑晶屑凝灰岩、流纹质含角砾晶屑岩屑凝灰岩、英安岩、英安质晶屑熔结凝灰岩、英安质含角砾晶屑凝灰岩。该组地层主要为一套陆相火山碎屑岩相—熔岩相，火山作用为爆发—喷溢—强烈喷发的一个过程。该组地层是主要的含矿地层，地层产状变化较大，倾角19°~68°。

　　流纹质晶屑熔结凝灰岩。灰褐色，熔结凝灰结构，假流纹构造。主要由长石、石英晶屑及少量的岩屑、角砾组成。

　　流纹质岩屑晶屑凝灰岩。灰绿色，晶屑凝灰结构，块状构造。晶屑成分为长石，石英，岩屑成份为流纹质凝灰岩、流纹质晶屑凝灰岩，火山灰胶结。局部夹火山角砾岩、安山质角砾岩及流纹质含角砾凝灰岩。

　　流纹质含角砾晶屑岩屑凝灰岩。灰白色，角砾凝灰结构，块状构造。主要由晶屑及火山角砾组成。

　　英安质晶屑熔结凝灰岩。灰紫色，熔结凝灰结构，假流纹构造，晶屑成分为长石，石英。

　　英安岩。深灰色，斑状结构，块状构造。斑晶成分为斜长石，半自形短柱状，大小1mm～2mm，含量约15%，基质为隐晶质。

　　英安质含角砾晶屑凝灰岩。灰紫色，晶屑凝灰结构，块状构造。晶屑成分为长石，石英，均成他形粒状，大小1mm左右，含量约30%，角砾成分为英安质凝灰岩、英安岩、次棱角状，大小2mm左右，火山灰胶结。

　　新生界第四系全新统主要为第四系黄土、冲洪积、坡积物。黄土主要分布在山坡、低矮山梁上，为砂土，亚砂土，厚度1m～30m；冲洪积物分布于冲沟中，由砾石、砂砾石组成；坡积物分布于坡脚下，为黄土，碎石。

　　2.2矿区构造

　　矿区第四系覆盖严重，露头较少，未在地表发现较大构造。通过地质测量及槽探工程，在区内发现了若干条构造破碎带，构造破碎带以北东向为主，次为近东西向、北西向，其中在矿区南部矿化蚀变带出露的位置为北东向与近东西向构造的交汇位置，其中地表所发现的矿（化）体主要由这两组构造控制。

　　通过地质调查以及结合地层的产状，矿区中部凝灰质砂砾岩及凝灰质砂岩这套地层内，可能存在一小型的复式褶皱，褶皱轴向近南北。

　　2.3岩浆岩

　　矿区内侵入岩呈岩株状零星分布，侵入体有中粒闪长岩、细粒花岗岩及隐伏的中细粒二长花岗岩。区内脉岩较发育，主要为流纹斑岩、花岗斑岩、闪长玢岩、安山玢岩、安山玄武岩等，呈脉状侵入到地层中。

　　中粒闪长岩。分布在矿区中东部，侵入到二叠系大石寨组凝灰质砂砾岩中，被第四系覆盖。岩石呈暗灰绿色，全晶质中粒结构，块状构造，主要由斜长石、角闪石、石英组成。

　　中细粒二长花岗岩。位于矿区中部，灰白色，中细粒花岗结构，块状构造。岩石具弱绿泥石化，主要由钾长石、斜长石和石英组成，少量暗色矿物、金属矿物分布其中。

　　细粒花岗岩：位于矿区西南部，侵入到侏罗系满克头鄂博组流纹质含角砾晶屑凝灰岩中。岩石呈浅肉红色，全晶质细粒结构，块状构造，主要由钾长石、石英、斜长石及少量的黑云母组成。

　　3矿床地质特征

　　3.1矿体特征

　　矿区内共发现7条金矿化体，矿化（体）主要赋存于流纹质凝灰岩中，矿体呈脉状受断裂构造控制明显。矿体围岩主要为流纹岩及流纹质火山碎屑岩。矿石矿物常见黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿、闪锌矿、镜铁矿和少量的磁黄铁矿、方铅矿。脉石矿物以石英、方解石为主。

　　矿体主要以脉状、稠密浸染状、团块状形式存在，金属矿物以闪锌矿为主，其次为方铅矿、黄铁矿、磁黄铁矿及少量磁铁矿，走向北东—近东西，倾向多为南东—近东西，部分倾向北西，倾角50°~82°,属陡倾斜矿体。一般长50m～260m，厚度为0.84m～6.73m不等，矿体Zn平均品位一般为1.24%～3.74%。

　　3.2矿石特征

　　双山子铜多金属矿类型较为复杂，矿石除镜铁矿、褐铁矿等分布于氧化带外，其他自然类型属于原生矿石。

　　矿区矿石矿物成分主要为镜铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、黄铁矿、赤铁矿等，脉石矿物主要有绿帘石、绿泥石、石英、方解石等。矿石的化学成分主要以含Cu、Zn、Pb的金属硫化物和含Fe的氧化物为主。

　　3.2.1矿石矿物组合

　　黄铜矿。铜黄色，细脉状、浸染状构造，他形填隙结构和固溶体分离结构，粒度小于0.1mm,镜下特征反射色铜黄色，反射率Ⅱ级，中硬度，弱非均质性。与闪锌矿形成固溶体分离结构，呈乳滴状分布在闪锌矿中。

　　闪锌矿。棕褐色—黑色，细脉状构造，他形填隙结构，与方铅矿、方解石伴生沿后期裂隙进入产出,粒度0.1mm～0.3mm，镜下特征反射色灰色微棕，反射率Ⅴ级，中硬度，均质性，有褐黄色的内反射色。他形粒状，晶体中分布有乳滴状黄铜矿。

　　黄铁矿。浅铜黄色，细脉状构造和浸染状构造，局部可见晶型较好的五角十二面体黄铁矿出现，主要分布在岩体花岗岩中呈浸染状产出，也有少量在后期石英脉或方解石脉中呈细脉状产出，半自形粒状结构，度较小，镜下特征淡黄色，反射率Ⅰ级，高硬度，均质性，表面多麻点，主要分布在透明矿物中。

　　赤铁矿。铁黑色，浸染状构造，他形填隙结构，度小于0.1mm，镜下特征反射色灰色微带淡蓝色，反射率Ⅳ级，中硬度，强非均质性，内反射色深红色，呈胶状分布于磁铁矿中，交代浸蚀磁铁矿。

　　磁铁矿。铁黑色，浸染状构造，半自形粒状结构，具有强磁性，镜下特征反射色浅灰色微带浅褐色，反射率Ⅳ级，高硬度，均质性。随机分布在透明矿物中。

　　3.2.2脉石矿物组合

　　石英。无色透明，具有显著的玻璃光泽，贝壳状断口，单偏光镜下呈无色，表面光滑无解理，正低突起，他形粒状，粒径0.05mm～1.5mm。正交偏光镜下一级黄白干涉色，波状消光。

　　方解石。白色，具有三组解理，单偏光镜下呈无色，呈正低—正中突起，多呈半自形晶粒状，可见两组菱形节理，具有闪突起，粒径0.05mm～0.5mm；正交偏光镜下高级白干涉色。

　　绿泥石。深绿色，具有一组完全解理，单偏光镜下呈墨绿色，正低突起，多呈半自形粒状，粒径0.1mm～0.5mm,正交偏光镜下具有异常干涉色—锖色。

　　3.2.3矿石结构构造

　　矿石构造类型以脉状构造、浸染状构造、块状构造为主。脉状构造主要是黄铜矿、闪锌矿呈细脉状产出，浸染状构造主要以黄铁矿呈浸染状产出，块状构造较少，主要为镜铁矿和少量的黄铁矿。矿石结构包括固溶体分离结构、半自形粒状结构、交代浸蚀结构、他形填隙结构。固溶体分离结构为黄铜矿少量在闪锌矿晶体中呈乳滴状产出，半自形粒状结构为黄铁矿在透明矿物中呈自形—半自形产出，他形填隙结构主要为黄铜矿和闪锌矿呈他形产出。

　　4成矿期次阶段划分

　　根据野外矿脉穿切关系和室内镜下矿物生成顺序，可将双山子铜多金属矿分为两个成矿期，四个矿化阶段。

　　4.1气水热液期

　　（1）细脉状黄铁矿—石英阶段（阶段I）。可见黄铁矿在石英脉中呈细脉浸染状分布，黄铁矿粒度一般0.5mm～1mm，镜下呈自形—半自形粒状分布在透明矿物中。

　　（2）黄铁矿—磁铁矿阶段（阶段II）。矿物中磁铁矿出现，黄铁矿含量减少。野外工作也常可以观察到黄铁矿—磁铁矿穿切早期细脉状黄铁矿—石英。磁铁矿呈浸染状产出，镜下为他形填隙结构。

　　（3）多金属硫化物阶段（阶段III）。主要以富集黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿等多金属硫化物为标志；岩相学表明常见黄铜矿与闪锌矿交代，或部分成乳滴状分布在闪锌矿中形成固溶体分离结构。

　　（4）石英—方解石阶段（阶段Ⅳ)。该阶段硫化物较少，野外常见该脉穿切早期的硫化物矿脉。该阶段代表成矿的最后一个阶段。

　　4.2第2成矿期（氧化期）

　　矿石经风化淋滤作用，原生硫化物氧化为褐铁矿、镜铁矿、孔雀石、赤铁矿等氧化物。

　　5矿床成因探讨

　　在空间上，矿体赋存于侏罗系上统满克头鄂博组地层中，围岩为英安质晶屑凝灰岩、英安质凝灰岩、英安岩，界线比较清晰。矿体的规模、产状、形态严格受该断裂的控制，主要受北东向及近东西向构造控制。后期含矿热液沿构造裂隙充填交代围岩成矿。

　　矿区内普遍发育硅化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化、泥化、褐铁矿化、孔雀石化、黄铁矿化。近矿围岩蚀变与矿化关系密切，地表表现为硅化、碳酸盐化、褐铁矿化、孔雀石化、泥化；钻孔内表现为硅化、绿泥石化、绿帘石化、黄铁绢英岩化等。这些蚀变均属于中低温热液蚀变类型。

　　矿石构造大多数为浸染状、细脉状构造，少量块状构造。金属矿物有磁铁矿矿、闪锌石、黄铜矿、黄铁矿、赤铁矿。脉石矿物有石英、方解石、绢云母，绿泥石、绿帘石、高岭土等。

　　根据矿体空间赋存状态、控矿因素、围岩蚀变、岩石结构构造、矿物组合等特征，初步认为双山子铜多金属矿是中低温热液脉型铅锌矿床。

　　6结论

　　（1）双山子铜多金属矿矿石矿物成分主要为镜铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、黄铁矿、赤铁矿等，脉石矿物主要有绿帘石、绿泥石、石英、方解石等。矿石的化学成分主要以含Cu、Zn、Pb的金属硫化物和含Fe的氧化物为主。

　　（2）根据矿体空间赋存状态、控矿因素、围岩蚀变、岩石结构构造、矿物组合等特征，初步认为双山子铜多金属矿是中低温热液脉型铅锌矿床。

　　（3）双山子铜多金属矿可分为两个成矿期，四个矿化阶段：细脉状黄铁矿—石英阶段、黄铁矿—磁铁矿阶段、多金属硫化物阶段、石英—方解石阶段。