与张志斌等商榷

周朝宪^1 ,2,3 张云国^1,2 唐萍芝^1,2 陈焰苗³ 王双伦^1,2 祁亚辉^1,2 杨强^1,2

1. 有色金属矿产地质调查中心，北京  100012;

2. 中色地科矿产勘查股份有限公司，北京  100012;

3.乌拉特后旗紫金矿业有限公司，乌拉特后旗，内蒙古  015500

摘要：本文质疑了张志斌等（2010）一文关于东升庙—三贵口锌多金属硫铁矿矿床锌矿体和硫矿体的分类及其各类矿体形态、矿石结构构造和稀土配分模式等方面的依据以及其一些论证过程，否定了其在此基础上提出的锌矿体为沉积形成矿源层，后期改造成矿的观点和其得出的下一步找矿方向。锌矿体主要有9号、2号、11号等6个矿体，硫矿体主要有1号、3号、4号等4个矿体。呈层状整合分布于石墨片岩中且和后者具有一致的稀土配分模式的9号和其他矿体一样都是沉积喷流过程的产物，其矿石结构也支持这一点。在东升庙—三贵口地区下一步的找矿方向应该是寻找下部的根部矿体。

关键词：东升庙--三贵口矿床；矿体特征；锌矿体；硫矿体；沉积喷流；矿床成因；找矿方向

中图分类号：       文献标志码：A            文章编号：      

Study on Genesis and Ore Prospecting of Dongshengmiao Deposit, Inner Mongolia: A Discussion

Zhou Chao-xian^1,2,3 Zhang Yun-guo^1,2 Tang Ping-zhi^1,2 Chen Yan-miao³ Wang Shuang-lun^1,2 Qi Ya-hui^1,2 Yang Qiang^1,2

1. China Geological Survey of Nonferrous Metal Resource, Beijing 100012, China;

2. Sinotech Mineral Exploration Company, Limited, Beijing 100012, China;

3. Wulate Houqi Zijin Mining Company, Limited, Wulate Houqi, Inner Mongolia, 015500, China

Abstract

It was questioned the ideas proposed by Zhang et al. (2010), which include the classification of orebodies (i.e., sulfur orebodies and zinc orebodies), shapes, structure and texture, REE pattern of sulfur and zinc orebodies. Their conclusions on genesis of Dongshengmiao deposit, sulfur orebodies resulted from Sedimentary Exhalative (SEDEX) process and zinc orebodies are formed from hydrothermal reworking after sulfur orebodies forming, and suggestion for future exploration were negated here. In Dongshengmiao—Sanguikou area, there were mainly six zinc orebodies (i.e., orebodies 9, 2, 11, 3, 10 and 4) and four sulfur ones (i.e., orebodies 1, 3, 4, and 2). Orebody 9, occurring comfortably in schist and having the same REE pattern model with the later, resulted from the SEDEX mineralization process, which are similar to the mineralization of other orebodies. It is proposed to explore the deeper for the possible boot orebody of SEDEX deposit for the future.

Keyword: Dongshengmiao--Sanguikou ore deposit; characteristics of orebody; zinc orebody;  sulfur orebody; sedimentary exhalative; genesis; suggestions for future exploration

0  引言

张志斌等（2010）^[1]对东升庙矿床的成因进行了探讨，其根据矿体的地质特征、矿石的成分组合、结构构造、围岩蚀变特征及稀土元素地球化学特征把矿体分为富锌（即9号锌矿体）和富硫矿体（除9号矿体以外所有矿体）2种，成矿作用为热水喷流-沉积作用（第一成矿期），和发生于区域变质和变形作用之后的低温热液改造成矿作用（第二成矿期），前者形成富硫矿体，后者形成富锌矿体；并认为多层富硫矿体-碎屑岩-白云质大理岩的含矿岩石组合及富硫矿体形成以后的热液活动是形成富锌矿体的必要条件；在该矿床及其外围的狼山－渣尔泰成矿带内，众多块状硫化物矿床原生矿体之下、或多金属沉积层之下，有可能找到改造型富铜、锌、铅矿体。笔者在此认为该文的多处证据、论证和结论很值得商榷。故此提出如下质疑，与张志斌等加以讨论，以利更好地认识该矿床的成因和找矿方向。

1  9号矿体的特征

紫金矿业集团的地质人员^[2-3]于2006年在三贵口矿区发现锌多金属矿体和硫铁矿体，共10个。仅三贵口矿区批准储量就达超大型锌铅矿规模，超大型硫铁矿（共生+伴生硫），大型（伴生）银矿^[4]。东升庙矿区的矿体和三贵口矿区的矿体其实是一个矿床，人为地以40号勘探线为界而一分为二，40线以西为东升庙矿区，40线以西为三贵口矿区^[2-5]（图1）。这些矿体都是沉积喷流（SEDEX）成因，成矿金属从喷流口喷出后于富含H₂S的海底沉积形成，为典型的SEDEX型矿床^[2-4]，而非块状硫化物矿床。

图1 东升庙矿区—三贵口矿区地质图

Fig. 1 Geological map of Dongshengmian-Sanguikou mine area

1.第四系；2.第三系；3.下白垩统；4~12为狼山群，其中4.第三岩组上段；5.第三岩组下段；6.第二岩组第五段；7.第二岩组第四段；8.第二岩组第三段；9.第二岩组第二段；10.第二岩组第一段；11.第一岩组上段；12.第一岩组下段；13.花岗岩体（脉）；14.断层及其编号；15.勘探线及其编号；16.钻孔；17.出露矿体；18.角度不整合。

矿区内10个矿体（具体见下文）呈层状、似层状、局部透镜状产于狼山群（相当于中元古界长城系^[6]）二岩组中。矿体受地层控制，与岩层产状一致并随围岩同步褶曲（图2和3）。根据矿体形态上，9号矿体和其他矿体没有实质性区别，严格说，9号矿体和2号或者说11号矿体（2号矿体和11号矿体在一些地方实际相连为一个矿体）比其他矿体长度/厚度比值更大，9号矿体的走向延长大约3 200m，而其他矿体的倾向延长远低于9号矿体（图3），在倾向上9号矿体的延展为1 318m，也远大于其他矿体（图2）。这样如果按照张志斌等^[1]所说的其他矿体为层状和透镜状，则9号矿体更应该是层状矿体。

关于矿石构造，所有矿体都有层纹状、致密块状构造矿石，几个大型矿体在同生断层部位都有同生角砾状。在空间上，层纹状矿石和块状矿石多呈过渡关系（图4），这反映了成矿作用的强弱变化，强则形成块状矿石，弱则形成层纹状—条带状矿石。张志斌等^[1]认为9号矿体锌品位高者也主要呈块状构造和角砾状构造。

至于张志斌等^[1]所说的“在2和3号矿体都发育有大量溶蚀孔洞，呈现出溶蚀、淋滤后的溶蚀构造”，这和矿石的致密结构（张志斌等^[1]也承认此点）有矛盾。迄今为止，并未发现有大量溶蚀孔洞，矿体近地表部位于成矿之后的剥蚀风化除外。

所以，张志斌等^[1]所认为的，因为9号为似层状细脉状和复杂脉状，其他矿体为层状和透镜状，从而以矿体形态和矿石构造作为其他矿体为SEDEX成因，9号矿体为后期热液成因的证据是站不住脚的。

图2  东升庙矿区—三贵口矿区64勘探线剖面（平面具体位置见图1）

Fig. 2  Cross section of Exploration Line 64 of Dongshengmiao-Sanguikou mine area

图 3   东升庙—三贵口矿区纵剖面（即图1中C—D位置）

Fig. 3  Longitudinal section C-D (detailed location see Fig. 1) of Dongshengmiao-Sanguikou mine area

图4 矿石构造和结构

Fig. 4 Structure and texture of the ore

A）围岩滑塌同生角砾为随后沉积的锌矿体所胶结（9号矿体）。B）层纹状--条带状锌硫铁矿石为随后沉积的锌矿石所胶结（2号矿体）。C）层状构造矿石向上随着成矿作用的加强逐渐过渡为块状构造（11号矿体）。

2  9号矿体的发现过程

9号矿体从27勘探线断续延展到96线。在40线以西1993年就完成了对其的勘探工作^[5]。只不过其在40线以西锌品位低，主要表现为低品位的硫矿体（锌为伴生组分）^[2,5]。

9号矿体的发现过程，张志斌等^[1]叙述为：“随着勘探工作的深入，近来在40号勘探线以东至三贵口一带的深部，多层硫铁矿体之下发现了一个厚度大、层位稳定的9号富锌矿体”。显然该叙述不准确。实际上，该矿体早在20世纪就已经发现。只不过当时对东升庙矿床的SEDEX成因认识不足，导致对9号矿体这一新喷流口（主体在40线到80线）的忽视，从而延迟了三贵口矿区矿体的发现，具体见周朝宪^[4]。

3 硫矿体和锌矿体

东升庙矿区—三贵口矿区总共有10个矿体（实际上每个矿体往往分支复合成若干子矿体，图2和3），按照赋矿层位由下至上依次为1、7、8、9、10、11、2、3、4、5号矿体分层产出^[2-5]。其中1、7和8号3个矿体组成下矿体群，赋存于二岩段（Pt₂ln₂²，该岩段主体为石墨白云石大理岩）中；9、10和11号3个矿体组成中矿体群，赋存于三岩段（Pt₂ln₂³，该岩段主体为石墨片岩，夹少量薄层白云石大理岩）中；2、3、4和5号4个矿体组成上矿体群，赋存于四岩段（Pt₂ln₂⁴，该岩段主体为中厚层白云石大理岩，中间加石墨片岩）中（表1）。

表1 各个矿体的资源储量

Table 1  Resource/reserve of sulfur and zinc of orebodies

注：硫铁矿标矿是指硫品位35%。本表只包括工业矿体，不包括低品位矿体。

其中2号矿体产于紧靠二岩组石墨片岩接触带附近的三岩组白云石大理岩底部；11号矿体位于二岩段顶部，2号和11号矿体实际在很多地方是连在一起的，也称2&11号矿体。3和4号矿体分别赋存于四岩组大理岩所夹的片岩底部和顶部。即位于大理岩和片岩的接触部位。

在东升庙—三贵口矿区主要的锌矿体有9、2、11、3、10和4号6个矿体，主要的硫矿体有1、3、4和2号4个矿体（图5和表1）。实际上，这10个矿体中的绝大部分矿体都是由锌矿体和硫矿体2种亚类型矿体组成（图2、3、4和5），如既有2号锌矿体，也有2号硫矿体，两种亚类型往往呈过渡渐变（图2、3和4），8号矿体为硫铁矿矿体，9号硫矿体相对于其锌矿体，微不足道（表1）。

图5 东升庙—三贵口矿床各个工业硫矿体和锌矿体的资源储量

Fig. 5  Resource/reserve of sulfur and zinc of commercial orebodies of Dongshengmiao-Sanguikou deposit

这样，张志斌等^[1]的表1关于各个矿体赋存的赋存层位是错误的。其图2矿体剖面上硫矿体和锌矿体的划分也是不准确的，把3、4、10和11号矿体的锌矿体错划成硫矿体。

4 稀土元素地球化学

在对该矿区进行勘查过程中，分析了一些矿体和围岩的稀土元素分析（表2），数值见图3（已采用北美页岩进行了平均）。从稀土元素总量（SREE）来看和现代海底热水沉积^[7]基本类似，而且整个稀土配分曲线比较平缓（图6），轻稀土和重稀土的比值LREE/HREE为8.23~38.55，这也和现代海底热水沉积^{[7, 8]}基本一致。明显的不同之处在于现代海底热水沉积负Ce异常，而东升庙—三贵口矿床的形成于元古宙，当时的海底热水沉积不具有负Ce异常^[7-8]。这样从稀土配分模式也为该矿床的SEDEX成因增添了一方面的依据。

赋存于三岩组（Pt₂ln₂³）的9号、10号矿体与三岩组石墨片岩REE配分模式一致（图6A），主要呈稍微右倾斜。这说明了9号和10号锌矿体为SEDEX成因，而不是如张志斌等（2010）说的那样，锌矿体为热液改造的狭义层控矿床。赋存于二岩组（Pt₂ln₂²）和四岩组（Pt₂ln₂⁴）白云石大理岩中的上矿体群和下矿体群的主要呈中稀土稍微富集，区别于三岩组和中矿体群。

另外，WX-13号样品也是取自11号锌矿体（表2），并非张志斌等^[1]所说为富硫矿石。这样，张志斌等^[1]根据稀土配分模式而得出的锌矿体和硫矿体的差别也是站不住脚的。

图6 矿石和围岩的稀土配分模式

Fig.6 REE distribution patterns of ore and hostrock

5 矿床成因和找矿方向

关于层控矿床（stratabound ore deposit）是指产于一定层位中并受该地层层位和岩性控制的矿床，但是不包括典型的沉积矿床和与岩浆有关的矿床，其核心是由沉积、火山—沉积作用初步形成的矿源层或经后期改造富集或再造叠加而形成的矿床^[9-12]；按照这样的定义，SEDEX矿床，尽管其受地层控制，但不是层控矿床，或者说SEDEX矿床不是典型的层控矿床，而是如涂光炽等^[11]所说的是一种很特殊的层控矿床。也就是说，东升庙—三贵口矿床不是如张志斌等^[1]所说的那样，锌矿体为在热水沉积期形成矿源层，在热液改造期成矿，所以将其划归为典型层控矿床。如前所述，9号矿体呈层状赋存于石墨片岩中；和其他矿体一样，矿石呈层纹状，致密块状构造，几个大型矿体在同生断层部位都有同生角砾状。在空间上，层纹状矿石和块状矿石在垂向上多呈过渡关系，在顺层方向上，矿石层位在矿体周边逐渐过渡为无矿沉积岩（已经变质），前者硅质层远远多于后者；并且在很多地方富含电气石。层纹状矿石为矿石层和硅质层互层。矿石层富含Fe和Mn（富含黄铁矿或者菱铁矿）。根据韦龙明等^[13]和肖荣阁等^[14]对热水沉积岩的判别标准，可以认为其为热水沉积岩。另外，矿石的REE配分模式和其围岩基本类似。这些都说明该矿床是典型的SEDEX型矿床，可能有后期的热液对先期矿床改造，但对整个矿床来说颇为次要^[2-4]。

矿体中存在白铁矿，这样一方面说明矿石形成于沉积作用，另一方面，说明矿床形成后的改造作用（如可能在变质作用阶段）很微弱，因为白铁矿形成条件比较特殊，且不太稳定^{[15, 16]}，如果后期改造作用不是很弱的话，白铁矿矿物就会消失掉了。另外在东升庙—三贵口矿石中，常有呈莓球状、胶状黄铁矿存在，这也说明成矿后的改造作用不强。因为莓球状构造也属于胶体构造，是胶状构造的一种初等形式^[17]，如果后期热液改造作用强的话，草莓状构造和胶状构造会随着重结晶过程而消失掉。

东升庙矿床的找矿方向是向深部寻找根部矿体（具体参见周朝宪^[4]），因为SEDEX型矿体往往由两部分矿体组成，即上部的层状矿体和下部的根部矿体（主要为铜矿体和锌矿体），尽管很多SEDEX矿体根部矿体往往不发育。而不是如张志斌等^[1]所说的那样，在硫化物矿体下寻找所谓热液改造成因的锌矿体。

此外，张志斌等^[1]认为该矿床锌矿石可能是因低温热液淋滤硫矿石形成的酸性成矿热液与碳酸盐岩地层上部的偏碱性地下水混合，导致锌等金属硫化物沉淀而成矿。硫矿体主要存在于下矿体群和上矿体群中（表1，图2和3）。它们的围岩主要为白云石大理岩，低温热液淋滤碳酸盐会形成酸性成矿热液？这个需要提供证据来支持，因为碳酸盐矿物对pH值起着巨大的缓冲作用。

张志斌等^[1]还认为由于淋滤活化再富集作用，在该矿床相邻区域的硫矿体之下，还可找到类似于9号矿体的锌（或铅、铜）矿体，为什么要在硫矿体之下才富集成锌矿体？张文没有给出其依据，难道淋滤非要从上而下吗？显然这对热液矿床而言也是站不住脚的。如被一些学者（如涂光炽^{[10, 11]}）定为典型层控矿床的密西西比河谷型矿床成矿金属其实多来自于下伏的老火成（山）岩系^{[18, 19]}，成矿金属通过热液运移可以很远。地下淋滤热液的运动方向受淋滤热液水压的控制，在空间上未必就自上而下淋滤。退一步讲，即使张志斌等^[1]所说的锌矿体属于热液淋滤活化硫矿体中的锌再造富集而成的层控矿床的观点是正确的，那为什么要在硫矿体之下找锌矿体呢？其锌金属就近淋滤活化，就近沉淀成矿的依据何在？再者，即使张志斌等^[1]此观点正确，那么9号矿体的锌金属量（226.31万t）为其上矿体的锌金属量（其中上矿体群锌金属量266.82万t，10和11号矿体锌金属量为186.66万t）的大约49.9%，这就意味着其上矿体中的锌有三分之一的锌被活化并被迁移入9号矿体中，此与上文所述的本区矿体淋滤现象并不发育不吻合。这一点也需要给出进一步的解释。

6 结语

张志斌等^[1]关于东升庙矿床的富锌矿体和富硫矿体的形态、矿石结构构造、围岩蚀变和稀土配分模式等方面的差别是站不住脚的，其由此得出的锌矿体为富硫矿体中锌活化富集成矿当然是很值得商榷的。建立在此矿床成因之上的找矿方向也是难以令人信服的。该矿床为SEDEX型矿床。

致谢：感谢作者在乌拉特后旗紫金矿业有限公司主持矿山地质生产和三贵口勘查的数年间，傅飞龙、周源泉、白云鹏、苏和和王宗涛等老同事的大力帮助，以及母校编辑部老师的热心协助。

参考文献（References）:

[1] 张志斌, 李建华, 黄超义, 等, 东升庙矿床成因和找矿研究[J], 吉林大学学报: 地球科学版, 2010, 40 (4): 791-800.

Zhang Zhi-bin, Li Jian-hua, Huang Chao-yi, et al., Study on Genesis and Ore Prospecting of Dongshengmiao deposit in Inner Mongolia [J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2010, 40 (4):791-800.

[2] 周朝宪, 秦俊文, 张福, 等. 内蒙古自治区乌拉特后旗东升庙矿区（32－80勘探线）三贵口矿段硫铁矿锌矿普查报告[R]，厦门：紫金矿业集团股份有限公司，2007，99.

Zhou Chao-xian, Qin Jun-wen, Zhang Fu, et al. The Prospecting Report of Sanguikou Zinc and Sulfur Ore Deposit, Dongshengmiao Mine Area (Exploration Lines 32-80), Wulate Houqi, Inner Mongolia[R]. Xiamen: Zijin Mining Company, Limited. 2007, 99pp.

[3] 周建民, 周朝宪. 内蒙古自治区乌拉特后旗东升庙矿区三贵口南矿段硫锌矿勘探报告[R]，厦门：紫金矿业集团股份有限公司, 2008：243页.

Zhou Jian-min, Zhou Chao-xian, The Detailed Exploration Report of Southern Part of Sanguikou Zinc and Sulfur Ore Deposit, Dongshengmiao Mine Area, Wulate Houqi, Inner Mongolia[R]. Xiamen: Zijin Mining Company, Limited. 2008: 243pp.

[4] 周朝宪, 内蒙古乌拉特后旗三贵口超大型锌多金属硫铁矿的发现及找矿启示[J]. 矿产勘查，2010，1(2): 25-34.

Zhou Chao-xian. Discovering Sanguikou Giant Zn-Pb-Sulfur Ore Deposit of Wulate Houqi, Inner Mongolia and the Implications for Exploration[J]. Mineral Exploration, 2010, 1(2): 25-34.

[5] 魏双奎, 徐祖诲, 李学仁，等，内蒙古自治区乌拉特后旗东升庙多金属硫铁矿区勘探地质报告[R]，呼和浩特：化学工业部地质勘探公司内蒙古地质勘探大队. 1992: 325页.

Wei Shuang-kui, Xu Zu-hui, Li Xue-ren, et al., The Detailed Exploration Report of Dongshengmiao Multi-metal Sulfur Deposit Mine Area, Wulate Huqi, Inner Mongolia [R]. Huhehaote: Inner Mongolia Geological Team, Geological Exploration Company, Ministry of Chemical Industry, 1992: 387pp.

[6] 内蒙古自治区地质矿产局. 内蒙古自治区区域地质志[Z]，北京：地质出版社，1991.

Geological and Mineral Bureau of Inner Mongolian Autonomous Region. Regional Geology of Inner Mongolian Autonomous Region [Z]. Beijing: Geological Publishing House. 1991.

[7] 高怀忠. 关于热水沉积物稀土配分模式的讨论[J]. 地质科技情报, 1999, 18: 40-43.

Gao Huai-zhong. Discussion on the REE Patterns of Submarine Hot-water Sediments [J]. Geological Sciences and Technology Information , 1999, 18: 40-43.

[8] 王中刚, 于学元, 赵振华. 稀土元素地球化学[M]. 北京: 科学出版社, 1989.

Wang Zhong-gang, Yu Xue-yuan, Zhao Zhen-hua. Rare Element Geochemistry [M]. Beijing: Science Press. 1989.

[9] 涂光炽. 关于层控矿床一些问题的讨论[J]. 地质地球化学, 1981, (1): 1-4.

Tu Guang-chi. Discussion on the Stratabound Ore Deposit [J]. Geology and Geochemistry, 1981, (1): 1-4.

[10]涂光炽. 中国层控矿床地球化学(第一卷) [M]. 北京: 科学出版社, 1984: 354pp.

Tu Guang-chi. Geochemistry of the Stratabound Ore Deposits in China (Vol. 1) [M]. Beijing: Science Press, 1984: 354pp.

[11]涂光炽. 中国层控矿床地球化学(第三卷) [M]. 北京: 科学出版社, 1988. 388pp.

Tu Guang-chi. Geochemistry of the Stratabound Ore Deposits in China (Vol. 3) [M]. Beijing: Science Press, 1984: 388pp.

[12] 赵东甫. 层控矿床成因和分类[J]. 长春地质学院学报, 1981, (2): 26-34.

Zhao Dong-fu. Genesis and Classification of Stratabound Ore Deposit [J]. Journal of Changchun University of Earth Sciences, 1981, (2): 26-34.

[13] 韦龙明，林锦富，吴烈善. 凤县八卦庙特大型金矿热水沉积岩的地质地球化学特征[J]. 地质学报, 2004, 78: 829-835.

Wei Long-ming, Lin Jin-fu, Wu Lie-shan. Geological and Geochemical Characteristics of the Hydrothermal Sediments in the Baguamiao Gold Deposit[J]. Acta Geologica Sinica, 2004, 78: 829-835.

[14] 肖荣阁, 张汉成, 陈卉泉, 等. 热水沉积岩及矿物岩石标志[J]. 地学前缘, 2001, 8: 379-385.

Xiao Rong-ge, Zhang Han-cheng, Chen Hui-quan, Zhang Zong-heng. Hydrothermal Sedimentary Rock and Indicators of Minerals and Rocks [J]. Earth Science Frontiers, 2001, 8: 379-385.

[15] Schoonen M A A, Barnes H L. Reaction Forming Pyrite and Marcasite from Solution II. Via FeS Precursors below 100°C [J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1991, 55: 1505-1514.

[16] Murowchick J B. Marcasite Inversion and the Petrographic Determination of Pyrite Ancestry [J]. Economic Geology, 1992; 87: 1141 - 1152.

[17] 吴尚全. 黑龙江团结沟斑岩金矿床中的显微莓群白铁矿 [J]. 矿物岩石, 1984, (4): 20-25.

Wu Shangquan. The Framboidal Marcasites in Tuanjiegou Porphyry Gold Deposit, Heilongjiang [J]. Journal of Mineralogy and Petrology, 1984, (4): 20-25.

[18] 周朝宪, 魏春生, 叶造军. 密西西比河谷型铅锌矿床[J]. 地质地球化学, 1997, (1): 65-75.

Zhou Chao-xian, Wei Chun-sheng, Ye Zao-jun. The Mississippi Valley-type Lead- zinc Deposits [J]. Geology-Geochemistry, 1997, (1): 65-75.

[19] Zhou Chaoxian, Wei Chunsheng, Guo Jiyun, et al. The Source of Metals in the Qilinchang Zn-Pb Deposit, Northeastern Yunnan, China: Pb-Sr Isotope Constraints [J]. Economic Geology, 2001, 96: 583-598.