洞子沟银铜矿
(1)成矿地质背景
洞子沟银铜矿床位于冀东幔枝构造西北缘的转折端，靠近主拆离带之上的常州组次级拆离滑脱带(图2-29)。初步确认洞子沟银铜矿是一个以银为主，铜、金伴生的大型矿床。
矿区出露的地层为太古界迁西群跑马场组和中元古界长城系。长城系与黔西群跑马场组呈不整合或断层接触，分布于矿区东部，为一套混合岩化角闪岩片麻岩和角闪岩。长城系长洲沟组由砾岩、砂砾岩、砂岩和粉砂岩碎屑岩组成，串岭沟组由砂岩页岩组成，团山子组由泥质岩和碳酸盐岩组成，大红峪组由砂岩、火山岩和碳酸盐岩组成。大红峪火山岩由橄榄玄武岩、玄武岩、粗面岩和凝灰岩组成。矿床的直接容矿岩石是长洲沟组砂砾岩。
图2-29洞子沟银铜矿区地质示意图(根据华北有色综合调查大队，1998)
矿体基本受常州沟组次级拆离带控制，呈相对稳定的层状产出，矿体在拆离带转折处或斜端有变厚富集的趋势。次生破碎带中的矿体呈透镜状、扁豆状，有明显的膨胀收缩和明显的贯通特征。
矿体呈层状，厚度稳定，延伸深度大，基本受层位控制。走向以300°为主，走向以东北为主，倾角10 ~ 50°。1号和2号矿体赋存于长洲沟组第一层含砾长石应时粗砂岩中(chc 1-1)；3号矿体产于第一段第三层(Chc1-3)灰色细粒应时砂岩中；4号和5号矿体赋存于第五层(Chc1-5)紫红色长石应时砂岩中。
(2)矿床地质调查
1.矿体形态、产状和规模
矿体均产于常州沟组砂岩层间剪切滑动带中，多呈层状、层状或透镜状产于常州沟组一段，与地层产状基本一致，部分产于拆离断层上下的矿脉中。目前，洞子沟矿段已探明5个矿体。矿体长130 ~ 1000 m，厚0.4 ~ 1 m，延伸深度500 m以上，最高平均品位Ag560×10-6，Au2.35×10-6，Cu 0.70%。本项目单一最高品位为Ag2750×10-6，Au3×10-6，Cu9.5%。
2.矿石组构特征
洞子沟银铜矿床矿物组成复杂，有30多种矿物。其中，铜矿物有黝铜矿(3.1%)、斑铜矿(0.46%)、黄铜矿(0.25%)、蓝铜矿、辉铜矿、黄铜矿、黄铜矿、孔雀石和蓝铜矿。少量含银矿物包括黝铜矿、含银天蓝色和黑云母。金银矿物有赫塞石、赫塞石、银金矿、金银矿和螺旋硫化银矿。其他金属矿物有方铅矿(0.89%)、闪锌矿(0.81%)、黄铁矿(0.5%)和褐铁矿(0.8%)，还有少量的铅矾、菱锌矿、方铅矿和碲酸盐。脉石矿物主要为应时(82.8%)，其次为长石(5.5%)、碳酸盐(2.5%)、高岭土(1.2%)及少量重晶石和萤石。
矿石结构主要包括颗粒结构、填隙结构、溶蚀结构、交代残余结构、包裹体结构和边缘结构。矿石结构较为简单，主要有块状、条带状、点状、浸染状、角砾状、脉状、网格状、蜂窝状结构。
3.围岩蚀变
围岩蚀变类型复杂，主要有硅化、绢云母化、碳酸盐化和高岭土化。局部有重晶石矿化，偶见萤石矿化。其中，硅化与矿化关系密切，是该类型矿床的重要找矿标志。该矿床硅化主要有两种表现:一是在矿体围岩中形成密集的网状应时细脉，一般厚0.1 ~ 0.5厘米，最发育处达20条细脉/米以上；另一种是应时的重结晶。
(三)成矿物质的来源
1.硫同位素
根据21黄铁矿、黄铜矿和黝铜矿的硫同位素测试结果(表2-22)，该矿床δ34S变化范围为-0.70 ~ 4.90，平均值为1.28，δ 34σ s估算值为-0.3()。据此可以认为，该矿床硫同位素变化范围较窄，硫同位素组成以重硫为主，与陨石接近，表明该矿床硫同位素来自原生硫，无明显同位素分馏效应，反映其成矿物质来源较深。
表2-22洞子沟银铜矿床硫同位素组成
根据硫同位素值在不同矿物中的变化规律，黄铁矿的硫同位素值最高，方铅矿的硫同位素值最低，从黄铁矿→黄铜矿→黝铜矿→方铅矿演化，δ34S的演化顺序为1.74→1.10→0.75 →- 5.2，呈现逐渐下降的趋势。这种递减规律符合该矿床矿物生长过程中硫同位素分馏的基本规律，说明硫同位素分馏已达到平衡，因此可以认为该矿床的硫同位素来源于经历了明显同位素分馏的深源硫。
2.铅同位素
14金属硫化物样品的测定(表2-23)表明，矿石206Pb/204Pb为15.443 ~ 16.73，平均值为15.79；207Pb/204Pb为14.857 ~ 15.485，平均值为15.19；208Pb/204Pb为35.18 ~ 37.246，平均35.86。该矿床的铅同位素具有单阶段演化的正常铅特征。将铅同位素比值放在相应的图上(图2-30)，除两个样品外，其余各点均落在正常铅曲线地幔和下地壳演化线之间，表明铅同位素来源应主要在地球深部，有少量壳源物质加入。
表2-23洞子沟银铜矿床铅同位素组成
图2-30洞子沟银(铜、金)矿床铅同位素演化图
3.矿物包裹体的成分特征
从表2-23可以看出，该矿床包裹体中Na/K、Na/Mg、F/Cl和CO2/H2O的比值分别为0.83 ~ 2.08、0.82 ~ 0.95、0.23和0.15 ~ 0.24。上述数值特征均表明该矿床的热液来源既不是典型的岩浆热液，也不是典型的热卤水。表2-23还表明，热液流体中阴离子主要为Cl-和F-，F-和Cl-含量较高，也反映了成矿流体的深源特征。
根据林的研究(1991)，金银矿床中包裹体的气相组成为岩浆热液，CO2/H2O < 0.5。根据范等人(1981)的研究，Na+/k+< 2，Na+/(Ca2++Mg2+) > 4为典型的岩浆热液，2 < Na+/k+< 10，65438+。对比该矿床的分析结果(表2-24)，成矿热液主要来自岩浆，并混有大气降水和雨水。由于样品均取自主矿体，仅反映成矿的热液来源。
表2-24洞子沟银(铜、金)矿床包裹体气液成分分析结果
4.氢氧同位素特征
矿石中应时包裹体的氢氧同位素组成特征见表2-25。从表2-25可以看出，矿区δ18OH2O为4.24 ~ 6.86，δDH2O为-73.2 ~-67.5。日本黑田等人(1978)认为δ18OH2O为4.5 ~ 7.0；当δDH2O为-100 ~-60时，热液中的水为地幔岩浆水。对比该区氢氧同位素结果，表明该矿床成矿热液中的水主要是地幔岩浆水。
表2-25洞子沟银(铜、金)矿氢、氧、碳同位素特征
根据洞子沟银铜矿床的地球化学特征，洞子沟银铜矿床的成矿物质应主要来自地球深部。随着冀东幔枝构造活动，黄崖关断裂复活，导致其上盘常州沟组砂岩滑脱，在主滑脱带之上形成次级滑脱滑脱带。从深部沿次级拆离拆离带或层间软弱带—构造扩张带渗透，形成明显受构造控制的中温热液矿床。成矿流体主要来自深部岩浆水，部分与水混合。