洞子沟银铜矿床位于河北省兴隆县茅山镇，是近年来在华北地台区新发现的银多金属矿床，矿区由洞子沟、边墙沟、后干涧等矿体组成。外围近几年又发现多处可进一步工作矿点。该处成为河北银矿的又一集中产地是可能的。
(一)成矿地质背景
洞子沟银铜矿床位于冀东幔枝构造西北缘转折端，接近主拆离带之上常州沟组次级拆离滑脱带中(图2-29)。初步确认洞子沟银铜矿为一个以银为主，伴有铜、金的大型矿床。
矿区内出露的地层为太古界迁西群跑马场组及中元古界长城系。长城系与迁西群跑马场组不整合接触或断层接触，跑马场组分布于矿区东部，为一套混合岩化斜长角闪片麻岩及斜长角闪岩;长城系常州沟组为砾岩、砂砾岩、砂岩及粉砂岩的碎屑岩建造，串岭沟组为砂页岩建造，团山子组为泥质岩及碳酸盐岩建造，大红峪组由砂岩、火山岩、碳酸盐岩组成。大红峪火山岩由橄榄玄武岩、玄武岩、粗面岩及凝灰岩组成。矿床的直接容矿岩石为常州沟组的砂砾岩。
图 2-29 洞子沟银铜矿区地质简图(据华北有色综合普查大队，1998)
矿体基本受控于常州沟组次级拆离滑脱带，呈较稳定的层状产出，在拆离带转折处或倾伏端矿体往往出现变厚、变富现象。产于次级破碎带中的矿体呈透镜体和扁豆状，膨缩现象明显，具有明显的贯入特征。
矿体呈层状，厚度较稳定，延长延深均较大，基本受层位控制。走向以300°为主，倾向以北东为主，倾角10°～50°。1、2号矿体赋存于常州沟组一段一层(Chc1-1)含砾长石石英粗砂岩中;3号矿体赋存于一段第三层(Chc1-3)灰色细粒石英砂岩中;4、5号矿体赋存于一段第五层(Chc1-5)紫红色长石石英砂岩中。
(二)矿床地质概况
1.矿体形态、产状、规模
矿体均赋存于常州沟组砂岩层间剪切滑动带中，大部分顺层产于常州沟组一段之中，呈层状、似层状或大透镜状产出，与地层产状基本一致，也有一部分呈脉状产于拆离断层的上下。目前洞子沟矿段已探明5个矿体。矿体长130～1000m，厚为0.4～1m，延深＞500m，最高平均品位Ag560×10-6，Au2.35×10-6、Cu最高平均品位0.70%。工程中单项最高品位Ag2750×10-6，Au3×10-6，Cu9.5%。
2.矿石组构特征
洞子沟银-铜矿床矿石中矿物成分较复杂，矿物种类有30多种。其中铜矿物有黝铜矿(3.1%)、斑铜矿(0.46%)、黄铜矿(0.25%)、铜蓝、蓝辉铜矿、辉铜矿、硫砷铜矿硫铁锡铜矿、孔雀石、蓝铜矿。少量含银矿物，有黝铜矿、含银铜蓝及黑铜矿。金银矿物有碲银矿、粒碲银矿、银金矿、金银矿及螺状硫银矿。其他金属矿物有方铅矿(0.89%)、闪锌矿(0.81%)、黄铁矿(0.5%)及褐铁矿(0.8%)，少量铅矾、菱锌矿、白铅矿及碲铅矿。脉石矿物主要是石英(82.8%)，次为长石(5.5%)、碳酸盐(2.5%)、高岭土(1.2%)及少量重晶石、萤石等。
矿石结构主要有晶粒状结构、填隙结构、溶蚀结构、交代残余结构、包含结构、镶边结构等。矿石构造较简单，主要有块状、条带状、斑点状、浸染状、角砾状、脉状、网格状、蜂窝状构造等。
3.围岩蚀变
围岩蚀变类型复杂，主要为硅化、绢云母化、碳酸盐化及高岭土化;局部有重晶石化，偶见萤石化。其中硅化与矿化关系最密切，是寻找该类型矿床的重要找矿标志。硅化在本矿床主要有两种表现形式:一种是在矿体围岩中形成密集的网脉状石英细脉，此种细脉一般厚0.1～0.5cm，最发育处达20条/m以上;另一种为石英的重结晶。
(三)成矿物质来源
1.硫同位素
通过21件黄铁矿、黄铜矿、黝铜矿硫同位素测试结果可知(表2-22)，本矿床δ34S变化范围为-0.70～4.90，平均为1.28，δ34SΣS概算值为-0.3()。据此可以认为矿床硫同位素变化范围窄，硫同位素组成以重硫型为主，接近陨石硫同位素组成，说明本矿床中的硫位素是来自未发生明显同位素分馏效应的原生硫，反映其成矿物质具有深源性。
表 2-22 洞子沟银铜矿硫同位素组成
从不同矿物中硫同位素值的变化规律来看，黄铁矿的硫同位素值最高，方铅矿的硫同位素值最低，由黄铁矿→黄铜矿→黝铜矿→方铅矿演化，其δ34S的演化顺序相应为1.74→1.10→0.75→-5.2，可见存在一个逐渐递减的规律，这种递减规律符合本矿床矿物生长过程中硫同位素的分馏的基本规律，说明硫同位素分馏已达到平衡，从而可以认为本矿床的硫同位素来源于已发生明显同位素分馏的深源硫。
2.铅同位素
14件金属硫化物样品测定(表2-23)表明，矿石206Pb/204Pb为15.443～16.73，平均为15.79;207Pb/204Pb为14.857～15.485，平均15.19;208Pb/204Pb为35.18～37.246，平均35.86。本矿床铅同位素具有单阶段演化的正常铅特征，将铅同位素有关比值在相应的图上进行投点(图2-30)，除两件样品外，其余各点均落在单阶段演化的正常铅曲线地幔与下地壳演化线之间，表明其铅同位素来源应主要为地球深部为主，少量加入了壳源物质。
表 2-23 洞子沟银铜矿铅同位素组成
图 2-30 洞子沟银(铜、金)矿床铅同位素演化图
3.矿物包裹体成分特征
从表2-23中可知，本矿床包裹体中Na/K的比值为0.83～2.08，Na/Mg的比值为0.82～0.95，F/Cl比值为0.23，CO2/H2O比值为0.15～0.24。以上数值特征均说明矿床热液来源既非典型的岩浆热液，也非典型的热卤水，表2-23还显示热液流体中阴离子以Cl-和F-为主，且F-和Cl-含量都很高，也反映成矿流体深源特点。
据林文通(1991)研究，金银矿床包裹体气相成分中CO2/H2O＜0.5为岩浆热液。据范启灏等人(1981)的研究，Na+/K+＜2，Na+/(Ca2++Mg2+)＞4时为典型的岩浆热液，2＜Na+/K+＜10，1.5＜Na+/(Ca2++Mg2+)＜4时可能为循环水或雨水形成的热液，F+/Cl-很小时，反映原始沉积或地下热卤水成因。对比本矿床分析结果(表2-24)，成矿的热液以岩浆来源为主，并有大气降水及雨水混入。由于样品均采自主矿体部位，因此只反映了矿床成矿的热液来源。
表 2-24 洞子沟银(铜、金)矿床包裹体气、液相成分分析结果
4.氢氧同位素特征
矿石中石英包裹体氢氧同位素组成特征见表2-25。表2-25中可知，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;δDH2O为-100～-60时，热液中的水为地幔岩浆水。对比本区氢氧同位素结果，说明本矿床成矿热液中的水以地幔岩浆水为主。
表 2-25 洞子沟银(铜、金)矿氢氧碳同位素特征
根据洞子沟矿床地球化学特征所示，洞子沟银铜矿床的成矿物质应主要源自地球深部，随冀东幔枝构造活动，黄崖关断裂重新复活，导致其上盘常州沟组砂岩发生拆离滑脱，形成主拆离带之上的次级拆离滑脱带。从深部带来、并沿次级拆离滑脱带或层间薄弱带———构造扩容带贯入，形成明显受控于构造控制的中温热液矿床。成矿流体主要来自深部的岩浆水，有部分天水混入。