(1)成礦地質背景
洞子溝銀銅礦床位於冀東幔枝構造西北緣的轉折端，靠近主拆離帶之上的常州組次級拆離滑脫帶(圖2-29)。初步確認洞子溝銀銅礦是壹個以銀為主，銅、金伴生的大型礦床。
礦區出露的地層為太古界遷西群跑馬場組和中元古界長城系。長城系與黔西群跑馬場組呈不整合或斷層接觸，分布於礦區東部，為壹套混合巖化角閃巖片麻巖和角閃巖。長城系長洲溝組由礫巖、砂礫巖、砂巖和粉砂巖碎屑巖組成，串嶺溝組由砂巖頁巖組成，團山子組由泥質巖和碳酸鹽巖組成，大紅峪組由砂巖、火山巖和碳酸鹽巖組成。大紅峪火山巖由橄欖玄武巖、玄武巖、粗面巖和凝灰巖組成。礦床的直接容礦巖石是長洲溝組砂礫巖。
圖2-29洞子溝銀銅礦區地質示意圖(根據華北有色綜合調查大隊，1998)
礦體基本受常州溝組次級拆離帶控制，呈相對穩定的層狀產出，礦體在拆離帶轉折處或斜端有變厚富集的趨勢。次生破碎帶中的礦體呈透鏡狀、扁豆狀，有明顯的膨脹收縮和明顯的貫通特征。
礦體呈層狀，厚度穩定，延伸深度大，基本受層位控制。走向以300°為主，走向以東北為主，傾角10 ~ 50°。1號和2號礦體賦存於長洲溝組第壹層含礫長石應時粗砂巖中(chc 1-1)；3號礦體產於第壹段第三層(Chc1-3)灰色細粒應時砂巖中；4號和5號礦體賦存於第五層(Chc1-5)紫紅色長石應時砂巖中。
(2)礦床地質調查
1.礦體形態、產狀和規模
礦體均產於常州溝組砂巖層間剪切滑動帶中，多呈層狀、層狀或透鏡狀產於常州溝組壹段，與地層產狀基本壹致，部分產於拆離斷層上下的礦脈中。目前，洞子溝礦段已探明5個礦體。礦體長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%。本項目單壹最高品位為Ag2750×10-6，Au3×10-6，Cu9.5%。
2.礦石組構特征
洞子溝銀銅礦床礦物組成復雜，有30多種礦物。其中，銅礦物有黝銅礦(3.1%)、斑銅礦(0.46%)、黃銅礦(0.25%)、藍銅礦、輝銅礦、黃銅礦、黃銅礦、孔雀石和藍銅礦。少量含銀礦物包括黝銅礦、含銀天藍色和黑雲母。金銀礦物有赫塞石、赫塞石、銀金礦、金銀礦和螺旋硫化銀礦。其他金屬礦物有方鉛礦(0.89%)、閃鋅礦(0.81%)、黃鐵礦(0.5%)和褐鐵礦(0.8%)，還有少量的鉛礬、菱鋅礦、方鉛礦和碲酸鹽。脈石礦物主要為應時(82.8%)，其次為長石(5.5%)、碳酸鹽(2.5%)、高嶺土(1.2%)及少量重晶石和螢石。
礦石結構主要包括顆粒結構、填隙結構、溶蝕結構、交代殘余結構、包裹體結構和邊緣結構。礦石結構較為簡單，主要有塊狀、條帶狀、點狀、浸染狀、角礫狀、脈狀、網格狀、蜂窩狀結構。
3.圍巖蝕變
圍巖蝕變類型復雜，主要有矽化、絹雲母化、碳酸鹽化和高嶺土化。局部有重晶石礦化，偶見螢石礦化。其中，矽化與礦化關系密切，是該類型礦床的重要找礦標誌。該礦床矽化主要有兩種表現:壹是在礦體圍巖中形成密集的網狀應時細脈，壹般厚0.1 ~ 0.5厘米，最發育處達20條細脈/米以上；另壹種是應時的重結晶。
(三)成礦物質的來源
1.硫同位素
根據21黃鐵礦、黃銅礦和黝銅礦的硫同位素測試結果(表2-22)，該礦床δ34S變化範圍為-0.70 ~ 4.90，平均值為1.28，δ 34σ s估算值為-0.3()。據此可以認為，該礦床硫同位素變化範圍較窄，硫同位素組成以重硫為主，與隕石接近，表明該礦床硫同位素來自原生硫，無明顯同位素分餾效應，反映其成礦物質來源較深。
表2-22洞子溝銀銅礦床硫同位素組成
根據硫同位素值在不同礦物中的變化規律，黃鐵礦的硫同位素值最高，方鉛礦的硫同位素值最低，從黃鐵礦→黃銅礦→黝銅礦→方鉛礦演化，δ34S的演化順序為1.74→1.10→0.75 →- 5.2，呈現逐漸下降的趨勢。這種遞減規律符合該礦床礦物生長過程中硫同位素分餾的基本規律，說明硫同位素分餾已達到平衡，因此可以認為該礦床的硫同位素來源於經歷了明顯同位素分餾的深源硫。
2.鉛同位素
14金屬硫化物樣品的測定(表2-23)表明，礦石206Pb/204Pb為15.443 ~ 16.73，平均值為15.79；207Pb/204Pb為14.857 ~ 15.485，平均值為15.19；208Pb/204Pb為35.18 ~ 37.246，平均35.86。該礦床的鉛同位素具有單階段演化的正常鉛特征。將鉛同位素比值放在相應的圖上(圖2-30)，除兩個樣品外，其余各點均落在正常鉛曲線地幔和下地殼演化線之間，表明鉛同位素來源應主要在地球深部，有少量殼源物質加入。
表2-23洞子溝銀銅礦床鉛同位素組成
圖2-30洞子溝銀(銅、金)礦床鉛同位素演化圖
3.礦物包裹體的成分特征
從表2-23可以看出，該礦床包裹體中Na/K、Na/Mg、F/Cl和CO2/H2O的比值分別為0.83 ~ 2.08、0.82 ~ 0.95、0.23和0.15 ~ 0.24。上述數值特征均表明該礦床的熱液來源既不是典型的巖漿熱液，也不是典型的熱鹵水。表2-23還表明，熱液流體中陰離子主要為Cl-和F-，F-和Cl-含量較高，也反映了成礦流體的深源特征。
根據林的研究(1991)，金銀礦床中包裹體的氣相組成為巖漿熱液，CO2/H2O < 0.5。根據範等人(1981)的研究，Na+/k+< 2，Na+/(Ca2++Mg2+) > 4為典型的巖漿熱液，2 < Na+/k+< 10，65438+。對比該礦床的分析結果(表2-24)，成礦熱液主要來自巖漿，並混有大氣降水和雨水。由於樣品均取自主礦體，僅反映成礦的熱液來源。
表2-24洞子溝銀(銅、金)礦床包裹體氣液成分分析結果
4.氫氧同位素特征
礦石中應時包裹體的氫氧同位素組成特征見表2-25。從表2-25可以看出，礦區δ18OH2O為4.24 ~ 6.86，δDH2O為-73.2 ~-67.5。日本黑田等人(1978)認為δ18OH2O為4.5 ~ 7.0；當δDH2O為-100 ~-60時，熱液中的水為地幔巖漿水。對比該區氫氧同位素結果，表明該礦床成礦熱液中的水主要是地幔巖漿水。
表2-25洞子溝銀(銅、金)礦氫、氧、碳同位素特征
根據洞子溝銀銅礦床的地球化學特征，洞子溝銀銅礦床的成礦物質應主要來自地球深部。隨著冀東幔枝構造活動，黃崖關斷裂復活，導致其上盤常州溝組砂巖滑脫，在主滑脫帶之上形成次級滑脫滑脫帶。從深部沿次級拆離拆離帶或層間軟弱帶—構造擴張帶滲透，形成明顯受構造控制的中溫熱液礦床。成礦流體主要來自深部巖漿水，部分與水混合。