黑龍江省寶興溝金礦成礦地質(zhì)條件及成因探討

周傳芳，公維國，宋丙劍，戴曙光，楊強(qiáng)，于成偉，鹿傳磊

（1.中國地質(zhì)大學(xué)，北京100083；2.武警黃金第三支隊，黑龍江哈爾濱150086；3.武警警種學(xué)院，北京102202）

黑龍江省寶興溝金礦成礦地質(zhì)條件及成因探討

周傳芳1，2，公維國2，宋丙劍1，3，戴曙光2，楊強(qiáng)1，3，于成偉2，鹿傳磊2

（1.中國地質(zhì)大學(xué)，北京100083；2.武警黃金第三支隊，黑龍江哈爾濱150086；3.武警警種學(xué)院，北京102202）

寶興溝金礦位于黑龍江省塔河縣東北，區(qū)內(nèi)主要發(fā)現(xiàn)兩條金礦（化）體，分別為Ⅰ號和Ⅱ號金礦體.礦體產(chǎn)于中侏羅統(tǒng)二十二站組、額木爾河組陸相碎屑巖中及蝕變閃長巖、蝕變閃長玢巖脈（與砂巖接觸帶）中，礦石類型主要為蝕變砂巖型、構(gòu)造破碎蝕變巖型.通過對寶興溝金礦床野外地質(zhì)條件的調(diào)查和對成礦地質(zhì)條件的研究，認(rèn)為燕山晚期的巖漿活動使圍巖中的金元素活化、遷移，在陸相碎屑巖與脈巖接觸帶、構(gòu)造破碎帶富集，最終形成金礦床.燕山晚期的巖漿作用為金礦床的形成提供了一定的空間、熱源及流體，同時也提供了一部分成礦物質(zhì).

寶興溝金礦；成礦地質(zhì)特征；成礦條件；礦床成因；黑龍江省

Abstract：The Baoxinggou gold deposit is located in the northeast of Tahe County,Heilongjiang Province.Two ore bodies are found in the continental clastic rocks and altered diorites and dikes of dioritic porphyrite of Jurassic Emurhe and Ershierzhan formations.The ores are mainly altered sandstone and fractured alteration rock types.Based on the field survey and research on the ore-forming conditions of Baoxinggou gold deposit,this paper concludes that the Late Yanshanian magmatism activated and emigrated the Au element in the wallrock.The gold deposit is formed in the contact zone between dikes and clastic rocks and in the fracture zone.The Late Yanshanian magmatism provided space,heat and fluid,as well as ore-forming matters for the gold deposit.

Key words：Baoxinggou gold deposit;metallogenic characteristics;ore-forming condition;metallogenesis;Heilongjiang Province

大興安嶺北段是我國最重要的金、銅、鉛、鋅等多金屬成礦區(qū)之一，目前已發(fā)現(xiàn)了一系列銅、鉛鋅、金礦床及眾多的多金屬礦化點［1-2］（圖1）.寶興溝金礦床處在大興安嶺北段塔河縣十八站鄂倫春自治鄉(xiāng)北部，大地構(gòu)造位置為大興安嶺-內(nèi)蒙地槽褶皺區(qū)額爾古納地塊南東緣的塔河過渡帶上黑龍江盆地腰站斷陷南緣與十八站隆起北緣交接部位［3］，屬于原始森林覆蓋區(qū)，該區(qū)以產(chǎn)砂金著稱.上世紀(jì)80～90年代黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局第五地質(zhì)隊、第二區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊、第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所等單位在此進(jìn)行了砂金普查、1∶20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、1∶2萬土壤測量等工作，圈定了龍站河、寶興溝、十五里橋3處金成礦遠(yuǎn)景區(qū)以及金異常8個、成礦靶區(qū)2處.2002年以來武警黃金第三支隊在該區(qū)開展了1∶10萬水系沉積物測量、1∶1萬土壤測量工作，圈定了水系沉積物金異常9處，其中有望異常4處；土壤多元素異常17處，其中金異常4處，金有望異常2處.通過槽探、鉆探工程揭露，在該區(qū)主要發(fā)現(xiàn)2條金礦（化）體?武警黃金三支隊.黑龍江省塔河縣寶興溝礦區(qū)地質(zhì)總結(jié).2010..寶興溝金礦床的發(fā)現(xiàn)為該區(qū)的巖金普查工作確定了目標(biāo)，也預(yù)示著該區(qū)域具有較大的找礦潛力.

圖1 大興安嶺地區(qū)大地構(gòu)造簡圖（據(jù)文獻(xiàn)［2］修改）Fig.1 Tectonic map of Daxinganling region

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)內(nèi)出露的地層主要有中生界中侏羅統(tǒng)二十二站組黑灰色中粒砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，底部以礫巖、粗砂巖為主；額木爾河組黑灰色礫巖、粗砂巖、長石巖屑砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及煤層.區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，主要有北東向的依西肯-二十站斷裂、綏安站-十五里橋斷裂，及北東向、北西向次級斷裂.區(qū)內(nèi)巖漿巖呈巖株狀分布于研究區(qū)北部及南西部，巖性為燕山期花崗斑巖、花崗閃長斑巖、花崗細(xì)晶巖.脈巖主要有閃長巖脈、閃長玢巖脈、花崗閃長斑巖脈，與成礦有關(guān)系（圖2）.

圖2 寶興溝礦區(qū)綜合地質(zhì)簡圖Fig.2 Geologic map of the Baoxinggou orefield

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

寶興溝礦區(qū)主要發(fā)現(xiàn)兩條金礦體，分別為Ⅰ號和Ⅱ號金礦體.礦體呈脈狀、似層狀，局部有收縮膨大、分支復(fù)合現(xiàn)象（圖3）.各礦體特征見表1.

表1 寶興溝礦區(qū)礦體要素表Table1 Features of orebodies in Baoxinggou orefield

圖3 寶興溝礦區(qū)聯(lián)合剖面圖Fig.3 Profiles of the Baoxinggou orefield

2.2 礦石特征

礦石結(jié)構(gòu)主要為中—粗粒砂狀結(jié)構(gòu)，其次為斑狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)；構(gòu)造主要為塊狀、浸染狀、石英網(wǎng)脈狀構(gòu)造，地表氧化礦中可見到蜂窩狀構(gòu)造.

礦石中金屬礦物主要為黃鐵礦，其次有閃鋅礦、磁黃鐵礦、方鉛礦、磁鐵礦、輝銻礦、辰砂、黃銅礦、褐鐵礦等.脈石礦物以石英為主，其次為長石、角閃石，另外還有碳酸鹽礦物、綠泥石、云母、黏土類礦物等.

2.3 圍巖蝕變

圍巖蝕變通常是指成礦圍巖在氣-液和超臨界流體作用下所發(fā)生的化學(xué)成分和物理性質(zhì)的變化.寶興溝礦區(qū)圍巖蝕變主要有硅化、碳酸鹽化、綠泥石化，少量絹云母化、高嶺土化等，以中—低溫蝕變?yōu)橹?

硅化是區(qū)內(nèi)與成礦關(guān)系密切而普遍的蝕變，有兩種形式.一種為石英巖化的致密狀硅化砂巖，金品位較高；另一種為充填式石英細(xì)脈、網(wǎng)脈，在礦區(qū)中普遍發(fā)育.

碳酸鹽化主要形成方解石細(xì)脈，方解石沿巖石節(jié)理裂隙充填，部分?jǐn)嗝嫔峡梢姷?，碳酸鹽的形成晚于硅化.

絹云母化、高嶺土化多發(fā)育于閃長巖脈、閃長玢巖脈及蝕變砂巖中斜長石的表面.

綠泥石化為區(qū)內(nèi)主要蝕變，主要分布在閃長巖脈、閃長玢巖脈外接觸帶上，多呈網(wǎng)脈狀或粒狀集合體交代角閃石及斜長石.

2.4 成礦階段

根據(jù)區(qū)域蝕變、礦化發(fā)育特點、礦物特征、相互關(guān)系及其共生組合，可將熱液期成礦過程大體分為如下4個成礦階段.

1）綠泥石-絹云母-黏土礦物階段：受斷裂構(gòu)造和巖漿活動的影響，中侏羅統(tǒng)二十二站組、額木爾河組陸相碎屑巖及脈巖內(nèi)部不穩(wěn)定礦物發(fā)生變化，其主要礦物組合為綠泥石、絹云母、黏土等蝕變礦物、角閃石、斜長石、石英等.該階段金屬硫化物較少，以星點狀自形立方體黃鐵礦為主.

2）石英-黃鐵礦階段：是金的主要成礦階段，熱液中的成礦物質(zhì)大量富集.主要礦物組合為石英、絹云母、綠泥石、黃鐵礦.該階段形成的石英為煙灰色-乳白色致密塊狀集合體；黃鐵礦為黃白色，半自形—他形晶，浸染狀、團(tuán)塊狀.在巖石裂隙中形成石英-黃鐵礦細(xì)脈，在蝕變帶中主要形成浸染狀礦化.

3）石英-多金屬硫化物階段：形成黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、磁黃鐵礦、輝銻礦、辰砂等石英-多金屬硫化物.該階段也是重要的成礦階段.黃鐵礦以灰白色為主，半自形—他形晶，少量為自形立方體狀，細(xì)脈浸染狀為主.石英則主要呈乳白色細(xì)網(wǎng)脈狀、細(xì)脈狀，脈寬1～5 mm.

4）石英-碳酸鹽階段：隨巖漿作用的終結(jié)，含礦熱液逐漸減少，圍巖溫度逐漸降低，在圍巖裂隙中出現(xiàn)廣泛的碳酸鹽（主要為方解石）礦物.通過石英、碳酸鹽脈體的穿插關(guān)系也可判斷.該階段也形成了極少量的黃鐵礦，以自形立方體狀為主.

3 成礦地質(zhì)條件

礦床地質(zhì)研究及礦產(chǎn)勘查實踐證明，任何礦帶的形成都直接受區(qū)域構(gòu)造背景及其演化特征所控制，而具體礦床則產(chǎn)出于區(qū)域構(gòu)造演化的特定階段和含礦建造的特定層位中，是復(fù)雜地質(zhì)作用綜合的結(jié)果?楊言辰.黑龍江右岸金礦成礦地質(zhì)條件、成礦規(guī)律及找礦方向.吉林大學(xué)地質(zhì)調(diào)查研究院，2010..

3.1 地層條件

前人研究認(rèn)為［4-5］，元古宇和中生界地層中Au等元素豐度值較高，形成一個高背景Au的地球化學(xué)場，為區(qū)域Au的成礦奠定了深厚的物質(zhì)基礎(chǔ).也有人認(rèn)為［4］，地層中金分布很不均勻，局部地段金富集，豐度是地殼Au克拉克值的數(shù)十倍，但大部分貧化，低于Au在地殼中的豐度值，反映了地層在巖漿作用過程中元素的重新分配組合及地層對區(qū)域金成礦的內(nèi)在潛力.另外，地層對區(qū)域金成礦的影響還表現(xiàn)在，高Au背景的古老地層，經(jīng)地質(zhì)演化歷史過程中長期風(fēng)化剝蝕，在有利地區(qū)形成富金層位.經(jīng)后來的沉積作用、變質(zhì)作用和巖漿活動的影響，富金層位中的Au進(jìn)一步活化、遷移、富集.

區(qū)內(nèi)廣泛出露中侏羅統(tǒng)二十二站組、額木爾河組陸相碎屑巖，金礦體主要賦存于二十二站組中粗粒砂巖以及砂巖與脈巖接觸帶中，顯示中侏羅統(tǒng)砂巖對礦體具有明顯的控制作用.

表2中統(tǒng)計了區(qū)內(nèi)二十二站組砂巖成礦元素的濃集系數(shù)和變異系數(shù).濃集系數(shù)是巖石平均含量與區(qū)域平均值之比，反映了巖石中成礦元素的相對富集特征；變異系數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)差與平均值之比，反映了巖石中元素含量變化離開均值的相對變化幅度，即反映了巖石中元素含量疊加特征，變異系數(shù)越大，越有利于成礦.從表中可以看出Au、As、Sb、Ag等相對富集，且變異系數(shù)相對較大，表明二十二組中粗粒砂巖為金礦成礦提供了主要物質(zhì)來源?.對區(qū)內(nèi)砂巖、閃長巖、閃長玢巖和花崗斑巖中的Au含量進(jìn)行測定顯示，砂巖的含量（11件，平均值為70.62×10-9）高于閃長巖（6件，平均值為6.25×10-9）和花崗斑巖（3件，平均值為5.60×10-9），也說明區(qū)內(nèi)二十二站組砂巖為金的富集提供了物質(zhì)來源.

表2 寶興溝礦區(qū)砂巖成礦元素富集與變異特征Table2 Enrichment and variation of elements in the sandstone of Baoxinggou orefield

3.2 構(gòu)造條件

構(gòu)造對礦床的形成有重要的控制作用，大斷裂往往控制著巖漿活動，而次級斷裂則成為導(dǎo)礦和容礦構(gòu)造.大興安嶺地區(qū)受向南凸出的蒙古弧的影響，各構(gòu)造單元和主構(gòu)造線的方位從南往北由近東西向轉(zhuǎn)為北東東向、北東向，直至最北部的德爾布干構(gòu)造帶轉(zhuǎn)為北北東向［6］.研究區(qū)位于大興安嶺-內(nèi)蒙地槽褶皺區(qū)額爾古納地塊南緣的塔河過渡帶內(nèi)，屬于得爾布干成礦帶東段的南東緣［7］，上黑龍江盆地邊緣.區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要為斷裂構(gòu)造，主要有北東向的依西肯-二十站斷裂、綏安站-十五里橋斷裂，及北東向、北西向次級斷裂以及遙感解譯的近南北向、東西向斷裂和環(huán)形構(gòu)造等.從多元素的異常分布特征及區(qū)內(nèi)構(gòu)造特征可以看出，Au異常受區(qū)內(nèi)北西向基底構(gòu)造控制，總體呈現(xiàn)北西向的分布特征.單異常受北東向構(gòu)造控制，呈北東向分布.Ag、As、Sb、Cu、Pb異?？傮w呈北西向分布.說明了構(gòu)造活動的多期性，元素分布特征受構(gòu)造控制［9］.礦體受北東向構(gòu)造控制，整體呈現(xiàn)北東向走向.

3.3 巖漿巖條件

大興安嶺北部火山-次火山巖漿活動主要集中在晚三疊世—中侏羅世和晚侏羅世—早白堊世中期2個主要階段［8］.深切地幔的德爾布干斷裂為整個區(qū)域的地幔巖漿活動提供了空間和動力.寶興溝礦區(qū)巖漿活動主要發(fā)生在晚侏羅世-早白堊世中期，區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有巖基.巖漿巖主要呈巖株狀分布于研究區(qū)北部及南西部，為燕山期閃長巖、閃長玢巖、花崗閃長斑巖等.脈巖主要有閃長巖脈、閃長玢巖脈、花崗閃長巖脈、細(xì)晶巖脈.區(qū)內(nèi)主要巖漿巖的濃集系數(shù)和變異系數(shù)計算結(jié)果（表3）顯示，除Co、Ni、Mo以外，其他元素具有明顯的富集特征，如As為431.45，Sb為87.22，Au為20.72，表明巖漿巖（閃長巖、閃長玢巖）為多金屬成礦提供了部分成礦物質(zhì)來源.但Au元素的變異系數(shù)為1.22，為本區(qū)最高，利于金成礦，顯示巖漿巖對本區(qū)金成礦有重要控制作用?楊言辰.黑龍江右岸金礦成礦地質(zhì)條件、成礦規(guī)律及找礦方向.吉林大學(xué)地質(zhì)調(diào)查研究院，2010.，巖漿活動為金礦床的形成提供部分成礦物質(zhì)［9］，是Au次要的含礦和容礦巖石.

表3 寶興溝礦區(qū)脈巖成礦元素富集與變異特征Table3 Enrichment and variation of ore-forming elements in the sandstone of Baoxinggou orefield

4 礦床成因探討

寶興溝金礦是該區(qū)發(fā)現(xiàn)的唯一達(dá)到中型規(guī)模金礦床?武警黃金三支隊.黑龍江省塔河縣寶興溝礦區(qū)地質(zhì)總結(jié).2010..礦床成因的探討，對區(qū)域金礦勘查具有一定的指示作用.長期的野外地質(zhì)調(diào)查和室內(nèi)分析工作顯示，礦床的形成與脈巖的侵入關(guān)系密切，礦（化）體賦存于中侏羅統(tǒng)二十二站組中粗粒蝕變砂巖及蝕變閃長巖、蝕變閃長玢巖的外接觸帶內(nèi).礦體呈脈狀、似層狀、層狀，局部有收縮膨大、分支復(fù)合現(xiàn)象，這是由于成礦熱液在遷移過程中不均勻，導(dǎo)致成礦物質(zhì)不均勻富集所引起.金礦石中金屬硫化物以黃白色黃鐵礦為主，少量為灰白色黃鐵礦，含量一般為2%，最高可達(dá)10%～15%.

從地層條件分析可知，在地層中Au、As、Sb、Ag等相對富集，變異系數(shù)相對較大，表明地層為多金屬成礦提供了主要成礦物質(zhì).燕山晚期的閃長巖、閃長玢巖本身金屬礦物含量較高，一般有較強(qiáng)的黃鐵礦化，特別是閃長玢巖含金量較高，形成含金豐度較高的礦源層，為金成礦提供部分礦質(zhì)來源?.區(qū)內(nèi)中侏羅統(tǒng)二十二站組碎屑沉積物中Au的豐度較高（表2），為區(qū)域金礦床的礦源層.

大興安嶺以北發(fā)育于三疊紀(jì)并最后閉合于侏羅紀(jì)的蒙古-鄂霍次克洋，標(biāo)志著古亞洲洋與古太平洋兩個動力學(xué)體制的轉(zhuǎn)換承接.此時由于受庫拉板塊向北西俯沖的影響，歐亞大陸的東緣開始進(jìn)入濱西太平洋邊緣活動階段.這一構(gòu)造階段最顯著的特征是燕山期北北東向斷裂構(gòu)造的強(qiáng)烈發(fā)育，一系列北東—北北東向的火山盆地和隆起以及共生的強(qiáng)烈的中酸性火山巖漿侵入活動［6］.巖漿沿斷裂構(gòu)造侵入到中侏羅統(tǒng)二十二站組地層過程中，巖漿熱液攜帶成礦物質(zhì)與地層內(nèi)的層間水、裂隙水、吸附水在熱動力作用下同圍巖發(fā)生物理化學(xué)、水-巖反應(yīng)，結(jié)果是改變了流體的化學(xué)成分，增強(qiáng)成礦元素的溶解度而使成礦物質(zhì)從圍巖中萃取出來?，進(jìn)入熱水溶液，形成成礦熱液.在巖漿的晚期，隨著斷裂構(gòu)造的活動，使成礦流體賦存空間的物理化學(xué)環(huán)境發(fā)生改變，熱流體的平衡被打破，Au元素開始在適宜的場所發(fā)生沉淀.此時砂巖與脈巖接觸帶、中侏羅統(tǒng)二十二站組砂巖的層間破碎、后期的斷裂帶形成了適合Au元素沉淀的場所，Au元素在此富集成礦［10］（圖4）.巖漿的侵入以及熱液的活動，使中侏羅統(tǒng)二十二站組砂巖發(fā)生蝕變，形成蝕變砂巖.在巖漿活動的過程中，巖漿對砂巖形成熔融，在脈巖的內(nèi)部可見到砂巖的包裹體（圖3）.而原來的巖漿成分發(fā)生改變，在接觸的部位形成了蝕變的閃長巖、閃長玢巖.

圖4 寶興溝礦床成礦模式圖Fig.4 Metallogenic model for the Baoxinggou deposit

伴隨著巖漿的侵入，中侏羅統(tǒng)二十二站組砂巖的成礦物質(zhì)被巖漿萃取，進(jìn)入到熱水溶液，導(dǎo)致砂巖穩(wěn)定性發(fā)生改變，形成了一個相對薄弱的區(qū)域.在后期區(qū)內(nèi)應(yīng)力作用下，該薄弱區(qū)形成了破碎蝕變帶（圖3、圖4），該帶的寬度一般為2～5 m，少數(shù)可達(dá)8～10 m，原巖以砂巖為主，呈泥狀、碎塊狀.在7線、15線鉆孔中，破碎蝕變帶也含礦，因此斷定該破碎蝕變帶為成礦后期產(chǎn)物，對礦床有一定的破壞作用.

5 結(jié)論

1）寶興溝金礦體產(chǎn)于中侏羅統(tǒng)二十二站組中粗粒砂巖及砂巖與脈巖的外接觸帶中，礦體的形成與中侏羅統(tǒng)二十二站組中粗砂巖和燕山晚期脈巖關(guān)系密切.

2）中生代沉積巖是寶興溝金礦床的主要礦源層.燕山晚期巖漿巖為金礦床的形成提供熱源、賦礦空間及部分成礦物質(zhì)，是金次要的含礦和容礦巖石.

3）寶興溝礦區(qū)礦體一般產(chǎn)于破碎蝕變帶下盤，破碎帶一般不含礦，但極少數(shù)破碎蝕變帶也是賦礦巖石，這主要與破碎帶的活動的范圍有關(guān).因此，破碎蝕變帶是礦區(qū)重要的找礦標(biāo)志之一.

4）寶興溝金礦床是同時受地層、構(gòu)造、巖漿活動綜合因素的相互影響、相互作用導(dǎo)致金活化、遷移、最終在有利部位富集形成的金礦床.

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GEOLOGY AND METALLOGENESIS OF THE BAOXINGGOU GOLD DEPOSIT IN HEILONGJIANG PROVINCE

ZHOU Chuan-fang,GONG Wei-guo,SONG Bing-jian,DAI Shu-guang,YANG Qiang,YU Cheng-wei,LU Chuan-lei
（1.China University of Geosciences,Beijing 100083,China;2.No.3 Gold Geological Party,CAPF,Harbin 150086,China;3.Institute of Category,CAPF,Beijing 102202,China）

1671-1947（2012）03-0271-07

P611；P618.51

A

2011－05－09；

2011-10-13.編輯：張哲.

周傳芳（1985—），男，中國地質(zhì)大學(xué)（北京）在讀碩士研究生，從事黃金地質(zhì)勘查及研究工作，E-mail//05105231@163.com