上黑龍江拗陷形成演化與成礦初探

張東才

黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院，黑龍江哈爾濱150036

上黑龍江拗陷形成演化與成礦初探

張東才

黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院，黑龍江哈爾濱150036

位于大興安嶺北部的上黑龍江拗陷與黑龍江對(duì)岸的俄羅斯布列亞拗陷同屬一個(gè)由陸源碎屑物填充和沉積而成的中生代構(gòu)造性斷陷盆地.其間賦存有石油、天然氣、煤、金、銀、銅及一些非金屬礦產(chǎn).探討其發(fā)展演化過程，對(duì)于在該地區(qū)尋找上述礦產(chǎn)將多有裨益.從拗陷的形成、地質(zhì)構(gòu)成、火山活動(dòng)等因素與成礦的關(guān)系諸方面對(duì)該拗陷進(jìn)行了初步的探討.

上黑龍江坳陷；形成演化；成礦；大興安嶺

位于中俄界河黑龍江上游中國一側(cè)的地質(zhì)構(gòu)造單元——上黑龍江拗陷也被煤田石油系統(tǒng)通稱為漠河盆地.由于地處大興安嶺北端，屬原始森林分布區(qū)，直到上世紀(jì)60年代才開始大規(guī)模的林業(yè)開發(fā)和地質(zhì)勘查.因遠(yuǎn)離內(nèi)地，交通不便，加之植被覆蓋嚴(yán)重，致使其地質(zhì)研究程度與內(nèi)地相比有較大差距.該拗陷最西端的“砂寶斯林場幅”1∶25萬區(qū)域地質(zhì)測量工作是在2002年才完成的，一些較深層次的地質(zhì)勘查和研究工作做得很少，這在很大程度上是導(dǎo)致本區(qū)找礦效果一直不很理想的主要原因之一.筆者曾在此地工作20余年，對(duì)某些地質(zhì)問題有著較多的感性認(rèn)識(shí).現(xiàn)付之于文字，就一些與找礦有關(guān)的問題做初步探討.

1 拗陷所處位置及地質(zhì)構(gòu)造背景??黑龍江省第二區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì).中華人民共和國漠河幅、老溝幅1/20萬區(qū)域地質(zhì)圖.1984.??彭云彪，等.黑龍江流域及鄰區(qū)地質(zhì)圖（中俄合編，1/20萬）.1996.??張北峰，等.黑龍江流域及鄰區(qū)（中俄蒙）地質(zhì)礦產(chǎn)圖.2003.

大興安嶺北部的上黑龍江拗陷位于黑龍江上游右岸，面積1.4×104km2，俄羅斯一側(cè)的結(jié)雅拗陷面積為1.2×104km2，二者為同一中生代拗陷.整個(gè)拗陷區(qū)呈東西向展布，其南鄰為額爾古納隆起，北側(cè)為西伯利亞古地臺(tái).本文只著重討論拗陷位于中國一側(cè)的上黑龍江部分（見圖1）.

上黑龍江拗陷為一中生代斷陷盆地，處于剛性的西伯利亞地臺(tái)和次剛性的塔里木-中朝地臺(tái)的接合部位.拗陷的基底為中元古代變質(zhì)巖和混合巖，其南側(cè)為中元古界興華渡口群中深度變質(zhì)巖，以混合巖化殘留體呈串珠狀分布于緊鄰上黑龍江拗陷的額爾古納隆起的北緣.拗陷南側(cè)的額爾古納隆起為大面積的中元古代的澄江期花崗巖（γ2）.拗陷區(qū)與額爾古納隆起為斷層接觸，斷層類型屬繼承性斷裂.

圖1 上黑龍江拗陷分布圖Fig.1 Distribution of the Upper Heilongjiang Depression

2 拗陷的演化與成礦??韓松山，等.黑龍江省大地構(gòu)造相圖.黑龍江省地質(zhì)調(diào)查總院，2013.

在古元古代，本區(qū)處于地槽發(fā)展時(shí)期，大致經(jīng)歷了地槽沉降和褶返兩個(gè)階段.其早期，以發(fā)育中基性、中酸性火山巖為主要特征，形成了巨厚的火山巖堆積，反映為優(yōu)地槽環(huán)境.其火山巖堆積厚度大于3410 m.而晚期表現(xiàn)為間歇性活動(dòng)，第一次噴發(fā)之后的間歇期間夾有泥質(zhì)巖及雜砂巖，頂部為鎂質(zhì)灰?guī)r.從而構(gòu)成了興華渡口群興華組之火山巖-沉積巖建造.由于后期的變質(zhì)作用，沉積原巖中的鐵、鎂質(zhì)重晶、富集，形成了一套規(guī)模不等的沉積變質(zhì)型鐵礦及石墨礦.

早中侏羅世，自中寒武世以來長期處于隆起的額爾古納古陸北部，由于受拉張性運(yùn)動(dòng)作用，發(fā)育了上黑龍江拗陷，形成斷陷盆地并接受沉積，由南至北依次出現(xiàn)由粗到細(xì)的正韻律沉積：先是在圖強(qiáng)一帶由沖洪積物組成的巨粒型礫巖沉積，俗稱“大頭礫巖”，并兼有粉砂巖透鏡體.礫石及其他碎屑成分均為額爾古納隆起的混合花崗巖和古元古代興華渡口群的深成變質(zhì)巖.此時(shí)因下降沉積速度較快，碎屑顆粒粒度較粗，不利于有機(jī)礦產(chǎn)的沉積，因而只在碎屑之間夾雜有一些不足以達(dá)到工業(yè)利用品位的砂金.沉積地層有下侏羅統(tǒng)繡峰組粗碎屑巖夾少量粉砂巖、泥巖及煤線，厚度一般1000 m左右，最大3046 m.自上而下由河流相、河漫灘相過渡為湖泊邊緣相.

中侏羅紀(jì)時(shí)本區(qū)開始出現(xiàn)中細(xì)粒碎屑沉積，分別為二十二站組和額木爾河組.

二十二站組巖性為中細(xì)粒砂巖、粉砂巖夾泥巖，并無規(guī)律地夾有薄煤層和煤線，煤質(zhì)較好，為瘦煤和氣煤，韻律發(fā)育，厚900～2100 m，屬河流、湖泊邊緣相快速堆積，穩(wěn)流期發(fā)育淡水雙殼及腕足動(dòng)物.其見煤點(diǎn)分布為現(xiàn)在的丘古拉、河灣、鮮花山及繡峰等地.少量可采，但規(guī)模不大，而且經(jīng)后期構(gòu)造擠壓，均已成腸狀、囊狀和雞窩狀，產(chǎn)狀極不穩(wěn)定，可用性較低.

額木爾河組為礫巖、砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)巖夾煤線，韻律發(fā)育，厚度3171 m，為河流沼澤相，巖層厚度比較穩(wěn)定，顯示沉降幅度趨小.

中侏羅世末，早燕山運(yùn)動(dòng)使巖層褶皺成為近東西向的開闊向斜.

晚侏羅世早期，在早燕山期向斜部位，繼續(xù)拗陷，沉積了開庫康組河流相和曲流沙壩相為主的碎屑巖，厚802 m.

晚侏羅世—早白堊世中期，可能是由于庫拉-太平洋板塊與東亞大陸相互作用和地幔上隆，產(chǎn)生了大規(guī)模由北向南巨大逆沖推覆，導(dǎo)致泥盆系地層以“飛來峰”形式超覆在中侏羅統(tǒng)碎屑巖之上，如漠河“饅頭山推覆體”，同時(shí)產(chǎn)生了以北北東向?yàn)橹鞯纳畲髷嗔褦嗔眩ㄒ妶D2），導(dǎo)致了中基性—中酸性巖漿噴發(fā)與侵入，同時(shí)形成了一系列成煤盆地.巖漿的噴發(fā)尤以沿大興安嶺重力梯度帶形成的額木爾山火山噴發(fā)帶規(guī)模宏偉，十分強(qiáng)烈.

圖2 上黑龍江拗陷發(fā)展演化示意圖Fig.2 Sketch showing the development and evolution of Upper Heilongjiang Depression

塔木蘭溝期中基性火山巖堆積，以噴溢形式形成了具氣孔杏仁構(gòu)造的玄武巖，這套巖石遍布大興安嶺山脈的廣大地區(qū)，并因后期蝕變作用普遍具有青磐巖化和伊利石化，厚達(dá)1159 m（同位素年齡154～162 Ma）.早白堊世光華組中酸性火山噴發(fā)堆積，厚110～810 m，次火山巖及淺成花崗巖甚為發(fā)育，可形成良好的鋅、銀、金礦化及螢石礦等（圖2）.

早白堊世早中期，隨著火山噴發(fā)遍及整個(gè)大小興安嶺，以中性火山巖為主的光華組以噴發(fā)形式形成了大面積的中酸性火山碎屑巖.在本區(qū)主要分布于樟嶺至二十五站并東延至瓦拉干一帶，二者呈一“Y”型展布.該套巖石內(nèi)還有規(guī)律地呈東西向分布著以小巖株形式產(chǎn)出的30多個(gè)燕山晚期的花崗斑巖侵入體.龍江組火山巖厚1312 m，同位素年齡在123 Ma左右.光華組下部為酸性凝灰?guī)r、凝灰?guī)r夾油頁巖、黏土巖，上部熔巖為主，次流紋巖發(fā)育，常含珍珠巖、沸石礦等，厚度可達(dá)1285 m，產(chǎn)熱河動(dòng)物群，如葉肢介、狼鰭魚、三尾擬浮游等.巖石同位素年齡110 Ma左右，厚度400～1600 m.強(qiáng)烈的火山噴發(fā)之后，是九峰山組含煤碎屑巖沉積，含Ruffordia-Onychiopsis植物群，分布于額木爾山火山噴發(fā)帶兩側(cè)，為正常沉積夾凝灰?guī)r和煤層組成，是本區(qū)及內(nèi)蒙東部的一重要成煤巖性段，但在本區(qū)未見大范圍的煤層出露，僅在局部低洼處有長焰煤沉積，除已發(fā)現(xiàn)并開采的漠河縣霍拉盆煤礦外，尚有塔河二十三站煤礦、呼瑪歐浦煤礦等.最末期的噴發(fā)是甘河組，為一套基性為主的中基性火山巖，氣孔杏仁成分常見瑪瑙并形成玉石類礦產(chǎn)，厚幾十米到800 m.

火山巖以鈣堿性為主，兼具某些堿性特征的復(fù)合巖系.3個(gè)中基性火山巖組，均以玄武安山巖為主，玄武巖次之，同時(shí)出現(xiàn)大量安粗巖；2個(gè)酸性火山巖組，以流紋巖及其凝灰?guī)r和英安巖及其凝灰?guī)r為主，同時(shí)出現(xiàn)石英安粗巖，吉祥峰組富鈉質(zhì)，光華組富鈉鉀質(zhì).火山噴發(fā)與剪張斷裂關(guān)系密切，故巖石具鈣堿性系列的峰值，又有雙峰式低谷，屬大陸邊緣活動(dòng)帶巖石組合類型.

拗陷發(fā)展到新近紀(jì)時(shí)，本區(qū)處于緩慢上升階段，已有的地質(zhì)體經(jīng)受著剝蝕，產(chǎn)生的陸源碎屑物質(zhì)向較低洼的黑龍江主河道一帶的滯水湖泊運(yùn)移，形成了新近系半膠結(jié)砂礫巖.現(xiàn)今在黑龍江沿岸海拔400～420 m的高臺(tái)地上所見到的以“山戴帽”形式出現(xiàn)的半膠結(jié)砂礫巖即為此套巖石.該套巖石在本區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的礦產(chǎn).但在黑龍江北岸的俄羅斯卻有較大規(guī)模的新近系褐煤產(chǎn)出，在我國境內(nèi)對(duì)此套巖石的含煤含礦性似也不應(yīng)忽視.

進(jìn)入第四紀(jì)后情況又不同于以往，出現(xiàn)于上黑龍江拗陷的第四系，以未膠結(jié)的形式僅單純分布于現(xiàn)代河谷中，時(shí)代為晚更新世和全新世.在這套地層中主要產(chǎn)出的礦產(chǎn)為砂金礦和泥炭.砂金的來源經(jīng)過大量的研究后認(rèn)為是侏羅系砂礫巖.因?yàn)檎缜拔乃裕@些砂礫巖的碎屑物成分均為盆地南側(cè)的額爾古納隆起的混合巖和變質(zhì)巖.而這些老地質(zhì)體又恰是含金的重要載體，顯然它們風(fēng)化后的產(chǎn)物中必然含有自然金的顆粒.金的特殊穩(wěn)定性，致使其雖經(jīng)萬年而不流失、不退色，從而決定了含有它的巖石一經(jīng)風(fēng)化脫落再搬運(yùn)沉積，必然會(huì)在有利地形處次生富集成礦.由此種原因形成的砂金礦在拗陷內(nèi)的河谷內(nèi)，砂金資源儲(chǔ)量僅已探明的就有幾十噸之多，當(dāng)然這些砂金礦目前均采掘殆盡.該套松散地層內(nèi)尚有儲(chǔ)量可觀的泥炭礦且質(zhì)量上乘.

3 找礦方向

在本區(qū)的找礦活動(dòng)應(yīng)主要注意以下幾個(gè)層位.

在前寒武紀(jì)地層中應(yīng)注意尋找與變質(zhì)巖有關(guān)的磁鐵石英巖和石墨礦床；于泥盆紀(jì)淺變質(zhì)地層中則應(yīng)注意尋找水泥用大理巖礦床；在侏羅系中存在有較多的適于用作陶粒原料的粉砂巖和泥質(zhì)巖類；于白堊紀(jì)火山巖中則應(yīng)著重尋找石油天然氣、巖金、銅、螢石、珍珠巖、瑪瑙等礦產(chǎn)；對(duì)于分布于現(xiàn)代河谷的第四紀(jì)松散堆積地層中，在已找到的大量砂金礦的基礎(chǔ)上，應(yīng)注意追索形成砂金來源的礫巖型金礦.

尤其值得注意的是，在本區(qū)盤古至瓦拉干一帶多處發(fā)育的30幾個(gè)燕山晚期花崗巖巖株，它們對(duì)本區(qū)的次火山巖型巖金礦的形成起著重要的導(dǎo)礦作用，其代表性礦床為馬大爾巖金礦.由它的發(fā)現(xiàn)所引發(fā)的在奧拉奇、東天山、高里大溝、頁索庫及二十五站的同類型巖金找礦工作正在全方位展開.經(jīng)過對(duì)這些小巖體多年的研究后認(rèn)為，當(dāng)它們出現(xiàn)于封閉性較好的粉砂巖、泥巖、玄武巖等巖石中時(shí)，均可見到明顯的礦化蝕變現(xiàn)象，并且目前已發(fā)現(xiàn)了小型銅金礦體，如二十一站銅礦、馬林西和寶興溝金礦.因此，深入開展針對(duì)此類小巖株的找礦及研究工作，將對(duì)本區(qū)的找礦突破有著非常重要的實(shí)際意義.

同樣值得注意的是，近年來大慶油田地質(zhì)勘探公司在漠河縣境內(nèi)的西林吉拗陷所進(jìn)行的油氣找礦工作的目標(biāo)地層即是本區(qū)的光華組下段沉火山巖，并經(jīng)過試氣已發(fā)現(xiàn)有烴源巖類巖石.此項(xiàng)工作正在進(jìn)行中，雖沒有突破性進(jìn)展，但成礦條件具備.因?yàn)樵谏鲜兰o(jì)80年代于本區(qū)開展1∶20萬區(qū)域地質(zhì)測量時(shí)曾于鹿角溝和圖強(qiáng)一帶凝灰質(zhì)沉火山巖中發(fā)現(xiàn)有葉肢介、狼鰭魚、三尾擬浮游等動(dòng)物化石.這些動(dòng)物有機(jī)質(zhì)的存在，無疑使得在本區(qū)的油氣找礦具有可喜的前景.

可以相信，在對(duì)該區(qū)的拗陷發(fā)展及演化進(jìn)行較全面的了解之后，認(rèn)真研究本區(qū)的地層構(gòu)成、火山巖噴發(fā)類型及地質(zhì)構(gòu)造特征，將有望使本區(qū)的找礦工作取得較大突破.本文雖是粗線條地對(duì)本區(qū)的坳陷的發(fā)展演化、地層構(gòu)成及構(gòu)造發(fā)展進(jìn)行了初步探討，但如能對(duì)在本區(qū)的找礦工作起到拋磚引玉的作用，也即達(dá)到了筆者撰寫本文的初衷.

PRELIMINARY STUDY ON THE EVOLUTION AND METALLOGENY OF THE HEILONGJIANG DEPRESSION

ZHANG Dong-cai

Heilongjiang Institute of Geological Survey,Harbin 150036,China

The Upper Heilongjiang Depression,located in northern Daxinganling region of China,and the Russian Bureya Depression on the other side of Heilongjiang River,belong to the same Mesozoic fault basin filled with terrigenous detritus and sediments.The resources of oil,gas,coal,gold,silver,copper and some nonmetal minerals are distributed in the depression.With discussion on the formation,structure and volcanic activities,as well as their relationships to metallogenesis,this article carries out a preliminary study about the Upper Heilongjiang Depression.

Upper Heilongjiang Depression;formation and evolution;metallogeny;Daxinganling

1671-1947（2015）03-0277-04

P544

A

2014－04－21；

2015-03-24.編輯：張哲．

張東才（1956—），男，教授級(jí)高級(jí)工程師，從事地質(zhì)礦產(chǎn)研究工作，通信地址黑龍江省哈爾濱市香坊區(qū)新鄉(xiāng)里街9號(hào)，E-mail//zdc-5606@163.com