黑龍江東安金礦地質(zhì)地球化學特征

邢　琳

（黑龍江省有色金屬地質(zhì)勘查七○七隊，黑龍江綏化152054）

黑龍江東安金礦地質(zhì)地球化學特征

邢琳*

（黑龍江省有色金屬地質(zhì)勘查七○七隊，黑龍江綏化152054）

東安金礦床位于黑龍江省遜克縣境內(nèi)，為淺成低溫熱液型金礦床，賦存于中酸性火山—侵入巖與晚印支期、中燕山晚期花崗巖強硅化蝕變帶中，庫爾濱斷裂的次級斷裂為其控礦構(gòu)造。該礦床金來原于深部巖漿，流體中的水主要來自巖漿水和大氣水，成礦溫度為144℃～348℃，成礦深度為0.2～1.0km。礦床形成于中燕山晚期。

金礦床；地質(zhì)地球化學；東安

1　區(qū)域地質(zhì)地球化學特征

東安金礦床產(chǎn)于黑龍江省松嫩和佳木斯地塊之間的伊春—延壽地槽褶皺系（構(gòu)造巖漿活動帶）[1]，遜克火山盆地之寶山隆起帶與庫爾濱及阿廷河火山凹陷交接部位。其基底為上元古界一面坡群變質(zhì)中酸性火山—沉積建造和下寒武統(tǒng)西林群變質(zhì)碳酸鹽—細碎屑巖建造。

古伊春地塊結(jié)晶基底為下元古界東風山群含金硅鐵建造，中元古代長期隆起，遭受風化剝蝕，晚元古代早期的晉寧運動，使松嫩地塊發(fā)生大規(guī)模陸殼增生，在其東緣增生帶，形成張廣才嶺群正溝組酸中性火山—沉積建造，并帶入了部分東風山群，有較高的金豐度（XˉAu=21.3×10-9，富集系數(shù)VAu=9.8），為該區(qū)金（銀）成礦的初始礦源層。

該區(qū)受燕山期太平洋板塊俯沖及勞亞與崗瓦納大陸碰撞造山后期伸展作用的影響，處在大陸邊緣活動帶——拉張地球動力學環(huán)境，拉張斷陷作用強烈，尤其是早侏羅世—早白堊世中期強烈的中燕山運動，伴隨大規(guī)模的斷裂活動，產(chǎn)生一系列的NE、NW、SN向殼斷裂和斷陷盆地，導致中—中酸性火山—侵入雜巖（淺成侵入體）和火山機構(gòu)發(fā)肓，并控制了金礦的區(qū)域展布（圖1）。

圖1　東安金礦區(qū)域地質(zhì)背景圖

在東安金礦床及其外圍開展的1∶5萬水系沉積物測量工作中，于東安—寶山共圈定5處金多元素水系沉積物異常。東安（HS-1）水系沉積物異常近南北向不規(guī)則帶狀。元素組合Au、Ag、Mo、Cu、Zn、As、Sb，套合好者Au、Ag、Mo、Cu、Sb，異常面積13km2，各元素異常面積（km2，下同）Au 7.0、Ag 6.5、Mo 2.25、Cu 1.75、Zn 1.25、As 0.75、Sb 0.50。異常峰值（Au×10-9，余者×10-6，下同）Au 107、Ag 0.5、Mo 15、Cu 43、Zn 146、As 43.9、Sb 1.1，平均值A(chǔ)u 9.73、Ag 0.22、Mo 3.82、Cu 32、Zn 139、As 12.28、Sb 1.01，襯度Au 5.72、Ag 2.44、Mo 1.66、Cu 1.78、Zn 1.85、As 1.42、Sb 1.49。Au、Ag、Zn、Mo具內(nèi)、中、外濃度分帶。

2　礦區(qū)地質(zhì)地球化學特征

2.1礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)出露地層主要為：白堊系下統(tǒng)光華組中—中酸—酸性火山熔巖及火山碎屑巖，第三系中—上新統(tǒng)孫吳組砂礫巖，第四系地層。白堊系下統(tǒng)光華組安山巖、粗安巖、英安巖、流紋巖、流紋質(zhì)凝灰?guī)r在礦區(qū)廣乏分布。

礦區(qū)出露的侵入巖主要為晚印支期中粗粒堿長花崗巖、中燕山晚期細粒堿長花崗巖、潛流紋巖。中粗粒堿長花崗巖呈巖基狀產(chǎn)出，是金礦體的主要圍巖。細粒堿長花崗巖呈巖墻產(chǎn)出，潛流紋巖呈小巖株或巖脈狀產(chǎn)出，是金礦體的次要圍巖。細粒堿長花崗巖與礦體具同空間關(guān)系，被潛流紋巖侵入。隱爆角礫巖的角礫成分復雜，含有來自不同深度的圍巖角礫，主要為細粒堿長花崗巖、潛流紋巖和中粗粒堿長花崗巖。角礫以棱角狀為主，少數(shù)為次棱角狀（圖2）。

圖2　東安金礦區(qū)地質(zhì)圖

礦區(qū)構(gòu)造以斷裂（層）、火山機構(gòu)為主，控制了礦區(qū)NNE、近SN、NNW、NE、NW向斷裂的展布和中燕山晚期淺成相雜巖體侵入和火山機構(gòu)的發(fā)育。

近SN、NNE、NNW向斷裂，為庫爾濱殼斷裂的次級壓扭性斷裂，呈線狀、大致具等間距展布，是該區(qū)主要的控巖控礦斷裂。

本區(qū)的火山機構(gòu)以火山通道為主，環(huán)狀、放射狀斷裂不發(fā)育。火山通道沿斷裂及其交切部位形成，熔巖狀次火山巖（潛流紋巖）侵入其中，潛火山巖體呈橢圓狀小巖株或巖脈狀分布，以近SN向最為發(fā)育。

礦體受近SN—NNW—NW向斷裂控制，賦存于中粗粒堿長花崗巖的強硅化蝕變帶和細粒堿長花崗巖、隱爆角礫巖及潛流紋巖的強硅化蝕變帶中。礦體與圍巖界線清晰，呈脈狀，陡傾斜。

礦石結(jié)構(gòu)以他形粒狀為主，自形、半自形粒狀次之，構(gòu)造以角礫狀、塊狀、浸染狀、脈狀—網(wǎng)脈狀為主，梳狀、晶簇、晶洞、條帶狀次之。

礦石金屬礦物：硫化物主要為黃鐵礦，其次為毒砂、方鉛礦、黃銅礦、輝銅礦、銅藍、閃鋅礦；氧化物主要為磁鐵礦、赤鐵礦（針鐵礦）、褐鐵礦；貴金屬礦物主要為銀金礦、自然銀、金銀礦、輝銀礦。

脈石礦物成分主要為：石英、玉髓、絹云母、螢石、方解石等。

礦床圍巖蝕變作用普遍而強烈，主要沿斷裂、隱爆角礫巖帶和交代石英巖帶分布。分帶性明顯，內(nèi)帶為交代石英巖帶，蝕變組合為石英巖化、玉髓化、絹云母化、冰長石化、綠泥石化、螢石化、黃鐵礦化；外帶為交代石英巖（礦體）兩側(cè)的硅化帶，蝕變組合為硅化、網(wǎng)脈狀硅化，伴有綠泥石化、高嶺土化、絹云母化、冰長石化、螢石化。與礦化關(guān)系密切的為灰色石英巖化、冰長石化。礦體主要賦存在內(nèi)帶。

2.2礦區(qū)地質(zhì)地球化學特征

2.2.1巖石地球化學特征

晚印支期堿長花崗巖和中燕山晚期細粒堿長花崗巖皆屬鈣堿性巖系，富硅、富堿、貧鈣，后者較前者硅質(zhì)、堿質(zhì)高，鈣質(zhì)低。在R1-R2多陽離子參數(shù)圖解中，分別落入造山晚期花崗巖區(qū)和造山期后花崗巖區(qū)[2]。

晚印支期堿長花崗巖∑REE=（101.31～121.68）× 10-6，LREE/HREE=8.46～15.71，δEu=0.428～0.584，δCe=1.121～1.188，為輕稀土富集型，銪異常明顯，呈近于對稱的“V”字型，具重熔（部分幔源分異）特點。中燕山晚期細粒堿長花崗巖∑REE=（65.44～95.51）×10-6，LREE/HREE=8.07～14.29,δEu=0.081～0.282，δCe= 0.930～1.071，二者為輕稀土富集型，銪虧損明顯，呈“V”字型，具重熔特點（圖3）。

潛流紋巖屬鈣堿性系列，在lgτ-lgσ圖解中落入消減帶火山巖區(qū)，形成于活動大陸邊緣。巖石∑REE=（74.94～90.01）×10-6，LREE/HREE=8.82～10.76，δEu=0.273～0.417，δCe=1.034～1.311，為稀土富集型，銪虧損明顯，呈“V”字型（圖3），具重熔特點。

圖3　東安金礦石、礦石稀土元素配分模式

礦石主要由SiO2組成，礦石：∑REE=（3.41～19.59）×10-6，LREE/HREE=2.82～8.73，δEu=0.446～0.90，δCe=1.001～1.128。為稀土富集型。

由此可見，晚印支期堿長花崗巖是上地幔分熔的弱堿性巖漿在上升過程中同化混染了地殼物質(zhì)而形成的，而且同化混染了含金基底物質(zhì)；在中燕山晚期部分熔融并入巖漿，形成細粒堿長花崗巖、潛流紋巖。

礦石的REE曲線形態(tài)與晚印支期堿長花崗巖、中燕山晚期細粒堿長花崗巖、潛流紋巖相似，表明其多來源特性。

該區(qū)基底張上元古界一面坡群額頭山組變質(zhì)酸中性火山—沉積建造，金豐度較高，片巖、千枚巖36.2×10-9，英安巖25.0×10-9，流紋斑巖2.8×10-9。為本區(qū)成巖成礦的主要物質(zhì)來源。作為主要礦化圍巖的中粗粒堿長花崗巖、細粒堿長花崗巖，原巖金豐度值較高，分別為15.6×10-9、15.8×10-9，富集系數(shù)分別為3.6、3.7。礦石中Au與Ag、Cu、As呈正相關(guān)，Ag與Au、Cu、Pb、Sb呈正相關(guān)，與中粗粒堿長花崗巖、細粒堿長花崗巖相關(guān)性一至，二者之間在物質(zhì)來源方面有明顯的依存性[3]。

2.2.2流體包裹體地球化學

流體包裹體分析結(jié)果表明，成礦流體液相成分主要為K+、Cl-，氣相成分主要為HO2和CO2，成礦流體主要為中低溫、弱酸性。最佳成礦溫度為144℃～348℃（圖4）。成礦流體鹽度分布范圍為2.06%～8.36%，主要集中于4%～8%，具有隨溫度降低而降低的規(guī)律。成礦早期溫度較高（＞300℃），鹽度較高（一般＞7%），成礦中期溫度降低（200℃～300℃），鹽度下降（一般5%～7%），成礦晚期成礦溫度低（＜200℃），鹽度低（一般＜5%）。表明源于巖漿水成礦流體，隨成礦作用的進行大氣降水在不斷的加入。成礦壓力為（48.75～382.88）×105Pa，以（100～250）×105Pa居多。由公式H[5]=（P為成礦壓力），結(jié)合流體包裹體測溫結(jié)果，東安金礦的成礦初始深度為0.2～1.0km，屬淺成—超淺成環(huán)境。

圖4　溫度頻率分布直方圖

2.2.3氫氧同位素地球化學

成 礦 流 體 δ18OH2O為 0.6‰ ～4.0‰ ,δDH2O為-90‰～-98‰,在δD～δ18O關(guān)系圖上，本區(qū)成礦熱液的氫氧同位素投影點落在巖漿水和大氣水之間的區(qū)域內(nèi)，反映了成礦流體由大氣水和巖漿水混合組成的特點[4]。

3　成礦階段與時代

3.1成礦階段

根據(jù)礦床產(chǎn)出的野外地質(zhì)特征、礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物共生組合、圍巖蝕變作用、流體包裹體測溫成果以及含金差異性，可將礦床成礦作用過程劃分為熱液期和表生期。礦石礦物主要在熱液期生成。以熱液期成礦作用過程將礦物生成順序，分為成礦早期、成礦期和成礦晚期共計6個生成階段。

成礦早期：絹云母—石英階段：早期成礦熱液使長石類礦物的絹云母化和角閃石、黑云母類等暗色礦物的綠泥石化過程中，可游離出多余的SiO2形成石英，石英與絹云母類礦物混雜伴生。其形成溫度較高（＞300℃），鹽度較高（一般＞7%）。該階段以微晶石英和絹云母為特征，金礦化較弱。

成礦期：乳白色石英階段、灰色石英—冰長石階段、石英—綠泥石—硫化物階段、網(wǎng)脈狀白色石英階段：由于大氣降水的不斷加入，成礦熱液溫度（200℃～300℃）降低，鹽度下降，使飽和SiO2流體發(fā)生冷卻形成石英，鉀長石類礦物變?yōu)楸L石。該階段石英的結(jié)晶程度高，晶洞、晶簇和梳狀構(gòu)造以及冰長石發(fā)育，并有他形細粒黃鐵礦伴生，為主要成礦階段。

成礦晚期：玉髓—螢石階段：該階段以玉髓狀硅化細脈、網(wǎng)脈發(fā)育為特征，脈寬幾厘米至十幾厘米。該階段由于主成礦期后大氣降水大量加入，使成礦溫度（＜200℃）、鹽度（＜5%）更低，金礦化較弱。

3.2成礦時代

由礦石Rb-Sr全巖測年結(jié)果，東安金礦的成礦Rb-Sr等時線年齡為108Ma，與容礦火山—侵入雜巖112Ma的Rb-Sr等時線年齡十分相近，僅晚4Ma，表明二者具有極為密切的時間關(guān)系。

4　成礦模型

4.1成礦物質(zhì)來源

由氫氧同位素地球化學和流體包裹體地球化學特征可知，本礦床成礦流體中的水是大氣降水與巖漿水的混合水。巖石地球化學特征顯示成礦物質(zhì)主要來源于熔融巖漿。

4.2成礦溫壓條件

本區(qū)金礦主要成礦作用溫度范圍為260℃～300℃，鹽度2.06%～8.36%，成礦壓力為（48.75～382.88）×105Pa，屬淺成低溫熱液型。

4.3金的遷移形式和金的沉淀

（1）金的遷移形式。金的氯絡(luò)合物和硫絡(luò)合物是金在熱液中遷移的主要方式。前人的研究表明（Seward，1984）[6]，中低溫、弱酸性條件有利于金氯絡(luò)合物（[AuCl4]-和[AuCl2]-）的形成，中低溫、弱堿性和硫濃度較高時有利于金硫絡(luò)合物（[AuS]-和[Au(HS)2]-）的形成。流體包裹體氣、液相成分分析結(jié)果表明，本區(qū)成礦流體液相成分主要為K+、Cl-、F-氣相成分主要為上HO2和CO2，成礦流體主要為中低溫、弱酸性，金主要是呈金氯絡(luò)合物形式遷移。

（2）金的沉淀。深部高溫成礦流體向上運移過程中，搬運金銀的成礦熱液體系處于相對動態(tài)平衡。當成礦流體沿構(gòu)造裂隙運移至淺部的開放體系使壓力迅速降低，引起熱液劇烈沸騰，同時由于大氣水的加入，使體系的物理化學條件（溫度、壓力、礦化劑元素的濃度、pH值）迅速發(fā)生變化而使平衡受到破壞時，溶液的氧化還原電位改變，金銀發(fā)生沉淀。

4.4成礦模式

該區(qū)中生代處在濱太平洋大陸邊緣活動帶——拉張地球動力學環(huán)境，拉張斷陷作用強烈，尤其是早侏羅世—早白堊世中期強烈的中燕山運動，伴隨大規(guī)模的斷裂活動，產(chǎn)生一系列的NE、NW、SN向殼斷裂和斷陷盆地，導致中—中酸性火山噴發(fā)—超淺成相雜巖體侵入和火山機構(gòu)發(fā)育，使巖漿分異的脈巖（細粒堿長花崗巖、潛流紋巖等）沿斷裂方向就位，形成地球化學障。之后隨著中燕山晚期幔源物質(zhì)的加入，地殼物質(zhì)重熔及花崗巖的部分熔融和混合巖化作用形成富Au、Ag的花崗巖漿，巖漿的分異作用使以水為主體的揮發(fā)份攜帶著大量的溶解鹽（K+、Cl-、F-等）和金屬元素（Au、Ag等）從巖漿中餾出，形成巖漿期后熱液。熱液沿斷裂、接觸帶、火山機構(gòu)等構(gòu)造向淺部（0.2～1.0km）運移過程中，又淋濾了上元古界一面坡群變質(zhì)基底成礦物質(zhì)，伴隨大氣降水的加入，在流體混合和淺部減壓作用下使含礦流體沸騰，導致溫度下降（＜300℃），蒸氣揮發(fā)，pH值改變，壓力的進一步減小，強烈的沸騰作用和熱液爆破導致了復雜的角礫巖化和再角礫巖化，礦物質(zhì)與外來物質(zhì)混合、滲透，物理化學條件迅速發(fā)生變化，溶液的氧化還原電位改變，金的絡(luò)合物（[AuCl]-和[AuCl4]-）被破壞，大部分金銀發(fā)生沉淀，并形成石英和冰長石，之后大氣降水大量加入，使成礦溫度（＜200℃）、鹽度（＜5%）更低，剩余金繼續(xù)沉淀，導致玉髓和低溫螢石產(chǎn)生，形成淺成低溫熱液型金礦床。

[1]黑龍江省地質(zhì)局.黑龍江省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京：地質(zhì)出版社，1994.

[2]邱家驤，林景仟.巖石化學[M].北京：地質(zhì)出版社，1991.

[3]牟保磊.元素地球化學[M].北京：北京大學出版社，1999.

[4]廖啟林，戴塔根.新疆北部淺成低溫熱液型金礦成礦地球化學特征初探[J].地質(zhì)地球化學，2000，28（2）.

[5]Denquist J W,Lowenstern J B.The Role of Magmas in the Formation of Hydrothermal Ore Deposit[J].Nature,1994,370:519-527.

[6]Seward T M.The Transport and Deposition of Gold in Hydrothermal Systems.Gold’The geology[J].Geochemistry and Genesis of Gold Deposits.Rotterdam:A A Balkman,1984：165-181.

P618.51

A

1004-5716（2015）07-0135-04

2014-08-01

2014-08-01

邢林（1985-），女（漢族），黑龍江樺南人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)勘查工作。