大興安嶺北段寶興溝金礦床成礦流體特征及礦床成因

李向文，張志國，王可勇，孫加鵬，楊吉波，楊 賀

1.武警黃金第三支隊(duì)，哈爾濱 150086 2.武警警種學(xué)院，北京 102202 3.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,長春 130061

0 引言

寶興溝金礦位于大興安嶺北段上黑龍江成礦帶。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，目前在成礦帶西部發(fā)現(xiàn)了砂寶斯(大型)、三十二站(中型)、虎拉林、砂寶斯林場(chǎng)、老溝、八里房、洛古河等多個(gè)金及多金屬礦床[1-3]。近來年，在成礦帶的東部也取得了較好的找礦效果，繼二十一站銅金礦床后，先后發(fā)現(xiàn)了寶興溝、十五里橋、二十一站河、腰站林場(chǎng)等金礦床(點(diǎn))。成礦帶內(nèi)礦床類型包括中高溫?zé)嵋弘[爆角礫巖型、斑巖型、中溫?zé)嵋盒?、淺成低溫?zé)嵋盒偷萚1-7]。本文研究對(duì)象寶興溝金礦位于成礦帶的東部，為2008年武警黃金第三支隊(duì)在查證開庫康-依西肯地區(qū)1∶10萬水系沉積物測(cè)量異常時(shí)所發(fā)現(xiàn)。經(jīng)過6年的地質(zhì)勘查工作，該金礦共發(fā)現(xiàn)5條礦化蝕變帶，目前已達(dá)到大型巖金礦床規(guī)模*武警黃金第三支隊(duì). 黑龍江省寶興溝金礦區(qū)巖金礦普查報(bào)告. 哈爾濱：武警黃金第三支隊(duì)，2015.。

近幾年來，一些學(xué)者對(duì)該礦床在物化探找礦模型、礦床地球化學(xué)、成礦時(shí)代、礦床成因等方面進(jìn)行了初步研究。主要認(rèn)識(shí)表現(xiàn)在以下4方面：對(duì)礦床地質(zhì)特征和找礦標(biāo)志進(jìn)行了較好的總結(jié)，金礦化體賦存于二十二站組砂巖內(nèi)，金礦化與閃長巖、閃長玢巖侵入作用密切相關(guān)等[8]；進(jìn)行了物化探找礦模式與找礦工作方法總結(jié)，初步建立了大興安嶺北段沉積巖區(qū)物化探找礦模式[9-10]；礦床形成于早白堊世伸展環(huán)境[11]，受控于火山斷陷盆地的邊緣和構(gòu)造交匯部位的火山穹窿中心和周邊，具斑巖型-淺成低溫?zé)嵋盒蜔嵋撼傻V系統(tǒng)特征[12-13]；主要成礦階段的成礦溫度峰值集中于280.00～320.00 ℃，成因類型屬中淺成中溫?zé)嵋旱V床[8]。本文在前人研究成果的基礎(chǔ)上，通過流體包裹體、氫氧硫同位素系統(tǒng)測(cè)試，對(duì)礦床成因進(jìn)行進(jìn)一步分析與探討，以期為大興安嶺北部上黑龍江成礦帶成礦理論研究和下步勘查工作提供有益的幫助。

1 成礦地質(zhì)背景

寶興溝金礦床大地構(gòu)造位置屬于天山—興蒙造山帶大興安嶺弧盆系東北部，漠河前陸盆地東南部二十二站拗陷帶和秀水山逆推帶交接部位*黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院. 黑龍江省礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)報(bào)告. 哈爾濱：黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院，2013.(圖1a)。中-晚侏羅世，隨著蒙古-鄂霍茨克洋迅速關(guān)閉，形成了漠河前陸盆地；早白堊世早期，受蒙古-鄂霍茨克構(gòu)造帶的影響，擠壓環(huán)境轉(zhuǎn)換為引張環(huán)境，盆地演化為火山斷陷盆地[14]，對(duì)應(yīng)區(qū)域上地層主要發(fā)育中生界上侏羅統(tǒng)、下白堊統(tǒng)*武警黃金第三支隊(duì). 黑龍江大興安嶺十五里橋等9幅1∶5萬綜合地質(zhì)調(diào)查考核報(bào)告. 哈爾濱：武警黃金第三支隊(duì)，2016.。上侏羅統(tǒng)額木爾河群在區(qū)內(nèi)最為發(fā)育(圖1b)，主要有開庫康組(J3k)、二十二站組(J3er)和漠河組(J3m)。三者分布面積最大，呈整合接觸，主要為各粒級(jí)陸源碎屑巖。漠河盆地的沉積蓋層是區(qū)內(nèi)金礦化的物質(zhì)來源之一。二十二站組為區(qū)內(nèi)最有利成礦地質(zhì)單元，其金豐度值明顯高于其他地層，上黑龍江成礦帶西部的砂寶斯、三十二站等金礦床以及寶興溝金礦床均賦存于該組內(nèi)，漠河組次之[2]。下白堊統(tǒng)主要為龍江組(K1l)、光華組(K1gn)、甘河組(K1g)。從目前勘查成果看，龍江組為區(qū)內(nèi)最為有利成礦地層，區(qū)內(nèi)十五里橋金礦床賦存于該地層內(nèi)。構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主，主要為EW向、NE向、NW向和NS向，NE向構(gòu)造與該區(qū)金礦化關(guān)系較為密切。巖漿巖以中生代中酸性侵入巖為主，以秀水山巖體規(guī)模最大，主要巖性為二長花崗巖、似斑狀花崗閃長巖等，形成于早白堊世早期。亦多見脈狀或小巖株侵入巖：其一為晚侏羅世花崗細(xì)晶巖；其二為早白堊世花崗斑巖、花崗閃長斑巖、閃長巖、閃長玢巖，該期巖漿的侵入對(duì)區(qū)域有色金屬及貴金屬礦床的形成具有明顯的控制作用，為金礦化提供了熱源、賦礦空間及成礦物質(zhì)來源，是金礦成礦的主導(dǎo)因素[1,8,11]。

1.第四系；2.漸新統(tǒng)-上新統(tǒng)孫吳組；3.下白堊統(tǒng)甘河組；4.下白堊統(tǒng)光華組；5.下白堊統(tǒng)龍江組；6.上侏羅統(tǒng)漠河組；7.上侏羅統(tǒng)二十二站組；8.上侏羅統(tǒng)開庫康組；9.白堊紀(jì)二長花崗巖；10.花崗斑巖；11.花崗閃長巖；12.花崗閃長斑巖；13.石英閃長巖；14.實(shí)測(cè)/推測(cè)斷層；15.金礦床；16.銅金礦床；17.三級(jí)構(gòu)造單元界線；18.四級(jí)構(gòu)造單元界線。I-3-1.漠河前陸盆地：I-3-1-1.老溝逆推帶；I-3-1-2.二十二站拗陷帶；I-3-1-3.秀水山逆推帶；I-3-1-4.富拉罕逆推帶。I-3-2.額爾古納島?。篒-3-2-1.額爾古納微地塊；I-3-2-2.白卡魯山火山??；I-3-2-3.興華微地塊；I-3-2-4.環(huán)宇—新林蛇綠混雜巖帶；I-3-2-5.翠崗陸表海盆。圖1 寶興溝大地構(gòu)造位置(a)及區(qū)域地質(zhì)簡圖(b)Fig.1 Tectonic setting (a) and regional geological map(b) of Baoxinggou gold deposit

成礦帶東部除寶興溝金礦床，還有十五里橋金礦床和二十一站銅金礦床。十五里橋金礦化體主要賦存于龍江組以安山巖為主的火山巖地層內(nèi)，受NE向斷裂構(gòu)造控制，金礦化與石英脈關(guān)系較為密切[7]。二十一站銅金礦床金礦體分布于二十一站復(fù)式巖體第一期花崗閃長巖與二十二站組碎屑巖內(nèi)外接觸帶內(nèi)，總體呈NW向展布；銅礦化體分布于二十一站復(fù)式巖體內(nèi)，在第二侵入期花崗閃長斑巖周圍形成銅礦體，呈NE向展布[4]。寶興溝金礦床成礦熱液系統(tǒng)與區(qū)域上十五里橋金礦床、二十一站銅金礦床應(yīng)屬同一成礦系統(tǒng)，受漠河前陸盆地和早白堊世火山-巖漿活動(dòng)控制[15]。

2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)地層主要發(fā)育有上侏羅統(tǒng)二十二站組，其次為漠河組(圖2)。二十二站組出露廣泛，主要巖性為灰黑色粗中粒巖屑長石砂巖、中粒長石砂巖、長石石英砂巖等；漠河組僅在西北部少量出露，主要為灰黃色中粗粒長石巖屑砂巖，夾少量礫巖、細(xì)粒砂巖薄層及煤線。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要為NE向、NW向和近EW向構(gòu)造斷裂，其中NE向及近EW向斷裂控制了區(qū)內(nèi)脈巖及礦化體的展布，是主要的控礦構(gòu)造。礦區(qū)內(nèi)侵入巖可以分為兩期：一期為晚侏羅世，主要巖性為花崗細(xì)晶巖，侵位時(shí)間為156.00 Ma[11]，目前調(diào)查結(jié)果顯示其與金礦化沒有直接聯(lián)系，Ⅱ號(hào)礦化蝕變帶總體沿其西部邊緣分布；另外一期為早白堊世中早期，主要表現(xiàn)為(石英)閃長巖、閃長玢巖、二長巖呈巖脈或小巖珠形式侵入于二十二站組，侵位時(shí)間為118.00～125.00 Ma[2]。兩者侵位時(shí)間相差約30.00 Ma。(石英)閃長巖脈、閃長玢巖脈與金礦成礦關(guān)系密切，Ⅰ號(hào)礦化蝕變帶位于石英閃長巖、閃長玢巖與二十二站組砂巖接觸內(nèi)外帶中。

寶興溝金礦床共發(fā)現(xiàn)5條礦化蝕變帶，以Ⅰ、Ⅱ號(hào)金礦化蝕變帶為主。I號(hào)金礦化蝕變帶，長1 120.00 m，寬760.00 m，總體走向25.00°左右，傾向SE，傾角40.00°左右，礦化體賦存于二十二站組砂巖與石英閃長巖、閃長玢巖接觸內(nèi)外帶內(nèi)，賦礦圍巖主要為蝕變砂巖、蝕變閃長巖、蝕變閃長玢巖及其破碎蝕變巖等。Ⅱ號(hào)金礦化蝕變帶位于礦區(qū)東北部，Ⅰ號(hào)金礦帶的東部，長780.00 m，寬730.00 m，地表主要出露二十二站組砂巖和花崗細(xì)晶巖，深部可見黑云母閃長玢巖和花崗閃長巖等，金礦化體主要賦存于蝕變砂巖中。

礦石結(jié)構(gòu)主要有他形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形結(jié)構(gòu)、交代溶蝕結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)等，礦石構(gòu)造主要為稀疏浸染狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、稠密浸染狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造。礦石內(nèi)金屬硫化物體積分?jǐn)?shù)較少，約占礦石的4.39%，以黃鐵礦、毒砂為主，是區(qū)內(nèi)主要載金礦物，含少量黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、輝銻礦、脆硫銻鉛礦、磁黃鐵礦等，次生銅礦物主要為輝銅礦、銅藍(lán)、黝銅礦；脈石礦物以石英、長石為主，次為絹云母、綠泥石、方解石、石墨、鋯石、高嶺土、鐵鎂石類等低溫?zé)嵋何g變礦物組合。金礦物組成以自然金為主、含少量銀金礦，自然金平均成色為880.40‰，金礦物粒度以微粒金為主，次為細(xì)粒金和中粒金。

1.第四系現(xiàn)代堆積物；2.上侏羅統(tǒng)漠河組；3.上侏羅統(tǒng)二十二站組；4.早白堊世(石英)閃長巖；5.早白堊世閃長玢巖；6.晚侏羅世花崗細(xì)晶巖；7.斷裂構(gòu)造；8.礦體；9.槽探及編號(hào)；10.鉆孔及編號(hào)。圖2 寶興溝金礦床地質(zhì)圖Fig.2 Geologic map of Baoxinggou gold deposit

依據(jù)脈體穿插關(guān)系、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物共生組合等特征，礦床熱液成礦作用可劃分為3個(gè)階段。

黃鐵礦±毒砂-石英(Ⅰ)階段：成礦早期階段。金屬礦物主要為黃鐵礦和毒砂。黃鐵礦多呈半自形-他形粒狀，亦見團(tuán)塊狀分布，或沿微裂隙呈細(xì)脈狀分布。毒砂以中、粗粒為主，粒度粗大，裂隙發(fā)育，顆粒碎裂或碎粒化現(xiàn)象較為明顯。脈石礦物主要為煙灰色-乳白色石英。

多金屬硫化物-石英(Ⅱ)階段：金的主要成礦階段。金屬礦物主要為毒砂、黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦等礦物。金礦物主要與毒砂和黃鐵礦關(guān)系較為密切，黃鐵礦、毒砂主要為細(xì)粒、微細(xì)粒，呈稀疏浸染狀、浸染狀、稠密浸染狀分布，自形程度較差。脈石礦物主要為石英，常呈煙灰色細(xì)脈狀或細(xì)網(wǎng)狀。

少硫化物-碳酸鹽(Ⅲ)階段：晚成礦階段。僅見少量的自形立方體黃鐵礦。脈石礦物為石英和方解石，一般呈不規(guī)則狀、脈狀或細(xì)網(wǎng)脈，常沿節(jié)理裂隙充填；偶見石墨。含礦性差。

3 流體包裹體特征

流體包裹體樣品主要采自寶興溝金礦床Ⅰ號(hào)礦化蝕變帶，采集樣品44件，以鉆孔樣品為主，并挑選出有代表性樣品17件進(jìn)行了礦相學(xué)和流體包裹體顯微測(cè)溫，其中Ⅰ階段8件、Ⅱ階段樣品6件、Ⅲ階段樣品3件(表1)。測(cè)試工作由吉林大學(xué)地質(zhì)流體實(shí)驗(yàn)室完成。

3.1流體包裹體巖相學(xué)

寶興溝金礦床各成礦階段的流體包裹體均較為發(fā)育，可見氣液兩相包裹體(LV)、富氣相包裹體(FV)和含CO2三相包裹體(HCO2)3種類型(圖3)。

氣液兩相包裹體(LV) 室溫下，該類包裹體主要由液相和氣泡兩相組成，氣液比一般較低，為15.00%～25.00%，個(gè)別較大者可達(dá)40.00%，加熱均一到液相。包裹體大小差異較大，一般為7.00～11.00 μm，其形態(tài)一般呈橢圓狀、長條狀及不規(guī)則狀等。該類型包裹體多隨機(jī)成群分布，或與含CO2三相包裹體共生，分布各階段石英顆粒中，在方解石和閃鋅礦中亦發(fā)育有少量氣液兩相包裹體。

富氣相包裹體(FV) 室溫下，該類包裹體主要由液相和氣泡兩相組成，氣液比一般為65.00%～80.00%，個(gè)別較大者可達(dá)90.00%，加熱均一到液相。包裹體大小總體為5.00～12.00 μm，其形態(tài)多為不規(guī)則及長條形等，分布在成礦早期Ⅰ階段石英顆粒內(nèi)。

含CO2三相包裹體(HCO2) 室溫下，該類包裹體主要由氣相CO2、液相CO2、鹽水液相組成，加熱后均一到液相。CO2比例變化較大，一部分為30.00%～45.00%，CO2氣相占CO2相總體的5.00%～10.00%；另一部分為65.00%～90.00%，CO2氣相占CO2相總體的25.00%～30.00%，包裹體顏色較深，暗示其密度較小的特點(diǎn)。該類包裹體個(gè)體較小，一般為7.00～10.00 μm，其形態(tài)一般呈長條形、橢圓狀等，常與氣液兩相型共生。主要分布在成礦中早期第Ⅰ、Ⅱ階段，且第Ⅰ階段明顯多于Ⅱ階段。

表1 研究區(qū)樣品描述及采樣位置

上述3類包裹體形態(tài)較為規(guī)則，在測(cè)試礦物中具有明顯的隨機(jī)分布的特征，表明其多屬于原生流體包裹體，近于同時(shí)捕獲[16]。

3.2 流體包裹體均一溫度、鹽度、密度及壓力估算

本文利用Linkam THMSG-600兩用型冷熱臺(tái)，對(duì)寶興溝金礦區(qū)各成礦階段流體包裹體進(jìn)行了顯微測(cè)溫研究(表2，圖4)。

黃鐵礦±毒砂-石英(Ⅰ)階段該礦化階段(成礦早期)石英脈中包裹體較為發(fā)育，主要有LV型、HCO2型和FV型包裹體。

a.富氣相包裹體和氣液兩相包裹體；b.含CO2三相包裹體和氣液兩相包裹體。LH2O.液相水；VH2O.氣相水；LCO2.液相CO2；VCO2.氣相CO2。圖3 寶興溝金礦床流體包裹體巖相學(xué)特征Fig.3 Characteristics of fluid inclusions in Baoxianggou gold deposit

成礦階段測(cè)試礦物流體包裹體類型數(shù)量大小/um氣液比/%冰點(diǎn)溫度/℃包裹體完全均一溫度/℃w (NaCl)/% 密度/(g/cm3)靜水壓力/MPaⅠ石英HCO2型196.00～10.0030.00～90.005.00～35.00*6.60～8.00**265.30～334.20(294.30)3.95～6.46(5.24)0.59～0.70(0.64)21.08～27.70(24.80)石英FV型246.00～12.0065.00～85.00-3.40～-0.90264.40～355.40(300.30)1.60～5.60(3.10)0.60～0.81(0.73)18.90～27.21(22.28)石英LV型3144.00～15.0015.00～30.00-14.00～-8.50200.20～355.50(250.70)2.57～12.30(6.45)0.68～0.93(0.85)15.95～31.62(22.39)Ⅱ石英HCO2型67.00～10.0035.00～40.005.00～10.00*7.10～8.10**229.80～276.40(254.80)3.76～5.59(4.78)0.80～0.86(0.83)18.83～23.74(20.99)石英LV型1244.00～12.0010.00～40.00-7.70～-2.80185.00～315.00(242.60)4.60～11.30(6.90)0.75～0.94(0.86)17.06～32.65(22.21)閃鋅礦LV型76.00～12.0020.00-4.30～-4.20220.00～249.00(242.00)6.74～6.88(6.82)0.86～0.89(0.86)19.96～22.73(22.09)Ⅲ石英LV型304.00～14.0010.00～25.00-6.40～-2.40109.00～235.00(194.90)4.30～9.70(6.40)0.88～0.98(0.92)10.20～24.04(17.44)方解石LV型254.00～22.0010.00-5.60～-1.00121.00～243.00(181.90)1.74～8.68(4.76)0.88～1.00(0.92)9.64～23.90(14.86)

注：*為CO2氣相占CO2相的比例；**為CO2籠形物消失溫度；(n)為平均值。

a、b.Ⅰ階段；c、d.Ⅱ階段；e、f.Ⅲ階段。圖4 寶興溝金礦床流體包裹體均一溫度與鹽度直方圖Fig.4 Histograms of homogeneous temperature and salinity of fluid inclusions in the Baoxinggou gold deposit

HCO2型包裹體共測(cè)得19組數(shù)據(jù)。冷凍升溫過程中，測(cè)得固體CO2融化溫度為-57.60～-56.70 ℃，CO2籠形物消失溫度為6.60～8.00 ℃，據(jù)此計(jì)算[17]鹽度(w(NaCl))為3.95%～6.46%，峰值為4.00%～6.00%；包裹體均一至液相，均一溫度為265.30～334.20 ℃，峰值為275.00～300.00 ℃(圖4a、b)；根據(jù)均一溫度和鹽度，計(jì)算密度[18]和壓力[19]依次為0.59～0.70 g/cm3、21.08～27.70 MPa。

FV型包裹體共測(cè)得24組數(shù)據(jù)。包裹體冰點(diǎn)溫度為-3.40～-0.90 ℃，鹽度為1.60%～5.60%，峰值為2.00%～4.00%；均一到氣相，完全均一溫度為264.40～355.40 ℃，峰值為275.00～300.00 ℃(圖4a，b)；計(jì)算得出流體密度為0.60～0.81 g/cm3，靜水壓力為18.90～27.21 MPa。

LV型包裹體本階段最為發(fā)育，共測(cè)得314組數(shù)據(jù)。其冰點(diǎn)溫度為-14.00～-8.50 ℃，鹽度為2.57%～12.30%，峰值為6.00%～8.00%；包裹體均一至液相，均一溫度為200.20～355.50 ℃，峰值為225.00～275.00 ℃(圖4a、b)；計(jì)算得出密度和壓力依次為0.68～0.93 g/cm3、15.95～31.62 MPa。

多金屬硫化物-石英(Ⅱ)階段該階段(主成礦期)主要發(fā)育有HCO2型和LV型包裹體。

HCO2型包裹體共測(cè)得6組數(shù)據(jù)，與Ⅰ階段相比，數(shù)據(jù)明顯減少。冷凍升溫過程中，測(cè)得固體CO2融化溫度為-57.40～-56.80 ℃，CO2籠形物消失溫度為7.10～8.10 ℃，計(jì)算得出鹽度為3.76%～5.59%，峰值為4.00%～6.00%；包裹體均一至液相，均一溫度為229.80～276.40 ℃，峰值為250.00～275.00 ℃(圖4c，d)；密度和壓力依次為0.80～0.86 g/cm3、18.83～23.74 MPa。

LV型包裹體，在石英中測(cè)得124組數(shù)據(jù)、閃鋅礦中測(cè)得7組數(shù)據(jù)，兩者均一溫度與鹽度等參數(shù)幾乎沒有差距。測(cè)得石英中包裹體冰點(diǎn)溫度跨度大，為-7.70～-2.80 ℃，閃鋅礦中冰點(diǎn)溫度較為集中，為-4.30～-4.20 ℃，鹽度分別為4.60%～11.30%和6.74%～6.88%，峰值為6.00%～8.00%；包裹體均一至液相，均一溫度分別為185.00～315.00 ℃和220.00～249.00 ℃，總體峰值為225.00～250.00 ℃(圖4c，d)；密度和壓力依次為0.75～0.94 g/cm3、17.06～32.65 MPa。

該階段鹽度與均一溫度略低于成礦早期，總體Ⅰ、Ⅱ階段包裹體上均一溫度峰值為225.00～300.00 ℃，鹽度為2.00%～10.00%。

少硫化物-碳酸鹽(Ⅲ)階段該階段(成礦晚期)包裹體較為簡單，僅為LV型包裹體，在石英顆粒中測(cè)得30組數(shù)據(jù)、方解石測(cè)得25組數(shù)據(jù)。測(cè)得石英中包裹體冰點(diǎn)溫度為-6.40～-2.40 ℃，方解石中冰點(diǎn)溫度為-5.60～-1.00 ℃，計(jì)算鹽度分別為4.30%～9.70 %和1.74%～8.68%，峰值分別為4.00%～8.00%和2.00%～4.00%；包裹體均一至液相，均一溫度分別為109.00～235.00 ℃和121.00～243.00 ℃，峰值分別為200.00～225.00 ℃和175.00～200.00 ℃(圖4e，f)；密度分別為0.88～0.98 g/cm3、0.88～1.00 g/cm3，壓力依次為10.20～24.04 MPa、9.64～23.90 MPa。

晚階段鹽度與均一溫度明顯低于主成礦階段，均一溫度峰值集中于175.00～225.00 ℃，鹽度為4.00%～8.00%。

4 穩(wěn)定同位素特征

4.1 氫氧同位素

挑選6件流體包裹體樣品中石英進(jìn)行氫、氧同位素測(cè)試分析，其中成礦期第Ⅰ階段2件，第Ⅱ階段3件，成礦晚期第Ⅲ階段1件(表3)。根據(jù)石英-水同位素分餾方程[20]并結(jié)合每個(gè)樣品的流體包裹體均一溫度測(cè)試結(jié)果，計(jì)算各樣品δ18OSMOW值。結(jié)果表明：第Ⅰ、Ⅱ階段差異不明顯，δ18O為10.20‰～13.20‰，δDSMOW為-131.00‰～-114.00‰，計(jì)算得出δ18OSMOW為1.00‰～4.00‰；第Ⅲ階段δ18O為11.70‰，δDSMOW為-108.00‰，δ18OSMOW為-1.89‰。氫氧同位素關(guān)系圖解(圖5)顯示：第Ⅰ、Ⅱ階段樣品較為集中，位于巖漿水和大氣降水線之間，偏向于巖漿水一方，說明成礦中早期成礦流體以巖漿水為主，有少量的大氣降水或地層水加入；第Ⅲ階段更偏向大氣降水，說明有更多的大氣降水加入。

圖5 寶興溝金礦床成礦流體氫氧組成投點(diǎn)圖Fig.5 Diagram of δDSMOW versus- δ18OSMOW of the fluid in Baoxinggou gold deposit

序號(hào)成礦階段樣號(hào)δ18O/‰δDSMOW/‰包裹體均一溫度/℃ δ18OSMOW/‰1ⅠBXG-910.20-122.00245.001.002BXG-2311.20-114.00250.002.243ⅡBXB-1713.20-118.00245.004.004BXB-1811.40-123.00242.002.055BXB-1911.80-131.00234.002.056ⅢBXB-3511.70-108.00173.00-1.89

注：測(cè)試單位為中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，2013。

4.2 硫同位素

本次對(duì)寶興溝金礦床礦石中的黃鐵礦與毒砂進(jìn)行了硫同位素測(cè)試。黃鐵礦共測(cè)得15件樣品(表4)，δ34SV-CDT為1.50‰～4.10‰，平均值為2.84‰；毒砂測(cè)得2件樣品，分別是3.00‰和4.20‰，比黃鐵礦稍高，但總體相當(dāng)。礦石中的黃鐵礦及毒砂的δ34SV-CDT為1.50～4.20‰，主要集中于2.50‰～3.00‰，算術(shù)平均值為2.77‰，變化范圍較窄，且總體具有一定的塔式效應(yīng)(圖6)，全是正值，屬偏重硫同位素，說明硫同位素均一化程度高，硫來源比較單一[21]。

圖6 寶興溝金礦床硫同位素分布直方圖Fig.6 Histogram of the sulfur isotope in Baoxinggou gold deposit

表4 寶興溝金礦床硫穩(wěn)定同位素分析結(jié)果

注：樣品由中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所測(cè)試，2013年。*為砂寶斯金礦床樣品，由中國地質(zhì)科學(xué)院礦床所實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，2002年。

5 礦床成因

5.1 區(qū)域地質(zhì)演化

早侏羅世-晚侏羅世，因古太平洋板塊對(duì)歐亞大陸的俯沖作用，蒙古鄂霍茨克洋由西向東迅速閉合，洋殼向中國東北拼貼板塊俯沖，期間形成漠河盆地，其被眾多學(xué)者認(rèn)為是與蒙古-鄂霍茨克造山有關(guān)的前陸盆地[22]。晚侏羅世，盆地開始接受沉積，形成了繡峰組，以巨礫、粗礫為主的礫巖，含礫砂巖等。晚侏羅世中晚期，盆地逐漸萎縮，水體經(jīng)歷由加深、擴(kuò)大到逐漸變淺、湖面縮小，形成二十二站組和漠河組河湖相各粒級(jí)的陸源碎屑巖，同時(shí)夾有湖沼相煤層[23]。盆地物源主要為含金豐度值較高的興華渡口巖群中級(jí)變質(zhì)巖及古生代中-低級(jí)變質(zhì)巖及古生代花崗巖類。

白堊紀(jì)，由于中--晚侏羅世碰撞造山增厚地殼性拆沉，蒙古-鄂霍茨克構(gòu)造帶及鄰區(qū)產(chǎn)生強(qiáng)烈的區(qū)域引張作用，包括大興安嶺北部，由擠壓環(huán)境向伸展環(huán)境轉(zhuǎn)換，盆地由前陸盆地轉(zhuǎn)換為火山斷陷盆地[14,23-26]，期間發(fā)生了廣泛而強(qiáng)烈的火山作用和巖漿活動(dòng)，導(dǎo)致深部熔融的地幔物質(zhì)沿已形成的斷裂帶強(qiáng)烈上涌，形成下白堊統(tǒng)塔木蘭溝組、龍江組、光華組、甘河組等火山巖地層和閃長巖、閃長玢巖等淺成侵入體。巖漿在上涌過程中為成礦提供了大量的熱源和部分成礦物質(zhì)，與地層發(fā)生的廣泛成礦流體交換最終在成礦有利部位富集，即在盆地基底及蓋層內(nèi)形成了一系列金及多金屬礦床(點(diǎn))[15]，寶興溝金礦床亦為其中之一。

5.2 成礦流體演化及來源

隨著閃長巖-閃長玢巖的上侵，其與圍巖二十二站組發(fā)生水巖反應(yīng)，早期(Ⅰ階段)發(fā)育的富氣相包裹體、含CO2包裹體流體均一溫度略高于氣液兩相包裹體(平均值由250.00～300.00 ℃降至240.00～250.00 ℃)，前兩種包裹體鹽度又明顯低于氣液兩相包裹體，說明該階段是由巖漿水與少量大氣降水混合作用造成的[27-28]；隨著大氣降水的加入，成礦期(Ⅱ階段)含CO2三相包裹體明顯減少，未見有富氣相包裹體，均一溫度峰值為225.00～250.00 ℃，鹽度峰值總體為6.00%～8.00%，與成礦早期(Ⅰ階段)相比，均稍有降低；而到了成礦晚期(Ⅲ階段)，僅發(fā)育氣液兩相包裹體，其均一溫度明顯低于前兩個(gè)階段，鹽度略有減小。由溫度-鹽度-密度關(guān)系圖(圖7)可知，包裹體分布可劃分為兩部分，大部分為氣液兩相流體包裹體，其均一溫度、鹽度投于相對(duì)集中的區(qū)域，相互重疊，且包裹體均一溫度值總體相近；另一小部分為含CO2三相包裹體和富氣相包裹體，數(shù)據(jù)相對(duì)集中。綜上表明，區(qū)內(nèi)成礦期流體為簡單含CO2中低溫、低鹽度的NaCl-H2O熱液體系[16]，成礦早期以巖漿水為主，到晚期逐漸演化成混合水，均一溫度和鹽度總體具有逐漸降低的特征。

圖7 流體包裹體均一溫度-鹽度-密度圖Fig.7 The figure of homogeneous temperature-salinity-density of fluid inclusions

主成礦階段(Ⅱ階段)石英與黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦等多金屬礦化共生，因此判定所測(cè)石英、閃鋅礦內(nèi)流體代表了形成金礦化的成礦流體，所測(cè)得的氣液兩相包裹體的均一溫度基本代表主成礦階段的成礦溫度，或略低成礦溫度[29-30]，即其峰值為225.00～250.00 ℃，平均值242.60 ℃。進(jìn)而求得流體捕獲時(shí)壓力為17.06～32.65 MPa，推算成礦深度[31]為1.71～3.26 km。

5.3 成礦物質(zhì)來源

硫同位素是礦床成因和成礦物理化學(xué)條件的指示劑，混合巖漿硫的δ34S值范圍一般為-2.90‰～4.90‰，并且由于地殼物質(zhì)的混入使得該范圍值有所提高[32-34]。寶興溝金礦床δ34S為1.50‰～4.20‰，顯示黃鐵礦、毒砂等硫具備混合硫特征，即以幔源為主，成礦物質(zhì)在上移過程中混入了圍巖硫。寶興溝金礦床金礦物主要賦存于黃鐵礦、毒砂中，因此從硫同位特征上看，可以判定寶興溝金礦物質(zhì)來源以深源巖漿為主。區(qū)域上與寶興溝金礦床具有相似成礦地質(zhì)條件的砂寶斯金礦床圍巖硫同位素結(jié)果[2]與本次硫同位素相接近，反映圍巖中的硫來源與礦石基本一致，亦進(jìn)一步說明可能有地層硫的混入。

表5 寶興溝礦區(qū)及外圍成礦元素分析結(jié)果

注：Au質(zhì)量分?jǐn)?shù)單位為10-9，其他元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)單位為10-6。樣品由武警黃金第一總隊(duì)中心實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，2016。

本次對(duì)礦區(qū)及外圍相關(guān)地質(zhì)單元選取相對(duì)新鮮、礦化蝕變較弱的巖石進(jìn)行了成礦元素分析。分析結(jié)果(表5)顯示，元素豐度各地質(zhì)單元有一定的差異，區(qū)內(nèi)龍江組安山巖Au、Ag、Cu、Pb、Zn等豐度值高于其他地質(zhì)單元，Au元素尤為明顯，其豐度值為9.45×10-9；其次早白堊世閃長(玢)巖，金豐度值為(2.98～3.11)×10-9；二十二站組明顯高于其他沉積巖地質(zhì)單元，平均值為(2.20～2.51)×10-9，開庫康組各元素豐度普遍較低，金元素平均為0.94×10-9。從元素豐度值可知，區(qū)內(nèi)龍江組安山巖、早白堊世閃長(玢)巖為最為含礦有利地質(zhì)單元，次為二十二站組、漠河組，開庫康組含礦性最差。區(qū)域上砂寶斯、三十二站組等金礦床主要賦存于二十二站組砂巖地層內(nèi)，其他地層目前未發(fā)現(xiàn)有一定規(guī)模的金礦床(點(diǎn))[2,7,14]，結(jié)合區(qū)域上硫同位素特征，可以推測(cè)二十二站組亦可能為寶興溝金礦床提供部分成礦物質(zhì)。

綜上所述，寶興溝金礦床的成礦物質(zhì)主要來源于深部巖漿，亦可能有二十二站組砂巖參與。

5.4 成礦機(jī)制

大興安嶺北段晚侏羅世至早白堊世火山活動(dòng)最為強(qiáng)烈，為有色、貴金屬礦床的主成礦期，閃長巖、閃長玢巖的侵入是寶興溝金礦床成礦作用的主導(dǎo)因素。閃長巖或閃長玢巖等上侵過程中結(jié)晶分異出高溫、氧化巖漿流體攜帶成礦物質(zhì)，侵位到地殼淺部，與二十二站組砂巖進(jìn)行復(fù)雜的水巖反應(yīng)，活化萃取其中的金等成礦物質(zhì)，形成硅化砂巖，流體演變?yōu)橹械蜏?、低鹽度富含Au等成礦元素的NaCl-H2O-CO2體系熱液，隨著少量的較冷的中低鹽度的地層水或大氣降水開始混入，沉淀少量的黃鐵礦等硫化物；流體混合后，溫度快速下降，密度升高，流體平衡受到破壞，金元素伴隨著黃鐵礦、毒砂等硫化物的沉淀而卸載，并在240.00 ℃左右達(dá)到頂峰；隨著大氣降水進(jìn)一步加入，流體溫度逐漸降低到200.00 ℃以下，密度接近大氣降水，流體中的成礦物質(zhì)消耗殆盡，礦化作用結(jié)束。

6 結(jié)論

1)寶興溝金礦床主要發(fā)育氣液兩相包裹體及少量富氣相包裹體和含CO2三相包裹體，成礦流體由成礦早期至晚期均一溫度、鹽度總體表現(xiàn)為逐漸降低，為簡單的含CO2中低溫、低鹽度的NaCl-H2O熱液體系；成礦溫度峰值集中于225.00～300.00 ℃，鹽度峰值集中于2.00%～10.00 %，壓力為17.06～32.65 MPa，成礦深度推算為1.71～3.26 km。

2)氫、氧同位素分析結(jié)果表明，成礦早期以巖漿水為主，晚期逐漸演化為與大氣降水混合熱液；硫同位素顯示，成礦物質(zhì)來源以深源巖漿為主，亦可能有少量圍巖二十二站組砂巖參與。

3)區(qū)內(nèi)金成礦作用與早白堊世(石英)閃長巖、閃長玢巖侵入活動(dòng)有直接關(guān)系，綜合分析認(rèn)為礦床屬中低溫巖漿熱液成因類型。

致謝：武警警種學(xué)院劉桂閣教授，吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院張?jiān)窠淌冢渚S金第三支隊(duì)王獻(xiàn)忠總工程師、宋貴斌高級(jí)工程師、陳卓工程師等在樣品采集和測(cè)試過程中給予了諸多幫助；吉林大學(xué)碩士研究生李順達(dá)繪制了部分圖件。在此一并表示衷心感謝。