大興安嶺成礦省鉻、鎳、蛇紋巖礦產(chǎn)成礦規(guī)律

[摘要]大興安嶺成礦省鉻、鎳、蛇紋巖礦產(chǎn)的礦床類型以巖漿型為主，僅個別鎳礦為風(fēng)化型。礦床主要形成于新元古代－寒武紀(jì)和泥盆紀(jì)－二疊紀(jì)兩個時期。由北向南劃分為4個成礦帶：頭道橋－鄂倫春－新林晉寧期－早加里東期鎳－蛇紋巖成礦帶、二連－賀根山－黑河早中華力西期鉻－鎳－蛇紋巖成礦帶、紅格爾－達(dá)青牧場－迪彥廟早加里東期－中晚華力西期鉻－鎳－蛇紋巖成礦帶、索倫山－西拉木倫早加里東期－中晚華力西期鉻－鎳－蛇紋巖成礦帶。這些礦床絕大多數(shù)產(chǎn)于蛇綠巖帶內(nèi)，少量的鎳礦床產(chǎn)于俯沖相關(guān)的陸緣弧超基性巖中。鉻、鎳、蛇紋巖礦產(chǎn)均與鎂鐵質(zhì)－超鎂鐵質(zhì)巖體有關(guān)，具有明顯的虧損地幔特性，其中鉻礦產(chǎn)嚴(yán)格受純橄欖巖控制，鎳硫化物和蛇紋巖礦床主要受鎂鐵質(zhì)－超鎂鐵質(zhì)雜巖控制。它們主要形成于洋內(nèi)俯沖的島弧環(huán)境（SSZ型），少數(shù)蛇紋巖礦床形成于寒武紀(jì)洋中脊環(huán)境，個別鎳硫化物礦床形成于陸緣弧環(huán)境。本區(qū)巖漿型鉻、鎳、蛇紋巖礦床的形成主要受地幔部分熔融程度、結(jié)晶分異作用、熔離作用、低溫?zé)嵋航淮冑|(zhì)作用控制，一些礦床經(jīng)風(fēng)化淋濾作用而形成風(fēng)化殼型礦床。

[關(guān)鍵詞]鉻、鎳、蛇鼓巖礦產(chǎn)；巖漿型礦床；蛇綠巖；鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖；成礦規(guī)律；大興安嶺成礦省

大興安嶺成礦省位于中亞造山帶東段，由眾多微地塊、島弧、增生楔、蛇綠巖等構(gòu)成，經(jīng)歷了復(fù)雜的增生造山過程，已識別出多條蛇綠巖帶（圖1），沿蛇綠巖帶有與基性－超基性巖有關(guān)的鉻、鎳、蛇紋巖等礦產(chǎn)，目前已發(fā)現(xiàn)25處礦床（點(diǎn)）。前人對該區(qū)單個礦床（點(diǎn)）、蛇綠巖及其構(gòu)造演化開展了大量的研究工作（白文吉等，1985；劉永江等，2019；楊曉平等，2022）。然而，缺少對鉻、鎳、蛇紋巖礦產(chǎn)的區(qū)域成礦規(guī)律研究，嚴(yán)重制約了對該區(qū)鉻、鎳、蛇紋巖成礦作用的認(rèn)識，亦制約了上述礦產(chǎn)的找礦工作。鑒于此，本文在前人研究成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步總結(jié)大興安嶺成礦省鉻、鎳、蛇紋巖礦產(chǎn)的成巖成礦時代、空間分布規(guī)律及控礦因素，進(jìn)而建立成礦模式。以期為大興安嶺成礦省鉻、鎳、蛇紋巖礦床成礦規(guī)律研究和找礦提供理論支撐。

1區(qū)域地質(zhì)背景

大興安嶺成礦省主體位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中東部和黑龍江省西北部，大地構(gòu)造位置屬于西伯利亞板塊東南緣、華北板塊北緣和索倫山－西拉木倫對接帶。大興安嶺成礦省的西北界為中俄、中蒙國界；北界為中俄國界；東界以嫩江－八里罕斷裂為界與松遼盆地毗鄰；南界以高家窯－烏拉特后旗－化德－赤峰斷裂為界與華北克拉通毗鄰；西界為寶音圖隆起西緣斷裂。研究區(qū)地層從元古宇、古生界、中生界至新生界均有出露，其中以古生界、中生界和新生界最為發(fā)育。區(qū)域內(nèi)褶皺構(gòu)造主要呈北東或北東東向展露；區(qū)內(nèi)斷裂主要呈北東、北東東、近東西、北北東和北西向。大興安嶺成礦省花崗巖類廣泛分布，包括四堡期、晉寧期、加里東期、華力西期、印支期和燕山期。詳細(xì)的區(qū)域地層、構(gòu)造、巖漿巖特征見武廣等（2024）。

2蛇綠混雜巖帶特征

鑒于本文研究的鉻、鎳、蛇紋巖礦產(chǎn)主要沿著蛇綠構(gòu)造混雜巖帶分布，且與超基性和基性侵入巖有密切的成因聯(lián)系，下面簡述大興安嶺成礦省蛇綠混雜巖帶特征，由北向南依次為頭道橋－鄂倫春－新林、二連－賀根山－黑河、二道井－紅格爾、達(dá)青牧場－迪彥廟－大石寨、索倫山－西拉木倫、溫都爾廟蛇綠巖帶（圖1）。

（1）頭道橋－鄂倫春－新林蛇綠混雜巖帶（Pt-Pz）：呈北東向展布于頭道橋－吉峰林場－呼瑪縣一線。超基性巖塊分布于阿里河吉峰和環(huán)宇以及新林區(qū)，基性－超基性堆晶巖分布于新林、博克圖、烏爾其漢一帶，基性巖和硅質(zhì)巖等見于頭道橋、烏奴爾、白景山等地。由南西向北東出露有阿爾山的薩其圖、頭道橋、吉峰林場、新林－塔源－興隆蛇綠混雜巖。（2）二連浩特－賀根山－黑河蛇綠混雜巖帶（Pz）：位于錫林郭勒盟北部和黑河市，主要由賀根山、朝克山、小壩梁、崇根山、烏茲尼黑等幾個不連續(xù)的巖塊組成，以賀根山地區(qū)蛇綠巖為典型，其由二輝橄欖巖、方輝橄欖巖（斜輝輝橄巖）、純橄巖、含長橄欖巖、輝長巖、玄武巖、橄長巖、輝綠巖及斜長花崗巖組成。（3）二道井－紅格爾蛇綠混雜巖帶（Pz）：呈北東東向出露于蘇尼特左旗南部的二道井－紅格爾一帶，向西可延伸至二連浩特南部艾力格廟地區(qū)。二道井東部的蛇綠混雜巖出露比較典型，西起查干烏拉、格爾楚魯向東延至烏勒圖。蛇綠巖組合主要為超基性巖和基性熔巖。（4）達(dá)青牧場－迪彥廟－大石寨蛇綠混雜巖帶（Pz）：沿錫林浩特地塊南緣呈北東向斷續(xù)分布，以達(dá)青牧場和迪彥廟林場一帶出露較好。蛇綠巖主要由蛇紋石化輝石橄欖巖、輝長巖、斜長巖、細(xì)碧巖、玄武巖、角斑巖組成。（5）索倫山－西拉木倫蛇綠混雜巖帶（Pz）：東西向斷續(xù)延長近千米，向西延入蒙古國境內(nèi)，向東延入吉林省。索倫山－松多爾蛇綠混雜巖帶西起哈布特蓋，向東經(jīng)索倫敖包、阿不蓋敖包、烏珠爾、哈爾陶勒蓋，至松多爾，呈東西向斷續(xù)延長，主體由變質(zhì)橄欖巖和基性枕狀熔巖組成?？聠紊剑訕渫萆呔G巖帶位于西拉木倫河的北側(cè)，由柯單山、杏樹洼和九井子蛇綠巖塊組成。該蛇綠巖由橄欖巖、方輝橄欖巖、橄欖二輝巖、輝長巖、斜長巖、輝綠巖和枕狀基性熔巖組成。（6）溫都爾廟蛇綠混雜巖帶（Pz）：主要分布于武藝臺－溫都爾廟－圖林凱地區(qū)，總體呈近東西向斷續(xù)出露。該蛇綠巖由變質(zhì)橄欖巖、斜長花崗巖、枕狀熔巖、輝綠巖和輝長輝綠巖組成。藍(lán)閃片巖在溫都爾廟巖群綠片巖中普遍發(fā)育，與洋殼殘片相伴出露，構(gòu)成蛇綠構(gòu)造混雜巖的一部分。

3礦產(chǎn)資源情況

3.1鉻、鎳、蛇紋巖礦產(chǎn)資源稟賦

大興安嶺成礦省已發(fā)現(xiàn)鉻、鎳、蛇紋巖礦床（點(diǎn)）25處。其中超大型蛇紋巖礦床1處、大型蛇紋巖礦床1處、中型蛇紋巖礦床1處、中型鎳（鈷）礦床2處、小型鉻、鎳、蛇紋巖礦床9處，此外還發(fā)現(xiàn)有11處鉻、鎳、蛇紋巖礦點(diǎn)。從規(guī)模上看，鉻鐵礦主要以小型和礦點(diǎn)為主，鎳（鈷）礦主要以中小型及礦點(diǎn)為主，蛇紋巖礦各規(guī)模均有發(fā)現(xiàn)，以超大型和大型為主（圖2）。

3.2鉻、鎳、蛇紋巖礦產(chǎn)的礦床類型

本文統(tǒng)計(jì)的25處礦床（點(diǎn)）中，除中型白音胡碩－珠爾很溝鎳（鈷）礦床為風(fēng)化型外，其他24處礦床（點(diǎn)）均為巖漿型，表明大興安嶺成礦省鉻、鎳、蛇紋巖礦產(chǎn)的礦床類型以巖漿型為主（圖3）。值得說明的是，考慮到蛇紋巖與超基性巖的緊密關(guān)系及成因聯(lián)系，我們將主要的蛇紋巖礦床厘定為巖漿型，而未采用中－低溫?zé)嵋盒托g(shù)語。

3.3鉻、鎳、蛇紋巖礦產(chǎn)的成礦時代

大興安嶺鉻、鎳、蛇紋巖礦產(chǎn)主要形成于晚古生代，其次是寒武紀(jì)，另有少量的新元古代－寒武紀(jì)蛇紋巖礦床和第四紀(jì)鎳礦床（圖4）。盡管白音胡碩—珠爾很溝鎳（鈷）礦床為形成于第四紀(jì)的風(fēng)化型，但其成礦母巖為華力西晚期（劉俊梅等，2015）。

4典型礦床特征

鑒于本文介紹的主要為鉻、鎳、蛇紋巖礦產(chǎn)，為此我們分別選擇了赫格敖拉3756鉻鐵礦床、烏蘭敖包鈣鎂磷肥用蛇紋巖礦床、白音胡碩—珠爾很溝鎳礦床和達(dá)布遜鎳礦床作為典型礦床進(jìn)行介紹：

4.1赫格敖拉3756鉻鐵礦礦床

赫格敖拉3756鉻鐵礦礦床位于錫林浩特市賀根山地區(qū)，南西距錫林浩特市直距102 km，處于二連浩特－賀根山－黑河蛇綠巖帶內(nèi)（圖1）。該礦床累計(jì)查明鉻礦石量114.7X10t，Cr2O3平均品位23.62％（劉國忠等，1963）。

蛇綠構(gòu)造混雜巖主要由中－晚泥盆世蛇綠混雜巖巖塊（玄武巖、硅質(zhì)巖互層，局部有安山巖）及中－上泥盆統(tǒng)塔爾巴格特組（基質(zhì)）構(gòu)成，深海沉積物（含鐵碧玉巖、放射蟲硅質(zhì)巖、灰白色細(xì)粒大理巖）零星分布在蛇綠巖的南西端（圖5a）。礦區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為一套超基性－基性巖體，四周均被上白堊統(tǒng)大磨拐河組覆蓋，巖體呈北東走向，傾向南東，3756鉻礦床分布于巖體中部稍偏北，巖石以斜輝輝橄巖為主，其次為純橄欖巖、橄欖巖、橄欖輝石巖和輝石巖等。純橄欖巖均呈大小不等的條帶狀和透鏡狀異離體產(chǎn)出，鉻鐵礦礦體均產(chǎn)于純橄欖巖巖群中。橄欖輝石巖和輝石巖均呈脈狀產(chǎn)于斜輝橄欖巖、純橄欖巖、鉻礦體中，接觸界線清楚，平行橄欖巖帶，極個別者斜交。赫格敖拉礦區(qū)構(gòu)造活動較少，赫白區(qū)、白音敖拉以及朝格烏得爾均見有近東西向的中生代逆掩斷層，將超基性巖推覆在中侏羅統(tǒng)之上。

礦體呈透鏡狀、豆莢狀、似脈狀，總體為北東向延長，向北東東方向側(cè)伏，傾向南東，傾角變化較大（3°-70°）（圖5b）。金屬礦物以鉻尖晶石為主，磁鐵礦次之。脈石礦物以葉蛇紋石為主，綠泥石次之。礦體與純橄欖巖圍巖之間無蝕變現(xiàn)象，僅在鉻尖晶石中具蛇紋石化。礦石以半自形細(xì)－中粒浸染狀為主。礦石結(jié)構(gòu)主要為半自形細(xì)粒－中粒結(jié)構(gòu)、鏈狀網(wǎng)環(huán)結(jié)構(gòu)、半自形－自形粗粒結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)和壓碎結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造為豆斑狀、浸染斑點(diǎn)、條帶狀、含塊狀礦石的浸染狀構(gòu)造。鉻鐵礦礦體的大小、形狀、產(chǎn)狀嚴(yán)格受純橄欖巖控制，造礦鉻尖晶石與圍巖在礦物成分、化學(xué)成分及構(gòu)造上具有一致性和過渡性，屬巖漿熔離型。前人對賀根山蛇綠巖研究表明其形成于華力西早中期（晚泥盆世－晚石炭世），蛇綠巖為ssz型，形成于弧前－弧后環(huán)境（Jian etal.，2012）。

4.2烏蘭敖包鈣鎂磷肥用蛇紋巖礦床

烏蘭敖包鈣鎂磷肥用蛇紋巖礦床位于蘇尼特左旗賽罕高畢蘇木境內(nèi)，為二連－賀根山－黑河蛇綠巖帶組成部分（圖1）。該礦床累計(jì)查明蛇紋巖資源儲量為63346.43X10t，伴生鎳金屬量為1007573 t，屬于超大型蛇紋巖礦床（侯樹桓等，2013）。

礦區(qū)出露地層以古生界上石炭統(tǒng)一下二疊統(tǒng)（本巴圖組）最為發(fā)育，為一套以海相碎屑沉積建造（圖6）。區(qū)內(nèi)巖漿巖以華力西中期的基性巖類（輝長巖、輝石巖等）和超基性雜巖類（橄欖巖、橄欖輝石巖等）為主，其次在礦區(qū)南部見有中－酸性侵入巖（黑云母花崗閃長巖），以及少量脈巖（閃長巖、閃長玢巖）。礦區(qū)內(nèi)3條華力西期的超基性雜巖帶均夾持于本巴圖組中，每條雜巖帶由3—6個超基性雜巖體組成。區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造規(guī)模較大，在礦區(qū)內(nèi)只展示出其一部分。斷裂構(gòu)造以一系列逆沖斷層和平移斷層為主，走向以近東西向?yàn)橹鳎螢楸蔽飨?，北西向斷裂切錯近東西向斷裂。破碎帶最為常見，發(fā)育于地層和巖礦中。

礦體均產(chǎn)于超基性雜巖體內(nèi)，由北向南超基性雜巖帶規(guī)模逐漸變小，蛇紋巖礦體的大小及產(chǎn)狀受超基性雜巖體控制。礦石礦物主要為蛇紋石和強(qiáng)蛇紋石化橄欖石，其次是水鎂石、鎂綠泥石、白云石、滑石等；脈石礦物為少量的輝石和透輝石，以及一些熱液蝕變成因的方解石、石英和玉髓等；金屬礦物有少量的磁鐵礦。礦石具纖維變晶結(jié)構(gòu)、假象結(jié)構(gòu)、顯微他形粒狀結(jié)構(gòu)等。礦石以塊狀構(gòu)造為主，次為角礫狀構(gòu)造和碎裂構(gòu)造，局部靠近地表見蜂窩狀構(gòu)造。蛇紋巖普遍經(jīng)歷了多次硅化和碳酸鹽化蝕變作用，但未帶來其他有用組分。

阿卜力米提·艾白等（2016）對烏蘭敖包基性－超基性巖地球化學(xué)研究表明：蛇紋石化橄欖巖為地幔橄欖巖，輝綠巖和輝長巖為拉斑玄武巖系列巖石，均具有地幔源區(qū)及島弧火山巖源區(qū)的微量元素特征；蛇紋石化橄欖巖中的鉻鐵礦為高Cr型尖晶石；輝長巖U-Pb年齡為344.5±1.5 Ma，形成于俯沖早期的弧前環(huán)境中，屬于ssz型蛇綠巖，代表古亞洲洋晚期的演化階段。

4.3白音胡碩—珠爾很溝鎳礦床

白音胡碩－珠爾很溝鎳礦床位于西烏珠穆沁旗政府所在地巴拉嘎爾高勒北西約60 km，距錫林浩特市200 km，處于二連－賀根山－黑河蛇綠巖帶內(nèi)，礦床分為白音胡碩與珠爾很溝2個礦段（圖7），該礦床累計(jì)查明鎳金屬量5.24x10t，平均品位1.088％，伴生鈷0.88x10t，平均品位0.18％（孫洪濤等，2008；張慶奎等，2008）。

礦區(qū)出露地層有上石炭統(tǒng)一下二疊統(tǒng)格根敖包組和第四系，格根敖包組主要分布于礦區(qū)的北部和中部（圖7）。區(qū)內(nèi)侵入巖主要為華力西中期斜輝輝橄巖、二輝橄欖巖與輝綠巖，呈不規(guī)則巖株產(chǎn)出。輝綠巖侵入格根敖包組、斜輝輝橄巖和二輝橄欖巖中。斜輝輝橄巖和二輝橄欖巖為礦區(qū)賦礦巖體，區(qū)域上近東西向展布。該巖體由上而下可分為赭石層、綠高嶺石層（含鎳的硅酸鹽帶）、淋濾蛇紋巖和碳酸鹽化蛇紋巖層。礦區(qū)整體位于北東向小型寬緩背斜南翼，斷裂主要表現(xiàn)為華力西期斜輝輝橄巖、二輝橄欖巖與輝綠巖巖體沿早期北東和北東東向斷裂展布，礦區(qū)內(nèi)還發(fā)育北北東向和北西向的脆性斷裂，一般規(guī)模較小，對礦體無大的破壞作用。

白音胡碩與珠爾很溝兩個礦段的礦體均賦存于斜輝輝橄巖和二輝橄欖巖巖體中。白音胡碩礦段主礦體平面呈不規(guī)則紡錘形，總體走向北東向，近水平產(chǎn)出，礦石類型為綠高嶺石黏土型鎳礦石。珠爾很溝礦段礦體平面形態(tài)為似紡錘形，長軸方向北東，剖面為水平層狀、似板狀；由上至下分為紅土型鎳礦、硅質(zhì)骨架狀黑土型鎳礦、風(fēng)化淋濾蛇紋巖型鎳礦；金屬礦物主要為褐鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦；非金屬礦物主要為碳酸鹽礦物、次為綠泥石、絹云母和黏土類礦物及石英。礦石結(jié)構(gòu)主要為土狀結(jié)構(gòu)、粉土狀結(jié)構(gòu)、粉砂土狀結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造、網(wǎng)格狀構(gòu)造、團(tuán)塊狀構(gòu)造、結(jié)核狀構(gòu)造等。

礦區(qū)超基性基性巖成因可能是原始地幔高度熔融的殘留體（馬永吉等，2012）。巖體就位后受剝蝕和風(fēng)化作用，在富鎳斜輝輝橄巖－二輝橄欖巖巖相的上部形成淋漓型氧化鎳－硅酸鎳礦體，礦體形態(tài)與超基性巖上部風(fēng)化殼基本一致。第二層硅質(zhì)骨架型黑土鎳礦則受燕山期構(gòu)造－熱液活動影響，形成密集的石英網(wǎng)脈，切割并包圍了礦源層，后經(jīng)風(fēng)化淋濾、自變質(zhì)及熱液作用導(dǎo)致鎳元素二次富集（劉俊梅等，2015）。該礦床應(yīng)屬風(fēng)化殼型礦床。

4.4達(dá)布遜鎳礦床

礦區(qū)位于烏拉特后旗巴音寶力格鎮(zhèn)北東方向約210 km處，大地構(gòu)造位置處于白音查干－索倫山俯沖增生楔（圖1）。該礦床累計(jì)查明鎳金屬量8.02x10t，平均品位為0.39％；伴生鈷金屬量0.40x10t，平均品位0.019％（董青松等，2014）。

區(qū)內(nèi)出露地層主要為志留系中統(tǒng)徐尼烏蘇組云母石英片巖夾含綠泥石石英千枚狀片巖及少量灰?guī)r，局部出露白堊系上統(tǒng)烏蘭蘇海組砂巖、礫巖及第四系全新統(tǒng)（圖8a）。礦區(qū)巖漿巖以華力西中期超基性巖為主，為礦區(qū)含礦巖體，呈小巖株或脈狀產(chǎn)出，西北部零星出露華力西晚期蝕變石英閃長巖。超基性巖主要為輝橄巖，受近東西向和北東向兩組斷裂控制，橫貫礦區(qū)中部。礦區(qū)內(nèi)徐尼烏蘇組為單斜地層，局部有小的褶皺變形。礦區(qū)所見主要導(dǎo)礦構(gòu)造為F1和F2斷層，超基性巖體沿?cái)鄬臃植肌?/p>

礦區(qū)的礦體多為隱伏礦體，僅個別礦體出露地表。規(guī)模較大、品位較高的礦體主要分布在超基性巖體底部靠近巖體與地層接觸帶的部位，巖體上部礦體多為囊狀，巖體下部為似層狀或透鏡狀（圖8b），巖體下盤與地層接觸帶發(fā)育硅化和碳酸鹽化。礦石礦物主要為鎳黃鐵礦、黃鐵礦、針鐵礦、磁黃鐵礦。脈石礦物主要為方解石、石英、白云母。礦石結(jié)構(gòu)為他形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造為稠密浸染構(gòu)造，塊狀構(gòu)造。蝕變主要表現(xiàn)為輝橄巖發(fā)生蛇紋石化、硅化一碳酸鹽化、絹云母化、綠泥石化等。當(dāng)有金屬硫化物出現(xiàn)時，蝕變表現(xiàn)得更為強(qiáng)烈。地表常見褐鐵礦化，靠近礦體部位發(fā)育黃鐵礦化和鎳黃鐵礦化。該礦床屬于巖漿型礦床，區(qū)內(nèi)巖體形成后受后期熱液作用發(fā)育明顯的綠泥石化、蛇紋石化、滑石化、硅化等蝕變，熱液使金屬鎳再次活化富集，因此將其厘定為巖漿—熱液改造型。

5區(qū)域成礦規(guī)律

5.1時空分布規(guī)律

大興安嶺鉻、鎳、蛇紋巖礦產(chǎn)從新元古代至古生代均有發(fā)育，其中以早石炭世－早二疊世最為集中。從空間上看，產(chǎn)于頭道橋－鄂倫春－新林蛇綠巖帶的新林蛇紋巖礦床和嘎仙鎳礦成礦時代為新元古代和寒武紀(jì)；產(chǎn)于二連－賀根山－黑河蛇綠巖帶的白音胡硬－珠爾很溝鎳礦床、烏蘭敖包鈣鎂磷肥用蛇紋巖礦床、哈拉圖廟鎳礦床等成礦時代主要集中于晚泥盆世－早石炭世；產(chǎn)于紅格爾－達(dá)青牧場－迪彥廟蛇綠巖帶的呼和哈達(dá)鐵鉻礦床、高力罕南鉻鐵礦點(diǎn)、白音敖包蛇紋巖礦床的成礦時代介于寒武紀(jì)－早二疊世；產(chǎn)于索倫山－西拉木倫蛇綠巖帶的柯單山鉻礦床、索倫山鉻鐵礦、達(dá)布遜鎳礦床等礦床的成礦時代主要集中于早石炭世－早二疊世。而分布在蘇尼特左、右旗的白音敖包蛇紋巖礦床、圖林凱蛇紋巖礦床和溫白音諾爾蛇紋巖礦點(diǎn)成礦時代均為寒武紀(jì)，除此3個礦床（點(diǎn)）外，由北向南成礦時代逐漸變新（圖4b），這一變化趨勢與大興安嶺地區(qū)俯沖增生雜巖帶（蛇綠巖帶）時空變化趨勢一致（劉永江等，2019；楊曉平等，2022）?；谝陨险J(rèn)識，將大興安嶺成礦省與蛇綠巖有關(guān)的鉻、鎳、蛇紋巖礦產(chǎn)劃分為四個成礦帶：（1）新元古代和寒武紀(jì)頭道橋－鄂倫春－新林蛇紋巖－鎳成礦帶；（2）晚泥盆世－早石炭世二連－賀根山－黑河鉻鐵礦－蛇紋巖－鎳成礦帶；（3）寒武紀(jì)－早二疊世紅格爾－達(dá)青牧場－迪彥廟鉻－鎳－蛇紋巖成礦帶；（4）早石炭世－早二疊世（寒武紀(jì)）索倫山－西拉木倫蛇紋巖－鉻鐵礦－鎳成礦帶。

5.2控礦因素

5.2.1構(gòu)造對成礦的控制作用

大興安嶺成礦省處于中亞造山帶東部的興蒙造山帶，造山帶內(nèi)發(fā)育新元古代至古生代的古亞洲洋蛇綠巖帶（包括其分支），而非與地幔柱有關(guān)的大陸裂谷或造山帶伸展環(huán)境。目前，大興安嶺已發(fā)現(xiàn)的鉻、鎳、蛇紋巖礦床均產(chǎn)于蛇綠巖帶超基性基性巖體內(nèi)，產(chǎn)狀與所處于的巖體產(chǎn)狀基本一致，表明本區(qū)蛇綠巖帶對鉻、鎳、蛇紋巖礦床的分布起決定性控制作用（圖1）。大興安嶺地區(qū)的蛇綠巖帶內(nèi)發(fā)育一系列走向近東西或北東東的逆沖推覆構(gòu)造及平移走滑斷裂，其中逆沖推覆構(gòu)造將基性－超基性巖推覆于地表附近，加之破碎帶的存在，可促進(jìn)其接受風(fēng)化淋濾而有利于風(fēng)化殼型礦床的形成，或?yàn)樯畈繜嵋禾峁┩ǖ蓝跓嵋焊脑煨偷V床的形成，如白音胡碩－珠爾很溝鎳風(fēng)化殼型礦床和達(dá)布遜鎳巖漿型疊加熱液改造型礦床。此外，本區(qū)北西向斷裂多為后期構(gòu)造，切割或錯斷鉻、鎳、蛇紋巖礦床而起破礦作用，但破礦構(gòu)造并不強(qiáng)烈。

5.2.2巖漿巖對成礦的控制作用

結(jié)合前人對鉻鐵礦和銅鎳（鈷）相關(guān)巖漿巖的成礦專屬性研究成果（楊經(jīng)綏等，2022；李文淵，2022），對大興安嶺成礦省鉻、鎳、蛇紋巖礦產(chǎn)巖漿巖成礦專屬性探討如下：

（1）世界上豆莢狀鉻鐵礦主要產(chǎn)在蛇綠巖套底部層位，常與純橄巖相伴，且以變質(zhì)地幔橄欖巖為主，也有一些鉻鐵礦礦體無純橄巖相伴，而直接產(chǎn)在方輝橄欖巖或二輝橄欖巖中。該類變質(zhì)地幔橄欖巖并非傳統(tǒng)意義上的超鎂鐵質(zhì)巖漿巖侵人體，其周圍可不存在規(guī)模巨大的基性巖漿房與其相伴。以往學(xué)者認(rèn)為豆莢狀鉻鐵礦形成于地幔橄欖巖和殼幔過渡帶的堆晶巖中，Yang等（2015）基于鉻鐵礦中超高壓礦物的發(fā)現(xiàn)，提出鉻鐵礦深地幔成因模式，即鉻鐵礦最深可形成于地幔過渡帶（410-470 km深度）。大興安嶺成礦省鉻鐵礦具有上述豆莢狀鉻鐵礦巖漿專屬性特征，工業(yè)級鉻鐵礦礦床賦礦層位主要為純橄欖巖和輝橄巖，礦體與賦礦巖體產(chǎn)狀基本一致，多呈透鏡狀、扁豆?fàn)钜约八泼}狀和似層狀，礦體主要由稠密浸染狀、塊狀、條帶浸染狀礦石組成，偶見豆?fàn)罨蛄鰻畹V石。如赫格敖拉3756鉻鐵礦礦床的鉻鐵礦體的大小、形狀、產(chǎn)狀嚴(yán)格受純橄欖巖所控制，其形成于洋內(nèi)俯沖的島弧環(huán)境（SSZ型）。巖石地球化學(xué)研究表明大興安嶺蛇綠巖內(nèi)地幔橄欖巖多為虧損地幔橄欖巖，地幔橄欖巖的基性程度越有利于鉻鐵礦成礦。工業(yè)級鉻鐵礦礦床純橄欖巖鎂鐵比值略高于小型鉻鐵礦礦床的脈狀純橄巖和堆積巖相的純橄巖（白文吉等，1985）。研究表明大興安嶺地區(qū)蛇綠巖以SSZ型為主，尖晶石屬高Cr型，為虧損地幔高度部分熔融產(chǎn)物（阿h力米提·艾白等，2016；劉永江等，2019）。

（2）銅鎳硫化物礦床主要與輝長巖組成的鎂鐵質(zhì)雜巖體有關(guān)，部分與輝橄巖等組成的超鎂鐵質(zhì)雜巖體有關(guān)。該類礦床成礦巖漿來源于大規(guī)模地幔部分熔融，成礦模式為“深部熔離－貫入成礦”。然而，中亞造山帶東部的大興安嶺成礦省目前仍未發(fā)現(xiàn)規(guī)模較大的銅鎳硫化物礦床，礦石礦物以鎳硫化物為主，所發(fā)現(xiàn)的7處鎳（銅）礦床（點(diǎn)）主要與輝橄巖有關(guān)，以巖漿熔離型為主，當(dāng)然還發(fā)現(xiàn)有風(fēng)化殼型和巖漿熱液改造型（均為礦點(diǎn)）。風(fēng)化殼型母巖主要為富鎂貧鋁橄欖巖和輝橄巖，特別是經(jīng)歷較強(qiáng)蛇紋石化的蛇紋巖。因此，未來除重視“小巖體成大礦”外，風(fēng)化殼型和巖漿熱液型（改造型）也應(yīng)予以重視。

（3）蛇紋石是橄欖石、斜方輝石和單斜輝石等發(fā)生低溫?zé)嵋何g變形成的含水層狀硅酸鹽礦物，成因上均與超基性巖蛇紋石化過程中的流體遷移和交代作用有關(guān)。大興安嶺成礦省發(fā)現(xiàn)的7處蛇紋巖礦床原巖主要為純橄欖巖、方輝橄欖巖、斜輝橄欖巖、輝長巖等超基性－基性雜巖，蛇紋巖礦體主要賦存于超基性雜巖體內(nèi)，其成礦巖漿專屬性、形成時代及構(gòu)造環(huán)境與鎳礦床相似，區(qū)別的是Ni（Cu、Co）含礦性，這可能與深部熔離巖漿源區(qū)或位置有關(guān)，如本文介紹的烏蘭敖包鈣鎂磷肥用蛇紋巖礦床伴生有可觀的Ni金屬量。

5.2.3主要地質(zhì)事件對成礦的控制作用

（1）頭道橋－鄂倫春－新林蛇綠混雜巖帶中的蛇綠巖已發(fā)現(xiàn)了從新元古代－早石炭世的年齡信息（697-328 Ma），從早到晚形成環(huán)境依次為洋中脊伴隨洋內(nèi)俯沖環(huán)境（697-511 Ma；劉永江等，2019）、洋盆關(guān)閉弧后盆地環(huán)境（477-432 Ma；劉玉等，2016；Feng et al.，2018）、大洋中脊MORB環(huán)境（430-328 Ma；Feng et al.，2018），暗示了其所代表的古大洋擴(kuò)張、閉合、再打開的復(fù)雜演化歷史。該帶目前所發(fā)現(xiàn)的新林化肥用蛇紋巖礦床和嘎仙鎳礦點(diǎn)成礦時代為前寒武紀(jì)或寒武紀(jì)，因此筆者認(rèn)為這些礦床的形成與頭道橋－鄂倫春－新林洋（古亞洲洋分支）大洋擴(kuò)張相伴洋內(nèi)俯沖有關(guān)。

（2）二連－賀根山－黑河蛇綠巖形成時代介于506-219 Ma，晚寒武世二連－賀根山－黑河洋已經(jīng)打開（506-439 Ma；劉永江等，2019），之后依次經(jīng)歷了洋內(nèi)初始俯沖島弧環(huán)境（SSZ型）（321-294 Ma；董培培等，2020；董金元，2014；Jian et al.，2012）、同碰撞及造山伸展環(huán)境（252-200 Ma；陳井勝等，2022；王濤等，2022）。因此，該帶發(fā)現(xiàn)的石炭紀(jì)以及泥盆紀(jì)的礦床主要與二連－賀根山－黑河洋的洋內(nèi)俯沖有關(guān)。

（3）紅格爾－達(dá)青牧場－迪彥廟蛇綠巖中，二道井－紅格爾蛇綠巖形成于早奧陶世之前的洋中脊環(huán)境（490-464 Ma；石玉若等，2004），達(dá)青牧場－迪彥廟－大石寨蛇綠巖形成于弧后盆地環(huán)境和洋內(nèi)初始俯沖的弧前環(huán)境（321-310 Ma；董金元，2014；賀秋利，2014），屬ssz型，可能與古亞洲洋盆向北俯沖有關(guān)。因此，該帶發(fā)現(xiàn)的寒武紀(jì)、早石炭世和早二疊世的礦床主要與古亞洲洋擴(kuò)張及洋內(nèi)俯沖有關(guān)。

（4）索倫山－西拉木倫蛇綠混雜巖帶的蛇綠巖形成時代跨度較大（961-246 Ma），但總體形成時代主要集中于二疊紀(jì)－三疊紀(jì)（292-246 Ma；Jian et al，2010；劉永江等，2019），大多數(shù)研究者通過對玄武巖、鉻鐵礦等地球化學(xué)研究顯示索倫山－林西蛇綠巖具有俯沖帶（ssz型）或者洋中脊特征。大洋俯沖開啟時間至少在490 Ma之前（劉永江等，2019），該帶二疊紀(jì)的礦床主要與古亞洲洋的洋內(nèi)俯沖有關(guān)。分布在蘇尼特左、右旗的白音敖包蛇紋巖礦床、圖林凱蛇紋巖礦床和溫白音諾爾蛇紋巖礦點(diǎn)成礦時代均為寒武紀(jì)，它們可能形成于洋中脊環(huán)境。

5.3成礦模式

5.3.1區(qū)域成礦模式

綜合大興安嶺鉻鐵礦、鎳（鈷）、蛇紋巖礦床成因、時空分布規(guī)律和控礦因素等，我們結(jié)合前人最新研究成果建立了如下區(qū)域成礦模式（圖9）。（1）新元古代和寒武紀(jì)，頭道橋－鄂倫春－新林洋擴(kuò)張，富Ni的高氧逸度幔源巖漿沿大洋中脊上涌，隨巖漿冷卻，硫化物液相－硅酸鹽熔體發(fā)生熔離，在巖漿結(jié)晶就位后Ni硫化物冷凝成礦，最終賦存有Ni礦體的蛇綠巖被推擠到蛇綠巖帶中。與此同時，大興安嶺南段的古亞洲洋（主洋）擴(kuò)張環(huán)境產(chǎn)出蛇紋巖礦床；（2）古生代（泥盆紀(jì)－二疊紀(jì)），大興安嶺所在的古亞洲洋主體處于洋內(nèi)俯沖環(huán)境，洋殼俯沖誘發(fā)地幔高度部分熔融，鉻鐵礦在地幔或者殼幔過渡帶中的巖漿通道或巖漿房中發(fā)生分離結(jié)晶（或熔離），當(dāng)然不排除起源于地幔過渡帶的巖漿將鉻鐵礦攜帶至大洋巖石圈，隨巖漿侵位結(jié)晶而就位成礦，最后被推擠至蛇綠巖帶內(nèi)。鎳硫化物礦床成礦過程與鉻鐵礦床相似，區(qū)別的是鎳硫化物熔離溫壓條件更低，晚于鉻鐵礦的尖晶石相結(jié)晶時限，在巖漿結(jié)晶的同時或之后呈貫人式成礦，成礦母巖漿主要起源于淺部地幔部分熔融。（3）本文蛇紋巖礦床屬蛇綠巖組成部分，其成礦過程主要為蛇紋石化，即大洋巖石圈橄欖巖在中低溫、開放的、高“水，巖”比的海水環(huán)境下，橄欖石和斜方輝石被水化為層狀結(jié)構(gòu)的蛇紋石，并代人B、Li、As等不相容元素，部分Ca和Mg與coz結(jié)合，最終被推擠于蛇綠巖帶就位。（4）第四紀(jì)，本區(qū)蛇綠巖自就位以來，受擠壓和逆沖推覆構(gòu)造作用，地表上升遭受剝蝕，期間在氣候炎熱潮濕、雨量充沛的條件下，受風(fēng)化、生物化學(xué)、巖石自變質(zhì)及元素水解淋濾遷移滲透作用下，形成風(fēng)化殼型的鎳礦床、鉻礦床和菱鎂礦。

5.3.2礦床成礦模式

基于大興安嶺鉻、鎳礦床形成于島弧環(huán)境的特點(diǎn)，本文借鑒前人建立的成因模式（任啟江等，1993）以及礦質(zhì)搬運(yùn)和卸載機(jī)制（Lago et al.1982；Mao et al，2019），建立以下礦床成礦模式（圖10）：（1）鉻礦床：攜帶鉻尖晶石的幔源巖漿在上升流動過程中，受巖漿黏度、巖漿通道或巖漿房形狀等因素影響而發(fā)生渦流，導(dǎo)致上升流與渦流顆粒的軌跡出現(xiàn)相交，使得鉻尖晶石顆粒發(fā)生碰撞并聚合生長，當(dāng)超過巖漿載荷能力而卸載成礦，與此同時受渦流以及溫壓條件影響，大量橄欖石同步結(jié)晶，由于鉻尖晶石密度（4.5-4.8g/cm3）大于橄欖石密度（平均為3.34g/cm3），鉻鐵礦礦體通常賦存于橄欖巖層底部（圖10a．b）。（2）鎳（銅）礦床：幔源巖漿上升到淺部巖漿房，受橄欖石結(jié)晶或圍巖Si-C-S等物質(zhì)加入的影響，導(dǎo)致銅鎳硫化物與巖漿熔體發(fā)生原地熔離，部分熔離出的銅鎳硫化物受構(gòu)造作用單獨(dú)或與巖漿共同貫入圍巖斷裂裂隙結(jié)晶成礦（圖10a）。當(dāng)幔源巖漿運(yùn)移到淺部地殼中，圍巖中的Si-C-S等物質(zhì)的加入，斜方輝石、橄欖石快速結(jié)晶而形成堆晶巖（Mao et al，2019），導(dǎo)致銅鎳硫化物熔體發(fā)生原地熔離，其與橄欖巖和斜方輝石的堆晶巖相伴產(chǎn)出（圖10b，c）。此外，如圖lOa右上的模式，由于鎳硫化物熔離溫壓條件低于鉻鐵礦的尖晶石相卸載條件，鎳硫化物并未隨鉻鐵礦成礦而卸載，當(dāng)貧鉻鐵礦的巖漿繼續(xù)上升到更淺部的富Si-C-S地殼時，橄欖巖、方輝橄欖巖和斜方輝石巖堆晶巖快速結(jié)晶，促使鎳硫化物熔離成礦。

6結(jié)論

（1）大興安嶺成礦省鉻、鎳、蛇紋巖礦床以巖漿型為主，個別為風(fēng)化殼型，部分礦床經(jīng)歷了熱液改造。

（2）鉻、鎳、蛇紋巖礦床成礦時代主要集中于新元古代－寒武紀(jì)和泥盆紀(jì)－二疊紀(jì)兩個時期，由北向南，成礦時代逐漸變新，可劃分為4個成礦帶。

（3）鉻、鎳、蛇紋巖礦床主要受NE和NEE向蛇綠巖帶控制，北西向斷裂多為后期構(gòu)造，但并不強(qiáng)烈。

（4）鉻、鎳、蛇紋巖礦床均與鎂鐵質(zhì)－超鎂鐵質(zhì)巖有關(guān)，具有明顯的虧損地幔特性。鉻嚴(yán)格受純橄巖控制；鎳硫化物和蛇紋巖礦床主要受鎂鐵質(zhì)雜巖控制。它們主要形成于晚古生代洋內(nèi)俯沖的島弧環(huán)境（ssz型），少數(shù)蛇紋巖礦床和鎳硫化物礦床形成于寒武紀(jì)洋中脊環(huán)境，個別鎳硫化物礦床形成于陸緣弧環(huán)境。

（5）鉻、鎳、蛇紋巖礦床成礦母巖漿均源自地幔部分熔融，鉻鐵礦在巖漿運(yùn)移通道或巖漿房經(jīng)分離結(jié)晶后隨巖漿就位成礦，鎳（鈷）硫化物礦床經(jīng)巖漿－硫化物熔離－（貫入）成礦，蛇紋巖礦床為地幔橄欖巖經(jīng)低溫?zé)嵋鹤冑|(zhì)成礦，所有礦床均經(jīng)歷推擠就位于蛇綠巖帶內(nèi)，一些礦床經(jīng)第四紀(jì)的風(fēng)化淋濾而形成風(fēng)化殼型礦床。

致謝 本文得到了內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查研究院領(lǐng)導(dǎo)的大力幫助與支持，審稿人提出了詳細(xì)的修改意見及建議，在此一并致以誠摯的感謝。