得尔布干成矿带热液型铅锌银矿成矿地质特征及控矿因素

赵 京

（广西大学资源与冶金学院，广西南宁530004）

0 引言

得尔布干断裂带是大兴安岭北段重要的骨干断裂，该断裂大致从呼伦湖东岸经黑山头、沿得耳布尔河及金河河谷呈北东向伸展，区内长约660 km.断裂带向南西延入蒙古国境内，同蒙古境内的中蒙古深断裂相连，向北穿过我国黑龙江省进入俄罗斯（图1）.该断裂带是额尔古纳变质地块与鄂伦春华力西褶皱带的重要分界线，深断裂所经之处，北西侧多为陡立的高山，并发育一系列断层三角面，南东侧地势平坦.沿断裂发育一系列与其大致平行或斜交断层，控制了中生代一系列地堑及地垒构造的发育.断裂带及其附近有色金属资源丰富，形成了著名的得尔布干多金属成矿带［1］.成矿带内铅锌银多金属矿床以其空间分布密集，成矿时代集中以及成矿条件相似等特征受到广大地质工作者的关注［2］.本文即以该断裂带及其邻区已发现的典型热液脉型铅锌银多金属矿床为研究对象，在分析和总结矿床的成矿特征、形成时代以及成矿物质来源的基础上，来探讨和认识该区铅锌银矿床的成矿特征、控矿因素及成矿模式.

图1 得尔布干成矿带主要内生金属矿产分布图（据文献［1］修改）Fig.1 Distribution ofendogeneticmetallic deposits in the Derbuganmetallogenic belt（Modified from Reference［1］）1—新生界（Cenozoic）；2—海西期隆起区（Hercynian uplift）；3—中生代火山岩（Mesozoic volcanic rock）；4—晋宁期隆起区（Jinningian uplift）；5—中生代沉积岩（Mesozoic sedimentary rock）；6—得尔布干深断裂（Derbugan deep fault）；7—中生代侵入岩（Mesozoic intrusive rock）

1 区域地质概况

研究区内构造演化经历了前中生代古亚洲洋构造域演化和中新生代（包括蒙古-鄂霍次克洋在内）滨太平洋构造-岩浆作用的强烈叠加、改造，形成了极为复杂的构造景象.区域地层主要为元古宇和中新生界，前寒武纪地层主要分布于其北部，中生代火山岩和新生界大面积分布于其南部，在北部则主要沿得尔布干断裂分布.本区断裂构造十分发育，主要为北东和北西向2个断裂系统，构成了区内网格状构造格局.据报道，近年在额尔古纳地块之兴华渡口群测得碎屑锆石年龄大于2500Ma［3］，说明该地块具有太古宙和古元古代的结晶基底，为新元古代从西伯利亚板块裂解出来的大陆碎片.古元古代末期至新元古代初期，额尔古纳地区为超级大陆的组成部分，处于被动陆缘阶段.新元古代初期，伴随着罗迪尼亚超级大陆裂解，额尔古纳地块北缘发生洋壳俯冲、消减，以致区内新元古代陆缘深熔花岗质侵入岩分布广泛.新元古代晚期以及古生代，本区主要受东南侧陆缘褶皱增生和地块拼贴的影响，以形成碰撞型花岗岩为特征.中—新生代，该区进入滨太平洋构造域的演化阶段.三叠纪末，蒙古-鄂霍次克洋开始闭合，该成矿带北部的斑岩型钼（铜）矿化是对该构造事件的直接响应.在太平洋板块向东亚大陆俯冲的背景下，又受蒙古-鄂霍次克造山带形成与演化的影响，本区构造－岩浆作用强烈，使焊接较差的缝合带活化，同时在板内又形成一系列深断裂，并往往与古断裂贯通，为幔源物质上涌提供了良好通道，为大规模的岩浆侵入、火山－次火山岩浆活动和成矿作用创造了十分有利的条件.而三叠纪末以来蒙古－鄂霍次克洋的闭合，对形成规模宏大的北北东向火山-深成岩带影响极大，区内中生代火山岩具显著的双峰式特征，表明鄂霍次克洋于中—晚侏罗世的剪刀式闭合导致其后缘发生了强烈的拉张，区内形成了较为发育的晚中生代火山盆地，而且也由此形成了晚侏罗世以来的隆-拗构造.

2 成矿地质特征

得尔布干成矿带已发现的热液型铅锌银多金属矿床（图1），其矿体多赋存在陆相火山岩-次火山岩中，包括中侏罗统塔木兰沟组中基性火山岩（如二道河子、得耳布尔、东 、额仁陶勒盖）和上侏罗统满克头鄂博组酸性火山岩（如比利亚谷）等在内的火山岩地层，也有个别矿床的部分矿体赋存在沉积的砂砾岩地层中（如甲乌拉、查干布拉根）.塔木兰沟组火山岩岩性主要为凝灰岩、岩屑晶屑凝灰岩和安山岩、玄武粗面安山岩；满克头鄂博组岩性主要为流纹岩、流纹质晶屑凝灰岩、英安质晶屑凝灰岩.最新的研究成果表明，赋矿的塔木兰沟组中基性火山岩形成于 166～164Ma［5］，且火山岩具有高碱，相对富集轻稀土、亏损重稀土元素以及富集大离子亲石元素、亏损高场强元素的特征，岩石S-Pb-Sr-Nd同位素特征显示成岩岩浆主要来自地幔，可能有少量地壳物质混染［5，6］.比利亚谷铅锌银矿床赋矿岩层满克头鄂博组酸性火山岩，最新定年结果为159.2Ma，火山岩具高硅、富钾、贫钠、富铝等特征，岩石元素地球化学和同位素特征指示其同样以幔源为主，并混染了壳源物质［6］.

从区域上的得尔布干深大断裂到矿床的张剪性容矿断裂，形成了不同级次的控矿断裂系统.矿区及矿床主要的构造形迹为断裂构造，褶皱构造不发育.受北东向得尔布干断裂影响，矿区内一般以北西向断裂、裂隙构造为主，为矿床的控矿和容矿构造.因此，铅锌银矿体走向基本以北西向为主，呈脉状分布.以二道河子铅锌矿床为例，矿体受北西向张-剪性断裂构造控制，走向 286～340°，倾向北东，倾角 60～85°，部分矿体上部陡立甚至局部倾向南西（图2）.矿床的矿石类型以铅锌银矿石为主，部分矿床的近期地质勘查工作表明其也存在少量铅锌铜矿石，如二道河子、额仁陶勒盖均在矿区深部和边部勘探出铜铅锌矿石，在甲-查矿区范围内还勘探出铜钼矿化.矿石构造主要为浸染状构造、细脉-网脉状构造，矿石结构以自形—半自形粒状结构、他形晶结构、交代溶蚀结构等为主.矿床的围岩蚀变均较普遍，主要为硅化、绢云母化、黄铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化，近矿围岩发育显著的褪色蚀变现象.

3 成岩成矿时代

得尔布干成矿带已发现的铅锌银多金属矿床的形成时代见表1.从表中可以看出，铅锌银矿床基本形成于晚中生代，介于145～120Ma之间，比较集中在早白垩世.然而，已有的研究成果表明，赋矿火山岩的形成年龄明显早于成矿年龄约40Ma（如表1所示二道河子和东 ），这就使我们对“赋矿的陆相火山岩类岩石对成矿提供主要物质来源和动力来源”的认识产生了疑问.一般来说，岩浆所携带的含矿气水热液物质多数已在陆相火山喷发活动的开放环境中释放掉了，并不利于成矿.然而，中生代时期，该区经历了从板块碰撞、挤压向伸展构造环境转化的过程，产生了大面积北北东向展布的双峰式陆相火山-次火山岩，形成了广泛分布的火山岩盆地，呈现出拗隆相间的构造形态.这种大规模的火山作用开始于中侏罗世，直到早白垩世末期结束.我们认为，虽然赋矿围岩并非成矿母岩，但晚于赋矿围岩就位的次火山岩或浅成侵入岩对成矿却是极为有利的，这不仅是因为多期多阶段活动的晚期岩浆中更易富集成矿元素，而且早期喷发形成的火山岩地层也为成矿提供了有利的封闭空间.

表1 得尔布干成矿带主要铅锌银矿床形成时代统计表Table1 M ineralization age of themain Pb-Zn-Ag deposits in the Derbuganmetallogenic belt

图2 二道河子铅锌矿床地质略图（据文献［5］修改）Fig.2 Geologic sketchmap of the ErdaoheziPb-Zn deposit（Modified from Reference［5］）1—残坡积（eluvium-talus）；2—岩屑晶屑凝灰岩（crystal-lithic tuff）；3—火山角砾岩（volcanic breccia）；4—安山岩（andesite）；5—凝灰岩/层凝灰岩（tuff/tuffite）；6—矿体及编号（orebody and code）；7—构造破碎带（structural fracturezone）；8—断裂（fault）

4 成矿物质来源

根据上述对与成矿直接相关的岩体进行的分析，认为晚于赋矿围岩就位的浅成岩体或次火山岩应该为成矿提供了最初所需的物源和动力源，但是在多数矿区的地表浅部以及勘探深度范围内并未发现与成矿相关的岩体.我们认为成矿岩体可能位于矿区的深部或边部，并具有与赋矿火山岩相似的岩浆源区，因为成矿岩体和赋矿火山岩是从相同或相似岩浆房中分异出的岩浆形成的，只不过其形成先后有所不同.虽然我们不能直接测定成矿岩体的同位素数据，但由于矿石中各种矿物成分主要是受成矿岩体的制约，因而可以推断其同位素的组成特征.为此，我们收集了不同矿区的金属硫化物矿石的Pb同位素数据，将其与赋矿围岩数据进行对比.结果发现不同矿区的所有金属硫化物的Pb同位素特征非常相似，几乎所有数据点均位于地幔和造山带铅演化线之间（图3），这说明成矿物质可能主要来自地幔，并受少量地壳物质的混染.同时，二道河子矿区7件安山岩的Pb同位素组成特征与矿石中铅同位素特征十分相似，说明矿石与安山岩的铅同位素来源一致［4］，从而从侧面支持了成矿岩体与赋矿火山岩具有相似的幔源岩浆源的认识.

图3 得尔布干成矿带主要铅锌银矿床硫化物Pb同位素构造模式图（数据引自文献［5-6，10-11］）Fig.3 The Pb isotopic tectonicmodel formain Pb-Zn-Ag deposits in the Derbuganmetallogenic belt（Data from Reference［5-6,10-11］）1—得耳布尔；2—二道河子；3—东 ；4—甲乌拉；A—地幔（mantle）；B—造山带（orogenic belt）；C—上地壳（upper crust）；D—下地壳（lower crust）

另外，不同矿区的成矿流体不仅具有一定的相似性，而且也存在一定的差异性.从我们收集的资料来看，不同矿区的流体包裹体均以气液两相水溶液包裹体为主，均一温度平均值变化于260～220℃之间，盐度一般较低，变化于2%～10%（NaCl当量，质量分数）之间.总体上成矿流体为中低温、低盐度的H2O-CO2-CH4-NaCl体系［6，12］.从不同矿区的 H-O 同位素组成图解（图 4）上可以看出，所有数据点均落在原生岩浆水与大气雨水线之间，且所收集数据呈现出不同程度偏离岩浆水而偏向大气水的特征，尤其是额仁陶勒盖银矿床的数据点更接近大气雨水线，这说明该矿床的成矿热液相对受到更多的大气水影响.

图4 得尔布干成矿带主要铅锌银矿床氢氧同位素组成图解（数据引自文献［9，13－14］）Fig.4 The δOH2O vs.δD diagram ofmain Pb-Zn-Ag deposits in theDerbuganmetallogenic belt（Data from Reference［9,13-14］）1—得耳布尔；2,3,4—甲乌拉；5—额仁陶勒盖

综合以上分析认为，区域铅锌银矿床的成矿物质主要来自地幔，成矿热液从成矿岩体中释放出来，沿着区域和矿区构造系统运移、上升，充填、交代，并受到不同程度大气降水的影响，在合适的物理化学条件下沉淀成矿.

5 主要控矿因素

研究区内热液型铅锌银多金属矿床的产出与分布主要受大地构造及其演化、区域构造、岩浆作用的控制.得尔布干成矿带是中蒙古－额尔古纳成矿带的一部分，地跨蒙、俄、中三国交界区，南部以蒙古主断裂、得尔布干断裂和华力西褶皱系为界，围绕蒙古-鄂霍次克褶皱系及其南侧的中蒙古－额尔古纳微陆块，呈弧形带状分布.经历了兴凯、加里东、华力西、印支和燕山期多期构造岩浆活动的影响，中生代火山岩叠加在早期结晶或褶皱基底之上，形成了一系列总体上呈北东向展布的隆-拗构造带和一系列与晚中生代火山岩同源的侵入岩（主要为花岗岩类杂岩体）.隆-拗构造格局是控制晚中生代铅锌银多金属矿床分布的最重要的控制因素，隆中拗或拗中隆以及隆-拗构造交接部位极为有利于成矿.已发现的大中型矿床往往分布于次一级隆-拗交接带及其附近，少数位于火山岩盆地内.区内北东向的得尔布干深大断裂纵贯全区，其次级的北西向断裂较为发育，且按一定的间距分布，组织成了本区网格状的断裂系统.这种网格状的断裂系统，控制了本区主要矿区的分布，使得本区矿床分布呈现北东成行、北西成列分布的特点.根据地球物理资料，得尔布干断裂带已切穿壳层达到上地幔，形成于古生代古亚洲洋演化过程中，中生代时期受太平洋板块北西向推挤和鄂霍次克洋闭合作用的影响又进一步活化，造成深部岩浆房的物质分异、岩浆上侵以及成矿物质迁移沉淀，导致北东向多金属成矿带的形成.与主干深断裂相配套的有一系列北西、北西西和近东西向张性和张剪性断裂，这些断裂通常被称为穿透性断裂，其延长和延深不及北东向断裂，但仍具有较大深部和影响，如木哈尔断裂带和哈尼沟断裂带，控制了重要的成矿带的发育.北东和北西向断裂组合控制了火山断陷盆地的分布，成为盆缘断裂和控制断隆区的边界断裂，从而也控制了次一级构造区的构造-岩浆活动以及相应的成矿作用.中心式火山构造/火山机构通常是重要的矿田和矿床构造，如火山洼地、破火山、火山岩穹等，在得尔布干成矿带中的甲乌拉－查干不拉根矿田和额仁陶勒盖矿区具有明显的遥感影像环形构造，很可能是深部岩浆－流体的反映.此类矿床绝大多数赋存于中、晚侏罗世火山岩中，而中侏罗世塔木兰沟组中基性火山岩则是一个最重要的赋矿层位.对于热液型铅锌银矿的找矿而言，中侏罗世—早白垩世火山作用区域是其重要选择.

6 矿床成矿模式

区内从中侏罗世直到早白垩世末期喷发了大规模的双峰式火山岩，说明该区开始处在鄂霍次克洋向南俯冲的碰撞、挤压环境后的相对伸展的拉张环境.如此长跨度、大规模的岩浆喷发和侵入活动势必形成了不同阶段的火山岩地层和岩体.一般来讲，中侏罗统塔木兰沟组中基性火山岩（166～164Ma）［5］和上侏罗统满克头鄂博组酸性火山岩（159.2Ma）［7］在早期喷发后成为区域的火山岩地层，而其携带的含矿物质可能有一部分仍保留在火山岩中.早白垩世（145～100Ma），区域岩浆活动继续进行，部分喷出地表成为早白垩世火山岩地层，部分则成为次火山岩就位在塔木兰沟组或满克头鄂博组火山岩中.这种早白垩世次火山岩携带着的丰富含矿气水热液物质被早期火山岩地层封闭在有限的空间内，热液只能沿着火山岩中的断裂系统运移，含矿热液在沿着构造系统向上或向低温、低压部位运移的过程中，与早期火山岩发生交代作用，沿断裂带形成了大规模蚀变现象，如硅化、绢云母化、青磐岩化等.在物质交换过程中（一般有大气降水加入含矿热液中），当成矿体系的温度、压力、空间等条件均符合矿质沉淀的时候，成矿物质以充填和交代的方式沿断裂、裂隙形成脉状的铅锌银矿体.控矿和赋矿构造多为北西向断裂构造.

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