黑龙江多宝山-呼玛地区金矿分类及成矿地质背景研究

车继英，赵院冬，2，李士超，王奎良，许逢明，赵君，吴大天

（1.沈阳地质矿产研究所/中国地质调查局沈阳地质调查中心，辽宁 沈阳 110034；2.中国地质大学，北京 100083）

黑龙江多宝山-呼玛地区金矿分类及成矿地质背景研究

车继英1，赵院冬1，2，李士超1，王奎良1，许逢明1，赵君1，吴大天1

（1.沈阳地质矿产研究所/中国地质调查局沈阳地质调查中心，辽宁 沈阳 110034；2.中国地质大学，北京 100083）

黑龙江省西北部的多宝山-呼玛地区发育大小型金矿（点）16处，主要集中分布在北东向和北西向构造形成的菱环形构造带内.元古宇和下古生界地层单元为金成矿提供物质来源，古生代以来3阶段强烈岩浆热事件为金矿成矿提供了热源、流体和就位空间.根据金矿床赋矿岩石类型、成矿流体等特征和区域构造演化过程，将本地区金矿划分为3个类型：①与火山岩有关的浅成低温热液型金矿，赋矿围岩为早白垩世火山岩，成矿流体源于大气降水；②受压扭性构造控制的低温热液金矿，对围岩无选择，成矿流体具有变质流体和大气降水混合特征，低盐度，少CO2；③夕卡岩型、斑岩型伴生金矿床，具有成矿温度高、盐度高、流体包裹体富含CO2的特点.第一类与第二类为同期异相，形成环境为造山后陆内裂谷-伸展环境；第三类形成于与古太平洋板块的斜向俯冲作用和北部鄂霍次克洋闭合有关的挤压造山环境.

金矿；成因分类；中生代；多宝山-呼玛地区；黑龙江省

黑龙江省多宝山-呼玛地区位于大小兴安岭的交汇部位，发育争光金矿、三道湾子碲金矿、多宝山铜矿等金、铜多金属矿床（点）几十处，是东北地区重要的铜-金矿产资源基地.上世纪90年代以来，研究区内金矿勘查工作取了重大进展，陆续发现争光、三道湾子、北大沟、小泥鳅河、上马场等系列岩金矿床［1］.部分学者对金矿矿床特征进行了研究，对于金矿类型一般依照工业类型定为石英脉型、蚀变岩型，或根据成矿热液和温压特点简单归属为低温热液型金矿［2-4］.笔者在比对各矿床特征后发现本区金矿在赋矿围岩、矿石特征、矿化蚀变和成矿流体特征等方面存在不同，结合陈毓川等［5］、陈衍景等［6］提出的金矿分类方案对本区金矿成因类型进行新的划分.

1 区域地质概况

多宝山-呼玛地区处于兴安地块东北缘，是中亚造山带的重要组成部分，经历古亚洲洋构造域和滨太平洋构造域叠加作用.工作区东南部北东向展布的嫩江-新开岭断裂带作为一条重要的块体构造界线［7］，控制着研究区主要地质单元的展布特征（图1）.从晚古生代到中生代，区域强烈的挤压造山作用、岩石圈伸展作用均围绕该断裂带展开.特别是中生代陆内造山作用使得嫩江-新开岭断裂再次活化，在嫩江-罕达气-洪业家一线发育大量的低角度滑脱构造、逆冲推覆构造和左行走滑构造，岩石发生强烈韧性变形作用［8-10］.而早古生代以来形成的北西向三矿沟-多宝山断裂带内发育有大量挤压褶皱和扭压性、扭张性断裂构造［11］.与上述两条主要断裂带相平行形成多条次一级断裂带，形成了现今区内北东向和北西向菱环状构造格局，北西向和北东西构造交汇部位往往成为有利的成矿部位［1］.

区内发育自元古宙以来的沉积地质单元，其中最老为兴华渡口群，同新元古界落马湖群共同构成了本地区前奥陶纪变质基底，早古生代本区处于岛弧-活动陆缘环境，岩浆作用强烈，从早奥陶世至晚泥盆世，形成一系列连续的岛弧-裂谷火山岩和海相沉积地层.元古宇兴华渡口群、落马湖群与下奥陶统多宝山组火山岩具有较高的金元素丰度，可以为区内金成矿提供丰富的矿物来源［12-14］.区内岩浆作用强烈，根据现有年代学资料［15］，本区主要岩浆事件分为3个阶段：（1）早古生代，集中在500～440 Ma，形成于岛弧活动陆缘环境；（2）晚古生代，集中在350～280 Ma，记录了松嫩块体与额尔古纳-兴安块体间聚合拼贴、碰撞造山及造山后伸展作用；（3）中生代，可进一步分为形成于造山环境下晚三叠世—晚侏罗世花岗质侵入岩和形成于陆内伸展、断陷伸展环境的白垩纪火山岩和A1型花岗岩组合.因此古生代以来多期次强烈的岩浆作用和构造作用，为本地区金属元素的富集提供了丰富的热源、热液流体和就位空间，同时也是造成本地区成矿作用具有演化时间长、内部结构复杂、多期、多成因、叠加成矿等特点的原因［1］.

图1 多宝山-呼玛地区地质简图Fig.1Geological sketch map of Duobaoshan-Huma area

2 金矿类型及特征

黑河-多宝山-呼玛地区是黑龙江“金边”的重要组成部分，金矿开采史可追溯到清朝，1945年前日本人在本地疯狂掠夺砂金资源，1949年后陆续发现了二十四号桥、宽河、争光、旁开门、三道湾子、北大沟、上马场等岩金矿床（点），岩金矿产资源巨大.另外在多宝山斑岩型铜钼矿和三矿沟夕卡岩型铁铜矿床中伴生的金资源量也很大.现有工作表明该地区金矿形成温度范围在100～300℃，深度在1～3 km之间，金富集在蚀变岩和石英脉中，具有浅成低温热液矿床的特点，因而一般将本区金矿划分为低温热液型.为便于矿产勘查和成矿规律研究，笔者结合陈毓川等［5］、陈衍景等［6］提出的金矿分类方案，根据金矿床赋矿岩石类型、成矿流体特征，将本地区金矿分为3类：（1）与火山岩有关的浅成低温热液型金矿；（2）受压扭性构造控制的低温热液金矿；（3）夕卡岩型、斑岩型铜钼矿中伴生金矿床（表1）.

2.1 与火山岩有关的浅成低温热液型金矿

该类型金矿的特征是矿床产于火山岩或次火山岩内，形成深度小于2 km，温度小于320℃，具有同心环状、晶洞-晶簇和梳状构造，大气降水热液主导成矿作用.本区的典型矿床包括三道湾子碲化物型金矿、上马场金矿、北大沟金矿以及呼玛的旁开门金银矿.赋矿围岩主要为下白垩统龙江组粗安岩和粗安质火山角砾岩.矿石结构包括半自形、碎裂、交代结构，构造类型有块状构造、角砾状构造、细脉状和网脉状、空洞、晶簇和晶洞构造.矿石矿物除自然金、自然银及黄铁矿、黄铜矿等硫化物外，还有大量碲化物，包括碲金矿、碲银矿、碲金银矿、碲铋矿［16］.脉石矿物主要为石英、绢云母、高岭石、绿帘石、绿泥石和方解石等.流体包裹体研究［17-18］表明本类型金矿包裹体主要为低盐度水溶液包裹体，并有大量的来自深源的碳质气相包裹体，显示中偏酸性和弱还原成矿环境.稳定同位素研究表明硫同位素具有幔源硫特点，氢氧同位素反映成矿流体主要来源于大气降水［18-20］.而主成矿阶段均一温度集中在为260～300℃，成矿深度计算显示在小于2.0 km［17，20］.成矿时代方面，Liu J L等［21］根据对穿切含矿石英脉的辉绿岩脉和受矿脉穿切的流纹岩年代学成果，认为三道湾子碲金矿形成于125.3～116.6 Ma之间.

表1 多宝山-呼玛地区金矿类型划分及特征表Table 1Classification and features of the gold deposits in Duobaoshan-Huma area

2.2 受压扭性构造控制的低温热液金矿

陈毓川等［5］金矿划分方案中岩体内-外变形带热液型金矿床与陈衍景等［6］的造山型金矿所指的金矿具有相同的特征：受区域韧性剪切构造控制，对围岩不具选择性，成矿流体为变质流体，具有低盐度、富CO2的特征.研究区内的争光金矿、洪业家金矿、傲山金矿点、二十四号桥金矿、小泥鳅河金矿等具有上述金矿类型的特征，但成矿流体中大气降水所占比例大，包裹体以气液水溶液为主，CO2较少，本文称之为受压扭性构造控制的低温热液金矿.该类金矿受北东向的罕达气-洪业家构造断裂带、卧都河-三卡断裂带内和北西向三矿沟-多宝山-裸河断裂带内压扭性构造控制，矿体产状与剪切带产状一致，并对围岩没有选择性，产于剪切带穿切的不同时代的蚀变岩体或地层，部分矿体跨越岩体和地层.赋矿围岩中侵入岩类包括发生糜棱岩化和韧性变形的的晚古生代花岗闪长岩和碱长花岗岩（洪业家金矿［22］），早侏罗世闪长岩、花岗闪长岩（争光金矿、二十四号桥金矿）；地层为片理化的古生代地层，包括中奥陶统多宝山组（争光金矿），上志留—下泥盆统泥鳅河组（二十四号桥金矿、傲山金矿点），中泥盆统根里河组和上二叠统五道岭组（洪业家金矿等）.矿化分为蚀变岩型和含金石英脉两种，以含金石英脉为主.争光金矿具有两种类型叠加组合的特点，反映了不同构造层次、不同阶段金成矿作用的叠加［23］.其中石英脉型又分为细网脉和单（复）脉两类，石英脉沿走向及倾向都有分支、复合、尖灭、再现现象.矿石结构主要为半自形—他形粒状结构，构造主要为脉状和稠密浸染状.围岩发生强烈蚀变，主要蚀变组合为硅化+绢云母化+黄铁矿化（褐铁矿化），此外还有绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化等，各类蚀变空间上相伴.对争光金矿氢氧同位素研究表明，成矿流体δ18OV-SMOW：1.1‰～15.6‰，δD：-63‰～85‰，δ18O水：-0.2‰～-7.0‰，具有大气水与变质水、岩浆水混合的特征.矿石铅同位素组成显示具有地幔铅和造山带铅的双重特征和壳幔混合的特点.对成矿流体包裹体研究表明，主成矿阶段成矿温度为133～305℃.流体包裹体为水溶液包裹体，盐度介于0.6%～10.4%［12，24］.成矿时代方面，现有工作多认为形成于燕山晚期，二十四号桥金矿有93.3 Ma左右铅模式年龄［25］.笔者认为该类型金矿赋存于脆韧性构造域内，并具有叠加成矿的特征.根据该类型金矿成矿期滞后于与主韧性剪切构造应变期的特点［23，26］，本区该类型金矿形成应晚于中侏罗世，即与鄂霍次克洋闭合相关的由北向南的挤压逆冲推覆构造、韧性变形作用形成的变质变形峰期.笔者从区内新发现的一处该类型金矿❶❶沈阳地质调查中心.黑龙江多宝山-大新屯整装勘查区找矿攻关示范项目总体设计.2013.中的闪长玢岩获得116.7 Ma的锆石U-Pb年龄（项目资料），初步确定该时间为金成矿作用的最晚时间.因此该类型金矿的成矿时间应介于150～110 Ma.

本类型金矿与典型的造山型金矿［6］和大兴安岭北部的造山型金矿［27］相比，成矿流体中CO2含量较少，氢氧同位素具有大气水与变质水、岩浆水混合的特征，说明在成矿过程中大气降水参与较多，金成矿不是变质作用的直接产物.

2.3 夕卡岩型、斑岩型铜钼矿中伴生金矿床

该类矿床特点是金成矿作用与岩浆热液成矿相关，金为斑岩型矿床和接触交代型（夕卡岩型）矿床中的伴生矿种，品位不高，但资源量较大.该类矿床在本地区主要分布在三矿沟-多宝山-裸河北西向构造带内，典型矿床有多宝山-铜山斑岩型铜钼矿和三矿沟夕卡岩型铜（铁）矿，金形成于上述矿床成矿中后期，成矿温度中等，流体盐度高，富含CO2，与陈衍景等［6］的浆控高温热液型相比较，成矿温度偏低.多宝山-铜山斑岩型铜矿中金成矿与绢英岩化-铜矿化相关，金主要呈包体金包裹在斑铜矿和呈裂隙金充填于黄铜矿、黝铜矿及黄铁矿颗粒间［28］，在铜矿体围岩中的黄铁矿-绢英化蚀变岩中，发现与铅锌矿化体相伴生的金矿体［1］.三矿沟夕卡岩型铁铜矿中，在岩浆期后中低温热液充填交代阶段金沉淀成矿，与斑铜矿充填在石榴石等矿物颗粒之间，其含量范围为0.2×10-6～16.92×10-6，金与铜、银的含量大致呈正相关关系，在富铜的斑铜矿矿石中，金的含量最高［29］.对流体包裹体研究表明，多宝山斑岩型铜矿绢英岩化-铜矿化阶段发育水溶液包裹体、富CO2包裹体，均一温度峰值220～280℃，盐度0.1%～24.8%（NaCl当量），峰值集中在6%～12%，密度0.5～1.0 g/cm3［30］.而三矿沟铁铜矿石英-硫化物阶段成矿流体总体属于中低温（平均267℃）、中低盐度（平均7.24%NaCl质量分数）与高盐度（36.49%）共存的体系［31］.该类矿床的成矿时代，主要与成矿岩浆岩有关，现有年代学工作表明多宝山铜矿形成于510～485 Ma，而三矿沟铁铜矿形成于176 Ma左右［32］.

3 不同类型金矿之间的关系

夕卡岩型、斑岩型铜钼矿中伴生金矿床形成时代与侵入岩的就位时间一致，分别形成于早古生代和早侏罗世，其中早侏罗世岩浆侵入与挤压造山作用密切相关，而其他两类金矿的成矿时间要晚于围岩，时间上集中在150～110 Ma.构造环境为造山后陆内裂谷-伸展环境，因此相互不具有成因上的联系，是不同构造环境和背景下的产物.但可能早期的岩浆侵入作用促进金等成矿元素的迁移富集，在有利部位形成矿化或蚀变带，为后期进一步富集成矿提供物质基础.

受压扭性构造控制的低温热液金矿和火山岩相关的浅成低温热液金矿在空间上均受本地区菱环形构造控制，但前者普遍分布于北东向压扭性构造带内，而后者主要分布在主构造断裂的分支构造带内，容矿构造一般以张性断裂为主，方向为北西向.根据现有研究二者在成矿时间上一致，结合区域外围同时期的古利库金矿矿体同时赋存于前中生代变质岩和白垩纪火山岩内的特点［14］，推断二者为同期异相.二者在赋矿围岩、成矿流体等方面的差别源于不同构造层次，受压扭性构造控制的低温热液金矿成矿深度相对较深，形成于受韧性剪切构造作用的构造薄弱面内，处于脆韧性构造位置，成矿过程中有岩浆流体或变质流体参与，而火山岩相关的浅成低温热液金矿形成于浅部的火山岩脆性构造带内，成矿流体为大气降水.

4 中生代构造演化与金成矿关系

多宝山-呼玛地区经历了元古宙以来长期演化，遭受古亚洲洋构造域同太平洋构造域的叠加作用.兴华渡口群、落马湖群和多宝山组为金成矿提供丰富的矿物来源，早古生代、晚古生代和中生代三阶段强烈的岩浆作用为本地区成矿物质的迁移、富集和成矿提供了热驱动力和成矿流体.现有工作表明，除多宝山斑岩铜矿形成于早古生代外，其他金属矿床特别是金矿成矿作用均与中生代构造-岩浆作用密切相关.结合区域构造演化，中生代本地区金成矿作用如下.

晚三叠世—中侏罗世，受古太平洋板块的斜向俯冲作用和北部鄂霍次克洋闭合洋壳俯冲作用，大兴安岭北部、小兴安岭-张广才岭发生强烈的造山作用，研究区内形成以高钾钙碱性花岗岩为主的大规模岩浆作用.在三矿沟-多宝山-裸河北西向断裂带内，花岗闪长岩、花岗闪长斑岩沿北东向压扭性构造与北西向张性断裂交会部位侵位至古生代火山沉积岩内，发生接触交代，多期次的矿化蚀变和来源于岩浆的流体循环促进了成矿物质的迁移富集，形成斑岩型、夕卡岩型矿床，在成矿作用的中晚期——硫化物阶段，金随着铜硫化物的大量形成沉淀成矿，形成以三矿沟含金铁铜矿为代表的斑岩型、夕卡岩型伴生金矿床.

中—晚侏罗世，鄂霍次克洋闭合引发的南北向挤压造山作用影响整个上黑龙江流域乃至华北板块北缘构造作用［33-34］，使得区内发生强烈的逆冲推覆剪切构造和走滑构造，沿早期构造界面或岩体与地层接触界面形成一系列逆冲推覆构造和走滑剪切构造，如洪业家逆冲推覆剪切带.晚侏罗世造山作用结束，新开岭变质核杂岩隆升等一系列的韧性变形构造和深部花岗质岩浆侵位，在地壳中深层次的韧性剪切变形区内的高温高压作用下，岩石塑性变形.在该阶段金同其他成矿元素及Si、K、Na、H2O等脱离原岩，发生富集，局部形成交代蚀变.早白垩世，随着鄂霍次克洋闭合后强烈的东西向左行剪切作用以及中国东部一系列大型北东向左行走滑断裂带的形成，亚洲东部地块向东蠕散，伸展构造发育，使得软流圈上涌并形成大量断陷盆地群［34-35］，整个东北地区发生大面积的裂谷型火山岩喷发，研究区内形成龙江组偏碱性粗安质火山岩和光华组流纹质火山岩，并有花岗斑岩浅成岩体的侵位.这一系列岩浆作用提供了成矿热源，驱动大气降水循环，萃取深部及围岩中金、银等成矿元素，成矿流体沿主断裂带由下至上运移，在前期的脆-韧性转换部位进一步交代成矿，形成网脉状或构造蚀变岩型矿化.在脆性变形部位，沿裂隙充填蚀变和矿化，形成石英脉型金矿化，形成争光、洪业家、二十四号桥等受压扭性构造控制的低温热液金矿.随着成矿流体运移至浅部北西向张性环断裂系统，应力突然释放，流体物理化学条件发生变化，成矿物质沉淀富集成矿，形成与火山岩有关的浅成低温热液型金矿，如本区的三道湾子碲金矿、上马场金矿、旁开门金矿.金矿的成矿模式见图2.

5 结论

通过对本地区金矿矿床特征和区域构造演化的研究，本文认为多宝山-呼玛地区中生代经历了复杂的构造-岩浆作用和成矿作用，与此相关，该区主要金矿分为3类：（1）与火山岩有关的浅成低温热液型金矿，赋矿围岩为早白垩世火山岩，成矿流体源于大气降水；（2）受韧性变形构造控制的低温热液金矿，赋存于压扭性剪切构造内，对围岩无选择，成矿流体具有变质流体和大气降水混合特征，低盐度，少CO2，这两类为同期异相，形成环境为造山后陆内裂谷-伸展环境；（3）夕卡岩型、斑岩型伴生矿床，金主要为伴生成矿元素，具有成矿温度高、盐度高、流体包裹体富含CO2特征，其成矿作用与古太平洋板块俯冲和鄂霍次克洋洋壳俯冲作用形成的晚三叠世—中侏罗世岩浆作用密切相关.

图2 多宝山-呼玛地区金成矿模式简图Fig.2Metallogenic model of the gold deposits in Duobaoshan-Huma area

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RESEARCH ON THE CLASSIFICATION AND METALLOGENIC BACKGROUND OF GOLD DEPOSITS IN DUOBAOSHAN-HUMA AREA,HEILONGJIANG PROVINCE

CHE Ji-ying1,ZHAO Yuan-dong1,2,LI Shi-chao1,WANG Kui-liang1,XU Feng-ming1,ZHAO Jun1,WU Da-tian1
（1.Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources,CGS,Shenyang 110034,China;2.China University of Geosciences,Beijing 100083）

Dozensofgolddeposits have been discovered in Duobaoshan-Huma area in the northwestern part of Heilongjiang Province,which are distributed mainly in a rhombic area composed of NE-trending and NW-trending structures.The Proterozoic and Lower Paleozoic stratigraphic units may be the provenance of gold.Three stages of tectonomagmatic thermal events since Paleozoic have provided the heat,fluid and space for metallogenesis.Based on the characteristics of host rocks, ore-forming fluids and regional tectonic evolution of the deposits,it is suggested that the gold deposits in this area divide into three genetic types,i.e.1）volcanic rock-related epithermal type,hosted by Early Cretaceous volcanic rock,with ore-forming fluid from meteoric water;2）epithermal type gold deposits controlled by compressional structure,without choice for host rock,with mixed ore-forming fluid from meteoric water and metamorphic fluid,low salinity and less CO2;and 3）skarn-type and porphyry-type of associated gold deposits,with high mineralization temperature,high salinity and CO2-rich fluid inclusions.The former two types were formed in the same period but located in different tectonic level,in the geological environment of post orogenic extension.The third type of gold deposits were formed in compressive orogenic environment related to the subduction of paleo-Pacific plate and the closure of Mongol-Okhotsk ocean in Late Triassic-Middle Jurassic period.

gold deposit;classification of genesis;Mesozoic;Duobaoshan-Huma;Heilongjiang Pprovince

1671-1947（2014）04-0323-07

P618.51

A

2014－04－10；

2014-05-04.编辑：张哲．

中国地质调查局地质调查项目“黑龙江省张地营子-桦皮窑地区成矿地质背景与成矿规律研究”（1212011121082、1212011085235）资助.

车继英（1981—），女，工程师，硕士，主要从事矿产调查、第四纪环境变化研究，通信地址辽宁省沈阳市皇姑区黄河北大街280号，E-mail//352255324@qq.com