大興安嶺地區與淺成侵入巖和火山－次火山巖有關的銅鉬礦床成礦規律

賈斌，楊宏智，張春鵬，劉桂香

（沈陽地質礦產研究所，遼寧沈陽110034）

大興安嶺地區與淺成侵入巖和火山－次火山巖有關的銅鉬礦床成礦規律

賈斌，楊宏智，張春鵬，劉桂香

（沈陽地質礦產研究所，遼寧沈陽110034）

大興安嶺銅鉬礦床主要與古生代和中生代淺成侵入巖和火山－次火山巖有關，礦床形成于陸緣巖漿巖帶、造山帶和深大斷裂帶中.成礦期主要為加里東期、華力西期和燕山期.礦化圍巖為花崗閃長巖、花崗閃長玢巖、二長花崗巖、安山巖、英安巖、流紋巖、安山玢巖、流紋斑巖和火山碎屑巖.圍巖蝕變主要有硅化、絹云母化、鉀長石化、水白云母化、伊利石化、綠泥石化、碳酸巖化.礦石中主要工業元素為Cu和Mo，伴生有益組分為Ag、Au、Re等.成礦類型有：①斑巖型銅鉬礦床；②火山－次火山熱液型銅鉬礦床.大興安嶺銅鉬礦床主要由陸緣巖漿巖帶、造山帶、深大斷裂帶的火山－次火山作用及小型侵入作用形成，成礦流體沿著火山機構、巖漿侵入構造、區域構造等運移，熱動力、壓力、擴散力等使成礦流體產生上升運動和局部循環運動，成礦流體的遷移、萃取、擴散、交代作用等使成礦物質產生富集.

銅鉬礦床；淺成侵入作用；火山－次火山巖；大興安嶺

1 區域地質概況

大興安嶺地區主要屬于古生代和中生代復合造山帶.本區古生代經歷了裂陷海槽擴張階段、島弧和陸緣巖漿帶火山活動階段和碰撞造山階段.中生代經歷了斷裂構造－巖漿階段、隆起和拗陷－巖漿階段.元古代顯示了活動陸緣、陸緣海槽和海相火山－沉積作用特點，伴隨形成了銅鉛鋅多金屬礦床［1-5］.古生代發生了火山－噴氣沉積作用和銅、鉬、金、鉛鋅、鎢、鐵多金屬礦化作用.中生代大規模構造－巖漿作用形成了大量的火山－次火山作用和侵入作用，伴隨形成了銅、鉬、金、銀、鉛鋅多金屬礦化作用.

1.1 地層

銅鉬礦床礦區中出現的地層主要有上元古界佳疙疸群，上奧陶統裸河組，中奧陶統銅山組、多寶山組，下志留統黃花溝組，中泥盆統烏奴爾組，二疊系上統老龍頭組，中侏羅統塔木蘭溝組，侏羅系上統包括木瑞組和上庫力組，下白堊統光華組，白堊系伊列克得組和大磨拐河組.

上元古界佳疙疸群巖性為古老的片巖類；上奧陶統裸河組為變質砂巖、板巖、變泥巖、千枚狀粉砂巖.中奧陶統銅山組為粉砂質板巖、千枚巖、硅質頁巖、粉砂巖、長石石英砂巖、結晶灰巖；中奧陶統多寶山組為安山巖、流紋巖、細碧角斑巖、凝灰巖，夾凝灰質砂巖、板巖；下志留統黃花溝組為粉砂質板巖、粉砂巖.泥盆系中統烏奴爾組巖性為變質較深的碎屑巖、火山巖及碳酸巖；二疊系上統老龍頭組為淺變質中酸性火山巖及變質砂礫巖；中侏羅統塔木蘭溝組為中基性火山熔巖、火山碎屑巖.侏羅系上統包括木瑞組和上庫力組，巖性為中酸性火山巖及次火山巖（圖1），共分3個噴發和溢流旋回，是斑巖礦床和淺成熱液礦床成礦的最佳地層.下白堊統光華組為酸性凝灰巖、沉凝灰巖和黏土巖，夾凝灰砂巖和安山巖［6-7］.白堊系伊列克得組和大磨拐河組，巖性為陸相碎屑巖及中基性—中性—酸性鈣堿系列火山巖和堿性玄武巖.

1.2 構造

大興安嶺地區新元古代晚期張廣才嶺運動時期塔里木陸塊的北東邊緣裂解，脫離古大陸，開始進入古亞洲洋演化階段.早、中奧陶世，西伯利亞東南大陸邊緣地殼拉張裂解，為火山島弧環境.晚侏羅世受北東-北北東向、近東西向和北西向斷裂控制，在東部大興安嶺地區發生強烈的火山噴發活動，并在大興安嶺和陰山地區形成以酸性巖為主的巖漿巖帶.

早奧陶世到中泥盆世形成了一系列隆起帶和拗陷帶，拗陷帶內形成了巨厚的火山－沉積作用，如中奧陶世多寶山組形成了中酸性火山作用和沉積作用.

晚泥盆世到二疊世中期古西伯利亞板塊與古中朝板塊相互碰撞，形成同造山的早華力西期二長花崗巖和堿長花崗巖［8-9］.

中石炭產生強烈的北東、北西軸向的褶皺和北東、北西向斷裂.形成大規模同造山期巖漿侵入活動和中性、酸性火山噴發，侵入巖主要是二長花崗巖、花崗閃長巖.

侏羅紀、白堊紀產生規模較大的斷裂和強烈的中酸性火山作用.

大興安嶺地區與銅鉬礦床成礦有關的巖漿作用主要是古生代、中生代火山作用和侵入作用（圖1）.

1.3 侵入巖

在銅鉬礦床礦化區，侵入巖主要有中奧陶統花崗閃長巖（485 Ma，U-Pb法［10］；521～476 Ma，Re-Os法［11］）、中華力西期花崗閃長巖（310～292 Ma，K-Ar法）、晚華力西期花崗閃長巖和二長花崗巖（239～249 Ma，K-Ar法）［12-13］、印支期正長花崗巖、燕山早期花崗閃長巖和黑云母花崗巖（187 Ma，K-Ar法［12］；175 Ma，U-Pb法［6-7］）.二長花崗斑巖（138 Ma，K-Ar法）和花崗閃長斑巖（138 Ma，K-Ar法）［14］.

2 銅鉬礦床成礦規律

2.1 成礦類型

區內成礦類型主要有斑巖銅鉬礦床和火山-次火山熱液型銅鉬礦床.斑巖型銅鉬礦床成礦作用主要與中奧陶世花崗閃長巖的侵入作用有關，原始巖漿來源于虧損地幔［15-16］.晚侏羅世，由于古太平洋板塊俯沖作用的影響，產生了大范圍的陸相火山-次火山作用，同時形成了熱液銅鉬礦床［17-19］.

2.2 成礦物質來源

斑巖型銅鉬礦床的成礦物質主要來源于中奧陶統多寶山組火山－沉積巖、中奧陶統花崗閃長巖和花崗閃長玢巖、華力西期花崗閃長巖和二長花崗巖、燕山期花崗閃長巖和黑云母花崗巖.

火山熱液型銅鉬礦床的成礦物質來源于侏羅系上統的塔木蘭溝組、木瑞組和上庫力組，巖性為中酸性火山巖及次火山巖.

2.3 控礦構造

大興安嶺地區斑巖型銅鉬礦床的控礦構造有：①北北東向、北西向、南北向斷裂構造；②巖漿侵入作用或火山作用形成的環形構造；③環形構造和區域斷裂構造組合；④侵入巖中的原生節理、裂隙構造；⑤巖漿侵入體與圍巖的接觸帶構造.

火山熱液型銅鉬礦床控礦構造有：①北北東向、北西向、南北向斷裂構造；②火山作用形成的環形構造；③環形構造和區域斷裂構造組合；④火山巖中的原生節理、裂隙構造；⑤火山穹隆、巖管構造.

2.4 成礦期

區內銅鉬礦床主要有2個成礦期：①中奧陶世成礦期；②晚侏羅世成礦期.中奧陶世成礦期形成的礦床主要有多寶山斑巖型銅鉬礦床、銅山銅鉬斑巖型礦床、爭光銅鉬金礦床，但在晚古生代和中生代疊加有一定程度的銅金礦化.晚侏羅世成礦期形成的礦床主要有烏奴格吐山、八大關銅鉬礦床.

3 銅鉬礦床特征

3.1 礦體的分布、形態、產狀

（1）斑巖型銅鉬礦床：礦體賦存于花崗閃長巖株中，呈脈狀、條帶狀，并圍繞高侵位的花崗閃長斑巖小巖體外圍分布，部分礦體的頂部伸入奧陶紀安山巖頂垂體中.中、小礦體只賦存于花崗閃長巖體內.銅、鉬和銀元素組成了礦化內帶的元素組合；鉛、鋅和錳元素組成了礦化外帶的元素組合，尤其是礦體側伏部位.

（2）火山熱液型銅鉬礦床：礦體主要賦存在斑巖體的內接觸帶，多數呈環狀、啞鈴狀、透鏡狀和條帶狀等，礦體受火山機構的火山中心附近構造和區域構造控制.通常斑巖體上盤和側伏部位礦化較好，而斑巖體下盤和翹起部位礦化較差.火山碎屑巖、火山熔巖和次火山侵入體中的原生節理、裂隙是銅鉬礦化的有利部位.如烏奴格吐山的火山碎屑巖、火山熔巖和次火山侵入體中的原生節理、裂隙中有大量鉬礦化，屬于火山-次火山熱液型礦床.

3.2 礦石礦物組成

（1）斑巖型銅鉬礦床：礦床金屬礦物主要為黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦和輝鉬礦；次要礦物為磁鐵礦、赤鐵礦、金紅石、方鉛礦、閃鋅礦和磁黃鐵礦；微量礦石礦物為鈦鐵礦、黝銅礦、砷黝銅礦、斜方輝銅礦、白鎢礦、自然金、自然銀、銀金礦、碲銀礦、碲鉛礦和輝銀礦等.常伴生金、銀、硒、錸和鉑族.

（2）火山熱液型銅鉬礦床：礦床、斑巖型銅鉬礦床成礦有關的礦石金屬礦物成分主要為黃銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦、斑銅礦、閃鋅礦、黝銅礦、砷黝銅礦、方鉛礦、毒砂和磁黃鐵礦等.

3.3 礦石結構構造

斑巖型和火山-次火山熱液型銅鉬礦床的礦石結構和構造類似.主要礦石結構為他形粒狀結構、半自形粒狀結構、交代殘余結構、文象結構、葉片狀結構、斑狀變晶結構、壓碎結構和斑狀壓碎結構.主要礦石構造為浸染狀構造、細脈狀構造、塊狀構造、角礫狀構造、條帶狀構造和晶洞狀構造.

3.4 礦石化學成分

礦石中主要工業元素為Cu和Mo，伴生有益組分為Ag、Au、Re等.礦石中微量元素有Ag、Pb、Zn、Au、Re、Co、Ni、Pt、Pd、As、Ti、Mg、Bi、Se、Sb、Sn、Te等.

3.5 圍巖蝕變

斑巖型和火山-次火山熱液型銅鉬礦床的圍巖蝕變類似.礦化圍巖蝕變主要有硅化、絹云母化、鉀長石化、水白云母化、伊利石化、綠泥石化、碳酸巖化.

輝鉬礦與硅化有關，輝鉬礦主要賦存于石英脈中.黃鐵礦-輝鉬礦化與石英-鉀長石化蝕變相伴生.黃鐵礦-黃銅礦形成于石英－絹云母化－水白云母化帶中.黃鐵礦-閃鋅礦-方鉛礦化與伊利石－水白云母化蝕變相伴生.

3.6 成礦階段

大興安嶺地區銅鉬礦床，主要經歷了6個成礦階段.

（1）硅化－絹云母－黃鐵礦階段：在流紋巖、晶屑凝灰巖、二長花崗巖、黑云母花崗巖、花崗斑巖等巖石中產生的面狀蝕變作用，并形成了星散狀、團塊狀黃鐵礦.

（2）石英－黃銅礦階段：在流紋巖、晶屑凝灰巖、二長花崗巖中形成脈狀的黃銅礦化，主要礦物是石英、黃銅礦，少量黃鐵礦.

（3）石英-絹云母-硫化物階段：主要形成石英、絹云母、黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦、方鉛礦、閃鋅礦、自然金等，為鉛鋅、銅、金主要成礦階段.

（4）石英－輝鉬礦階段：在流紋巖、晶屑凝灰巖、二長花崗巖中形成輝鉬礦化，以石英－輝鉬礦組合呈脈狀分布，有分叉現象，穿切石英－黃銅礦脈.

（5）黃鐵礦脈階段：黃鐵礦呈脈狀沿斷裂分布，粒度0.2～0.5 cm，含量約90%～95%.脈中含少量石英，約2%～10%.

（6）方解石-硫化物階段：主要形成了方解石和黃鐵礦.

4 同位素特征

礦石鉛同位素組成為：206Pb/204Pb 18.327～18.526，207Pb/204Pb 15.436～15.633，208Pb/204Pb 37.997～38.421.與火成巖的初始鉛組成一致，表明鉛來源于深部巖漿.

石英脈的δ18O為-16.8‰～-119.56‰,δ18OH2O為+6.28‰；石英絹云母化帶的δD為-120.89‰，δ18OH2O為+1.31‰，表明成礦熱液有天水混合的巖漿熱流體.中酸性火山巖的δ18O為9.3‰，δD為-70‰［20］（圖2）.

圖2 大興安嶺地區一些銅鉬礦床的δD與δ18OH2O圖解Fig.2 The δD-δ18OH2Odiagram of some copper-molybdenumdeposits in Daxinganling region

5 成礦物理化學條件

利用熱液礦床石英脈流體包裹體可以確定成礦溫度和壓力［21-22］.石英脈流體包裹體均一溫度變化范圍為150～650℃；石英絹云母化的石英流體包裹體的均一溫度為140～260℃，火山熱液的石英水云母化帶的均一溫度為115～280℃.

圖3 大興安嶺銅鉬礦床成礦系列的溫度－鹽度圖解Fig.3 Temperature-salinity diagram of the mineralization series of some copper-molybdenum deposits in Daxinganling region

銅鉬礦床成礦體系流體多數來源較深，處于地殼深部的高壓狀態，原始生成的流體壓力達到1100×105Pa，如石英-鉀長石巖脈的壓力變化范圍為300×105～1100×105Pa.成礦流體接近地表時，壓力減低.產生硅化-絹云母化區域的流體壓力范圍為80×105～280×105Pa.

石英-絹云母-硫化物成礦階段的流體pH值為5.3，石英-輝鉬礦成礦階段的成礦流體pH值為5.36，呈弱酸性；后期的碳酸鹽化、綠泥石化、水云母化階段流體的pH值為6.35，由弱酸性向中性轉化.總的說來，成礦作用過程中成礦流體的酸堿度從弱酸性向中性轉化，并在弱酸性條件下成礦［23-24］.

成礦作用過程中流體從成礦早期到晚期，fo2值變化范圍為10-14～10-45Pa，說明成礦流體氧逸度演化趨向降低.

斑巖型銅鉬礦床成礦流體鹽度為0.4%～16%，火山－次火山熱液型礦床鹽度為42%～68%.從成礦作用早期到晚期，流體的溫度和鹽度趨于降低，如：烏奴格吐山銅鉬礦床和多寶山銅鉬礦床的溫度和鹽度都較高，隨著成礦作用進行向低溫和低鹽度轉化（圖3）.

流體成分以Na+-K+-SO42--Cl-體系為主，含量由高到低順序是Na+→K+→Cl-→F-，SO42-、Ca2＋、Mg2+成分局部會降低.由于受火山作用影響，成礦流體?；烊胨投趸?

6 成礦機理

根據大興安嶺地區金屬礦床的特征［24-31］，總結了該地區古生代、中生代銅鉬多金屬礦床的成礦機理特點和規律.

古生代斑巖型銅鉬礦床成礦作用機理：成礦區區域變質巖系銅背景值較高（130×10-6），華力西期花崗巖漿產生侵入作用，巖漿侵入作用過程中，形成了多期次的巖漿-熱液活動，巖漿向上侵入，產生了一系列的張性斷裂系統，巖漿房上部產生擴容，并形成了減壓區域，為含礦熱液提供了大量的空間，引導含礦流體向壓力降低方向移動.流體在運動過程中與圍巖產生水和礦質的雙重交換作用，形成含礦熱液.流體運動過程中，對圍巖產生交代形成蝕變，主要有鈉化、鉀化、大面積硅化、黑云母化和青磐巖化.銅礦化在黑云母化階段形成，黑云母化與銅礦化具有密切的關系.黑云母化階段銅可富集到1000×10-6～2000×10-6.在絹云母化階段，產生硅酸鹽水解，銅進一步產生活化、轉移富集，礦化達到4000×10-6～7000×10-6，構成工業礦體.高侵位的小斑巖體常產生高品位的礦石堆積.

中生代火山－次火山熱液型礦床成礦作用機理：太平洋板塊在印支—燕山期向西北產生俯沖作用，使得爾布干深斷裂帶、嫩江斷裂、烏努爾鄂倫春斷裂、西拉木倫河斷裂、大興安嶺中脊斷裂等復活.燕山期NW向拉張斷裂活動，產生花崗巖類巖漿侵入作用，形成許多中心式火山噴發機構.火山作用多期活動同時，有二長花崗斑巖和黑云母花崗巖漿侵入，形成了Cu、Mo、Pb、Ag等礦化，具有多期脈動作用的成礦特點.火山機構的斷裂構造、火山通道和火山碎屑構造發育，熱力泵作用導致熱流體運動強烈.成礦流體來源于巖漿水和大氣降水混合，流體產生對流循環，這種混合熱流體由于既富揮發分又富堿質，同時對圍巖具有強烈的萃取和交代反應能力.如烏奴格吐山銅鉬礦床就是這種成礦機理，其成礦模式見圖4.

圖4 烏奴格吐山銅鉬多金屬礦床模式圖Fig.4 Model of the Wunugetushan copper-molybdenum polymetallic ore deposit

7 結論

（1）大興安嶺地區銅鉬成礦類型有斑巖銅鉬礦床和火山－次火山熱液型銅鉬礦床.

（2）斑巖型銅鉬礦化主要形成于古生代，該區銅鉬礦化作用主要與古生代的侵入作用有關.礦化圍巖為加里東期花崗閃長巖、花崗閃長斑巖、華力西期花崗閃長巖和二長花崗巖，燕山期花崗閃長巖和黑云母花崗巖.華力西期礦床形成于陸緣巖漿帶、造山帶和深大斷裂帶中.

火山－次火山熱液成礦作用與中生代火山作用有關.燕山期形成的火山巖有安山巖、英安巖、流紋巖、安山玢巖、流紋斑巖和火山碎屑巖.

（3）銅鉬礦床為多階段脈動性成礦，個別礦床經歷了加里東期和燕山期的火山作用和侵入作用.

（4）大興安嶺銅鉬礦床主要由陸緣巖漿帶、造山帶、深大斷裂帶的火山－次火山作用及小型侵入作用形成，成礦流體沿著火山機構、巖漿侵入構造、區域構造等運移，由熱動力、壓力、擴散力等導致成礦流體產生上升運動和局部循環運動.成礦流體的遷移、萃取、擴散、交代作用等使成礦物質富集成礦.

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Abstract：The copper-molybdenum deposits in Daxinganling region are related to the Paleozoic and Mesozoic hypabyssal intrusive and volcanic-subvolcanic rocks.Those deposits were formed in the epicontinental magmatic zones,orogenic belts and deep-fracture zones,during Caledonian,Variscan and Yanshanian epochs.The wall rocks consist of granodiorite,granodioritic porphyrite,adamellite,andesite,dacite,rhyolite,andesitic porphyrite,rhyolitic porphyry and pyroclastic rocks,with alterations of silicification,sericitization,K-feldspathization,hydromicazation,illitization,chloritization and carbonation.The main industrial elements in the ore are Cu and Mo,associated with Ag,Au,Re etc.The metallogenesis are in two types,i.e.porphyry copper-molybdenum deposit and volcanic-subvolcanic hydrothermal deposit.

Key words：copper-molybdenum deposit;hypabyssal intrusion;volcanic-subvolcanic rock;Daxinganling

METALLOGENESIS OF THE COPPER-MOLYBDENUM DEPOSITS RELATED TO HYPABYSSAL INTRUSIVE AND VOLCANIC-SUBVOLCANIC ROCKS IN DAXINGANLING REGION

JIA Bin，YANG Hong-zhi，ZHANG Chun-peng，LIU Gui-xiang
（Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources,Shenyang 110034,China）

1671-1947（2010）03-0197-06

P612；P618.41；P618.65

A

2010－09－07；

2010-12-02.李蘭英編輯.

中國地質調查局“大興安嶺成礦帶銅多金屬礦勘查選區研究”項目（編號1212010631506）資助.

賈斌（1957—），男，地質礦產博士，研究員，1982年畢業于長春地質學院，從事礦床、火山巖的研究和管理工作，通信地址沈陽市黃河北大街1號，郵政編碼110034，E-mail//syjbin2728@163.com