黑龍江省大興安嶺岔路口鉬多金屬礦床控礦因素分析

王 曦，王 濤

(黑龍江省第九地質勘查院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

0 引言

岔路口鉬多金屬礦床位于大興安嶺火山巖帶伊勒呼里山隆起帶南部，為超大型斑巖型鉬多金屬礦床。礦床自發現以來，一些科研單位學者及勘查單位工程技術人員發表了眾多的相關學術論文[1-10]，從不同角度闡述了礦床的地質特征、圍巖蝕變特征、物化探異常特征等，積累了較為豐富的地質資料。但是，在成礦作用的控制因素方面仍有不足。本文在前人研究的基礎上，通過分析總結礦床的區域構造背景、巖漿巖背景、淺成—超淺成侵入的潛火山巖特征、圍巖條件、成礦流體特征等對成礦控制作用，為區域礦產勘查提供參考。

1 區域地質背景

大地構造位置處于中亞—蒙古復合造山帶東段，北興安地塊與額爾古納地塊夾持的大興安嶺增生帶上，頭道橋—興華構造帶北西側[11]。

區域內，地層從元古界至新生界都有出露。侵入巖主要為華力西期、印支期、燕山期二長花崗巖、花崗巖及燕山期的潛火山巖，發育多金屬化探異常。區域上構造形跡以斷裂為主，褶皺主要發育于基底構造層[12](圖1)。

圖1 岔路口鉬多金屬礦床區域地質圖[12]

2 礦區地質

2.1 地層

礦區內主要為新元古界—下寒武統倭勒根群大網子組(Pt3-∈1d)砂巖；中生界上侏羅統白音高老組(J3by)流紋巖、凝灰熔巖；新生界第四系(Q)堆積物(圖2)。

圖2 岔路口鉬多金屬礦床河東礦段地質圖[12]

2.2 巖漿巖

侵入巖按與成礦時間關系，劃分為成礦前、成礦期、成礦后三期(表1)。

表1 岔路口鉬多金屬礦侵入巖特征

2.3 構造

礦區北東8 km處分布1029高地火山穹隆構造，對成礦具有控制作用。

2.4 圍巖蝕變

蝕變有硅化、鉀長石化、絹云母化、螢石化、伊利石化、水白云母化、黑云母化、高嶺石化、蒙脫石化、綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化、硬石膏化、黃鐵礦化等[12]。

圍繞主成礦巖體——含斑細?；◢弾r和花崗斑巖體由內向外劃分為四個蝕變帶：鉀化帶(Q-K)(地表未出露)、石英-絹云母化帶(Q-S)、泥化帶(伊利石-水白云母-黏土-弱硅化帶)(H-I-K-Q)、青磐巖化帶(C-E-C)[12]。

2.5 礦體特征

鉬礦體呈NE向拉長的不規則穹窿狀。其特征見表2、圖3、圖4。

圖3 岔路口鉬多金屬礦鉬礦體主勘探線剖面圖[12]

圖4 岔路口鉬多金屬礦鉬礦體“三層”賦存結構圖[12]

表2 岔路口鉬多金屬礦鉬礦體特征

此外，礦床伴生鉛鋅礦體，分布在鉬礦體的上部及邊緣，呈脈狀賦存在白音高老組火山巖、大網子組變質巖及中侏羅世二長花崗巖中，與鉬礦體呈異體共生關系。

2.6 礦床成因類型

岔路口礦床成因類型屬于與晚侏羅世侵位的花崗斑巖有關的高氟體系斑巖型鉬多金屬礦床[12-15]。

3 成礦作用控制因素

3.1 構造對成礦的控制

3.1.1 斷裂對成礦的控制

頭道橋—新華斷裂：該深斷裂帶于岔路口東側通過，環宇—新天段常被NW、EW向斷裂切割和中生代火山巖覆蓋，南西端自蒙古，經頭道橋、伊列克得、鄂倫春自治旗、塔源林場、新華，延入俄羅斯境內，呈NE—NNE展布，境內長度為800 km。斷裂形成于中—晚寒武世，長期活動。區域上在NE向主干構造(頭道橋—新華斷裂)背景上疊加發育低序次的NEE向、NW向、SN向等斷裂構造。這些構造往往成為中生代火山盆地邊界、噴發中心及潛火山巖體侵位的控制構造。

源江—塔源斷裂和古魯耐—伊北工區斷裂：形成于古生代，為頭道橋—新華斷裂的低序次斷裂。兩斷裂平行分布，相距約7 km，走向60°，長度大于120 km，具有明顯的線形影像和航磁負異常帶反映。兩斷裂間發育有密集分布的次級NE和NW向斷裂，并成為火山口及火山機構控制斷裂。沿斷裂構造分布五支線鉛鋅礦點、北支線銀多金屬礦點、1011高地銀多金屬礦床、二支線銅多金屬礦點、塔源銅多金屬礦床等。

大楊氣—后勒山斷裂(Fg)：形成于古生代，延長大于80 km，走向310°，控制著老地層的出露及晚侏羅世侵入體的出露分布。沿斷裂分布303工區鉬礦點、環宇鉛鋅礦床、亞里河鉛鋅礦點、后勒山鉛鋅礦點，與NE向次級斷裂交匯處控制1029高地火山機構。

由此可見，源江—塔源斷裂和古魯耐—伊北工區斷裂控制中生代火山—侵入巖漿帶的展布，尤其兩組斷裂構造交匯部位控制了火山—侵入穹隆構造及火山機構的發育，并且控制了有色、貴金屬礦床的產出(圖5)。

圖5 岔路口鉬多金屬礦區域構造格局與礦產分布圖[13]

3.1.2 1029高地火山機構對成礦的控制

1029高地火山構造：為晚侏羅世白音高老期中酸性火山旋回形成的中心式火山。按王建業(1981)[16]劃分的與斑巖銅(鉬)礦有關的火山巖四個類型，該火山巖系屬于安山巖-英安巖-流紋巖建造?；鹕綑C構發育有NE、NW、SN向斷裂構造和環形構造以及多期潛火山巖的超淺成侵入。岔路口礦床產于該火山機構南西側邊緣隆起部位，多期次潛火山巖體(石英斑巖、花崗斑巖)強烈發育處。

該火山噴發形成上侏羅統白音高老組火山巖系，所屬流紋巖、流紋質晶屑巖屑凝灰熔巖、流紋質角礫凝灰熔巖、英安巖、英安質凝灰熔巖是鉬、鉛、鋅礦體的直接賦礦圍巖。更為重要的是該火山巖系是很好的礦液屏蔽層，為成礦斑巖體的侵位、成礦熱液的演化和沉淀成礦提供了良好的封閉空間和成礦場所，使得成礦巖漿及成礦流體在封閉體系內充分演化并發生成礦作用，是岔路口超大型斑巖型鉬多金屬礦形成的重要控制因素之一[8]。

3.2 巖漿巖對成礦的控制

3.2.1 成礦斑巖巖石類型、巖石化學特征及稀土、微量元素特征

按與成礦時間關系，礦區侵入巖劃分為成礦前、成礦期、成礦后三期。對成礦有控制作用的是成礦期侵入巖：含斑細?；◢弾r、花崗斑巖、石英斑巖。

1)成礦斑巖巖石類型、巖石化學特征

圖6 岔路口鉬多金屬礦巖漿巖AL/CNK - A/NK相關圖(底圖據Shand，1943)[13]

圖7 岔路口鉬多金屬礦巖漿巖SiO2-K2O相關圖(底圖據Peccerillo and Taylor，1978)[13]

圖8表明，成礦期斑巖、成礦前巖漿巖及成礦后的長石斑巖、石英二長斑巖、粗面英安巖的SiO2與Al2O3、CaO、FeO、MgO、Na2O、P2O5和TiO2表現出基本一致的負相關性特征。以上特征表明成礦期斑巖、成礦前巖漿巖及成礦后的長石斑巖、石英二長斑巖、粗面英安巖等巖漿巖具有近源演化的巖石化學特征。成礦后的花崗閃長斑巖及閃長玢巖的SiO2與Al2O3、Na2O呈現出完全相反的負相關性，表明成礦期后的花崗閃長斑巖及閃長玢巖與成礦期巖漿巖分屬于不同的巖漿巖系列。

圖8 岔路口鉬多金屬礦巖漿巖巖石主量成分相關圖[13]

成礦期含斑細?；◢弾r、花崗斑巖和石英斑巖，巖石地球化學特征基本一致，在空間上三者由深到淺依次發育，隨著斑巖侵位深度的遞減，其SiO2含量呈現出增高的趨勢。因此，根據巖石化學特征及地質認識判斷，成礦期斑巖具有同源巖漿熔離連續分異演化的特征。

2)成礦斑巖稀土及微量元素特征

依據岔路口鉬多金屬礦巖漿巖稀土元素和微量元素分析數據平均值制作成礦斑巖：含斑細?；◢弾r、花崗斑巖和石英斑巖稀土元素配分圖和微量元素蛛網圖(圖9)，具有完全一致的稀土元素和微量元素分布特征，表明三者具有相同的巖漿源區，結合巖石化學成分特征，進一步確定含斑細?；◢弾r、花崗斑巖和石英斑巖為同一巖漿連續結晶分異演化先后形成的產物。

圖9 岔路口鉬鉛鋅礦區巖漿巖稀土元素配分模式圖(a)和微量元素蛛網圖(b)[13](球粒隕石標準化值和微量元素分別據Boynton，1984和Sun et al., 1980)

3.2.2 成礦斑巖與礦化作用

岔路口鉬多金屬礦成礦的前提條件是同源演化分異的多期次斑巖的侵入，巖石化學特征及稀土、微量元素特征已說明成礦斑巖：含斑細?；◢弾r、花崗斑巖、石英斑巖，具有同源演化分異的特征。含斑細?；◢弾r、花崗斑巖和石英斑巖的上侵作用及伴隨的隱爆作用，對周邊圍巖產生巨大沖擊壓力，使圍巖、巖體形成廣泛而密集的節理、裂隙和微裂隙構造(圖10e、10f)，大大增強了巖石的滲透性，為熱液活動、交代作用和礦化沉積提供了有利條件和富集空間，是成礦的必要條件。

成礦斑巖體的引爆作用大致分為兩期。一期是與石英斑巖侵入密切相伴產生的，在巖體的頂部發育隱爆角礫巖，其角礫呈棱角狀，大小不等，成分由流紋巖、流紋斑巖、石英斑巖、花崗斑巖等組成，膠結物主要為熱液硅質，并普遍發育有黃鐵礦化、輝鉬礦化及螢石化(圖10a、10b、10c、10d)；另一期與花崗斑巖相伴產生的，隱爆角礫巖分布于花崗斑巖體上部及邊緣，規模較大，產狀較緩，角礫呈棱角狀，大小不等，成分為花崗斑巖、蝕變火山巖類，膠結物熱液硅質中普遍具黃鐵礦化和較好的輝鉬礦化。

圖10 岔路口鉬多金屬礦巖石、礦石標本圖

高品位、巨厚層狀的鉬礦體賦存于巖株狀的含斑細?；◢弾r與巖枝狀的花崗斑巖體內；厚層狀、薄層狀鉬礦體賦存于花崗斑巖、隱爆角礫巖體內；薄層狀鉬礦體賦存于石英斑巖與中酸性火山巖內外接觸帶；鉛鋅礦體呈脈狀分布于石英斑巖頂部及邊部酸性火山巖內?？傮w上成礦斑巖體及圍巖中的裂隙系統控制了礦化范圍、礦體形態、產狀和富集程度[7]。含斑細?；◢弾r、花崗斑巖體控制了鉬礦主礦體(高品位、巨厚層狀的鉬礦體)的賦存部位、礦化強度、礦體規模；花崗斑巖、隱爆角礫巖控制了中、上部(中厚層狀和薄層狀)鉬礦體的賦存部位、礦化強度、礦體規模；石英斑巖控制鉛鋅礦體的分布。

此外，對礦區鉬礦體采集8件輝鉬礦樣品進行年齡測定(國家地質實驗測試中心)，輝鉬礦Re-Os同位素等時線年齡為(145.7±1.5)Ma (MSWD=1.3)，諧和性良好。該成礦年齡與成礦斑巖(含斑細?；◢弾r、花崗斑巖、石英斑巖)鋯石U-Pb年齡(146～147.6 Ma)在誤差范圍內一致[13]。從時間上進一步證明了含斑細?；◢弾r、花崗斑巖和石英斑巖與鉬、鉛鋅的關系。岔路口鉬多金屬礦巖漿巖微量元素分析數據顯示，含斑細?；◢弾r中平均w(Mo)=43.19×10-6，花崗斑巖中平均w(Mo)=20.93×10-6，遠高于其他巖漿巖鉬含量；石英斑巖中w(Pb)=172.05×10-6、w(Zn)=426.4×10-6，遠高于其他巖漿巖鉛鋅含量。反映含斑細?；◢弾r、花崗斑巖與鉬礦化具有密切關系；石英斑巖與鉛鋅礦化具有密切關系。

3.3 多次出溶的高溫流體循環與疊加作用對蝕變及礦化的控制

位于含斑細?；◢弾r體的上部發育有多層的UST結構和強硅化殼。Shannon等(1982)[13]最先將unidirectional solidification textures(或者USTs)用于描述礦物朝一個方向單向生長的火成巖結構(圖10g、10h)，這些礦物常以多層出現，單層厚度范圍為0.2～50 mm，晶體局部可超過300 mm，層間被細晶巖或者細晶斑巖分隔。這些結構層常平行于侵入體的接觸邊界。岔路口UST結構一般分布在巖株頂部向下200 m內，為多層齒狀石英晶體和含斑細?；◢弾r相互平行排列，石英層的單層厚度多在1～3 mm之間，含斑細粒好的單層厚度多在2～3 mm之間，總層數一般為4～10層[13]。晶體朝向巖株內部持續生長，主要是由侵入體從邊緣向內結晶固化引起的，是巖漿與巖漿流體轉換過渡期的特征之一。

成礦斑巖體內和邊部圍巖中細脈—網脈狀、浸染狀、角礫狀、紋層狀、條帶狀等多種形式組成石英-輝鉬礦-黃鐵礦-螢石、石英-黃鐵礦-赤鐵礦-輝鉬礦-鉀長石、輝鉬礦-黃鐵礦-石英、石英-閃鋅礦(±方鉛礦±黃鐵礦±螢石±碳酸鹽脈)等礦物組合，含礦與不含礦各類脈系相互疊加，表明熱液流體為多期次循環作用、疊加改造、逐步交代的特征(圖10)。對流體包裹體測溫研究顯示出礦區經歷了多期次的流體沸騰作用。對各蝕變帶斑巖及脈系的包裹體進行系統測試，歸納岔路口成礦流體形成及演化，劃分三個階段[13]：

第一階段：早期出溶形成高溫流體。根據斑晶及UST中包裹體測溫的結果顯示，早期出溶的流體溫度較高，主要在400℃～580℃之間，相應高鹽度區間w(NaCleq)為47.44%～71.25%，對應氣相的低鹽度區間w(NaCleq)為4.8%～15.67% NaCleq。含子晶包裹體與氣相包裹體在同一視域中共存，且具有相近的均一溫度，說明該期流體形成時，曾發生沸騰作用。

第二階段：成礦流體的演化?；诤V脈系石英和螢石中的包裹體研究，成礦流體可分為高溫、中溫、低溫三個溫度區間，對應三期成礦。早期高溫流體溫度集中在400℃～500℃，相應高鹽度區間w(NaCleq)為47%～60.1%，氣相的低鹽度區間w(NaCleq)為5.26%～6.59%，該區間為磁鐵礦、赤鐵礦的主沉淀期，還沉淀少量輝鉬礦。中期為輝鉬礦主沉淀期，中高溫成礦流體在350℃～450℃，相應高鹽度區間w(NaCleq)為42.4%～53.5%，氣相及液相的低鹽度區間w(NaCleq)為2.57%～10.49%，根據Hedenquist et al. (1998) 的方法，采用最大而不是平均均一溫度來進行壓力和深度的估計，推測形成深度為1～2 km。高溫及中高溫包裹體可見含子晶包裹體與氣相包裹體在同一視域中共存，且具有相近的均一溫度，說明這兩期流體，都曾發生沸騰作用。晚期為閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦的主沉淀期，成礦流體具低溫低鹽度特點，溫度范圍為174.8℃～302℃，鹽度范圍w(NaCleq)為1.74%～4.18%[13]。

第三階段：成礦期后流體。根據晚期碳酸鹽脈及石英-螢石脈的包裹體特征，熱液的溫度為165℃～350℃，鹽度范圍w(NaCleq)為2.24%～5.71%。該期為熱液演化的最晚期階段，不含礦[11]。

熱液成礦過程是復雜的，但最終產物是蝕變和礦化。蝕變與礦化有著密切的相依存關系，表現為強硅化與早期交代的石英-鉀長石化帶疊加部位，賦存高品位鉬礦體；中期交代的石英-絹云母化帶疊加石英-鉀長石化帶部位，賦存層狀鉬礦體；強硅化疊加晚期交代的青磐巖化帶-泥化帶部位，賦存獨立脈狀鉛鋅礦脈(化)。鉛鋅礦化與鉬礦化同屬于斑巖成礦熱液體系分帶富集的結果，是含礦熱液分異演化、不同階段作用的產物[12]。

熱液流體多期次循環作用、疊加改造、逐步交代長期分異演化形成富含鉬、鉛鋅的含礦熱液制約著蝕變與礦化的規模和強度，是形成岔路口超大型鉬多金屬礦床的前提條件和決定性因素。

4 結論

岔路口鉬多金屬礦床位于大興安嶺北段，伊勒呼里山礦集區內。在晚侏羅世區域上伸展拉張作用環境下，誘發了深部高溫地幔物質活動，導致大規模多期次的巖漿-構造活動作用；巖漿并熔融了地殼物質，經歷了高度分異演化及多期次活動，于晚侏羅世中酸性火山噴發旋回晚期階段，呈淺成—超淺成相侵入的巖株狀含斑細?；◢弾r—巖枝狀花崗斑巖—巖脈狀石英斑巖及相伴隨的隱爆作用，是導致本區成礦發生的主導因素。

1)區域性頭道橋—興華深大斷裂控制中生代火山—侵入巖漿帶的展布，大楊氣—后勒山等次級斷裂構造交匯部位控制火山—侵入穹隆構造及火山機構的發育。

2)1029高地火山機構控制了超淺成相斑巖體的侵入活動，控制了礦床的的產出位置。尤其噴發形成的上侏羅統白音高老組火山巖系為成礦提供了良好的圍巖條件，是岔路口超大型斑巖型鉬多金屬礦形成的重要控制因素之一。

3)含斑細?；◢弾r、花崗斑巖、石英斑巖的上侵作用及伴隨的隱爆作用，形成的節理、裂隙和微裂隙構造為含礦熱液活動、交代和礦化沉積提供了有利條件和富集空間，控制了礦化范圍、礦體形態產狀和富集程度。

4)熱液流體的多期次循環作用、疊加改造、逐步交代作用是形成岔路口超大型鉬多金屬礦床的前提條件和決定性因素。