大兴安岭地区的区域成矿特征

昆仑剑客 · 发表于 2014-4-8 16:15

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中国大兴安岭地区位于东西向古生代古亚洲构造成矿域与北北东向中新生代滨西太平洋构造成矿域强烈叠加、复合、转换的部位。从而使大兴安岭地区的成矿地质条件优越、成矿期次多、成矿强度大、矿床类型多样。近年来区内找矿工作有了新突破，对内生金属矿床区域成矿规律的认识也有了新的进展，

位于我国东北部边疆的大兴安岭地区东接东三省、南邻河北，而北和西则与俄、蒙接壤。20世纪70年代在大兴安岭中南段主峰的黄岗—甘珠尔庙成矿带相继发现了白音诺尔铅锌银、黄岗铁锡、大井铜银锡铅锌、浩布高铜铅锌等大型—特大型有色金属矿床，一时被誉为“草原上的小南岭”。20世纪80年代又在大兴安岭北段满洲里一带发现了乌奴格吐山铜钼、甲乌拉银铅锌、查干布拉根银铅锌、孟恩陶勒盖银等大型—准超大型矿床，再次引起关注。但这以后由于找矿难度增大、探矿投入不足，找矿工作一度停滞不前。可喜的是，最近几年在有关单位和人员的艰苦努力下，区内找矿工作有了新突破，对内生金属矿床区域成矿规律的认识也有了新的进展，显示了新的资源前景。

⒈区域成矿地球动力学背景初探

大兴安岭地区南至华北地台北缘断裂，北界为蒙古—鄂霍次克褶皱系，东至北北东向的嫩江—白城断裂与松辽盆地为界，由此决定了大兴安岭东坡的宽度小、地形也较陡。但大兴安岭西部边界则较模糊，因为在大地构造上大兴安岭属东西向延伸的天山—兴蒙褶皱系的东段，向西没有截然的构造边界，因此在地形上大兴安岭西坡远比东坡宽缓。在西伯利亚地台和华北地台之间，宽阔而复杂的东北亚造山带十分引人注目，这是古生代古亚洲构造成矿域与中生代环太平洋构造成矿域两个全球性构造成矿域强烈叠加的区域。我国的大兴安岭地区正是其中的一个重要组成部分。大兴安岭的大地构造格架和构造单元布局主要是在古亚洲洋演化期间形成的。古亚洲洋是古生代期间发育于西伯利亚地台和华北地台之间的一个复杂的多岛洋，以大规模的岛弧体系发育和陆缘增生为特征。可大致看成南北两大陆块边缘相向增生的同时，华北陆块相对向北漂移；而两陆块之间的多岛洋体制中，众多大陆亲缘性微块体和不断生长发育的岛弧体系相互汇聚拼贴（陆陆、弧陆、弧弧），从而带来了同时发育多边界缝合并相互转换改造的复杂情形，结果形成了目前所见以软碰撞造山为特征，多边界汇聚缝合的宽阔造山带。由于受向南凸出的蒙古弧的影响，大兴安岭各构造单元和主构造线的方位从南往北由近东西向，转为北东东向、北东向，直至最北部的德尔布干构造带转为北北东向。尽管尚存在较大的争议，本文仍暂且将二连—贺根山构造带作为大兴安岭地区古亚洲洋演化的最后的主缝合构造带，时间大致在二叠纪。其南以西拉沐沦断裂为界分为华北地台北（外）缘东西向的早古生代增生造山带和大兴安岭南段北东向晚古生代增生造山带；二连—贺根山构造带以北则是西伯利亚地台向南的增生带，包括大兴安岭北段的北东向晚古生代增生造山带!以及德尔布干断裂带北西侧额尔古纳河流域的兴凯期（新元古代）增生造山带。大兴安岭以北发育于三叠纪并最后闭合于侏罗纪的蒙古—鄂霍次克洋，标志着古亚洲洋与古太平洋两个动力学体制的转换承接。此时由于受库拉板块向北西俯冲的影响，欧亚大陆的东缘开始进入滨西太平洋边缘活动阶段。这一构造阶段最显著的特! 可能有早古生代增生带存在，但被晚古生代和中生代地层= 岩浆岩所覆盖、改造而难以恢复，需要进一步的研究。征是燕山期北北东向断裂构造的强烈发育，一系列北东—北北东向的火山盆地和隆起以及共生的强烈的中酸性火山岩浆侵入活动。大兴安岭地区的地层从老至新可以大致分成2个构造层：（1）各大陆亲缘性块体中的前寒武纪变质岩基底，可能包括从新太古代至新元古代的变质岩，如北部的兴华渡口群、加格达群、黑龙江群，中南部的宝音图群等，以各类片麻岩、麻粒岩以及片岩为主。（2）早古生代浅—微变质的火山沉积岩系，主要是各类片岩、砂板岩、大理岩以及安山岩等，显示大陆边缘增生体和岛弧增生体的特征。如北部伊尔施地区的寒武系苏中组、南部的包尔汗图群等。（3）晚古生代（以二叠纪为主）浅—微变质的火山沉积岩系，主要岩石组合与早古生代类似，只是变质程度稍浅、出露面积广泛。（4）燕山期侏罗系和白垩系的陆相中—酸性火山岩和陆相碎屑沉积岩。必须指出的是，绝大部分地区都是以晚古生代（尤其是二叠系）地层为基底，上覆侏罗系—白垩系的陆相火山岩，显示典型的二层结构；而早古生界，尤其是前寒武系的地层较少见。除地层中的火山岩外，区内的岩浆侵入岩主要属华力西期和燕山期，尽管也有少数加里东期和兴凯期岩体出露。基性超基性岩体主要属华力西期，而且多沿块体拼合构造带发育，相当一部分被解释为构造侵位的小型蛇绿岩残片。燕山期以大规模的中酸性岩浆侵入为特征，与同时代的陆相火山岩系构成了同源、同时、异相的火山侵入杂岩。与成矿关系最为密切的是二叠系的中基性火山岩和燕山期的中酸性火山侵入杂岩，其次是海西期花岗质（尤其是埃达克质）的侵入岩。前述的2 个构造单元从北往南分别由东西向的华北地台北缘断裂带、近东西向的西拉沐沦断裂带、北东向的二连—贺根山断裂带和北北东向的德尔布干断裂带所分隔，这些结构复杂的断裂构造带乃是古亚洲构造域演化的产物，与古生代的岩浆活动关系密切，而且经常控制着古生代地层的走向和褶皱轴的延展方向。较晚生成的北北东向大兴安岭—太行山断裂带大致沿大兴安岭主脊纵贯全区，切割了所有的早期断裂，但却没有出现大的位移，主要制约着燕山期大兴安岭火山岩带的发育。此外还有规模较小的北西向断裂发育。这几组断裂相互交切，分割出众多的菱形块体，控制了燕山期火山盆地、火山断隆以及大型花岗岩基的产出和分布。

2.主要成矿区带和成矿期次

正由于古亚洲构造成矿域与环太平洋构造成矿域的叠加、复合和转换，使大兴安岭地区的成矿地质条件优越，成矿期次多、强度大，矿床类型也复杂多样，区域成矿特征十分复杂。

2.1主要成矿区带

大兴安岭地区可划分出4个成矿带!从南往北包括：

（1）华北地台北（外）缘铅锌铜钼铀银成矿带位于华北地台北（外）缘东西向的早古生代增生造山带，北和南分别以西拉沐沦断裂和华北地台北缘断裂为界，向东被嫩江—白城断裂所截（图3）。区内已发现小营子铅锌银矿床、敖包山铅锌铜矿床、库里吐钼矿床等大中型矿床。本成矿带内有4套含矿岩石：①沿东西向的少郎河断裂带断续出露的一套早古生代浅变质火山沉积岩系（志留系），可能属于早古生代沟弧盆增生体系中弧后盆地的浅海碎屑岩和碳酸盐沉积，其中产出著名的小营子大型铅锌银矿床；②敖汉旗中部—北部，紧靠华北地台北缘断裂有一套轻微变质的石炭系沉积岩系，以砂板岩间夹结晶灰岩（大理岩）为特征，最近发现其中产出具层控特征的铅锌银矿床，如敖汉旗的草房沟、银洞子等；③侏罗纪中酸性火山岩次火山岩中产出具有浅成低温热液矿化特征的铅锌银矿床和具有次火山热液成矿特征的铀钼矿床。前者如翁牛特旗的黄花沟、后者如克旗的红山子；④小型花岗岩侵入体中产出热液脉型斑岩型钼矿床，如敖汉旗的库里吐。前两套岩石中产出的矿床显示海底热液喷流沉积成矿的特征，而后两套岩石所含的矿床则是典型的与火山侵入杂岩有关的浅成热液斑岩型矿床。

（2）大兴安岭南段铅锌银铜锡铁成矿带

本矿带位于大兴安岭南段北东向晚古生代增生造山带，二连—贺根山构造带和西拉沐沦断裂带分别作为其北界和南界，往东被嫩江—白城断裂和松辽盆地所截（图3）。大兴安岭南段具有晚古生代（二叠纪为主）基底和燕山期盖层的两层结构模式，在大兴安岭两侧的晚中生代—新生代沉积盆地中还有前景良好的可地浸砂岩型铀矿，如东侧的松辽盆地（尤其是其中的开鲁盆地）和西侧的二连盆地、海拉尔盆地，但未纳入本文讨论之列。

燕山期陆相中酸性火山岩、花岗质侵入岩广泛出露。本区在二叠纪时既具残留盆地性质，又显示活动大陆边缘火山岩浆弧的特征。二叠纪岛弧型火山岩广泛发育，北东向延伸的弧间海槽和脊状隆起并列，沉积相变非常剧烈。二叠纪地层从整体上显示从海盆、残留海盆到湖相盆地连续演化的特征，火山活动也具向上减弱的变化趋势。

区内矿床历来被认为是由燕山期岩浆活动有关的热液活动形成的，然而区内近627 的矿床却产在二叠纪地层中，且具有整合层状矿化和受沉积相带控制的特征，显示出与二叠纪沉积地层的密切联系。近年我们选取其中的黄岗铁锡矿床和大井锡多金属矿床为例，对与矿石密切共生的接触交代夕卡岩（黄岗）和所谓的次火山相流纹斑岩（大井）开展了系统的地质学、岩相学、矿物学和组构学研究，结合必要的地球化学数据，得出了热水沉积岩的认识，并据此提出区内曾有一期与二叠纪盆地演化有关的海底热液喷流沉积成矿作用的发生。大兴安岭南段目前的工作程度相对较高，可大致划分出9 个各具特色的有色金属成矿亚带，从西向东包括：西坡——富铅锌富银铜成矿亚带：近两年在原认为资源贫瘠的大兴安岭南段西坡实现了重要的找矿突破，一种以富银、富铅锌为特色的块状硫化物矿床从赤峰克旗的拜仁达坝到锡林郭勒盟西乌旗的花敖包特，勾画出了一条922 多米长、百余米宽的北东向矿带。既有断裂控矿的中生代热液脉型矿床，也有二叠纪形成的海底热液喷流沉积的块状硫化物矿床。目前的工作程度很低，但已经有特大型矿床的显示。"主峰———锡铅锌铁铜成矿亚带：沿大兴安岭南段主脊产出一条发现于20 世纪20年代、宽仅2米、以锡为特色的矿带，是我国北方惟一的大型锡矿集中区，产有白音诺尔铅锌矿床、黄岗锡铁矿床、大井锡银铜铅锌矿床等特大型—大型矿床。东坡———以铜为主的多金属成矿亚带：大兴安岭南段东坡众多铜多金属化探异常历来为人所瞩目。“七五”以来相继发现了莲花山、闹牛山、布敦化等铜多金属矿床，但都是中小型规模，没有大突破。最近发现，二叠纪海底喷流型铜多金属矿床以及与海西期和燕山期的埃达克质岩浆岩有关的斑岩型矿床可能是本区有突破前景的重要矿床类型。

（3）大兴安岭北段铜钼铅锌铁成矿带

空间上与大兴安岭北段北东向的晚古生代增生造山带一致，位于二连—贺根山构造带北西盘、德尔布干断裂带的南东盘，向北延入俄罗斯远东并被蒙古—鄂霍次克构造带所截，而向西南则进入蒙古国与其南戈壁成矿省相接。区内古生代，尤其是晚古生代具埃达克岩特征的中酸性岩浆活动相当强烈，花岗闪长岩、花岗岩及花岗斑岩极为发育，具有形成古生代大型斑岩型矿床的条件。如著名的黑龙江多宝山晚古生代斑岩型铜矿田，此外在内蒙古梨子山地区也发现极具找矿潜力的煤窑沟泥盆纪斑岩型铜矿点。值得特别说明的是，该矿带南西延伸部分的蒙古国南戈壁发现察干苏布尔加和欧玉陶勒盖大型—特大型斑岩铜金钼矿床。欧玉陶勒盖矿床初步控制的铜储量已达222 多万吨，超过了我国目前可采铜金属储量的总和。可见，大兴安岭北段是寻找古生代大型斑岩型铜多金属矿床的有利地段。此外，在该矿带的北段还发现与上古生界细碧角斑岩有关的海相火山成因的块状硫化物矿床，如产于石炭系细碧角斑岩系中的六一牧场块状硫化物型硫铁矿床、产于泥盆系海相火山岩系中的三根河块状硫化物型铜矿。

（4）额尔古纳铜铅锌银钼铀成矿带

该矿带位于北北东向德尔布干深断裂的北西盘，往北、往西延入俄、蒙境内。额尔古纳成矿带的南段普遍覆盖燕山期火山岩，北西向的火山断陷和断隆控制着矿床的产出。20 世纪82 年代勘查评价了乌努格吐山铜钼矿床、额仁陶勒盖银矿床、甲乌拉铅锌银矿床和查干布拉根银铅锌矿床等3 个大型矿床，均是与燕山期浅成侵入体火山岩有关的浅成热液斑岩型矿床。额尔古纳成矿带的北段有较多的元古宙—古生代花岗岩，但矿床（不包括砂金）都产在中生代火山岩和次火山岩中，如三河（大型）、上护林等次火山热液型银铅锌矿床，莫尔道嘎北浅成热液型金矿床以及卡米奴斯克斑岩型铜铅锌矿床等。因此，本区是寻找燕山期浅成热液斑岩型有色金属矿床的有利地段。本矿带位于中—俄—蒙交界部位，由大兴安岭西坡到蒙古东部和俄罗斯东后贝加尔地区乃是多种矿产的成矿密集区，已发现铀、金、银、铅锌、铁、钼及萤石等矿种的超大型矿床42 余处、大型矿床92 余处。俄罗斯的斯特列措夫和蒙古国的多尔诺特铀（钼）矿田是世界上同类型铀矿中最大的两个矿田。这些矿床绝大多数都与燕山早—中期的火山侵入活动密切相关，具有成矿强度大、频率高、密度大，而且品位高的特点。我国境内地区与蒙古东部和俄罗斯后贝加尔具有相同的区域成矿地质背景，同类型的铅锌、银、铜、金矿床也有发现，但矿床的规模和数量远远少于上述两国，表明境内部分的找矿潜力巨大。

2.2 主要成矿期次

区内矿床通常被认为是由燕山期岩浆活动有关的热液形成的，然而区内许多矿床却产在古生代，尤其是晚古生代火山沉积地层中，且具有整合层状矿化和受沉积相带控制的特征，显示出与古生代地层的密切联系。我们的近期研究显示了大量与晚古生代（二叠纪）盆地演化有关的海底热液喷流沉积成矿作用的产物，包括喷流型矿床和热水沉积岩。这为全面、准确地认识本区的成矿作用和成矿期次提供了新的思路。因此，大兴安岭的主成矿期有两期，即海西期和燕山期。海西期主要形成与二叠纪火山沉积作用有关的海底热液喷流沉积型铅锌银铜锡铁矿床和与埃达克质侵入岩有关的斑岩型铜钼金矿床。燕山期则主要产出与陆相火山侵入杂岩有关的浅成热液型斑岩型夕卡岩型铅锌铜钼锡银金矿床。值得指出的是，许多矿床具有两期成矿叠加改造的复杂特征。众所周知，同属古亚洲成矿域的新疆由于“358”等国家项目的实施，近10 年发现了大量矿床，其绝大部分都是形成于晚古生代，而且与古亚洲洋演化和随后的双向增生造山过程有关。新疆没有受到环太平洋构造成矿域的改造，古生代的原始成矿特征保存较好。但在大兴安岭地区，由于中生代的强烈改造，古生代矿床的原始面貌不清，而且与大量的中生代矿床混杂在一起，确实难以辨认。

2.3主要成矿系列、重要矿床类型和典型矿床介绍

根据目前积累的资料，大兴安岭地区主要的内生金属矿床可以归入下述两大成矿系列：（1）与古生代火山沉积盆地演化有关的海底热液喷流沉积成矿系列，以早二叠世成矿为主，部分也有晚二叠世、石炭纪、泥盆纪、甚至更老的早古生代成矿者；（2）与大陆地壳中酸性火山岩浆侵入作用有关的热液成矿系列，包括热液脉型、浅成低温热液型、斑岩型、夕卡岩型，以中生代燕山期成矿为主，也有相当多的海西期成矿者。此外还有少量正岩浆矿床系列的实例，包括产在蛇绿岩套中超基性岩内的铬铁矿矿床（如锡林浩特贺根山和克旗柯单山铬铁矿矿床），碱性花岗岩中的稀有稀土矿床（如扎鲁特旗的:13 稀有稀土矿床）。

主要矿床

1.翁牛特旗小营子铅锌矿床

小营子铅锌矿床和多个中—小型铅锌矿床都沿东西向的少朗河断裂集中分布在零星出露的志留系片岩和大理岩地层中。矿体的直接围岩是一套绿帘绿泥片岩、绿帘透辉岩和阳起石岩，因此认为属燕山期成矿的夕卡岩型矿床。但根据我们的初步研究，该矿床很可能属于典型的海底喷流成因。主要证据有：矿化具有显著的层控性，矿床都产在志留系地层之中，而大面积分布的年轻火山岩和花岗岩中却贫矿；矿体呈层状，严格受志留系地层控制，产状与地层一致，且与围岩同步摺曲，在褶皱轴部增厚、翼部变薄；矿石具典型的条带状层纹状构造，且产状与地层整合一致；矿层共生典型的喷流岩（热水沉积岩）———层纹状硅质岩；矿体并非如典型的夕卡岩型矿床那样围绕花岗岩体展布，恰恰相反，岩体大都穿切了矿层和地层，表明侵入岩体是晚于矿体就位。与花岗岩有关的热液矿化也明显晚于层状矿化，呈石英脉和铅锌矿脉穿切层状矿体。林西县大井锡多金属矿床在大井矿床，矿体呈薄脉状产在上二叠统林西组黑色细% 粉砂岩、板岩地层中。矿区内无大的岩浆侵入体，但有很多燕山期次火山岩脉并被矿脉所穿切，因而被认为是次火山热液矿床。尤其是矿床中部的4 号和43 号主矿体均以浅色流纹斑岩脉为直接顶板，且岩脉内也有矿化。然而，我们的研究确认这些流纹斑岩乃是与二叠系林西组含矿地层同时形成的热水沉积岩，这些热水沉积岩及其下伏的矿体都呈层状且与林西组地层基本整合。大井矿床热水沉积岩的主要矿物相是石英，其次是菱铁矿和绢云母，因此称为“菱铁绢云硅质岩”。矿石和菱铁绢云硅质岩均显示沉积成岩成因的完美组构特征：由于矿物组成和粒度发生变化而显现的层状层纹状组构，水下冲刷面，成岩软变形构造，同生沉积角砾构造，沉积粒序现象以及菱铁矿细层的压溶缝合线构造。在大井矿区确实存在一期流纹斑岩脉，它们穿切矿体，表明是晚于矿体就位，而且显示清晰的流纹构造和众多长石斑晶，岩相学特征明显有别于菱铁绢云硅质岩。

2.花敖包特铅锌银矿

矿区出露下二叠统寿山沟组深灰色板岩、砂板岩及蚀变火山碎屑岩和上侏罗统流纹质含角砾岩屑晶屑凝灰岩、安山岩、安山质岩屑晶屑凝灰岩。矿体产在二叠系地层中，侏罗系火山碎屑岩不整合覆盖了二叠系地层和其中的矿体。矿区产出两类相互直交的矿体：北东向顺层整合产出的层状矿体，为主矿体，矿体厚大稳定，块状铅锌银硫化物矿石，品位极高，蚀变不强，主要是矿体下盘深灰色板岩的褪色化；"北西向脉状矿体产出在层状矿体的下盘，与层状矿体相交但不切穿它，强硅化，矿石具角砾状状构造和网脉状构造，品位较低。层状矿体的下盘为板岩，而直接上盘则经常是一种白色岩石，以前被称为超浅成侵位的次流纹岩，被认为是侏罗纪火山岩浆活动的产物。但我们的初步研究显示可能是一种以+-:!为主的热水沉积岩（详情将另文发表），呈层状与地层和矿层整合，其上则是较纯的浅红色硅质岩（碧玉岩），也是一种典型的热水沉积岩。它们组合在一起构成了一个完整的海底热液喷流沉积成矿成岩系统；而产于层状矿体下盘的北西向脉状矿体则被解释为属于海底热液通道系统的产物。

深部炽热岩浆的上升使大陆地壳温度分布不均匀，形成许多地热异常区。热力驱动下就会产生水热流体的环（对）流，这种热水活动是地质历史上最常见的热液成矿系统之一。现代大陆地热系统在地表有热泉、喷泉、喷气孔、热淤泥池、热水塘、泥火山、水热爆炸产物、泉华、热液蚀变等表现形式，并经常伴有浅成热液型金属矿化的发生。研究表明，浅部热水大多源于大气降水，向深部则岩浆热液的活动越来越强。我们曾通过对现代活动热液成矿系统和古代相应热液矿床的系统总结和广泛对比，把浅部下渗加热环流大气降水成矿体系与深源上升岩浆热液成矿体系联系在一起，提出了一个综合热液成矿系列模式，并运用这一模式讨论了中国东部中新生代火山岩区和西藏中新生代火山岩区有关热液矿床的成矿规律。综合起来，从地表向下可能出现如下的矿化分带：地表热泉型浅成热液金、汞矿床!脉型浅成热液金银矿床以及铅锌（银）矿床!斑岩型铜、钼矿床!夕卡岩型铜、铁、铅、锌矿床以及钨、锡矿床!石英脉型和云英岩型钨、锡矿床。上述矿化分带也可能表现为以热源为中心的水平分带。当然，由于具体的地质、地球化学条件不同会发生某些带的缺失或位置改变。更经常地是由于剥蚀深度的不同而出露不同的矿化类型。大兴安岭地区属于本成矿系列的矿床很多，大多数是燕山期成矿，但也有相当一部分是海西期成矿，这已经有大量文献发表。如德尔布干成矿带的乌努格吐山斑岩型铜钼矿床、额仁陶勒盖浅成热液型银矿床，大兴安岭北段的多宝山斑岩型铜矿床，大兴安岭南段的浩布高夕卡岩型铜多金属矿床等。甚至在大兴安岭南段的黄岗梁地区还见有云英岩型石英脉型的锡石矿床（小型）。作为本成矿系列的典型矿例，本文仅对这几年新发现的几个潜力很大的矿床作简单的介绍。

3.黄花沟铅锌银矿床

这是近年新发现的浅成热液型铅锌银矿床，产于翁牛特旗敖包梁燕山期破火山机构南东侧。矿区出露晚侏罗世中酸性火山岩，其外围的基底隆起则出露二叠系海相火山沉积地层。矿化与火山口相的晚侏罗世次火山岩及次流纹岩有关，矿体呈脉状受火山机构周边的断裂带控制。矿脉沿断裂充填，切割火山岩、次火山岩和二叠系地层。地表已发现铅锌银矿化蚀变带和铅锌银矿脉51 余条，分成相互平行的几组，主体走向为近东西—北西西，向南陡倾。主要金属矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿，脉石矿物以石英、绢云母、长石、高岭石为主。矿脉两侧出现较强的硅化、绢云母化和泥化蚀变，地表出现强的铁锰染硅化带。矿石呈典型的开放空间充填的特征，显示角砾状、网脉状、条带状构造。