王天豪, 范文亮 , 張今立
(1.吉林核工業(yè)地質(zhì)局,吉林 長春 130062; 2.長春黃金研究院有限公司,吉林 長春 130062)
大興安嶺中北段屬北山—南蒙古—東烏旗—興安成礦帶的東段,在我國稱為東烏旗—興安成礦帶。該成礦帶地質(zhì)構造演化復雜,各期巖漿活動強烈,成礦作用復雜多樣且具有疊加改造、再富集的特點,形成了獨特的地質(zhì)成礦條件。長期以來,受森林植被覆蓋厚的影響,該成礦帶找礦工作未取得突破。從大地構造背景、巖漿活動來看,均認為北山—興安成礦帶東段(大興安嶺中北段)相比于西段更具有找礦前景,因此有必要加強區(qū)內(nèi)礦床的綜合研究。
大興安嶺中北段橫跨西伯利亞板塊與華北板塊,主要由兩大板塊間不同褶皺帶和興安地塊、額爾古納地塊等小地塊組成,具有增生大陸邊緣的屬性和特征。構造演化先后經(jīng)歷了古亞洲洋構造域演化和環(huán)太平洋構造作用,其基本構造格局形成于古亞洲洋演化時期,于二疊世沿索倫—西拉木倫—長春—延吉一線與華北板塊閉合。中生代構造活動在古生代構造基礎上,形成巨大的陸相火山巖盆地,盆地之間為古生代基地隆起間隔。
區(qū)內(nèi)出露最古老地層為上元古界-下寒武統(tǒng)佳疙瘩組、額爾古納河組,零星分布,由一套變質(zhì)程度為綠片巖相的片巖組成及大理巖組成;古生代地層較為發(fā)育,巖性為淺變質(zhì)碎屑巖、火山巖碎屑巖;中生代地層分布最為廣泛,巖性為基性-酸性-基性火山巖組合;新生代地層沿河谷展布,為現(xiàn)代沖積物、砂礫層。
區(qū)內(nèi)侵入巖發(fā)育,多受斷裂控制,呈北東向帶狀展布,根據(jù)時代劃分為古生代和中生代兩期。另有各種巖石類型的脈巖產(chǎn)出,時代較晚,以酸性為主,中性次之,北東向脈狀產(chǎn)出,規(guī)模不等。
區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富,金屬礦床以銅、鉬、銀、鉛、鋅礦為主。區(qū)內(nèi)典型礦床類型主要為斑巖型、熱液型、矽卡巖型、巖漿巖型、石英脈型、角礫巖筒型等。礦床類型常與特定金屬密切相關,如區(qū)內(nèi)銅鉬礦以斑巖型為主,銀鉛鋅礦以熱液型為主,鐵礦則是矽卡巖型,金礦主要為石英脈型和角礫巖筒型。
矽卡巖型主要集中于內(nèi)蒙古興安盟、通遼市等地,金屬類型以鐵、鉛、鋅礦為主,成礦時代集中在燕山期。代表礦床為白音諾爾大型鉛鋅礦床、下護林小型鉛鋅礦床等。
矽卡巖型礦床常與斑巖型礦伴生,構造上位于基底隆起和斷陷火山盆地接觸帶內(nèi),礦體產(chǎn)于中酸性侵入體與碳酸鹽巖地層接觸帶內(nèi),受NE、NW向斷裂構造控制。礦石類型為鐵鉛鋅礦石,礦石構造以浸染狀、網(wǎng)脈狀、塊狀、團塊狀為主,礦石結構以自形-半自形結構為主。常見礦石礦物為黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、褐鐵礦、赤鐵礦、黃銅礦等,脈石礦物為石英、絹云母、高嶺土、方解石等。圍巖蝕變以硅化、矽卡巖化為主。
斑巖型礦床金屬類型以銅、鉬為主,成礦時代集中在晚古生代、早中生代。代表性礦床有烏奴格吐山大型斑巖型銅礦、岔路口大型鉬礦、多寶山大型銅礦,以及烏日尼圖、準蘇吉花、八八一、白土營子等中小型銅鉬礦床。
斑巖型礦床通常形成于大洋板塊俯沖、陸內(nèi)碰撞造山帶、板內(nèi)裂谷環(huán)境內(nèi),故區(qū)內(nèi)該類型礦床多沿于德爾不干斷裂、古亞洲洋縫合線等構造線分布。與成礦關系密切的巖漿為鈣堿性、高鉀鈣堿性系列,具體巖石組合為花崗閃長巖-石英閃長巖-石英二長巖-正長巖組合及花崗閃長巖-二長花崗巖組合,分別對應島弧環(huán)境、陸內(nèi)造山環(huán)境。礦石類型為銅鉬礦石,礦石構造為脈狀、層狀、浸染狀,礦石結構以自形-半自形結構、壓碎結構、交代殘余結構為主。常見礦石礦物為黃銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦、閃鋅礦等,脈石礦物為石英、絹云母等。圍巖蝕變?yōu)楣杌?、黃鐵礦、絹云母化、鉀長石化等,蝕變越強,礦化越強烈。
熱液型礦床在大興安嶺中北段分布廣泛,多以中小型礦床為主,金屬類型以銀鉛鋅為主。按熱液形成溫度劃分為中低溫熱液型、中高溫熱液型;按礦床的產(chǎn)出環(huán)境劃分為陸相火山巖型、石英脈型、高中溫熱液型、云英巖型。陸相火山巖型礦床最多,如查干布拉根、甲烏拉、得爾布爾、巴爾哲等鉛鋅礦床。熱液型礦床主要產(chǎn)于隆坳交接帶附近及火山巖盆地邊緣,成礦一般與中生代中酸性火山-火山碎屑巖活動有關,礦體受NE向深大斷裂、火山機構控制明顯,常產(chǎn)于火山巖地層中。
礦體形態(tài)為脈狀、透鏡狀,礦石類型為銀鉛鋅礦石,礦石構造為浸染狀、網(wǎng)脈狀、塊狀、條帶狀構造。礦石結構為半自形結構、交代殘余結構、填隙結構等。礦石礦物為方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦、白銀礦等。脈石礦石為石英、絹云母、方解石等。圍巖蝕變?yōu)榈湫蜔嵋何g變,以硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化為主。
經(jīng)過系統(tǒng)收集區(qū)內(nèi)礦床資料,總結成礦時代、成因類型、成礦動力學背景等規(guī)律,查明區(qū)內(nèi)礦床的產(chǎn)出主要受大地構造背景、區(qū)域構造作用、巖漿作用、地層控制。
晚古生代末期,區(qū)內(nèi)微小地塊逐漸拼貼完成,最終與華北板塊碰撞拼合,古亞洲洋沿索倫—西拉木倫—長春一線閉合,古亞洲洋構造域影響終止。碰撞過程中,使下地殼加厚并發(fā)生部分熔融,形成早期含礦巖漿,隨著巖漿在局部伸展環(huán)境下就位,與早期碳酸鹽地層接觸形成區(qū)內(nèi)矽卡巖礦床,巖漿分異形成斑巖型礦床。
早中生代,太平洋板塊俯沖作用使大興安嶺地區(qū)巖石圈繼續(xù)加厚,殼幔作用速度加快。洋殼俯沖到一定深度開始脫水、脫二氧化碳,這些物質(zhì)離開洋殼后,途經(jīng)加厚下地殼與上地幔接觸部位,發(fā)生部分熔融形成玄武質(zhì)巖漿,上升過程中不斷發(fā)生巖漿分異與混合作用,形成含礦花崗質(zhì)巖漿,為斑巖型銅鉬礦床的成礦物質(zhì)。
晚侏羅世-早白堊世,區(qū)內(nèi)構造環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)樯煺弓h(huán)境,軟流圈物質(zhì)上涌使下地殼發(fā)生部分熔融,產(chǎn)生大規(guī)?;鹕絿姲l(fā)活動,形成大量含礦熱液,這是區(qū)內(nèi)熱液型礦床的重要成因。
大興安嶺中北段構造以斷裂為主,褶皺欠發(fā)育。斷裂構造以NE、NW向為主,控制本區(qū)礦床呈北東向成行、北西向成列分布的特點。區(qū)內(nèi)NE向斷裂屬于長期活動貫穿基底的切殼斷裂,不僅控制了后期巖漿的活動及火山盆地的形成,直接切穿蓋層與殼幔巖漿室溝通,是深部流體向上刺穿至地殼的通道,具有“切殼導源”的作用,同時為本區(qū)基底和蓋層中含礦熱液的活化遷移、上升創(chuàng)造了有利構造環(huán)境。
區(qū)內(nèi)火山機構對礦床控制作用也相對明顯,如滿洲里南部眾多銅鉬、鉛鋅礦床均產(chǎn)生于環(huán)形火山機構中。
區(qū)內(nèi)金屬礦床的發(fā)育過程中,絕大多數(shù)與侵入巖漿作用關系密切,常具有中酸性、堿性、淺成侵入、出露面積小等特征。
區(qū)內(nèi)斑巖型礦床與中酸性淺層侵入體有著千絲萬縷的聯(lián)系,如烏奴格吐山銅鉬礦床成礦母巖是燕山期淺成、高位、淺剝削、殼?;旌显吹闹兴嵝园邘r體。巖性主要為二長花崗斑巖、花崗閃長斑巖,為高SiO2過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性I型花崗巖,低Sr、Yb,成因為玄武質(zhì)巖漿底侵加厚下地殼熔融形成的。與稀土有關的堿性花崗巖也呈巖株狀產(chǎn)出,如巴爾哲稀土礦區(qū)面積約1.5 km2,巖性為堿長花崗巖,以鉀長石、黑云母巨粒結構為典型特征,為上地幔巖漿高度分異演化淺層就位的產(chǎn)物。與熱液型礦床有關的侵入巖漿作用多為與火山活動同期次的次火山巖,如甲烏拉礦區(qū)的流紋斑巖、花崗細晶巖。
區(qū)內(nèi)地層主要為中生代火山巖地層,具有多旋回、巖性多樣的特點,每個旋回都伴有數(shù)量不等的次火山巖和火山沉積巖,導致了蓋層中存在多個構造界面和巖相組合界面。這種界面往往是機械物理性質(zhì)、地球化學性質(zhì)變異的部位,也是金屬礦床(體)定位的最有利部位。
通過對收集到的地球化學資料進行分析得知,區(qū)內(nèi)火山巖地層Mo、Ag、Cu、Zn、Pb、Sn具備明顯的富集特征,暗示地層中成礦元素豐富,可提供部分成礦物質(zhì)。
綜上所述,大興安嶺中北段金屬礦產(chǎn)資源豐富,是我國重要礦產(chǎn)富集區(qū)之一。礦床類型主要為矽卡巖型、斑巖型、熱液型三大類型,主要控礦因素主要為斷裂構造、侵入巖漿作用、地層等。鑒于相鄰的俄羅斯、蒙古國已發(fā)現(xiàn)多處超大型礦床,與其地質(zhì)成礦條件相似的大興安嶺地區(qū)探明資源量相形見絀,故加強對該地區(qū)礦床類型、控礦因素的歸納總結,有利于指導下一步找礦工作的開展,為國民經(jīng)濟發(fā)展作出貢獻。