陸勝，王可勇，張涵遠，趙煥利，相雷，劉陽，張志博

1.黑龍江省第五地質(zhì)勘查院，哈爾濱 150090;2.吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，長春 130061;3.遼寧省冶金地質(zhì)四〇四隊有限責任公司，遼寧 遼陽 111000;4.黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局，哈爾濱 150300

0 引言

前哨林場銻金礦床位于黑龍江省漠河推覆構(gòu)造帶內(nèi)(圖1)，該地區(qū)金礦產(chǎn)豐富，目前已發(fā)現(xiàn)砂寶斯大型金礦、三十二站中型金礦、虎拉林、砂寶斯林場、老溝、八里房和洛古河等多個金礦點，漠河推覆構(gòu)造對金礦床的形成和分布具有重要的作用，前人對漠河推覆構(gòu)造及其構(gòu)造內(nèi)的金礦床進行了大量的研究工作[1-16]。漠河推覆構(gòu)造形成于晚侏羅世—早白堊世[1-7]，與該時期蒙古—鄂霍茨克洋收縮關(guān)閉及古太平洋俯沖有關(guān)[2-5]，由NW向SE劃分為根部帶、中部帶、前鋒帶和前陸帶，巖石變質(zhì)變形表現(xiàn)出北西強、南東弱的特點[1]。但是關(guān)于漠河推覆構(gòu)造內(nèi)金礦的成因一直存在爭議，目前有3種主流觀點：①上黑龍江盆地演化與金礦化關(guān)系密切，興華渡口巖群等前中生代地層為金礦化富集的原始物源層，中生代陸源碎屑巖為金礦化富集的主要礦源層和賦礦圍巖，漠河推覆構(gòu)造及其次級構(gòu)造為成礦提供容礦空間，晚侏羅世晚期—早白堊世中酸性巖漿活動為金礦化富集提供熱源和部分成礦物質(zhì)[4,9-10]；②漠河推覆構(gòu)造帶的金礦床成因類型屬受拆離斷層控制的中溫熱液脈型金礦床，形成于燕山晚期地殼強烈伸展和幔源物質(zhì)大規(guī)模參與地殼演化的構(gòu)造背景[8]；③漠河推覆構(gòu)造帶的金礦床類型屬典型的中成造山型金礦，漠河推覆構(gòu)造的派生次級脆韌性斷裂構(gòu)造帶、上黑龍江盆地蓋層之下和基底次級隆起區(qū)是主攻找礦方向[5,13,15]。

1.中—晚侏羅世額木爾河群；2.晚侏羅世—早白堊世火山巖；3.前寒武紀花崗巖；4.構(gòu)造分區(qū)線；5.地名；6.研究區(qū)位置。圖1 漠河逆沖推覆構(gòu)造地質(zhì)簡圖(據(jù)文獻[2]修改)Fig.1 Tectonic sketch map of Mohe nappe structure

前哨林場銻金礦床是漠河推覆構(gòu)造帶內(nèi)新發(fā)現(xiàn)的銻金礦點，為了揭示礦床成因及其地質(zhì)意義，在前人研究成果的基礎(chǔ)上，通過對前哨林場銻金礦床與金成礦關(guān)系密切的石英脈的流體包裹體顯微測溫及氣相成分的研究，結(jié)合金賦礦巖石的巖相學(xué)、巖石地球化學(xué)及年代學(xué)的研究結(jié)果[17]，探討了前哨林場銻金礦床的成礦地質(zhì)過程、流體包裹體性質(zhì)、礦床成因、形成時間及空間分布的特征，為漠河推覆構(gòu)造內(nèi)金礦床的研究提供依據(jù)，并為下一步找礦工作指明方向。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

前哨林場銻金礦位于大興安嶺北段額爾古納地塊北部的漠河前陸盆地邊緣[18](圖2a)，中元古代—新元古代處于古弧盆系發(fā)展與結(jié)晶基底形成時期，形成了興華渡口巖群；晚寒武至早奧陶世初期，卷入了活動陸緣演化環(huán)境，這一時期形成的侵入巖分布廣、規(guī)模大，多呈巖基狀產(chǎn)出；早—中泥盆世在工作區(qū)北部的北極村河一帶發(fā)生了近東西向的裂陷盆地，沉積了泥鰍河組海相砂泥質(zhì)巖夾碳酸鹽巖組合，出露面積不足5 km2，四周為中侏羅世前陸盆地沉積掩蓋；早—晚石炭世研究區(qū)處于被動陸緣環(huán)境，晚石炭世末，地塊隆升為陸，缺失早二疊世—早三疊世地質(zhì)紀錄；中生代研究區(qū)進入濱古太平洋板塊構(gòu)造域陸緣強烈活動時期，在古太平洋對歐亞大陸持續(xù)俯沖以及蒙古—鄂霍茨克洋閉合的聯(lián)合作用下，晚三疊世—早白堊世該地區(qū)進入了強烈構(gòu)造活動期，體現(xiàn)為早期(晚三疊世)的陸緣弧型侵入巖的大面積出露、中期(中侏羅世)前陸盆地堆積及晚期(早白堊世)北東向火山巖帶(大興安嶺火山巖)的形成。

1.全新統(tǒng)低河漫灘沖積層；2.全新統(tǒng)高河漫灘洪沖積層；3.泥鰍河組；4.興華渡口群；5.晚三疊世—早侏羅世二長花崗巖；6.中二疊世花崗閃長巖；7.晚寒武世—早奧陶世正長花崗巖；8.新元古代輝長巖；9. 花崗斑巖脈；10. 閃長巖脈；11. 石英脈；12. 礦體及編號；13. 實測斷裂；14. 推測斷裂；15. 鉆孔位置及孔號；16. 年齡樣位置及結(jié)果。圖2 研究區(qū)大地構(gòu)造位置圖(a)及地質(zhì)簡圖(b)Fig.2 Tectonic map (a)and geological sketch map in study area(b)

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，其中以北西向斷裂為主，規(guī)模較大，錯斷北東向斷裂，被近東西向斷裂截斷。區(qū)域北部處于北東東向漠河推覆構(gòu)造帶南緣，受其影響，北部地質(zhì)體中局部見有北東東向線性構(gòu)造發(fā)育，主要見于興華渡口巖群石墨片巖、晚三疊世—早侏羅世二長花崗巖中，表現(xiàn)為糜棱巖化、碎裂巖化、碎粉巖化和角礫巖化。多期構(gòu)造、巖漿作用使得區(qū)域形成了上黑龍江Au-Cu-Mo成礦帶、老溝Au-Cu-Mo-石墨成礦亞帶和砂寶斯Au-Cu-Mo礦集區(qū)，尤以金礦產(chǎn)十分豐富，發(fā)育有砂寶斯、三十二站、砂寶斯林場及老溝等金礦床(點)[19]。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)出露的地層主要有古元古界興華渡口群(Pt1Xh)、上志留—中泥盆統(tǒng)泥鰍河組(S3D2n)、新生界第四系全新統(tǒng)高河漫灘洪沖積層(Qhpal)及全新統(tǒng)低河漫灘沖積層(Qhal)(圖2b)。出露的侵入巖主要有構(gòu)造巖及輝長巖(圖2b)，鋯石U-Pb測年表明，礦區(qū)內(nèi)侵入巖形成于201.8～199.3 Ma，時代為晚三疊—早侏羅世[17]。發(fā)育著呈北西向或北東向展布的閃長玢巖、花崗斑巖及石英脈(圖2b，圖3)。

a.花崗質(zhì)碎裂巖；b.花崗質(zhì)構(gòu)造角礫巖；c.輝長巖；d.花崗質(zhì)碎裂巖(+)；e.花崗質(zhì)構(gòu)造角礫巖；f.輝長巖。Qz.石英；Pl.斜長石。圖3 研究區(qū)侵入巖巖芯及顯微照片F(xiàn)ig.3 Drilling cores and micrographs showing intrusive rocks in study area

構(gòu)造主要是受蒙古—鄂霍茨克洋收縮關(guān)閉的影響[1-4]，巖石發(fā)生強烈變質(zhì)變形，形成多條北東東向逆掩斷層，形成漠河推覆帶，總體特征為北強南弱和西強東弱。在推覆過程中巖石普遍發(fā)育有碎裂巖化、角礫巖化，并伴有熱液蝕變作用，形成了有利成礦的韌-脆性斷裂破碎帶。推覆晚期所形成的漠河推覆構(gòu)造帶控制了區(qū)內(nèi)礦帶和礦床的分布，推覆變形過程中產(chǎn)生的次級張性和張扭性斷裂構(gòu)造控制了區(qū)內(nèi)礦體的就位，為礦化作用提供了運移通道和容礦空間。

2.2 礦體、礦化體特征

目前勘探結(jié)果揭示，礦區(qū)內(nèi)共圈出金礦體6條(工業(yè)礦體1條，低品位礦體5條)，礦化體11條。礦體的形態(tài)受硅化構(gòu)造角礫巖帶控制，賦存于為晚三疊世—早侏羅世花崗巖的破碎帶、角礫巖中，空間上呈脈狀平行產(chǎn)出。礦(化)體走向為北西向，向南西緩傾斜。礦體控制長度為80～240 m，控制寬度為100 m，見礦深度為67.2～90.5 m。單樣品金最高品位2.56 g/t，最低品位1.24 g/t。

礦區(qū)內(nèi)共圈出銻礦體9條(工業(yè)礦體7條，低品位礦體2條)，礦化體2條。礦(化)體的形態(tài)受硅化構(gòu)造角礫巖帶控制，賦存于為晚三疊世—早侏羅世花崗巖的破碎帶、角礫巖中，呈脈狀分布，礦(化)體走向為北西向，總體向北東傾斜。礦體控制長度為96.0～210.3 m，控制水平寬度為1.00～3.00 m，延深6.1～45.3 m，銻最高品位為21.149%，最低品位為0.523%，礦體平均品位為6.20%(圖4a-c)。

a, b.輝銻礦；c.銻華；d,e.團塊狀黃鐵礦；f.針柱狀輝銻礦(+)； g.他形粒狀黃鐵礦、褐鐵礦(+)； h.浸染脈狀黃鐵礦(+)。Py.黃鐵礦;Sti.輝銻礦;Lm.褐鐵礦。圖4 研究區(qū)鉆遇礦石及其顯微照片F(xiàn)ig.4 Drilling cores and micrographs showing ores in study area

根據(jù)野外地質(zhì)觀察及鏡下光片鑒定揭示，礦石礦物以輝銻礦、銻華、自然金、黃鐵礦及褐鐵礦為主，脈石礦物以石英、長石、石膏及絹云母為主，礦石結(jié)構(gòu)為交代殘余結(jié)構(gòu)及壓裂結(jié)構(gòu)等，構(gòu)造為角礫狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造和塊狀構(gòu)造等(圖4)。前哨林場銻金礦床可劃分為3個成礦階段：即灰白色石英-黃鐵礦階段(Ⅰ)、灰黑色石英-輝銻礦-黃鐵礦階段(Ⅱ)及乳白色石英-少硫化物-碳酸鹽階段(Ⅲ)。Ⅰ為成礦早期階段，形成的黃鐵礦多呈半自形-他形粒狀分布，粒徑為1.0～2.5 mm，石英脈呈灰白色，脈寬約10～20 mm；Ⅱ階段為金的主要成礦階段，該階段主要表現(xiàn)為灰黑色細脈狀石英、輝銻礦和微細粒黃鐵礦等沿裂隙充填；Ⅲ階段為晚成礦階段，該階段為熱液后期產(chǎn)物，乳白色石英和方解石主要呈細脈狀沿巖石裂隙充填，見少量的自形立方體黃鐵礦。

3 流體包裹體特征

3.1 樣品采集及研究方法

本次研究在前哨林場銻金礦的鉆孔中采集了10件與成礦關(guān)系密切的石英樣品進行了系統(tǒng)的流體包裹體巖相學(xué)、顯微測溫及氣相成分的研究。

顯微測溫及氣相成分的實驗均在核工業(yè)地質(zhì)分析測試研究中心完成，測溫儀器為英國LINKAM THMS600型冷熱臺，溫度低于0℃時分析精度為±0.1℃，溫度高于200℃時為±2℃[20]；氣相成分分析所采用的儀器為美國PE.Clarus 600型氣相色譜儀，填充柱型號為TDX01，色譜柱箱控溫精度為±0.01℃，TCD:靈敏度S≥500 mV/[mL·mg(苯)]，噪聲Ii ≤0.02 mV，檢測限為(1×102)～(1×10-2)×10-6。

3.2 流體包裹體巖相學(xué)特征

對成礦體系的石英顆粒中的流體包裹體觀察結(jié)果顯示，以氣液兩相包裹體為主及少量含CO2三相包裹體。

含CO2三相包裹體(LC)：常溫下由H2O的液相和CO2的氣液兩相組成，氣液比40%～45%，大小集中在7.0～9.0 μm(表1)，呈長不規(guī)則形狀，在石英顆粒中隨機分布且少見(圖5a)。氣液兩相包裹體(VL)：常溫下由H2O的氣液兩相組成，氣液比10%～30%，大小集中在3.0～8.0 μm(表1)，呈長條形、橢圓形或不規(guī)則形狀，在石英顆粒中多為成群分布，少量隨機分布(圖5b～p)。

表1 研究區(qū)流體包裹體顯微測溫結(jié)果Table 1 Microthermometric results of fluid inclusions in study area

LH2O：液態(tài)水；VH2O：氣態(tài)水；LH2O：液態(tài)二氧化碳；VCO2：氣態(tài)二氧化碳。 圖5 研究區(qū)銻金礦流體包裹體顯微照片F(xiàn)ig.5 Micrographs of fluid inclusions in Ti--Cu ore in study area

3.3 流體包裹體顯微測溫特征

巖相學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，前哨林場銻金礦發(fā)育氣液兩相包裹體和含CO2三相包裹體，本次對這兩種包裹體進行顯微測溫研究(表1)。

灰白色石英--黃鐵礦階段(Ⅰ)該階段石英中發(fā)育有CO2-H2O包裹體(LC型)與氣液兩相流體包裹體(VL型)(圖5a～d，表1)。獲得CO2-H2O包裹體(LC型)固相的初始熔化溫度為-58.7℃～-57.5℃，接近于CO2的三相點(-57.9℃)。包裹體部分均一溫度區(qū)間為26.5℃～27.6℃?；\形物的融化溫度為6.4℃～8.1℃，包裹體完全均一溫度為300℃～320℃(圖5a，表1)。氣液兩相流體包裹體(VL型)冰點溫度為-7.9℃～-2.8℃，對應(yīng)鹽度為4.63～11.60wt.% NaCl equiv；包裹體均一至液相，包裹體均一溫度為255℃～349℃，密度為0.764～0.827 g/cm3(圖5b～d，表1)。

灰黑色石英--多金屬硫化物階段(Ⅱ)僅發(fā)育VL型包裹體。該階段包裹體冰點溫度為-2.2℃～-7.5℃，對應(yīng)鹽度為3.69～11.11wt.% NaCl equiv；包裹體均一至液相，均一溫度為167℃～304℃，包裹體密度為0.737～0.823 g/cm3(圖5e～l，表1)。

乳白色石英--少硫化物--碳酸鹽階段(Ⅲ)僅發(fā)育VL型包裹體。該階段包裹體冰點溫度為-2.5℃～-4.2℃，對應(yīng)鹽度為4.26～6.89wt.% NaCl equiv；包裹體均一至液相，均一溫度為140℃～198℃，包裹體密度為0.882～0.901 g/cm3(圖5m～p，表1)。

3.4 流體包裹體氣相成分特征

流體包裹體氣相成分析結(jié)果研究結(jié)果(表2)表明：流體包裹體中的H2值為0.018～0.046 μl/g，N2值為5.26～6.15 μL/g，CO值為0.524～31.200μL/g，CH4值為0.319～3.188 μL/g，CO2值為1.59～2.46 μL/g，H2O值為200～810 μL/g，H2O/CO值為11～1 546，CO2/CO值為0.1～3.8，H2O/ CH4值為108～627，CO2/ H2值為53～88，H2O/ H2值為7 457～26 129。

表2 研究區(qū)流體包裹體氣相成分析結(jié)果Table 2 Vapor phase composition of fluid inclusions in study area

4 討論

4.1 礦床成因類型

4.1.1 礦床地質(zhì)證據(jù)

礦區(qū)內(nèi)礦(化)體受硅化構(gòu)造角礫巖帶控制，賦存于為晚三疊世—早侏羅世花崗巖的破碎帶、角礫巖中，呈脈狀分布，礦(化)體走向為北西向，總體向北東傾斜。蒙古—鄂霍茨克洋收縮關(guān)閉使巖石發(fā)生強烈變質(zhì)變形，形成了漠河推覆帶。在推覆過程中巖石普遍發(fā)育有碎裂巖化、角礫巖化，并伴有一定的熱液蝕變作用，其形成的韌-脆性斷裂破碎帶是最有利的成礦構(gòu)造。漠河推覆構(gòu)造控制了礦區(qū)內(nèi)礦(化)體的分布，為成礦作用提供了運移通道和容礦空間。

4.1.2 流體包裹體性質(zhì)

流體包裹體巖相及顯微測溫特征表明，前哨林場銻金礦床灰黑色石英-多金屬硫化物階段(Ⅱ)為金的主要成礦階段，該階段流體包裹體均一溫度主要介于167℃～304℃之間，對應(yīng)鹽度介于3.69～11.11wt.% NaCl equiv之間，為中低溫、低鹽度的H2O-CO2-NaCl體系熱液，砂寶斯金礦床成礦晚期輝銻礦階段流體包裹體的均一溫度介于164℃～224℃，流體鹽度介于7.2%～8.3%，二者相似[8](圖6)；研究區(qū)賦礦巖體為花崗巖，與山東金青頂金礦床相似，將本次流體包裹體氣相成分的含量及比值與山東金青頂金礦床不同成礦階段進行對比可以發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)流體包裹體氣相成分的含量及比值與山東金青頂金礦床成礦晚期(Ⅲ階段)接近，山東金青頂金礦床第Ⅲ階段的H2值為0.395 μL/g，CO值為3.95 μL/g，CH4值為1.56 μL/g，CO2值為3.95 μL/g，H2O值為685 μL/g，H2O/CO值為173，CO2/CO值為1，H2O/ CH4值為493，CO2/H2值為10，H2O/ H2值為1 734。從成礦早期到成礦晚期CO2、H2O逐漸降低，而CO、CH4、H2逐漸升高，成礦早期CO2、H2O高于成礦晚期的幾至幾十倍，CO、CH4、H2成礦晚期明顯高于成礦早期；H2O/CO、CO2/CO、H2O/ CH4、CO2/ H2、H2O/ H2、CO2/ CH4等都降低，而且成礦早期明顯高于成礦晚期[21]。

圖6 研究區(qū)流體包裹體均一溫度與鹽度直方圖Fig.6 Histograms of homogeneous temperature and salinity of fluid inclusions in study area

4.2 成巖成礦時間

前人對漠河推覆構(gòu)造帶金礦床成巖成礦時間進了大量的研究工作[4,5,22-24]。上黑龍江盆地晚侏羅世晚期—早白堊世中酸性巖漿活動為金礦化富集提供熱源和部分成礦物質(zhì)[4]；黑龍江省老溝—二根河成礦帶金礦床在時空分布上與中生代火山噴發(fā)-沉積巖系和晚侏羅世—早白堊世淺成中酸性侵入脈巖體關(guān)系密切[5]；砂寶斯金礦床含金石英脈進行了40Ar-39Ar測年，其結(jié)果為133～130 Ma，成礦時代為早白堊世[22]；虎拉林金礦床礦石中鉀長石進行40Ar-39Ar 階段升溫法年齡測定，得出其等時線年齡為(138.77±1.54)Ma，成礦時代確定為晚侏羅世—早白堊世[23]。

前哨林場銻金礦的賦礦巖石為晚三疊世—早侏羅世的花崗巖，是蒙古—鄂霍茨克洋俯沖碰撞的產(chǎn)物[17]。巖石裂隙發(fā)育(圖3)，裂隙多被石英脈充填，金賦存于石英脈中。根據(jù)漠河推覆構(gòu)造及該地區(qū)金礦床的形成時間可知，礦區(qū)賦礦巖石(晚三疊世—早侏羅世的花崗巖)的裂隙是受漠河推覆構(gòu)造的作用所產(chǎn)生的，漠河推覆構(gòu)造控制了前哨林場銻金礦的形成，推測該金礦形成于晚侏羅世晚期—早白堊世。

4.3 成礦預(yù)測

4.3.1 構(gòu)造、流體與成礦預(yù)測

根據(jù)本次對前哨林場銻金礦含金石英脈的流體包裹體顯微測溫及氣相成分的研究結(jié)果，前哨林場銻金礦床主成礦階段為灰黑色石英-輝銻礦-黃鐵礦階段(Ⅱ)，該階段流體包裹體均一溫度主要介于167℃～304℃之間，對應(yīng)鹽度介于3.69～11.11wt.% NaCl equiv之間，為中低溫、低鹽度的H2O-CO2-NaCl體系熱液，與砂寶斯金礦床成礦晚期輝銻礦階段流體包裹體性質(zhì)相似[8,25]。漠河推覆構(gòu)造的運動方向是由北西向南東推覆，由此推斷前哨林場銻金礦床所控制的金礦(化)體為主成礦期晚期的礦體，該期礦體的西北部找礦潛力較大。

4.3.2 礦體原生暈分布與成礦預(yù)測

根據(jù)金礦區(qū)深部盲礦預(yù)測理論[21]，可采用構(gòu)造疊加暈與土壤次生疊加暈聯(lián)合預(yù)測深部金盲礦體。本區(qū)鉆孔ZK1201地表處出現(xiàn)了土壤Au異常(近礦暈)和As、Sb、Hg異常(前緣暈)，推測為礦體頭部沿軸向延深到地表的位置；在鉆孔ZK1201西北部8測線132測點一帶出現(xiàn)了Hg、B和鹵族元素(F、Cl、I)異常，推測為主礦體豎直投影(蒸發(fā))到地表的位置(圖7)。

圖7 深部盲礦體預(yù)測圖Fig.7 Prognostic map of deep blind orebody

本區(qū)鉆孔ZK1201所見礦體Au品位為1.31×10-6，礦體鉛垂厚度1.0 m，結(jié)合漠河推覆構(gòu)造及地球化學(xué)(原生及次生暈)特征可知，研究區(qū)內(nèi)的主礦體應(yīng)位于鉆孔ZK1201的西北部(283°方向)。

5 結(jié)論

(1) 前哨林場銻金礦床的礦(化)體受硅化構(gòu)造角礫巖帶控制，其成礦時間為晚侏羅世晚期—早白堊世，漠河推覆構(gòu)造控制了礦區(qū)內(nèi)礦(化)體的分布，為成礦作用提供了運移通道和容礦空間。

(2) 前哨林場銻金礦的流體包裹體以氣液兩相型包裹體為主，少量為含CO2三相包裹體，成礦流體應(yīng)為中低溫、低鹽度的H2O-CO2-NaCl體系熱液，該礦床為中-低溫熱液脈型礦床。

(3)根據(jù)前哨林場銻金礦床礦(化)體和原生暈的分布特點可知，研究區(qū)所控制的礦(化)體應(yīng)為主成礦期晚期的礦體，該期礦體的西北部找礦潛力較大。