得爾布干成礦帶熱液型鉛鋅銀礦成礦地質(zhì)特征及控礦因素

趙 京

（廣西大學(xué)資源與冶金學(xué)院，廣西南寧530004）

0 引言

得爾布干斷裂帶是大興安嶺北段重要的骨干斷裂，該斷裂大致從呼倫湖東岸經(jīng)黑山頭、沿得耳布爾河及金河河谷呈北東向伸展，區(qū)內(nèi)長約660 km.斷裂帶向南西延入蒙古國境內(nèi)，同蒙古境內(nèi)的中蒙古深斷裂相連，向北穿過我國黑龍江省進(jìn)入俄羅斯（圖1）.該斷裂帶是額爾古納變質(zhì)地塊與鄂倫春華力西褶皺帶的重要分界線，深斷裂所經(jīng)之處，北西側(cè)多為陡立的高山，并發(fā)育一系列斷層三角面，南東側(cè)地勢(shì)平坦.沿?cái)嗔寻l(fā)育一系列與其大致平行或斜交斷層，控制了中生代一系列地塹及地壘構(gòu)造的發(fā)育.斷裂帶及其附近有色金屬資源豐富，形成了著名的得爾布干多金屬成礦帶［1］.成礦帶內(nèi)鉛鋅銀多金屬礦床以其空間分布密集，成礦時(shí)代集中以及成礦條件相似等特征受到廣大地質(zhì)工作者的關(guān)注［2］.本文即以該斷裂帶及其鄰區(qū)已發(fā)現(xiàn)的典型熱液脈型鉛鋅銀多金屬礦床為研究對(duì)象，在分析和總結(jié)礦床的成礦特征、形成時(shí)代以及成礦物質(zhì)來源的基礎(chǔ)上，來探討和認(rèn)識(shí)該區(qū)鉛鋅銀礦床的成礦特征、控礦因素及成礦模式.

圖1 得爾布干成礦帶主要內(nèi)生金屬礦產(chǎn)分布圖（據(jù)文獻(xiàn)［1］修改）Fig.1 Distribution ofendogeneticmetallic deposits in the Derbuganmetallogenic belt（Modified from Reference［1］）1—新生界（Cenozoic）；2—海西期隆起區(qū)（Hercynian uplift）；3—中生代火山巖（Mesozoic volcanic rock）；4—晉寧期隆起區(qū)（Jinningian uplift）；5—中生代沉積巖（Mesozoic sedimentary rock）；6—得爾布干深斷裂（Derbugan deep fault）；7—中生代侵入巖（Mesozoic intrusive rock）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造演化經(jīng)歷了前中生代古亞洲洋構(gòu)造域演化和中新生代（包括蒙古-鄂霍次克洋在內(nèi)）濱太平洋構(gòu)造-巖漿作用的強(qiáng)烈疊加、改造，形成了極為復(fù)雜的構(gòu)造景象.區(qū)域地層主要為元古宇和中新生界，前寒武紀(jì)地層主要分布于其北部，中生代火山巖和新生界大面積分布于其南部，在北部則主要沿得爾布干斷裂分布.本區(qū)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，主要為北東和北西向2個(gè)斷裂系統(tǒng)，構(gòu)成了區(qū)內(nèi)網(wǎng)格狀構(gòu)造格局.據(jù)報(bào)道，近年在額爾古納地塊之興華渡口群測(cè)得碎屑鋯石年齡大于2500Ma［3］，說明該地塊具有太古宙和古元古代的結(jié)晶基底，為新元古代從西伯利亞板塊裂解出來的大陸碎片.古元古代末期至新元古代初期，額爾古納地區(qū)為超級(jí)大陸的組成部分，處于被動(dòng)陸緣階段.新元古代初期，伴隨著羅迪尼亞超級(jí)大陸裂解，額爾古納地塊北緣發(fā)生洋殼俯沖、消減，以致區(qū)內(nèi)新元古代陸緣深熔花崗質(zhì)侵入巖分布廣泛.新元古代晚期以及古生代，本區(qū)主要受東南側(cè)陸緣褶皺增生和地塊拼貼的影響，以形成碰撞型花崗巖為特征.中—新生代，該區(qū)進(jìn)入濱太平洋構(gòu)造域的演化階段.三疊紀(jì)末，蒙古-鄂霍次克洋開始閉合，該成礦帶北部的斑巖型鉬（銅）礦化是對(duì)該構(gòu)造事件的直接響應(yīng).在太平洋板塊向東亞大陸俯沖的背景下，又受蒙古-鄂霍次克造山帶形成與演化的影響，本區(qū)構(gòu)造－巖漿作用強(qiáng)烈，使焊接較差的縫合帶活化，同時(shí)在板內(nèi)又形成一系列深斷裂，并往往與古斷裂貫通，為幔源物質(zhì)上涌提供了良好通道，為大規(guī)模的巖漿侵入、火山－次火山巖漿活動(dòng)和成礦作用創(chuàng)造了十分有利的條件.而三疊紀(jì)末以來蒙古－鄂霍次克洋的閉合，對(duì)形成規(guī)模宏大的北北東向火山-深成巖帶影響極大，區(qū)內(nèi)中生代火山巖具顯著的雙峰式特征，表明鄂霍次克洋于中—晚侏羅世的剪刀式閉合導(dǎo)致其后緣發(fā)生了強(qiáng)烈的拉張，區(qū)內(nèi)形成了較為發(fā)育的晚中生代火山盆地，而且也由此形成了晚侏羅世以來的隆-拗構(gòu)造.

2 成礦地質(zhì)特征

得爾布干成礦帶已發(fā)現(xiàn)的熱液型鉛鋅銀多金屬礦床（圖1），其礦體多賦存在陸相火山巖-次火山巖中，包括中侏羅統(tǒng)塔木蘭溝組中基性火山巖（如二道河子、得耳布爾、東 、額仁陶勒蓋）和上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組酸性火山巖（如比利亞谷）等在內(nèi)的火山巖地層，也有個(gè)別礦床的部分礦體賦存在沉積的砂礫巖地層中（如甲烏拉、查干布拉根）.塔木蘭溝組火山巖巖性主要為凝灰?guī)r、巖屑晶屑凝灰?guī)r和安山巖、玄武粗面安山巖；滿克頭鄂博組巖性主要為流紋巖、流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、英安質(zhì)晶屑凝灰?guī)r.最新的研究成果表明，賦礦的塔木蘭溝組中基性火山巖形成于 166～164Ma［5］，且火山巖具有高堿，相對(duì)富集輕稀土、虧損重稀土元素以及富集大離子親石元素、虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素的特征，巖石S-Pb-Sr-Nd同位素特征顯示成巖巖漿主要來自地幔，可能有少量地殼物質(zhì)混染［5，6］.比利亞谷鉛鋅銀礦床賦礦巖層滿克頭鄂博組酸性火山巖，最新定年結(jié)果為159.2Ma，火山巖具高硅、富鉀、貧鈉、富鋁等特征，巖石元素地球化學(xué)和同位素特征指示其同樣以幔源為主，并混染了殼源物質(zhì)［6］.

從區(qū)域上的得爾布干深大斷裂到礦床的張剪性容礦斷裂，形成了不同級(jí)次的控礦斷裂系統(tǒng).礦區(qū)及礦床主要的構(gòu)造形跡為斷裂構(gòu)造，褶皺構(gòu)造不發(fā)育.受北東向得爾布干斷裂影響，礦區(qū)內(nèi)一般以北西向斷裂、裂隙構(gòu)造為主，為礦床的控礦和容礦構(gòu)造.因此，鉛鋅銀礦體走向基本以北西向?yàn)橹鳎拭}狀分布.以二道河子鉛鋅礦床為例，礦體受北西向張-剪性斷裂構(gòu)造控制，走向 286～340°，傾向北東，傾角 60～85°，部分礦體上部陡立甚至局部傾向南西（圖2）.礦床的礦石類型以鉛鋅銀礦石為主，部分礦床的近期地質(zhì)勘查工作表明其也存在少量鉛鋅銅礦石，如二道河子、額仁陶勒蓋均在礦區(qū)深部和邊部勘探出銅鉛鋅礦石，在甲-查礦區(qū)范圍內(nèi)還勘探出銅鉬礦化.礦石構(gòu)造主要為浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈-網(wǎng)脈狀構(gòu)造，礦石結(jié)構(gòu)以自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、他形晶結(jié)構(gòu)、交代溶蝕結(jié)構(gòu)等為主.礦床的圍巖蝕變均較普遍，主要為硅化、絹云母化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、綠泥石化，近礦圍巖發(fā)育顯著的褪色蝕變現(xiàn)象.

3 成巖成礦時(shí)代

得爾布干成礦帶已發(fā)現(xiàn)的鉛鋅銀多金屬礦床的形成時(shí)代見表1.從表中可以看出，鉛鋅銀礦床基本形成于晚中生代，介于145～120Ma之間，比較集中在早白堊世.然而，已有的研究成果表明，賦礦火山巖的形成年齡明顯早于成礦年齡約40Ma（如表1所示二道河子和東 ），這就使我們對(duì)“賦礦的陸相火山巖類巖石對(duì)成礦提供主要物質(zhì)來源和動(dòng)力來源”的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生了疑問.一般來說，巖漿所攜帶的含礦氣水熱液物質(zhì)多數(shù)已在陸相火山噴發(fā)活動(dòng)的開放環(huán)境中釋放掉了，并不利于成礦.然而，中生代時(shí)期，該區(qū)經(jīng)歷了從板塊碰撞、擠壓向伸展構(gòu)造環(huán)境轉(zhuǎn)化的過程，產(chǎn)生了大面積北北東向展布的雙峰式陸相火山-次火山巖，形成了廣泛分布的火山巖盆地，呈現(xiàn)出拗隆相間的構(gòu)造形態(tài).這種大規(guī)模的火山作用開始于中侏羅世，直到早白堊世末期結(jié)束.我們認(rèn)為，雖然賦礦圍巖并非成礦母巖，但晚于賦礦圍巖就位的次火山巖或淺成侵入巖對(duì)成礦卻是極為有利的，這不僅是因?yàn)槎嗥诙嚯A段活動(dòng)的晚期巖漿中更易富集成礦元素，而且早期噴發(fā)形成的火山巖地層也為成礦提供了有利的封閉空間.

表1 得爾布干成礦帶主要鉛鋅銀礦床形成時(shí)代統(tǒng)計(jì)表Table1 M ineralization age of themain Pb-Zn-Ag deposits in the Derbuganmetallogenic belt

圖2 二道河子鉛鋅礦床地質(zhì)略圖（據(jù)文獻(xiàn)［5］修改）Fig.2 Geologic sketchmap of the ErdaoheziPb-Zn deposit（Modified from Reference［5］）1—?dú)埰路e（eluvium-talus）；2—巖屑晶屑凝灰?guī)r（crystal-lithic tuff）；3—火山角礫巖（volcanic breccia）；4—安山巖（andesite）；5—凝灰?guī)r/層凝灰?guī)r（tuff/tuffite）；6—礦體及編號(hào)（orebody and code）；7—構(gòu)造破碎帶（structural fracturezone）；8—斷裂（fault）

4 成礦物質(zhì)來源

根據(jù)上述對(duì)與成礦直接相關(guān)的巖體進(jìn)行的分析，認(rèn)為晚于賦礦圍巖就位的淺成巖體或次火山巖應(yīng)該為成礦提供了最初所需的物源和動(dòng)力源，但是在多數(shù)礦區(qū)的地表淺部以及勘探深度范圍內(nèi)并未發(fā)現(xiàn)與成礦相關(guān)的巖體.我們認(rèn)為成礦巖體可能位于礦區(qū)的深部或邊部，并具有與賦礦火山巖相似的巖漿源區(qū)，因?yàn)槌傻V巖體和賦礦火山巖是從相同或相似巖漿房中分異出的巖漿形成的，只不過其形成先后有所不同.雖然我們不能直接測(cè)定成礦巖體的同位素?cái)?shù)據(jù)，但由于礦石中各種礦物成分主要是受成礦巖體的制約，因而可以推斷其同位素的組成特征.為此，我們收集了不同礦區(qū)的金屬硫化物礦石的Pb同位素?cái)?shù)據(jù)，將其與賦礦圍巖數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比.結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同礦區(qū)的所有金屬硫化物的Pb同位素特征非常相似，幾乎所有數(shù)據(jù)點(diǎn)均位于地幔和造山帶鉛演化線之間（圖3），這說明成礦物質(zhì)可能主要來自地幔，并受少量地殼物質(zhì)的混染.同時(shí)，二道河子礦區(qū)7件安山巖的Pb同位素組成特征與礦石中鉛同位素特征十分相似，說明礦石與安山巖的鉛同位素來源一致［4］，從而從側(cè)面支持了成礦巖體與賦礦火山巖具有相似的幔源巖漿源的認(rèn)識(shí).

圖3 得爾布干成礦帶主要鉛鋅銀礦床硫化物Pb同位素構(gòu)造模式圖（數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn)［5-6，10-11］）Fig.3 The Pb isotopic tectonicmodel formain Pb-Zn-Ag deposits in the Derbuganmetallogenic belt（Data from Reference［5-6,10-11］）1—得耳布爾；2—二道河子；3—東 ；4—甲烏拉；A—地幔（mantle）；B—造山帶（orogenic belt）；C—上地殼（upper crust）；D—下地殼（lower crust）

另外，不同礦區(qū)的成礦流體不僅具有一定的相似性，而且也存在一定的差異性.從我們收集的資料來看，不同礦區(qū)的流體包裹體均以氣液兩相水溶液包裹體為主，均一溫度平均值變化于260～220℃之間，鹽度一般較低，變化于2%～10%（NaCl當(dāng)量，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）之間.總體上成礦流體為中低溫、低鹽度的H2O-CO2-CH4-NaCl體系［6，12］.從不同礦區(qū)的 H-O 同位素組成圖解（圖 4）上可以看出，所有數(shù)據(jù)點(diǎn)均落在原生巖漿水與大氣雨水線之間，且所收集數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出不同程度偏離巖漿水而偏向大氣水的特征，尤其是額仁陶勒蓋銀礦床的數(shù)據(jù)點(diǎn)更接近大氣雨水線，這說明該礦床的成礦熱液相對(duì)受到更多的大氣水影響.

圖4 得爾布干成礦帶主要鉛鋅銀礦床氫氧同位素組成圖解（數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn)［9，13－14］）Fig.4 The δOH2O vs.δD diagram ofmain Pb-Zn-Ag deposits in theDerbuganmetallogenic belt（Data from Reference［9,13-14］）1—得耳布爾；2,3,4—甲烏拉；5—額仁陶勒蓋

綜合以上分析認(rèn)為，區(qū)域鉛鋅銀礦床的成礦物質(zhì)主要來自地幔，成礦熱液從成礦巖體中釋放出來，沿著區(qū)域和礦區(qū)構(gòu)造系統(tǒng)運(yùn)移、上升，充填、交代，并受到不同程度大氣降水的影響，在合適的物理化學(xué)條件下沉淀成礦.

5 主要控礦因素

研究區(qū)內(nèi)熱液型鉛鋅銀多金屬礦床的產(chǎn)出與分布主要受大地構(gòu)造及其演化、區(qū)域構(gòu)造、巖漿作用的控制.得爾布干成礦帶是中蒙古－額爾古納成礦帶的一部分，地跨蒙、俄、中三國交界區(qū)，南部以蒙古主斷裂、得爾布干斷裂和華力西褶皺系為界，圍繞蒙古-鄂霍次克褶皺系及其南側(cè)的中蒙古－額爾古納微陸塊，呈弧形帶狀分布.經(jīng)歷了興凱、加里東、華力西、印支和燕山期多期構(gòu)造巖漿活動(dòng)的影響，中生代火山巖疊加在早期結(jié)晶或褶皺基底之上，形成了一系列總體上呈北東向展布的隆-拗構(gòu)造帶和一系列與晚中生代火山巖同源的侵入巖（主要為花崗巖類雜巖體）.隆-拗構(gòu)造格局是控制晚中生代鉛鋅銀多金屬礦床分布的最重要的控制因素，隆中拗或拗中隆以及隆-拗構(gòu)造交接部位極為有利于成礦.已發(fā)現(xiàn)的大中型礦床往往分布于次一級(jí)隆-拗交接帶及其附近，少數(shù)位于火山巖盆地內(nèi).區(qū)內(nèi)北東向的得爾布干深大斷裂縱貫全區(qū)，其次級(jí)的北西向斷裂較為發(fā)育，且按一定的間距分布，組織成了本區(qū)網(wǎng)格狀的斷裂系統(tǒng).這種網(wǎng)格狀的斷裂系統(tǒng)，控制了本區(qū)主要礦區(qū)的分布，使得本區(qū)礦床分布呈現(xiàn)北東成行、北西成列分布的特點(diǎn).根據(jù)地球物理資料，得爾布干斷裂帶已切穿殼層達(dá)到上地幔，形成于古生代古亞洲洋演化過程中，中生代時(shí)期受太平洋板塊北西向推擠和鄂霍次克洋閉合作用的影響又進(jìn)一步活化，造成深部巖漿房的物質(zhì)分異、巖漿上侵以及成礦物質(zhì)遷移沉淀，導(dǎo)致北東向多金屬成礦帶的形成.與主干深斷裂相配套的有一系列北西、北西西和近東西向張性和張剪性斷裂，這些斷裂通常被稱為穿透性斷裂，其延長和延深不及北東向斷裂，但仍具有較大深部和影響，如木哈爾斷裂帶和哈尼溝斷裂帶，控制了重要的成礦帶的發(fā)育.北東和北西向斷裂組合控制了火山斷陷盆地的分布，成為盆緣斷裂和控制斷隆區(qū)的邊界斷裂，從而也控制了次一級(jí)構(gòu)造區(qū)的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)以及相應(yīng)的成礦作用.中心式火山構(gòu)造/火山機(jī)構(gòu)通常是重要的礦田和礦床構(gòu)造，如火山洼地、破火山、火山巖穹等，在得爾布干成礦帶中的甲烏拉－查干不拉根礦田和額仁陶勒蓋礦區(qū)具有明顯的遙感影像環(huán)形構(gòu)造，很可能是深部巖漿－流體的反映.此類礦床絕大多數(shù)賦存于中、晚侏羅世火山巖中，而中侏羅世塔木蘭溝組中基性火山巖則是一個(gè)最重要的賦礦層位.對(duì)于熱液型鉛鋅銀礦的找礦而言，中侏羅世—早白堊世火山作用區(qū)域是其重要選擇.

6 礦床成礦模式

區(qū)內(nèi)從中侏羅世直到早白堊世末期噴發(fā)了大規(guī)模的雙峰式火山巖，說明該區(qū)開始處在鄂霍次克洋向南俯沖的碰撞、擠壓環(huán)境后的相對(duì)伸展的拉張環(huán)境.如此長跨度、大規(guī)模的巖漿噴發(fā)和侵入活動(dòng)勢(shì)必形成了不同階段的火山巖地層和巖體.一般來講，中侏羅統(tǒng)塔木蘭溝組中基性火山巖（166～164Ma）［5］和上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組酸性火山巖（159.2Ma）［7］在早期噴發(fā)后成為區(qū)域的火山巖地層，而其攜帶的含礦物質(zhì)可能有一部分仍保留在火山巖中.早白堊世（145～100Ma），區(qū)域巖漿活動(dòng)繼續(xù)進(jìn)行，部分噴出地表成為早白堊世火山巖地層，部分則成為次火山巖就位在塔木蘭溝組或滿克頭鄂博組火山巖中.這種早白堊世次火山巖攜帶著的豐富含礦氣水熱液物質(zhì)被早期火山巖地層封閉在有限的空間內(nèi)，熱液只能沿著火山巖中的斷裂系統(tǒng)運(yùn)移，含礦熱液在沿著構(gòu)造系統(tǒng)向上或向低溫、低壓部位運(yùn)移的過程中，與早期火山巖發(fā)生交代作用，沿?cái)嗔褞纬闪舜笠?guī)模蝕變現(xiàn)象，如硅化、絹云母化、青磐巖化等.在物質(zhì)交換過程中（一般有大氣降水加入含礦熱液中），當(dāng)成礦體系的溫度、壓力、空間等條件均符合礦質(zhì)沉淀的時(shí)候，成礦物質(zhì)以充填和交代的方式沿?cái)嗔选⒘严缎纬擅}狀的鉛鋅銀礦體.控礦和賦礦構(gòu)造多為北西向斷裂構(gòu)造.

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