大興安嶺中段矽卡巖型銅鉛鋅多金屬礦找礦預測模型

馬文坡

摘 要：大興安嶺中段矽卡巖型礦床分布在大興安嶺中段華力西、燕山期鐵、鋅、鎢、金、鉛三級成礦帶，博克圖-朝不楞鎢、鐵、鋅、鉛四級成礦帶，空間上，這些礦床、礦點呈NE向帶狀集中分布。時間上，主要表現為加里東、華力西和燕山三個成礦期；其形成與巖漿活動有關、并受奧陶系-二疊系碳酸鹽巖控型礦床。本文根據成礦地質體、成礦構造和成礦結構面、成礦作用特征標志等研究，以二道河礦區為例，初步建立大興安嶺中段矽卡巖型銅鉛鋅多金屬找礦預測模型。

關鍵詞：大興安嶺中段；矽卡巖型銅鉛鋅多金屬礦；礦床；找礦模型

中圖分類號：P618.2 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）15-0161-03

0 引言

矽卡巖型礦床是指在中酸性-中基性侵入巖類與碳酸鹽巖的接觸帶上或其附近，由含礦氣水溶液交代作用而形成的礦床。

從大興安嶺中段來看，矽卡巖型礦床主要分布在大興安嶺中段華力西、燕山期鐵、鋅、鎢、金、鉛三級成礦帶的博克圖-朝不楞鎢、鐵、鋅、鉛四級成礦帶（見圖1）。空間上，這些礦床、礦（化）點呈NE向帶狀集中分布。時間上，主要表現為加里東、華力西和燕山三個成礦期；其形成與巖漿活動有關，并受奧陶系-二疊系碳酸鹽巖控型礦床。本文采用多學科相結合的研究方式，以“成礦地質體-成礦結構面-成礦作用特征標志”的找礦預測理論體系為指導，在對二道河礦區開展全方位解剖的基礎上，深入研究矽卡巖型銅鉛鋅礦床的成礦地質背景、金屬富集機制、控礦地質條件和時空分布規律，通過上述綜合研究，建立找礦預測地質模型。

1 地質特征

1.1 構造背景

大興安嶺中段大地構造位置地處西伯利亞板塊東南大陸邊緣大興安嶺中段二連-賀根山-阿榮旗縫合帶兩側。

二道河礦區大地構造位置位于西伯利亞板塊（Ⅰ級）之西伯利亞東南陸緣增生帶（Ⅱ級）的東烏旗—扎蘭屯火山型被動陸緣之上。古生代時期屬地槽活動帶，中生代以來受太平洋板塊與歐亞板塊的擠壓俯沖作用，疊加了火山噴發作用，其產物隸屬大興安嶺中生代火山巖區。研究區構造較復雜，經歷了加里東旋回、華力西旋回、燕山旋回及喜山旋回的構造作用與改造，鑄就了現今構造格局。主構造線主體呈北東向，褶皺和斷裂較發育，同時沿層間斷裂及成礦后期斷裂充填了中性-中酸性脈巖。細粒石英閃長巖、閃長巖正是沿著層間破碎帶上侵就位，含礦熱液交代富鈣質巖石使有益元素沉淀富集而形成矽卡巖型銅鉛鋅多金屬礦床。

1.2 礦床地質特征

1.2.1 控礦構造

大興安嶺中段（以二道河礦區為例），最有利的賦礦地層為多寶山組（見圖2）。總體呈北東向條帶狀展布，巖石類型主要為海相中性、中酸性火山巖，下部偶夾大理巖。

（1）成礦前構造。該期構造主要指中晚奧陶系多寶山組巖層的褶皺及層間破碎帶。褶皺樞紐呈北東向，為較緊閉的中常褶皺，局部為尖棱褶皺，變質粉砂巖、板巖褶皺往往較緊閉，而層間破碎帶往往位于能干性較強的長石石英砂巖、大理巖或二者接觸面。后期的細粒閃長巖、石英閃長巖即沿此界面上侵，繼而導致含礦質的熱液交代圍巖且沉淀成礦。

（2）成礦期構造。成礦期構造實際上是物性差異較大的巖性界面及能干巖層的層間破碎帶，如大理巖與長石石英砂巖、變質粉砂巖界面、火山碎屑巖與碳酸質巖層接觸面以及大理巖、砂巖中的層間破碎帶。

這些巖層先期已發生褶皺而呈陡傾斜狀態。巖漿和含礦熱液正是沿此裂面運移交代圍巖而形成矽卡巖型礦床。因此礦體、閃長巖體及圍巖巖層產狀三者總體協調一致，顯示出生成的內在關系。

（3）成礦后構造。該期褶皺構造指一系列北北東向逆斷層，這些斷層構造形成時期應為燕山中期，其走向北東20-30°，傾向北西，傾角60-70°，這些斷裂主要控制了地質體的展布，一些脈體沿此裂隙灌入，并對礦體產生了限制和破壞作用，宏觀上看，礦體北東向延伸穩定，表明該研究區北西向斷裂不發育。工作區侏羅系上統滿克頭鄂博組則是礦體生成后的覆蓋層，為一上疊式中生代火山巖盆地。

1.2.2 容礦巖石

矽卡巖類礦物組合是巖漿巖與碳酸鹽巖接觸帶交代而成，如果圍巖中含有雜質則更加有利于成礦，純凈的碳酸鹽巖不利于接觸交代作用的進行。二道河礦區的容礦巖石主要為多寶山組大理巖。

1.2.3 蝕變及礦化分帶

矽卡巖型銅鉛鋅多金屬礦床外接觸帶的蝕變通常以矽卡巖化、角巖化為主，而內接觸帶主要為巖體的絹云母化、硅化、綠泥石化等。礦體主要以似層狀、透鏡狀、囊狀產于外接觸帶中，在遠離接觸帶的碳酸鹽巖中可見脈狀礦化，而內接觸帶的礦化主要為細脈狀、侵染狀礦化。

矽卡巖型銅鉛鋅多金屬礦床是由氣液中個組分活動性不同、擴散能力強弱不一，在接觸交代作用進行的過程中，活動性越大的組分越易隨氣液遷移，而達到反應帶的邊緣，惰性組分也參與反應，但多滯留在原地附近或遷移不遠，因而形成礦化蝕變分帶現象。這種蝕變分帶，在深成巖體附近產出塊狀石榴子石矽卡巖，且隨著遠離接觸帶輝石含量增加，最后以大理巖接觸帶出現符山石或硅灰石為結束標志。

二道河礦區由內帶閃長巖至外帶大理巖蝕變礦化分帶為：（1）硅化細粒閃長巖-輝鉬礦化帶，組成礦石的主要金屬礦物為輝鉬礦、黃鐵礦；（2）石榴子石矽卡巖化閃長巖-銅礦石帶，組成礦石的主要金屬礦物黃銅礦、黃鐵礦；（3）金云母透輝石矽卡巖-銅鐵礦石帶，組成礦石的的主要金屬礦物為黃銅礦、斑銅礦、磁鐵礦，該帶是主礦石帶；（4）透輝石矽卡巖化大理巖-鉛鋅礦石帶，主要金屬礦物為閃鋅礦、方鉛礦等。

1.2.4 礦體形態及產出位置

矽卡巖型銅鉛鋅多金屬礦床礦體最大富集地段為巖漿流動前緣的凹陷部位，礦體也常富集于巖層界面與侵入體交切的部位和多次斷裂活動與接觸帶相復合的部位。礦體一般沿巖體與圍巖的接觸帶成群或成帶分布，主要產在外接觸帶的蝕變碳酸鹽巖中，少數產于內接觸帶侵入體中，一般產在距接觸面100-200m的范圍內。礦體產狀、形態均較復雜，連續性差，常呈似層狀、透鏡狀、柱狀、脈狀等。

1.2.5 成礦期和成礦階段主要特征

矽卡巖型銅鉛鋅多金屬礦床的形成經歷了漫長的地質作用過程，具有明顯的多期次多階段性。其成礦過程綜合起來可分為2個成礦期和5個成礦階段：

（1）矽卡巖期：

這個時期主要形成各種硅酸鹽礦物，沒有石英出現，主體形成期也稱石榴子石-透輝石期。該成礦期又分為3個成礦階段：

1）早期矽卡巖階段（無礦階段）：800-500度高溫條件SiO2與Fe結合成各種硅酸鹽，如硅灰石、透輝石（見圖3）、鈣鐵輝石、方柱石等。發生于高溫的超臨界條件下，矽卡巖礦物不含水份，未構成礦質沉淀。2）晚期矽卡巖階段（磁鐵礦階段）：形成溫度漸低，約500-400度，形成的礦物沿早期矽卡巖破裂裂隙充填交代，主要礦物有陽起石、透閃石、綠簾石等，其特征為帶狀或復雜鏈狀構造的含水硅酸鹽類礦物，又稱退化蝕變階段。此階段過后，矽卡巖主體已基本形成，矽卡巖類礦物的大規模結晶活動已趨結束。3）氧化物階段：形成溫度400-300度之間，是矽卡巖期和石英-硫化物期過渡階段。此階段形成長石類礦物，如正長石、斜長石，云母類礦物如金云母、白云母及少量黑云母，另外還有少量石英、螢石、綠簾石等，礦石礦物有白鎢礦、赤鐵礦及少量磁鐵礦，后期有少量硫化物形成，如輝鉬礦、磁黃鐵礦、毒砂等。

（2）石英硫化物期：溫度大大降低，SiO2不再和Ca、Mg、Al、Fe等結合形成矽卡巖類礦物。因活潑型減弱，故獨立形成大量的石英。熱液中含有大量金屬組分結合成大量金屬硫化物，還有方解石（見圖4）、綠泥石。這個時期又可分為兩個階段：

1）早期硫化物階段：溫度下降至300-200度，中溫熱液階段，形成的主要脈石礦物有綠泥石、綠簾石、絹云母、石英和螢石，金屬礦物主要由黃銅礦、黃鐵礦等，所形成的硫化物中以鐵銅硫化物為主，故稱“鐵銅硫化物階段”。

2）晚期硫化物階段：溫度下降至200度以下，水的作用十分明顯，交代早期礦物，生產大量綠泥石、絹云母、石英，尤其碳酸鹽礦物明顯增多，金屬礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦和黃銅礦。它代表了主成礦期的熱液活動。

2 結論

2.1 礦床成因

矽卡巖型銅鉛鋅多金屬礦床的形成是一個復雜的巖漿作用過程，巖漿上升遷移就位過程中，在巖漿分異出的氣熱液與碳酸鹽巖圍巖發生接觸交代作用形成各種矽卡巖，之后巖漿殘余含礦熱液沿著構造薄弱帶充填、滲濾、擴散，與矽卡巖發生交代作用，形成退化矽卡巖，并伴隨硫化物的沉淀，從而形成矽卡巖型礦床。

2.2 找礦標志

2.2.1 礦化標志

原生露頭標志以蜂窩狀褐鐵礦鐵帽為主，礦體及附近地表的鉛釩、白鉛礦、褐鐵礦、孔雀石、銅藍等次生氧化物為直接找礦標志。

2.2.2 巖石化學找礦標志

大興安嶺中段矽卡巖型銅鉛鋅多金屬礦床巖體化學成分與同等酸度的同類巖漿相比較，K、Na總量偏高，Mg、Fe、Ca含量偏低，巖體含銅量高。

2.2.3 圍巖蝕變找礦標志

區域圍巖多有蝕變，外接觸帶蝕變以矽卡巖化、角巖化為主，內接觸帶主要為絹云母化、硅化、綠泥石化等，有的存在鐵帽。

從矽卡巖內帶至外帶，可能存在石榴子石-輝石-符山石、硅灰石的礦化蝕變分帶特征。而且石榴子石可能存在顏色分帶，從毗鄰深成巖體的深紅褐色到遠端的綠色、黃色變化。硫化物礦物及金屬比例相對于成因巖體可能也存在著系統的分帶特征。一般來說，黃鐵礦和黃銅礦在深成巖體附近較多，隨著遠離巖體黃銅礦含量增加，最后在大理巖接觸帶的硅灰石帶可能出現斑銅礦。

2.3 三位一體成礦預測模型

大興安嶺中段矽卡巖型銅鉛鋅多金屬礦三位一體成礦預測模型（見圖5）。

2.3.1 成礦地質體：閃長巖

2.3.2 成礦構造及成礦結構面

成礦構造：北東向斷裂構造、捕虜體構造、接觸帶構造、層間破碎帶。

成礦結構面：捕虜體界面、侵入體接觸面、層間構造面。

2.3.3 二元結構模型

淺部為圍巖層間破碎帶，深部為侵入巖接觸帶及捕虜體接觸帶。

2.3.4 成礦作用特征標志

成礦早階段：鈣鋁榴石、透輝石、綠簾石、次閃石、透閃石。

成礦主階段：綠泥石、石英、方解石、絹云母。

成礦晚階段：方解石、石膏、石英。

參考文獻

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