黑龍江嫩江-黑河地區銅金多金屬找礦新進展及勘查方向

劉寶山，程招勛，邵 軍，李成祿，張春鵬，楊宏智，韓仁萍

1.中國地質調查局 沈陽地質調查中心，遼寧 沈陽 110034；2.黑龍江省自然資源調查院，黑龍江 哈爾濱 150036

0 前言

黑龍江嫩江-黑河地區是一個至少經歷了古亞洲洋、鄂霍次克洋構造域演化和古太平洋板塊的俯沖疊加復合構造區［1-2］，位于大興安嶺東烏珠穆沁旗-嫩江銅鉬鉛鋅金鎢錫鉻Ⅲ級成礦帶北東段，成礦物質豐富，具有多期構造-巖漿疊加復合成礦的特點，是重要的銅、金、鉬等金屬成礦區域.研究區內主要發育與古生代多寶山島弧和科洛-新開嶺構造雜巖帶有關的金銅礦床，如：位于多寶山島弧帶多寶山礦集區內的早奧陶世超大型多寶山和銅山斑巖型銅礦床、大型淺成低溫熱液爭光金礦床［3-10］；科洛-新開嶺構造雜巖帶上發育中生代大中型三合屯、科洛河、永新、三道灣子等金礦床［11-13］.隨著近幾年黑龍江省地質礦產局1 ∶5 萬礦產地質調查及自然資源部整裝勘查工作的大力開展，科技部國家重點研發計劃“典型礦集區三維地質結構與礦體定位”的實施，區域找礦又取得了重大突破，先后發現了二道坎銀礦、大新屯銻金礦、孟德河金礦、三五八金礦點、寶泉銅礦、望娘山鎢鉬礦點等，尤其是在銅山礦區深部取得重大找礦突破.梳理區域地質找礦成果，發現嫩江-黑河地區不僅是古生代大型斑巖銅金礦的成礦空間，而且更是中生代金銅礦的重要成礦區域.

本次研究從區域成礦地質背景著手，結合近幾年的銅金礦勘查重大新發現、新進展和新成果，探討巖漿與金銅成礦作用，指出找礦勘查方向，為即將開展的戰略性礦產勘查部署提供參考.

1 成礦地質背景

研究區位于嫩江-黑河成礦帶上，構造單元劃分為多寶山島弧、科洛-新開嶺構造雜巖帶、塔溪巖漿弧等3 個次級構造單元（圖1）.多寶山島弧總體呈北東向帶狀展布，為扎蘭屯-多寶山島弧帶北東段，主要由下奧陶統多寶山組高鎂安山巖、英安巖及其碎屑巖組成，夾少許海相沉積巖，為典型島弧火山巖建造.巖石普遍遭受低綠片巖相區域熱動力變質作用，巖石中褐鐵礦化、黃鐵礦化、黃銅礦化、碳酸鹽化、硅化、綠簾石化、孔雀石化等礦化蝕變發育，為區域主要的銅金礦源層.另外，下奧陶統銅山組、上奧陶統裸河組、愛輝組及下志留統黃花溝組、上志留—中泥盆統泥鰍河組等地層，為多寶山島弧弧前弧后盆地的重要物質組成，同時也是區域上的金銅等物源層，如多寶山銅礦、銅山銅礦、爭光金礦、二道坎銀礦、三礦溝鐵銅礦等多與構成島弧單元的這些地層有關，這些地層多被后期的中酸性侵入巖體破壞.早奧陶世花崗閃長巖、花崗閃長斑巖、晚三疊世中酸性脈巖及早侏羅世花崗閃長巖等是主要的成礦地質體，多寶山島弧構造演化與古亞洲洋向額爾古納與興安地塊的聯合體北西俯沖消減有關［16-18］.

圖1 區域構造地質簡圖及研究區區域地質簡圖（a—據文獻［14］修改；b—據文獻［15］修改）Fig.1 Regional tectonic and geological sketch maps of the study area（a：modified from Reference［14］；b：modified from Reference［15］）

科洛-新開嶺構造雜巖帶為賀根山-黑河構造帶北東段的一部分，沿嫩江—新開嶺—黑河一線北東向展布，介于興安地塊與松嫩地塊拼合部位［19-20］，形成于早石炭世末—晚石炭世初期［21-22］，經歷了晚三疊世、早中侏羅世、早白堊世三期韌性剪切變形［20，23-24］.帶內卷入的地質單元主要有新元代新開嶺巖群花崗質片麻巖、變粒巖、斜長角閃巖，石炭—二疊紀糜棱巖化花崗巖，下石炭統—上二疊統寶力高廟組變英安巖、流紋巖.早侏羅世糜棱巖化花崗巖等均發生不同程度的韌性剪切變形，剪切變形作用為區域金礦的形成奠定了物質基礎［13，15，25］，如帶內的科洛河、三合屯、永新、孟德河和小泥鰍河等大中型金礦及多處金礦點賦礦圍巖均發生了糜棱巖化，礦體沿糜棱面理分布，賦礦巖石金背景相對較高.

近幾年，在嫩江-黑河成礦帶開展了1∶25 萬礦產遠景調查及1∶5 萬區域地質礦產調查，新圈定化探組合異常多達上百處，金銅異常與已發現的礦床（點）較吻合，工程查證部分異常多已發現礦化線索，有的已轉化為礦產地及大中型礦床.

2 地質勘查新進展與新成果

2.1 早奧陶世銅山銅礦床實現深部找礦突破

多寶山礦集區分布著中國東北地區最重要的超大型多寶山銅礦，大型銅山銅礦、爭光金礦床、二道坎銀礦等，由于銅山斷裂對銅山礦床的破壞，銅山礦床深部勘查一直沒有取得新進展.

2017—2021 年科技部在多寶山礦集區實施了“典型礦集區三維地質結構與礦體定位”課題研究，在銅山礦區科學精確地圈定了4 處深部找礦靶區.ZK2020-8鉆孔對“Ⅳ號”靶區查證時，在深部發現厚達521.59 m的銅礦體（圖2），且向下延伸仍未封閉，銅平均品位0.736%，最高4.382%，經紫金礦業集團股份有限公司評估，預增銅資源量超過100×104t，實現了多寶山礦集深部找礦突破，揭開了銅山礦床規模由大型向特大型勘查的序幕.

圖2 銅山銅礦床1080 勘探線見礦剖面圖Fig.2 Profile along exploratory line No.1080 of Tongshan copper deposit

2.2 新發現晚三疊世二道坎大型銀礦床

2016 年，黑龍江省地質調查研究總院在多寶山礦集區發現晚三疊世大型二道坎銀礦床［26-27］.上志留—中泥盆統泥鰍河組以長石砂巖、細粉砂巖及含鈣質粉砂質泥巖、泥質灰巖，內部產出同時異相的基性火山巖等巖石組合為特征，為該礦床的直接賦存圍巖.輝綠巖脈、石英閃長巖脈、閃長玢巖脈等與礦體關系密切.礦區圈出北西西向2 條銀礦體.Ⅰ號礦體走向控制長度315.86 m，東端未封閉，傾向控制最大延深114.71 m，真厚度1.41～29.48 m，傾向198°，傾角82～88°，近直立（圖3），銀品位為42.80×10-6～10 940.97×10-6，平均品位為557.61×10-6，同時伴生有鉛鋅、錳（鉛＋鋅平均品位為0.68%，最高達5.43%，錳平均品位為8.87%，最高達22.904%）.Ⅱ號礦體與Ⅰ號礦體產于同一北西西向構造帶中，控制長度220.80 m，西端未封閉，傾向控制最大延深140.55 m，真厚度1.15～27.62 m，銀品位為42.24×10-6～6 704.66×10-6，平均品位538.86×10-6，同時伴生有鉛鋅、錳（鉛＋鋅平均品位為1.69%，最高達20.01%，錳平均品位為9.11%，最達高25.412%），目前銀金屬量已超過1 800 t，且仍在繼續向外圍勘查［26,28］.

圖3 二道坎銀礦床328 勘探線見礦剖面示意圖Fig.3 Profile of Erdaokan silver deposit along exploratory line No.328

2.3 新發現晚疊三世孟德河金礦床

2014 年黑龍江省地質調查研究總院齊齊哈爾分院首次在科洛-新開嶺構造雜巖帶上發現晚三疊世孟德河金礦床.新元古界—下寒武統北寬河組（Pt3-C1b）為礦體的直接賦礦圍巖，巖性為絹云母糜棱片巖、絹云母石英糜棱片巖、絹云母綠泥糜棱片巖等.侵入巖主要有早石炭世花崗質糜棱巖、中侏羅世二長花崗巖和花崗閃長巖.閃長巖脈或閃長玢巖對金富集有一定的作用［15，25-28］①許國偉, 等.黑龍江省黑河市寶泉村銅多金屬礦普查報告.黑龍江省第一地質勘查院, 2020..

2016 年礦區已圈出低品位礦體11 條，其中Ⅰ1礦體長度約2 km，斜厚2～16 m，最高品位6.80×10-6，最低品位1.00×10-6，平均品位1.85×10-6，總體走向北東60°，傾向150～174°，傾角30～80°之間（圖4），礦床仍在勘查.

圖4 孟德河金礦床23 勘探線見礦剖面示意圖Fig.4 Profile along exploratory line No.23 of Mengdehe gold deposit

2.4 三合屯金礦床外圍深部找礦新發現

三合屯金礦床位于科洛-新開嶺構造雜巖帶上，成礦時代為早白堊世［13］.礦區圈定南北2 條金礦化帶，北金礦化帶長約2 000 m，寬約120～200 m；南金礦化帶長約1 200 m，寬約80～150 m.帶內共圈定金礦體12 條，其中地表7 條，盲礦體7 條.礦體主要發育在糜棱巖帶中，嚴格受糜棱巖面理和疊加的脆性構造裂隙控制.礦體在平面上和剖面上的總體形態是呈脈狀、透鏡狀.脈狀礦體沿走向延伸較大，一般100 m 以上，長者達350 m，厚度變化較大，2～35 m，傾向延伸400 m，估算333 級金資源量為中型，目前黑龍江自然資源調查院仍在勘查.

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2021 年中國地質調查局沈陽地質調查中心在三合屯礦區外圍進行深部調查時，對大地音頻電磁測深激電異常進行了1 個鉆孔（ZK01）查證，圈出3 條金礦化體，其中孔深309.95～310.95 m 和314.95～315.95 m金品位分別為0.338×10-6和0.200×10-6；孔深448.15～448.53 m 發現金品位1.2×10-6的石英脈.465～470 m強硅化黃鐵礦化蝕變帶金含量0.1×10-6.金礦化體受北東向糜棱面理控制（圖5），與已知三合屯礦床金礦體展布方向近一致.ZK01 鉆孔位于三合屯礦區29 勘探線外延約300 m 處，預示三合屯礦區深部仍具有較大的找礦空間.

圖5 三合屯金礦區外圍ZK01 鉆孔見礦剖面示意圖Fig.5 Profile of borehole ZK01 in the periphery of Sanhetun goldfield

2.5 新發現早白堊世寶泉銅礦

寶泉銅礦位于孫吳縣一帶，是塔溪巖漿弧新發現的銅礦床，賦礦巖石為早白堊世花崗閃長巖、二長花崗巖、正長花崗巖.2020 年普查圈出銅工業礦體5 條、低品位礦體18 條，總體走向北北東至近南北向，傾向東至南東，控制長度108～597 m，延伸114～428 m，真厚度1.03～31.37 m，推斷估算銅約8×104t（圖6），繼續勘查礦床規模有望達中大型［29］.

圖6 寶泉銅礦50 勘探線見礦剖面示意圖Fig.6 Profile along exploratory line No.50 of Baoquan copper deposit

3 巖漿控礦作用與銅金礦化

3.1 早奧陶世巖漿作用與銅金礦化

多寶山礦集區發育早奧陶世多寶山、銅山超大型斑巖銅礦床及淺成低溫爭光金礦床.多寶山組安山巖為主要礦源層，早奧陶世花崗閃長巖，英云閃長巖為主要的成礦巖體［30-31］.多寶山及銅山花崗閃長巖的成巖年齡為485～472 Ma［9-10，17-18，32-34］，爭光英云閃長巖年齡為479～472 Ma［31-35］；多寶山及銅山礦床輝鉬礦Re-Os年齡477～472 Ma［7，9，30，35］，爭光礦床黃鐵礦、方鉛礦Rb-Sr 年齡477.8±3.2 Ma［13］.成巖成礦年齡的一致性，表明它們為同一巖漿構造事件的產物.結合前人研究結果，銅山和多寶山斑巖型銅礦化形成于485～472 Ma，爭光淺成低溫金礦化作用較晚，形成于475 Ma 左右.硫鉛同位素研究表明，成礦物質主要來源于巖漿，3 個礦床構成了礦集區典型的斑巖-淺成低溫熱液銅金成礦系統模式，礦床形成定位于早奧陶世古亞洲洋俯沖多寶山島弧形成過程［14，35］.

3.2 晚三疊世巖漿作用與金銀銅礦化

多寶山礦集區最近新發現了晚三疊世巖漿活動，巖漿活動與礦化作用密切.多寶山奧長花崗巖及角閃輝長巖年齡分別為226.3±2.3 Ma 和224.3±1.7 Ma［36］，英云閃長巖年齡230.9±2.8 Ma［9］及223.4±2.6 Ma［16］；銅山斑狀花崗巖脈中的浸染狀輝鉬礦模式年齡為229.4±3.5 Ma［31］；爭光閃長巖年齡229.3±3.1 Ma［37］，石英二長巖226.5±1.5 Ma［10］；二道坎銀礦黃鐵礦Rb-Sr年齡232.9±2.3 Ma［27］，輝綠玢巖年齡234.2±2.8 Ma；科洛-新開嶺雜巖帶上的孟德河金礦黃鐵礦Rb-Sr 年齡209.6±3.1 Ma，閃長巖年齡211.5 Ma.巖漿礦化時期大體一致，在時間和空間上緊密相關，從一定程度上說明了成礦作用與該期巖漿活動存在一定的聯系.三疊紀，多寶山地區受蒙古-鄂霍次克洋南東向俯沖的影響［16，37］，區域發生大規模的巖漿活動，形成了礦區內與成礦作用緊密相關的中酸性巖脈.巖漿向上遷移過程中，成礦熱液隨之一起向構造破碎帶等賦礦有利部位遷移富集，形成孟德河及二道坎金銀礦床.多寶山及銅山礦床雖然有三疊紀銅礦化作用的疊加，但并未富集形成明顯的工業礦體.

3.3 早白堊世巖漿作用與金銅礦化

中生代侏羅紀和白堊紀火山盆地疊加在科洛-新開嶺構造雜巖帶上，帶上分布三合屯、科洛河、永新、三道灣子、四道溝、小泥鰍河、上馬場等眾多早白堊世大中型金礦床及礦點.這些礦床在成因上與早白堊世火山活動有關，為淺成低溫熱液型金礦床［15，25，37-38］.如：永新金礦產在晚石炭世—早二疊世花崗質糜棱巖中，礦體與圍巖呈過渡關系，礦體與中酸性脈類等密切伴生，系統的巖石地球化學特征及成巖成礦年代結果顯示，永新金礦與火山和潛火山活動關系密切［15，38］；科洛河金礦賦存在新元古代北寬河組糜棱片巖中，礦體與閃長巖、閃長玢巖脈等在時間與空間上密切相伴.永新、科洛河、三合屯等礦區不同程度地發育早白堊世龍江期、光華期、甘河期等中酸性火山巖，礦體多產生在火山巖與花崗質糜棱巖接觸帶附近，成礦前賦礦圍巖在韌性剪切糜棱巖化過程中金可能發生了初步的遷移富集，形成局部礦化，并沒有形成礦體；早白堊世火山熱液活動攜帶成礦物質進一步疊加充填在裂隙當中，最終導致金礦床的形成［15，38-39］.而三道灣子、上馬場等金礦床為典型的淺成低溫火山熱液型金礦床.巖漿與成礦作用形成于古太平洋俯沖回撤伸展的構造背景.

4 勘查部署建議

在詳細剖析成礦地質背景的基礎上，區域化探異常是淺覆蓋區最為有效的直接找礦標志，從嫩江-黑河地區化探異常可以看出，金銅異常具有明顯的分帶性（圖7）.多寶山島弧帶上銅異常濃集中心發育，科洛-新開嶺構造雜巖帶金異常強度高，塔溪巖漿弧金、銅異常強度相對較弱.結合區域地質條件及礦產分布，總結找礦方向如下.

圖7 嫩江-黑河地區金銅地球化學異常圖Fig.7 Au and Cu geochemical anomaly maps in Nenjiang-Heihe area

4.1 早奧陶世斑巖銅金找礦方向

多寶山島弧從嫩江多寶山延伸到黑河地區，延伸近200 km.多寶山礦集區的多寶山銅礦、銅山銅礦及爭光金礦為同一斑巖-淺成低溫銅金成礦系統，與多寶山島弧形成有關.島弧的弧前、弧后盆地結構單元保存的相對完好，這也是該礦床保留至今的主要因素之一.下奧陶統多寶山組安山巖及早奧陶世花崗閃長巖為典型的找礦標志.因此，區域找礦應重點部署在早奧陶世多寶山島弧單元分布相對齊全的區域開展銅金礦調查，如罕達氣-五道溝-樺樹排子一帶多寶山島弧單元的多寶山組、銅山組較發育，殘留了多寶山島弧單元的部分特征；雖然沒有發現早奧陶世花崗斑巖體，但不排除巖體在深部隱伏的可能；此處地表已發現八直溝銅和378 高地等多處銅金礦點，銅金化探異常濃集中心發育，位于北東與北西兩組斷裂交匯處，異常與礦點分布較吻合；依據斑巖-淺成低溫銅金成礦系統模型綜合分析，該處具有尋找多寶山式斑巖-淺成低溫銅金礦潛力.在加強多寶山島弧帶成礦作用研究時，找礦勘查工作應圍繞多寶山式斑巖-淺成低溫銅金成礦要素部署.另外，位于銅山礦床南東4 km 的爭光金礦床，與銅山礦床一樣受到了銅山斷裂錯斷的影響.在查清銅山斷裂特征的基礎上，銅山礦床在斷裂下盤深部新發現大于500 m 的銅礦體，暗示爭光礦區深部具有相當大的富金斑巖型銅找礦潛力，因此，在加大銅山礦床深部找礦勘查的同時，也應進一步加強爭光金礦床深部找礦勘查的部署，挖掘深部資源潛力，拓展深部找礦空間.

4.2 中生代金銀銅找礦方向

4.2.1 晚三疊世淺成低溫熱液金銀找礦方向

近幾年，在多寶山地區發現晚三疊世的巖漿活動，也新發現了同期孟德河金礦、二道坎銀礦，賦礦圍巖地層為新元古代北寬河組、上志留統—中泥盆統泥鰍河組，成因上它們與晚三疊世閃長巖、閃長玢巖緊密相關，為淺成低溫熱液型金、銀礦床，區域上的金銀異常與礦床產出位置較對應.因此，在找礦勘查選區部署時，應特別注意三疊紀巖體與老地層的分布關系，對該期的成礦潛力應該有足夠的重視，在下一步勘查中本著老基底地層-構造-侵入脈巖“三位一體”找礦思路開展工作.

4.2.2 早侏羅世夕卡巖鐵銅鎢找礦方向

嫩江-黑河成礦帶夕卡巖礦床賦礦地層主要是與奧陶系多寶山組、銅山組、裸河組等沉積地層中夾雜的大理巖及中生代侏羅紀的花崗閃長巖等酸性侵入巖體有關.接觸交代作用形成了關鳥河鎢礦、三礦溝鐵銅礦、小寶山銅礦等.因此，在下奧陶統多寶山組等地層與中生代酸性侵入巖接觸部位應加強夕卡巖銅鐵礦的勘查.近幾年，夕卡巖型礦床在嫩江-黑河地區雖然沒有新發現，但不應忽視該類型礦床的勘查，區域上該類型礦床找礦線索較多，如：沈陽地質調查中心2021 年野外調查時，在嫩江象山村早侏羅世花崗閃長巖與多寶山組接觸帶處圈定了銅鉬異常，少量槽探查證發現了銅鉬礦化體.夕卡巖型礦床的發現，對在其外圍或深部尋找斑巖銅-淺成低溫熱型金礦床具有重要的指示意義.

4.2.3 早白堊世金銅找礦方向

科洛-新開嶺構造雜巖帶為嫩江-黑河構造帶的一部分，雜巖帶兩側以海江-罕達氣和沐河-冷川斷裂為界，分別與北西部的早古生代和南東部的晚古生代、中生代地質單元接觸.眾多金礦床分布在雜巖帶內，與金異常濃集中心及展布方向基本一致.北東方向上展布的三合屯、科洛河、永新、小泥鰍河、五道溝等金礦床靠近雜巖帶西側依次分布，賦礦圍巖先期經歷了韌性剪切的金元素富集，后期火山熱液疊加最終成礦，礦床成因類型為淺成低溫熱液型.早白堊世前期的韌性剪切帶及早白堊世期火山構造疊加地帶是尋找這類金礦最有利的找礦標志，因此，金礦勘查部署應側重二者分布特征的研究，有利于實現找礦突破.

在早白堊世期間，區域上發育大量火山-次火山巖，處于類似弧后伸展構造環境.淺成低溫熱液型金礦的形成與同期的火山-次火山熱液關系最為密切，因此，在大面積發育火山-次火山巖地區，尤其是火山機構邊部及火山斷陷盆地邊緣出現的中-酸性次火山巖體發育地段是尋找淺成低溫熱液型金及多金屬礦的有利場所，如區域上的三道灣子、上馬廠等金礦床就產于這種構造背景.

2020—2021 年黑龍江省第一地質勘查院在塔溪巖漿弧孫吳-寶泉一帶新發現了小型斑巖銅礦，銅礦體賦存于早白堊世二長花崗巖、花崗斑巖中，含礦巖體侵入下白堊統龍江組安山巖，具有沿中心式火山機構侵入的特征，為潛火山相侵入巖.該礦床具有與同一成礦帶上的龍江縣后六九銅礦相似的特征.因此，針對該期銅礦的勘查部署，應特別加強充填潛火山相的花崗斑巖體的研究，工作過程中，拓寬勘查思路，應將陸相（潛）火山巖淺成低溫熱液型金（銀）礦-斑巖型銅鉬礦-夕卡巖型鐵銅礦作為一個有機的構造-巖漿-成礦系統來研究，建立銅金多金屬礦找礦模型，進一步實現找礦突破.

5 結論

上述新成果、新進展表明，嫩江-黑河地區是重要的銅金成礦區域，不同時代金銅銀礦的新發現及深部找礦空間的拓展，進一步證明了金銅等資源潛力較大.在深入科學研究成礦地質背景的的基礎上，建立各類型礦床的成因聯系，統籌考慮勘查方向部署，通過戰略找礦行動的實施，定會實現找礦突破.