大興安嶺北段砂寶斯-老溝地區金成礦規律及找礦方向

孫家寧，申大元

（中國華冶科工集團有限公司，北京100176）

砂寶斯-老溝地區位于大興安嶺北段上黑龍江盆地西部邊緣附近，屬于俄蒙多金屬成礦帶向北東延伸進入到我國的一部分.在該成礦帶上，鄰區（俄、蒙）已探明了許多超大型、大型金屬礦床［1］.由于上黑龍江盆地內地表覆蓋嚴重，適合野外工作的時間短，造成地質勘查工作程度較低.前人對該區的構造演化［2-8］、巖漿活動［9-12］以及沉積建造［13-16］做了大量工作，同時對該區成礦規律［17-20］也做了不少的探索.上黑龍江盆地是我國重要的砂金產地，隨著地質研究程度的提高以及砂寶斯蝕變砂巖型巖金礦的發現，顯示出大興安嶺北段巨大的貴金屬成礦潛力［21］.但在砂寶斯金礦發現后的20年間，未在本區取得重大突破，因此需要重新梳理上黑龍江盆地構造演化和沉積充填歷史，將構造、巖漿、沉積古地理等與本區典型礦床、礦化點疊合分析，從新的角度研究典型礦床的控制因素，指出該地區的找礦方向，從而更好地開展地質勘查工作.

1 區域成礦地質背景

1.1 大地構造位置

砂寶斯-老溝地區位于大興安嶺北段，位處額爾齊斯-黑河縫合帶與蒙古-鄂霍茨克縫合帶之間.大興安嶺北段由額爾古納地塊、北興安地塊、鄂倫春晚古生代中期增生帶及上黑龍江盆地等4個主要構造單元組成（圖1）.額爾古納地塊與北興安地塊結晶基底均形成于新元古代，隨著古亞洲洋的閉合，于晚古生代末期由于板塊俯沖、碰撞在鄂倫春形成陸塊增生帶，增生帶與兩側地塊均為北東—北北東向斷層接觸.而上黑龍江盆地則是在蒙古-鄂霍茨克造山帶形成過程中，在造山帶東南緣形成的前陸盆地［3］.

圖1 大興安嶺北段構造分區圖Fig.1 Tectonic divisions of the north section of Daxinganling Mountains

1.2 構造演化特征

大興安嶺北段地質構造運動復雜，先后經歷了興東期、晉寧期、興凱-薩拉伊爾期、加里東期、海西-印支期以及燕山期等6期較大規模的構造運動，其中以海西-印支期和燕山期構造活動對該區成礦影響較大.本區復雜的構造樣式，形成了多樣的火成巖體系，既有洋中脊噴流火成巖體系、島弧火成巖體系，還有碰撞火成巖體系等，各種火成巖體系相互疊加、改造，不斷富集成礦物質，為本區形成較大規模的內生礦床奠定了良好的基礎.

1.3 重要斷裂發育情況

區內斷裂以北東向或北北東向為主，北西向、近東西斷裂次之.其中得爾布干和塔源-烏努爾斷裂均為北東—北北東向的巖石圈斷裂，局部見蛇綠巖發育［22］，表明其具有俯沖帶特征.蒙古-鄂霍茨克斷裂帶形成于中—晚侏羅世，為逆斷層，該斷裂的持續發育對大興安嶺北段特別是上黑龍江盆地內的中生代貴金屬礦床的形成有重要的控制作用.由于該斷裂的持續活動對上黑龍江盆地的演化有決定性影響，在盆地內形成了一系列近東西向的逆沖推覆構造.古蓮-盤古-西羅爾奇為上黑龍江盆地與額爾古納地塊的邊界斷裂，呈北西向展布，為盆地南緣邊界斷裂，控制著盆地內南緣中生代陸相碎屑巖的分布.

2 砂寶斯-老溝地區地質特征及成礦規律

20世紀90年代砂寶斯金礦床的發現開創了本區巖金礦的先河，加之地質條件類似的鄰區已找到多處大型、超大型金礦床，展現了該區巨大的成礦潛力.但經過多年的勘探，并未在本區取得大的突破.因此，砂寶斯金礦床作為本區典型礦床，需要轉變研究思路，借鑒其他學科的最新研究成果，進一步加強對其成礦條件的認識，從而調整工作方向，為后續勘探提供新的思路、方法，以期達到良好的找礦效果.

2.1 成礦地質特征

砂寶斯金礦屬于中低溫熱液蝕變砂巖型金礦床.礦床直接圍巖為二十二站組中細砂巖，礦體賦存在近南北向的斷裂破碎蝕變帶中.礦石以蝕變砂巖型金礦石為主，礦石結構為自形—半自形晶結構、他形結構、填隙結構、交代結構等，構造為浸染狀或細脈浸染狀構造、角礫狀構造、斑狀構造.砂寶斯金礦礦體主要呈南北向展布.礦體呈透鏡狀、條帶狀和似層狀產出，與圍巖并無明顯界線.

2.2 砂寶斯-老溝地區成礦地質條件分析

目前對于砂寶斯-老溝地區典型金礦的成礦地質條件分析多集中在巖漿、構造等因素上，對于圍巖對礦床形成的影響分析尚不夠深入.由于本區位于上黑龍江盆地內（圖2），近年來，石油系統、高校以及一些科研院所對本區構造演化、金礦直接圍巖（二十二站組）的沉積體系等做了大量深入的研究，將這些不同領域的最新研究成果融入到金礦的成礦條件分析中，會對金礦的成礦規律有更加深刻、正確的認識.

2.2.1 巖漿巖條件

礦區內部并未見到巖基、巖株出露，礦區內多出露中酸性巖脈.巖脈與圍巖接觸帶多發育浸染狀黃鐵礦化，接觸帶上的砂巖有明顯的被烘烤變質而產生角巖化的特征，并且具有自中心向兩側礦物顆粒粒度變細的規律，顯示了巖漿貫入逐步冷卻形成的特點.中酸性巖脈與成礦關系密切［20］，巖脈與環形構造中心的巖株具有同源的特征［22］.從上黑龍江盆地地質圖與環形構造解譯圖可以看出（圖2），砂寶斯金礦床產出于砂寶斯-老溝環形構造的南緣，在空間上具有良好的耦合性，顯示了與環形構造同源的巖漿活動對砂寶斯金礦床的成礦作用的控制.

2.2.2 構造條件

礦區內主要發育北東向、北西向、近東西向和近南北向構造.其中北東向斷裂為基底斷裂，發育在成礦之前，對礦床的形成和富集沒有決定性影響.近東西向斷裂主要是受上黑龍江盆地演化過程中逆沖推覆構造影響形成的逆沖斷層，其形成演化過程在晚侏羅世隨著應力狀態由擠壓向拉張的轉變而結束，其結束演化的時間大致為135 Ma［18］，而與成礦作用有顯著關系的脈巖的形成年齡經同位素測試應該為133 Ma［14］，與上庫力期一致，成礦時期應為早白堊世.因此近東西向斷層同樣為成礦前斷裂，對成礦的影響并不顯著.而在礦區內與成礦作用空間關系最為密切的是北西向斷裂及近南北向斷裂.北西向斷裂為上黑龍江盆地的南緣邊界斷裂，其活動控制了砂寶斯金礦直接賦礦圍巖二十二站組中細砂巖的空間展布范圍，對于礦床的空間定位具有明顯的影響.近南北向斷裂是該礦區的控礦和容礦構造，該組斷裂走向330～20°，傾向西或北西，傾角較陡，一般在60°左右（圖3）.礦脈均存在于南北向斷裂形成的破碎蝕變帶內，在成礦期前，該斷裂表現為逆斷層性質，同成礦期表現為正斷層性質.

圖2 上黑龍江盆地地質簡圖（據辛仁臣，2003，改編）Fig.2 Geologic sketch map of the Upper Heilongjiang Basin（modified from XIN Ren-chen,2003）

2.2.3 圍巖條件

礦區內金礦床的圍巖是二十二站組砂巖，地層對礦床的形成和富集有較強的控制和影響.圍巖對成礦作用的影響主要體現在3個方面：

（1）提供金礦成礦的物質基礎

根據武警黃金部隊第三支隊1997年的測試結果，二十二站組中細粒砂巖中Au平均值為3.4×10-9，高于地殼的平均含量.其中蝕變砂巖中的金含量最高，可達19.85×10-9.另外未蝕變砂巖中的金含量同樣高于地殼平均含量.稀土元素配分模式的研究［23］顯示，礦石與蝕變砂巖的模式具有高度的相似性，顯示了兩者的同源特征.因此，二十二站組砂巖作為砂寶斯金礦的直接礦源層，對礦床形成有重要作用.

（2）提供良好的成礦流體反應空間

由于二十二站組砂巖是砂寶斯金礦的直接礦源層，因此，具有良好孔滲性能的圍巖可以為成礦流體提供良好的運移通道和反應時間，從而將金元素從地層中萃取出來，富集成礦.砂寶斯礦區內，礦化與圍巖巖性具有較強的成礦專屬性.礦體圍巖主要是分選、磨圓較好的中細砂巖，而粒度較粗、分選較差的礫巖、含礫砂巖和粒度較細、分選較好的粉砂巖、泥巖等含礦性差［17-18，20］.上黑龍江盆地內二十二站組巖性的分布特征受盆地演化的影響.根據沉積學和盆地動力學的研究，對上黑龍江盆地構造演化及沉積充填歷史進行恢復，表明二十二站組時期是湖盆擴張，構造相對穩定的時期［16］，以發育辮狀河三角洲沉積體系為主，具有發育大規模分選、磨圓好的中細砂巖的地質背景.利用對上黑龍江盆地二十二站組的沉積體系重建的研究成果，將砂寶斯礦床等礦化點疊合到沉積相圖上進行聯合分析，發現砂寶斯等金礦床、礦化點集中分布在沉積相圖的辮狀河三角洲前緣部分（圖4）.由于含礦砂巖為中細砂巖，覆水特征較為明顯，并且發育大規模斜層理［23］，顯示了其為辮狀河三角洲前緣水下分流河道的典型特征.因此，良好的孔滲性能和層理面特殊沉積構造可以為成礦流體提供充足的反應空間和通道，使得金元素可以活化、運移.綜上分析，三角洲前緣水下分流河道砂體具有成熟度高、孔滲高、流體運移通道發育等優勢，在成礦過程中屬于有利成礦圍巖，在成礦過程中起建設性作用.

圖3 砂寶斯金礦地質簡圖（據武警黃金部隊第三支隊，1994，修改）Fig.3 Geologic sketch map of the Shabaosi gold deposit（modified from No.3 Brigade,CAPF,1994）

圖4 二十二站組沉積古地理圖與礦化、環形構造疊合圖（沉積古地理圖據辛仁臣，2003，修改）Fig.4 Paleogeographic map of the Ershierzhan Formation with mineralization and annular structure（modified from XIN Ren-chen,2003）

（3）提供金元素沉淀的還原介質

圖5 砂寶斯金礦金-碳元素含量關系圖（數據來自武警黃金部隊第三支隊1997年測試數據）Fig.5 Contents of Au vs.C from the Shabaosi gold deposit（data from No.3 Brigade,CAPF,1997）

從武警黃金部隊第三支隊的測試結果可以發現，砂寶斯金礦礦石中金元素的含量與碳元素的含量呈現明顯的正相關關系（圖5）.這與成礦作用發生在三角洲前緣的結論是一致的.由于三角洲前緣部分以水下分流河道沉積為主，同時由于覆水條件，造成中細砂巖處于還原環境，炭質等還原介質得以保存，可以為金元素的沉淀提供還原介質，使其沉淀富集成礦.由此可見，三角洲前緣中細砂巖中還原物質含量高對于成礦作用同樣具有建設作用.

綜合上述對砂寶斯-老溝地區典型礦床成礦地質條件的分析，認為該區礦床的形成是一個構造、巖漿、地層多因耦合的結果，圍巖為礦床的形成提供主要的礦源和反應所需的場所和還原介質，巖漿活動為成礦提供流體和驅動力，而近南北向的斷裂構造則為成礦流體提供了通道和有用元素的容礦空間.

3 砂寶斯-老溝地區找礦方向

根據砂寶斯-老溝地區在上黑龍江盆地中的構造位置、上黑龍江盆地構造演化歷史以及砂寶斯礦床的成礦地質條件分析等，確定該區的找礦方向：

（1）進一步研究區域地質背景，加強對包括二十二站組在內的侏羅系地層的沉積古環境的恢復工作，研究沉積環境或沉積體系對于該區貴金屬礦床成礦的影響，找到有利成礦的沉積相的展布范圍，縮小和優化靶區，避免不必要的工作；

（2）環形構造對礦床的形成同樣具有明顯的控制作用，通過遙感解譯，結合恢復的古地理圖，找尋環形構造邊緣與有利沉積相的交匯部位，進一步優選找礦靶區；

（3）通過化探測量、大比例尺地質填圖，確定南北向斷層的發育規律，重點對南北向斷層中發育的破碎蝕變帶進行空間定位.

4 結論

通過對上黑龍江盆地構造平面配置、垂向充填演化以及已知礦床、礦化點與構造的配置關系、典型礦床成礦特征等研究，確定了砂寶斯-老溝地區找礦方向，得出以下結論：

（1）上黑龍江盆地為前陸盆地，其形成演化歷史對砂寶斯-老溝地區的礦床形成有重要影響，南北向斷層是礦床的控礦構造，并且位于砂寶斯-老溝環形構造的邊緣；

（2）礦床的賦礦圍巖主要是二十二站組砂巖，沉積相對礦床的形成有控制作用，礦床主要產于二十二站組辮狀河三角洲沉積體系的三角洲前緣部分；

（3）未來該區找礦的主導方向應該是在環形構造與有利沉積相的疊合部位通過各種手段尋找近南北向的斷層，以期找到含礦的破碎蝕變帶.

［1］弗格克留科夫.黑龍江沿岸地區中生代成礦作用的時空狀態［J］.翟潤田，譯.黑龍江有色金屬地質, 1994, 17（1/2）: 72—83.

［2］常立海，王曉勇，王獻忠，等.大興安嶺北部漠河逆沖推覆構造的特征及演化［J］.吉林大學學報：地球科學版, 2007, 37（增刊）: 11—15.

［3］李錦軼，和政軍，莫申國，等.大興安嶺北部繡峰組下部礫巖的形成時代及其大地構造意義［J］.地質通報, 2004, 23（2）: 120—129.

［4］李錦軼，和政軍，莫申國，等.大興安嶺北段地殼左行走滑運動的時代及其對中國東北及鄰區中生代以來地殼構造演化重建的制約［J］.地學前緣, 2004, 11（3）: 157—168.

［5］李仰春，劉寶山，趙煥利，等.大興安嶺北段根河地區中生代構造應力場特征［J］.大地構造與成礦學, 2005, 29（4）: 443—450.

［6］張宏，馬俊孝，權恒，等.大興安嶺北段中生代火山巖形成的動力學環境［J］.貴金屬地質, 1999, 8（1）: 56—64.

［7］趙炳新，王獻忠，公維國.上黑龍江盆地西段大地構造演化與金成礦的關系［J］.黃金科學技術, 2011, 19（3）: 59—62.

［8］趙寒冬，尹志剛，馬麗玲，等.上黑龍江盆地中侏羅統繡峰組的沉積環境與大地構造背景［J］.地質通報, 2007, 26（7）: 823—829.

［9］剛緒軍，宋丙劍.上黑龍江盆地火山巖分布控礦因素分析［J］.甘肅冶金, 2010, 32（4）: 89—91.

［10］劉樹杰，朱科.大興安嶺北段阿龍山地區環狀火山構造盆地特征［J］.吉林地質, 2011, 30（2）: 14—30.

［11］張昱，趙煥力，韓彥東.大興安嶺北段塔木蘭溝組玄武巖地球化學及構造背景［J］.地質與資源, 2005, 14（2）: 87—96.

［12］曹正琦，侯光久.大興安嶺北段晚中生代堿性侵入巖巖石地球化學特征及其意義［J］.礦物巖石地球化學通報, 2009, 28（3）: 209—216.

［13］孫廣瑞，劉旭光，韓振哲，等.上黑龍江盆地中上侏羅統二十二站群的地層劃分與時代［J］.地質通報, 2002, 21（3）: 150—155.

［14］吳河勇，楊建國，黃清華，等.漠河盆地中生代地層層序及時代［J］.地層學雜志, 2003, 27（3）: 193—198.

［15］侯偉，劉招君，何玉平，等.漠河盆地上侏羅統沉積特征與構造背景［J］.吉林大學學報：地球科學版, 2010, 40（2）: 286—297.

［16］辛仁臣，吳河勇，楊建國.漠河盆地上侏羅統層序地層格架［J］.地層學雜志, 2003, 27（3）: 199—204.

［17］宋丙劍，江秉忠，周殿宇，等.大興安嶺北部砂寶斯金礦成礦條件及找礦方向探討［J］.地質找礦論叢, 2007, 22（2）: 107—112.

［18］趙春榮，趙淑華，梁海軍.黑龍江砂寶斯金礦地質特征及找礦方向［J］.黃金地質, 2000, 6（4）: 28—32.

［19］邱殿明，張興洲，俞保祥，等.黑龍江砂寶斯金礦構造控礦特征及找礦方向［J］.黃金地質, 2004, 25（11）: 13—17.

［20］趙炳新，宋丙劍，周殿宇，等.黑龍江省漠河縣砂寶斯金礦地質特征及成礦規律淺析［J］.黃金科學技術, 2007, 15（2）: 20—25.

［21］齊金忠，李莉，郭曉東.大興安嶺北部砂寶斯蝕變砂巖型金礦地質特征［J］.礦床地質: 2000, 19（2）: 116—125.

［22］李瑞山.新林蛇綠巖［J］.黑龍江地質, 1991, 2（1）: 19—31.

［23］齊金忠，李莉，郭曉東.大興安嶺北部砂寶斯蝕變砂巖型金礦控礦因素［A］// 第四屆全國青年地質工作者學術討論會論文集.1999.