大兴安岭北段砂宝斯-老沟地区金成矿规律及找矿方向

大兴安岭北段砂宝斯-老沟地区金成矿规律及找矿方向
孙家宁;申大元
【摘要】大兴安岭北段漠河县砂宝斯-老沟地区是我国重要的金矿产出地.在系统总结前人研究成果的基础上,对上黑龙江盆地构造演化、沉积充填历史、砂宝斯-老沟地区典型矿床成矿规律综合分析,将上黑龙江盆地二十二站组时期沉积古地理环境与有利成矿位置叠合,并研究含矿砂岩的粒度和还原物质含量,提出赋矿围岩二十二站组中的辫状河三角洲沉积体系中三角洲前缘是该区域有利的成矿部位.结合本区岩浆活动、构造发育状况,指出了该区在砂宝斯-老沟环形构造与辫状河三角洲沉积体系叠合部位,以地球化学、大比例尺地质填图等为手段,找寻南北向断裂带,进而对发育其中的构造破碎蚀变带进行空间定位的找矿方向.%The Shabaosi-Laogou region,Mohe County in the northern section of Daxinganling is an important gold output area of China.On the basis of previous studies,the tectonic evolution and sedimentary filling history of the Upper Heilongjiang basin are analyzed with the metallogenic regularity of typical deposits in the region.By superimposition of the sedimentary paleogeographic environment with the location of favorable mineralization,together with the analysis on the granularity of the ore-bearing sandstone and the content of reducing matters,it is pointed out that the delta front of the braided river delta depositional system in the ore-wall rock of Ershierzhan Formation is the favorable ore-forming bined with the magmatic activity and tectonic development situation in this region,the ore-searching direction is defined at the composite area of the Shabaosi-Laogou annular structure and the braided
river delta sedimentary system.With geochemical techniques and large-scale geological mapping,the north-trending fault zone should be positioned for the altered fracture belt within it.
【期刊名称】《地质与资源》
【年(卷),期】2013(022)003
【总页数】6页(P174-178,191)
【关键词】沉积环境;成矿规律;找矿方向;砂宝斯-老沟地区;上黑龙江盆地;大兴安岭北段
【作者】孙家宁;申大元
【作者单位】中国华冶科工集团有限公司,北京100176;中国华冶科工集团有限公司,北京100176
【正文语种】中文
【中图分类】P618.51
砂宝斯-老沟地区位于大兴安岭北段上黑龙江盆地西部边缘附近，属于俄蒙多金属
成矿带向北东延伸进入到我国的一部分.在该成矿带上，邻区（俄、蒙）已探明了
许多超大型、大型金属矿床［1］.由于上黑龙江盆地内地表覆盖严重，适合野外工作的时间短，造成地质勘查工作程度较低.前人对该区的构造演化［2-8］、岩浆活动［9-12］以及沉积建造［13-16］做了大量工作，同时对该区成矿规律［17-20］也做了不少的探索.上黑龙江盆地是我国重要的砂金产地，随着地质研究程度的提
高以及砂宝斯蚀变砂岩型岩金矿的发现，显示出大兴安岭北段巨大的贵金属成矿潜
力［21］.但在砂宝斯金矿发现后的20年间，未在本区取得重大突破，因此需要
重新梳理上黑龙江盆地构造演化和沉积充填历史，将构造、岩浆、沉积古地理等与本区典型矿床、矿化点叠合分析，从新的角度研究典型矿床的控制因素，指出该地区的找矿方向，从而更好地开展地质勘查工作.
1 区域成矿地质背景
1.1 大地构造位置
砂宝斯-老沟地区位于大兴安岭北段，位处额尔齐斯-黑河缝合带与蒙古-鄂霍茨克
缝合带之间.大兴安岭北段由额尔古纳地块、北兴安地块、鄂伦春晚古生代中期增
生带及上黑龙江盆地等4个主要构造单元组成（图1）.额尔古纳地块与北兴安地
块结晶基底均形成于新元古代，随着古亚洲洋的闭合，于晚古生代末期由于板块俯冲、碰撞在鄂伦春形成陆块增生带，增生带与两侧地块均为北东—北北东向断层
接触.而上黑龙江盆地则是在蒙古-鄂霍茨克造山带形成过程中，在造山带东南缘形成的前陆盆地［3］.
图1 大兴安岭北段构造分区图Fig.1 Tectonic divisions of the north section
of Daxinganling Mountains1—典型矿床（typical deposit）；2—国界线（boundary of country）；3—研究区（studied area）；4—造山带（orogenic belt）；5—构造分区（boundary of tectonic unit）；6—深大断裂（deep fault）；7—一般断裂（common fault）
1.2 构造演化特征
大兴安岭北段地质构造运动复杂，先后经历了兴东期、晋宁期、兴凯-萨拉伊尔期、加里东期、海西-印支期以及燕山期等6期较大规模的构造运动，其中以海西-印支期和燕山期构造活动对该区成矿影响较大.本区复杂的构造样式，形成了多样的火
成岩体系，既有洋中脊喷流火成岩体系、岛弧火成岩体系，还有碰撞火成岩体系等，各种火成岩体系相互叠加、改造，不断富集成矿物质，为本区形成较大规模的内生
矿床奠定了良好的基础.
1.3 重要断裂发育情况
区内断裂以北东向或北北东向为主，北西向、近东西断裂次之.其中得尔布干和塔
源-乌努尔断裂均为北东—北北东向的岩石圈断裂，局部见蛇绿岩发育［22］，表明其具有俯冲带特征.蒙古-鄂霍茨克断裂带形成于中—晚侏罗世，为逆断层，该断裂的持续发育对大兴安岭北段特别是上黑龙江盆地内的中生代贵金属矿床的形成有重要的控制作用.由于该断裂的持续活动对上黑龙江盆地的演化有决定性影响，在
盆地内形成了一系列近东西向的逆冲推覆构造.古莲-盘古-西罗尔奇为上黑龙江盆
地与额尔古纳地块的边界断裂，呈北西向展布，为盆地南缘边界断裂，控制着盆地内南缘中生代陆相碎屑岩的分布.
2 砂宝斯-老沟地区地质特征及成矿规律
20世纪90年代砂宝斯金矿床的发现开创了本区岩金矿的先河，加之地质条件类
似的邻区已找到多处大型、超大型金矿床，展现了该区巨大的成矿潜力.但经过多
年的勘探，并未在本区取得大的突破.因此，砂宝斯金矿床作为本区典型矿床，需
要转变研究思路，借鉴其他学科的最新研究成果，进一步加强对其成矿条件的认识，从而调整工作方向，为后续勘探提供新的思路、方法，以期达到良好的找矿效果. 2.1 成矿地质特征
砂宝斯金矿属于中低温热液蚀变砂岩型金矿床.矿床直接围岩为二十二站组中细砂岩，矿体赋存在近南北向的断裂破碎蚀变带中.矿石以蚀变砂岩型金矿石为主，矿
石结构为自形—半自形晶结构、他形结构、填隙结构、交代结构等，构造为浸染
状或细脉浸染状构造、角砾状构造、斑状构造.砂宝斯金矿矿体主要呈南北向展布.
矿体呈透镜状、条带状和似层状产出，与围岩并无明显界线.
2.2 砂宝斯-老沟地区成矿地质条件分析
目前对于砂宝斯-老沟地区典型金矿的成矿地质条件分析多集中在岩浆、构造等因
素上，对于围岩对矿床形成的影响分析尚不够深入.由于本区位于上黑龙江盆地内（图2），近年来，石油系统、高校以及一些科研院所对本区构造演化、金矿直接围岩（二十二站组）的沉积体系等做了大量深入的研究，将这些不同领域的最新研究成果融入到金矿的成矿条件分析中，会对金矿的成矿规律有更加深刻、正确的认识.
2.2.1 岩浆岩条件
矿区内部并未见到岩基、岩株出露，矿区内多出露中酸性岩脉.岩脉与围岩接触带
多发育浸染状黄铁矿化，接触带上的砂岩有明显的被烘烤变质而产生角岩化的特征，并且具有自中心向两侧矿物颗粒粒度变细的规律，显示了岩浆贯入逐步冷却形成的特点.中酸性岩脉与成矿关系密切［20］，岩脉与环形构造中心的岩株具有同源的
特征［22］.从上黑龙江盆地地质图与环形构造解译图可以看出（图2），砂宝斯
金矿床产出于砂宝斯-老沟环形构造的南缘，在空间上具有良好的耦合性，显示了
与环形构造同源的岩浆活动对砂宝斯金矿床的成矿作用的控制.
2.2.2 构造条件
矿区内主要发育北东向、北西向、近东西向和近南北向构造.其中北东向断裂为基
底断裂，发育在成矿之前，对矿床的形成和富集没有决定性影响.近东西向断裂主
要是受上黑龙江盆地演化过程中逆冲推覆构造影响形成的逆冲断层，其形成演化过程在晚侏罗世随着应力状态由挤压向拉张的转变而结束，其结束演化的时间大致为135 Ma［18］，而与成矿作用有显著关系的脉岩的形成年龄经同位素测试应该为133 Ma［14］，与上库力期一致，成矿时期应为早白垩世.因此近东西向断层同样为成矿前断裂，对成矿的影响并不显著.而在矿区内与成矿作用空间关系最为密切
的是北西向断裂及近南北向断裂.北西向断裂为上黑龙江盆地的南缘边界断裂，其
活动控制了砂宝斯金矿直接赋矿围岩二十二站组中细砂岩的空间展布范围，对于矿床的空间定位具有明显的影响.近南北向断裂是该矿区的控矿和容矿构造，该组断
裂走向330～20°，倾向西或北西，倾角较陡，一般在60°左右（图3）.矿脉均存
在于南北向断裂形成的破碎蚀变带内，在成矿期前，该断裂表现为逆断层性质，同成矿期表现为正断层性质.
图2 上黑龙江盆地地质简图（据辛仁臣，2003，改编）Fig.2 Geologic sketch map of the Upper Heilongjiang Basin（modified from XIN Ren-chen,2003）1—白垩系（Cretaceous）；2—上侏罗统（Upper Jurassic）；3—下中侏罗统（Lower-Middle Jurassic）；4—上三叠统（Upper Triassic）；5—中生界花岗岩（Mesozoic granite）；6—古生界（Paleozoic）；7—元古宙变质岩（Proterozoic metamorphic rock）；8—元古宙花岗岩（Proterozoic granite）；9—太古界（Archean）；10—环型构造（annular structure）；11—断层（fault）；12—造山带（orogenic belt）；13—国界（boundary of country）；14—典型矿床（typical deposit）；15—研究区（studied area）2.2.3 围岩条件
矿区内金矿床的围岩是二十二站组砂岩，地层对矿床的形成和富集有较强的控制和影响.围岩对成矿作用的影响主要体现在3个方面：
（1）提供金矿成矿的物质基础
根据武警黄金部队第三支队1997年的测试结果，二十二站组中细粒砂岩中Au平均值为3.4×10-9，高于地壳的平均含量.其中蚀变砂岩中的金含量最高，可达
19.85×10-9.另外未蚀变砂岩中的金含量同样高于地壳平均含量.稀土元素配分模
式的研究［23］显示，矿石与蚀变砂岩的模式具有高度的相似性，显示了两者的
同源特征.因此，二十二站组砂岩作为砂宝斯金矿的直接矿源层，对矿床形成有重
要作用.
（2）提供良好的成矿流体反应空间
由于二十二站组砂岩是砂宝斯金矿的直接矿源层，因此，具有良好孔渗性能的围岩
可以为成矿流体提供良好的运移通道和反应时间，从而将金元素从地层中萃取出来，富集成矿.砂宝斯矿区内，矿化与围岩岩性具有较强的成矿专属性.矿体围岩主要是
分选、磨圆较好的中细砂岩，而粒度较粗、分选较差的砾岩、含砾砂岩和粒度较细、分选较好的粉砂岩、泥岩等含矿性差［17-18，20］.上黑龙江盆地内二十二站组
岩性的分布特征受盆地演化的影响.根据沉积学和盆地动力学的研究，对上黑龙江
盆地构造演化及沉积充填历史进行恢复，表明二十二站组时期是湖盆扩张，构造相对稳定的时期［16］，以发育辫状河三角洲沉积体系为主，具有发育大规模分选、磨圆好的中细砂岩的地质背景.利用对上黑龙江盆地二十二站组的沉积体系重建的
研究成果，将砂宝斯矿床等矿化点叠合到沉积相图上进行联合分析，发现砂宝斯等金矿床、矿化点集中分布在沉积相图的辫状河三角洲前缘部分（图4）.由于含矿
砂岩为中细砂岩，覆水特征较为明显，并且发育大规模斜层理［23］，显示了其
为辫状河三角洲前缘水下分流河道的典型特征.因此，良好的孔渗性能和层理面特
殊沉积构造可以为成矿流体提供充足的反应空间和通道，使得金元素可以活化、运移.综上分析，三角洲前缘水下分流河道砂体具有成熟度高、孔渗高、流体运移通
道发育等优势，在成矿过程中属于有利成矿围岩，在成矿过程中起建设性作用.
图3 砂宝斯金矿地质简图（据武警黄金部队第三支队，1994，修改）Fig.3 Geologic sketch map of the Shabaosi gold deposit（modified from No.3 Brigade,CAPF,1994）Q—第四系松散堆积物（Quaternary loose accumulation）；J2ers-x—中粒砂岩夹薄层细砂岩及煤线（medium-grain sandstone with thin layer of fine sandstone and coal streak）；J2erst—粉砂岩（siltstone）；J2ersx—细粒砂岩（fine sandstone）；J2erss—中粒砂岩（medium-grain sandstone）；J2ersc—粗粒砂岩含火山凝灰岩夹层（coarse sandstone with volcanic tuff）；D1nls—结晶灰岩、泥灰岩（crystalline limestone and marl）；D1nms—大理岩及石英大理岩（marble and quartz
marble）；γδπ—花岗闪长斑岩脉（granodiorite porphyry dike）；1—地层界线（stratum boundary）；2—实测断层（surveyed fault）；3—性质不明及推测断层（inferred fault）；4—破碎带（fracture zone）；5—金矿体及编号（gold body and code）
图4 二十二站组沉积古地理图与矿化、环形构造叠合图（沉积古地理图据辛仁臣，2003，修改）Fig.4 Paleogeographic map of the Ershierzhan Formation
with mineralization and annular structure（modified from XIN Ren-
chen,2003）1—盆地剥蚀边界（denudation boundary of basin）；2—国界（boundary of country）；3—环形构造（annular structure）；4—矿床（deposit）；5—研究区（studied area）；6—三角洲平原（delta plain）；7—三角洲前缘（delta front）
（3）提供金元素沉淀的还原介质
图5 砂宝斯金矿金-碳元素含量关系图（数据来自武警黄金部队第三支队1997年测试数据）Fig.5 Contents of Au vs.C from the Shabaosi gold deposit（data from No.3 Brigade,CAPF,1997）
从武警黄金部队第三支队的测试结果可以发现，砂宝斯金矿矿石中金元素的含量与碳元素的含量呈现明显的正相关关系（图5）.这与成矿作用发生在三角洲前缘的
结论是一致的.由于三角洲前缘部分以水下分流河道沉积为主，同时由于覆水条件，造成中细砂岩处于还原环境，炭质等还原介质得以保存，可以为金元素的沉淀提供还原介质，使其沉淀富集成矿.由此可见，三角洲前缘中细砂岩中还原物质含量高
对于成矿作用同样具有建设作用.
综合上述对砂宝斯-老沟地区典型矿床成矿地质条件的分析，认为该区矿床的形成
是一个构造、岩浆、地层多因耦合的结果，围岩为矿床的形成提供主要的矿源和反应所需的场所和还原介质，岩浆活动为成矿提供流体和驱动力，而近南北向的断裂
构造则为成矿流体提供了通道和有用元素的容矿空间.
3 砂宝斯-老沟地区找矿方向
根据砂宝斯-老沟地区在上黑龙江盆地中的构造位置、上黑龙江盆地构造演化历史以及砂宝斯矿床的成矿地质条件分析等，确定该区的找矿方向：
（1）进一步研究区域地质背景，加强对包括二十二站组在内的侏罗系地层的沉积古环境的恢复工作，研究沉积环境或沉积体系对于该区贵金属矿床成矿的影响，找到有利成矿的沉积相的展布范围，缩小和优化靶区，避免不必要的工作；
（2）环形构造对矿床的形成同样具有明显的控制作用，通过遥感解译，结合恢复的古地理图，找寻环形构造边缘与有利沉积相的交汇部位，进一步优选找矿靶区；（3）通过化探测量、大比例尺地质填图，确定南北向断层的发育规律，重点对南北向断层中发育的破碎蚀变带进行空间定位.
4 结论
通过对上黑龙江盆地构造平面配置、垂向充填演化以及已知矿床、矿化点与构造的配置关系、典型矿床成矿特征等研究，确定了砂宝斯-老沟地区找矿方向，得出以下结论：
（1）上黑龙江盆地为前陆盆地，其形成演化历史对砂宝斯-老沟地区的矿床形成有重要影响，南北向断层是矿床的控矿构造，并且位于砂宝斯-老沟环形构造的边缘；
（2）矿床的赋矿围岩主要是二十二站组砂岩，沉积相对矿床的形成有控制作用，矿床主要产于二十二站组辫状河三角洲沉积体系的三角洲前缘部分；
（3）未来该区找矿的主导方向应该是在环形构造与有利沉积相的叠合部位通过各种手段寻找近南北向的断层，以期找到含矿的破碎蚀变带.
参考文献：
［1］弗格克留科夫.黑龙江沿岸地区中生代成矿作用的时空状态［J］.翟润田，译.
黑龙江有色金属地质, 1994, 17（1/2）: 72—83.
［2］常立海，王晓勇，王献忠，等.大兴安岭北部漠河逆冲推覆构造的特征及演化［J］.吉林大学学报：地球科学版, 2007, 37（增刊）: 11—15.
［3］李锦轶，和政军，莫申国，等.大兴安岭北部绣峰组下部砾岩的形成时代及其大地构造意义［J］.地质通报, 2004, 23（2）: 120—129.
［4］李锦轶，和政军，莫申国，等.大兴安岭北段地壳左行走滑运动的时代及其对中国东北及邻区中生代以来地壳构造演化重建的制约［J］.地学前缘, 2004, 11（3）: 157—168.
［5］李仰春，刘宝山，赵焕利，等.大兴安岭北段根河地区中生代构造应力场特征［J］.大地构造与成矿学, 2005, 29（4）: 443—450.
［6］张宏，马俊孝，权恒，等.大兴安岭北段中生代火山岩形成的动力学环境［J］.贵金属地质, 1999, 8（1）: 56—64.
［7］赵炳新，王献忠，公维国.上黑龙江盆地西段大地构造演化与金成矿的关系［J］.黄金科学技术, 2011, 19（3）: 59—62.
［8］赵寒冬，尹志刚，马丽玲，等.上黑龙江盆地中侏罗统绣峰组的沉积环境与大地构造背景［J］.地质通报, 2007, 26（7）: 823—829.
［9］刚绪军，宋丙剑.上黑龙江盆地火山岩分布控矿因素分析［J］.甘肃冶金, 2010, 32（4）: 89—91.
［10］刘树杰，朱科.大兴安岭北段阿龙山地区环状火山构造盆地特征［J］.吉林地质, 2011, 30（2）: 14—30.
［11］张昱，赵焕力，韩彦东.大兴安岭北段塔木兰沟组玄武岩地球化学及构造背景［J］.地质与资源, 2005, 14（2）: 87—96.
［12］曹正琦，侯光久.大兴安岭北段晚中生代碱性侵入岩岩石地球化学特征及其意义［J］.矿物岩石地球化学通报, 2009, 28（3）: 209—216.
［13］孙广瑞，刘旭光，韩振哲，等.上黑龙江盆地中上侏罗统二十二站群的地层
划分与时代［J］.地质通报, 2002, 21（3）: 150—155.
［14］吴河勇，杨建国，黄清华，等.漠河盆地中生代地层层序及时代［J］.地层
学杂志, 2003, 27（3）: 193—198.
［15］侯伟，刘招君，何玉平，等.漠河盆地上侏罗统沉积特征与构造背景［J］.
吉林大学学报：地球科学版, 2010, 40（2）: 286—297.
［16］辛仁臣，吴河勇，杨建国.漠河盆地上侏罗统层序地层格架［J］.地层学杂志, 2003, 27（3）: 199—204.
［17］宋丙剑，江秉忠，周殿宇，等.大兴安岭北部砂宝斯金矿成矿条件及找矿方
向探讨［J］.地质找矿论丛, 2007, 22（2）: 107—112.
［18］赵春荣，赵淑华，梁海军.黑龙江砂宝斯金矿地质特征及找矿方向［J］.黄
金地质, 2000, 6（4）: 28—32.
［19］邱殿明，张兴洲，俞保祥，等.黑龙江砂宝斯金矿构造控矿特征及找矿方向［J］.黄金地质, 2004, 25（11）: 13—17.
［20］赵炳新，宋丙剑，周殿宇，等.黑龙江省漠河县砂宝斯金矿地质特征及成矿
规律浅析［J］.黄金科学技术, 2007, 15（2）: 20—25.
［21］齐金忠，李莉，郭晓东.大兴安岭北部砂宝斯蚀变砂岩型金矿地质特征［J］.矿床地质: 2000, 19（2）: 116—125.
［22］李瑞山.新林蛇绿岩［J］.黑龙江地质, 1991, 2（1）: 19—31.
［23］齐金忠，李莉，郭晓东.大兴安岭北部砂宝斯蚀变砂岩型金矿控矿因素［A］// 第四届全国青年地质工作者学术讨论会论文集.1999.。