上黑龙江拗陷形成演化与成矿初探

张东才

黑龙江省地质调查研究总院，黑龙江哈尔滨150036

上黑龙江拗陷形成演化与成矿初探

张东才

黑龙江省地质调查研究总院，黑龙江哈尔滨150036

位于大兴安岭北部的上黑龙江拗陷与黑龙江对岸的俄罗斯布列亚拗陷同属一个由陆源碎屑物填充和沉积而成的中生代构造性断陷盆地.其间赋存有石油、天然气、煤、金、银、铜及一些非金属矿产.探讨其发展演化过程，对于在该地区寻找上述矿产将多有裨益.从拗陷的形成、地质构成、火山活动等因素与成矿的关系诸方面对该拗陷进行了初步的探讨.

上黑龙江坳陷；形成演化；成矿；大兴安岭

位于中俄界河黑龙江上游中国一侧的地质构造单元——上黑龙江拗陷也被煤田石油系统通称为漠河盆地.由于地处大兴安岭北端，属原始森林分布区，直到上世纪60年代才开始大规模的林业开发和地质勘查.因远离内地，交通不便，加之植被覆盖严重，致使其地质研究程度与内地相比有较大差距.该拗陷最西端的“砂宝斯林场幅”1∶25万区域地质测量工作是在2002年才完成的，一些较深层次的地质勘查和研究工作做得很少，这在很大程度上是导致本区找矿效果一直不很理想的主要原因之一.笔者曾在此地工作20余年，对某些地质问题有着较多的感性认识.现付之于文字，就一些与找矿有关的问题做初步探讨.

1 拗陷所处位置及地质构造背景❶❶黑龙江省第二区域地质调查大队.中华人民共和国漠河幅、老沟幅1/20万区域地质图.1984.❷❷彭云彪，等.黑龙江流域及邻区地质图（中俄合编，1/20万）.1996.❸❸张北峰，等.黑龙江流域及邻区（中俄蒙）地质矿产图.2003.

大兴安岭北部的上黑龙江拗陷位于黑龙江上游右岸，面积1.4×104km2，俄罗斯一侧的结雅拗陷面积为1.2×104km2，二者为同一中生代拗陷.整个拗陷区呈东西向展布，其南邻为额尔古纳隆起，北侧为西伯利亚古地台.本文只着重讨论拗陷位于中国一侧的上黑龙江部分（见图1）.

上黑龙江拗陷为一中生代断陷盆地，处于刚性的西伯利亚地台和次刚性的塔里木-中朝地台的接合部位.拗陷的基底为中元古代变质岩和混合岩，其南侧为中元古界兴华渡口群中深度变质岩，以混合岩化残留体呈串珠状分布于紧邻上黑龙江拗陷的额尔古纳隆起的北缘.拗陷南侧的额尔古纳隆起为大面积的中元古代的澄江期花岗岩（γ2）.拗陷区与额尔古纳隆起为断层接触，断层类型属继承性断裂.

图1 上黑龙江拗陷分布图Fig.1 Distribution of the Upper Heilongjiang Depression

2 拗陷的演化与成矿❶❶韩松山，等.黑龙江省大地构造相图.黑龙江省地质调查总院，2013.

在古元古代，本区处于地槽发展时期，大致经历了地槽沉降和褶返两个阶段.其早期，以发育中基性、中酸性火山岩为主要特征，形成了巨厚的火山岩堆积，反映为优地槽环境.其火山岩堆积厚度大于3410 m.而晚期表现为间歇性活动，第一次喷发之后的间歇期间夹有泥质岩及杂砂岩，顶部为镁质灰岩.从而构成了兴华渡口群兴华组之火山岩-沉积岩建造.由于后期的变质作用，沉积原岩中的铁、镁质重晶、富集，形成了一套规模不等的沉积变质型铁矿及石墨矿.

早中侏罗世，自中寒武世以来长期处于隆起的额尔古纳古陆北部，由于受拉张性运动作用，发育了上黑龙江拗陷，形成断陷盆地并接受沉积，由南至北依次出现由粗到细的正韵律沉积：先是在图强一带由冲洪积物组成的巨粒型砾岩沉积，俗称“大头砾岩”，并兼有粉砂岩透镜体.砾石及其他碎屑成分均为额尔古纳隆起的混合花岗岩和古元古代兴华渡口群的深成变质岩.此时因下降沉积速度较快，碎屑颗粒粒度较粗，不利于有机矿产的沉积，因而只在碎屑之间夹杂有一些不足以达到工业利用品位的砂金.沉积地层有下侏罗统绣峰组粗碎屑岩夹少量粉砂岩、泥岩及煤线，厚度一般1000 m左右，最大3046 m.自上而下由河流相、河漫滩相过渡为湖泊边缘相.

中侏罗纪时本区开始出现中细粒碎屑沉积，分别为二十二站组和额木尔河组.

二十二站组岩性为中细粒砂岩、粉砂岩夹泥岩，并无规律地夹有薄煤层和煤线，煤质较好，为瘦煤和气煤，韵律发育，厚900～2100 m，属河流、湖泊边缘相快速堆积，稳流期发育淡水双壳及腕足动物.其见煤点分布为现在的丘古拉、河湾、鲜花山及绣峰等地.少量可采，但规模不大，而且经后期构造挤压，均已成肠状、囊状和鸡窝状，产状极不稳定，可用性较低.

额木尔河组为砾岩、砂岩、粉砂岩、泥质岩夹煤线，韵律发育，厚度3171 m，为河流沼泽相，岩层厚度比较稳定，显示沉降幅度趋小.

中侏罗世末，早燕山运动使岩层褶皱成为近东西向的开阔向斜.

晚侏罗世早期，在早燕山期向斜部位，继续拗陷，沉积了开库康组河流相和曲流沙坝相为主的碎屑岩，厚802 m.

晚侏罗世—早白垩世中期，可能是由于库拉-太平洋板块与东亚大陆相互作用和地幔上隆，产生了大规模由北向南巨大逆冲推覆，导致泥盆系地层以“飞来峰”形式超覆在中侏罗统碎屑岩之上，如漠河“馒头山推覆体”，同时产生了以北北东向为主的深大断裂断裂（见图2），导致了中基性—中酸性岩浆喷发与侵入，同时形成了一系列成煤盆地.岩浆的喷发尤以沿大兴安岭重力梯度带形成的额木尔山火山喷发带规模宏伟，十分强烈.

图2 上黑龙江拗陷发展演化示意图Fig.2 Sketch showing the development and evolution of Upper Heilongjiang Depression

塔木兰沟期中基性火山岩堆积，以喷溢形式形成了具气孔杏仁构造的玄武岩，这套岩石遍布大兴安岭山脉的广大地区，并因后期蚀变作用普遍具有青磐岩化和伊利石化，厚达1159 m（同位素年龄154～162 Ma）.早白垩世光华组中酸性火山喷发堆积，厚110～810 m，次火山岩及浅成花岗岩甚为发育，可形成良好的锌、银、金矿化及萤石矿等（图2）.

早白垩世早中期，随着火山喷发遍及整个大小兴安岭，以中性火山岩为主的光华组以喷发形式形成了大面积的中酸性火山碎屑岩.在本区主要分布于樟岭至二十五站并东延至瓦拉干一带，二者呈一“Y”型展布.该套岩石内还有规律地呈东西向分布着以小岩株形式产出的30多个燕山晚期的花岗斑岩侵入体.龙江组火山岩厚1312 m，同位素年龄在123 Ma左右.光华组下部为酸性凝灰岩、凝灰岩夹油页岩、黏土岩，上部熔岩为主，次流纹岩发育，常含珍珠岩、沸石矿等，厚度可达1285 m，产热河动物群，如叶肢介、狼鳍鱼、三尾拟浮游等.岩石同位素年龄110 Ma左右，厚度400～1600 m.强烈的火山喷发之后，是九峰山组含煤碎屑岩沉积，含Ruffordia-Onychiopsis植物群，分布于额木尔山火山喷发带两侧，为正常沉积夹凝灰岩和煤层组成，是本区及内蒙东部的一重要成煤岩性段，但在本区未见大范围的煤层出露，仅在局部低洼处有长焰煤沉积，除已发现并开采的漠河县霍拉盆煤矿外，尚有塔河二十三站煤矿、呼玛欧浦煤矿等.最末期的喷发是甘河组，为一套基性为主的中基性火山岩，气孔杏仁成分常见玛瑙并形成玉石类矿产，厚几十米到800 m.

火山岩以钙碱性为主，兼具某些碱性特征的复合岩系.3个中基性火山岩组，均以玄武安山岩为主，玄武岩次之，同时出现大量安粗岩；2个酸性火山岩组，以流纹岩及其凝灰岩和英安岩及其凝灰岩为主，同时出现石英安粗岩，吉祥峰组富钠质，光华组富钠钾质.火山喷发与剪张断裂关系密切，故岩石具钙碱性系列的峰值，又有双峰式低谷，属大陆边缘活动带岩石组合类型.

拗陷发展到新近纪时，本区处于缓慢上升阶段，已有的地质体经受着剥蚀，产生的陆源碎屑物质向较低洼的黑龙江主河道一带的滞水湖泊运移，形成了新近系半胶结砂砾岩.现今在黑龙江沿岸海拔400～420 m的高台地上所见到的以“山戴帽”形式出现的半胶结砂砾岩即为此套岩石.该套岩石在本区尚未发现有价值的矿产.但在黑龙江北岸的俄罗斯却有较大规模的新近系褐煤产出，在我国境内对此套岩石的含煤含矿性似也不应忽视.

进入第四纪后情况又不同于以往，出现于上黑龙江拗陷的第四系，以未胶结的形式仅单纯分布于现代河谷中，时代为晚更新世和全新世.在这套地层中主要产出的矿产为砂金矿和泥炭.砂金的来源经过大量的研究后认为是侏罗系砂砾岩.因为正如前文所言，这些砂砾岩的碎屑物成分均为盆地南侧的额尔古纳隆起的混合岩和变质岩.而这些老地质体又恰是含金的重要载体，显然它们风化后的产物中必然含有自然金的颗粒.金的特殊稳定性，致使其虽经万年而不流失、不退色，从而决定了含有它的岩石一经风化脱落再搬运沉积，必然会在有利地形处次生富集成矿.由此种原因形成的砂金矿在拗陷内的河谷内，砂金资源储量仅已探明的就有几十吨之多，当然这些砂金矿目前均采掘殆尽.该套松散地层内尚有储量可观的泥炭矿且质量上乘.

3 找矿方向

在本区的找矿活动应主要注意以下几个层位.

在前寒武纪地层中应注意寻找与变质岩有关的磁铁石英岩和石墨矿床；于泥盆纪浅变质地层中则应注意寻找水泥用大理岩矿床；在侏罗系中存在有较多的适于用作陶粒原料的粉砂岩和泥质岩类；于白垩纪火山岩中则应着重寻找石油天然气、岩金、铜、萤石、珍珠岩、玛瑙等矿产；对于分布于现代河谷的第四纪松散堆积地层中，在已找到的大量砂金矿的基础上，应注意追索形成砂金来源的砾岩型金矿.

尤其值得注意的是，在本区盘古至瓦拉干一带多处发育的30几个燕山晚期花岗岩岩株，它们对本区的次火山岩型岩金矿的形成起着重要的导矿作用，其代表性矿床为马大尔岩金矿.由它的发现所引发的在奥拉奇、东天山、高里大沟、页索库及二十五站的同类型岩金找矿工作正在全方位展开.经过对这些小岩体多年的研究后认为，当它们出现于封闭性较好的粉砂岩、泥岩、玄武岩等岩石中时，均可见到明显的矿化蚀变现象，并且目前已发现了小型铜金矿体，如二十一站铜矿、马林西和宝兴沟金矿.因此，深入开展针对此类小岩株的找矿及研究工作，将对本区的找矿突破有着非常重要的实际意义.

同样值得注意的是，近年来大庆油田地质勘探公司在漠河县境内的西林吉拗陷所进行的油气找矿工作的目标地层即是本区的光华组下段沉火山岩，并经过试气已发现有烃源岩类岩石.此项工作正在进行中，虽没有突破性进展，但成矿条件具备.因为在上世纪80年代于本区开展1∶20万区域地质测量时曾于鹿角沟和图强一带凝灰质沉火山岩中发现有叶肢介、狼鳍鱼、三尾拟浮游等动物化石.这些动物有机质的存在，无疑使得在本区的油气找矿具有可喜的前景.

可以相信，在对该区的拗陷发展及演化进行较全面的了解之后，认真研究本区的地层构成、火山岩喷发类型及地质构造特征，将有望使本区的找矿工作取得较大突破.本文虽是粗线条地对本区的坳陷的发展演化、地层构成及构造发展进行了初步探讨，但如能对在本区的找矿工作起到抛砖引玉的作用，也即达到了笔者撰写本文的初衷.

PRELIMINARY STUDY ON THE EVOLUTION AND METALLOGENY OF THE HEILONGJIANG DEPRESSION

ZHANG Dong-cai

Heilongjiang Institute of Geological Survey,Harbin 150036,China

The Upper Heilongjiang Depression,located in northern Daxinganling region of China,and the Russian Bureya Depression on the other side of Heilongjiang River,belong to the same Mesozoic fault basin filled with terrigenous detritus and sediments.The resources of oil,gas,coal,gold,silver,copper and some nonmetal minerals are distributed in the depression.With discussion on the formation,structure and volcanic activities,as well as their relationships to metallogenesis,this article carries out a preliminary study about the Upper Heilongjiang Depression.

Upper Heilongjiang Depression;formation and evolution;metallogeny;Daxinganling

1671-1947（2015）03-0277-04

P544

A

2014－04－21；

2015-03-24.编辑：张哲．

张东才（1956—），男，教授级高级工程师，从事地质矿产研究工作，通信地址黑龙江省哈尔滨市香坊区新乡里街9号，E-mail//zdc-5606@163.com