塔源-新帐房地区钼及含钼多金属矿床成矿机制及找矿前景分析

2018-05-16宋丙剑张艳军韩玉婷

中国钼业 2018年2期

宋丙剑, 张艳军, 李涛, 韩玉婷

(1.武警警种学院, 北京昌平 102202 )( 2.中国冶金地质总局第三地质勘查院, 山西太原 030000)

0 引言

大兴安岭北部是我国重要的有色及贵金属资源基地，随着岔路口、兴阿等大型钼矿床的发现和报道，吸引了越来越多的矿床学家对钼矿床的研究兴趣。许多学者对这些钼矿床进行了区域构造背景、区域成矿类型、成矿物质来源、成岩成矿时代、典型矿床等方面的深入研究，积累了丰富的地质成果。然而，前人研究大多聚焦于区域性成矿带或单个典型钼矿床的研究，研究成果避免不了存在尺度过大或过小的问题，对矿集区勘查尺度的勘查理论提升和勘查实践指导缺乏针对性和有效性。鉴于上述，笔者在充分收集和整理大兴安岭北部塔源-新帐房地区有关钼及含钼多金属矿床勘查资料和研究成果的基础上，系统总结了该区典型钼及钼多金属矿床的区域地质背景、矿床地质特征和时空分布规律，划分了矿床成因类型，分析了区域成矿机制与成矿模式，并对区域找矿前景进行了探讨，旨在为大兴安岭北部特别是塔源-新帐房地区区域成矿作用、成矿模式、时空分布规律、矿床类型的找矿前景的进一步划分、研究提供新的依据，服务于未来钼矿地质勘查和科学研究，也为不同尺度的钼矿床勘查工作提供参考。

1 区域地质背景

研究区位于大兴安岭北段，大地构造位置处于西伯利亚板块、华北板块和古太平洋板块三者夹持的中间地带，二连-贺根山断裂的北西侧，得尔布干断裂的南东侧，兴安陆块北东部(图1)，鄂伦春(喜桂图旗)晚华里西褶皱带根河中生代火山岩盆地与东乌旗早华力西褶皱带查巴奇-加格达奇海西期岩浆杂岩带接触带附近(图2)，归属于滨太平洋成矿域大兴安岭成矿岭省新巴尔虎右旗-根河Cu-Mo-Pb-Zn-Ag-Au-萤石-煤-(铀)成矿带塔河-根河中生代Mo、Pb-Zn(Ag)、U成矿远景区[1-3]。

图1 塔源-新帐房地区大地构造位置图1-研究区位置；2-断裂带及编号

在古生代，大兴安岭北部地区属于古亚洲洋构造域西伯利亚板块的东南缘增生带。早古生代，随着古亚洲洋板块俯冲消减，散布其中的微陆块、岛弧等拼贴、碰撞、造山，使华北板块与蒙古地块拼贴到一起，形成华北-蒙古联合板块[3-4]，构成了以兴安地块或布列亚地块(东部)、额尔古纳地块(西部)、鄂伦春晚古生代增生带(中部)及上黑龙江盆地(北部)为显著特征的“一带一盆两块”格局。至晚二叠世末-三叠纪初，古亚洲洋最终闭合，在西伯利亚板块与蒙古地块之间出现蒙古-鄂霍茨克洋盆。区内古生代花岗岩类(花岗闪长岩、花岗岩及花岗斑岩)较发育，部分显示埃达克岩的特征。

中生代以来，大兴安岭北部地区主要受蒙古-鄂霍茨克板块俯冲作用的影响[5-6]。至晚侏罗世华北-蒙古板块与西伯利亚板块南缘之间蒙古-鄂霍次克洋闭合，华北板块与蒙古地块之间发生强烈的陆陆碰撞发生了强烈的陆陆碰撞(255～200 Ma)，导致碰撞造山带发生挤压向伸展构造体制的转变(200～130 Ma)和蒙古-鄂霍茨克洋板块俯冲消减，诱发研究区发育大规模弧岩浆作用和弧后伸展作用，也促进多类型矿床大规模形成。晚侏罗世至早白垩世期间，蒙古-鄂霍茨克洋盆地闭合、西伯利亚板块与华北-蒙古板块碰撞(150～120 Ma)和太平洋板块俯冲进入高峰期(～140 Ma)，致使大兴安岭地区乃至东北地区地壳再次挤压加厚造山，形成中酸性岩浆和成矿流体，大兴安岭地区构造格局演变为滨西太平洋构造域，开始发育滨太平洋体制的成矿系统[3]。区内大面积分布中生代陆相沉积岩和火山岩，局部出露中、新元古界变质基底和古生代海相-海陆交互相火山-沉积地层，尤其是侏罗-白垩系的火山碎屑凝灰岩、熔结凝灰岩、砾岩、砂岩、粉砂岩等，中生代海相地层仅见于上黑龙江盆地。

晚白垩世以来(100 Ma至今)，大兴安岭地区进入岩石圈伸展减薄体制[3]，中酸性岩浆活动减弱，大面积玄武岩喷发，造山带伸展、垮塌，断陷盆地发育，局部发育大陆裂谷型盆地，盆岭构造轮廓越发清晰。

在古亚洲洋构造域(EW向)和环太平洋构造域(NNE向)的叠加作用下，发育有NE-NNE向的呼伦湖西-额尔古纳河断裂、得尔布干断裂、鄂伦春-头道桥断裂、大兴安岭主脊断裂、嫩江断裂、阿荣旗断裂和NW向的木哈尔断裂、哈里沟断裂构造[1](图2)，这些深大断裂为幔源物质上涌提供了良好的通道。

造山带岩石圈的减压伸展与太平洋板块俯冲，引发岩浆活动强烈，导致大量花岗岩类和中酸性火山岩发育，诱发了大规模的成矿事件[6]，表现出较多的环太平洋构造成矿带的特征。印支期岩浆活动形成二长花岗岩-钾长花岗岩系列，属造山环境下的S型花岗岩；燕山期岩浆活动形成了二长岩、花岗斑岩、石英斑岩、正长斑岩、流纹斑岩等偏碱性的中酸性侵入岩。多期岩浆活动形成了岔路口(超大型)和兴阿(大型)钼矿床，多宝山(大型)、乌努格吐山(大型)、太平川(大型)等铜钼矿床。

图2 塔源-新帐房地区构造单元分区图

1-主要断裂及Ⅲ级构造单元分区界线; 2-元古宙隆起区; 3-早古生代隆起区; 4-晚古生代隆起区; 5-以海西期侵入岩为主体的岩浆杂岩区; 6-中生代火山-侵入岩隆起区; 7-中生代火山岩盆地; 8-白垩纪断陷盆地; 9-县市驻地; 10-乡镇村驻地; Ⅲ1-Ⅲ级构造单元编号; Ⅲ2-Ⅲ级构造单元编号; Ⅲ3-Ⅲ级构造单元编号; Ⅲ4-Ⅲ级构造单元编号; Ⅲ5-Ⅲ级构造单元编号;主要断裂带:①呼伦湖西-额尔古纳河断裂;②得尔布干断裂;③鄂伦春-头道桥断裂带;④大兴安岭主脊断裂;⑤嫩江断裂;⑥阿荣旗断裂;⑦木哈尔断裂;⑧哈里沟断裂

2 钼矿床地质特征

据已公开的资料统计，研究区内至少已发现近20余处钼及含钼多金属矿床(点)(表1)，具有代表性的超大型矿床有兴阿钼铜矿床[7-8]、岔路口钼多金属矿床[9-10]，大型矿床有大黑山钼铜矿床[11]，中型矿床有布鲁吉山钼多金属矿床[12]、新帐房钼矿床[13]、宜里钼矿床[14]、卧罗河林场钼矿床[15]，小型矿床有多布库尔钼矿床[2]、古中公路钼矿床[16]、十三支线铜钼矿床[17]、西里尼西河北钼矿床[18]、卫江钨钼矿床[19]、大扬气西钼矿床[20]、外新河钼矿床[21]，还有柯木鲁卡河[2]、西沟铜[9-10]、1011高地[17]、西陵梯[22]、303工区[23]、塔源一支线[23]等众多钼及含多金属矿化点。

2.1 空间分布特征

纵观区域地质背景(图1)、钼及含钼多金属矿床的分布(图2)和矿体赋存情况(表1)，塔源-新帐房钼多金属矿床主要有以下几方面特点：

(1)区域研究表明，NE向和NW向断裂既是重要的三级或四级构造单元或成矿区带的分界线，也是重要的控岩控矿构造，网格状的断裂系统使成矿区呈现出北东成带、北西成列的分布特点[2]。这些断裂系统中著名的有呼伦湖西-额尔古纳河断裂、得尔布干断裂、鄂伦春-头道桥断裂带、大兴安岭主脊断裂、嫩江断裂、阿荣旗断裂、木哈尔断裂、哈里沟断裂、嫩江-塔源断裂。研究区内已发现矿床多沿得得尔布干断裂(如布鲁吉山)、鄂伦春-头道桥断裂带(如兴阿、岔路口、303区、西陵梯)、大兴安岭主脊断裂(如西沟、十三支线、西里尼西河)、嫩江-塔源断裂(如古中公路13千米、大黑山、多布库尔)分布，形成了塔源、鄂伦春、大黑山、新帐房4个明显的矿集区。

(2)火山构造或环状构造是控制矿田或矿床的重要构造条件，研究区东北部1029高地具有明显的遥感影像环状、放射状构造，为晚侏罗式火山机构，喷发中心南西侧发育有多期次浅成-超浅成潜火山斑岩-穹状杂岩体，很可能是深部岩浆-流体的反映。区域上大型-超大型矿床的形成与这一背景不无关系。

(3)几乎所有的钼矿床都产于或受控于中酸性中超浅成-浅成侵入岩或次火山岩，主要岩性有二长花岗斑岩、细粒花岗岩、花岗斑岩、花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长斑岩和流纹岩等。岩石地球化学显示成矿岩体具有高硅、富钾、低镁的钙碱性I型花岗岩特征。这些岩浆岩体为成矿提供了热源和水源、部分提供了物质来源。地层对大多数矿床或矿体的控制并不重要，只对某些矿床起重要的控制作用，如1011高地。

(4)主成矿元素表现了与成矿构造背景关系密切，主要为以钼为主多金属矿床和以其他金属为主的含钼多金属矿床。成矿元素组合为Mo、Mo-Cu、W-Mo、Mo-Pb-Zn、Mo-Ag，部分矿床伴生Cu、Pb、Zn、Au、Ag等，其中工业价值比较大的是Mo-Cu、Mo-Pb-Zn。由于矿床主要沿鄂伦春-头道桥断裂带、大兴安岭主脊断裂带、嫩江-塔源断裂分布，这些断裂可能是NW→SE应力释放带，是含矿流体运移的主要通道，控制着成矿元素的分布。

(5)从埋藏深度和矿体厚度看，已发现的岔路口、兴阿、布鲁吉山等矿床钼埋藏较浅，矿体普遍厚度较大，一般厚度在几十米至上百米，有的甚至大于200 m，适合于露天开采。

2.2 成矿时代特征

(1)从矿体与围岩关系上看，区内钼矿床的赋矿岩体多为晚侏罗纪或早白垩纪花岗岩类，少量形成于华力西期，成矿类型多为斑岩型钼矿床，少量为石英脉型和热液型(表1)。据此，推断该区已发现矿床多形成于晚中生代为主，并且大多数集中于晚侏罗世-早白垩世，晚古生代次之。

(2)从已知钼矿床同位素测年数据看(表1)，钼矿化时间均集中在在146.9～129 Ma，成岩成矿比较集中，构成了区域上的晚侏罗世-早白垩世(155～129 Ma)钼矿化事件，与大兴安岭地区三段成矿有所不同。因此，钼矿床形成与燕山中晚期岩浆活动密切相关，为晚中生代(燕山中晚期)成矿。

(3)矿床的形成时代与成矿构造背景关系密切。该区钼矿床主要形成于燕山中晚期，不同构造位置或不同成因类型矿床的成矿年龄略有差别，如兴阿Mo-Cu矿床(129±1)Ma、新帐房Mo矿床(134±2)Ma、岔路口Mo-Pb-Zn矿床(146.9±0.8)Ma、古中公路Mo矿床(142.4±2.9～142.3±2.0)Ma，表现为从北西向南东方向具有变老的趋势，这可能反映了蒙古-鄂霍茨克板块作用的影响。

2.3 矿床类型划分

钼矿床类型划分方案比较多，不同勘查单位和学者划分了不同的分类方案，闫兴虎将中国钼矿床类型划分为岩浆型矿床、热液脉型矿床、沉积型矿床和海相火山型矿床4个矿床组和斑岩型、矽卡岩型、石英脉型、构造蚀变岩型、砂岩型、海相火山岩型等12个矿床类型[24](表1)，这个矿床分类方案既考虑了矿床成因、赋存环境、构造背景、容矿岩系、成矿系列、矿石成分与结构构造，也顾及了近年来的钼矿的新发现、新进展，更重要的是这套分类方案对各类方案进行了总结式划分，具有很强的实践意义。与之相适应，研究区存在岩浆型矿床、热液脉型矿床2个矿床组和斑岩型、石英脉型、构造蚀变岩型、云英岩型4个矿床类型。所谓斑岩型钼矿床是指产于与成矿有成因联系的燕山期花岗岩体内部及其围岩中，由内向外构成不同品位的矿化带。这里花岗岩体通常为二长花岗岩、钾长花岗岩、正长斑岩、石英二长花岗斑岩、花岗斑岩和流纹斑岩等。热液脉型钼矿床多产于花岗岩体及其围岩的裂隙构造发育部位，以石英脉为主。

如果将成矿时代考虑进去，塔源-新帐房地区斑岩型矿床可划分为晚古生代斑岩型钼多金属矿床、与燕山晚期侵入岩有关的斑岩型钼多金属矿床、燕山晚期石英脉和构造破碎蚀变岩型、云英岩型钼多金属矿床。值得强调，石英脉型、构造蚀变岩型、云英岩型等热液脉型也与花岗岩体有关，甚至与斑岩型矿床构成统一的成矿系统，亦可从广义角度视为斑岩型。

3 成矿机制与成矿模式

根据佘宏全[1]、赵丕忠[2]、陈衍景[3]、孙海瑞[25]、武广[26]、贾盼盼[27]等研究成果，大兴安岭地区铜钼成矿作用主要与西伯利亚板块与中蒙古-额尔古纳地块的后碰撞阶段(>480 Ma)、华北板块与西伯利亚板块的后碰撞阶段(250～240 Ma)、蒙古-鄂霍茨克洋向南俯冲阶段及其最终闭合后的后碰撞阶段(180～145 Ma)、早白垩世以来太平洋板块俯冲所导致的岩石圈伸展、减薄和软流圈上涌的构造伸展阶段(<145 Ma)有关，具有两期强烈岩浆-成矿事件(190～160 Ma和140～110 Ma)。这两期岩浆-成矿事件与古太平洋板块的开始俯冲和俯冲高峰时间相对应，也与蒙古-鄂霍茨克洋板块的俯冲消减和闭合事件相吻合，还与中亚造山带东段自身构造演化的规律一致，反映大兴安岭地区燕山期成矿事件是多个板块联合作用的结果。

表1 塔源-新帐房钼矿床地质特征统计表

塔源-新帐房地区位于大兴安岭西坡，钼及含钼多金属矿床多位于鄂伦春-头道桥断裂带与大兴安岭主脊断裂所夹持的锐角区生代岩浆岩与晚古生代地层接触带内和嫩江-塔源断裂附近。根据同位素测年数据，钼矿化时间均集中在在146.9～129 Ma，为晚中生代(燕山中晚期)成矿。其成矿作用机理为：早侏罗世以来，华北板块和蒙古地块之间的碰撞造山带发生挤压向伸展构造体制的转变，蒙古-鄂霍茨克洋板块向南俯冲消减，诱发大规模弧岩浆作用和弧后伸展作用，岩浆-流体活动进入高峰期，促进多类型矿床大规模形成；中侏罗世以来，古太平洋板块由东向西开始向亚洲板块俯冲，并于晚侏罗世-早白垩世达到高潮。西伯利亚板块与华北-蒙古板块碰撞、蒙古-鄂霍茨克板块和太平洋板块俯冲致使大兴安岭地区地壳再次挤压加厚造山，使得NE-NNE向尔布干深断裂带、大兴安岭中脊断裂、乌努尔鄂伦春断裂、嫩江断裂、西拉木伦河断裂等复活。在中生代这种构造动力因素推动下，造成深部岩浆房的物质分异，形成了花岗质岩浆。强烈的流体沸腾作用促使下地壳物质发生部分熔融，对围岩产生交代和萃取反应，形成富钼的花岗岩质流体。这些流体在在两组断裂的交互区域或火山机构的火山通道、火山碎屑构造处形成了Cu、Mo、Pb、Ag等矿化并在合适的构造位置沉淀成矿。

4 找矿前景分析

据大地构造背景和已知矿床(点)的分布及其形成的地质构造条件分析，大兴安岭地区铜钼找矿应注意以下几点：

(1)找矿方法的选择。由于大兴安岭地区森林植被覆盖较厚，很少能见到原生地质露头。因此，该地区所发现的钼及含钼多金属矿床几乎都是优选1∶20万水系沉积物地球化学异常作为工作目标，开展1∶10万或1∶5万水系沉积物地球化学测量从战略上圈出钼矿床的宏观范围，对所圈定的成矿预测区开展大比例尺(1∶10 000或1∶20 000)物化探详查，土壤或岩屑地球化学测量所圈出的异常基本代表了钼矿床深部原始成矿位置[21]。选取有望物化探异常进行工程验证，寻找目标矿种(体)。

(2)找矿类型的判定。与本区相邻的多宝山、满洲里地区，已经查明了铜山、多宝山、大黑山、半砬山等大型或超大型铜钼多金属矿床，其矿体均发育在中生代花岗斑岩类与地层接触带及附近，与花岗斑岩顶部起伏形态相“整合”，就像罩于花岗斑岩体顶部的草帽状[28]，属斑岩型和矽卡岩共(伴)生矿床。塔源-新帐房地区钼矿床的形成是与构造-岩浆岩相关的钼多金属矿床，特别是斑岩型钼多金属矿床所占比例较大，矿床工业价值较高，预示着该地区具有良好的斑岩型钼多金属矿床的找矿前景，因此应将斑岩型钼矿床，特别是中生代与构造-岩浆岩相关的斑岩型钼矿床作为找矿重点。

(3)找矿矿种的确定。近年来，区域矿产勘查进展证实了大兴安岭北段金属矿产的资源潜力，优势矿产是Ag-Pb-Zn、Mo。根据研究区已发现的矿床(点)，塔源-新帐房地区钼矿床多为共(伴)生多金属矿床，单钼矿种的矿床比较少，规模也不是很大，因此找矿时应将钼及含钼多金属矿床作为找矿重点，特别是要注重Mo-Cu、W-Mo、Mo-Pb-Zn组合矿种的勘查。这些特点与周边已勘查发现的许多重要矿床成因类型和目标矿种具有明显的一致性。

(4)找矿靶区的优选。塔源-新帐房地区实质上是滨太平洋成矿域大兴安岭成矿省北缘近东西向-北东东向大型、特大型斑岩铜钼矿成矿带的一部分，在这条成矿带上已经发现了大黑山、奥尤陶勒盖、白乃庙、查干苏布尔加、多宝山、铜山等一系列大型-超大型的斑岩型铜钼矿床，显示了大兴安岭北段斑岩型矿床的巨大找矿潜力。因此，在该地区寻找斑岩型矿床时，应重视燕山期构造-岩浆带，特别是火山穹隆、环状构造、断裂交汇锐角区的找矿，兼顾晚古生代构造-岩浆带分布区。找矿靶区选择应充分考虑1∶20万水系沉积物地球化学异常与成矿地质背景的吻合程度，利用GIS技术精准圈定成矿预测区[29]，在此基础上优选找矿靶区，寻找目标矿种。

5 结论

通过多年勘查，塔源-新帐房地区已发现20多处钼及含钼多金属矿床(点)，表明该地区具有良好的钼及多金属成矿潜力和找矿价值。研究表明，区内矿床主要沿鄂伦春-头道桥断裂带、大兴安岭主脊断裂带和嫩江-塔源断裂分布，钼矿化时间集中在146.9～129 Ma，矿床类型多为与中生代构造-岩浆岩有关的斑岩型钼矿床，这些矿床主要形成于古亚洲洋彻底闭合之后的碰撞造山和增生造山两种构造背景，是蒙古-鄂霍茨克板块和太平洋板块俯冲后的产物。在该地区进行矿产勘查时，应围绕燕山期构造-岩浆带，利用化探、物探、GIS技术精准预测，寻找斑岩型矿床。通过对这些矿床时空分布规律、矿床类型、成矿机制和找矿前景的研究，对该地区寻找同类型矿床，实现产学研相结合，具有极其重要的理论意义和实践价值。

参考文献

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