大兴安岭北东部新华铜金多金属异常找矿前景

2022-02-02王曦孟昭富陈鹏

吉林地质 2022年3期

王曦，孟昭富，陈鹏

黑龙江省地质九院,黑龙江齐齐哈尔 161006

0 引言

异常区位于黑龙江省黑河地区，距黑河市北西180 km，有公路、简易路相通。该区于1959—1974年，先后开展过1∶100万呼玛县—瑷珲县区域地质调查、1∶20万呼玛县幅区域地质调查；2009—2010年黑龙江省地质调查研究总院齐齐哈尔分院开展1∶5万新立屯幅、一脑丸幅、大新屯幅区域地质矿产调查工作，圈出1∶5万水系沉积物测量组合异常区多处，划分成矿远景靶区多处，发现十几处铜金矿化点；2015—2017年，黑龙江省地勘单位在该区针对1∶5万水系沉积物组合异常开展1∶2万土壤测量查证工作，圈定新华Ht-03铜金多金属组合异常。Ht-03异常面积大、元素组合多、相互套合好、浓集中心明显，主元素峰值高。投入槽探工程揭露，发现6条铜金(银)矿(化)体。钻孔深部验证铜金(银)矿(化)体，延深最大38 m或没有延深，找矿工作陷入困境。本文在前人工作基础上，通过分析总结异常区地球化学特征、地球物理特征、成矿地质背景、侵入岩岩石化学特征等，并与多宝山斑岩型铜矿床类比，认为该区具有寻找斑岩型铜矿的潜力。

1 地质概况与特征

1.1 区域地质背景

异常区位于大兴安岭—内蒙地槽褶皱区，大兴安岭地槽褶皱系，罕达气优地槽褶皱带，宽河褶皱束内[1]。东侧以黑龙江断裂与俄罗斯结雅—布列亚地块相邻，南侧为松嫩地块、北侧为额尔古纳地块。地质演化历史漫长，地质构造复杂、火山作用和岩浆活动频繁，矿产资源丰富。先后经历了加里东运动、华力西运动、印支运动、燕山运动(1)黑龙江省地质调查研究总院齐齐哈尔分院.1∶5万新立屯幅、一脑丸幅、大新屯幅区域地质矿产调查报告[R].黑龙江省第九地质勘查院，2010.。伴随每期构造运动和大陆边缘的推移增长，都有花岗质岩浆活动而导致斑岩矿化。

成矿区带按芮宗瑶等划分方案属多宝山—阿尔山斑岩铜(钼)矿成矿带[2]；依据黑龙江省最新成矿区带划分方案，异常区属滨太平洋域(叠加在古亚洲成矿域之上)，大兴安岭成矿省，东乌珠穆沁旗—嫩江(中强挤压区)Cu、Mo、Pb、Zn、W、Sn、Cr成矿带，多宝山—黑河Cu、Mo、Au、Fe、Zn成矿亚带，多宝山Cu、Au矿化集中区内(2)黑龙江省第九地质勘查院.黑龙江省大新屯异常查证区化探异常查证报告[R].黑龙江省第九地质勘查院，2019.(图1)。

图1 多宝山—新华地区区域地质矿产简图

区域上地层发育齐全、岩浆岩分布广泛，主构造线方向为北东向，以断裂构造为主。

1.1.2 区域地球化学特征

区域上Ag、W、Mo、Cu、As、Au 元素为高背景场，沿大型断裂构造分布众多水系沉积物组合异常，工作区内分布1∶5万Hs-06组合异常。

Hs-06：异常位于大型北东向韧性推(滑)覆断裂、基底断裂旁侧，多组断裂构造交汇部位，组合元素为Au-Ag-Cu-As-Sb，As、Sb具内带，Cu、Au具中带，Ag外带，各元素峰值为Au：4.8×10-9、Cu：67.46×10-6、Ag：0.13×10-6、As：431.01×10-6、Sb：13.28×10-6。异常形态规则，As、Sb元素套合好，Au与Cu、Ag套合好，有浓集中心，呈面状分布，面积3.42 km2。异常区出露晚三叠世花岗闪长岩(T3γδ)、中侏罗世英云闪长岩(J2γδo)及落马湖群嘎拉山组(Pt3∈1g)黑云(二云)片岩(sch)(表1、图2)。

表1 Hs-06号组合异常特征表

图2 新华铜金多金属异常区Hs-06组合异常剖析图

1.2 异常区地质概况

异常区地层主要为寒武系下统落马湖岩群嘎拉山组(Pt3∈1g)黑云(二云)片岩、变粒岩和第四系(3)黑龙江省第九地质勘查院.黑龙江省大新屯异常查证区化探异常查证报告[R].黑龙江省第九地质勘查院，2019.(图3)。

图3 新华铜金多金属异常区综合地质图

侵入岩主要有晚三叠世似斑状二长花岗岩(T3ηγ)、花岗闪长岩(T3γδ)；中侏罗世英云闪长岩(J2γδo)、花岗闪长岩(J2γδ)。脉岩有闪长岩(δ)、流纹斑岩(λ)、石英脉(q)、花岗斑岩(γπ)等。

构造以断裂构造为主，发育北东向、北西向两组断裂构造。

围岩蚀变有绿泥石化、绿帘石化、碳酸岩化、绢云母化、硅化。

图4 新华铜金多金属异常区Ht-03号组合异常剖析图

2 地球化学特征

2.1 1∶2万土壤测量异常特征

针对Hs-06异常开展了1∶2万土壤测量工作，发现Ht-03异常。Ht-03异常: 主成矿元素为Cu、Au，伴生As、Sb、Bi、Hg、W、Pb、Zn、Ag、Mo、Sn，呈不规则面状分布，面积6.27 km2。Cu、Au、As、Sb、Bi、W元素具内、中、外带；Pb、Zn、Ag、Mo、Sn、Hg元素具中外带。主要元素峰值Au：166.1×10-9、Cu：583.77×10-6、W：73.61×10-6、As：313.45×10-6、Sb：37.81×10-6、Bi：18.29×10-6、Hg：0.32×10-6。异常以花岗闪长岩为中心分为两个带，中心为高温成矿元素Cu、W、Mo、Bi，岩体外围呈半环状分布中--低温成矿元素Pb、Zn、Ag、Au、As、Sb、Hg、Sn。异常区分布晚三叠世似斑状二长花岗岩(T3ηγ)、花岗闪长岩(T3γδ)、中侏罗世花岗闪长岩(J2γδ)和落马湖群嘎拉山组黑云(二云)片岩(Pt3∈1gsch)。

表2 Ht-03号组合异常特征表

异常元素的分带特征与黄崇轲等归纳的斑岩型铜(钼)矿床元素分带特征：从岩体向外Mo-Cu-Mo(Au)-Cu-S-(Au)-(Pb、Zn、Ag)基本一致。显然，中—高温成矿元素受侵入体花岗闪长岩控制，低温成矿元素受地层和断裂构造控制。异常区总结的各元素参数特征，其中Au、Cu变异系数为0.85、0.51，说明Au、Cu元素离散程度较大，易于富集，对成矿有利。异常元素组合多、主成矿元素Cu面积大、强度高、面状分布，受控于花岗闪长岩体，异常元素具分带性，更是斑岩型Cu矿床的重要找矿标志。

2.2 岩石地球化学特征

异常区主要有晚三叠世似斑状二长花岗岩(T3ηγ)、花岗闪长岩(T3γδ)，中侏罗世英云闪长岩(J2γδo)、花岗闪长岩(J2γδ)，岩石化学、稀土元素、微量元素特征见表3、表4、表5。

表5 侵入岩微量元素分析数据平均值一览表(4)黑龙江省地质调查研究总院齐齐哈尔分院.1∶5万新立屯幅、一脑丸幅、大新屯幅区域地质矿产调查报告[R].黑龙江省第九地质勘查院，2010.

晚三叠世侵入岩属钙碱性过铝质岩浆岩系列；中侏罗世侵入岩属钙性过铝质岩浆岩系列(表3)。

表3 侵入岩化学成份分析结果平均值及岩石化学特征参数一览表(5)黑龙江省地质调查研究总院齐齐哈尔分院.1∶5万新立屯幅、一脑丸幅、大新屯幅区域地质矿产调查报告[R].黑龙江省第九地质勘查院，2010.

晚三叠世、中侏罗世侵入岩稀土元素总量(ΣREE)96.59×10-6～143.83×10-6，低于陆壳平均值(154.7×10-6，黎彤，2011)；LR/HR：6.67～15.55，偏高些，为轻稀土元素富集型；δEu：0.83～1.2，大于0.45。稀土配分曲线呈不对称右倾型(表4、图5)。

图5 稀土配分曲线图

表4 侵入岩稀土元素分析数据平均值一览表(6)黑龙江省地质调查研究总院齐齐哈尔分院.1∶5万新立屯幅、一脑丸幅、大新屯幅区域地质矿产调查报告[R].黑龙江省第九地质勘查院，2010.

晚三叠世、中侏罗世侵入岩，岩石的Sr含量在466×10-6～848×10-6之间(大于400×10-6)，SiO2含量大于56%，Al2O3含量15.42×10-6～18.17×10-6之间(≥15×10-6)，MgO含量0.46×10-6～3.01×10-6之间(<3%)；Y含量4.99×10-6～24.6×10-6(仅中细粒花岗闪长岩大于18×10-6、其余均小于18×10-6)，Yb含量0.66×10-6～2.38×10-6之间(仅中细粒花岗闪长岩大于1.9×10-6、其余均小于1.9×10-6)，LREE富集，δEu：0.83～1.0。以上特征，表明异常区侵入岩具埃达克质岩地球化学特征(晚三叠世中细粒花岗闪长岩Yb、Y含量略有偏差)(7)黑龙江省地质调查研究总院齐齐哈尔分院.1∶5万新立屯幅、一脑丸幅、大新屯幅区域地质矿产调查报告[R].黑龙江省第九地质勘查院，2010.。

晚三叠世、中侏罗世侵入岩微量元素表中(表5)，亲硫元素Cu、Mo高于维氏值，其中晚三叠世侵入岩Cu高出近2倍，其它元素W、Ag、As、Sr、Hf、Sc均高于维氏值。从微量元素蛛网图(图6)上看，曲线总体上呈右倾型，微量元素模式曲线的总体形态基本相近，表明它们是由同源岩浆形成的产物(8)黑龙江省地质调查研究总院齐齐哈尔分院.1∶5万新立屯幅、一脑丸幅、大新屯幅区域地质矿产调查报告[R].黑龙江省第九地质勘查院，2010.。

图6 微量元素蛛网图

钻孔中(ZK07)花岗闪长岩原岩光谱样品(样品间距20～40 m、件数9件)最高值349.4×10-6、最小值29.5×10-6、平均值58.3×10-6，说明花岗闪长岩富含Cu元素。

综合上述，异常区侵入岩岩石化学特征具备寻找斑岩型矿床的条件。并且，同源富含Cu元素的花岗质岩浆为寻找斑岩型铜矿床提供了物质基础。

3 地球物理特征

3.1 磁异常特征

地磁场表现比较平稳，水平梯度较小，△T数值多在-100～100 nT范围内变化，构成本区的背景场，反应的是异常区老地层。异常区中部和北部分布多条串珠状异常带，△T一般在100～800 nT，经工程验证为花岗闪长岩引起。

3.2 激电异常特征

(1)1∶2万激电视极化率(ηs)异常特征

异常下限定为3%，圈定3处视极化率(ηs)异常。JD-1：走向近SN，位于异常区西部，长度约3 km，平均宽度约1.2 km，北侧、西侧未封闭，极大值9.73%，对应视电阻率为500～1 500 Ω·m；JD-2：走向近NE，呈长条状，位于异常区中南部，长度大于2 km，平均宽1.1 km，南侧未封闭，极大值7.53%，视电阻率北部小于500 Ω·m、南部500～1 000 Ω·m；JD-3：走向近SN，位于异常区东部，长约4 km，平均宽1.0 km，南、北、东侧未封闭，极大值9.48%，对应视电阻率500～1 500 Ω·m。视极化率(ηs)异常属高阻高极化异常，JD-2南部异常属低阻高极化异常(图3)。异常总体由三个未封闭的带状异常组成，受岩体及接触带控制，与Ht-03异常基本吻合，槽探揭露地表发现Au、Cu矿(化)体。激电视极化率(ηs)异常强度高、面积大、形态规整，已施工的槽探、钻探工程尚未发现对其有干扰的强黄铁矿化、含碳质岩石等，因此，推测深部存在大型硫化物矿体。

(2)1∶2万激电视电阻率(ρs)异常特征

视电阻率以500 Ω·m等值线分二部分。小于500 Ω·m区域位于异常区中部，属低阻区；大于500 Ω·m区域为高阻区，变化范围在1 000～2 000 Ω·m之间，峰值2 139 Ω·m。高阻异常大致呈“U”形，对应视极化率异常(图3)。

4 异常查证情况

2015—2017年，对异常区开展1∶2万激电中梯测量，圈定3处视极化率(ηs)异常，并投入槽探、钻探工程进行查证。首先Ht-03异常Au、Cu内中带进行槽探揭露，对发现的Au、Cu矿(化)体投入钻探进行深部验证。样品分析主要为基本分析和原岩光谱分析。基本分析元素：Au、Cu、Ag、Zn、Pb、Mo；原岩光谱分析元素：Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、W、Mo、Hg、Sn。各元素分析方法：Cu、Pb、Zn、Ag、Sn采用原子吸收法；ω(Au)/10-6<0.10采用石墨炉原子吸收法，ω(Au)/10-6>0.10采用火焰原子吸收法；ω(Mo)/10-2<0.125采用极谱法，ω(Mo)/10-2>0.125采用硫氰化物快速比色法；W采用示波极谱法；As、Sb、Bi、Hg采用原子荧光法。样品外验合格率Au为97.5%、其它元素为100%。

对Ht-03号组合异常铜金内中带投入槽探工程揭露，发现6条矿(化)体(表6、图3)。矿(化)体呈破碎带或硅质脉赋存在嘎拉山组(Pt3∈1g)黑云母片岩、晚三叠世花岗闪长岩(T3γδ)中，蚀变有硅化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化、碳酸盐化。矿石矿物成分：主要为黄铁矿、黄铜矿、孔雀石、褐铁矿。脉石矿物：石英、绿泥石、绿帘石、绢云母、碳酸盐。矿石结构构造：块状、细脉状。

表6 矿(化)体一览表

对发现的6条矿(化)体投入钻探工程深部验证，矿(化)体没有延深。

5 成矿潜力分析

(1)构造背景有利

多宝山—阿尔山斑岩铜(钼)矿成矿带分布有多处不同成因类型的大中型矿床，如多宝山、铜山等斑岩型铜矿床，三道湾子、争光等中--低温热液矿床，大新屯、宽河、二十四号桥等金(铜)矿点[3](图1)。在斑岩型矿床中，以多宝山大型铜矿床最典型，异常区与多宝山斑岩型Cu矿床相距约200 km。

(2)岩浆岩有利

分析总结异常区侵入岩岩石化学特征，晚三叠世侵入岩属钙碱性过铝质岩浆岩系列、中侏罗世侵入岩属钙性过铝质岩浆岩系列，具埃达克质岩地球化学特征，为同源岩浆形成的产物，具有形成斑岩型矿床的条件。并且，富含Cu元素的花岗质岩浆为寻找斑岩型铜矿床提供了物质条件。

此外，近年来国内外专家学者已开始探讨埃达克岩的特征及其意义，探讨埃达克岩与成矿作用的关系，尤其与斑岩型铜(钼)矿的关系。调研发现，我国的许多铜矿如德兴、沙溪、安基山、多宝山、吉林小西南岔、内蒙乌奴格吐山、福建紫金山、西藏甲马、厅宫等都与埃达克岩有关[4]。斑岩型铜矿是世界铜矿最重要的工业类型，储量占世界铜储量的55.3%[4]，且多集中在超大型—超巨型矿床中。超大型和超巨型斑岩铜矿与埃达克岩密切相关。因此，寻找与埃达克岩有关的斑岩型铜矿对中国铜矿资源具有重要意义。

依据毛景文等划分的“中国与埃达克岩有关的矿床分布图”[4]，该区属于内蒙古北部—黑龙江西部成矿亚带。该带先后发现多宝山大型斑岩型铜矿、乌奴格吐山大型斑岩型铜矿(9)潘龙驹.满洲里—新右旗铜银多金属矿带大型矿床地质特征[R].中国有色金属工业总公司地质勘查总局，1995:36-69.、岔路口超大型斑岩型钼矿(部分岩石具埃达克岩地球化学特征)(10)黑龙江省有色金属地质勘查706队.岔路口钼多金属矿床勘探报告[R].黑龙江省第九地质勘查院，2012.，是寻找与埃达克岩有关的斑岩型铜(钼)矿床重要区带。

异常区内地球化学异常特征、地球物理异常特征及岩石地球化学特征，表明是寻找与埃达克岩有关的斑岩型铜(金)矿床的重要靶区。

(3)异常区剥蚀程度推测

异常区土壤地球化学异常元素组合多，主要元素以花岗闪长岩岩体为中心向外由高温元素异常(Cu、Bi、W)—低温元素异常(As、Sb、Hg、Au)，且发现铜金矿(化)体，蚀变主要为绿泥石化、碳酸岩化、硅化、绢云母化、绿帘石化。反映异常区具有一定的剥蚀。剥蚀程度由花岗闪长岩体向外逐渐减弱。

对地表发现的脉状铜金矿(化)体深部验证。矿(化)体控制垂深最大38 m或没有延深，矿化强度变弱。依据浅层低温热液矿床成矿模式[5-6]，地表发现的脉状铜金矿(化)体已剥蚀近于根部，赋存在深部的浸染状、细脉状铜矿体尚未出露地表或刚出露地表。

(4)与已知矿床类比

根据异常区构造地质环境、地球化学特征、地球物理特征等与同一成矿亚带、同一矿化集中区内的多宝山大型斑岩铜矿床进行类比。

多宝山矿床位于大兴安岭—内蒙地槽褶皱系的北端，罕达气优地槽褶皱带，沐河屯隆起带北部[7-10]。

多宝山矿区总体为一向南突出的弧形构造带，主要由NNW—NWW向多宝山复式背斜和EW向断裂组成。成矿与华力西中期花岗闪长岩和花岗闪长斑岩有关，多宝山组为重要矿源层。矿体均围绕斑岩体分布并产在被绢云母化叠加改造的黑云母化带内，受构造控制明显。多数矿体呈透镜状和条带状，沿NW向和NWW向片理化带分布，厚一般几米到几十米，延长、延深一般100～500 m，当多个矿体聚集在一起时就构成了一个矿体群。矿床中以铜矿石为主，钼矿石少见。矿石矿物总量在3%左右，主要为黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、辉钼矿等。脉石矿物含量约占98%，以石英、绢云母、绿泥石和碳酸盐为主，其次为绿帘石、黑云母、钠长石。矿石以半自形-它形晶粒状结构，交代残余结构、斑状变晶结构和压碎结构为主。矿石构造浸染状、细脉状为主，尚见有块状、条带状、角砾状构造。近矿围岩蚀变以花岗闪长斑岩为中心向外依次呈环状分布：钾化带-绢云母化带-青磐岩化带。矿床成因类型为斑岩型铜矿[7]。

新华异常区与多宝山矿床成矿地质环境、地球化学异常特征、地球物理异常特征有许多相似之处，又有一些不同之点(表7)。

表7 新华异常区与多宝山矿床地质环境、物化探异常特征对比表

两区剥蚀程度不同，多宝山斑岩型Cu矿床浸染状、细脉状铜矿体出露地表，剥蚀较深。新华异常区地表尚残留脉状铜金矿(化)体，浸染状、细脉状铜矿体尚未出露地表或刚出露地表，中等剥蚀。

新华Ht-03异常区，探槽中原岩光谱样品最高Au：463.7×10-9、Cu：462.1×10-6、Ag：54.5×10-6、W：108.6×10-6、Mo：48.6×10-6、Pb：564.5×10-6、Zn：778.9×10-6、Sn：86.5×10-6，有矿化显示，能够引起土壤异常。Cu、Au高值异常为脉状Cu、Au矿(化)体引起，这已经查证，中外带异常可能由浸染状、细脉状Cu矿(化)体引起，并且浸染状、细脉状Cu矿体可能伴生Au、Ag、W、Mo等元素，其中土壤异常W元素异常强度高、连续性好，可能会有独立矿体存在；做为成矿前缘元素As、Sb异常强度高、连续性好，并且Pb、Zn有矿化显示，深部或浸染状、细脉状Cu矿(化)体的旁侧可能会有Pb、Zn、Ag独立矿体。

新华异常区与多宝山斑岩Cu矿床，同处于多宝山—黑河Cu、Mo、Au、Fe、Zn成矿亚带，多宝山Cu、Au矿化集中区内。二者土壤地球化学异常元素组合多、面积大、主成矿元素强度高、面状分布；异常元素具有分带特征；所处地质背景相似；具有相似的激电视极化率异常。不同的是新华异常区浸染状Cu矿体可能有更多的伴生元素，多宝山斑岩Cu矿床具有典型的斑岩Cu矿床围岩蚀变特征，而这些是由于成矿作用的复杂性及剥蚀程度不同所至。因此，新华异常区具有寻找斑岩型Cu矿床的前景[8-10]。