大興安嶺地區(qū)三道灣子金礦的成礦規(guī)律

大興安嶺地區(qū)三道灣子金礦的成礦規(guī)律

三道灣子金礦位于小興安嶺西北部與大興安嶺交匯處，隸屬黑龍江省黑河市管轄。距離黑河市約60公里。1999年，在對15000帶區(qū)域進行地質調查后發(fā)現1。近年來，20多年來，20多年來，這是一座大型的金礦床。三道灣子金礦中金幾乎全部是以碲化物形式存在,并且局部品位可高達幾個百分點,為世界所罕見。礦床被發(fā)現以來備受廣大學者所關注[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10],他們分別從礦床特征、礦床成因、成礦物理化學條件、礦床的物質組成、碲化物的礦物學特征進行了論述,但涉及礦床成礦時代的討論較少,筆者對切穿含金石英脈的輝綠玢巖進行同位素年代學研究,結合賦礦圍巖的同位素年齡,試圖討論三道灣子金礦床的形成時代。1成礦地質特征大興安嶺地區(qū)是古生代時期的陸緣增生帶,是中國東北地區(qū)重要的成礦集中區(qū),區(qū)內發(fā)現并探明眾多大型銅、鉛、鋅、金等礦床。三道灣子金礦的大地構造位置屬興蒙造山帶或古亞洲造山帶的東部,興安地塊與松嫩地塊的結合部,賀根山—嫩江—黑河深斷裂帶北端,該斷裂是古亞洲洋晚古生代消減閉合的重要的板塊拼接帶,北西鄰大興安嶺臥都河晚古生代造山帶,南與松嫩地塊相接。最新研究顯示松嫩地塊向興安地塊的俯沖是在奧陶紀就開始了,形成了多寶山島弧花崗巖,至早石炭世末期碰撞結束,形成了沿黑河—嫩江一帶的大型推覆構造帶及糜棱巖帶,早—中侏羅世開始大規(guī)模的陸內伸展,形成變質核雜巖,燕山運動形成右行剪切構造并伴有火山活動疊加在早期構造層之上,這種長期而復雜構造活動造就了區(qū)域上大規(guī)模的成礦作用。礦區(qū)出露地層主要為侏羅系上統(tǒng)塔木蘭溝組粗面安山巖和粗安質火山角礫巖;白堊系下統(tǒng)光華組,巖性為流紋質含角礫凝灰?guī)r、火山角礫巖、凝灰?guī)r、英安巖、流紋巖等。塔木蘭溝組不整合覆蓋于早侏羅世二長花崗巖之上,又被光華組所覆蓋,該組巖石為近礦圍巖(圖2-a)。巖漿巖為早侏羅世中粒二長花崗巖,巖石呈肉紅色、灰紅色,較為新鮮,巖石具中?；◢徑Y構,塊狀構造。斜長石主要為更長石,次為中長石;鉀長石以條紋長石為主,微斜長石少量;暗色礦物為鐵質黑云母,角閃石很少。脈巖主要有輝綠玢巖、流紋斑巖和含金石英脈,脈巖產狀一般較陡,單條巖脈都受斷裂構造控制,充填在裂隙構造中,多為NNW向或近南北向展布。輝綠玢巖切穿石英脈為成礦后脈巖(圖2-a),產狀為84°∠72°。輝綠玢巖新鮮面灰黑色,斑狀結構,基質輝綠結構。斑晶主要為斜長石和普通輝石,其中斜長石呈長條狀,粒徑為1~3mm,發(fā)育聚片雙晶,占60%,偶見長石發(fā)育卡鈉復合雙晶和環(huán)帶結構;普通輝石呈短柱狀,粒徑為0.5~1mm,占30%,有的發(fā)育雙晶(圖2-b)。三道灣子礦區(qū)以NW向斷裂為主,NE向次之,含金石英脈受控于NW向斷帶中,斷裂在空間上相距不遠,具左行斜列分布特征,長120~560m,寬1~10m,NW向構造是導礦和容礦構造。2礦體及礦化關系礦體賦存于侏羅系上統(tǒng)塔木蘭溝組粗安巖、粗安質火山角礫巖中,礦體受NW向張性斷裂控制,石英脈為含金載體,次為硅化粗面安山巖。礦體形態(tài)以脈狀、透鏡狀為主,沿走向和傾向有膨脹和狹縮,產狀總體呈NW—SE走向,傾向為NE,傾角50~80°,NW向側伏。圈定出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ條礦帶,劃分出35條礦體。Ⅰ2號礦體:地表出露長度為212.6m,最大水平厚度14.30m,最小0.81m,平均厚度為6.06m,厚度變化系數為59%,最大延深520m。主體傾向NE20°~40°,傾角58°~77°,深部傾角變緩,最小僅有30°,礦體在縱向上呈鋸齒狀,向西側伏;Ⅰ3礦體:地表出露長度為255m,平均厚度3.2m,最大延深100m。傾向40°,傾角52°~76.5°。礦體呈不規(guī)則脈狀,向下礦體呈尖滅趨勢。礦體水平厚度最大8.89m,最小1.19m;Ⅱ號礦體:礦脈長210m,平均寬0.56m,礦化類型與Ⅰ號礦脈相同,產狀與Ⅰ號礦脈基本一致;Ⅲ1礦體:長230m,平均厚度3.5m,延深大于60m。產狀:傾向15°,傾角45°~72.5°,礦體呈不規(guī)則脈狀、透鏡狀,礦體最大厚度10.2m,最小1.63m。礦石結構主要有粒狀結構、交代結構、雙晶結構、包含結構、乳滴結構、環(huán)帶結構,構造有浸染狀構造、脈狀構造、網脈狀構造、梳狀構造、晶簇狀構造、角礫狀構造等。金屬礦物以黃鐵礦為主,黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦次之,輝銅礦少見;碲化物普遍存在,金銀主要以碲化物形式存在,其中以碲金銀礦、針碲金銀礦為主,其他包括碲銀礦、碲金礦、斜方碲金礦、六方碲銀礦等,還有少量的碲鉛礦和碲汞礦等。非金屬礦物主要有石英,少量長石、高嶺石、絹云母、綠泥石、綠簾石和方解石等。圍巖蝕變主要見有硅化、黃鐵礦化、黃銅礦化、螢石化、絹云母化、高嶺土化、綠泥石化、綠簾石化和碳酸鹽化。根據礦物的穿插關系可劃分為六個成礦階段:第一階段為石英-黃鐵礦階段,早期成礦熱液沿構造帶充填交代,形成以黃鐵礦為主的少量硫化物的石英脈體,為弱金礦化階段;第二階段為石英-硫化物多金屬階段,以閃鋅礦和方鉛礦的共生為主,有少量黃鐵礦、黃銅礦、碲銀礦、碲金銀礦,為弱金礦化階段;第三階段以金、銀的碲化物礦物共生集合體為特征,多為共生的獨立礦物顆粒,連生者較少;第四階段為碲化物微—細脈階段,以碲金銀礦脈,銀的碲化物脈發(fā)育為特征,碲金銀礦脈以碲金銀礦為主,連生有少量針碲金銀礦,銀的碲化物脈以六方碲銀礦、碲銀礦和粒碲銀礦的銀的碲化物為主;第五階段是金銀碲化物階段(碲化物脈階段),是金礦化的富集階段,碲金礦、斜方碲金礦、碲金銀礦、針碲金銀礦形成了10~15cm寬的礦脈;第六階段為自然金階段,銀金礦和自然金存在于碲金銀礦裂隙中,以金芽或金脈形態(tài)沿碲金銀礦裂隙充填。第三、四、五、六階段是主成礦階段。3多接收子研究方法樣品采自未蝕變的輝綠玢巖脈,地理坐標分別為:東經126°59′50″,北緯50°21′45″;東經127°00′10″,北緯50°21′55″。粉碎后挑選斜長石進行Ar-Ar法進行測年,斜長石礦物大小1~3mm,長條狀,單礦物樣品純度大于99%。40Ar/39Ar同位素年代測定是在中國地質科學院地質研究所同位素實驗室完成的。用于40Ar/39Ar中子活化測定年齡的樣品用超聲波清洗,清洗后的樣品與用于中子通量監(jiān)測的標樣一起封入石英安瓿中,置于中國原子能科學研究院的“游泳池堆”49—2核反應堆H8孔道內進行中子照射。中子流密度約為2.65×1013n·cm-2S-1。照射總時間為2883min,積分中子通量為4.58×1018ncm-2;同期接受中子照射的還有用做監(jiān)控樣的標準樣:ZBH-25黑云母標樣,其標準年齡為(132.7±1.2)Ma,K含量為7.6%。樣品的階段升溫加熱使用石墨爐,每一個階段加熱30min,凈化30min。質譜分析是在多接收稀有氣體質譜儀HelixMC上進行的,每個峰值均采集20組數據。所有的數據在回歸到時間零點值后再進行質量歧視校正、大氣氬校正、空白校正和干擾元素同位素校正。中子照射過程中所產生的干擾同位素校正系數通過分析照射過的K2SO4和CaF2來獲得,其值為:(36Ar/37Aro)Ca=0.0002389,(40Ar/39Ar)K=0.004782,(39Ar/37Aro)Ca=0.000806。37Ar經過放射性衰變校正;40K衰變常數λ=5.543×10-10a-1;用Ludwig(2001)的ISOPLOT程序計算坪年齡。坪年齡誤差以2σ給出。測試分析從900~1500℃,對三道灣子金礦床附近輝綠玢巖中斜長石樣品(SDN0.9-B1)進行了10個階段的加熱分析(表1),所獲數據構成一條未受明顯熱事件擾動的40Ar/39Ar年齡譜線(圖3-a)。其中,1200~1450℃的6個階段組成了一個近似的年齡坪,其加權平均年齡為(115.0±1.1)Ma,等時線年齡(106.5±4.1)Ma(圖3-b),二者在誤差范圍內是一致的,相當于燕山晚期,基本上代表了輝綠玢巖的侵位年齡。從700~1550℃對三道灣子金礦床附近輝綠玢巖中斜長石樣品(SD210DB-B1)進行了13個階段的加熱分析(表1),所獲數據構成的40Ar/39Ar年齡譜線(圖3-c)。年齡譜中不能獲得嚴格意義上的坪年齡,但950~1420℃8個階段組成一個近似的年齡坪,加權平均年齡為(118.9±1.2)Ma,等時線年齡(98±27)Ma(圖3-d),誤差較大,沒有意義。4礦物特征及結晶年齡從輝綠巖新鮮未遭受蝕變并切穿含金石英脈來看,金的成礦作用應在輝綠巖之前,上述測年結果((115±1.1)Ma)為成礦作用的上限是沒有疑問的。在礦區(qū)北東和北北東方向分布著兩個光華期的火山噴發(fā)中心分別是365.8高地和435.2高地(圖1),筆者在野外調查過程中發(fā)現,在火山噴發(fā)中心附近發(fā)現有較強的硅化和黃鐵礦化,從蝕變巖特征看應與三道灣子金礦化是同期蝕變,說明金礦化發(fā)生在光華期火山噴發(fā)之后。劉俊來2008年在礦區(qū)北部北大溝礦段光華組新鮮未蝕變的流紋巖中采集了17顆鋯石,鋯石顆粒較粗大,主體介于100~150μm,最大達300μm,多數顆粒呈自形或者半自形狀,長短軸比介于1.5到2之間。一些顆粒細長,軸比達6。所有顆粒具有巖漿結晶振蕩環(huán)帶,貫穿整個顆粒,但環(huán)帶型式有所變化Tu/U比值介于0.66與1.72之間,均值為0.99,主體介于0.7與1.0之間。所有鋯石的加權平均年齡125.3Ma,為光華期酸性火山巖漿噴發(fā)時的結晶年齡。綜上所述,三道灣子