徐文喜

黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院，黑龍江 哈爾濱 150036

0 引言

鉬礦是中國(guó)6個(gè)主要優(yōu)勢(shì)有色金屬礦之一，截止到2011年，據(jù)《全國(guó)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)項(xiàng)目》統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示，中國(guó)累計(jì)查明的鉬礦資源儲(chǔ)量已達(dá)2 698萬(wàn)噸[1]，位居世界第一。中國(guó)鉬礦主要分布在東亞地區(qū)的三大構(gòu)造域，即古亞洲構(gòu)造域、特提斯—喜馬拉雅構(gòu)造域和濱太平洋構(gòu)造域[2]，不同的大地構(gòu)造域內(nèi)區(qū)域性構(gòu)造活動(dòng)控制了中國(guó)古生代以來(lái)的大地構(gòu)造發(fā)展和成巖成礦作用。在中國(guó)最具鉬礦成礦潛力的地區(qū)主要集中在中南地區(qū)、華北地區(qū)以及東北地區(qū)，黃凡等[3]根據(jù)鉬礦床空間分布特征及所處的地質(zhì)構(gòu)造單元的具體特征將中國(guó)鉬礦劃分了17個(gè)大的鉬礦集中區(qū)，其中位于東北地區(qū)的小興安嶺—張廣才嶺地區(qū)近年來(lái)已發(fā)現(xiàn)的鉬礦床及礦化點(diǎn)近20處，鉬金屬資源量也達(dá)到百萬(wàn)噸以上。如大黑山斑巖型鉬礦床[4，5]、翠宏山鎢鉬鋅多金屬礦床[6]、霍吉河斑巖型鉬礦床[7]、五道嶺矽卡巖型鉬礦床[8]、鹿鳴斑巖型鉬礦床[9，10]、蘇家圍子鐵鋅鉬礦床[11]等，很多學(xué)者對(duì)上述各礦床（點(diǎn)）進(jìn)行了一定程度的研究工作，取得了很多有益的成果，但就整個(gè)小興安嶺—張廣才嶺鉬礦集區(qū)（成礦帶）的鉬礦床地質(zhì)特征、地球化學(xué)特征及反應(yīng)的礦床成因、地球動(dòng)力學(xué)背景研究等還尚未有較系統(tǒng)的總結(jié)。本文即是在前人已取得的成果基礎(chǔ)上，在該區(qū)從北向南依次選取黑龍江省內(nèi)的鹿鳴、翠宏山、霍吉河、五道嶺和吉林省內(nèi)最為典型的大黑山等5個(gè)鉬礦床為研究對(duì)象，綜合討論分析整個(gè)小興安嶺—張廣才嶺的典型鉬礦床的特點(diǎn)，為該區(qū)整體把握鉬礦的地質(zhì)特征、構(gòu)造環(huán)境以及后續(xù)的找礦工作提供一些理論依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

小興安嶺—張廣才嶺成礦帶位于興蒙造山帶東段，黑龍江省東部及吉林省東南部松遼盆地的東緣，屬于松嫩地塊的組成部分，主要分布在小興安嶺—張廣才嶺及其南西延伸的吉林哈達(dá)嶺山區(qū)，東以嘉蔭—依蘭—牡丹江斷裂為界與佳木斯地塊相接，北以黑河—嫩江斷裂為界與興安地塊相連。自北向南呈北北西—近南北向略向東突出的弧形展布，南北長(zhǎng)約650 km，東西寬60～100 km。

區(qū)內(nèi)出露的地層除缺失志留系外，從元古宇的變質(zhì)巖系到新近系湖相沉積均有發(fā)育。主要賦礦地層為二疊系交界屯組淺海相沉積巖、五道嶺組中酸性火山巖、侏羅紀(jì)玉屯組中酸性火山巖和早古生代頭道溝組地層。

本區(qū)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，主要有元古宇中酸性火山巖和呈巖基狀和巖株?duì)町a(chǎn)出的花崗巖類(lèi)，加里東期中性—中酸性熔巖和深成或中深成相的花崗巖，晚印支期中酸性—酸性火山巖和堿性花崗巖類(lèi)，燕山期中性—酸性火山巖和呈巖株?duì)町a(chǎn)出的中酸性淺成—超淺成花崗巖類(lèi)等四次巖漿活動(dòng)。地表廣布花崗巖，出露面積達(dá)80%，以印支期和燕山期花崗巖分布最為廣泛，組成近南北向的花崗巖帶，加里東期花崗巖以及古生代淺變質(zhì)的砂板巖（夾火山巖）、灰?guī)r、中酸性火山巖及碎屑巖零星出露于花崗巖帶中（圖1）。

本區(qū)在中生代以前構(gòu)造線以近南北向?yàn)橹鳎橛邢∈璧臇|西向和北東向構(gòu)造，南北向和東西向兩組構(gòu)造相互交錯(cuò)呈網(wǎng)格狀構(gòu)造格局；中生代時(shí)期，區(qū)域主構(gòu)造轉(zhuǎn)變?yōu)楸睎|—北北東向?，F(xiàn)今基本構(gòu)造格架由一系列北東—北北東向復(fù)式褶皺、斷裂和與之交切的北西向斷裂組成。上述構(gòu)造控制著本區(qū)中酸性火山活動(dòng)、巖漿侵入以及相關(guān)礦床分布。

2 礦床地質(zhì)特征

小興安嶺—張廣才嶺成礦帶位于中亞—興蒙造山帶的東段，區(qū)內(nèi)的鉬礦主要呈近南北向展布，礦體產(chǎn)出多受近SN、NE、NW及EW向構(gòu)造及其派生出的次級(jí)構(gòu)造控制，賦礦圍巖多數(shù)為花崗巖類(lèi)或花崗巖與不同時(shí)代的地層接觸部位，多數(shù)鉬礦直接產(chǎn)在二長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖、堿長(zhǎng)花崗巖及石英二長(zhǎng)巖的巖體內(nèi)部。

根據(jù)礦體賦礦圍巖、產(chǎn)出部位及圍巖蝕變等特征確定該區(qū)主要的鉬礦床類(lèi)型主要為典型的斑巖型和矽卡巖型兩類(lèi)為主，礦石的礦物組合主要以輝鉬礦、黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、白鎢礦、黑鎢礦、方鉛礦、閃鋅礦等組成，脈石礦物主要有石英、斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、絹云母、綠泥石、石榴子石、輝石、陽(yáng)起石、綠簾石、方解石、高嶺土等，圍巖蝕變主要以鉀長(zhǎng)石化、絹云母化、硅化、粘土化、硬石膏化、青磐巖化、矽卡巖化、角巖化、螢石化等為主，其中斑巖型與矽卡巖型礦物組合及圍巖蝕變等特征存在明顯的差別（見(jiàn)表1）。

3 巖石地球化學(xué)特征

整理前人在該成礦帶內(nèi)5個(gè)典型鉬礦床中得出的42組花崗巖的主量、稀土微量元素成分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析討論（數(shù)據(jù)表略），討論鉬礦中二長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、花崗斑巖、石英二長(zhǎng)巖等巖石數(shù)據(jù)存在的聯(lián)系與差別，以期對(duì)該區(qū)鉬礦的主要賦礦巖石進(jìn)行全面的討論和得出有益的結(jié)論。

3.1 主量元素特征

圖 1 小興安嶺-張廣才嶺成礦帶地質(zhì)簡(jiǎn)圖（據(jù)文獻(xiàn)[12]）Fig. 1 Geological sketch map of Xiao Hinggan Mountains -Zhangguangcai range metallgenic belt

表 1 小興安嶺—張廣才嶺成礦帶典型鉬礦床特征一覽表Table 1 Characteristics in molybdenum deposit of Xiao Hinggan Mountains-Zhangguangcai range metallgenic belt

巖石SiO2含量介于60.06%～78.64%之間，除五道嶺鉬礦床的堿長(zhǎng)花崗巖SiO2含量明顯較高（75.81%～78.64%），矽卡巖數(shù)據(jù)則顯示較低（44.57%～49.42%）外，其余礦區(qū)的二長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖及花崗斑巖等則含量相對(duì)集中；K2O含量介于2.1%～7.86%，主要集中在3.28%～7.19%之間，平均為5.11%，K2O+Na2O含量介于5.21%～11.62%，Na2O/ K2O平均為0.67，基本顯示Na2O小于K2O；Al2O3含量介于11.09%～18.53%之間，樣品A/CNK介于0.55～1.52之間，平均為1.02，從A/CNK—A/NK圖解（圖2a）上可以看出，5個(gè)鉬礦區(qū)的花崗巖體有一定的差別，其中鹿鳴、大黑山和五道嶺鉬礦多為過(guò)鋁質(zhì)，而霍吉河、翠宏山鉬礦則多為過(guò)鋁質(zhì)—準(zhǔn)鋁質(zhì)，整體有以過(guò)鋁質(zhì)為主，向準(zhǔn)鋁質(zhì)過(guò)渡的特點(diǎn)；從SiO2-K2O圖解（圖2b）可以看出不同礦區(qū)的巖石系列以高鉀鈣堿性巖石為主，少量為鉀玄巖。結(jié)合各鉬礦區(qū)的巖石礦物組合特征，顯示上述花崗巖具有過(guò)鋁質(zhì)—準(zhǔn)鋁質(zhì)、高鉀鈣堿性系列I型花崗巖的特點(diǎn)。

3.2 稀土微量元素特征

5個(gè)鉬礦區(qū)的稀土元素配分曲線均顯示出右傾型，輕稀土相對(duì)富集。其中鹿鳴、霍吉河、大黑山（La/Yb）N較翠宏山、五道嶺明顯偏大，δEu異常也不明顯，主要集中在0.34～0.91，表明斜長(zhǎng)石未發(fā)生明顯的分離結(jié)晶作用；而翠宏山δEu異常較明顯，主要集中0.04～0.65之間，五道嶺則主要集中在0.19～0.49之間，δEu異常也相對(duì)較明顯，而同時(shí)五道嶺稀土元素含量明顯低于其他礦區(qū)（圖3a），經(jīng)查該樣品為堿長(zhǎng)花崗巖，分析應(yīng)該為巖漿在上升侵位時(shí)，元素配置在不同酸堿程度的巖體中發(fā)生變化所致。整體上顯示鹿鳴、霍吉河、大黑山與翠宏山、五道嶺鉬礦稀土配分曲線存在較明顯的差別，這應(yīng)該與上述鉬礦床屬于斑巖型與矽卡巖型兩種類(lèi)型有直接的關(guān)系。

微量元素蛛網(wǎng)圖（圖3b）中可以看出5個(gè)鉬礦床中元素富集、虧損狀態(tài)基本一致，均表現(xiàn)為Rb、K、Th、U、Zr、Hf、Nd等元素呈現(xiàn)明顯的正異常；Nb、P、Ti、Ba、Sr等元素表現(xiàn)出明顯的負(fù)異常，而同樣翠宏山和五道嶺鉬礦區(qū)內(nèi)的花崗巖微量元素異常表現(xiàn)出一定差別，主要是Th、U、Nb、Ta、La、Ce、Sr、Nd、P等元素的異常不夠明顯或零星表現(xiàn)出與鹿鳴、霍吉河、大黑山異常相反的特點(diǎn)，這也應(yīng)為不同礦床類(lèi)型對(duì)應(yīng)的巖石組合不同所致。5個(gè)礦區(qū)均表現(xiàn)出明顯的虧損P和Ti元素的特征與俯沖帶巖漿地球化學(xué)特征類(lèi)似。

4 討論

4.1 成巖成礦時(shí)代

有關(guān)在小興安嶺—張廣才嶺成礦帶成巖成礦年齡數(shù)據(jù)一直較少。該成礦帶分布有大面積的早侏羅世花崗巖，構(gòu)成了近SN向展布的花崗巖帶，其形成時(shí)代為190～160 Ma[15-17]。本文通過(guò)總結(jié)近幾年在該區(qū)典型鉬礦床的測(cè)年結(jié)果進(jìn)行分析（表2）。

本區(qū)鉬礦床中與成礦密切相關(guān)的花崗巖體、含礦花崗巖及礦石（輝鉬礦）年齡不論何種測(cè)試方法，得出的成巖成礦年齡均集中在168～199 Ma之間，主要為168～187 Ma較小的范圍內(nèi)，但具體礦區(qū)中與成礦有關(guān)的花崗巖的年齡均大于礦石中輝鉬礦的年齡（如鹿鳴和大黑山鉬礦），但兩者的差值相對(duì)較小，顯示了研究區(qū)內(nèi)成巖與成礦時(shí)間的一致性。研究區(qū)內(nèi)鉬礦的近南北向分布特點(diǎn)與年齡數(shù)據(jù)與該成礦帶分布的大面積近SN向的早侏羅世花崗巖相吻合，顯示了鉬礦形成與花崗巖的密切關(guān)系，同時(shí)也表明在我國(guó)小興安嶺—張廣才嶺地區(qū)早侏羅世巖漿—成礦作用的廣泛存在。

圖 2 花崗質(zhì)巖石的A/CNK-A/NK圖解和SiO2-K2O圖解Fig.2 A/CNK-A/NK diagram and SiO2-K2O diagram of metallogenic granitoid

圖 3 花崗質(zhì)巖石的稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖和微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖Fig.3 Chondrite normalized REE patterns and primitive mantle normalized trace element spider diagrams from the volcanic rocks of the metallogenic granitoid

表 2 小興安嶺-張廣才嶺成礦帶典型鉬礦床成巖與成礦年齡Table 2 The diagenetic and metallogenic age of molybdenum deposit of Xiao Hinggan Mountains -Zhangguangcai range metallgenic belt

4.2 成礦動(dòng)力學(xué)背景

目前對(duì)于斑巖型-矽卡巖型鉬銅礦床的形成背景存在不同的認(rèn)識(shí)，主要認(rèn)為這些礦床的形成與造山后巖石圈拆沉有關(guān)或者是板塊間后碰撞造山階段的產(chǎn)物。

本文根據(jù)小興安嶺-張廣才嶺成礦帶5個(gè)典型的鉬礦床特征并結(jié)合近幾年來(lái)取得的最新研究成果進(jìn)行分析如下：

研究區(qū)內(nèi)根據(jù)5個(gè)典型鉬礦床的主量元素研究表明，本研究區(qū)鉬礦床的巖體多為偏鋁質(zhì)-過(guò)鋁質(zhì)、高鉀鈣堿性系列的I型花崗巖，具有類(lèi)似于活動(dòng)大陸邊緣花崗巖的巖石組合特征，與古太平洋的俯沖有密切的關(guān)系[24]。微量元素表明，本區(qū)的鉬礦床巖體多富集大離子親石元素和虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素，具有與俯沖帶巖漿地球化學(xué)相似的特征，可能與太平洋俯沖有關(guān)。

同時(shí)根據(jù)Rb-Yb+Nb、Rb-Yb+Ta判別圖解（圖4）中5個(gè)礦區(qū)的樣品多數(shù)均落入火山弧和同碰撞花崗巖，只有翠宏山鉬礦個(gè)別數(shù)據(jù)落入同碰撞花崗巖與板內(nèi)花崗巖；在R1-R2因子構(gòu)造環(huán)境判別圖解（圖5）中，多數(shù)落于同碰撞期，有向碰撞后或造山晚期構(gòu)造環(huán)境過(guò)渡的趨勢(shì)，認(rèn)為本研究區(qū)鉬礦形成于同碰撞期向后造山構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換過(guò)渡的伸展大地構(gòu)造環(huán)境背景。

區(qū)域上，興蒙造山帶東段由額爾古納、興安、松嫩、佳木斯地塊組成。已有研究成果顯示，額爾古納、興安、松嫩三個(gè)地塊在晚古生代及其以前就相互碰撞拼合在一起。中生代初期，佳木斯板塊與上述已經(jīng)拼合的板塊沿牡丹江斷裂拼合[4]；隋振民等[17]通過(guò)研究東北地區(qū)侏羅紀(jì)花崗巖時(shí)代、巖石化學(xué)等特征同樣認(rèn)為佳木斯地塊與松嫩地塊可能在侏羅紀(jì)（165～180 Ma）拼合；范蔚茗等[25]通過(guò)對(duì)黑龍江地區(qū)中生代花崗巖的詳細(xì)研究，認(rèn)為該區(qū)中侏羅世發(fā)生的地殼增生作用應(yīng)該也為上述兩陸塊拼合作用而碰撞造山所致。

圖 4 花崗質(zhì)巖石的Rb- (Yb+Nb)和Rb-(Yb+Ta)圖解Fig.4 Rb- (Yb+Nb) and Rb-(Yb+Ta) diagram of metallogenic granitoid

圖 5 花崗質(zhì)巖的R1-R2因子判別圖解Fig.5 R1-R2 factor diagram of metallogenic granitoid

與此同時(shí)，近年來(lái)在南北向分布的黑龍江群蛇綠混雜巖中發(fā)現(xiàn)了165～180 Ma的藍(lán)片巖的變質(zhì)年齡[26]，顯示東北地區(qū)在侏羅紀(jì)時(shí)期存在太平洋板塊俯沖作用；在研究區(qū)南部大黑山鉬礦鄰區(qū)的吉林中部天橋崗A型花崗巖的形成時(shí)代為182～188 Ma，也表明侏羅紀(jì)時(shí)該區(qū)具有伸展拉張的作用[27]，該俯沖作用使得已經(jīng)穩(wěn)定的小興安嶺—張廣才嶺成礦帶發(fā)生了局部的伸展拉張，導(dǎo)致加厚的巖石圈發(fā)生一定的拆沉效應(yīng)。在拉張伸展的過(guò)程中，深部軟流圈地幔開(kāi)始上涌和巖漿發(fā)生底侵作用，促使基性下地殼加熱而發(fā)生進(jìn)一步的熔融，最終在該成礦帶形成花崗巖和大量的成礦物質(zhì)，這些花崗巖與前述的富集大離子親石元素和虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素的俯沖帶地球化學(xué)特征吻合。因此小興安嶺—張廣才嶺成礦帶的鉬礦成巖成礦與侏羅紀(jì)太平洋板塊俯沖和佳木斯與松嫩地塊的拼合有著密切的關(guān)系。

5 結(jié)論

（1）鉬礦床的成礦巖石地球化學(xué)特征表現(xiàn)為過(guò)鋁質(zhì)—準(zhǔn)鋁質(zhì)，屬于高鉀鈣堿性系列巖石，整體表現(xiàn)出富集Rb、K、Th、U、Zr、Hf、Nd和明顯虧損Nb、P、Ti、Ba、Sr等元素的特征，有一定的負(fù)Eu異常，但矽卡巖型較斑巖型鉬礦表現(xiàn)出更明顯的負(fù)Eu異常，且Th、U、Nb、Ta、La、Ce、Sr、Nd、P元素表現(xiàn)出異常特征不明顯或相反，這應(yīng)與不同礦床類(lèi)型對(duì)應(yīng)的不同巖石組合有關(guān)。

（2）統(tǒng)計(jì)各典型鉬礦床不同巖石類(lèi)型、不同測(cè)試方法顯示該區(qū)成巖與成礦年齡多集中在168～187 Ma之間，均為早—中侏羅世。

（3）侏羅紀(jì)時(shí)期佳木斯板塊與松嫩板塊相互拼合，沿小興安嶺—張廣才嶺地區(qū)也存在典型的俯沖帶產(chǎn)物與造山后花崗巖，且該成礦帶內(nèi)花崗巖的構(gòu)造環(huán)境判別圖解均顯示火山弧花崗巖與同碰撞花崗巖的特點(diǎn)，綜合分析小興安嶺—張廣才嶺成礦帶的鉬礦成巖成礦與侏羅紀(jì)時(shí)期太平洋板塊俯沖和佳木斯與松嫩地塊的拼合有著密切的關(guān)系。

致謝：誠(chéng)摯的感謝所引用文獻(xiàn)的作者及單位對(duì)研究區(qū)成果所作出的貢獻(xiàn)！

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