地学前缘 ›› 2024, Vol. 31 ›› Issue (3): 170-198.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2023.2.78
柏铖璘1(), 谢桂青1,2,3,*(
), 赵俊康4, 李伟1, 朱乔乔2
收稿日期:
2023-02-02
修回日期:
2023-07-18
出版日期:
2024-05-25
发布日期:
2024-05-25
通信作者:
*谢桂青(1975—),男,教授,博士生导师,从事矿床模型与找矿预测的研究工作。E-mail: 作者简介:
柏铖璘(1997—),男,博士研究生,矿床学专业。E-mail: 3057220016@email.cugb.edu.cn
基金资助:
BAI Chenglin1(), XIE Guiqing1,2,3,*(
), ZHAO Junkang4, LI Wei1, ZHU Qiaoqiao2
Received:
2023-02-02
Revised:
2023-07-18
Online:
2024-05-25
Published:
2024-05-25
摘要:
多宝山矿田位于中亚造山带东段,是目前我国东北地区规模最大、成矿时代最老(477~470 Ma)的斑岩铜钼-浅成低温热液金成矿系统,已探明铜、钼、金储量分别可达5 Mt、0.16 Mt和130 t。从成矿系统角度,其成矿特征和矿床模型尚不清晰。本文系统分析了矿床的地质地球化学特征和成矿时代,发现该成矿系统存在两期成矿事件,以第一期为主,发生在早奥陶世;第二期为叠加成矿,发生在晚三叠世。成矿作用具有下部为隐爆角砾状铜矿化、中部为脉状铜矿化、上部为金矿化的空间结构特征,围岩蚀变从中心向两侧依次为钾化-黑云母化带、青磐岩化带、黏土化带、碳酸盐化带、绢英岩化带和硅化带。成矿流体主要来源于岩浆水,从多宝山斑岩铜矿到争光浅成热液金矿床呈现大气水加入比例增大的趋势。根据第一期成矿斑岩具有高Ce4+/Ce3+(174~461;均值约290)、高
中图分类号:
柏铖璘, 谢桂青, 赵俊康, 李伟, 朱乔乔. 试论中亚造山带东部多宝山矿田斑岩铜-浅成低温金系统成矿特征与矿床模型[J]. 地学前缘, 2024, 31(3): 170-198.
BAI Chenglin, XIE Guiqing, ZHAO Junkang, LI Wei, ZHU Qiaoqiao. Metallogenic characteristics and ore deposit model of porphyry copper-epithermal gold system in the Duobaoshan ore field, eastern margin of the Central Asian Orogenic Belt[J]. Earth Science Frontiers, 2024, 31(3): 170-198.
图1 中亚造山带构造位置图(A)、中国东北大地构造图(B)和大兴安岭地区地质与矿产分布图(C)(A据文献[11]修编;B据文献[12]修编;C据文献[13]修编)
Fig.1 Tectonic position of the Central Asian Orogenic Belt (CAOB) (A), tectonic sketch maps of Northeast China (B), and geological and mineral distribution map of the Greater Xing’an Range area (C). Modified after [12] for A, [11] for B, and [13] for C.
图2 多宝山矿田地质简图(A)和铜山与多宝山与争光矿区地质图(B-D) (A据文献[20]修编;B据文献[21]修编;C据文献[22]修编;D据文献[23]修编)
Fig.2 Geological map of the Duobaoshan ore field (A) and the Tongshan, Duobaoshan, and Zhengguang deposits (B-D). Modified after [20] for A, [21] for B, [22] for C, and [23] for D.
图3 铜山矿区1064号勘探线剖面图(A)、多宝山矿区66号勘探线剖面图(B)和争光矿区49275号勘探线剖面图(C)(A据文献[28]修编;B据文献[22]修编;C据文献[23]修编)
Fig.3 Cross-sections of the Tongshan deposit (No.1064) (A), the Duobaoshan deposit (No.66) (B), and the Zhengguang deposit (No. 49275) (C). Modified after [28] for A, [22] for B, and [23] for C.
矿床名称 | 地理位置 | 经纬度 | 已探明主矿产资源储量 | 平均品位 | ||
---|---|---|---|---|---|---|
多宝山铜钼矿床 | 黑龙江省嫩江县 | 125°47'12″,50°14'41″ | 铜306.1万t(超大型)、 钼12.1万t(大型) | Cu: 0.47%;Mo: 0.02% | ||
铜山铜钼矿床 | 黑龙江省嫩江县 | 125°49'27″,50°13'31″ | 铜168.8万t(超大型)、 钼4.3万t(中型) | Cu: 0.44%;Mo: 0.02% | ||
争光金矿床 | 黑龙江省黑河市 | 125°52'54″,50°12'06″ | 金>35 t(大型) | Au: 3.5 g/t | ||
矿床名称 | 伴生矿产资源 | 赋矿地层 | 成矿岩体 | 控矿构造 | ||
多宝山铜钼矿床 | 金(77.2 t)、银(1 727.3 t)、 铂(0.2 t)、硒(1 411 t)、 铼(75 t)、镉(137 t) | 奥陶系多宝山组 | 花岗闪长(斑)岩、 英云闪长岩 | NW向弧型构造带 | ||
铜山铜钼矿床 | 金(13.7 t)、银(382.3 t)、 锌(10.4万t)、铅(0.3万t)、 铼(24 t) | 奥陶系多宝山组 | 花岗闪长岩、英云闪长岩 | NW向反S型弧形构造带, 近EW向铜山断裂 | ||
争光金矿床 | 锌(8万t)、银(100 t) | 奥陶系多宝山组 | 闪长岩、闪长玢岩 | NE、NW向构造破碎带 | ||
矿床名称 | 矿体特征 | 金属矿物组合 | 矿石组构特征 | |||
多宝山铜钼矿床 | 不规则状、扁豆状、条带状、 透镜状矿体 | 黄铜矿、辉钼矿、斑铜矿、黄铁矿 | 它形-半自形粒状、交代残余结构; 细脉状、浸染状构造 | |||
铜山铜钼矿床 | 不规则状、扁豆状、透镜状矿体 | 黄铁矿、黄铜矿、 斑铜矿、辉钼矿 | 斑状结构、粒状结构、交代残余结构、 固溶体分离结构;浸染状、细脉状构造 | |||
争光金矿床 | 脉状、不规则脉状矿体 | 黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、 闪锌矿、自然金 | 它形-半自形粒装结构、固溶体分离结构、 交代残余结构;脉状、浸染状构造 | |||
矿床名称 | 围岩蚀变 | 矿床成因 | 参考文献 | |||
多宝山铜钼矿床 | 硅化、钾化、绢英岩化、 青磐岩化、碳酸盐化 | 斑岩型 | [ | |||
铜山铜钼矿床 | 硅化、黑云母化、钾长石化、绢云 母化、青磐岩化、伊利石-水白云 母化、黏土化 | 斑岩型 | [ | |||
争光金矿床 | 青磐岩化(面型)、硅化、绢云母化、 高岭土化、碳酸盐化 | 浅成低温热液型 | [ |
表1 多宝山矿田典型斑岩-浅成低温热液矿床特征一览表
Table 1 Overview of characteristics of typical porphyry-epithermal deposits in the Duobaoshan ore field
矿床名称 | 地理位置 | 经纬度 | 已探明主矿产资源储量 | 平均品位 | ||
---|---|---|---|---|---|---|
多宝山铜钼矿床 | 黑龙江省嫩江县 | 125°47'12″,50°14'41″ | 铜306.1万t(超大型)、 钼12.1万t(大型) | Cu: 0.47%;Mo: 0.02% | ||
铜山铜钼矿床 | 黑龙江省嫩江县 | 125°49'27″,50°13'31″ | 铜168.8万t(超大型)、 钼4.3万t(中型) | Cu: 0.44%;Mo: 0.02% | ||
争光金矿床 | 黑龙江省黑河市 | 125°52'54″,50°12'06″ | 金>35 t(大型) | Au: 3.5 g/t | ||
矿床名称 | 伴生矿产资源 | 赋矿地层 | 成矿岩体 | 控矿构造 | ||
多宝山铜钼矿床 | 金(77.2 t)、银(1 727.3 t)、 铂(0.2 t)、硒(1 411 t)、 铼(75 t)、镉(137 t) | 奥陶系多宝山组 | 花岗闪长(斑)岩、 英云闪长岩 | NW向弧型构造带 | ||
铜山铜钼矿床 | 金(13.7 t)、银(382.3 t)、 锌(10.4万t)、铅(0.3万t)、 铼(24 t) | 奥陶系多宝山组 | 花岗闪长岩、英云闪长岩 | NW向反S型弧形构造带, 近EW向铜山断裂 | ||
争光金矿床 | 锌(8万t)、银(100 t) | 奥陶系多宝山组 | 闪长岩、闪长玢岩 | NE、NW向构造破碎带 | ||
矿床名称 | 矿体特征 | 金属矿物组合 | 矿石组构特征 | |||
多宝山铜钼矿床 | 不规则状、扁豆状、条带状、 透镜状矿体 | 黄铜矿、辉钼矿、斑铜矿、黄铁矿 | 它形-半自形粒状、交代残余结构; 细脉状、浸染状构造 | |||
铜山铜钼矿床 | 不规则状、扁豆状、透镜状矿体 | 黄铁矿、黄铜矿、 斑铜矿、辉钼矿 | 斑状结构、粒状结构、交代残余结构、 固溶体分离结构;浸染状、细脉状构造 | |||
争光金矿床 | 脉状、不规则脉状矿体 | 黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、 闪锌矿、自然金 | 它形-半自形粒装结构、固溶体分离结构、 交代残余结构;脉状、浸染状构造 | |||
矿床名称 | 围岩蚀变 | 矿床成因 | 参考文献 | |||
多宝山铜钼矿床 | 硅化、钾化、绢英岩化、 青磐岩化、碳酸盐化 | 斑岩型 | [ | |||
铜山铜钼矿床 | 硅化、黑云母化、钾长石化、绢云 母化、青磐岩化、伊利石-水白云 母化、黏土化 | 斑岩型 | [ | |||
争光金矿床 | 青磐岩化(面型)、硅化、绢云母化、 高岭土化、碳酸盐化 | 浅成低温热液型 | [ |
图4 多宝山矿田流体包裹体均一温度和盐度图(A-C)与不同盐度NaCl-H2O体系沸腾曲线深度-温度图(D)(数据来源:铜山,据文献[4,8];多宝山,据文献[6,8,38];争光,据文献[4])
Fig.4 Homogenization temperature and salinity diagram of fluid inclusions in the Duobaoshan ore field (A-C) and depth-temperature diagram of boiling curve of NaCl-H2O system with different salinities in the Zhengguang deposit (D). Adapted from [4,6,8,38].
矿床名称 | 样品特征 | 矿物名称 | δ18OV-SMOW/‰ | δ18 | δD/‰ | T/℃ | 数据来源文献 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
多宝山 | 钾硅化阶段 | 石英 | 10.4 | 7.6 | -95.5 | 500 | [ |
钾硅化阶段 | 石英 | 10.9 | 8.1 | -94.4 | 500 | [ | |
钾硅化阶段 | 石英 | 10.0 | 7.2 | -87.2 | 500 | [ | |
硅钾化石英 | 石英 | 9.5 | 6.1 | -89.5 | 431 | [ | |
硅钾化石英 | 石英 | 9.2 | 5.8 | -88.4 | 431 | [ | |
钾硅化石英脉 | 石英 | 10.6 | 6.0 | -94.6 | 380 | [ | |
II阶段(Qtz-Py) | 石英 | 12.3 | 6.9 | -93.5 | 347 | [ | |
II阶段(Qtz-Py) | 石英 | 11.4 | 6.0 | -98.7 | 347 | [ | |
II阶段(Qtz-Py) | 石英 | 10.3 | 4.9 | -110.0 | 347 | [ | |
II阶段(Qtz-Py) | 石英 | 10.8 | 5.4 | -103.0 | 347 | [ | |
黄铜矿化石英 | 石英 | 9.1 | 2.2 | -97.0 | 300 | [ | |
黄铜矿化石英 | 石英 | 10.2 | 3.3 | -101.0 | 300 | [ | |
主成矿期石英 | 石英 | 11.3 | 4.5 | -105.0 | 300 | [ | |
III阶段(Qtz-Ccp-Mo) | 石英 | 12.5 | 5.1 | -99.2 | 286 | [ | |
III阶段(Qtz-Ccp-Mo) | 石英 | 12.1 | 4.7 | -92.4 | 286 | [ | |
III阶段(Qtz-Ccp-Mo) | 石英 | 11.6 | 4.2 | -83.4 | 286 | [ | |
III阶段(Qtz-Ccp-Mo) | 石英 | 11.9 | 4.5 | -89.7 | 286 | [ | |
绢英岩化-铜矿化阶段 | 石英 | 11.8 | 2.4 | -85.9 | 250 | [ | |
绢英岩化-铜矿化阶段 | 石英 | 12.0 | 2.6 | -102.0 | 250 | [ | |
绢英岩化-铜矿化阶段 | 石英 | 11.9 | 2.5 | -94.0 | 250 | [ | |
绢英岩化-铜矿化阶段 | 石英 | 12.8 | 3.4 | -99.5 | 250 | [ | |
绢英岩化-铜矿化阶段 | 石英 | 12.1 | 2.7 | -86.2 | 250 | [ | |
IV阶段(Qtz-Cal) | 石英 | 11.6 | -0.3 | -96.1 | 197 | [ | |
IV阶段(Qtz-Cal) | 石英 | 11.4 | -0.5 | -99.8 | 197 | [ | |
铜山 | II阶段(Qtz-Py) | 石英 | 11.4 | 6.1 | -92.7 | 350 | [ |
绢英岩化-铜矿化阶段 | 石英 | 11.3 | 1.9 | -101.0 | 250 | [ | |
绢英岩化-铜矿化阶段 | 石英 | 12.6 | 3.2 | -95.7 | 250 | [ | |
绢英岩化-铜矿化阶段 | 石英 | 12.1 | 2.7 | -104.0 | 250 | [ | |
绢英岩化-铜矿化阶段 | 石英 | 11.4 | 2.0 | -104.0 | 250 | [ | |
III阶段(Qtz-Ccp-Mo) | 石英 | 11.5 | 2.5 | -112.0 | 249 | [ | |
争光 | 贫矿闪长岩 | 石英 | 7.3 | -6.1 | -67.0 | 170 | [ |
贫矿绢云板岩 | 石英 | 12.1 | -1.2 | -63.0 | 176 | [ | |
富矿绢云板岩 | 石英 | 10.1 | -7.0 | -85.0 | 159 | [ | |
富矿凝灰熔岩 | 石英 | 6.6 | -0.6 | -73.0 | 150 | [ | |
富矿绢云板岩 | 石英 | 15.6 | -0.2 | -73.0 | 141 | [ | |
富矿绢云板岩 | 石英 | 14.2 | -4.2 | -79.0 | 133 | [ |
表3 多宝山矿田典型矿床H-O同位素特征
Table 3 H-O isotope characteristics of typical deposits in the Duobaoshan ore field
矿床名称 | 样品特征 | 矿物名称 | δ18OV-SMOW/‰ | δ18 | δD/‰ | T/℃ | 数据来源文献 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
多宝山 | 钾硅化阶段 | 石英 | 10.4 | 7.6 | -95.5 | 500 | [ |
钾硅化阶段 | 石英 | 10.9 | 8.1 | -94.4 | 500 | [ | |
钾硅化阶段 | 石英 | 10.0 | 7.2 | -87.2 | 500 | [ | |
硅钾化石英 | 石英 | 9.5 | 6.1 | -89.5 | 431 | [ | |
硅钾化石英 | 石英 | 9.2 | 5.8 | -88.4 | 431 | [ | |
钾硅化石英脉 | 石英 | 10.6 | 6.0 | -94.6 | 380 | [ | |
II阶段(Qtz-Py) | 石英 | 12.3 | 6.9 | -93.5 | 347 | [ | |
II阶段(Qtz-Py) | 石英 | 11.4 | 6.0 | -98.7 | 347 | [ | |
II阶段(Qtz-Py) | 石英 | 10.3 | 4.9 | -110.0 | 347 | [ | |
II阶段(Qtz-Py) | 石英 | 10.8 | 5.4 | -103.0 | 347 | [ | |
黄铜矿化石英 | 石英 | 9.1 | 2.2 | -97.0 | 300 | [ | |
黄铜矿化石英 | 石英 | 10.2 | 3.3 | -101.0 | 300 | [ | |
主成矿期石英 | 石英 | 11.3 | 4.5 | -105.0 | 300 | [ | |
III阶段(Qtz-Ccp-Mo) | 石英 | 12.5 | 5.1 | -99.2 | 286 | [ | |
III阶段(Qtz-Ccp-Mo) | 石英 | 12.1 | 4.7 | -92.4 | 286 | [ | |
III阶段(Qtz-Ccp-Mo) | 石英 | 11.6 | 4.2 | -83.4 | 286 | [ | |
III阶段(Qtz-Ccp-Mo) | 石英 | 11.9 | 4.5 | -89.7 | 286 | [ | |
绢英岩化-铜矿化阶段 | 石英 | 11.8 | 2.4 | -85.9 | 250 | [ | |
绢英岩化-铜矿化阶段 | 石英 | 12.0 | 2.6 | -102.0 | 250 | [ | |
绢英岩化-铜矿化阶段 | 石英 | 11.9 | 2.5 | -94.0 | 250 | [ | |
绢英岩化-铜矿化阶段 | 石英 | 12.8 | 3.4 | -99.5 | 250 | [ | |
绢英岩化-铜矿化阶段 | 石英 | 12.1 | 2.7 | -86.2 | 250 | [ | |
IV阶段(Qtz-Cal) | 石英 | 11.6 | -0.3 | -96.1 | 197 | [ | |
IV阶段(Qtz-Cal) | 石英 | 11.4 | -0.5 | -99.8 | 197 | [ | |
铜山 | II阶段(Qtz-Py) | 石英 | 11.4 | 6.1 | -92.7 | 350 | [ |
绢英岩化-铜矿化阶段 | 石英 | 11.3 | 1.9 | -101.0 | 250 | [ | |
绢英岩化-铜矿化阶段 | 石英 | 12.6 | 3.2 | -95.7 | 250 | [ | |
绢英岩化-铜矿化阶段 | 石英 | 12.1 | 2.7 | -104.0 | 250 | [ | |
绢英岩化-铜矿化阶段 | 石英 | 11.4 | 2.0 | -104.0 | 250 | [ | |
III阶段(Qtz-Ccp-Mo) | 石英 | 11.5 | 2.5 | -112.0 | 249 | [ | |
争光 | 贫矿闪长岩 | 石英 | 7.3 | -6.1 | -67.0 | 170 | [ |
贫矿绢云板岩 | 石英 | 12.1 | -1.2 | -63.0 | 176 | [ | |
富矿绢云板岩 | 石英 | 10.1 | -7.0 | -85.0 | 159 | [ | |
富矿凝灰熔岩 | 石英 | 6.6 | -0.6 | -73.0 | 150 | [ | |
富矿绢云板岩 | 石英 | 15.6 | -0.2 | -73.0 | 141 | [ | |
富矿绢云板岩 | 石英 | 14.2 | -4.2 | -79.0 | 133 | [ |
图5 多宝山矿田H-O-S-Pb-Re同位素地球化学图解(数据来源于文献[4-5,9-10,19,22,24-25,30,32,34,42⇓⇓⇓⇓⇓⇓-49]) A—石英流体包裹体H-O同位素组成图解,底图据文献[39];B—硫同位素组成分布与直方图,底图据文献[40];C,D—铅同位素增长曲线图,底图据文献[41];E—同位素年代分布直方图;F—成矿年龄与辉钼矿Re含量关系图。
Fig.5 Isotope geochemical characteristic diagrams of H-O-S-Pb-Re in the Duobaoshan ore field. Adapted from [4-5,9-10,19,22,24-25,30,32,34,42⇓⇓⇓⇓⇓⇓-49].
矿床名称 | 测试对象 | δ34SCDT/‰ | 资料来源 |
---|---|---|---|
多宝山 | 黄铜矿 | -4.7~-0.7 | [ |
黄铁矿 | -2.8~1.1 | ||
斑铜矿 | -3.1~-0.2 | ||
辉钼矿 | -0.6~0.7 | ||
辉铜矿 | 2.5 | ||
方铅矿 | -2.3 | ||
铜山 | 黄铜矿 | -3.6~-1.7 | [ |
黄铁矿 | -2.1~-0.4 | ||
争光 | 黄铁矿 | -12.1 | [ |
黄铁矿 | -8.9~-1.5 | ||
方铅矿 | -1.7 |
表4 多宝山矿田典型矿床S同位素特征
Table 4 S isotope characteristics of typical deposits in the Duobaoshan ore field
矿床名称 | 测试对象 | δ34SCDT/‰ | 资料来源 |
---|---|---|---|
多宝山 | 黄铜矿 | -4.7~-0.7 | [ |
黄铁矿 | -2.8~1.1 | ||
斑铜矿 | -3.1~-0.2 | ||
辉钼矿 | -0.6~0.7 | ||
辉铜矿 | 2.5 | ||
方铅矿 | -2.3 | ||
铜山 | 黄铜矿 | -3.6~-1.7 | [ |
黄铁矿 | -2.1~-0.4 | ||
争光 | 黄铁矿 | -12.1 | [ |
黄铁矿 | -8.9~-1.5 | ||
方铅矿 | -1.7 |
矿床名称 | 矿物岩石名称 | 206Pb/204Pb | 207Pb/204Pb | 208Pb/204Pb | 数据来源文献 |
---|---|---|---|---|---|
多宝山 | 黄铁矿 | 17.704 | 15.431 | 37.314 | [ |
黄铁矿 | 17.812 | 15,401 | 37.426 | [ | |
黄铜矿 | 17.677 | 15.390 | 37.156 | [ | |
黄铜矿 | 17.782 | 15.370 | 37.241 | [ | |
硫化物 | 17.996 | 15.568 | 37.707 | [ | |
黄铁矿 | 17.201 | 15.460 | 37.546 | [ | |
黄铜矿 | 17.941 | 15.454 | 37.243 | [ | |
黄铜矿 | 17.896 | 15.455 | 37.319 | [ | |
黄铁矿 | 17.887 | 15.483 | 36.974 | [ | |
黄铜矿 | 17.906 | 15.461 | 37.340 | [ | |
黄铁矿 | 17.859 | 15.448 | 37.331 | [ | |
黄铜矿 | 18.037 | 15.500 | 37.520 | [ | |
黄铁矿 | 17.985 | 15.475 | 37.431 | [ | |
黄铁矿 | 17.695 | 15.445 | 37.265 | [ | |
黄铁矿 | 17.840 | 15.496 | 37.449 | [ | |
黄铜矿 | 18.129 | 15.507 | 37.734 | [ | |
铜山 | 黄铁矿 | 17.827 | 15.406 | 37.201 | [ |
黄铁矿 | 18.067 | 15.551 | 37.999 | [ | |
黄铁矿 | 18.340 | 15.513 | 37.682 | [ | |
黄铁矿 | 18.453 | 15.525 | 37.638 | [ | |
黄铁矿 | 17.951 | 15.521 | 37.866 | [ | |
黄铁矿 | 17.591 | 15.449 | 37.280 | [ | |
黄铁矿 | 17.691 | 15.485 | 37.500 | [ | |
黄铜矿 | 17.682 | 15.480 | 37.402 | [ | |
黄铁矿 | 17.725 | 15.471 | 37.395 | [ | |
黄铁矿 | 17.710 | 15.479 | 37.425 | [ | |
黄铁矿 | 17.703 | 15.475 | 37.409 | [ | |
黄铁矿 | 17.798 | 15.495 | 37.520 | [ | |
争光 | 黄铁矿 | 17.573 | 15.432 | 37.231 | [ |
黄铁矿 | 17.572 | 15.424 | 37.206 | [ | |
黄铁矿 | 17.614 | 15.433 | 37.247 | [ | |
黄铁矿 | 17.629 | 15.486 | 37.418 | [ | |
黄铁矿 | 17.614 | 15.471 | 37.360 | [ | |
黄铁矿 | 17.594 | 15.441 | 37.264 | [ | |
多宝山组 地层 | 绢云板岩 | 17.660 | 15.490 | 37.380 | [ |
绢云板岩 | 17.950 | 15.360 | 37.020 | [ | |
绢云板岩 | 17.710 | 15.490 | 37.390 | [ | |
凝灰岩 | 18.390 | 15.590 | 37.700 | [ | |
凝灰熔岩 | 17.570 | 15.430 | 37.170 | [ | |
多宝山组安山质凝灰岩 | 17.635 | 15.484 | 37.360 | [ | |
多宝山组安山质凝灰岩 | 18.055 | 15.439 | 37.346 | [ | |
多宝山组安山质凝灰岩 | 18.392 | 15.586 | 37.697 | [ | |
多宝山组安山质凝灰岩 | 17.676 | 15.438 | 37.264 | [ |
表5 多宝山矿田典型矿床Pb同位素特征
Table 5 Pb isotope characteristics of typical deposits in the Duobaoshan ore field
矿床名称 | 矿物岩石名称 | 206Pb/204Pb | 207Pb/204Pb | 208Pb/204Pb | 数据来源文献 |
---|---|---|---|---|---|
多宝山 | 黄铁矿 | 17.704 | 15.431 | 37.314 | [ |
黄铁矿 | 17.812 | 15,401 | 37.426 | [ | |
黄铜矿 | 17.677 | 15.390 | 37.156 | [ | |
黄铜矿 | 17.782 | 15.370 | 37.241 | [ | |
硫化物 | 17.996 | 15.568 | 37.707 | [ | |
黄铁矿 | 17.201 | 15.460 | 37.546 | [ | |
黄铜矿 | 17.941 | 15.454 | 37.243 | [ | |
黄铜矿 | 17.896 | 15.455 | 37.319 | [ | |
黄铁矿 | 17.887 | 15.483 | 36.974 | [ | |
黄铜矿 | 17.906 | 15.461 | 37.340 | [ | |
黄铁矿 | 17.859 | 15.448 | 37.331 | [ | |
黄铜矿 | 18.037 | 15.500 | 37.520 | [ | |
黄铁矿 | 17.985 | 15.475 | 37.431 | [ | |
黄铁矿 | 17.695 | 15.445 | 37.265 | [ | |
黄铁矿 | 17.840 | 15.496 | 37.449 | [ | |
黄铜矿 | 18.129 | 15.507 | 37.734 | [ | |
铜山 | 黄铁矿 | 17.827 | 15.406 | 37.201 | [ |
黄铁矿 | 18.067 | 15.551 | 37.999 | [ | |
黄铁矿 | 18.340 | 15.513 | 37.682 | [ | |
黄铁矿 | 18.453 | 15.525 | 37.638 | [ | |
黄铁矿 | 17.951 | 15.521 | 37.866 | [ | |
黄铁矿 | 17.591 | 15.449 | 37.280 | [ | |
黄铁矿 | 17.691 | 15.485 | 37.500 | [ | |
黄铜矿 | 17.682 | 15.480 | 37.402 | [ | |
黄铁矿 | 17.725 | 15.471 | 37.395 | [ | |
黄铁矿 | 17.710 | 15.479 | 37.425 | [ | |
黄铁矿 | 17.703 | 15.475 | 37.409 | [ | |
黄铁矿 | 17.798 | 15.495 | 37.520 | [ | |
争光 | 黄铁矿 | 17.573 | 15.432 | 37.231 | [ |
黄铁矿 | 17.572 | 15.424 | 37.206 | [ | |
黄铁矿 | 17.614 | 15.433 | 37.247 | [ | |
黄铁矿 | 17.629 | 15.486 | 37.418 | [ | |
黄铁矿 | 17.614 | 15.471 | 37.360 | [ | |
黄铁矿 | 17.594 | 15.441 | 37.264 | [ | |
多宝山组 地层 | 绢云板岩 | 17.660 | 15.490 | 37.380 | [ |
绢云板岩 | 17.950 | 15.360 | 37.020 | [ | |
绢云板岩 | 17.710 | 15.490 | 37.390 | [ | |
凝灰岩 | 18.390 | 15.590 | 37.700 | [ | |
凝灰熔岩 | 17.570 | 15.430 | 37.170 | [ | |
多宝山组安山质凝灰岩 | 17.635 | 15.484 | 37.360 | [ | |
多宝山组安山质凝灰岩 | 18.055 | 15.439 | 37.346 | [ | |
多宝山组安山质凝灰岩 | 18.392 | 15.586 | 37.697 | [ | |
多宝山组安山质凝灰岩 | 17.676 | 15.438 | 37.264 | [ |
矿床名称 | 模式年龄/Ma | w(Re)/10-6 | 数据来源文献 |
---|---|---|---|
多宝山 | 521~507 | 303.2~567.0 | [ |
482.6 | 406.8 | [ | |
483~469 | 399.0~729.4 | [ | |
480~447 | 121.7~887.6 | [ | |
铜山 | 505~476 | 497.0~822.0 | [ |
476.6 | 1 159.0 | [ | |
475~471 | 151.8~1 650.8 | [ | |
232.8 | 312.5 | [ | |
争光 | 484~476 | 295.9~394.7 | [ |
表6 多宝山矿田典型矿床Re同位素特征
Table 6 Re isotope characteristics of typical deposits in the Duobaoshan ore field
矿床名称 | 模式年龄/Ma | w(Re)/10-6 | 数据来源文献 |
---|---|---|---|
多宝山 | 521~507 | 303.2~567.0 | [ |
482.6 | 406.8 | [ | |
483~469 | 399.0~729.4 | [ | |
480~447 | 121.7~887.6 | [ | |
铜山 | 505~476 | 497.0~822.0 | [ |
476.6 | 1 159.0 | [ | |
475~471 | 151.8~1 650.8 | [ | |
232.8 | 312.5 | [ | |
争光 | 484~476 | 295.9~394.7 | [ |
图6 全球斑岩-浅成低温热液型铜钼金矿床分布与显生宙成矿时代示意图(据文献[52-53]修改)
Fig.6 Global distribution of porphyry-epithermal copper, molybdenum, and gold mineralization and Phanerozoic metallogenic age statistical diagram. Modified after [52-53].
矿床名称 | 测试对象 | 测试方法 | 年龄/Ma | 成岩成矿时代 | 参考文献 |
---|---|---|---|---|---|
多宝山 | 辉钼矿 | Re-Os同位素测年 | 521~507 | 寒武纪 | [ |
辉钼矿 | Re-Os同位素测年 | 486±4 | 早奥陶世 | [ | |
辉钼矿 | Re-Os同位素测年 | 476±8 | 早奥陶世 | [ | |
辉钼矿 | Re-Os同位素测年 | 477±3 | 早奥陶世 | [ | |
玄武岩 | LA-ICP-MS | 506±3 | 寒武纪 | [ | |
超镁铁质岩石 | LA-ICP-MS | 497±6 | 寒武纪 | [ | |
流纹斑岩 | LA-ICP-MS | 491±5 | 寒武纪 | [ | |
黑云母花岗闪长岩 | LA-ICP-MS/SHRIMP | 484±4 | 早奥陶世 | [ | |
花岗闪长斑岩 | LA-ICP-MS/SIMS | 475±5 | 早奥陶世 | [ | |
花岗闪长岩 | LA-ICP-MS/SHRIMP | 480~475 | 早奥陶世 | [ | |
英云闪长岩 | LA-ICP-MS/SHRIMP | 231~223 | 中晚三叠世 | [ | |
花岗闪长岩 | LA-ICP-MS | 128±1 | 早白垩世 | [ | |
蚀变安山岩 | LA-ICP-MS | 127±1 | 早白垩世 | [ | |
铜山 | 辉钼矿 | Re-Os同位素测年 | 477±7 | 早奥陶世 | [ |
辉钼矿 | Re-Os同位素测年 | 473±4 | 早奥陶世 | [ | |
辉钼矿/黄铜矿/黄铁矿 | Re-Os同位素测年 | 477~470 | 早奥陶世 | [ | |
辉钼矿 | Re-Os同位素测年 | 476±1 | 早奥陶世 | [ | |
辉钼矿 | Re-Os同位素测年 | 229±4 | 中三叠世 | [ | |
花岗闪长岩 | LA-ICP-MS | 478~476 | 早奥陶世 | [ | |
英云闪长岩 | LA-ICP-MS | 479~461 | 早中奥陶世 | [ | |
花岗闪长斑岩 | LA-ICP-MS | 474±2 | 早奥陶世 | [ | |
斑状花岗岩 | LA-ICP-MS | 241~231 | 中三叠世 | [ | |
英云闪长岩 | LA-ICP-MS | 214±3 | 晚三叠世 | [ | |
争光 | 辉钼矿 | Re-Os同位素测年 | 506±44 | 寒武纪 | [ |
辉钼矿 | Re-Os同位素测年 | 475±8 | 早奥陶世 | [ | |
辉钼矿 | Re-Os同位素测年 | 246±6 | 早三叠世 | [ | |
闪长岩/闪长玢岩 | LA-ICP-MS | 492~481 | 早奥陶世 | [ | |
英安斑岩 | LA-ICP-MS | 481~480 | 早奥陶世 | [ | |
闪长岩/闪长玢岩 | LA-ICP-MS | 478~469 | 早中奥陶世 | [ | |
英云闪长斑岩 | LA-ICP-MS | 462±2 | 中奥陶世 | [ | |
闪长岩/闪长玢岩 | LA-ICP-MS | 440~436 | 早志留世 | [ | |
花岗闪长斑岩 | LA-ICP-MS | 436±2 | 早志留世 | [ | |
闪长玢岩 | LA-ICP-MS | 292±6 | 中二叠世 | [ |
表7 多宝山矿田典型矿床成岩成矿同位素年代统计表
Table 7 Statistics of isotopic ages of diagenesis and mineralization of typical deposits in the Duobaoshan ore field
矿床名称 | 测试对象 | 测试方法 | 年龄/Ma | 成岩成矿时代 | 参考文献 |
---|---|---|---|---|---|
多宝山 | 辉钼矿 | Re-Os同位素测年 | 521~507 | 寒武纪 | [ |
辉钼矿 | Re-Os同位素测年 | 486±4 | 早奥陶世 | [ | |
辉钼矿 | Re-Os同位素测年 | 476±8 | 早奥陶世 | [ | |
辉钼矿 | Re-Os同位素测年 | 477±3 | 早奥陶世 | [ | |
玄武岩 | LA-ICP-MS | 506±3 | 寒武纪 | [ | |
超镁铁质岩石 | LA-ICP-MS | 497±6 | 寒武纪 | [ | |
流纹斑岩 | LA-ICP-MS | 491±5 | 寒武纪 | [ | |
黑云母花岗闪长岩 | LA-ICP-MS/SHRIMP | 484±4 | 早奥陶世 | [ | |
花岗闪长斑岩 | LA-ICP-MS/SIMS | 475±5 | 早奥陶世 | [ | |
花岗闪长岩 | LA-ICP-MS/SHRIMP | 480~475 | 早奥陶世 | [ | |
英云闪长岩 | LA-ICP-MS/SHRIMP | 231~223 | 中晚三叠世 | [ | |
花岗闪长岩 | LA-ICP-MS | 128±1 | 早白垩世 | [ | |
蚀变安山岩 | LA-ICP-MS | 127±1 | 早白垩世 | [ | |
铜山 | 辉钼矿 | Re-Os同位素测年 | 477±7 | 早奥陶世 | [ |
辉钼矿 | Re-Os同位素测年 | 473±4 | 早奥陶世 | [ | |
辉钼矿/黄铜矿/黄铁矿 | Re-Os同位素测年 | 477~470 | 早奥陶世 | [ | |
辉钼矿 | Re-Os同位素测年 | 476±1 | 早奥陶世 | [ | |
辉钼矿 | Re-Os同位素测年 | 229±4 | 中三叠世 | [ | |
花岗闪长岩 | LA-ICP-MS | 478~476 | 早奥陶世 | [ | |
英云闪长岩 | LA-ICP-MS | 479~461 | 早中奥陶世 | [ | |
花岗闪长斑岩 | LA-ICP-MS | 474±2 | 早奥陶世 | [ | |
斑状花岗岩 | LA-ICP-MS | 241~231 | 中三叠世 | [ | |
英云闪长岩 | LA-ICP-MS | 214±3 | 晚三叠世 | [ | |
争光 | 辉钼矿 | Re-Os同位素测年 | 506±44 | 寒武纪 | [ |
辉钼矿 | Re-Os同位素测年 | 475±8 | 早奥陶世 | [ | |
辉钼矿 | Re-Os同位素测年 | 246±6 | 早三叠世 | [ | |
闪长岩/闪长玢岩 | LA-ICP-MS | 492~481 | 早奥陶世 | [ | |
英安斑岩 | LA-ICP-MS | 481~480 | 早奥陶世 | [ | |
闪长岩/闪长玢岩 | LA-ICP-MS | 478~469 | 早中奥陶世 | [ | |
英云闪长斑岩 | LA-ICP-MS | 462±2 | 中奥陶世 | [ | |
闪长岩/闪长玢岩 | LA-ICP-MS | 440~436 | 早志留世 | [ | |
花岗闪长斑岩 | LA-ICP-MS | 436±2 | 早志留世 | [ | |
闪长玢岩 | LA-ICP-MS | 292±6 | 中二叠世 | [ |
矿床与成矿深度分类 | 构造环境 | 岩浆岩 | 矿体及矿石特征 | 热液蚀变 |
---|---|---|---|---|
浅成(0.5~2 km) | 岛弧、陆缘弧和陆-陆碰撞造山环境 | 角砾岩、英安斑岩、英云闪长斑岩、黑云母二长花岗斑岩、花岗闪长斑岩、石英闪长斑岩 | 矿体呈透镜体、板柱状;组构为细脉浸染状、网脉状、角砾状,还发育单向固结结构(UST)、梳状构造 | 高级泥化、绢云母化、硅化、钾化 |
中成(≥2~6 km) | 陆缘弧和陆-陆碰撞造山环境以及板内环境 | 角砾岩、石英斑岩、石英闪长斑岩、花岗闪长斑岩、花岗二长斑岩、煌斑岩 | 矿体呈透镜状、脉状;矿石组构为细脉浸染状、块状、网脉状 | 钾化、青磐岩化、泥化、黄铁绢云母化、黑云母化、电气石化、夕卡岩化 |
深成(≥6 km) | 陆源弧环境 | 石英二长斑岩、花岗闪长斑岩、花岗二长斑岩 | 矿体呈柱状、脉状;矿石组构为块状、细脉浸染状、网脉状 | 钾化、黄铁绢云母化、青磐岩化、云英岩化、黄玉-石英云英岩化 |
本文 | 岛弧环境 | 花岗闪长岩、英云闪长岩、花岗闪长斑岩 | 矿体为透镜状、扁豆状、条带状、不规则状;矿石组构为细脉状、浸细脉浸染状 | 硅化、钾化、黑云母化、绢英岩化、青磐岩化、伊利石-水白云母化、碳酸盐化、黏土化 |
矿床与成矿深度分类 | 典型特征 | 成矿体系特征 | 成矿机制 | 矿床实例 |
浅成(0.5~2 km) | 斑岩金-斑岩铜金-斑岩铜矿床;Cu/Au(摩尔比)<40 000 | H2O-NaCl、低密度富气和含多个NaCl子晶包裹体(盐度较高,可达80%) | 流体混合、沸腾作用 | Refugio(智利)、Batu Hijau(印度尼西亚)、Lepanto(菲律宾) |
中成(≥2~6 km) | 斑岩铜-斑岩铜钼-斑岩钼矿床;Cu/Au(摩尔比)=10 000~40 000 | H2O-NaCl和H2O-NaCl-CO2 体系、高密度富气和含单个NaCl子晶包裹体、盐度相对较高(35%~80%) | 流体混合、不混溶作用 | Salvador(智利)、Teniente(智利)、Yerington(美国)、Bingham(美国)、Hall(美国)、玉龙(中国)、德兴(中国) |
深成(≥6 km) | 斑岩铜钼-斑岩钼-斑岩钨锡矿;Cu/Au(摩尔比)>100 000 | 富CO2、盐度低(<40%) | 流体不混溶作用 | Resolution(美国) |
本文 | 斑岩型铜钼(金)矿床;Cu/Au(摩尔比)=12 263~39 740 | H2O-CO2-NaCl体系、中高盐度 | 流体混合、不混溶作用 | 铜山、多宝山(多宝山矿田) |
表8 多宝山地区与国内外斑岩型矿床成矿深度对比
Table 8 Comparison of metallogenic depth between the Duobaoshan ore field and typical porphyry deposits at home and abroad
矿床与成矿深度分类 | 构造环境 | 岩浆岩 | 矿体及矿石特征 | 热液蚀变 |
---|---|---|---|---|
浅成(0.5~2 km) | 岛弧、陆缘弧和陆-陆碰撞造山环境 | 角砾岩、英安斑岩、英云闪长斑岩、黑云母二长花岗斑岩、花岗闪长斑岩、石英闪长斑岩 | 矿体呈透镜体、板柱状;组构为细脉浸染状、网脉状、角砾状,还发育单向固结结构(UST)、梳状构造 | 高级泥化、绢云母化、硅化、钾化 |
中成(≥2~6 km) | 陆缘弧和陆-陆碰撞造山环境以及板内环境 | 角砾岩、石英斑岩、石英闪长斑岩、花岗闪长斑岩、花岗二长斑岩、煌斑岩 | 矿体呈透镜状、脉状;矿石组构为细脉浸染状、块状、网脉状 | 钾化、青磐岩化、泥化、黄铁绢云母化、黑云母化、电气石化、夕卡岩化 |
深成(≥6 km) | 陆源弧环境 | 石英二长斑岩、花岗闪长斑岩、花岗二长斑岩 | 矿体呈柱状、脉状;矿石组构为块状、细脉浸染状、网脉状 | 钾化、黄铁绢云母化、青磐岩化、云英岩化、黄玉-石英云英岩化 |
本文 | 岛弧环境 | 花岗闪长岩、英云闪长岩、花岗闪长斑岩 | 矿体为透镜状、扁豆状、条带状、不规则状;矿石组构为细脉状、浸细脉浸染状 | 硅化、钾化、黑云母化、绢英岩化、青磐岩化、伊利石-水白云母化、碳酸盐化、黏土化 |
矿床与成矿深度分类 | 典型特征 | 成矿体系特征 | 成矿机制 | 矿床实例 |
浅成(0.5~2 km) | 斑岩金-斑岩铜金-斑岩铜矿床;Cu/Au(摩尔比)<40 000 | H2O-NaCl、低密度富气和含多个NaCl子晶包裹体(盐度较高,可达80%) | 流体混合、沸腾作用 | Refugio(智利)、Batu Hijau(印度尼西亚)、Lepanto(菲律宾) |
中成(≥2~6 km) | 斑岩铜-斑岩铜钼-斑岩钼矿床;Cu/Au(摩尔比)=10 000~40 000 | H2O-NaCl和H2O-NaCl-CO2 体系、高密度富气和含单个NaCl子晶包裹体、盐度相对较高(35%~80%) | 流体混合、不混溶作用 | Salvador(智利)、Teniente(智利)、Yerington(美国)、Bingham(美国)、Hall(美国)、玉龙(中国)、德兴(中国) |
深成(≥6 km) | 斑岩铜钼-斑岩钼-斑岩钨锡矿;Cu/Au(摩尔比)>100 000 | 富CO2、盐度低(<40%) | 流体不混溶作用 | Resolution(美国) |
本文 | 斑岩型铜钼(金)矿床;Cu/Au(摩尔比)=12 263~39 740 | H2O-CO2-NaCl体系、中高盐度 | 流体混合、不混溶作用 | 铜山、多宝山(多宝山矿田) |
图7 多宝山地区成矿深度与剥蚀程度示意图(A)、不同斑岩铜矿剥蚀程度与地表蚀变矿化对应位置示意图(B)(据文献[63]修改)
Fig.7 Schematic diagram of mineralization depth and denudation degree in the Duobaoshan ore field (A) and schematic diagram showing the degree of denudation in major porphyry copper deposits and the corresponding alteration and mineralization positions at the denudation surface (B). Modified after [63].
图8 全球范围斑岩铜-浅成低温热液金矿床逆断层制约矿体保存的统计示意图(全球地形底图据www.ngdc.noaa.gov/mgg/global.) (数据来源:铜山,本文;Oyu Tolgoi,据文献[56];Tsagaan Suvarga,据文献[67];多不杂,据文献[72];铁格隆南,据文献[72];Cukaru Peki, 据文献[68];Resolution和Ray,据文献[65,71];Camaguey,据文献[69];Chuquicamata,据文献[70])
Fig.8 Schematic map showing that reverse faults restricting the preservation of ore bodies in porphyry-epithermal deposits worldwide (Global topographic map is from www.ngdc.noaa.gov/mgg/global.). Data sources: Tongshan (this study); Oyu Tolgoi, from [56]; Tsagaan Suvarga, from [67]; Duobuzha, from [72]; Teglonan, from [72]; Cukaru Peki, from [68]; Resolution and Ray, from [65,71]; Camaguey, from [69]; Chuquicamata, from [70].
图9 多宝山矿田古生代成矿斑岩地球化学图解(数据来源:文献[4,18,22,45,74-75]) A—SiO2-(Na2O + K2O)投点图(底图据文献[77]);B— SiO2-K2O投点图(底图据文献[78]);C—成矿岩体球粒陨石标准化稀土元素配分模式;D—原始地幔标准化微量元素蛛网图解(标准化数据来源于文献[76])。
Fig.9 Geochemical diagrams of Paleozoic porphyry in the Duobaoshan ore field. Data from [4,18,22,45,74-75].
图10 多宝山矿田古生代成矿斑岩岩石成因与构造判别图解(数据来自文献[4,18,22,45,74-75]) A—Sr/Y-Y图解(底图据文献[79]);B—R1-R2构造判别图解(底图据文献[80]);C—Ta/Yb-Th/Yb图解(底图据文献[81]);D—Rb-Hf-Ta图解(底图据文献[81]);E—Mg#-SiO2图解(底图据文献[82]);F—MgO-SiO2图解(底图据文献[82])。
Fig.10 Petrogenesis and tectonic discrimination diagrams of Paleozoic porphyry in the Duobaoshan ore field. Data from [4,18,22,45,74-75].
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表10 中亚造山带古生代斑岩型铜钼(金)矿床成矿斑岩体锆石微量元素地球化学特征统计表
Table 10 Statistical table of the zircon trace element geochemical characteristics of ore-forming porphyry in Paleozoic porphyry copper-molybdenum-gold deposits in the CAOB
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图11 中亚造山带古生代斑岩型铜钼金矿床金属资源量与样品号示意图(A)、$\lg f_{\mathrm{O}_{2}}$与T(℃)关系图(B)、成矿规模与ΔFMQ值关系图(C)和Ce4+/Ce3+-Eu/Eu*图解(D)(数据来源:文献[4,56-57,87-88])
Fig.11 Sketch map of metal resources and sample numbers of Paleozoic porphyry copper-molybdenum-gold deposits in the Central Asian Orogenic Belt (A); The relationship between $\lg f_{\mathrm{O}_{2}}$ and T(℃) (B); The relationship between metallogenic scale and ΔFMQ value (C); Ce4+/Ce2+-Eu/Eu* plot (D). Data from [4,56-57,87-88].
图12 多宝山矿田斑岩-浅成低温热液成矿系统的矿床模型图(A)和古生代成矿动力学模式图(B)(据文献[2]修改)
Fig.12 Porphyry-epithermal metallogenic model (A) and Paleozoic metallogenic dynamic model diagram (B) of the Duobaoshan ore field. Modified after [2].
[1] | 黑龙江省地质矿产局. 黑龙江省区域地质志[M]. 北京: 地质出版社, 1993. |
[2] | 孙景贵, 邢树文, 郑庆道. 中国东北部陆缘有色、贵金属矿床的地质、地球化学[M]. 长春: 吉林大学出版社, 2006. |
[3] | WINDLEY B F, ALEXEIEV D, XIAO W J, et al. Tectonic models for accretion of the Central Asian Orogenic Belt[J]. Journal of the Geological Society, 2007, 164(1): 31-47. |
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