張浩文 王可勇 馬萬(wàn)里 孫清飛 趙晨光

摘要：五道溝地區(qū)地處中亞造山帶東部，黑河—賀根山斷裂西北部，構(gòu)造、巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，主要發(fā)育印支期侵入體和2組北東向斷裂，為金礦化提供了有利的地質(zhì)條件。該地區(qū)金礦化以石英脈型為主，成礦作用可分為石英-黃鐵礦-自然金階段（Ⅰ）、石英-黃鐵礦-黃銅礦-閃鋅礦階段（Ⅱ）、方解石-貧硫化物階段（Ⅲ）3個(gè)階段，且伴隨綠泥石化和絹云母化蝕變。流體包裹體研究結(jié)果表明：主要發(fā)育氣液兩相包裹體（L型）、含CO2包裹體（C型）和富氣相包裹體（V型）3種類型包裹體;成礦Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ階段由中高溫、中等鹽度的CO2-NaCl-H2O體系逐漸演化為低溫、低鹽度的NaCl-H2O體系，期間壓力驟降引發(fā)的流體沸騰作用是金屬礦物沉淀的主要原因。氫-氧同位素測(cè)試結(jié)果表明：δDV-SMOW與δ18OH2O分別為-128.5 ‰～-99.6 ‰和-2.3 ‰～6.5 ‰，暗示成礦流體主要來(lái)源于巖漿水，同時(shí)伴隨少量的大氣降水混入。

關(guān)鍵詞：金礦化特征;熱液脈型金礦化;流體包裹體;五道溝地區(qū);黑龍江省

中圖分類號(hào)：TD11 P618.51文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

文章編號(hào)：1001-1277（2021）12-0013-07doi：10.11792/hj20211203

五道溝地區(qū)地處中國(guó)東北，與俄羅斯遠(yuǎn)東和蒙古國(guó)東部接壤，構(gòu)造上位于中亞造山帶東部，處于多寶山礦集區(qū)東側(cè)，為多寶山礦集區(qū)內(nèi)重要的、具有找礦潛力的遠(yuǎn)景區(qū)。該地區(qū)自古生代以來(lái)經(jīng)歷了古亞洲洋、蒙古—鄂霍茨克洋等構(gòu)造域的疊加、轉(zhuǎn)換過(guò)程[1-7]，特殊的構(gòu)造位置賦予了其良好的成礦潛力[8-12]。自2007年起，五道溝地區(qū)進(jìn)入勘查階段，但目前該地區(qū)的研究程度極低，對(duì)金礦化類型、成礦流體來(lái)源及演化、礦床成因及構(gòu)造背景均缺乏系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。因此，本文通過(guò)對(duì)五道溝地區(qū)金礦化中發(fā)育的流體包裹體和石英、方解石中的氫-氧同位素進(jìn)行研究，確定流體特征和礦床成因，為今后該地區(qū)找礦工作提供理論支持。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

五道溝地區(qū)位于興安地塊東北部，黑河—賀根山斷裂西北部（見(jiàn)圖1-A）[13]。該區(qū)域出露地層主要為奧陶系銅山組、多寶山組和志留系黃花溝組、臥都河組，少量泥盆系泥鰍河組，以及石炭系、二疊系、白堊系、新近系、侏羅系、第四系（見(jiàn)圖1-B）。其中，奧陶系銅山組和多寶山組被認(rèn)為是金屬礦床的主要賦礦層位。

前人研究表明，多寶山礦集區(qū)巖漿巖按侵入時(shí)代可劃分為5期（早寒武世—早志留世、晚石炭—早二疊世、早—晚三疊世、早—晚侏羅世及早白堊世）[14]。其中，早寒武世—早志留世的巖漿活動(dòng)與區(qū)域內(nèi)多寶山—銅山一帶的Cu-Mo-Au斑巖-淺成低溫?zé)嵋盒偷V化密切相關(guān);早—晚侏羅世的巖漿活動(dòng)與區(qū)域內(nèi)小多寶山和三礦溝矽卡巖型Fe-Cu礦化密切相關(guān)。

多寶山礦集區(qū)整體處于由北北東向和北東向斷裂所控制的北西向弧形構(gòu)造（三礦溝—多寶山—裸河斷裂[15-17]）內(nèi)，由一系列擠壓走滑斷裂和小褶皺組成[8，18]。同時(shí)還存在大量北東向和近東西向斷裂，這些橫切構(gòu)造構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)[19-22]。

2 五道溝地區(qū)地質(zhì)特征

五道溝地區(qū)植被覆蓋嚴(yán)重，基巖出露較少，主要見(jiàn)巖漿侵入體，巖性為堿長(zhǎng)花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖和閃長(zhǎng)巖（見(jiàn)圖2-A）。根據(jù)其侵入時(shí)代可將侵入巖分為海西期與印支期，海西期主要形成二長(zhǎng)花崗巖和堿長(zhǎng)花崗巖，其在礦區(qū)內(nèi)廣泛分布;印支期（225～250 Ma）形成的閃長(zhǎng)巖分布在東北部，侵位于二長(zhǎng)花崗巖和堿長(zhǎng)花崗巖接觸帶附近，閃長(zhǎng)巖呈塊狀構(gòu)造，主要由斜長(zhǎng)石（55 %～65 %）、角閃石（10 %～20 %）、黑云母（5 %～10 %）、石英（2 %～5 %）組成。礦區(qū)內(nèi)主要發(fā)育2組北東向斷裂，分別位于中部和西南部，部

分礦體切穿堿長(zhǎng)花崗巖和二長(zhǎng)花崗巖，說(shuō)明金礦化的形成晚于堿長(zhǎng)花崗巖和二長(zhǎng)花崗巖的侵入時(shí)間。閃長(zhǎng)巖的侵位產(chǎn)狀與礦體產(chǎn)狀近似，認(rèn)為金礦化與閃長(zhǎng)巖密切相關(guān)。礦體產(chǎn)出嚴(yán)格受斷裂控制，多呈脈狀、細(xì)脈狀，符合熱液脈型金礦化特征。

礦體主要賦存于二長(zhǎng)花崗巖中（見(jiàn)圖2-B）。礦區(qū)分為南、北2個(gè)礦段，北礦段已發(fā)現(xiàn)超過(guò)15條礦體，礦體多位于五道溝地區(qū)中部，長(zhǎng)度為33～170 m，傾向?yàn)?00°～340°，傾角為50°～60°，厚度為0.58～2.93 m，金品位為0.51×10-6～3.77×10-6;南礦段已發(fā)現(xiàn)5條礦體，礦體多位于五道溝地區(qū)南部，長(zhǎng)度為37～143 m，傾向?yàn)?90°～310°，傾角為55°～72°，厚度為0.91～2.43 m，金品位為0.53×10-6～3.61×10-6。

礦石中金屬礦物主要為黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦和斑銅礦（見(jiàn)圖3），非金屬礦物主要有石英、方解石、絹云母等。礦石結(jié)構(gòu)有半自形結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要為細(xì)脈浸染狀構(gòu)造，其次為塊狀構(gòu)造和細(xì)脈狀構(gòu)造。礦體兩側(cè)主要發(fā)育綠泥石化及絹云母化，局部可見(jiàn)綠簾石化和碳酸鹽化。

根據(jù)礦物組合、圍巖蝕變及礦物相互穿切關(guān)系，五道溝地區(qū)金礦化的形成可劃分為3個(gè)階段：石英-黃鐵礦-自然金階段（Ⅰ）、石英-黃鐵礦-黃銅礦-閃鋅礦階段（Ⅱ）、方解石-貧硫化物階段（Ⅲ）（見(jiàn)表1）。

成礦Ⅰ階段為主要成礦階段，同時(shí)有黃鐵礦、黃銅礦等金屬硫化物富集沉淀，該階段常伴有綠泥石化、綠簾石化和絹云母化等熱液蝕變現(xiàn)象。成礦Ⅱ階段以黃銅礦、閃鋅礦及微量斑銅礦等金屬硫化物發(fā)育為特征，伴有絹云母化等熱液蝕變現(xiàn)象。成礦Ⅲ階段為成礦作用后期，以發(fā)育方解石為特征，伴有少量的石英產(chǎn)出，礦化較弱，且常穿切成礦Ⅰ、Ⅱ階段的石英-硫化物脈。

3 樣品采集與分析方法

3.1 流體包裹體

本次在吉林大學(xué)地質(zhì)流體重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)石英和方解石中的流體包裹體進(jìn)行了詳細(xì)研究。采用Linkam THMSG-600型冷熱臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)，其測(cè)溫區(qū)間為-180 ℃～300 ℃時(shí)，精度為±0.2 ℃;>300 ℃時(shí)，精度為±2 ℃。通過(guò)純水的冰點(diǎn)（0 ℃）進(jìn)行校準(zhǔn)，確保了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

3.2 氫-氧同位素

氫-氧同位素試驗(yàn)在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試研究中心完成，質(zhì)譜儀型號(hào)為MAT-253。氧同位素分析使用10～20 mg石英顆粒，采用常規(guī)的BrF5分析法。氫同位素則通過(guò)石英樣品中流體包裹體的爆裂來(lái)測(cè)定。氫、氧同位素分析采用標(biāo)準(zhǔn)平均海水作為參考，分析精度分別為±1 ‰、±0.2 ‰[23-24]。

4 分析結(jié)果

4.1 流體包裹體巖相學(xué)特征

根據(jù)不同成礦階段中石英和方解石的原生流體包裹體（通常在晶體中孤立或隨機(jī)分布）的顯微巖相學(xué)觀測(cè)結(jié)果，以及流體包裹體在室溫（25 ℃）條件下的相態(tài)分類準(zhǔn)則和其在冷凍、升溫過(guò)程中的相態(tài)變化，共識(shí)別出氣液兩相包裹體（L型）、含CO2包裹體（C型）和富氣相包裹體（V型）3種類型包裹體（見(jiàn)圖4、表2、圖5）。

1）L型包裹體：在室溫下由氣液兩相組成，氣液比為15 %～30 %，形態(tài)多呈橢圓形、負(fù)晶形等（見(jiàn)圖4-a、e、f），粒度為3～15 μm。

2）C型包裹體：可分為C1、C2 2個(gè)亞類。其中，C1型包裹體為CO2占比5 %～50 %的CO2-H2O包裹體，由兩相（LH2O+LCO2）或者三相（LH2O+LCO2+VCO2）組成。通常在成礦Ⅰ階段石英晶體中單獨(dú)出現(xiàn)或呈簇狀出現(xiàn)，粒度為10～17 μm，且形態(tài)多為不規(guī)則狀或橢圓形（見(jiàn)圖4-b）;C2型包裹體為富CO2包裹體（CO2占比>50 %），由兩相或者單相CO2組成，粒度為5～12 μm，多呈橢圓形或負(fù)晶形。

3）V型包裹體：室溫下由氣液兩相組成，氣相占比>70 %，粒度5～20 μm，呈圓形或橢圓形。多單獨(dú)或呈簇狀出現(xiàn)在成礦Ⅱ階段的石英晶體中，且與L型包裹體共生。

4.2 流體包裹體測(cè)溫

成礦Ⅰ階段發(fā)育C1型、C2型和L型包裹體，C1型包裹體中CO2初融溫度為-58.2 ℃～-54.8 ℃，完全均一溫度為297 ℃～341 ℃，依據(jù)相應(yīng)公式[25-26]，得出鹽度為2.2 %～10.7 %;C2型包裹體CO2初融溫度為-57.8 ℃～-56.8 ℃，籠形物消失溫度為28.3 ℃～29.5 ℃;L型包裹體冰點(diǎn)溫度為-5.6 ℃～-2.8 ℃，鹽度為5.4 %～8.3 %，完全均一溫度為253 ℃～282 ℃。

成礦Ⅱ階段發(fā)育V型和L型包裹體，V型包裹體冰點(diǎn)溫度為-2.3 ℃～-0.4 ℃，完全均一溫度為284 ℃～310 ℃，鹽度為1.3 %～4.7 %;L型包裹體冰點(diǎn)溫度為-4.6 ℃～-2.9 ℃，完全均一溫度為266 ℃～317 ℃，鹽度為4.3 %～10.4 %。

成礦Ⅲ階段僅發(fā)育L型包裹體，其冰點(diǎn)溫度為-1.9 ℃～-0.7 ℃，完全均一溫度為174 ℃～216 ℃，鹽度為0.6 %～5.3 %。

4.3 氫-氧同位素特征

對(duì)石英、方解石中氫、氧同位素進(jìn)行了分析，結(jié)果見(jiàn)表3。五道溝地區(qū)金礦化的δDV-SMOW為-128.5 ‰～-99.6 ‰、δ18OV-SMOW為7.7 ‰～11.1 ‰，通過(guò)公式[25-26]得出，δ18OH2O為-2.3 ‰～6.5 ‰。

5 討 論

5.1 成礦流體的性質(zhì)

流體包裹體測(cè)溫結(jié)果表明，成礦Ⅰ階段為中高溫、中等鹽度的CO2-NaCl-H2O體系，發(fā)育C1型、C2型和L型包裹體。巖相學(xué)特征表明，C1型、C2型及L型包裹體共生于石英晶體內(nèi)部，說(shuō)明為同期捕獲，也表明五道溝地區(qū)成礦Ⅰ階段的流體發(fā)生了不混溶作用;成礦Ⅱ階段為中高溫、中低鹽度的NaCl-H2O體系，發(fā)育V型、L型包裹體，但不發(fā)育C型包裹體，說(shuō)明該階段發(fā)生了流體沸騰作用。經(jīng)鹽度測(cè)試得知，L型包裹體的鹽度較高，則進(jìn)一步表明了其為經(jīng)過(guò)沸騰作用、去CO2后演化形成的包裹體;成礦Ⅲ階段僅發(fā)育L型包裹體，屬于低溫、低鹽度的NaCl-H2O體系。

5.2 成礦流體來(lái)源及演化

成礦Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ階段δDV-SMOW分別為-104.5 ‰～-99.6 ‰、-115.8 ‰～-110.3 ‰、-128.5 ‰;采用流體包裹體測(cè)溫得到的完全均一溫度對(duì)其校正，得到的δ18OH2O分別為5.9 ‰～6.5 ‰、2.6 ‰～3.9 ‰、-2.3 ‰。樣品投點(diǎn)從巖漿水區(qū)域向大氣降水線不斷靠近（見(jiàn)圖6），表明五道溝地區(qū)成礦流體前期主要為巖漿水，有大氣降水的混入，后期大氣降水含量則明顯增加。

五道溝地區(qū)成礦Ⅰ階段處于不混溶體系，盧煥章[27]認(rèn)為，CO2-NaCl-H2O體系與金礦化的成礦作用有重大關(guān)系，因此推斷成礦Ⅰ階段為五道溝地區(qū)金礦化的主要成礦階段，主要載金礦物為黃鐵礦;成礦Ⅱ階段由于流體的沸騰作用和大氣降水的混入，使金屬礦物的溶解度逐漸降低[28]，導(dǎo)致自然金、黃銅礦、閃鋅礦等金屬礦物不斷富集沉淀;成礦Ⅲ階段僅發(fā)育L型包裹體，其為成礦流體與大量大氣降水混合后的產(chǎn)物。

5.3 成礦壓力及深度

五道溝地區(qū)金礦化成礦Ⅰ階段在不混溶體系下，可通過(guò)已知的完全均一溫度，利用等容線相交法計(jì)算捕獲壓力[29]，并根據(jù)相應(yīng)公式[30]估算成礦深度。五道溝地區(qū)成礦壓力為83.6～101.7 MPa（見(jiàn)圖7），成礦深度為2.5～3.3 km。

5.4 礦床成因

五道溝地區(qū)金礦化和多寶山礦床具有相似的同位素、年代學(xué)特征[31-32]。前人研究表明，該區(qū)域金礦床不僅經(jīng)歷了奧陶紀(jì)和侏羅紀(jì)巖漿作用和成礦作用，而且伴隨三疊紀(jì)巖漿作用和成礦作用[31]。經(jīng)過(guò)對(duì)五道溝地區(qū)閃長(zhǎng)巖的U-Pb年齡測(cè)定（成巖年齡為（240.6±1.5）Ma）[32]，將五道溝地區(qū)成礦時(shí)代限定在早三疊世。

綜合已有地質(zhì)、流體包裹體、氫-氧同位素和年代學(xué)資料，認(rèn)為五道溝地區(qū)金礦化的成礦演化過(guò)程為：三疊紀(jì)（250 Ma左右），伴隨中國(guó)東北部被蒙古—鄂霍茨克洋不斷俯沖，蒙古—鄂霍茨克洋不斷縮小，使巖漿不斷上涌，而巖漿中攜帶的大量金等金屬礦物涌入并侵位于五道溝地區(qū)。在巖漿分異過(guò)程中，富含CO2的流體沿北東向構(gòu)造涌出，由于壓力急速下降，導(dǎo)致發(fā)生了強(qiáng)烈不混溶作用，進(jìn)一步促進(jìn)了金沉淀，隨著流體溫度的降低和不斷混入大氣降水，金屬礦物沉淀富集加劇，最終形成與侵入巖有關(guān)的熱液脈型金礦化。

6 結(jié) 論

根據(jù)五道溝地區(qū)金礦化地質(zhì)特征、流體包裹體和氫-氧同位素分析結(jié)果，可以得出如下結(jié)論：

1）五道溝地區(qū)金礦化成礦可劃分為3個(gè)階段，即石英-黃鐵礦-自然金階段（Ⅰ）、石英-黃鐵礦-黃銅礦-閃鋅礦階段（Ⅱ）、方解石-貧硫化物階段（Ⅲ）。其中，成礦Ⅰ階段為主成礦階段。

2）流體包裹體和氫-氧同位素結(jié)果表明，成礦Ⅰ階段的成礦流體主要來(lái)自巖漿水，而成礦Ⅱ、Ⅲ階段則不斷有大氣降水混入，成礦流體經(jīng)歷了冷卻、沸騰、壓力驟降，這是大量金屬沉淀的關(guān)鍵因素。

3）流體包裹體分析表明，熱液系統(tǒng)發(fā)生了下列的演化：成礦Ⅰ階段主要發(fā)育中高溫、中等鹽度的成礦流體，為氣液兩相包裹體（L型）、含CO2包裹體（C型）的不混溶體系，是主要成礦階段;成礦Ⅱ階段成礦流體發(fā)生沸騰，CO2大量逃逸，導(dǎo)致大規(guī)模沉淀和金礦化富集;成礦Ⅲ階段成礦流體具有低溫、低鹽度的特點(diǎn)，這進(jìn)一步反映了大氣降水被添加到熱液系統(tǒng)中。

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Characteristics and deposit genesis of gold mineralization

in Wudaogou area，Heihe City，Heilongjiang Province

Zhang Haowen，Wang Keyong，Ma Wanli，Sun Qingfei，Zhao Chenguang

（College of Earth Sciences，Jilin University）

Abstract：Wudaogou area is located in the eastern section of the Central Asian orogenic belt，and the northwestern section of Heihe-Hegenshan fault.There are intense structural and magmatic activities in the area and develop Indosinian intrusions and 2 groups of NEtrending faults，which are favorable geologic conditions for gold mineralization.The gold mineralization in the area is dominated by quartz veins，and the mineralization can be divided into quartz-pyrite-gold stage （Ⅰ），quartz-pyrite-chaloopyrite-sphalerite stage （Ⅱ），and calcite-poor sulfide stage （Ⅲ）;and associated with the alteration of chloritization and sericitization.Research on fluid inclusions shows that there are 3 types of fluid inclusions：gasliquid twophase inclusions（Ltype），CO2containing inclusions（Ctype），and gasrich inclusions（Vtype）.The Ⅰ，Ⅱ and Ⅲ stages of mineralization gradually evolved from the CO2-NaCl-H2O system with medium high temperature and medium salinity to the NaCl-H2O system with low temperature and low salinity.The boiling of the fluids mainly caused by the sudden pressure drop during this period leads to the precipitation of metallic minerals.The H-O isotope test results show that the ranges of δDV-SMOW and δ18OH2O are -128.5 ‰--99.6 ‰ and -2.3 ‰-6.5 ‰，respectively，implying that the oreforming fluid mainly derives from magmatic water and mixes with a small amount of atmospheric precipitation.

Keywords：characteristics of gold mineralization;hydrothermal vein type gold mineralization deposit;fluid inclusion;Wudaogou area;Heilongjiang Province