0 引言

研究区位于黑龙江省黑河市境内，大地构造上地处兴安地块的东北缘，经历了复杂的洋陆转换过程。在古生代，研究区经历了古亚洲洋的俯冲闭合及兴安地块与松嫩—张广才岭地块的微地块拼合过程^[1-3]，在区域西北侧形成了典型的岩浆热液系统，发现了一大批重要的有色金属矿产^[4-6](如关鸟河钨矿、争光岩金矿、多宝山铜矿和铜山铜矿等)。进入早中生代(T-J)，区内受北部蒙古—鄂霍茨克洋南向俯冲作用及古亚洲洋西向俯冲作用影响，形成以矽卡岩型矿床为主的铁铜多金属矿床(如三矿沟铜铁矿和小多宝山铜矿等)^[7-8]。

对区域早白垩世晚期大地构造背景的认识，尚存在较大争议。有学者认为其处于蒙古—鄂霍茨克洋闭合后的伸展环境下^[9-12]，另有学者倾向于其是受控于古太平洋板块俯冲与板块回撤形成的弧火山岩带^[13-16]。而近年来在区域上取得的研究结果显示，后者可能更令人信服：如三道湾子和大平南山等地发现具有埃达克岩特征的安山岩^[17-19]，显示出典型的弧火山岩特征，指示在早白垩世晚期区域上经历了来自东侧板块俯冲的影响，区域处于活动陆缘岩浆弧环境；显然，在区域上早白垩世晚期斑岩型-浅成低温热液型矿床的矿产勘查工作应是当前和未来勘查的重要目标。研究区处于东乌珠穆沁旗—嫩江Cu-Mo-Pb-Zn-W-Sn-Cr成矿带(Ⅲ级)多宝山Cu-Au-Mo-W-Fe成矿亚带(Ⅳ级)内，区域上矿产资源十分丰富，已发现大中型矿床、小型矿床多处。在霍龙门—罕达气—上马场一带呈NE向展布，以金矿为主，构成一条明显的金矿化带；其中，在区域上已勘探出多座大中型金矿产地(如永新、三道湾子、上马场和北大沟等岩金矿床)^[20-26]；其矿床类型为浅成低温热液型矿床，成矿年龄集中在123~112 Ma之间^[20-25]。本文利用基岩填图、岩石地球化学测量和地面高精度磁测等方法手段，对该时期研究区成矿规律进行了研究，以期对区域成矿规律研究提供帮助。

1 区域地质背景

研究区构造上地处兴安地块东北缘(图 1a)，区域内地层自古生界至新生界均有不同程度出露，地层单位较多，分布面积广(图 1b)。古生界出露的地层主要为呈残片状出露的泥鳅河组与根里河组海相火山-碎屑岩系，其中地层内钼、铜和金等元素含量较高，为铜金矿的形成提供了充足的物质来源。中生界大面积出露，是大兴安岭火山岩带的重要组成部分，岩石建造为陆相火山-沉积岩系，依据建造组合和年代学资料，可划分五道岭组、龙江组、光华组火山岩^[27-28]；中生界的中酸性火山岩与区域上浅成低温热液型矿床关系密切，为中生代金矿提供了物质来源和热源。新生界主要为陆内河湖沉积，见孙吴组砂砾岩与第四系堆积。

侵入岩主要是早侏罗世酸性侵入岩，其次是早白垩世酸性侵入岩^[22]。早侏罗世侵入岩呈NE向带状复式岩基展布产出，锆石U-Pb年龄在194~183 Ma之间^[17-18]；早白垩世侵入岩规模较小，呈岩株、岩瘤等小规模岩体串珠状NE向线性产出，锆石U-Pb年龄在124~116 Ma之间^[17-18]。早侏罗世的侵入岩多为斑岩型铜钼矿床的直接赋矿围岩，而早白垩世侵入岩多与金相伴产出，二者间具有密切关系。

区域上的构造线方向主要为NE向和NW向，并控制区内岩浆活动与成矿作用。金属矿床也多位于构造交汇部位，其为成矿物质的运移和沉淀提供了有利场所。

2 研究方法

本次研究采用浅钻技术取样^[29-31]，穿透浅覆盖层采集浅部的基岩(图 2a、b、c)，采样网度为50 m×50 m，取样平均深度3.31 m，分析项目包括Au、Ag、Pb、Sn、V、Ti、Cu、Zn、Co、Ni、Mn、Mo、W、As、Sb、Bi、Hg、Te等18种元素。分析方法包括化学光谱法(Au)、发射光谱法(Ag、Pb、Sn、V、Ti)、原子吸收法(Cu、Zn、Co、Ni、Mn)、极谱法(Mo、W)、原子荧光法(As、Sb、Bi、Hg、Te)等，样品总计1 259件。测试工作由黑龙江省第五地质勘查院承担，各项技术指标、检出限、准确度、精密度、检查分析合格率和报出率等，均达到相关规范^[32]的要求。

岩性填图以岩石地球化学测量采集的岩石标本为主，地表探槽揭露为辅。目的是了解异常区内的地质构造及矿化蚀变特征。岩性填图与岩石地球化学测量工作同时进行，以浅钻岩石取样点为地质观察点进行描述记录。

对研究区进行了1∶5 000地面高精度磁测，测量网度为50 m×20 m。此次高精度磁测工作，实测物理点3 304个，系统质量检查点140个，总质检率为4.25%，计算全区磁场观测均方误差为±1.32 nT，质检精度满足设计和规范要求。

3 地质特征 3.1 矿化蚀变特征

浅钻揭露，区内覆盖层之下的基岩主要为下白垩统龙江组火山岩，岩性划分为安山质熔岩(图 2c-g)、安山质角砾岩(图 2h)、安山质火山碎屑岩(图 2i)，局部遭受断裂构造改造，呈碎裂岩化安山岩、碎裂安山岩。含金石英脉赋存于该组地层中的NNW向断裂破碎带内。

矿化类型为黄铁矿化、黄铜矿化、闪锌矿化(图 2j-l)，其中黄铁矿被黄铜矿、闪锌矿交代；围岩蚀变主要见有硅化、绢云母化、高岭土化、绿泥石化、绿帘石化和碳酸盐化(图 2d-h)，并具有明显的强度分带。蚀变带呈NNW向展布，局部为EW向、NE向展布；蚀变分带性明显，NNW向的蚀变带由内向外依次为硅化带—青磐岩化带—高级泥化带，或为硅化带—青磐岩化带；近EW向的蚀变带为硅化带—青磐岩化带；NE向仅为硅化带(图 3)。其中金矿化与硅化、黄铁矿矿化和闪锌矿矿化关系密切，尤其与微细石英网脉有关，细脉状、网脉状细小的硅质颗粒沿岩石裂隙填充，多呈灰色、烟灰色，并伴随碳酸盐化发育。

根据基岩填图与矿化蚀变特征认识，划分3个成矿阶段：1)早期矿化阶段，主要是石英脉与热液角砾岩的形成，矿化主要为黄铁矿，其次为闪锌矿、黄铜矿；2)成矿阶段，成矿流体以石英微细脉为载体，沉淀富集；3)晚期矿化阶段，主要为方解石和绿泥石等发育，为无矿化阶段。初步推测研究区内矿化蚀变类型为中低温火山热液型。

3.2 地球物理特征

对研究区内岩(矿)石进行磁化率测量，统计结果见表 1。从算数平均值看，中性火山岩与次火山岩的磁化率较高，而蚀变安山岩、英安岩、石英脉则显示出弱磁性特征。

从研究区高精度磁测化极等值线平面图(图 4)中可知，磁异常值(ΔT)变化在-380~1 270 nT之间，北部磁场强度变化较大，正负异常交替分布，南部主要表现为强度较低的正磁异常。结合物性资料和地质情况，判断南部大面积低缓正磁异常由磁性较弱的酸性火山岩引起，该正磁异常中局部叠加强度较高的正磁异常，是由磁性较强的中酸性火山岩引起；另外发育多条条带状或串珠状低缓磁异常，推断由断裂后期中性脉岩侵入引起；呈NNW、NE走向的带状高磁异常多与构造相关。由物性测量结果可知，安山岩经矿化蚀变作用后磁性明显减弱，北部低缓负磁异常与蚀变带套合较好，显示为低磁、硅化带，是找矿的有利部位。

为消除浅层干扰, 突出深部异常特征, 对磁异常化极处理后分别进行向上50 m和100 m的延拓处理(图 5)。随向上延拓高度增加, 杂乱的小异常体逐渐消失。西北角的正磁异常一直存在，衰减较慢，说明此处磁异常对应的地质体应该为高磁性岩体，岩体体积较大且埋深较深。随向上延拓高度的加大，南部的大面积正磁异常中几个分散的高磁异常体开始融合，表明下部隐伏的高磁异常体到深部归为一个整体，但在东侧NNW向低阻带一直存在，说明该NNW向断裂为深大断裂。北侧的杂乱负磁异常随着向上延拓高度增加虽然强度有所减弱但一直存在，表明在深部构造蚀变作用仍然存在。

3.3 勘查地球化学特征 3.3.1 元素参数特征

对研究区内岩石样品进行元素含量测试，并对18种元素的含量特征进行统计，得到区内各元素特征参数(表 2)。

从元素平均值及富集系数可知，研究区内Au、As、Hg、Sb、W、Te、Ag、Bi、Mo、Pb、Sn元素含量高于全国平均值，而Cu、Mn、Zn、Ni、Co、V、Ti元素含量低于中国安山岩平均值，其中Au、Hg、W元素强烈富集，成矿可能性大。从变异系数可知，Cu、Hg、Au、W、Ag、Mo、As、Te、Bi、Sb为极强-强分异；Pb、Mn、Zn、V、Ni、Sn、Ti、Co为弱分异-均匀，其中Cu、Hg、Au、W在地质体内分布极不均匀，富集成矿的可能性较大。

3.3.2 元素共生组合特征

元素共生组合体现了元素的亲合性，制约着地质过程中元素的地球化学行为，它与地质环境密切相关。不同的元素组合反映出与不同的地质成矿作用相关的地球化学信息^[33-34]。本文通过主成分分析，对化探数据建立一个成因系统，在地质上的作用主要体现为：一是对化探数据进行综合归纳，将元素变量综合成少数几个“主成分”，以揭示各元素之间的内在联系；二是对主成分进行合理解释，探索各种地质、地球化学现象的内在成因联系。

在旋转载荷矩阵中，前6个主成分的特征值大于1.0，且累计方差贡献值为72.48%，因此可以将18个变量归为6个主成分(表 3)，每个主成分代表一个元素组合，并对该6个主成分元素组合进行解释。

PC1主成分元素组合为Cu-Ni-W-Zn-V-Co，为一组中高温元素组合，具有较强的亲硫性，方差贡献率达到26.856%。其中Ni、Co、V为铁族元素，化学活动性比较强，该组元素与基性-超基性岩关系密切；W属于钨钼族元素，是热液作用中十分活泼的元素，具有许多相似的迁移和富集特征。由于研究区内缺失岩浆热液，使得该组元素异常不明显，富集程度较低，成矿前景较小。

PC2主成分元素组合为As-Sb-Au-Mo，为中低温成矿元素组合，其方差贡献率为11.589%。Mo、Au为亲硫元素，As、Sb为两性元素，都具有亲硫性，地球化学行为相近，Mo、Au与As、Sb之间能够很好地共生。热液作用中Au常富集在砷化物、锑化物以及Mo的硫化物中。As、Sb元素为浅成低温热液矿床的前缘晕元素^[35-38]。研究区内As、Sb元素富集，异常值较高，有可能发现与其伴生的Au矿化，可以把As、Sb作为寻找金矿化的指示元素^{[25, 39-40]}。

PC3主成分元素组合为Ag-Te，为低温成矿元素组合，方差贡献率为10.077%。Te、Ag为亲硫元素，地球化学行为相近，能够很好地共生。在三道湾子金矿中发现在深部矿石中除见少量银金矿外，金、银主要以碲化物形式存在^[41-45]，具有早期矿化富碲、银，晚期富碲、金的特点。银与碲关系密切，碲化物含量与金、银含量呈正比。Ag、Te元素的伴生暗示区内可能存在碲银矿，其成矿模式与区域上三道湾子岩金矿具有一定的可比性。

PC4主成分元素组合为Ti-Sn，属高温元素，其方差贡献率为8.924%。Sn与W、Mo、Bi等化学习性相似，活动能力强，常与Pb相伴生。

PC5主成分元素组合为Bi-Pb-Hg，为一组中低温元素组合，其方差贡献率为8.117%。从元素的地球化学亲合性看，Pb、Hg为亲硫元素，而方铅矿是Bi元素的主要宿主矿物，它们之间在地球化学性质上具有一定的相似性。在热液活动过程中，Pb、Bi常一起迁移，在热液元素富集沉淀时，常以伴生形式存在于矿体及其边缘带。

PC6主成分元素为Mn，其方差贡献率为6.908%。从元素的地球化学亲合性来看，Mn兼具亲硫性与亲氧性，其亲硫性较弱。Mn元素的含量普遍低，变化系数小，异常强度低，成矿远景较弱。

由于区域内已发现岩金矿、砂金矿，且地球化学测量结果显示金元素含量变化大、离散程度高特点，本文挑选与金相关性密切的第二主成分做得分图(图 6)。显示主成分得分较高的区域整体呈NNW走向展布，并出现串珠状高值异常，与地表圈出的蚀变带走向和高磁线性异常相吻合，这些是寻找金矿(化)体的有利地段。

4 成矿标志、矿产查证与预测

根据岩石地球化学主成分分析结果，结合地质、物探资料，优选1个异常(16YZ-06)，采用槽探和钻探工程进行了查证。异常分布于研究区西北部，形态呈椭圆状，NW向展布。异常内见较强硅化发育(图 7a)，同时高精度磁测显示出低值负异常场(图 7b)，并处于NE向、NNW向构造交汇位置，地球化学特征以As-Sb-Au-Mo为组合的PC2主成分显示为高值区(图 7c)。地物化特征吻合程度较好。

通过地表槽探工程揭露，发现硅化、高岭土化和黄铁矿化等蚀变现象，圈出金矿体2条，金矿化体4条；通过钻探施工，发现金矿体1条(图 7d)。矿体倾向NE，赋存于下白垩统龙江组火山角砾岩、安山质碎裂岩中，硅化、黄铁矿化、高岭土化、碳酸盐化、绿泥石化发育。从查证结果看，金矿(化)体与硅化带、高精度磁测低负异常、第二主成分得分高值点密切相关。该三项特征可作为该地区浅成低温热液矿床的有效找矿标志，详见表 4。

另外，在已查证的金矿点南东侧圈定靶区1处，其位于硅化带与青磐岩化带内、高精度磁测显示为NNW走向的低缓异常带中，同时岩石地球化学测量成果显示第二主成分得分≥3.25，是寻找金矿(化)体的有利地段(图 3-图 6)。

5 结论

1) 通过浅钻取样技术，在浅覆盖区内进行基岩填图，圈定蚀变矿化带。研究区下白垩统龙江组安山质火山角砾岩、安山质碎裂岩是赋矿有利围岩，矿(化)体见于以硅化带为中心、青磐岩化带为外围的蚀变带内。

2) 利用高精度磁法测量及磁化率统计分析，蚀变矿化使中性火山岩消磁，产生低缓异常，NNW向低值磁异常是寻找金矿(化)体的有利地段。

3) 对浅钻样品进行岩石地球化学测量，在主成分分析后得到与金元素关系密切的第二主成分得分图，其高值点是寻找浅成低温热液型矿床直接有效的找矿标志；对硅化带、低缓磁异常、第二主成分高值点套合较好的地段进行工程验证，发现金矿(化)体。在此基础上，新圈定找矿靶区1处。