黑龙江多宝山铜矿床

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推荐答案 2020-01-19

多宝山矿床位于黑龙江省嫩江县，是多宝山斑岩铜矿田中的主要矿床，其东南面还分布有规模较小的铜山、小多宝山矿床；及报捷、孤山、争光等矿点。

一、区域背景

多宝山矿床是我国北部成矿域古亚洲活动带东段多宝山—阿尔山斑岩成矿带上的重要矿床，位于天山—兴蒙褶皱系大兴安岭优地槽褶皱带北东段，新开岭断裂北西侧，西邻嫩江大断裂（图3.1.1）。

地球物理背景场表现为：矿区处于大兴安岭—武陵山北东东向重力梯度带的北段东侧，相应区域磁场总体呈北东向展布。

地球化学场呈北东向断续分布的Cu高背景（w（Cu）＞24×10^-6）区（宽河村—多宝山一带），多宝山矿区位于该高背景区的西南端。

二、成矿环境

多宝山矿区的古构造环境：空间上位于大陆边缘区域深断裂的隆起一侧，时间上处在造山期后长期上隆所诱导出的伸展拉张构造环境。

1.地层

矿田区出露地层主要为奥陶系、志留系岩层，泥盆系、石炭系、二叠系、白垩系及第四系仅局部分布（图3.1.3）；石炭系以新地层与泥盆系以老地层呈不整合接触。

多宝山矿区出露地层以中奥陶铜山组（O₂t）凝灰质碎屑岩，多宝山组（O₂d）英安质、安山质熔岩及火山角砾岩、凝灰岩为主；局部凹陷处，分布有石炭系—二叠系陆相沉积。

2.构造

由于经受了多次构造运动，矿区构造极为复杂。多宝山矿床位于 NE向区域深断裂隆起的一侧，具有多期活动的三矿沟—多宝山—争光 NW 向构造-岩浆岩带的中段。该构造带由小多宝山倒转背斜，多宝山倒转背斜和 NW向断裂，以及 NE25°～40°，近 SN向、近EW向的断裂组成。多宝山、铜山矿床即位于多宝山倒转背斜近轴部，NW 向与 NE 向断裂的交汇部位。容矿构造为微细裂隙及韧性剪切带的片理。

图3.1.1 多宝山矿田区域地质背景剖析图

3.岩浆岩

自加里东期以来，岩浆活动频繁，不同期形成的各类岩浆岩均有出露。主要分布于矿区的北部和中部。岩性以花岗闪长岩、石英闪长岩和斜长花岗岩为主，其次为更长花岗岩与花岗闪长斑岩。

海西期多宝山花岗闪长岩）和花岗闪长斑岩复式岩体与成矿关系密切。花岗闪长岩呈不规则小岩株产出，出露面积约 9km²，侵入于多宝山组地层中，接触带多呈犬牙交错状。出露地表的花岗闪长斑岩，呈两个长轴为NW向的透镜状小岩体分布于花岗闪长岩中，面积分别为0.08km²和0.09km²，接触带附近花岗闪长岩明显破碎，并见变质晕圈。

4.区域地球化学

（1）微量元素平均含量。多宝山地区中奥陶统地层主要岩石中微量元素含量统计（表3.1.1）表明：早期安山岩具有较高的Cu、Zn含量，为区域成矿奠定了物质基础。

表3.1.1 多宝山地区中奥陶统地层主要岩石中微量元素含量

岩浆岩中微量元素含量统计（表3.1.2）：花岗闪长斑岩和花岗闪长岩中，Cu、Ag元素明显富集，与酸性岩平均丰度（鄢明才等1996）相比，其富集倍数分别达33～20和12～8倍，以花岗闪长斑岩中含量最高，反映矿床形成与花岗闪长斑岩关系密切。

表3.1.2 多宝山铜矿区岩浆岩中微量元素含量

据矿区岩体含矿性评价研究，含矿岩体的地球化学标志：Cu元素含量大于100×10^-6、变异系数大于1；岩体中Cu元素的分布呈双峰或多峰型。

环绕多宝山矿田向外，Cu元素依次出现增高场→降低场→正常场（图3.1.2），显示矿床的Cu部分来自围岩。

（2）异常元素组合与分布。异常元素以 Cu、Mo、Ag、Au、Sb、Zn为主。1∶20万水系沉积物测量 Cu元素异常范围约19km²（图3.1.3）；Cu、Mo、Ag、Au异常具有清晰的浓度分带，Cu、Mo衬值、变异系数均较大。主要异常元素特征参数见表3.1.3。受 NW和 NE向两组断裂控制，异常形态显示为不规则状，北东向延伸较长。

图3.1.2 矿田铜量（水系沉积物）分布图

表3.1.3 多宝山地区地球化学异常特征参数表

5.区域地球物理场

多宝山矿田位于三矿沟—争光北西向重力梯度带中梯度较大的地段，其北东为海西期斜长花岗岩体形成的区域重力低（图3.1.3）。

图3.1.3 多宝山矿田区域场剖析图

在ΔT区域正磁场中，彼此孤立的近等轴状正磁异常，强度约300～500nT为中酸性岩体反映；大面积平稳的负磁场区与古生界地层分布基本一致；局部地段的跳跃磁场，多为中生界火山岩反映。

区内走向明显的带状重、磁异常较为突出，反映了断裂构造的分布，如桦树排子—卧都河负磁异常带，三矿沟—争光重力梯度带等。

三、矿床地质特征

1.矿体组合分布及产状

矿床由多个矿体（或矿体群）组成。矿体形态复杂，呈雁行排列。根据矿体相对于斑岩体的空间部位，分为四个矿带：即位于斑岩体下盘的花岗闪长岩中的Ⅰ号矿带，和位于斑岩体上盘花岗闪长岩中由北西→南东依次排列的Ⅲ、Ⅱ、Ⅳ号矿带（图3.1.4）。各矿带一般距斑岩体0～500m，以距离50～150m处矿化最好。矿体多呈透镜状和条带状，大多向SE倾斜；矿体规模以Ⅲ号主矿带最大，且产状最陡。

图3.1.4 多宝山铜矿床矿带分布与地质剖面联系图

2.矿石构造及主要矿物组合

矿石构造主要为细脉浸染状，次为浸染状和脉状，亦有团块状、块状、条带状、杏仁状及土状，但不发育。

原生金属矿物主要有黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿和辉钼矿；其次有磁铁矿、赤铁矿、方铅矿、闪锌矿及磁黄铁矿等。次生金属矿物主要有孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、褐铁矿、钼钙矿、黄钾铁矾、铜蓝等。

矿石中有益伴生组分有Au、Ag、Se、Re和Pt族以及Ga等元素。

脉石矿物主要有：石英、斜长石、绢云母、叶绿泥石、方解石、钾长石等。

3.矿化阶段及分带性

多宝山矿床成矿作用可分为三个成矿期，六个成矿阶段：①花岗闪长岩岩浆热液期，黑云母-磁铁矿-硫化物阶段；②花岗闪长斑岩岩浆热液期，包括长石-石英-硫化物阶段、绢云母-石英-硫化物主成矿阶段、绿泥石-黄铁矿阶段、碳酸盐-硫化物阶段；③表生期，氧化阶段。

与矿床热液蚀变分带对应，由内向外可大致分为三个矿化带：①铜钼矿化带：以辉铜矿为主，分布于斑岩体的边部和周围，近石英核部辉钼矿增多；②铜矿化带：其主矿带与绢云母化带相吻合，中部以斑铜矿为主，黄铜矿次之，几乎不见黄铁矿，两侧则反之；③黄铁矿化带：大体环绕铜矿带分布，方铅矿、闪锌矿含量相对增高。

4.蚀变类型及分带

热液蚀变明显受花岗闪长斑岩体及NW向构造控制。以斑岩体及NW向构造为中心，向外呈椭圆环带状分布为钾化带→绢云母化带→青磐岩化带，后期又叠加了呈南北向分布的碳酸盐化带。

钾化带从斑岩体中心向外又可分为：①强硅化亚带或石英核，带内有时见条带状辉钼矿体；②钾硅化亚带，带内铜钼矿化较微弱；③钾长石-黑云母化亚带，带内含铜不均匀，有时可形成条带状铜矿体。

绢云母化带可分为三个亚带，并以石英-绢云母化亚带为中心，向两侧依次为：绿泥石-绢云母化亚带；绿帘石-绿泥石-绢云母化亚带。区内铜矿主要分布在石英-绢云母化亚带和绿泥石-绢云母化亚带内。

5.氧化带

氧化带中可见孔雀石、蓝铜矿、褐铁矿等。

因硅化核抗风化力强，在地貌上常形成山崖；矿带分布地段因裂隙发育，且金属硫化物易风化，在矿体群分布地段则呈负地形。

6.主要控矿因素

中奥陶世中期喷发沉积的一套以中性岩为主的火山碎屑岩。

NE向深断裂与NW向构造交汇部位，控制区内岩浆岩及矿带分布；矿带内，NW向次级背斜近轴部或倾伏端，NW向与NE（或近EW）向断裂交叉部位，或NW向断裂转折部位控制矿床分布；岩石片理及微细裂隙发育地段为矿体赋存的有利部位。

以花岗闪长岩、花岗闪长斑岩为主的中酸性复式侵入岩体。

四、矿区地球物理特征

1.岩矿石物理性质

根据矿区岩、矿石物性统计（表3.1.4）分析如下。

表3.1.4 多宝山铜矿区主要岩、矿石物性统计表

（1）密度：矿石最高，花岗闪长岩最低，火山碎屑岩居中；花岗闪长岩与火山碎屑岩之间虽仅有0.03×10³kg·m^-3的密度差，但由于岩体一般规模较大，仍可形成较明显的重力低；而当矿体比较集中，且埋深不大时，矿体群上方会出现相对重力高异常。

（2）磁性：岩、矿石磁性均很微弱，安山岩、花岗闪长岩和矿石的磁性略强；凝灰岩最弱。因而，矿带及花岗闪长岩体上有弱磁异常显示，安山岩可形成干扰磁异常。

（3）极化率：宏观上，矿石明显高于围岩（花岗闪长岩与火山岩），黄铁矿化火山岩及含炭质泥岩具同等或更高的极化率，为激电异常的主要干扰地质体。

（4）电阻率：除含炭质泥岩略低外，其他岩、矿石间的电阻率无明显差异。

2.物性模型

据矿区90线和66线综合归纳，多宝山铜矿物性模型见图3.1.11（a），结合矿区岩、矿石物性参数（表3.1.4），物性综合特征归纳于表3.1.5。

3.地球物理异常

（1）矿田区激电异常。呈北西转向北西西向弧形分布，西段尚未封闭（图3.1.5）。异常区出露地层为多宝山组火山碎屑岩，其η_S背景值约3%。以η_S 4%等值线圈闭的异常长度大于6.0km、宽约1.6km，包含14个局部异常，极大值η_S_max一般6%～8%，个别达12%。多宝山矿床位于弧形异常的西部，铜山矿床位于东部。

（2）多宝山矿区物探异常。

①磁异常：Ⅰ、Ⅲ矿带上方有明显的带状弱磁异常，幅值100～200nT，其零值线与矿带范围大体相当（图3.1.6）；Ⅲ矿带西南侧岩体上亦有低缓的正磁异常，且幅值与矿带上异常相当。古生界地层上显示为负磁异常，故地面磁法可用以大致圈定岩体及矿带的分布范围。

表3.1.5 多宝山铜矿区物性体分类及其物性特征归纳表

图3.1.5 多宝山矿田激电异常平面图

②激电（中梯）异常：总体呈北西向带状分布（图3.1.6）。其中Ⅰ矿带异常较规则，西端尚未封闭，长大于3000m，宽200～400m，η_S一般为6%～10%，η_S_max达15%；Ⅱ矿带异常较小，约长450m、宽300m，西部亦未封闭，η_S约8%；Ⅲ矿带异常较平缓，约长550m、宽350m，东南端未封闭，η_S_max≈7%。Ⅰ、Ⅱ矿带异常与矿带符合较好，异常中心与地表出露矿体对应。

Ⅲ矿带虽为矿床的主矿带，但因其位于矿床中部，铜矿化强、黄铁矿化弱，总金属含量仅2.6%～4.2%；而两侧的黄铁矿化强（北东侧Ⅰ矿带总金属含量达4.0%～6.5%；南西侧花岗闪长岩中黄铁矿化含量大于5.0%）。因此，中梯装置激电异常呈中间低，两侧较高的宽缓鞍状（图3.1.7）。异常鞍部宽度达800m，与η_S异常对应的视电阻率ρ_S曲线呈宽度不一的相对低阻，ρ_S约1000～2000Ω·m。

在矿化带上，联剖装置激电异常形成一个宽阔的反交点，两侧峰值相距约1km。

图3.1.6 多宝山矿区物探异常剖析图

对应中梯η_S异常峰值部位，偶极η_S断面等值线呈两个明显的“八”字异常；ρ_S断面中部低阻主要为Ⅲ矿带浅部第四系覆盖（厚约65m）的反映。

综上分析，激电法各种装置的异常反映较为一致，即中部宽缓激电异常为Ⅲ矿带的反映，北侧异常峰值对应于Ⅰ矿带；南侧峰值主要反映黄铁矿化火山岩。

4.干扰体或干扰因素及其影响

安山岩与花岗闪长岩亦有略强磁性，可构成矿带上磁异常的干扰。

黄铁矿化火山碎屑岩及含炭质泥岩具有与矿石同等或更高的极化率，为激电法的主要干扰。由于含炭质泥岩电阻率低于其它岩、矿石，因此炭质泥岩形成的激电异常对应的电阻率较低。可以用激电异常对应的电阻率异常较低，区分炭质泥岩的干扰。

五、矿床地球化学特征

1.岩矿石地球化学参数特征

主要岩、矿石中微量元素平均含量见表3.1.6。

2.地球化学异常

（1）岩石测量。①矿田区：Cu、Mo、Ag等元素套合异常的最高值部位与多宝山及铜山矿床区对应较好；铜山矿床外围尚有零星分布的弱异常。在矿田区周围，Pb、Zn、Co、Mn、F等元素形成较分散的零星异常（图 3.1.8）。②矿床区：在矿体上方，Cu、Ag、Mo、F、K₂O、Na₂O、Sr等形成很好的原生晕异常（图3.1.9）。Cu、Ag、Mo元素外带组合异常与矿化带范围对应，其中内带异常能清楚地反映矿体的赋存部位；As、Pb、Zn 异常呈断续环带状分布于 Cu、Ag、Mo异常的外围，形成明显的地球化学异常分带。

图3.1.7 多宝山铜矿区90勘探线物探综合剖面图

（2）钻孔岩石地球化学异常剖面。Cu、Mo、Ag元素围绕矿体形成规模很大的异常，在矿体的前缘部位出现分叉，并局限在花岗闪长岩体分布范围内（图3.1.10）；Co异常主要分布在矿体上盘，呈条带状；Pb、Zn、Mn异常位于Co异常的上方。自矿体向上盘围岩（花岗闪长岩）呈Cu、Mo、Ag→Co→Pb、Zn、Mn元素组合分带。

图3.1.8 多宝山矿田岩石地球化学异常图

表3.1.6 多宝山铜矿区主要岩矿石中微量元素平均含量

图3.1.9 多宝山铜矿区岩石地球化学异常平面图

3.元素分带序列与矿化剥蚀程度评价指标

（1）元素分带序列。多宝山矿床元素分带，自20世纪70年代以来，已有多位学者作过研究，其主要成果分别列于表3.1.7，并据其综合提出多宝山矿床的元素水平分带与垂直分带序列。

（2）矿化剥蚀程度评价指标。根据矿段90线和1080线勘探剖面，相对矿体不同部位的主要指示元素的累乘指数具有明显的差异，其计算结果及其确定的矿化剥蚀程度评价指标见表3.1.8。采用此评价指标，在许多矿区已取得良好的效果。

4.地球化学异常模型

（1）地球化学异常示意模型。多宝山式［斑岩体以岩枝或岩脉（群）产出］异常模型：平面上，呈拉长的椭圆形或带状分布；剖面上，由矿体向上盘围岩一侧呈偏心的上、下盘（晕不发育）不对称的元素组合分带［图3.1.11（b）］。中心带为Cu、Mo、Au、Ag组合，边缘带为Pb、Zn、As、Mn、Co组合；垂向或轴向上，呈上（前缘）富Cu，下（尾部）富Mo的分带。

（2）赋矿地段地球化学标志。Cu、Mo、Ag 中、内带组合；w（K₂O）＞3%、w（K₂O）/w（Na₂O）＞1；S、F中、外带组合；Cu、Mo、Ag异常外围分布着零星的 Pb、Zn异常。

图3.1.10 多宝山铜矿90线钻孔岩石地球化学异常剖面图

六、地质-地球物理-地球化学找矿模型

1.多宝山铜矿床地质-地球物理-地球化学找矿标志归纳于表3.1.10。

2.多宝山铜矿床地质-地球物理-地球化学模型示于图3.1.11。

表3.1.7 多宝山铜矿区不同剥蚀程度矿体上方元素组合异常水平分带