漠河盆地发展演化与成矿关系研究

黑龙江省地质调查总院  张东才

    摘要：位于大兴安岭北部的漠河盆地与黑龙江对岸的俄罗斯布列亚盆地同属一个由陆源碎屑物填充而成的中生代构造性断陷盆地。其间赋存有石油、天然气、煤、金、银、铜及一些非金属矿产。探讨其发展演化过程，对于在该地区寻找上述矿产将多有裨益。本文仅从凹陷的形成、地层构成、火山活动等因素与成矿的关系诸方面做以初步的探讨，以为共鸣。

    关键词：漠河盆地、发展演化、成矿研究。

    位于中俄界河黑龙江上游中国一侧的地质构造单元—上黑龙江凹陷也称为漠河盆地，由于地处大兴安岭北端，原为原始森林，大规模开发始于上世纪60年代，因远离内地，交通不便，加之植被覆盖严重，致使其地质研究程度与内地相比相对较低。该凹陷的最西端也是最后一幅砂宝斯林场幅的1/20万区域地质测量工作直至上世纪末的2000年才完成，一些较深层次的地质勘查和研究工作做得很少，这在很大程度上讲是导致本区找矿效果一直不很理想的主要原因之一。笔者曾在此地工作达20余年，对某些地质问题有着较多的感性认识。现付之于书面，就一些与找矿工作有关的问题做以初步探讨，以与同趣者共商。

1、盆地所处位置

大兴安岭北部的上黑龙江凹陷位于黑龙江上游右岸，面积1.4万平方公里，俄罗斯一侧的布列亚凹陷面积为3.2万平方公里。整个拗陷区呈东西向展布，其南邻为额尔古纳隆起，北侧为西伯利亚古地台。本文只着重讨论拗陷位于中国一侧的漠河盆地部分。

2、盆地所处地质构造背景

上黑龙江凹陷即漠河盆地为一中生代断陷盆地，处于刚性的西伯利亚板块和次刚性的塔里木—中朝板块的碰撞挤压带内，凹陷北缘即为石勒喀河缝合线。凹陷的基底为元古代变质岩和混合岩，其南缘外围为中元古界兴华渡口群中深度变质岩，呈串珠状分布于紧邻上黑龙江拗陷的额尔古纳隆起的北缘。凹陷南侧的额尔古纳隆起为大面积的元古代的澄江期花岗岩（γ₂）。凹陷区与额尔古纳隆起为断层接触，断层类型属继承性。

3、凹陷区的地质构成

本区地层构成比较简单，除有少量第四系全新统松散碎屑堆积和上侏罗统及下白垩统中酸性火山岩外绝大部分为中生代陆相沉积岩，构成典型的中生代内陆湖相断陷盆地沉积。

现将凹陷区内及毗邻区地层柱岩性构成简列如下：

第四系全新统（Q₄）：主要以河床相河漫滩相冲洪积物出现，为砂砾粘土的松散堆积，其纵向层序存在一个明显的色变界面，即上部的黄褐色砂砾层和下部的灰绿色砂砾层。砾石成分为花岗岩、混合花岗岩、斜长片麻岩、石英岩、片岩、砂岩和砾岩等。其内赋存有较多的砂金矿。该套地层主要分布于现代河谷内，规模相对较小，厚度≤8米。

下白垩统上库力组（K_1S）：酸性火山碎屑岩、流纹岩、凝灰岩、珍珠岩、黑曜岩等。厚度〉551.5米。

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上侏罗统塔木兰沟（J₃t）：灰绿色气孔杏仁状安山玄武岩、块状玄武岩。厚度〉325.2米。

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上侏罗统开库康组（J₃k）：杂色复成分砾岩夹含砾砂岩、砂岩薄层及透镜体并夹煤线及煤层。厚度741.1米。

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中侏罗统额木尔河组（J₂e）：砂岩、细砾岩夹粉砂岩、泥岩、含煤线或煤层，临近黑龙江有轻度动力变质。厚度 >2764.6米。

————————— 整   合 —————————

中侏罗统二十二站组（J₂ er）：岩屑长石砂岩、细砂岩、粉砂岩及泥质粉砂岩，偶见煤线。厚度 >2064.8米。

————————— 整   合 —————————

下侏罗统绣峰组（J_1—2 x）：砾岩、细砾岩、砂岩、细砂岩及黑色粉砂岩夹数层煤线。厚度 >1453.8米。

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中元古界兴华渡口群（Pt₂x）：石榴石片麻岩、混合岩、混合花岗岩、石墨片岩等。厚度2846.2米。

本区出露的岩浆岩主要是澄江期花岗岩（γ₂）和少量的燕山期花岗岩（γ₅）。见下图：

4、凹陷的发展演化与成矿

4.1凹陷的形成

从元古代至晚古生代，在长期的历史时期内，本地也同其南侧的额尔古纳古地块一样先后经历了元古代的下降接受兴华渡口群变质岩原岩的沉积直到早古生代的泥盆纪。到晚古生代未期影响全球性的构造运动—华力西期运动发生，因重力均衡作用，在额尔古纳地块隆起的同时，该地出现断陷呈下降趋势，形成断陷盆地接受沉积，由南至北开始出现由粗到细的正韵律沉积：

先是在图强一带由冲洪积物组成的下侏罗统绣峰组的巨粒型砾岩沉积，俗称“大头砾岩”，并兼有粉砂岩透镜体。砾石及其它碎屑成分均为额尔古纳古地块的混合花岗岩和中无古代的兴华渡口群的深度变质岩。此时因下降沉积速度较快，碎屑颗粒粒度较粗，不利于有机矿产的沉积，因而只在碎屑之间夹杂有一些不足以达到工业利用的砂金。但这些由粗碎屑物质组成的绣峰组地层却是现今上黑龙江凹陷地区众多砂金矿的矿源层。因为这些碎屑物质是由大量的复成分砾岩组成。砾石成分又是作为主要金矿矿源层的前寒武纪的古老变质岩和混合变质岩。分析分布于区内的大大小小十几个中小型砂金矿的产出位置，就不难看出这一点。

到了中侏罗纪时本区开始出现中细粒碎屑沉积，分别为二十二站组和额木尔河组。其岩性也有所不同，前者为中细粒砂岩、粉砂岩夹泥岩，并无规律地夹有薄煤层和煤线，煤质还比较好，为瘦煤和气煤。现今在丘古拉、河湾、鲜花山及绣峰等地分布的少量可采煤即为此类，但规模不大，而且经后期构造挤压，均已成肠状、囊状和鸡窝状，产状极不稳定，可用性较低。

进入晚侏罗纪，情况又有所不同，此时又因地壳抬升出现粗中粒级的砾岩沉积，为一套由混合岩和变质岩成分兼有早中侏罗系岩石风化产物组成的砾岩、砂岩和粉砂岩，即开库康组并与前述二十二站组和客木尔河组地层呈平行不整合接触。该套地层没有形成有价值的矿产。

此后，同样是在侏罗纪晚期，出现了火山活动，以喷溢形式形成了上侏罗系塔木兰沟组具构造的气孔杏仁玄武岩，这套岩石遍布大兴安岭山脉的广大地区，并因后期蚀变作用普遍具有青盘岩化和伊利石化，但对成矿意义不大。

在距今1.2亿至9千万年，随着燕山运动的大范围出现，本区也同样出现了间歇性中酸性火山岩的喷发。先有早白垩纪的甘河组致密块状玄武岩的喷溢，后有九峰山组含煤凝灰质沉火山岩的形成，最后是具有中酸性特征的龙江组火山碎屑岩。这三个地层单元中的成矿情形如下：

甘河组致密块状玄武岩在局部地段称伊列克得组，这是从内蒙古呼伦贝尔地区沿用过来的地层单元，两者均属一套基性火山岩，它的成矿性比较差，仅局限用于筑路石料，少数可用作黑色饰面石材，但因其受构造影响，成块性极差，影响了其作为石材矿的成矿与利用。

第二个地层单元九峰山组是本区及内蒙东部的一重要成煤岩性段，但在本区未见大规模的煤层出露，仅在局部低洼处有长焰煤沉积，现已发现的此类煤矿有漠河霍拉盆煤矿，这也是大兴安岭地区内最大的煤矿；塔河23站煤矿、呼玛欧浦煤矿。上述煤矿目前均在开采。

第三套岩性为下白垩统的龙江组，它以火山喷发形式形成了大面积的中酸性火山碎屑岩。在本区主要分布于樟岭至二十五站并东延至瓦拉干一带，二者呈一“r”展布。依靠本套火山岩所成的矿产主要是次火山岩型岩金矿，其代表性矿床为马大尔岩金矿。由发现它所引发的在奥拉奇、东天山、高里大沟、页索库及二十五站的同类型岩金找矿工作正在全方位展开。在该套岩石内还有规律地呈东西向分布着呈小岩株形式产出的30多个燕山晚期的花岗斑岩侵入体。这些小岩体经过多年的研究认为，它的出现对于前述的龙江组火山岩中的岩金矿的形成的重要的前导作用，因为当它出现于封闭埋头工作较好的粉砂岩、泥岩及玄武岩等岩石中时，均可见到明显的矿化蚀变现象，并有目前初步发现的小型铜金矿体，如21站和马林西等。因此，深入进行针对此类小岩株的找矿工作如能持续性地开展下去，将对本区的找矿突破有着非常重要的实际意义。

同样值得注意的是近年来大庆油田地质勘探公司在漠河县境内的西林吉凹陷所进行的油气找矿工作也是在龙江组下段中沉火山岩中进行的并经过试气已发现有烷烃类有机物出现。当然此项工作正在进行中，虽没有突破埋头工作进展，但前景是良好的，因为在本区80年进行的1：20万地质测量时曾鹿角沟和图强一带凝灰质沉火山岩中发现有叶肢介、狼鳍鱼、三尾拟浮游和牙形刺等动物化石。这些有机物的存在，无疑使得在本区的油气找矿更具有着可喜的前景。

进入到第三纪时，本区处于缓慢上升阶段，已有的地质体经受着剥蚀，产生的陆源碎屑物质向较低洼的黑龙江主河道一带的滞水湖泊，形成了第三系半胶结砂砾岩，现今在黑龙江沿岸所见到的以“山戴帽”形式出现部位的砂砾岩即为此套岩石。该套岩石据目前所掌握的资料在本区尚未发现有有价值的矿产被找到。但在黑龙江北岸的俄罗斯却已有较大规模的第三系褐煤产出。

进入第四纪后情况又不同于以往，出现于漠河盆地的第四系以未胶结的仅单纯分布于现代河谷中，时代为晚更新世和全新世。在这套地层中主要产出的矿产为砂金矿的泥炭。砂金的来源经过大量的研究后认为是侏罗系砂砾岩。因为正如前文所言，这些砂砾岩的碎屑物成分均为盆地南侧的额尔古纳隆起的前寒武纪混合岩和变质岩，而这些老地质体恰是含金的重要载体，显然它们风化后的产物中必然含有自然金的颗粒，由于金的特殊的虽经万年而不流失，而不退色的化学稳定性，就决定了含有它的岩石一经风化脱落再搬运沉积，必然会在有利地形处次生富集成矿。由此种原因形成的砂金矿在漠河盆地内的资源储量仅已探明的就有几十吨之多，当然这些砂金矿目前均采掘殆尽。该套松散地层内尚有储量可观的泥炭矿而且质量好，但因开采此类矿产会严重破坏湿地生态环境，因而目前其开采利用受到先行进行破坏环境程度的事先评估等于条件的制约而不得进行大规模开采。

凹陷区内从太古代至古生代末期未见地层出露。从燕山运动早期即晚三迭世开始到晚侏罗世该地出现断陷盆地，形成内陆湖相沉积环境，其岩性主要为砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩，同时期形成了一些厚度不等的成煤沉积物。受地表风化作用的影响，凹陷南侧的隆起区长期遭受剥蚀，产生的碎屑物质向北堆积，进而形成了上黑龙江凹陷的中生代陆相碎屑沉积岩。而断陷盆地是边下降边沉积，凹陷南缘深断裂也同时活动成为继承性深断裂。现今在盘古、樟岭一带出露的多个温泉点即为该断裂存在的例证。该断裂北西西—南东东向，晚侏罗世时断裂带被后期构造截成数段。凹陷区的中段被晚侏罗世的火山岩所切穿并覆盖。受后期构造影响拗陷区内岩石破碎严重，沿路堑观察小构造随处可见，但因区内植被覆盖严重，一些次级构造面貌至今尚未搞清。因此现今已完成的1/20万区域地质调查所测定的地层厚度存在着一定的误差，多数地层单元的地层厚度只能用大于多少千米来表示。

而且绣峰组砾岩胶结物Au品位达0.3g/t,次生晕异常值最高为142ppm。由此推测在绣峰组分布区一定存在有含金较富的层位，从而使在该地层分布区内寻找砾岩型金矿的可能性大大增强。

上述侏罗系地层的砾岩砂岩成分均为寒武纪变质岩和中元代花岗岩。第四系全新统的碎屑成分也与此相同，表现出明显的继承性。

5、砂金矿产的分布与砾岩金的成矿关系

考察上黑龙江拗陷与额尔古纳隆起中的砂金矿的分布位置，不难看出隆起区内的砂金矿多集中在西部临近黑龙江的澄江期花岗岩（γ₂）和中元古界的变质岩区。拗陷区内的砂金矿多分布于靠近额尔古纳隆起的南侧，而且大都处于下中侏罗统绣峰组地层或与其相邻的地层（仅盘古北侧的马大尔河砂金矿“基底”为中生代火山熔岩）。见表1：

表1：上黑龙江拗陷及邻区砂金矿基底岩性和储量规模一览表

注：砂金矿床编号分别为1.毛河砂金矿.2.老沟河砂金矿.3.龙沟河砂金矿.4.马尼契河砂金矿.5.府库奇河砂金矿.6.马大尔河砂金矿.7.丘里巴赤河砂金矿.8.廿一站河砂金矿.9.小西尔根气河砂金矿.10.庆祥沟砂金矿.11.富拉罕河砂金矿.12.老卡河砂金矿.13.古莲河砂金矿.14.富克山河砂金矿.15.大林河砂金矿.16.瓦鲁库托河砂金矿.

从上表中我们容易看出：A、额尔古纳隆起区为金矿源层；B、额尔古纳隆起曾遭构造动力影响发生矿元素活化；C、经风化剥蚀的碎屑物质被流水作用搬运到拗陷区内沉积继而成岩，但当时品位分布不均匀，有的可能很低；D、拗陷区地层成岩后经构造变动抬升隆起，并遭受风化剥蚀搬运堆积，使分散于岩石内的金得到富集进而形成砂金矿。当然这种循环周期实际上不只一次，从砾岩中的砾石成分中可见的“砾包砾”的情形来看，本区可能至少出现过三次，前两次的出现时代因工作程度不够目前尚不清楚，但这种重复沉积无疑对本区的砂金成矿起着重要的富集作用。

上黑龙江拗陷砂金矿分布集中且出现在砾岩区，说明由盆地边缘至中心碎屑粒度逐渐变小，砂金颗粒受重力影响而沉淀的数量逐渐变少。