佳木斯微陸塊位於黑龍江東北部,北面與俄羅斯的布列亞陸塊(圖蘭陸塊)相連。這是壹塊有著大面積水晶基底和更古老年代的大陸。微陸塊外圍以斷層為界,西邊界為牡丹江唐王的界烈河斷層,與張廣才嶺(褶皺帶)相鄰。南部邊界以敦化-密山斷裂和延邊褶皺系為界,東部以通江-當壁段和那丹哈大嶺地體為界。
佳木斯微地塊的元古宙變質基底可分為兩組:下部的馬山群和上部的東風群。
馬山巖群主要由深變質片巖、含矽線石石榴石片麻巖、含石墨片麻巖、大理巖和麻粒巖(含少量紫蘇輝石)組成,並含有石墨、磷、矽線石等礦床。馬山群變質程度達到高角閃巖相至麻粒巖相,同時遭受花崗質巖漿的混合巖化作用,變形復雜。原巖為中基性火山巖-硬砂巖建造或復理石建造(董申寶等,1986)。Pb-Pb等時線年齡為2269±68Ma,全巖U-Pb等時線年齡為2251±360ma(蔣哲等,1991)。
東風山群出露於佳木斯微陸北部鶴崗地區。該組主要由大理巖、絹雲母石英片巖、二雲石英片巖、二雲二長片麻巖、電性石英巖、黑雲母二長片巖、矽質片巖和石墨片巖組成,夾含鐵石英巖和磁鐵礦綠泥石片巖。原巖是壹套中酸性海相火山-沈積巖系,經歷了較高的綠片巖相變質和花崗巖化作用。根據巖性和地層對比,東風山群應位於麻山群的上部,形成於晚元古代(黑龍江省區域地質,1993)。在東風山地區,磁鐵礦石英巖與變質火山巖伴生,反映該組有矽鐵建造(王喜臣等,2002)。
馬山巖群和東風山巖群構成佳木斯微陸塊的變質基底。到中元古代,黑龍江群深海火山沈積巖系形成於克拉通邊緣的裂谷環境。
馬山巖群經歷了多期變形和變質疊加改造,內部結構十分復雜,片理和片麻巖呈緊密的線性和扭曲狀。表殼巖明顯經歷了重結晶作用,其中花崗巖化最為發育,以殘體形式分布於巖層中。基底巖石富含鉀和鋁,但缺乏鈉。表生地球化學場顯示鐵、金、銅、鉻、釩、鈦和釔高度異常。礦化以前寒武紀沈積變質石墨、磷塊巖、矽線石、鐵礦和熱液金礦床為特征。
(2)與角閃巖相和麻粒巖相有關的石墨-磷-矽線石礦床成礦亞系列。
佳木斯微陸塊馬山巖群蘊藏著我國眾多的沈積變質結晶石墨礦床,是我國結晶石墨礦床的密集區,其中有蘿北雲山、勃利佛嶺、雞西六毛、穆棱廣益等超大型礦床,雙鴨山漾濞山、虎林腰英山等大型、超大型礦床(見表2-10)。特別是在佳木斯微陸塊南部的林口、雞西、土頂子、黃王溝、洗馬山、石場、和平、余慶、中三陽、趙龍、廣益,* * *擁有石墨層12層,大、中、大型石墨礦床眾多,礦點150多處,構成壹個整體。
整個馬山巖群普遍含有石墨,馬山巖群分為洗馬山巖群和龍山巖群(表5-7)。
表5-7馬山巖群巖石組合特征
(據黑龍江省地質局1980,本文略有修改)
馬山巖群主要由片巖、片麻巖和各種鎂質大理巖組成。變質巖系的變質作用為角閃巖相-麻粒巖相,其中發育各種重熔改造的花崗巖類。馬山巖群的主要礦物是石墨,其次是矽線石、磷灰石和金。
石墨礦床的容礦巖石中,矽線石含量很高,局部地區可形成矽線石礦床,如洗馬山組三道溝矽線石礦床。礦床呈多層產出,礦體產於相似層中的黑雲母片巖、片麻巖和麻粒巖中。矽線石礦化寬度為100 ~ 210m,長度超過900m。礦體的產狀與圍巖的片理性壹致。含石墨矽線石片巖礦石中,矽線石含量為20% ~ 55%,石墨含量為1% ~ 5%。黑雲母矽線石片巖礦石中,矽線石含量為15% ~ 35%,石墨含量小於0.5%。從上述兩種矽線石礦石類型中Al2O3和C的含量可以看出,Al和C呈正相關關系。
除石墨礦床外,區內還有磷酸鹽礦床,主要分布在雞西、林口和余慶,以及馬山巖群的六毛巖組,主要有石場、余慶、中三陽、興凱、龍山等中小型礦床。礦石類型有:磷塊巖透輝石斜長片麻巖、磷塊巖縉雲大理巖、磷塊巖透輝石、磷塊巖橄欖石大理巖、縉雲磷塊巖透輝石和磷塊巖透輝石鉀長石。脈石礦物包括斜長石、石墨、應時、透輝石、金雲母、方解石、橄欖石和鉀長石。礦床類型可分為沈積變質型和變質熱液型兩種。礦石壹般呈鱗片狀變粒體結構、等粒變粒體結構、中細變粒體結構,構造為塊狀、條帶狀、片麻巖狀。磷灰石品位為7% ~ 40%,平均為15%。
因此,該區實際上是壹個由石墨、矽線石和磷塊巖組成的復合成礦帶,構成了石墨-矽線石-磷塊巖礦床的成礦亞系列。
六毛石墨礦
柳毛礦床是雞西石墨礦區的壹個超大型礦床。礦區被斷層包圍,成礦構造主要呈東西向分布,然後被北北西向和北東向斷層肢解成壹系列疊瓦狀斷塊。礦床中有四個褶皺,它們在軸向上從北到南大致平行。區域構造以東西向褶皺和逆沖斷層為特征,東西向龍山向斜貫穿全區,控制了馬山巖群(含礦巖系)的分布。馬山斷裂和石場斷裂分別東西向橫穿該區北部和南部。馬山巖群逆沖推覆於侏羅-白堊系之上,整體表現為大陸邊緣活動帶的斷塊隆起基底特征。新元古代基性輝長巖沿礦床南部移動。整個礦區斷層縱橫交錯,破壞了地層(礦體)的連續性。
花崗巖發育在馬山群下部的洗馬山組中。其變質程度壹般達到麻粒巖相。常見的變質礦物有矽線石、堇青石、鐵鋁榴石、透輝石、紫蘇輝石、尖晶石、橄欖石、軟骨石和斜長石。其原巖主要為粘土巖、半粘土巖、泥灰巖和碳酸鹽巖,混有基性火山巖,屬於淺海相沈積,沈積物以富鐵鎂為特征。洗馬山組位於隆起的核心,深部構造發育良好,多次受到基性超基性巖漿的侵入,變質程度比龍山組(龍山組相當於角閃巖相)深。含礦地層的巖石有:含石墨矽線石片巖、含石墨黑雲母斜長片麻巖、黑雲母斜長麻粒巖、透輝石斜長麻粒巖、釩(鈣)石榴石石墨斜長片麻巖。由於後期巖漿重熔和韌性剪切作用,區內出現以石榴石為斑晶的眼球狀或條帶狀花崗巖、黑雲母花崗片麻巖和以應時鉀長石交代為主的石榴石-鉀長石斑狀花崗巖。
柳毛礦區有幾十個礦體,其中大西溝礦段最大。主要產於洗馬山組上部富碳酸鹽段。
大西溝礦段共有大小礦體44個,其中主礦體11,主要集中在中段(見圖5-28)。單個礦體厚度12 ~ 27m,延伸300 ~ 1500m,呈層狀、楔形或透鏡狀。礦體產狀相對穩定,局部有擴張分叉,甚至尖滅再現。主要礦石類型有釩石榴石石墨礦(產於釩石榴石透輝石片巖中);透輝石墨礦(產於含石墨滲透性(產於含石墨大理巖);矽線石石墨礦(產於含石墨的透輝石片麻巖、含透輝石的透輝石鉀質片麻巖和石墨斜長片麻巖中)。其中釩石榴石石墨礦品位豐富,含固定碳13% ~ 16%;其他等級較低(約3% ~ 8%)。主要的生物成因礦物有透輝石、應時、長石、黑雲母、石榴石、矽線石、蛇紋石、金紅石和石榴石(錳鋁石榴石和石榴石)。礦石具有鱗片狀變粒晶結構和/或鱗片狀變質結構,以及片狀、片狀、塊狀和少量浸染狀結構。石墨呈灰黑色~深灰色,鱗片狀,鱗片直徑壹般為0.063 ~ 0.25 mm,石墨呈鱗片狀或片狀分布於脈石礦物顆粒間,定向排列,局部穿插。此外,少量石墨的粒度很細,嵌布在脈石礦物中。交代巖附近的礦石通常變得豐富,鱗片變得粗糙。釩石榴石石墨礦是主要礦石類型,約占整個礦塊礦石的80%。
本區石墨的主要成礦作用發生在古元古代,具有沈積-區域變質的特征。屬於熱流-高溫區域變質類型。區域變質作用後期的花崗巖化使原巖重熔轉化,巖石的退變質作用增加了石墨鱗片的粗化和局部富集。
(3)與變質海相火山噴發-沈積有關的金鈷礦床成礦亞系列(東峰山金礦)
東峰山金礦床產於佳木斯微大陸東風山群中。根據劉景斕(1991),礦區東風山群自下而上可分為三個巖組,下部巖組由下部矽質層、含錳硫化物鈷金層、鐵礦層和上部矽質層組成,厚度40 ~ 120m;中巖組下部以大理巖為主,夾石英片巖和石英巖,大理巖壹般含石墨,中巖組上部以各種石墨片巖夾大理巖、石英巖和變質中酸性火山凝灰巖為主,巖組厚度0 ~ 450m;上部巖層以角狀黑雲母石英片巖、含電黑雲母的角狀應時麻粒巖、石榴石綠簾石片巖、石墨片巖為主,夾變質酸性凝灰巖熔巖,巖層厚度均為350m,三個巖組的共同特點是均含有厚度較小的變質中酸性火山碎屑巖。
圖5-28黑龍江省柳毛石墨礦床大西溝礦段礦體分布示意圖
(據黑龍江省地質礦產局第壹研究院,略有刪節)
1-四元;2-大理石或輝綠巖;3-片巖;4-片麻巖;5—變質巖;6-花崗質巖石;7-石墨礦體;8—洗馬山組
東風山群的Rb-Sr等時線年齡為797±43Ma,可能反映了變質作用的年齡。東風山群的形成時代與馬山群龍山組相當,暫定為元古代。礦區及其外圍出露的侵入巖占總面積的50%。除元古代花崗巖外,其余主要為晚古生代至中生代的黑雲母花崗巖及其衍生脈巖。
東風山群中下巖組有碳酸鹽巖、矽質巖、火山碎屑巖和碳質巖,金與銀、砷、銻、鈷、鎳呈正相關。下巖群中的磁鐵礦石英巖與變質火山巖伴生,反映該巖群底部有矽鐵建造。
東風山群的金含量自下而上逐漸降低。下巖群是金、鈷和鐵礦體的主巖群,金礦就產在這裏。中部巖組壹般有金異常,上部巖組幾乎沒有金異常(圖5-29)。
劉景斕(1987)調查了該區13含鐵建造的含金性(表5-8)。東峰山金礦主要產於下巖群鐵礦層下部的含錳硫化物鈷金礦床中。含錳硫化物層位於鐵礦石層的底部,在鐵礦石層中呈薄層和透鏡狀夾層的形式。主要巖石類型有:巖漿巖、巖漿巖、應時黑雲母錳石榴石帶磁性黃。巖石主要為變粒斑巖結構,具條帶狀構造。石榴石(主要是石榴石)常與磁黃鐵礦和角閃石交替出現,形成條帶狀結構。花崗巖骨料通常含有磁黃鐵礦、磷灰石、應時、自然金、鈷酸鹽等礦物顆粒。,形成含有變質晶體的結構。鐵閃石主要是錳鐵閃石,與錳鋁石榴石密切共生。磁黃鐵礦集合體常呈條帶狀分布,有時填充在角閃石和石榴石之間的空隙中,形成“隕石結構”;有時呈分散狀或帶狀,含於石榴石晶體中。金礦體可分為壹體化礦體和脈狀礦體兩種,以壹體化礦體為主。
圖5-29東風山金礦地層柱狀圖
(據劉景斕1991)
壹體化礦體因礦體與圍巖完全壹體化而稱為壹體化金礦體,產於硫化錳鈾金礦床中。雖然礦層厚度不大,但層位和厚度相對穩定,是鈷、金有用元素高度集中的部分。但礦層中金的含量不穩定,變化較大,礦體和圍巖的圈定需要以分析結果為依據。完整礦體與圍巖的關系是漸變的,礦體和圍巖都經歷了相同的變形,並隨著巖層的褶皺而褶皺。背斜鞍部礦體增厚。礦體多呈馬鞍形、透鏡狀(圖5-30)。金礦體和鈷礦體的空間分布基本壹致,有時呈整合狀,但鈷礦體的分布範圍大於金礦體。礦體壹般長50 ~ 100 m,長250m,厚1.73 ~ 4 m,厚6.16 ~ 9.01 m,礦體深度沿傾向比沿走向深,比值為1 ~ 3。礦體往往被指出,並沿走向重新出現。在剖面上,從南到北,從高到低,它們大致排列成壹個左側的雁形。
表5-8佳木斯微陸塊含鐵建造中金的豐度值(w(Au)/10-6)
(據劉景斕1987)
脈狀礦體常產於上矽質層中,呈分散狀,主要受沿層理的北東向斷裂構造控制,規模有限。
該區礦石可分為4種自然類型:條帶狀-微細浸染型貧硫鈷金礦石、條帶狀-細脈浸染型鈷金礦石、含金石英脈型礦石和條帶狀鋰雲母鈷金礦石,主要礦石類型為1和2。礦石中主要金屬礦物為磁黃鐵礦和毒砂,其次為鈷礦、鎳鎳礦、鎳砷鐵礦、磁鐵礦、自然金等。黃鐵礦見於含金石英脈型礦石中,非金屬礦物有錳鋁石榴石、錳鐵角閃石、應時、黑雲母等。在條帶狀鐵-角閃石-橄欖石-輝石鈷金礦石中,主要礦物為玉勒輝石、鐵橄欖石和角閃石。
圖5-30東風山金礦床地質剖面圖
(據劉景斕1987)
1-金礦;2-鈷礦床;3-鐵礦床;4-微晶含電氣石雲母石英片巖;5-細粒大理石;6-含微晶石墨的堇青石片巖;7-黑雲母花崗巖;8-脈巖
大多數自然金呈不規則顆粒狀。有些是圓的、長的、盤狀的等等。粒度較細,多在5 μ m左右,自然金與毒砂、鈷礦、錳鋁石榴石、錳鐵角閃石關系密切。自然金的純度從843到990不等,算術平均值為918。
東峰山金礦經歷了以角閃巖相為主的區域變質作用,變質溫度為455 ~ 600℃,壓力為0.3 ~ 0.5 GPA。
東風山條帶狀鐵建造金礦屬於火山噴流沈積-變質作用。礦床的原始沈積環境是遠離中酸性火山噴發中心的海盆,成礦物質由火山噴流從深部帶到地殼表面的海水中。金主要以細分散狀態富集在條帶狀鐵建造底部的硫化物相(或與碳酸鹽相混合相)中,並與區域變質作用形成層狀、層狀、透鏡狀壹體化同生礦體。隨著區域變質作用的構造變形,金礦體重新定位,形成馬鞍形和部分透鏡狀礦體。區域變質作用後,變質熱液活動活化少量金,形成脈狀礦體。
由此可見,佳木斯微地塊在元古代是石墨-磷-金礦床的重要成礦期。雞西地區形成石墨-矽線石-磷酸鹽礦床成礦亞系列,東風山地區形成金鈷礦床成礦亞系列。