翠宏山-翠中多金属矿床位于黑龙江省伊春市境内,处于兴安岭-内蒙地槽褶皱区的东部,伊春-延寿地槽褶皱系的北段,隶属于小兴安岭-张广才岭多金属成矿带,该成矿带是我国东北地区重要的多金属成矿带。本文重点开展了翠宏山-翠中铁多金属矿床与不同期次矿化相关的花岗岩的侵位时代、岩浆源区特征和花岗岩形成的构造动力学背景的研究工作,详细阐述了矿区成矿岩体与矿床内在的联系,完善矿床成因和建立矿床成矿模式。翠宏山-翠中铁多金属矿区岩浆热液活动强烈,花岗岩岩体分布较广泛,主要有碱长花岗岩,二长花岗岩,花岗斑岩等;主要地层为下寒武统铅山组海相镁质碳酸盐岩,呈残留体被侵入岩体包围。其中与成矿有关的碱长花岗岩和二长花岗岩的岩石地球化学分析表明,岩体中Si02含量为70.89%-75.72%之间;岩体富钾、铝、略富碱,贫镁、钙,随着Si02的含量升高,主量元素Ti02、A1203、CaO、Fe203、FeO、MnO、MgO、Na20和P205表现出递减趋势,而K20呈递增趋势。岩石样品整体呈现亚碱性岩石特征,分异指数(DI)变化范围为85.83-93.12,平均为88.42,表明岩浆分异程度较高。过铝指数A/CNK变化范围为0.90-1.10,均小于1.10,属于准铝质-过铝质花岗岩。稀土元素总量较高,配分模式为较倾斜的右倾型(LREE相对富集,HREE相对亏损),具有较强烈的负Eu异常。岩石微量元素相对富集不相容元素(即富集Cs、Rb等元素),贫高场强元素(即亏损Sr、Ba、P、Y等元素)。根据Sr-Yb元素含量可以看出矿区岩体属于低Sr高Yb型,反映出源岩中含有斜长石和角闪石,可以判断矿区岩体岩浆形成压力通过对岩体的成岩时代研究表明,粗粒碱长花岗岩和二长花岗岩中锆石U-Pb年龄值分别为491.1±2.4Ma(MSWD=0.94)和199.8±1.8Ma(MSWD=0.16),说明是由两类岩体为不同时代的产物,分别是加里东中期和燕山早期两期岩浆活动的产物。锆石Hf同位素原位分析得出,翠中铁多金属矿床粗粒碱长花岗岩176Hf/177Hf比值(0.282370~0.282434)相对较低,εHf(t)值为负值(-1.3~-3.7),具有古老的两阶段模式年龄(1413~1538Ma),说明了岩石为中元古代早期的古老地壳部分熔融的结果;二长花岗岩176Hf/177Hf比值(0.282737~0.282768)相对较高,εHf(t)值为正值(2.5~3.9),具有年轻的两阶段模式年龄(889~964Ma),反映了岩石为新元古代中期从亏损地幔中新增生的年轻地壳物质的部分熔融的产物;同时,εHf(t)值的变化范围,也暗示了其受到地壳或岩石圈地幔物质的混染。由于该地区复杂的构造活动和多期次的岩浆演化使得矿床矿体均产在二长花岗岩、碱长花岗岩侵入体与铅山组地层接触带及其岩体内部和附近围岩层间裂隙中;其中钨钼矿体集中在岩体内部和局部内接触带,铁矿体产于矽卡岩带中,铅锌矿体产于铅山组地层中。矿体呈似层状、透镜状、扁豆状、细脉状和网脉状等复合叠加产出,其形态、产状及规模在一定程度上受接触带类型及特征控制。矿区矿石矿物组成较复杂,主要金属矿物为磁铁矿、辉钼矿、白钨矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、锡石、毒砂、黄铁矿、磁黄铁矿、褐铁矿等。矿石结构以它形-半自形粒状结构为主,半自形-自形粒状结构次之,并伴有交代、压碎、文象、乳浊、交代残留等结构;矿石构造以致密块状、浸染状、团块状为主,角砾状、交错状、细脉状次之。主要矿石类型有磁铁矿石、钼钨矿石、铅锌铜矿石及由于多期矿化相互叠加而形成的铁钼钨矿石、铁铅锌铜矿石、铁钼钨铜锡矿石及铅锌多金属矿石。矿床成矿有关的矿化有磁铁矿化、辉钼矿化、白钨矿化、锡石矿化、闪锌矿化、方铅矿化、黄铜矿化、磁黄铁矿化、黄铁矿化等。主要的围岩蚀变有矽卡岩化、萤石化、绿帘石化、阳起石化、透闪石化、蛇纹石化、绿泥石化及碳酸盐化等。矿区的矿化蚀变分带较为明显,主要有矽卡岩带、钨锡钼-萤石绿帘石阳起石化带、磁铁矿-透闪石阳起石化带和蛇纹石化带和铜铅锌-阳起石绿泥石化带。矿床成矿流体和成矿物质的分析研究表明,7件铅锌矿中金属矿物的硫同位素δ34S值变化为2.2‰~5‰,平均值为3.86‰,具有非常均一的硫源,反映了岩浆硫的组成特点,为岩浆热液活动的结果。根据铅锌矿体中的辉钼矿的Re元素的含量认为翠中矿区铅锌矿体的成矿物质来源于上地壳。粗粒碱长花岗岩Pb同位素206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb比值分别变化于18.22~18.33、15.594~15.596、37.413~37.554之间,二长花岗岩Pb同位素206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb比值分别变化于18.21~18.63、15.58~15.60、38.03~38.37,方铅矿和闪锌矿Pb同位素206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb比值分别变化于18.70~18.78、15.60~15.70、38.25~38.54,显示具有正常铅同位素的特点,其中二长花岗岩与矿石的Pb可能同源,具有相同的演化历史或起源。其中特征值μ、ω、Th/U等均具有相似的变化规律,显示了矿床铅源具有壳幔物质特征;铅同位素构造模式图、铅同位素△β-△γ成因分类图解也显示了矿石铅和岩体铅主要来自于壳幔混合。结合地区构造演化特征,认为翠宏山-翠中铁多金属矿床中矿石和二长花岗岩可能起源于碰撞时期的上地壳,在形成过程中遭受了复杂多期的造山作用,使得俯冲铅的加入,而表现为与俯冲造山作用有关的壳幔混合铅特征;粗粒碱长花岗岩则表现为较为单一构造环境特征,主要来自于下地壳。对矿区白钨矿阶段的白钨矿、铅锌矿化阶段的石榴子石和萤石进行了流体包裹体的观察和测试,结果显示白钨矿阶段,流体温度较高,代表着早期岩浆热液演化特点;铅锌矿化阶段,流体温度为中-低温、中-低盐度,代表着岩浆演化晚期的流体特点。该矿床的成矿流体具有NaCl-H2O体系特征,属于中低温、中低盐度岩浆热液流体。通过对矿床铅锌矿体中辉钼矿的Re-Os同位素测试,发现矿床的成岩成矿时代具有统一性。3件辉钼矿Re-Os同位素样品分析模式年龄为198.0~202.1Ma,其加权平均值为200±3.3Ma。其年龄值与二长花岗岩锆石U-Pb年龄值基本吻合一致,从侧面反映了二长花岗岩成岩与铅锌钼矿体成矿为同一时代的产物,为一个连续的地质演化作用过程。综合了成矿地质背景、矿床地质特征,结合大量元素地球化学、同位素地球化学测试数据,认为该矿床为斑岩型-矽卡岩型,接触交代-热液充填型矿床。加里东中期和燕山早期的岩浆-构造活动为成矿提供了必要的赋矿空间和矿质来源。成矿流体的不混溶作用是造成主要成矿元素沉淀、富集的重要因素。对成矿作用过程分析,认为该矿床由两期成矿作用,分别是早期(即加里东中期)与粗粒碱长花岗岩有关成矿作用形成矽卡岩型铁钨矿体,晚期(即燕山早期)与二长花岗岩有关成矿作用形成斑岩型钼矿体和矽卡岩型铅锌矿体。