大兴安岭中北段大致为乌兰浩特市以北的大兴安岭及其两侧邻近地区,大地构造位置处于兴蒙造山带东部的中间地带,主要由以NE向头道桥-鄂伦春断裂为界的额尔古纳地块和兴安地体组成,古生代以来,先后经历了古亚洲洋、蒙古-鄂霍茨克海和环太平洋构造成矿域的叠加、转换及复合演化,属大兴安岭成矿省北东部,是我国重要的有色金属和贵金属矿产地,成矿地质条件优越,极具成矿潜力。由于该区域地质工作和研究程度较低,区域成矿规律和成矿预测研究亟需加强,本论文以之作为研究区,通过金、铜、钼典型矿床剖析,成矿岩浆岩成岩作用与成矿专属性研究,总结区域成矿规律,进而试点性应用于区内勘查程度偏低的红彦地区,开展岩浆岩成岩作用研究与成矿有利性评价,并进行成矿远景预测,以期对区域成岩-成矿作用关系研究有初步阶段性总结,同时为矿产勘查实践提供参考。区域金铜钼成矿的岩浆偏在性:解剖区域主要成矿金属金、铜、钼典型矿床,包括古利库Au-Ag矿床、争光Au-Zn矿床,多宝山Cu-Mo(-Au-Ag)矿床、岔路口Mo-Zn-Pb-Ag矿床,对古利库和争光金矿床进行了详细研究,包括野外地质调研、样品采集及相关测试分析,其他矿床以引用前人分析数据和参考已有研究成果为主,进行资料二次整理,综合运用岩石学、矿物学、矿床地球化学、流体地质学等理论和方法,主要从与成矿有关岩浆岩的矿化蚀变特征、成矿时代、成矿流体和成矿物质来源以及成矿机制方面探讨成矿作用的岩浆偏在性,同时确定矿床成因类型。区域金矿床类型主要为浅成低温热液型(ED)和热液脉型(VD),ED型代表性矿床为古利库Au-Ag矿床(低硫化型LS)和争光Au-Zn矿床(中硫化型IS);铜矿床类型主要为斑岩型(PD,PD型铜矿床缩写为PCD),以多宝山Cu-Mo(Au-Ag)矿床为代表性矿床,其次为矽卡岩型(SD);钼矿床类型绝大多数且主要为PD型(PD型钼矿床缩写为PMD),代表性矿床为岔路口Climax型Mo-Zn-Pb-Ag矿床。特别地,本文将争光Au-Zn矿床成因类型确定为IS型,而不同于以往认为的LS型、构造蚀变岩型等。区域金、铜、钼主要矿种组合在成矿时代、成矿大地构造背景及成矿物质方面均存在明显的岩浆偏在性。IS型Au-Zn组合存在早寒武世-晚奥陶世、中奥陶世、早侏罗世中晚期及晚侏罗世晚期四期成矿,主要与加里东(早)中期陆缘岩浆弧构造背景下的中性-中酸性侵入(斑)岩具成因联系,矿质来源以幔源为主,成矿流体为大气水与岩浆水的混合流体,且以大气水成分居多,并存在少量幔源流体,矿质沉淀机制以流体混合为主,局部隐爆角砾岩范围内沸腾作用可能重要。LS型Au-Ag和独立Au组合为早白垩世晚期成矿,与燕山(中)期区域大规模伸展构造背景下的酸性-中酸性火山岩和中性-中酸性火山岩具成因联系,矿质来源分别以壳(上地壳)幔混源为主和以幔源为主,流体来源均为大气水与岩浆水的混合流体,但分别以岩浆水或大气水成分居多,矿质沉淀机制以流体沸腾作用为主。PD型Cu-Mo(-Au-Ag)组合为早奥陶世成矿,与加里东中期陆缘岩浆弧构造背景下的中酸性侵入(斑)岩具成因联系,矿质来源以幔源为主,流体来源为岩浆水与大气水的混合流体,且初始流体为岩浆去气流体,矿质沉淀机制以多期次流体沸腾作用为主,早阶段流体不混溶和水岩反应起重要作用,晚阶段流体混合作用较显著。PD型Mo-Zn-Pb-Ag组合以晚侏罗世(中)晚期成矿为主,与燕山中期区域伸展构造背景下的酸性侵入斑岩具成因联系,矿质来源以壳(上地壳)与地幔混合来源为主,尚有部分下地壳来源,流体来源为岩浆水与大气水的混合流体,且以岩浆去气流体为主,矿质沉淀机制以多期次流体沸腾作用最为重要。区域与金铜钼矿有关岩浆岩的成矿专属性:运用岩相学、矿物学、主微量元素地球化学、Sr-Nd-Hf同位素地球化学、锆石U-Pb成岩年代学理论与方法,研究区域金、铜、钼成矿岩浆岩的关键化学成分特征、岩浆氧化还原程度、分异度与演化度、岩浆温度、岩石成因类型、岩浆来源、成岩时代以及成岩成矿大地构造背景,综上进一步论述岩浆岩的成矿物质、时代及空间专属性。区域金成矿岩浆岩化学成分定名侵入岩以花岗闪长岩-闪长岩和花岗岩为主,(次)火山岩以英安岩/粗面英安岩-安山岩/粗安岩和流纹岩为主,大部分属准铝质(QA),部分强过铝质(SP),总体具低硅(SiO₂=51⁸4%,平均66%)、相对高铝、贫碱(钾)(全碱含量平均6.6%)特征,REE配分曲线右倾,无-中等负Eu异常。氧逸度(按单个矿床统计)介于FMQ-0.5^FMQ+3.6,平均FMQ+1.7,主体为中等-强氧化性质,总体低-中等分异、低-中等(-强)演化,岩浆温度较高(全岩锆石饱和温度T_Zr=723⁹50℃,平均814℃),属“热”花岗岩。主要为具不同分异程度的I型,少数高分异I型,部分为埃达克质岩(AR)或部分具埃达克质岩特征(PAR);其次为中等分异A型。岩浆来源以幔源为主,次为壳源,主要来源于变质玄武岩/变质英云闪长岩(相对贫铝)和变质泥岩的部分熔融。本文研究认为争光Au-Zn矿床成矿英云闪长斑岩和古利库Au-Ag矿床与成矿有关的流纹岩分别为高镁埃达克质岩和(高)分异I型。铜成矿岩浆岩主要为花岗闪长(斑)岩,其次为花岗(斑)岩,大部分属弱过铝质(WP),总体具中硅(59⁷6%,平均68%)、高铝、相对贫碱(钾)(平均7.0%)特征,REE含量整体相对较低,配分曲线右倾,无-较弱Eu负异常。氧逸度介于FMQ+1.2^FMQ+5.34,平均FMQ+3.6,主体为强氧化性质,总体低-中等分异、低-中等演化,岩浆温度较低(634⁸84℃,平均785℃),属“冷”花岗岩。为以低-中等分异程度为主的I型,大部分属AR或PAR。岩浆来源以幔源为主,次为壳幔混源,主要来源于变质玄武岩/变质英云闪长岩(相对富铝)的部分熔融,部分来源于变质杂砂岩或变质泥岩的部分熔融。钼成矿岩浆岩主体为花岗(斑)岩,主要为WP,总体具高硅(59⁸2%,平均74%)、低铝、富碱(钾)(平均8.0%)特征,REE配分曲线右倾或“海鸥形”,绝大多数具不同程度(弱-强)Eu负异常。氧逸度介于FMQ+1.6^FMQ+5.26,平均FMQ+3.2,中等和强-非常强氧化,总体高-中等-低分异、中等-强演化,岩浆温度相对最高(768⁹08℃,平均839℃),属典型“热”花岗岩。多数为中等-低分异程度I型,部分为(高硅高镁)AR;其次为中等-较高分异A1型和高分异A型。岩浆来源以壳幔混源为主,次为幔源,主要来源于变质杂砂岩和变质泥岩的部分熔融。金成矿岩浆岩时代主要为燕山期(97¹81Ma),且集中于燕山晚期(112¹45Ma),还存在加里东中期(462⁴81Ma)和海西早、晚期(385Ma和254Ma)。铜成矿岩浆岩按成矿规模和数量递减顺序依次为燕山早(中)期(112?²04Ma)、加里东中期(461⁴84Ma)、印支中晚期(218²38Ma)及海西中晚期(324³44Ma;二叠纪)。钼成矿岩浆岩主要为印支晚期-燕山晚期(124²02Ma)。其中(超)大、中型矿床主要形成于加里东期、印支期及燕山期。本文获得了古利库Au-Ag矿床与成矿有关的光华组流纹岩和争光Au-Zn矿床与成矿有关隐伏英云闪长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为126.33±0.93Ma(MSWD=1.7)和462.1±1.8Ma(MSWD=0.34),分别属早白垩世中晚期和中奥陶世晚期。金、铜、钼成矿岩浆岩产出构造背景主要为(陆缘)岩浆弧和碰撞后伸展或弧后伸展背景。挤压背景较利于铜(金)成矿岩浆岩产出,如岩浆弧可产出(超)大型Cu和Au-Zn矿床;伸展背景更利于金和钼成矿岩浆岩产出,如伸展高峰阶段产出多矿种组合和矿床类型,并可产出大型Au-Te矿床;由挤压向伸展转换背景可产出大型-超大型Mo和独立Au矿床。区域优势矿种成矿规律:总结了区域Mo、Zn-Pb-Ag、Cu、Au及Fe矿床的时间和空间分布规律,特别分析了岩浆岩成矿物质专属性与金铜钼成矿空间分布的对应性规律。矿床空间分布总体具NE向带状展布(分带性)和成区集中(丛聚性)的不均匀性规律,矿集区内具NE或NW向行列或构成格状分布特征。矿床成矿时代主要有加里东中期、海西早中期、印支中晚期及燕山期四期,古生代以Cu(-Mo)-Fe-Au为主,矿床类型以PD(-ED)-SD型为主,其中晚古生代以VMS型成矿为特征;中生代以Mo-Pb-Zn-Ag-Cu-Au-Fe多金属成矿为特征,矿床类型以PD-VD-ED型为主。低分异I型(LFI)和高(-中)分异I型(H(-M)FI)岩浆岩均具金、铜、钼成矿物质专属性,且前者尤为显著,控制了区域大部分金、铜、钼矿床的分布,呈NE向带状分别展布于额尔古纳地块和多宝山-伊尔施岛弧带(铜和金矿床),或呈面型广泛展布于区域中部(钼矿床);中低分异A型(M-LFA)和中高分异A型(M-HFA)分别仅具金和钼成矿专属性,控制少数金和钼矿床的分布。红彦地区岩浆岩成矿有利性:红彦地区处于大兴安岭中北段东坡,大地构造位置属兴安地体与松嫩地体交接的多宝山-扎兰屯岛弧带,区内岩浆岩广泛发育,侵入岩以(偏碱性)酸性占绝对优势,均为海西期,火山岩以中(基)性和(中)酸性火山熔岩及其凝灰岩为主,包括海西中期和燕山中期。对区内主要侵入岩体和火山岩进行岩相学、主微量元素地球化学、锆石U-Pb年代学、锆石Hf同位素地球化学、锆石微量元素分析,研究了其成岩时代、氧化还原程度、分异度与演化度、岩浆温度、岩石成因类型、岩浆来源及成岩大地构造背景,并与区域优势矿种成矿岩浆岩的时代和空间专属性及金、铜、钼成矿岩浆岩的物质专属性对比,分析各岩浆岩的成矿专属性;利用1:5万土壤地球化学测量数据,分析区内主要岩浆岩的含矿性;并将岩浆岩成矿专属性与含矿性结合评价其成矿有利性。红彦地区岩浆活动主要为海西期和燕山晚期,可细分为至少七个期次,包括中-晚泥盆世(383.8³89.8Ma,石头沟D_2-3γ和宜合德D_2-3ηγ岩体)、晚泥盆世(374.0Ma,奇安绰罗D₃γδ岩体)、早石炭世早期(356.0Ma,C₁m中性-酸性火山岩)、早石炭世晚期(323.5Ma,拉抛C₁ξγ岩体)、晚石炭世(305.3Ma,哈达阳C₂ξγ岩体)、早二叠世早期(290.9²97.6Ma,山神府P₁κγ和P₁ηγ岩体)及早白垩世晚期(124.7¹27.5Ma,K₁gh中基性和K₁b酸性火山岩)。中-晚泥盆世(389.8³74.0Ma)处于后碰撞-后造山局部走滑拉张构造背景,晚泥盆世-早石炭世(363.3³52.5Ma或³34.3Ma)处于陆缘弧-同碰撞挤压背景,早-晚石炭世(323.5³05.3Ma)处于碰撞后伸展背景,早二叠世(297.6²90.9Ma)处于活动大陆边缘弧后伸展背景,晚侏罗世(¹45.7Ma)处于区域由挤压向伸展转换过渡阶段,早白垩世(127.5¹24.7Ma)处于大陆碰撞后与弧后伸展-减薄体制叠加背景。奇安绰罗D₃γδ属低分异I型,为壳幔混源;其余花岗岩类(包括山神府P₁κγ、哈达阳C₂ξγ、石头沟D_2-3γ、拉抛C₁ξγ及宜合德D_2-3ηγ岩体)均属较高-高分异A型之A2亚型中的碱性A型(AAG)亚类,前四者均为以壳源物质占主导的壳幔混合来源,后者主要来自壳源物质。白音高老组K₁b流纹岩属较高-高分异A型之A1亚型,主要来自壳源物质,与甘河组K₁gh碱性玄武岩构成双峰式火山岩,为富集岩石圈地幔来源,并受壳源物质混染;莫尔根河组C₁m的中基性-中性-中酸性钙碱性火山岩属低分异I型,中基性岩为富集地幔楔来源,中酸性岩为幔源分异岩浆,均受壳源物质混染。花岗岩类(奇安绰罗D₃γδ除外)多具较差的Mo(物质)成矿专属性,奇安绰罗D₃γδ(ΔFMQ_D为+2.4)、宜合德D_2-3ηγ(ΔFMQ_D为-0.4)及山神府P₁κγ岩体(ΔFMQ_D为+0.3)氧逸度相对较高,且成矿物质专属性与时空专属性存在不同程度一致性,其成矿专属性(前者为Au和Cu,后二者为Au和Mo)较为可靠且成矿可能性较大;火山岩均具Au成矿专属性,早石炭世和早白垩世火山岩成矿物质专属性与时空专属性存在一定或较好的一致性,后者成矿专属性更为可靠,早石炭世火山岩尚具Cu成矿专属性,晚侏罗世和早白垩世酸性火山岩尚具ED型Ag-Pb-Zn成矿时空专属性。红彦地区岩浆岩Au、Ag、Mo、W、Cu、Pb分异性强且较富集,成矿可能性高。宜合德D_2-3ηγ、奇安绰罗D₃γδ、山神府P₁ξγ及石头沟D_2-3γ岩体,J₃mk酸性火山岩、C₁m中基性-中性-酸性火山岩及K₁b酸性火山岩具相对较好的Au成矿有利性;Ag和Au可能具相似来源而呈共、伴生产出;哈北C₂ηγ和奇安绰罗D₃γδ岩体,C₁m中基性-中性-酸性火山岩、J₃mk酸性火山岩及C₂P₁bl¹中性火山岩相对具Cu成矿有利性;哈达阳C₂ξγ和山神府P₁ξγ岩体最具Mo成矿有利性;山神府P₁ξγ和哈达阳C₂ξγ岩体W成矿可能性相对较大;J₃mk酸性火山岩相对更具Pb成矿有利性。红彦地区成矿远景预测:基于1:5万土壤地球化学测量数据,采用传统方法获得各元素异常下限并进行单元素异常圈定,将共生元素异常组合圈定为综合异常,并进行剖析、排序及分类,评估其矿致可能性和开展矿产检查的必要性。结合区域成岩成矿特征与规律和区内具体成矿有利条件和信息,确定了红彦地区的主攻矿种和主攻矿床类型。进而综合地质、化探、物探、遥感异常信息,其中将岩浆岩成矿有利性作为重要依据,圈定了成矿远景区。区内1:5万土壤地球化学测量数据统计显示Au、Cu、Mo、Ag变异系数较高,具较大成矿可能。共圈定10处综合异常,其中元素异常组合以As-Au-Cu(HS-4-乙₂)和Sb-As-Cu-Pb(HS-5-乙₂)为主的两处综合异常,成矿条件优异,找矿前景好。区内矿产预测主攻矿种按重要程度依次为Au、Cu、Ag,Mo、Pb,W;主攻矿床类型为与火山作用有关的ED型Au(-Cu-Ag)矿床、与侵入作用有关的VD型Au和Mo(-W)矿床、PD型Cu(-Au-Ag)矿床。圈定出3个I级成矿远景区,山神府-奋斗金铜钨钼多金属成矿远景区、小黑山-石头沟铜金银铅成矿远景区及蒋屯-缸窑金铜银多金属成矿远景区,后经矿产检查,在前二者中设置的找矿靶区分别发现了奋斗金铜银矿点和小黑山铜金矿点。