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多宝山矿集区位于中亚造山带东段,兴安地块北段,是东北亚地区最大的多金属矿集区,主要包括大-小型斑岩型铜-钼矿床、浅成低温热液型金矿床及矽卡岩型铁-铜矿床等。该矿集区成矿年龄具有从奥陶纪至侏罗纪超过300Ma的时间跨度,在东北亚地区没有任何一个矿集区可以达到如此巨大规模和复杂程度,因此多宝山矿集区的成矿作用、成岩成矿关系以及保存机制具有重要的研究意义。本次研究选取多宝山和铜山斑岩型铜-钼-（金）矿床、三矿沟矽卡岩型铁-铜矿床以及争光浅成低温热液型金矿床为研究对象,开展矿床学及地质年代学研究,探讨各典型矿床的成矿作用、成岩-成矿年代学、岩浆成因及构造背景,并在此基础上建立了（a）加里东期铜-钼-（金）、（b）印支期金-（铜-钼）和（c）燕山期铁-铜三期成矿模式。通过详细的流体包裹体及氢-氧-硫-铅-铼同位素研究,对四个典型矿床的成矿流体性质、来源、演化及成矿物质来源进行约束。多宝山和铜山斑岩型铜-钼-（金）矿床均发育气液两相、CO2-H2O及含子矿物三相包裹体,激光拉曼光谱分析结果亦显示包裹体中含有CO2及少量N2等成分。早阶段成矿流体为一高温、中-低盐度CO2-H2O-NaCl体系,成矿过程中发生了不混溶作用,而晚阶段流体则为一低温、低盐度H2O-NaCl体系。多宝山和铜山矿床初始成矿流体具有岩浆水的特征,晚阶段存在大气降水的混入;成矿物质来源于深部岩浆及多宝山组,显示壳幔混源的特征。三矿沟矽卡岩型铁-铜矿床成矿流体早期为一高温、高盐度H2O-NaCl体系,中期为一中高温、中高盐度CO2-H2O-NaCl体系,晚期为一低温、低盐度H2O-NaCl体系。三矿沟矿床发育气液两相、CO2-H2O及含子矿物三相包裹体,激光拉曼光谱分析结果亦显示包裹体中含有CO2及少量N2、CH4等成分,成矿流体发生了明显的不混溶作用。三矿沟矿床初始成矿流体为岩浆来源,晚期混入了部分大气降水;成矿物质主要来源于深部岩浆,但不排除少量多宝山组参与,具有壳幔混源的特点。争光浅成低温热液型金矿床仅发育气液两相包裹体,成矿流体具有低温、低盐度H2O-NaCl体系的特点。成矿流体为大气降水和岩浆水的混合来源,但以大气降水为主;成矿物质主要来源于多宝山组及深部岩浆,且具有壳幔混源的特点。地质年代学研究显示多宝山矿集区共存在七期岩浆作用:（a）中-晚寒武世（506491 Ma）、（b）早-中奥陶世（485471 Ma和462 Ma）、（c）晚奥陶世（450447Ma）、（d）早石炭世和晚石炭-早二叠世（351345 Ma和323291 Ma）、（e）中-晚三叠世（244223 Ma）、（f）早-中侏罗世和晚侏罗世（178168 Ma和150 Ma）和（g）早白垩世（112 Ma）。其中成矿作用主要发生于（a）早奥陶世（478474 Ma）、（b）中三叠世（246239 Ma）和（c）中侏罗世（174173 Ma）及晚侏罗世（可能为150 Ma）。此外,铜山和争光矿床存在多期矿化叠加事件。全岩地球化学特征研究表明,多宝山矿集区花岗岩类显示出埃达克质岩石、正常岛弧岩石及二者之间过渡岩石的地球化学属性,其中斑岩型/浅成低温热液矿化主要与埃达克质岩石相关。该类岩石的Sr/Y、Sm/Yb和La/Yb比值变化较大,暗示成矿岩浆来源于地壳的不同深度（单斜辉石/角闪石/石榴石稳定域）,埃达克质岩套形成于3540 km（早奥陶世弧）和>40 km（中-晚三叠世弧）深度的增厚下地壳物质部分熔融。与早侏罗世矽卡岩型铁-铜矿化相关的花岗岩类具有从埃达克质到正常岛弧岩石过渡的地球化学属性,这些花岗质岩石主要由新生下地壳物质部分熔融（3540 km深度）形成,随后经历了同化结晶分异作用（AFC过程）。依据地质、地球化学和地质年代学信息,本文将多宝山矿集区的构造-成矿模式归纳如下:古生代时期,古亚洲洋在中寒武世对中国东北开始俯冲,并于早奥陶世形成多宝山、铜山斑岩型铜-钼-（金）矿化,争光斑岩型金矿化及多宝山岛弧。晚奥陶世-晚石炭世期间,古亚洲洋俯冲影响减弱,区域构造处于长期沉降-伸展环境,这一伸展构造体制与志留纪大规模的陆相-浅海相沉积作用共同为埋藏奥陶纪斑岩型成矿体系提供了有利条件。与陆内裂谷相关的大面积贫矿的泥盆纪（377363 Ma）和石炭纪（351345 Ma和323291 Ma）岩浆作用,可能破坏了矿集区以外绝大部分的奥陶纪多宝山弧及其斑岩型矿床。然而这种岩浆作用并没有延伸到矿集区内部,因此保存了奥陶纪的弧残余和铜、钼、金矿化。随着蒙古-鄂霍茨克洋向南斜向俯冲,在多宝山矿集区产生了中-晚三叠世大陆弧岩浆活动,以及叠加在奥陶纪斑岩成矿系统之上的铜山斑岩型铜-钼矿化、争光浅成低温热液型金矿化。晚三叠世古太平洋板块开始向西斜向俯冲,自此矿集区受到蒙古-鄂霍茨克洋（西部）和古太平洋（东部）两个构造体制的联合影响。早侏罗世,西伯利亚-阿穆尔板块的碰撞及古太平洋板块的俯冲使得中国东北处于挤压状态,在多宝山矿集区形成了三矿沟和小多宝山矽卡岩型铁-铜矿床。中侏罗世后,东北亚大陆边缘古太平洋板块弧型地体增生（例如那丹哈达和Sikhote-Alin地体）,俯冲板片后撤及俯冲带前缘向东撤退,导致古太平洋板块对多宝山矿集区的俯冲影响逐渐减弱。晚侏罗世和白垩纪的少量贫矿岩浆作用可能主要是由西伯利亚-阿穆尔板块碰撞后重力不稳定的塌陷作用和/或古太平洋弧后盆地伸展的远程效应所引起。奥陶系多宝山组铜、金等元素含量较高,被认为是多宝山矿集区主要的矿源层,这一认识对区域上多金属矿产勘查工作具有重要指导意义。此外,年轻的“湿”岩浆来源、中等岩浆形成深度和高氧逸度(fO2)也是矿集区内大规模成矿的关键。