中國東北部陸緣雖是由多個不同性質的地體和構造帶組成，成礦地質背景復雜。但從目前的研究來看，地體和構造帶/深斷裂的形成和演化對區域成礦有明顯的時空制約性。因此，地質事件序列的建立對我們研究區域成礦規律具有重要意義。
區域構造演化經歷了太古宙成核、元古宙裂谷（局部成核）、古生代“古亞洲洋”形成與封閉（局部成核）、中生代洋-陸俯沖和新生代裂谷作用5個重要階段和過程。在區域上，本區太古宙陸塊實質是華北古陸的東緣部分，而遼南太古宙陸塊可能是獨立古陸；佳木斯-麻山陸塊可能是相鄰西伯利亞與華北古陸之間的獨立古陸，外圍的中淺變質巖系為邊緣古陸；呼蘭群的變質壓力相對高，時間和空間上的特征可能反映華北板塊與西伯利亞板塊對接——“古亞洲洋”的封閉有關，但不排除之間的微陸塊的拼貼作用，中生代構造是古太平洋板塊的斜向俯沖作用的結果。區域金、有色金屬的成礦就是在這樣復雜，而又具有特定構造環境下產生的。現結合超大陸旋回與板塊構造理論假說、“威爾遜旋回”與“開合”觀，將研究區金、有色金屬礦床的區域成礦模式及相對應的找礦模型簡述如下。
壹、太古宙塊狀硫化物礦床區域成礦模式和找礦模型
太古宙地殼演化至太古宙末超大陸的出現。根據對太古宙表殼巖、TTG巖系地質和地球化學特征及成因研究，本區可追溯的主要構造事件遷西構造運動，這期運動導致鞍山-遼北-龍崗陸核雛形（如白山、板石溝、遼南等地）並於中太古代陸核基本形成，而阜平（鞍山）構造運動發生在新太古代初期，主要以伸展作用為主，形成了新太古沈積盆地及綠巖帶堆積。
根據礦床地質、地球化學的研究，紅透山塊狀硫化物的含礦建造為古太古界的通什組中低級角閃巖相（545～640℃，0.4～0.59 GPa）變質表殼巖系（斜長角閃巖Sm-Nd：2844±48Ma，斜長角閃巖與變粒巖的Rb-Sr等時線：2624±48Ma；變粒巖鋯石U-Pb：2505±15Ma）和TTG巖系（花崗閃長巖-英雲閃長巖鋯石U-Pb：2519±15Ma，英雲閃長巖鋯石U-Pb：2511±1～2520±16Ma，英雲閃長巖黑雲母40Ar/39Ar：2578±6Ma）基本壹致（李俊建等，1996），變質表殼巖的原巖為玄武巖-玄武質凝灰巖（1%±）之上的堿鈣質（10%～15%）中酸性（60%～65%）火山巖系，局部夾雜有壹些黏土質沈積巖（27%±），整體為壹套具有綠巖性質的原巖組合；與北美Noranda地區的塊狀硫化物礦床壹致，均主要賦存在流紋巖中及安山巖（下）和流紋巖（上）之間；容礦巖石是酸性火山巖類。李俊建等（1996）研究認為火山作用的形成環境類似於現代島弧的大陸邊緣活動帶，而張秋生（1984）的研究顯示這套巖系較為富鈉。考慮到太古宙地殼厚度較薄等因素，火山作用環境更可能是海底火山噴發的地幔熱柱或熱點構造系統（與顯生宙相比小得多）。礦體呈螺旋柱狀，礦體的變質變形與表殼巖壹致；含礦巖相是變粒巖，原巖為流紋質火山巖，位於中-酸性火山巖系的安山凝灰巖-安山巖之上，可能反映早期成礦發生在古火山作用晚期的火山溢流相和頸相，初步確定這類塊狀硫化物礦床的形成至少經過了太古代的火山噴溢作用、變質變形作用，成礦模式參見圖3-4。
圖3-4 太古宙塊狀硫化物礦床形成成礦動力學模式圖
而其後的變質及變形作用，並且發生了塑性流動，使礦體在褶皺的轉折端和兩期褶皺的核部礦體相對增厚，並受到右旋順層剪切的作用，礦體發生層間錯動，在局部拉張空間富集。
基於成礦地質背景、典型礦床的地質、地球化學和地球物理、化探等方面的特征，建立的區域綜合找礦模式（表3-4），即：成礦時代太古宙、元古宙克拉通裂谷槽盆中海底火山噴發-沈積環境、褶皺構造、Au-Ag-Hg-Cu-Pb-Zn-Mo元素組合異常和升高的正磁場，不規則相對重力高梯度帶構成了區域找礦標誌與找礦模型。
表3-4 太古代塊狀硫化物銅鋅礦床區域找礦模型
二、元古宙沈積鉛鋅銀金銅鈷礦床區域成礦模式和找礦模型
元古宙經歷了五臺、呂梁、晉寧、張廣才、興凱5個構造階段。五臺、呂梁構造運動先後在遼吉南部裂谷區形成了老嶺群/遼河群的中下部初期裂谷或拗拉槽環境的陸相堆積物為主的海相沈積、收縮後再次拉張環境下的集安群/興東群及遼河群上部的海相中酸性火山沈積，在吉林東部太古宙陸核內部及邊部形成了海相BIF的碎屑巖-碳酸鹽巖-火山巖建造，並發生了高綠片巖相-角閃巖相變質作用、原地-半原地花崗巖。目前還不十分清楚晉寧構造運動對本區的影響，從全球來講這次構造是中元古代末期的壹次十分重要的開合事件，在遼吉地區對格林爾運動全球Rodinia超大陸形成的積極響應可能包括夾皮溝斷裂帶的片麻巖、雞西石場屯混合花崗巖、興凱地塊西緣同期花崗巖全巖Rb-Sr等時線年齡為984Ma等，而黑龍江中元古代時主要表現佳木斯地塊裂解（依蘭、蘿北、牡丹江、虎林壹帶），形成火山矽質-陸源碎屑巖-碳酸鹽巖建造及蛇紋巖巖塊、原地-半原地花崗巖侵入；張廣才嶺構造運動主要表現在現今的吉黑中部地區，以中酸性火山-沈積作用及片麻狀混染花崗巖、超基性巖和基性巖；興凱構造運動（Rodinia超大陸）表現陸緣海（洋）盆形成到前寒武紀末—早寒武世初新的超級大陸出現。
根據對這壹時期有色貴金屬礦床的地質、地球化學及年代學的研究表明，區內鉛鋅銀礦床、金礦床及銅鈷礦床的容礦圍巖是古元古代遼河群的海相碳酸鹽、碎屑巖為主的巖石組合，形成環境為地殼下降環境及地殼下降轉化擡升淺海-濱海形成的海灣-湖環境，伴有海底火山堆積，且大多數礦床內可識別出斜層理、膠體球粒等沈積-同沈積組構。因此，可以斷定成礦動力學系統是元古宙凹陷海相沈積形成。其中，淺海盆地處的熱水噴流作用及成巖作用形成富含Pb，Zn，Ag，Au等物質的初始礦體；而盆地內深水凹陷帶內生物化學作用及成巖作用形成富含Co，Cu，Ni及有機質的初始礦體（圖3-5）。
圖3-5 元古宙噴流沈積鉛鋅銀金銅鈷礦床區域成礦動力學模式圖
區域變質作用產生的變質熱液改造之前形成的礦體，使其品位發生變化。構造變形作用使礦體隨地層褶皺而褶皺，該過程中礦體物質組分有所遷移或重新分配，礦體出現重新定位。而印支期—燕山期巖漿活動提供了金屬成礦物質活化、遷移所需的熱量，同時巖漿上侵帶來的巖漿水與地下水混合，這種流體不斷從地層中淋濾、溶解金屬礦物，成為含礦熱水溶液，促使成礦金屬元素活化、遷移、聚集而再壹次成礦。
基於成礦地質背景、典型礦床的地質、地球化學和地球物理、化探等方面的特征，建立的區域綜合找礦模式（表3-5，表3-6），即：成礦時代元古代、元古代凹陷海相沈積環境、褶皺構造、Au-Ag-Cu-Pb-Zn-Co-Sb-As元素組合異常、重力高異常帶或重力高異常邊緣及強躍變磁場特征構成了區域找礦標誌與找礦模型。
表3-5 元古宙噴流沈積鉛鋅銀金礦床區域找礦模型
表3-6 元古宙有機質沈積銅鈷礦床區域找礦模型
三、古生代沈積與疊加熱液礦床成礦模式及找礦模型
早寒武世在全區形成穩定陸緣陸表海碎屑巖-碳酸鹽巖沈積，中晚寒武世全區普遍缺失中-上寒武統。而在額爾古納地塊、興安地塊、松嫩和佳木斯地塊普遍發育460～517Ma的碰撞後碰撞花崗巖類，而黑龍江省前寒武紀具孔茲巖系特點的變質基底存在500Ma左右的變質作用。因此，從沈積作用、構造巖漿作用、變質作用可以推斷早古生代的構造事件具有廣泛性，可能正是泛非期造山作用。而後古亞洲洋—直向南後退消減，具體表現為：石炭紀（300～330Ma），松嫩地塊和額爾古納-興安地塊沿嫩江-黑河斷裂帶拼合；晚石炭世—早二疊世（280～310Ma），佳木斯地塊沿牡丹江斷裂帶與松嫩-額爾古納-興安地塊拼合。晚古生代末—早中生代早期（240～260Ma），額爾古納-興安-松嫩-佳木斯地塊與華北板塊碰撞拼合，古亞洲洋沿西拉木倫河—延吉壹線拼合及閉合。
根據對這壹時期有色貴金屬礦床地質、地球化學及年代學的研究表明，區內部分金礦床、鐵礦床及銅礦床（如：東風山鐵金礦床、紅太平銅礦床）主要賦存在早中寒武世—早誌留世的形成海相火山-碎屑碳酸鹽沈積環境中及二疊世火山-陸屑碳酸鹽沈積環境中。因此，可以斷定該列礦床成礦動力學系統是海相火山巖-陸屑碎屑碳酸鹽巖沈積環境。其中，東風山、東風林場鐵金礦床海底火山噴氣-化學沈積作用成礦；而紅太平銅礦床等為海底火山噴流沈積系統中的塊狀硫化物礦床（圖3-6）。
圖3-6 古生代古亞洲洋演化、火山-沈積成礦動力學模式圖
此外，區內還發育大量與二疊世巖漿活動有關的金銅礦及鉛鋅礦（如：老柞山金礦、桓仁鉛鋅礦）。考慮到該次巖漿活動主要與古亞洲洋俯沖及陸陸碰撞作用密切相關，因此，可以斷定該列礦床成礦動力學系統是洋殼俯沖或陸陸碰撞環境。再結合上述礦床內的巖漿巖地球化學屬性，認為其形成動力學機制為古亞洲洋俯沖板片攜帶流體、熔體交代作用而形成的富集地幔的部分熔融形成巖漿，經部分熔融作用形成花崗雜巖上侵與圍巖發生矽卡巖化而形成老柞山中礦帶、東礦帶矽卡巖型金礦床及桓仁矽卡巖型鉛鋅礦（圖3-6）。而老柞山金礦西礦帶礦化發生在白堊世，其形成與太平洋板塊向歐亞大陸俯沖誘發的巖漿活動密切相關。
基於成礦地質背景、典型礦床的地質、地球化學和地球物理、化探等方面的特征，建立的區域綜合找礦模式（表3-7）。
表3-7 古生代沈積與疊加熱液礦床綜合找礦模型
四、中生代深斷裂幔源巖漿銅鎳硫化物礦床成礦模式與找礦模型
與成礦作用有關的構造運動是印支期晚期聯合古陸的裂解事件。系指對全球性的Pangaea聯合古陸裂解響應的幔隆與超殼斷裂構造，即全球的表現是大型帶狀幔隆與超殼斷裂產生，在中國東部的具體表現是郯廬幔隆帶與超殼斷裂作用，涉及本區的是伊-舒、敦密幔隆-斷裂帶。代表性的礦床主要是產於基性-超基性巖體中的紅旗嶺銅鎳礦床、赤柏松銅鎳-PGE 礦床、茶尖嶺銅鎳礦床、長仁銅鎳礦床、漂河川銅鎳礦床等。它們都是超殼深斷裂的產物，如輝發河-古洞河斷裂帶控制了紅旗嶺-漂河川銅鎳礦帶及長仁-獐項銅鎳礦帶，而本溪-通化斷裂帶控制了赤柏松銅鎳礦田等。但根據對上述銅鎳硫化物礦床、銅鎳-PGE硫化物礦床的地質、地球化學及年代學的研究表明，產於上述兩個斷裂帶內的礦床具有不同的成礦動力學背景。具體如下：
紅旗嶺、茶尖嶺、漂河川等礦床產在興蒙造山帶東段，其形成與華北克拉通和佳木斯地塊的碰撞拼合密切相關。陸陸碰撞作用直接導致東北地區巖石圈的垂向加厚，隨後由於重力不穩定發生下地殼和巖石圈地幔的拆沈，從而導致巖石圈的拉張減薄和軟流圈上湧，使上覆的先存虧損巖石圈地幔發生減壓部分熔融，原始巖漿上升侵位過程中經歷了橄欖石和斜方輝石等礦物的分離結晶作用，但上升過程中沒有受到明顯地殼物質的混染（圖3-7）。
圖3-7 中生代深斷裂幔源巖漿成礦模式圖
而赤柏松等礦床產在華北地臺北緣東端，形成於古太平洋板塊向古亞洲大陸俯沖的大陸邊緣北東向深斷裂體系內，成礦作用發生在中生代早白堊世或侏羅紀。區域地質研究表明，該區進入中生代或從三疊紀末開始壹直持續到侏羅紀，區域上發生大規模的磨拉石建造；中侏羅世造山後巖漿大規模侵位，以黃泥嶺花崗巖為代表，預示燕山期早期的造山作用趨於結束；晚侏羅世該區逐漸轉化為大陸邊緣弧後地殼伸展環境，先後發生大規模巖漿深成作用與火山噴發作用。Sr，Nd同位素（顯示含礦巖相E-MORB型地幔源的特征，具有玄武巖漿與下地殼物質強烈混染作用後的巖漿屬性。可認為初始玄武質巖漿來自E-MORB型地幔部分熔融產生，初始玄武質巖漿底侵下地殼，並與太古宙下地殼物質發生強烈的混合作用是導致形成赤柏松礦床的關鍵所在（圖3-7）。
基於成礦地質背景、典型礦床的地質、地球化學和地球物理、化探等方面的特征，建立的區域綜合找礦模式詳見表3-8。即：成礦時代中生代、古太平洋板塊向古亞洲大陸俯沖的大陸邊緣北東向深斷裂環境、斷裂構造、Cu-Ni-Co-Zn-Pb-S元素組合異常和重力高異常帶，負磁場區上的強度較弱的局部相對高異常的邊部構成了區域找礦標誌與找礦模式。
表3-8 中生代深斷裂幔源巖漿銅鎳硫化物礦床綜合找礦模型
五、侏羅紀斑巖-接觸交代熱液鉬鉛鋅礦床區域成礦模式與找礦模型
進入燕山期，研究區進入濱太平洋大陸邊緣構造-巖漿熱動力過程，即古太平洋板塊向中國東部歐亞板塊下俯沖作用過程的脫水、去氣及大離子元素及由此產生的殼幔物質循環過程。其中侏羅紀發育大量斑巖型、矽卡巖型銅鉬礦和矽卡巖型銅鉛鋅礦等，主要分布在中國東北部陸緣興蒙造山帶東段大規模構造巖漿活動區。
區內侏羅紀的巖漿活動與太平洋板塊俯沖作用密切相關，是活動大陸邊緣的產物。而上述礦床都與該次巖漿活動所產生的花崗雜巖密切相關。根據上述斑巖型、矽卡巖型礦床的地質、地球化學及年代學的研究表明，其產生與該次巖漿活動密切相關。因此，可以斷定該礦床成礦動力學系統是大洋板塊俯沖的大陸邊緣環境。但不同礦床具有不同的物源演化過程，即：幔源玄武質巖漿底侵引發下地殼熔融產生巖漿並與之混合形成巖漿房，混合巖漿房分異結晶作用形成花崗雜巖及相伴生的礦床，如大黑山鉬礦床、劉升店鉬礦床；幔源玄武質巖漿底侵引發下地殼熔融形成巖漿房，巖漿房分異結晶作用形成花崗雜巖及相伴生的礦床，如：天寶山銅鉛鋅鉬礦床、新華龍鉬礦床（圖3-8）。
圖3-8 侏羅紀淺成熱液-接觸交代熱液成礦模式圖
基於成礦地質背景、典型礦床的地質、地球化學和地球物理、化探等方面的特征，建立的區域綜合找礦模式詳見表3-9。
六、侏羅紀—白堊紀深成中溫熱液金礦床區域成礦模式與找礦模型
主要是指五龍、四道溝、海溝、夾皮溝金礦帶等壹系列熱液金礦床成礦體系。經成礦時代測定，上述礦床形成時代都集中在130～170Ma之間，即侏羅紀—白堊紀。該時間段內的成巖成礦地球動力學背景與東側太平洋板塊俯沖有關，即大洋板塊的俯沖作用導致巖石圈加厚，進而發生巖石圈拆沈，導致了中國東部中生代大規模伸展構造、巖漿活動和成礦作用的廣泛發育。
表3-9 侏羅紀斑巖-接觸交代熱液鉬鉛鋅礦床綜合找礦模型
從成礦動力學角度分析，早期形成與俯沖洋殼（伊澤奈奇）脫水作用有關的地殼部分熔融的殼源物質為主的花崗巖，在脫水與CO2階段巖石圈地幔富集，並發生大規模的部分熔融作用，形成玄武質巖漿；玄武質巖漿上侵過程壹方面表現底侵作用，另壹方面表現內侵作用；底侵作用加熱地殼，
可能是形成大規模的含礦流體的關鍵，內侵作用主要表現為殼幔混合型花崗雜巖，這壹過程過程亦可提供熱，形成含礦流體，含礦流體形成主要發生在地殼去矽部分。就本區的典型礦床而言，夾皮溝金礦成礦可能屬於前者，而五龍、海溝金礦成礦可能屬於後者（圖3-9）。
圖3-9 侏羅紀-白堊紀深成中溫熱液成礦學動力學模式圖
基於成礦地質背景、典型礦床的地質、地球化學和地球物理、化探等方面的特征，建立的區域綜合找礦模式詳見表3-10。即：成礦時代侏羅紀—白堊紀、太平洋板塊俯沖的活動大陸邊緣環境、斷裂構造、Au-Cu-Pb-Zn-Ag-Hg-（As）元素組合異常和重力高異常與重力低異常間的弧帶狀梯級帶，負磁異常帶構成了區域找礦標誌與找礦模式。
表3-10 侏羅紀-白堊紀深成中溫熱液金礦床綜合找礦模型表
續表
七、白堊紀斑巖-淺成熱液銅金礦床區域成礦模式與找礦模型
中國東部陸緣是重要淺成熱液金銅礦富集區，主要集中於延邊地區位於吉林省的東部。該區廣泛發育有淺成熱液低硫化型金礦床（如刺猬溝、五鳳、五星山等）和淺成中低溫熱液高硫化型銅金礦床（如九三溝、杜荒嶺等）及類斑巖型或富金類斑巖型銅礦床（如農坪、小西南岔等）。另外，小興安嶺北麓、中亞造山帶東北段還廣泛發育有淺成熱液低硫化型金礦床（如團結溝、東安、三道灣子等）。此外，在太平嶺隆起帶還發育有高硫化型與斑巖型***生的金廠金銅礦床。
經大量測試確定，上述礦床形成時代都集中在105～110Ma之間，即白堊紀晚期。該時間段內，研究區已完全進入太平洋構造域，受太平洋板塊俯沖影響，發生大規模火山-巖漿噴發和侵入活動，區內內生金屬成礦作用達到新的高潮期。因此，成巖成礦地球動力學背景與東側太平洋板塊（伊澤奈奇、庫拉板塊）俯沖有關。即太平洋板塊向歐亞大陸俯沖，俯沖大洋板片提供流體交代形成富集次生巖石圈地幔經部分熔融產生類埃達克巖漿，與下地殼重熔巖漿混合形成巖漿房，經分離結晶作用形成花崗雜巖及相應的礦床；或是俯沖大洋板片提供流體交代作用形成的富集地幔，經部分熔融作用形成巖漿，使下地殼重熔形成鉀質鈣堿性酸性巖漿房，經分離結晶作用形成花崗雜巖、火山巖及相伴生的礦床。就本區的典型礦床而言，小西南岔、金廠、團結溝等礦床成礦可能屬於前者，而五鳳、五星山及鬧枝礦床成礦可能屬於後者（圖3-10）。
基於成礦地質背景、典型礦床的地質、地球化學和地球物理、化探等方面的特征，建立的區域綜合找礦模式詳見表3-11。即：成礦時代白堊紀、太平洋板塊俯沖的活動大陸邊緣環境、斷裂構造、Au-Cu-Ag-Hg-Pb-Sb元素組合異常和重力負場區波浪起伏狀梯度帶，磁負異常邊緣構成了區域找礦標誌與找礦模式。
圖3-10 白堊紀斑巖-淺成熱液成礦動力學模式圖
表3-11 白堊紀斑巖-淺成熱液銅金礦床綜合找礦模型
續表