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中国金矿床成矿年代学研究进展

发布时间:2024-01-21 来源: 河北省自然资源厅 作者:佚名

  中国金矿床成矿年代学研究进展

  成矿年代学的研究无论是对典型矿床研究还是区域性的资源评价都具有重要的指导意义。在以往工作中,前人利用不同测试方法在金矿成矿年代学方面获得了大量同位素年龄数据。王义文(1994)、李俊建(1998)、陈毓川等(2001)和陈柏林(2002)分别对我国金矿成矿年龄特点进行了总结,概括起来为“一老一新成矿、东西南北有别、多期叠加成矿、成岩成矿存时差”。随着我国金矿勘查工作投入的不断加大,近年来中国金矿地质勘查取得了较大的进展,除了一批大型、超大型金矿不断被发现(如云南北衙,甘肃大桥等),一些新的成矿区带也取得了突破,如在青藏高原发现了一系列中新生代的矿床,甲玛、驱龙、雄村等伴生金矿均具有较大规模(刘月高等,2011;黄勇等,2014;杨征坤等,2022)。这些进展和发现,在一定程度上改变了中国金矿床的时空分布格局,也为丰富金矿成矿理论研究提供了大量珍贵的资料。此外,随着蚀变矿物、流体包裹体、水热锆石和矿物同位素原位分析等定年技术的发展及其在金矿床研究中的广泛使用,金矿床定年精度大大提高,积累了大量新的金矿成矿年代学数据,从而对我国金矿床成矿时代框架的认识也发生了一些变化。本文在前人研究基础上,进一步搜集统计了我国近二十年来包括新发现矿床在内的610个大、中、小型金矿床的资料,总结了我国不同成矿期金矿的分布特征、矿床类型和成矿环境等,进一步深化了我国金矿的成矿规律研究。

  1.中国金矿成矿期划分

  王义文(1994)和陈柏林(2002)将我国金矿床划分为四个大的成矿期,分别是晚太古~早元古代成矿期、元古宙成矿期、古生代成矿期和中、新生代成矿期,并提出中国金矿成矿时代高峰值明显具有“一老一新”的规律,认为晚太古代一早元古代和中新生代是我国金矿两个成矿高峰期。

  本次工作系统搜集最新的金矿成矿年代学数据(数据来源为截至2021年12月公开发表的相关文献资料),并进行了统计。通过年龄数据直方图可见,中国金矿在太古代、元古代、古生代、中生代、新生代均有分布。本文将中国金矿划分为7个主要成矿期:新太古代一古元古代成金期(五台期)、中元古代一新元古代成金期(晋宁一雪峰期)、早古生代成金期(加里东期)、晚古生代成金期(海西期)、早中生代成金期(印支期)、晚中生代成金期(燕山期)和新生代成金期(喜马拉雅期)。从金矿化分布广度看,燕山期金矿列于各成矿期金矿之首,其它依次为印支期、华力西期、喜马拉雅期、加里东期、五台一吕梁期、晋宁一雪峰期,华力西期和喜马拉雅期金矿所占比重较以前明显升高。

  2.各成矿期金矿成矿特征

  2.1新太古代一古元古代成金期(五台期)

  新太古代一古元古代时期形成的金矿床主要分布于华北地台北缘,矿源层均为太古宙绿岩建造(陈毓川等,2001)。由于华北地台经受了多次强烈的改造,能保存下来的绿岩型金矿床有限。存在太古代成矿作用的金矿床除了著名的夹皮沟金矿、南龙王庙金矿、金厂峪金矿、猫岭金矿外,还有狐狸山金矿、东腰庄金矿和大西沟金矿等。

  前人获得成矿年龄大多根据地层、相关岩体的时代或者区域构造活动时间来推断,会导致对成矿年龄的认识出现偏差。例如,位于辽东的猫岭金矿,是华北克拉通北缘重要的含砷浸染型金矿之一,成矿时代一直存在争议。王义文(1994)通过矿石铅模式年龄推断矿体形成年龄为1700Ma;陈江峰等(2004)通过大石桥组大理岩的变质年龄确定矿床形成上限年龄为(1822±92)Ma;喻钢等(2005)测得与金密切共生的毒砂矿物Re-Os同位素等时线测年结果为(2316+140)Ma,认为猫岭金矿成矿时间在古元古代。刘军等(2018)测得猫岭矿区外围卧龙泉和猫岭岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为(183.0±1.8)Ma、(128.8±1.6)Ma,硫化物样品的铷.锶等时线年龄为(2287±95)Ma,初始Sr同位素比值Isr为0.7117,将猫岭成矿作用时间确定在古元古代早期,认为晚中生代岩浆活动与猫岭金矿化无成因联系。

  进入21世纪以来,随着同位素年龄测试方法和测试矿物的优化选择,对某些矿床成矿期次的认知也发生了改变。如,辽西排山楼金矿床位于华北克拉通北缘东段赤峰一朝阳一阜新金矿成矿带,矿体主要赋存于东西向韧性剪切带的太古宙变质岩中。根据地层及构造特征,王义文(1994)认为该金矿成矿年代属晚太古代无疑;李俊建等(2001)则测得排山楼金矿区浸染状矿石中石英的氩氩法年龄为(2105.2±10.4)Ma,提出该矿床成矿时期为太古代;Zhangetal.(2005)测得黑云母Ar-Ar坪年龄为(126.6±1.1)Ma;王荣湖等(2008)测得成矿前变形的闪长玢岩脉、变形花岗斑岩脉、成矿后的闪长玢岩脉和大石头沟黑云母花岗岩中锆石的SHRIMPU-Pb年龄分别为(126±2)Ma、(124±1)Ma、(125±1)Ma和(124±1)Ma,属于同时代产物,且与矿石中蚀变黑云母的氩氩法年龄(124.4±0.39)Ma一致,而矿化阶段钾长石的氩氩法坪年龄为(116.69±1.15)Ma,复脉又赋存在金厂峪韧一脆性剪切带中,长期以来被称作“金厂峪式”金矿而备受关注。该矿床在成矿时代上存在不同的认识,主要体现在:①部分学者认为矿床的形成时代为太古代2200~2400Ma(张秋生等,1991;Lineta1.,1995),其中Lineta1.(1995)认为矿化时代与韧性剪切带时间一致,为(2190.5士58)Ma(糜棱片岩中的石英氩.氩法);②金矿化发生在古元古代(1858士8)Ma(罗镇宽等,2001);③金矿化发生在中生代早期:Baietal.(2019)测得载金黄铁矿的Re-Os同位素年龄为(223.5士6)Ma,推断金矿化发生在中生代早期;④金矿化出现在中生代中晚期169~197Ma(Wangetal.,2020)。可见,金厂峪金矿也为多期次成矿,而不仅仅存在太古代成矿作用。

  总体上,与国外类似,该时代的金矿床皆以太古宙绿岩建造为原始矿源层。但由于华北陆台至古元古代仍处于活动期,变质期次多、程度高,故与其它国家(南非、澳大利亚和加拿大等)不同,赋存于区域变质低变质相岩系中的变质热液金矿床并不十分发育,而是在高级变质的太古宇绿岩建造发育地区,经过多次区域变质作用和动力变质作用,在同变质期构造带内形成了变质热液金矿床。

  2.2中元古代一新元古代成金期(晋宁一雪峰期)

  中国中元古代时期金矿化强度较弱,分布不广,独立金矿少见,多为与基性超基性岩有关的伴生金矿。位于河北兴隆县的洞子沟银、铜、铅、锌、金多金属矿床,钟长汀等(2001)通过对矿床中切割矿体的辉绿岩脉进行Sm-Nd同位素测定,获得成矿年龄为l521~1683Ma。Houetal.(2015)测得云南武定县迤纳厂铁铜金矿床黄铜矿的Re-Os年龄为(1648士14)Ma。四川省会理县拉拉铜金矿的矿体产于古元古界河口群富钠质的细碧.角斑岩系中,通过对独居石U-Pb定年确定成矿年龄约为850Ma(Liuetal.,2021)。

  中国晋宁期金矿床较少,均为成因待查明的热液型矿床。位于陕西南郑地区的五里浸金矿含矿岩石(黄铁绢英岩)中绢云母的40Ar-39Ar坪年龄为(754.50±2.09)Ma,表明五里浸金矿的主要成矿时代为新元古代南华纪(乔建新等,2016)。江西德兴金山金矿的成矿年龄比较复杂,不同方法测定的各种年龄数据可分为4组:①含金黄铁矿的铷.锶等时线年龄为(838±110)Ma(毛光周等,2008),千糜岩、初糜棱岩的铷一锶等时线年龄为(714.5±60.5)Ma(韦星林,1996);②石英脉中剪切面上热液蚀变绢云母的钾.氩法年龄为660~560Ma(李晓峰等,2002);③两类蚀变岩矿石中石英流体包裹体的铷一锶等时线年龄为(406±25)Ma(王秀璋等,1999);超糜棱岩矿石和含金石英脉中石英的铷.锶等时线年龄分别为(400土16)Ma和(372±8)Ma(陈毓川等,2001);含金石英脉中石英流体包裹体的铷一锶等时线年龄为(379±4)Ma(毛光周等,2008);④蚀变千糜岩的铷-锶等时线年龄为(161±6)Ma(张金春,1994),伊利石的铷一锶等时线年龄为167.9Ma(伍勤生和刘青莲,1989)。上述4组年龄分别代表了晋宁期、扬子期、加里东期和燕山期4期成矿,表明矿田成矿具有多期多阶段成矿特点。

  2.3早古生代成金期(加里东期)

  加里东成矿期形成的金矿床主要产于祁连褶皱系和华南褶皱系武夷一云开降起区。前者赋矿地层为早古生代浅变质火山岩系,成矿作用与超基性岩浆系列和偏碱性玄武岩浆系列有关,代表矿床有白银厂火山岩型块状硫化物铜多金属伴生金矿床。

  根据已有的年代学数据,加里东期柴北缘一祁连地区金矿床有贾公台金矿、绿梁山金矿、按纳格金矿、双口山金矿和青龙沟金矿等。甘肃双口山金矿石英脉中锆石U-Pb年龄(402.8士4.2)Ma(俞军真等,2020),贾公台金矿岩体锆石U-Pb年龄为(442.7士6.8)Ma(张翔,2015)。矿床均是与加里东后期造山过程构造。蚀变岩有关,矿床类型有岩浆热液型、成因待明热液型和叠加型。武夷~云开隆起区与加里东期花岗岩类有关的Au(Cu、Pb、Zn)矿床主要有广西的湾岛金矿和湖南的沃溪金矿、万古金矿等(Zhangeta1.,2019)。

  在华北地台北缘、新疆阿尔金、东天山和西天山也存在加里东期金矿。华北地台北缘加里东期金矿有四子王旗的白乃庙金矿、阿拉善右旗的特拜金矿及苏尼特左旗的白音宝力道金矿等。新疆地区加里东期金矿除太平沟金矿和萨瓦亚尔顿金矿是独立金矿外,其余大多为伴生金矿床,如黄滩铜金矿、玉带铜金钼矿床(Zhangetal.,2017;Sunetal.,2018;Sunetal.,2020)。

  由于金矿的特殊性,一些加里东期的金矿也会受到后期成矿作用的叠加。新数据的补充使得矿床成矿年龄数据呈现不同的分布范围。比如,黑龙江的争光金矿,与金矿成形有关的石英闪长岩的K-Ar年龄为182Ma,锆石U-Pb年龄为186Ma,成矿于燕山早期(赵元艺等,2011;邓轲等,2013)。而对矿区内发育的多种脉体进行的锆石测年以及辉钼矿铼.锇同位素测年,获得的年龄基本大于450Ma,进而认为争光金矿形成于早古生代(480~454Ma)(宋国学等,2015;李运等,2016);Wangetal.(2020a,b)获得英安斑岩磷灰石U-Pb年龄为(98.8±5.3)Ma和(192±10)Ma,黄铁矿Re-Os年龄为(484.8±8.7)Ma,这说明争光金矿还发生过加里东期和燕山期两期成矿作用的叠加。对沃溪金矿成矿时代的认识也发生了变化,史明魁等(1993)的研究表明,沃溪矿床中与辉锑矿共生石英的流体包裹体铷,锶等时线年龄为(144.8±11.7)Ma;但彭建堂等(2003)测得白钨矿的Sm-Nd等时线年龄为(402±6)Ma,石英氩氩法坪年龄分别为(423.2±1.2)Ma和(416.2±0.8)Ma,显示钨形成于加里东期而锑形成于燕山期。

  2.4晚古生代成金期(海西期)

  海西成矿期金矿床分布比较广泛,主要产于我国北部的华北陆台北缘、内蒙古一大兴安岭褶皱系、天山褶皱系、阿尔泰褶皱系和准噶尔褶皱系内。我国晚古生代金矿床的成矿强度和分布范围远超过早古生代。

  新疆的晚古生代金矿床约占同时期金矿床总数的68%,在天山地区、阿尔泰地区、准噶尔地区均有分布,矿床类型主要有岩浆热液型和浅成低温热液型。古生代晚期,塔里木一华北陆台与西伯利亚陆台两大陆块碰撞,形成了绵延数千公里的近东西向天山一蒙南一吉南海西构造岩浆带,为海西期金矿成矿提供了最根本的地质条件(陈毓川等,2001)。东天山地区,与金矿关系密切的是海西晚期与造山期后构造一岩浆作用有关的金矿床。李华芹等(1998)测得康古尔塔格金矿床石英流体包裹体铷.锶等时线年龄为(282.3±5)Ma,石英滩金矿成矿年龄为240~288Ma。西天山地区,与金矿有关的主要是与石炭纪陆相火山作用有关的金矿床,如伊宁县阿希金矿和新源县卡特巴阿苏金矿床,成矿年龄均为290—350Ma(韩建民,2014;张祺等,2015;AnandZhu,2018;Dongetal.,2018;蔡宏明等,2019)。阿尔泰地区是典型的华力西旋回构造一岩浆活动带(陈毓川等,2001),在华力西构造运动期间形成了大量的金矿床,如阿舍勒铜矿中的伴生金、萨热阔布金矿和多拉纳萨依金矿。准噶尔盆地周边地区在海西期形成了一系列不同类型的金矿床,如与海西中晚期造山阶段韧性剪切-破碎带有关的布尔克斯岱金矿和阔尔真阔腊金矿,与海西中期二长花岗岩、钾长花岗岩有关的齐依求金矿,西准与海西期基性超基性岩关的包古图式金矿,东准与海西中晚期造山阶段韧性剪切一破碎带有关的卡拉麦里式和索尔巴斯陶式金矿,东准与海西早中期板块汇聚阶段中酸性火山岩,侵入岩有关的淖毛湖北山金矿等。

  华北地区海西期矿床个数约占同时期矿床总数的14%,主要分布在内蒙古自治区,如乌拉特中旗的浩尧尔忽洞金矿床、苏尼特右旗的毕力赫金矿床、四子王旗的夏尔楚鲁金矿、阿拉善左旗朱拉扎嘎金矿床和巴彦淖尔市的长山壕金矿等。此外,受该期构造岩浆成矿作用的影响,华北陆台早已形成的花岗一绿岩带金矿发生了不同程度的改造或再造,给某些金矿床(如夹皮沟)留下了海西期改造成矿年龄记录。

  2.5早中生代成金期(印支期)

  我国印支期成金强度不大,范围主要集中在西秦岭、东昆仑和天山一北山成矿带。西秦岭造山带内广泛发育的印支期岩浆岩和大量的印支期金等多金属矿床,如早子沟、加甘滩、大桥、八卦庙、李坝、双王金矿等。位于这一区域的金矿床成矿时代往往同时记录了印支期和燕山期的信息,如八卦庙有232.58Ma和131.9Ma两期成矿的年龄(张广辉和韦龙明,2013;Liueta1..2015),李坝金矿成矿年龄为171.6~210Ma(王相,1996;柯昌辉等,2020)。有些矿床成矿年龄甚至可以从印支期延续到新生代,比如马脑壳金矿的成矿年龄为46~210Ma(季宏兵等,1999;付绍洪等,2004),拉尔玛金一铀矿的成矿年龄为41~137Ma(周德安,1993;ZhouandGraham,1996)。

  昆仑一阿尔金一带印支运动强烈,不但造成三叠系及更老地层发生变形与不同程度的变质,而且形成了与印支一燕山期花岗质岩类有关的稀有金属、REE、Fe、Cu、Au矿床,以五龙沟金矿和果洛龙洼金矿最为典型。五龙沟金矿位于青海省都兰县五龙沟金矿田,处于东昆仑成矿带,含矿石英脉中热液锆石的U-Pb年龄为(221.1+4.0)Ma;都兰县的果洛龙洼金矿床含矿石英脉中石英的Ar-Ar法坪年龄为(202.7±1.5)Ma,与区域上大场、五龙沟等大型金矿床的形成时代基本一致(张德全等,2005)。

  天山一北山成矿带印支期矿床主要有萨瓦亚尔顿金矿(成矿年龄为246~282Ma)、金窝子金矿(形成于228~230Ma)、南金山(年龄为232.76~250.6Ma)(陈富文等,1999;陈富文和李华芹,2003;Zhangetal.,2017):印支运动在华南的强度不如中国西部地区,但也波及整个华南成矿省,在湘东一赣西、武夷一云开、钦州、海南等地也形成一系列金矿床,如广东海台金矿、黄泥坑金矿、庞西洞金银矿以及海南的抱伦金矿等。

  2.6晚中生代成金期(燕山期)

  据本文统计,燕山期是我国金矿最主要的成矿期。从晚印支期开始,太平洋板块向亚洲大陆俯冲.在孤后的亚洲大陆东部形成了一个规模巨大的构造活动带。受此影响,我国东部大陆燕山期断块运动十分强烈,北东向断裂构造发育,岩浆活动频繁而强烈,种类繁多,出现了一系列构造岩浆活化区(带),形成众多与基性、中酸性一酸性岩浆火山一侵入作用有关的金矿床(陈毓川等,2001)。据统计,该时期形成的不同类型金矿床约341处,以岩浆热液型全矿最为发育,占比约87%。

  燕山期金矿分布在我国各个成矿区带,以华北地台北缘和华北地台东部最为广泛。华北地台北缘的金矿有位于河北地区的东坪、小营盘,内蒙古的金厂沟梁、莲花山、二道沟、辽宁凌源的柏杖子、天津蓟县的黄花山金矿和北京密云的得田沟金矿等:华北地台东北部的金矿包括营口一丹东与燕山期中酸性火山.侵入岩有关的金矿,包括五龙金矿等:胶东与印支一燕山期混合花岗岩有关的有发云裔金矿、栖霞金矿、蓬家夼金矿、玲珑金矿、焦家金矿等;华北地台东南部包括鲁西与中生代燕山早期中偏碱性次火山岩有关的金矿如鲁西的归来庄金矿、磨坊沟金矿和银洞沟金矿等。

  中国燕山期金矿的成矿作用从燕山早期到燕山晚期均有,但在105~145Ma是形成金矿的爆发期,占整个金矿的近60%,成矿类型以岩浆热液型为主。

  燕山期金矿床不同矿物的年龄数据经常会携带古老基底的信息,这指示除了以岩浆作用为成矿的主导因素外,古老地层中的金可能也参与了燕山期的成矿作用。安徽铜陵铜金矿床是长江中下游的重要矿床。据王彦斌等(2004)研究,石英闪长岩中锆石的年龄为(140.4±2.2)Ma,而辉绿岩中锆石年龄范围较大,为831~2261Ma,另外一组锆石年龄为(443±13)Ma;Zhangetal.(2021)获得石英二长岩中锆石的U-Pb年龄为136.3~138.3Ma。以上数据说明燕山期岩浆活动对成矿意义重大,但深部基底物质对该区金成矿也有一定的贡献。

  此外,燕山期与岩浆作用有关的金矿化往往会重叠于早已形成的花岗.绿岩带金矿及华力西期与岩浆作用有关的金矿之上而形成叠加型金矿。如黑龙江老柞山金矿床位于兴蒙造山带东段佳木斯地块的中北部,岩浆岩主要为华力西期花岗岩和燕山期中酸性脉岩。老柞山中矿带黄铁矿的铷.锶等值线年龄为(239±34)Ma(李晓敏等,2001),西矿带蚀变矿物绢云母的氩氩法年龄为(108.76±0.7)Ma(李怡欣等,2011);与成矿密切相关的花岗闪长岩和闪长岩的锆石U-Pb年龄分别为(264.6±2.6)Ma和(103.2±1)Ma,属于两期不同岩浆活动的产物(Baietal.,2021),意味着早期成矿与华力西晚期岩浆活动有关,晚期矿化与燕山晚期中酸性岩浆作用有关。

  值得注意的是,2000年以来新发现的金矿床大多数是燕山期形成的,无论是分布在胶东的金矿,还是分布在华北、西北,中南等地区的金矿,均如此。在胶东地区新发现的谢家沟大型金矿床,成矿期前和期后的煌斑岩、花岗岩和闪长玢岩等的K-Ar同位素年龄为105~130Ma,与区域性分布的郭家岭花岗岩的成岩时代相吻合,为燕山期成矿(辛洪波等,2006)。大西沟金矿床是冀北地区近年来新发现的重要金矿床之一,矿区范围内主要侵入岩体的U-Pb年龄为(133.8±1.0)Ma(蒋喆等,2016)。槐树坪金矿床是河南熊耳山地区新发现的大型金矿床,金矿矿石中石英流体包裹体的铷.锶等时线年龄为(163±3)Ma和(173±60)Ma,属于燕山早期成矿(赵光远,2017)。此外,近年来规模不断扩大的一些金矿床的成矿年龄也集中在燕山期,如新疆的多拉那萨依、河南桐柏县的老湾金矿、贵州的烂泥沟金矿和水银洞金矿等。

  2.7新生代成金期(喜马拉雅期)

  新生代的金矿化一般认为强度较弱,但进入21世纪以来,随着云南、四川两地金矿的找矿突破和西藏一系列斑岩铜矿中伴生金矿的发现,新生代金矿的资源总量及其占比得到显著提升。据统计,新生代金矿床总数(包括砂金矿)的个数在全国占比从2001年的不到5%提高到9%以上。

  我国西南三江褶皱系和喜马拉雅褶皱系、雅鲁藏布江优地槽褶皱带是新生代金矿的集中产地。新生代金矿床除砂金矿之外,层控浅成中一低温热液型金矿所占比例最高。西藏马攸木金矿床是2001年发现的、产于雅鲁藏布江缝合带西段的大型独立金矿床。该矿床石英脉的同位素年龄数据,从22Ma到59Ma不等(温春齐等,2004;范小平等,2005;江思宏等,2008),蚀变绢云母的氩.氩法坪年龄为(59.34±0.62)Ma(江思宏等,2008)。其中,早阶段含金石英脉的形成与始新世印度板块和欧亚大陆的碰撞作用有关,成矿年龄为43.7~47.2Ma;晚阶段含金石英脉的形成与中新世喜马拉雅山脉的隆升或喜马拉雅推覆构造的形成有关,成矿年龄为17.7~23.7Ma。四川木里梭罗沟金矿是近年来西南三江地区发现的大型金矿之一。陈毓川和王登红(2010)和张文林等(2015)通过黑云母Ar-A定年,获得其成矿年龄为26.4~26.9Ma。川西的张家坪子、机器房、若吉金矿、白金台子金矿与滇东南的长安金矿及南方云南境内的其他众多金矿一样,同为新生代成矿作用的产物。不同的是,云南境内新生代金矿多为斑岩型和岩浆热液型,如长安金矿、大坪金矿等,成矿年龄值多变化于20~60Ma(Wangeta1.,2021)。

  特提斯构造带中与铜矿共伴生的金矿也大多形成于新生代,比如西藏墨竹工卡县的甲玛斑岩,矽卡岩型铜多金属矿床。该矿床位于冈底斯成矿带中段,矽卡岩型、角岩型和斑岩型矿体中的Cu、Mo、Au、Ag、Pb-Zn金属资源量均达大型以上,其中金资源量将近200t(Zhengeta1.,2016)。岩浆岩含矿性较好的为偏中性斑岩,矿化斑岩的锆石U-Pb年龄一般为15~16.5Ma,含矿花岗闪长斑岩脉中辉钼矿Re-Os等时线年龄为(14.78±0.33)Ma。此类矿床在全球的新生代金矿中也占据重要地位。

  此外,云南腾冲、西藏羊八井等地的热泉型金形成于近现代甚至正在形成,而砂矿型金矿如青海扎朵、陕西恒口、甘肃碧口、内蒙古古利库、石哈河等均是形成于新生代的年轻金矿。

  3.中国不同时代金矿的成矿特征

  3.1成矿强度老弱新强

  由于我国的大地构造性质属于非稳定型地台,典型的绿岩带金矿不甚发育,除了南龙王庙金矿可归属五台期以外,其它产于太古宙变质岩系中的金矿通常矿化较弱,如夹皮沟、金厂峪等。相对于国外重要的金矿成矿期,我国元古宙金矿的成矿作用也较弱,仅在部分矿区见及,如辽宁猫岭、四道沟、白云,吉林南岔、错草等金矿床均属新元古代。在加里东期,全球金成矿作用均微弱。而到了中生代,我国金矿成矿作用明显增强,燕山期是我国金矿最重要的成矿期,尤以大兴安岭一太行山一武陵山一线以东,郯庐断裂两侧最为明显。其中与壳源重熔花岗岩有关的胶东玲珑一焦家式金矿成矿年龄为105~120Ma;与同熔型花岗岩有关的安家营子金矿的成矿年龄为130.7Ma;与碱性杂岩体有关金矿的成矿年龄为177.2—204.17Ma;与壳源重熔中酸性火山岩有关的八宝山金矿成矿年龄为132~146Ma;二道沟金矿的成矿年龄为142Ma。据本文统计,燕山期形成的金矿在数量上占全部的53%,在储量上占总量的68%以上,累计探明的资源储量达6606.48t。

  3.2多期叠加成矿,时间跨度大

  众所周知,金元素在地壳和地幔中丰度均低、且分散,对各类岩石又无明显的专属性,要形成大规模的工业富集,往往需要经过长期的、多种地质成矿作用、多期次叠生才有可能。前人通过年代学的数据也总结出这一规律。经过近二十年来同位素数据的补充,某些金矿床成矿年龄出现更多期次,时间跨度更大。不同时代金矿成矿的叠加、改造与再造成为一个普遍现象。比如广东河台金矿的形成,研究者们利用不同的矿物和测试方法得出了成矿年龄范围为122~492Ma,指示河台金矿区于加里东期开始成矿一直延续到燕山晚期,经历了370Ma的漫长过程(王登红等,2014)。莫柱孙(1994)也曾指出,河台金矿经历了变质成矿期与岩浆热液叠加成矿期,前者可分为早期含金石英脉阶段和自然金。硅化阶段,后者可分为硫化物一菱铁矿和方铅矿-闪锌矿-方解石两个阶段。其成矿演化历史可概括为:①中新元古代海底火山一喷气或热泉沉积作用形成了云开群中金的矿源层;②加里东期区域变质作用、基底混合岩化作用使云开群的金活化转移;③海西一印支期韧性剪切作用使金富集,形成糜棱岩带中的浸染型金矿;④印支期岩浆热液成矿作用使金局部叠加富集,形成网脉状硫化物金矿化。整个成矿历史长达数亿年。

  3.3新生代金矿资源潜力巨大

  近年来,在金矿年代学方面,喜马拉雅期金矿数据日渐增多。从空间分布来说,喜山期金矿主要分布在两个地区,一是东南沿海环太平洋成矿带,大型矿床主要有台湾金瓜石;二是喜马拉雅成矿带,主要矿床如云南哀牢山的老王寨金矿。成矿作用主要与板块俯冲有关,即东部与太平洋板块向西俯冲有关,西部则与印度洋板块向北东俯冲有关。成矿都与火山、次火山浅成热液有关,但容矿围岩东、西部明显不同,金瓜石金矿与钙碱性火山岩有关,老王寨金矿则与基性岩有关,金瓜石金矿位于俯冲造山带,而老王寨则位于哀牢山变质带。世界上一些特大型金矿往往也形成于喜马拉雅期,如日本的菱刈金矿、巴布亚新几内亚的波格拉金矿等。我国除了台湾金瓜石外还没有发现可与菱刈等相当的矿床,存在发现大矿的可能性。另外,我国西部广大地区在喜马拉雅期造山运动中伴随有强烈的矿化,找矿潜力很大。

  4.成矿年代学进展对金矿成矿规律研究的意义

  中国金矿床同位素地质年代学研究的发展在全矿成矿规律的研究中发挥了重要的作用。首先,老矿床新数据的补充有助于更全面地认识典型金矿床的演化历史。云南大坪金矿是哀牢山一红河韧性剪切带南段最重要的大型金矿床之一,对其成矿时代和构造背景一直存在争议。曹原等(2021)利用LA-ICP-MS对矿区内含金石英脉中热液锆石、闪长岩和花岗闪长岩脉中岩浆锆石开展了U-Pb年代学研究,获得热液锆石U-Pb年龄为(760±10)Ma,闪长岩和花岗闪长岩脉的锆石U-Pb年龄分别为(773±9)Ma和(766±9)Ma,与区域上Rodinia超大陆裂解和哀牢山地区的晋宁一澄江期大规模火山.岩浆活动事件时代一致。可见,大坪金矿可能是新元古代和新生代不同岩浆一构造.热液事件叠加成矿作用的产物。其次,新矿床新数据的测定有利于成矿模式的建立。粤西黄泥坑金矿是近年来新发现的大型金矿。其成矿作用分为石英一黄铁矿阶段、石英一多金属硫化物阶段和石英.碳酸盐阶段。王磊等(2017)测得含金石英脉流体包裹体的铷一锶等时线年龄为(233.4±8.6)Ma,矿区花岗闪长岩中锆石的LA-ICP-MSU-Pb加权平均年龄为(451.1±2.7)Ma。矿床的形成主要受罗定一广宁推覆构造控制,挤压推覆后拉张剪切作用形成的剪切破碎带及其热液蚀变作用与成矿密切相关。

  5.结论

  从上述我国7个成矿期金矿床的分布和主要特点可以看出:

  (1)从金矿化分布广度看,燕山期金矿列于各时代金矿之首,其它依次为印支期、华力西期、喜马拉雅期、加里东期、五台一吕梁期、晋宁雪峰期,

  华力西期和喜马拉雅期金矿所占比重较以前明显升高。

  (2)在成矿作用性质上,新太古一古元古代成矿作用主要为与古老花岗.绿岩带有关的变质热液成矿作用;中一新元古代成矿期兼有变质热液成矿作用和岩浆热液成矿作用;古生代成矿期主要为岩浆热液成矿作用;中生代成矿期则是以岩浆热液成矿作用为主导,兼有地下热(卤)水溶滤成矿作用;新生代成矿期主要为火山热液成矿作用。

  (3)在空间分布上,新太古一古元古代金矿床主要分布于华北陆台,特别是北缘地区;中元古代一新元古代金矿化强度较弱,分布不广;早古生代金矿床主要分布于柴达木北缘、祁连和武夷一云开及周边地区,在华北地台北缘、新疆阿尔金、东天山和西天山也存在加里东期金矿;海西期金矿在西北地区分布较广泛,主要集中在新疆地区;印支期成金强度不大,范围主要集中在西秦岭、东昆仑和天山一北山成矿带,华南地区也有少量分布;燕山期金矿分布在我国各个成矿区带,以华北地台北缘和华北地台东部最为广泛;西南三江褶皱系和喜马拉雅褶皱系、雅鲁藏布江优地槽褶皱带是新生代金矿的集中产地。

  (4)我国不同时代金矿的成矿特征可以归纳为:成矿强度老弱新强,叠加成矿时间跨度大、新生代金矿资源潜力大。

  

  

  

  摘自《地球学报》2023年第4期


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