中国东部大规模成矿时限及其动力学背景的初步探讨,矿业澳洲微信公众号文章

【矿业澳洲点评】只有当自然界物质被人类用于生产活动中去时才能称之为资源。概言之，资源有两个特征：第一，它是自然界物质的一部分，这些自然界物质及其成分为人类活动所用；第二，这些自然界物质具有的和凝聚度，足以使人类获取它的价值不大于由此而付出的代价。我们现在做的是在自然界中找到这些资源。

《中国东部大规模成矿时限及其动力学背景的初步探讨》

中生代在全球发生了一次重大的地质事件，即东亚大陆构造大转折(主应力场由南北向转为近东西向)(任纪舜，1991)，岩石圈从大增厚到大减薄(邓晋福等，1999，董树文等，2000)，惊天动地的构造岩浆喷发和侵入(陶奎元等，1999)，伴随有大规模成矿作用(毛景文等，1999；华仁民等，1999、裴荣富等，1999)。

过去20年中我国东部所获矿床同位素定年是认识或定义大规模或大爆发成矿的基础。虽然部分资料由于方法本身的局限性或测试技术的限制，有一定的误差，但整体趋势仍然比较明显。本文通过对前人资料的收集、整理和可靠性分析，初步提出中国东部大规模成矿的大致时限，进而探讨其发生的地球动力学背景。同时，也希望本文成为新一轮成矿作用研究和精确定年的基础。

【东部大规模成矿的时限】中国东部大规模成矿作用出现在长5000多km、外延到俄罗斯远东地区和东南亚可达12000km，宽2000km，但90%的矿床局限于一些面积有限的大型矿集区内。90年代以来，东部地区地质找矿取得了一系列重大突破，绝大多数矿床都在已知的矿集区内。

例如粤西地区的长坑金矿和富湾银矿，湘南地区的芙蓉田锡矿、玛瑙山锡矿、枞树板铅锌银矿和南枫坳铅锌银矿，赣东北地区的金山金矿，冀北地区的蔡家营铅锌银矿和长城式金矿，闽西地区的紫金山铜金矿；也发现了一些新的矿集区，例如滇黔桂和陕甘川两个金三角。如同空间域分布的不均一性，大规模成矿作用在时间域分布也呈现出明显的不均一性。

成矿年龄并不是均匀分布于整个中生代或燕山运动期间，而是集中在160～110Ma，但不同矿种的时代分布有一定的差异。金矿和银矿成矿时代分布比较宽，几乎出现于整个中生代，整体呈正态分布，100～160Ma最为集中，约占总数的85%。在90Ma～100Ma间出现一个间断，似乎示意着在主成矿期(130～150Ma)之后有另外一个次主要成矿期(80～90Ma)。

钨、锡矿成矿时代也有类似的分布特点，但120Ma至130Ma间有一个间断，表明有两个主要成矿期。铜、钼、铅、锌成矿时代分布与金矿类似，以110～160Ma为成矿的鼎盛时期，整体表现为正态分布。

成矿年代在地域上有所差别，即使同一矿种也有所变化。选择可以比较深刻反映大规模成矿的超大型和大型矿床，将其成矿时代及其测试方法示于中国东部大地构造图中。从中可以看出与花岗岩有关的铜、钼矿床成矿时代相对比较早，基本上都在130～190Ma，其中乌奴格吐山铜钼矿为155Ma(赵一鸣等，1997)，杨家杖子钼矿为185～191Ma(黄典豪等，1996)，三道庄钨、钼矿146～156Ma(黄典豪等，1994)，铜陵铜矿147～194Ma，德兴铜矿173Ma，银山铜、铅、锌、银矿150Ma，大宝山铜矿168～136Ma，只有城门山铜矿和金堆城钼矿年龄小于150Ma，分别为139～144Ma(吴良士等，1997)和129～139Ma(黄典豪等，1994)。

由此可以看出，从北到南斑岩铜、钼矿的成矿时代比较均一，多为燕山早中期的产物。紫金山浅成低温热液铜、金矿形成于100～122Ma(张德全等，1992，李华芹等，1993)，为环太平洋白垩纪—第三纪浅成低温热液成矿带的组成部分。

钨、锡矿成矿时代变化比较大，其中内蒙的黄岗锡矿为142Ma，河南三道庄钨、钼矿为146～156Ma(黄典豪等，1994)，柿竹园钨、锡、钼、铋矿151Ma(李红艳等，1996)，西华山钨矿156～139.8Ma(吴永乐等，1986)，这一组年龄基本上属于侏罗纪晚期。

但是，在南岭地区钨锡矿成矿时代具有明显的分带性。以湘南和赣南为中心，代表性矿床有柿竹园钨、锡、钼、铋矿、西华山钨矿及红旗岭锡矿、荡坪钨矿、漂塘钨锡矿等，向四周成矿时代逐渐年轻，向东岩背锡矿年龄为100～122Ma(王德滋等，1993)；向北曾家垅和尖峰岭锡矿年龄为104Ma(曹汉生等，1982)；向西南有银岩斑岩锡矿和阳春锡矿，年龄分别为80～92Ma(陈毓川等，1989)和76Ma(于津生等，1998)；向西大厂锡矿、都龙锡矿和个旧锡矿年龄分别为90～118Ma(陈毓川等，1989)，95～118Ma和64～106Ma(宋叔和等，1994)。

这些年龄数据还表明钨、锡矿成矿时代基本上分为晚侏罗世～早白垩世和中晚白垩世两个成矿高峰期，后一期以锡矿为主，前一期钨、锡矿并重。铅、锌、银矿成矿时代仅限于早中白垩世，代表性矿床有湖南东坡铅、锌、银矿，(年龄为131Ma；毛景文等，1995)、江西冷水坑铅、锌、银矿(年龄136.5Ma；罗诒爵，1994)，河北蔡家营铅、锌、银矿(年龄119Ma；黄典豪，1992)和内蒙古大井铅锌银铜锡矿(年龄115～177Ma)。

世界最大的锑矿床锡矿山成矿时代厘定为156.3Ma(Hu等，1996)，但以万山汞矿为代表的汞矿床尚未见有测年数据。我国最大的铀矿床江西相山铀矿的成矿时代为120Ma(温志坚，1999)。到目前为止，金矿年龄资料最为丰富，显示出白垩纪是东部最主要成矿时期。

整体来看，金矿年龄在不同成矿省成矿时代有一定的差异。秦岭造山带中的金矿床形成的最早，年龄域为120.8～183Ma，大多数为早中侏罗世的产物，而且从东秦岭到西秦岭(陕甘川金三角)，成矿时代逐渐变新。

熊耳山地区金矿成矿年龄为120.8Ma(陈衍景等，1992)，以文峪—东闯、杨寨峪为代表的小秦岭地区成矿年龄91.6～161.5Ma(陈衍景等，1998；李华芹等，1993)，陕甘川地区的双王、李坝和大水金矿的年龄分别为168～183Ma、171～174Ma和182Ma(王平安等，1998)。在华北地块北缘的燕辽成矿带中，金矿成矿作用时限为120～161Ma，发生于晚侏罗世至早白垩世，代表性矿床夹皮沟金矿为143.3～161Ma(王时麒等，1994)，排山楼金矿为120Ma(王时麒等，1994)，东坪碲化物金矿为141～156.7Ma(宋国瑞等，1996)，金厂峪金矿为132Ma。

我国最大的金矿集区胶东地区金矿成矿时代为110～134Ma(刘连登等，1990；张震海等，1994)，与燕辽成矿带成矿时间大致吻合。在华南成矿省，金矿矿化时代比较新，时限为早中白垩世。从东向西成矿年龄有逐渐变新的趋势。

江西金山金矿相对成矿较早，为167.9Ma(伍勤生等，1989)，粤西长坑金矿和海南抱板金矿的成矿时代分别为132～138Ma(袁正新，1995)和132～138Ma(王鹤年等，1989)，著名的滇黔桂金三角的成矿时代为85.5～90.8Ma(张峰等，1992)。

【大规模成矿的地球动力学背景】大别-苏鲁地区的变质杂岩标志着扬子地块与华北地块的缝合带，大量放射性同位素测年数据表明这一超高压变质带形成于238～218Ma(Ames等，1993，1996；Chenetal.，1995；ChavagnatzandJahn，1996；李曙光等，1997；Rowley等，1997)，说明印支期中国两大古陆完全对接。

卢欣祥等(1999)测定秦岭地区广泛发育的环斑花岗岩成岩年代为217～210Ma，表明此时是秦岭主造山阶段的结束，开始由挤压向伸展转变的环境。在这一时期及其以后的伸展期间的大规模成矿作用主要发育于西秦岭地区，最近十多年发现了大批金矿床(如双王、李坝、八卦庙、马鞍桥、煎茶岭、东北寨、大水等)。

这些金矿床受北北东向或近东西向剪切带的控制，与印支期和早侏罗世花岗质岩浆活动密切相关(MaoJingwen等，2000)，属于中温深成金矿(Goldfarb等，1991)或Groves等(1998)和Goldfarb等(1998)定义的造山金矿(orogenicgolddeposit)。

但是，在西秦岭以东成矿时代变新，绝大多数数据显示为燕山期成矿。但很可能印支期成矿信息被燕山期成矿作用所掩盖。卢欣祥等(1998)和任富根等(1998)得到了一些新数据揭示出在印支期末(约206～207Ma)大规模成矿在东秦岭地区发生过。

在燕辽地区发现有一系列早中生代镁铁质-超镁铁质侵入岩(邵济安等，1997，2000)，测得同位素年龄为240～201Ma，标志着中生代一个新的构造-岩浆活动的开始。

邵济安等(2000)认为在中生代早期开始构造格局大转换，主压应力场由南北向变为近东西向。董树文等(2000)指出中、下扬子地区中、晚三叠世—早侏罗世时的水流由东向西流动，与特提斯海退方向基本一致，表明中国东部可能一度上升为高山。

目前大多数研究基本上证明在中生代早期两大古陆碰撞对接的同时，开始了构造格局大转换。200～160Ma期间可能为近东西向挤压与伸展调整时期，挤压与伸展相间出现。陈培荣等(1999)在赣南地区发现早中侏罗世广泛分布的双峰式火山岩和A型花岗岩，成岩时代为160～180Ma。由此提出东南大陆中生代最早裂解始于燕山早期。

相应在这一时期成矿作用不十分强烈，主要为与壳幔同熔型花岗质岩石有关的斑岩铜、钼矿床。现代斑岩铜、钼矿成矿作用研究表明，这类矿床来自深源，形成于板块挤压向伸展过渡时期，成矿系统相对封闭。

中国东部岩石圈的大规模拆沉作用发生在160～100Ma期间，岩石圈-软流圈系统发生大灾变(邓晋福等，1999)，岩石圈变薄，来自软流圈的高热物质直接涌入下地壳，导致大规模花岗质岩浆重熔生成，由此形成了华南、华北和东北三个大花岗岩省和“惊天动地”的火山大爆发及一系列北东向断陷盆地。

胡受奚等(1998)统计了3013个花岗岩和花岗闪长岩的放射性同位素测年数据，表明中国东部大规模花岗岩活动发生于110～160Ma。正是在这种大环境中，出现了十分壮观又有地域特色的东部中生代大规模成矿作用(毛景文等，1999；华仁民等，1999)。

由地壳重熔形成的花岗岩浆经过多期次和多阶段分异演化，抑或在最晚阶段富集成矿，抑或在主要阶段均伴随有矿化，还可能岩体仅作为能源加热，形成热液对流循环系统，从下部及周围岩石萃取矿质，最后于上部有利空间卸载成矿。

尤其是这一时期许多与成矿有关的岩体为高热花岗岩(毛景文等，1995)，其本身的巨大能量可以大大延缓岩浆结晶速度和矿质最大程度富集成矿。因此，亲地壳的成矿元素W、Sn、Nb、Ta、REE、Pb、Zn、Sb、Hg等在此期间大量聚集成矿，我国南岭和俄国远东钨锡多金属成矿省在世界占有重要地位。

与岩浆分异演化有直接关系的钨、锡、铌、钽、稀土元素、铅、锌、银和锑矿床形成较早，大多数为120～160Ma。只有南岭西部几个大型锡矿床(包括大厂、个旧和都龙)显示出在120～64Ma成矿，因此，在整体成矿时代统计中钨锡矿表现为两个主要成矿期；铅锌矿与之相似，同为构造圈热侵蚀环境中的产物，但有关的花岗质岩浆来自不同的地壳层位。正如柿竹园矿床，钨、锡、钼、铋、铍矿化与由早元古宙地层重熔生成的花岗岩有关，铅、锌矿化与由中晚元古宙地层重熔生成的花岗质岩石有关(毛景文等，1995)。

锑汞大规模成矿仅出现于南岭地区，但年龄资料比较少，只有锡矿山锑矿为156.3Ma(Hu等，1996)和沃溪锑金矿为144.8Ma(史明魁等，1993)两组数据，显然与第一钨、锡矿主成矿期比较吻合。由于锑、汞矿成矿温度较低，且与花岗岩在空间上关系不十分明确，其成矿被认为是由于南岭地区大规模花岗岩浆侵位，引起流体大规模径向运移，并不断从围岩中萃取锑、汞等金属物质，然后在适宜空间和物化条件下卸载成矿(马东升，1999)。

金矿作为中国东部岩石圈减薄环境中大规模成矿作用的一个主要组分，已探明金储量占全国的70%～80%。正如涂光炽(1989)所指出，金的成矿对岩石类型没有什么选择性，可以在多种环境中形成。因此，无论是岩浆活动、火山活动还是构造变质作用，都会伴随有不同程度的金矿化。

在东部地区，除了长江中下游地区，金矿与铜矿共生，为矽卡岩型(赵一鸣等，1997，1999)以及紫金山浅成低温热液铜金矿(张德全等，1992)外，绝大多数金矿与剪切带密切相关。无论是燕辽地区、胶东地区、小秦岭-熊耳山地区、扬子地块南缘和西缘，还是滇黔桂金三角以及粤西和海南，主要金矿都发育于剪切带内，抑或呈含金石英脉，抑或呈富硫化物的破碎岩石。

赋矿岩石可以变化很大，但共同点是矿体下部有隐伏岩体作为驱动成矿系统形成和运行的能源。成矿流体可能多来源，大气降水、岩浆水、变质水，甚至地幔流体，金属成矿元素可以来自周围岩石，也可以来自岩体及地幔。

【结论】中国东部中生代大规模成矿作用主要发生于110～160Ma，以130Ma为鼎盛时期。

中生代大规模成矿作用可以解析为两次，第一次出现于印支期中国两大古陆碰撞对接后的伸展环境，成矿始于207Ma，终结于170Ma。主要出现于秦岭地区。第二次大规模成矿作用始于燕山早期，于侏罗世—白垩早中世爆发式成矿。与花岗岩有关的铜、钼矿形成于挤压向伸展环境转变过程，钨、锡、铅、锌、银、锑、汞、金、铀主要出现于岩石圈伸展环境。不同矿产有其形成机制，但都与构造圈热侵蚀密切相关。

大规模成矿作用通常发育于造山后的伸展环境而不是碰撞造山期间。

——毛景文，王志良，中国地质科学院矿产资源研究所

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