成矿系列在时代上的演化

成矿系列研究简史和现状~

据已掌握的矿床学文献，法国地质学家De Launay于1905年初步提出成矿系列的概念（郭文魁，1991）。1920年翁文灏提出“中国矿产区域论”，1923年，翁文灏又发表“含砷矿物在成矿系列中的地位”一文，论述了含砷矿物在华南四个金属成矿带中出现的情况及地位。
成矿系列概念的全面论述是我国地质学家在总结新中国成立后几十年来找矿勘探工作和矿床地质研究过程中提出来的。它将在一个区域中与某一地质事件有关，在空间、时间、成因上有联系的一组矿床类型，作为一个整体加以研究。这对于深入认识成矿规律，指导矿产勘查工作，有重要的意义。
首先，当在一个区域找矿时，在详细研究区域地质构造背景的基础上，运用成矿系列的概念可以对该区的成矿环境、控矿因素、成矿作用和可能出现的矿床类型有一个全面的分析和认识，即树立起一个整体观念，根据已知矿床，找寻未知矿床，因而能起到扩大找矿思路，明确找矿方向的作用。
其次，成矿系列研究冲破了过去矿床研究中只注重单个矿床类型的倾向，而以联系的观点作指导，既考虑成矿过程总的演化特征，又注重地质局部异常对矿化类型的控制作用。从矿床个体成因研究发展到成矿系列研究，可以认为是矿床成因分类研究史上的一个突破。
自20世纪70年代程裕淇等全面提出矿床成矿系列概念以来，我国的广大地矿工作者在应用成矿系列观点指导找矿勘探，总结区域成矿规律方面做了大量工作，取得显著的成绩。研究机构和院校的专家们对成矿系列也作了广泛深入的研究。在各类成矿系列中，研究较深入的是与岩浆和热液作用有关的成矿系列。因为这方面矿产勘查和研究的资料很丰富，成矿系列表现也较明显和全面，有较多研究成果（陈毓川，裴荣富，1983，1989；夏宏远等，1991；翟裕生等，1992；崔彬等，1992；毛景文等，1998及其他）。陶维屏等（1989，1994）系统论述了中国非金属矿产的成矿系列。在成矿系列内涵方面，翟裕生等（1980，1987）提出了成矿系列结构概念，包括分带性、阶段性、过渡性、重叠性、互补性等结构型式，以表示一个成矿系列内部各矿床类型间的时空、物质和成因联系。
在国外，苏联学者也曾提出类似成矿系列的观点。X.M.阿伯杜拉也夫（1960）划分了地槽、地背斜、过渡带和地台等大地构造单元的4个成岩成矿系列，并进一步划分了与岩浆建造有关的矿床成因系列。П.A.斯特罗纳（1978）系统论述了“含矿建造”，划分了含矿建造类型。她明确指出，含矿建造是稳定的矿床组合，而不仅仅是狭义的、具体的矿石建造。就其含矿建造的定义，是相当于成矿系列或矿床成矿系列的。西方地质学家较少运用成矿系列，而多用成矿系统一词，如热液成矿系统、斑岩成矿系统等。
当前，成矿系列研究在我国已广泛深入地展开，矿产勘查单位、研究院所、大专院校等的专家们在大量地矿资料基础上，运用成矿系列观点总结提炼我国不少成矿区带和矿田（床）的成矿规律，发表了大量的著述。仅举若干例子：在区域成矿系列方面如《桂北地区矿床成矿系列和成矿历史演化轨迹》（陈毓川、毛景文等，1995）、《秦岭造山带区域矿床成矿系列、构造-成矿旋回与演化》（王平安等，1998）、《华北地块北缘及其北侧金属矿床成矿系列与勘查》（裴荣富等，1998）；在不同地质时代的成矿系列方面有《中国北方古元古代成矿带矿床成矿系列研究》（杨言辰等，2002）；在有关矿种的矿床成矿系列方面有《海相火山沉积岩区铁-铜-硫成矿系列及铁-铜型矿床》（邬介人等，1999）。很多省区的地矿部门都运用成矿系列观点指导找矿和综合研究，取得了明显的成效，并出版了总结性著述，例如《河北省主要成矿区带矿床成矿系列及成矿模式》（章百明等，1996）、《中国新疆矿床成矿系列》（刘德权等，1996）、《黑龙江省主要成矿带矿床成矿系列》（韩振新等，1996）等。
在成矿系列的综合研究方面，翟裕生等（1996）的《成矿系列研究》一书，较系统地论述了成矿系列研究的理论基础。陈毓川等（1998）以对中国的区域成矿研究为基础，出版了《中国矿床成矿系列初论》专著。
总的认为，我国的成矿系列研究开展较早，成果明显，居于国际同类研究的前列。在当前正在开展的矿产资源大调查中，为了更有成效地运用成矿系列理论指导找矿，需要加强对成矿系列形成机理和结构特征的研究，以深入认识成矿系列的形成条件、控制要素、形成过程及其动力学机制，即深入探索成矿系列的形成和分布规律。

基于上述成矿地质环境演化史成矿作用分析可知，研究区自新元古代以来就有成矿作用发生，并随着大地构造环境的演化而发生着相应的变化。
据中国地质科学院矿产资源研究所(2000)对内蒙古360个矿床的成矿时代统计，属太古宙的有32个，占全区的9%(以下仅标出百分数)，应归属于迁西、阜平、五台和吕梁4个旋回，为华北陆块基底形成的变质环境成矿期;元古宙48个，占13.3%，为华北陆块盖层四堡-晋宁旋回和西伯利亚板块结晶岩系形成时的大陆裂谷构造和陆缘沉积环境成矿期;早古生代3个，占0.8%，属华北陆块北缘增生环境下形成的矿床，统称增生环境成矿期。晚古生代61个，占17%，属华北陆块和西伯利亚板块相对移动，碰撞对接过程形成的矿床，统称陆-陆碰撞成矿期;印支期6个，占1.6%，两大陆碰撞后地壳处于不均匀状态下的升降运动，总体属抬升阶段，断裂活动频繁，可称为构造隆升成矿期。但据目前资料分析认为，此阶段的成矿作用强度不大;燕山-喜马拉雅期210个，占58.3%，此时滨西太平洋大陆边缘活动和岩石圈大规模拆沉作用、拉伸盆地波及全区，火山喷发和岩浆喷发-侵入活动达到鼎盛时期，统称多元构造体制环境成矿期。可以看出，从整个内蒙古成矿的角度，主要成矿期是中生代的构造-岩浆喷发-侵入成矿期(占58.3%);其次依次为晚古生代的陆-陆碰撞成矿期(占17%);元古代的大陆裂谷构造和陆缘沉积环境成矿期(13.3%)、太古宙的变质作用成矿期(占9%)、印支期的构造隆升成矿期(1.6%)和早古生代的大陆边缘增生环境成矿期(0.8%)。由于古亚洲洋的演化实际上波及了整个内蒙古地区，因此从古亚洲洋的角度看本区的成矿作用其总体上与内蒙古地区具有相似性(表4-3)。由于范围的限制，本区不发育太古代—早中元古代的成矿作用。此外，由于早古生代的板块边缘增生主要发生在本区南部一带，再加上对区域早古生代的板块增生以及成矿时代数据不足等问题还存在不同认识，因此，对这方面的统计结果可能还存在一些问题。洪大卫等(2003)认为在中亚造山带新元古代和早古生代就有成矿活动，但成矿作用的高峰期却出现在晚古生代和中生代，同区域花岗岩浆活动的高峰完全一致。大致以大兴安岭为界，西部的成矿作用主要发生在晚古生代，东部主要在中生代。反映出西部的成矿作用主要受古亚洲洋构造域的控制，而东部则明显受到太平洋构造域叠加的影响。
表4-3 研究区及邻区部分矿床成矿时代数据


续表


从上述统计的结果可以看出，尽管本区经历了复杂的大地构造演化，成矿作用发生的时间早，期次多，但主要集中在古生代(17%)，但主要是中晚古生代和中生代(58.3%)，主要是燕山期两个阶段。元古代的大陆裂谷构造和陆缘沉积环境成矿期(13.3%)和太古宙的变质作用成矿期(9%)虽在内蒙古地区的成矿时代中占有较大比例，但对于本区而言，则相对次要。这同本区涉及古陆边缘范围较小有关。从统计的数据看，似乎中生代占据了特别重要的地位。考虑到后期成矿作用对早期成矿的叠加改造，从而影响对早期成矿作用的确定，以及同位素年龄测定中偏向易于收集到更晚更新的年龄岩石样品等情况，很多早期成矿的产物并未让人们正确的认识。特别像本区成矿叠加作用异常发育、叠加改造成矿特征尤为明显的情况下，如对矿床特征不做详细观察和鉴定，对于定年样品不做精确挑选，更可能掩盖早期成矿作用的存在。故而不能完全依据成矿时代的统计结果来确定成矿期的重要性，还应结合区域地质构造演化的历史与地质作用强度等因素综合分析。

（一）中条期和晋宁期的成矿作用

浙东南地区分布有省内已知最古老的八都岩群，原岩由一套基性火山岩－陆源碎屑岩－粘土岩建造组成，以富碳、低硅、高铝为特点，属古元古代初始陆壳裂解扩张环境下广海型地槽型沉积，在中条期经受高角闪岩相变质。中元古代陈蔡群（龙泉群）为基性火山岩－陆源碎屑岩－碳酸盐岩建造，接受了初始金属沉积，在早晋宁期经受变质。目前在中条期、晋宁期变质岩中发现的矿床，如乌岙、七湾等铅锌矿（系列7），主要成矿时代都在500Ma左右，属于加里东期。说明在元古宙，浙东南地槽发展主要处在成矿物质的初期聚集阶段，主要成矿作用发生在晋宁期—加里东期。

浙西地区，中元古界平水组和双溪坞群，分别属于岛弧型细碧角斑岩建造和成熟岛弧陆相酸性—中酸性火山岩建造，其中已发现海底火山喷发沉积成因的块状硫化物铜矿床和陆相火山岩中的明矾石（铜、金）矿床（系列1）。浙西新元古界河上镇群为磨拉石－硬砂岩－复理石－陆相双峰式火山岩组合，已知有铜和叶蜡石矿床。

早晋宁期末，华南地块与扬子地块发生碰撞，褶皱抬升，两陆块沿江山－绍兴深断裂一线拼接，并发生强烈韧性剪切变形和幔源岩体的侵入，为后期的成矿作用奠定了基础。

（二）加里东期的成矿作用

浙东南区此时虽已成陆，但深层构造－热事件局部仍然强烈，形成如前述的乌岙、七湾铅锌矿，铜岩山、大岭头、南弄、落花洋多金属矿床（点），它们分别产在八都岩群、陈蔡群（龙泉群）中，矿床周围均强烈混合岩化，沿碳酸盐岩或富钙镁质岩层形成“矽卡岩”或“绿色蚀变岩”，在多世代变形的岩层中形成似层状、透镜状、钝角尖灭形、盾形矿体，均属于与古－中元古代喷发沉积叠加晋宁晚期—加里东期变质改造作用有关的多金属矿床（系列7）。

该时期浙西进入准稳定地台阶段，震旦纪—奥陶纪处于裂陷槽环境，局部呈半封闭还原环境，形成富碳硅质沉积、含钒石煤层、镍钼金属硫化物层和铜锌硫化物层，出现合富式黄铁矿、安仁式含钒石煤等矿床（点）（系列9），一部分铜锌硫化物层经燕山期叠加改造成为矿床，如潘家（系列5a）。属于系列9的镍钼金属层尚不具备独立经济价值，但可视为矿质富集的胚体。

（三）华力西－印支期的成矿作用

浙东南地区丽水－余姚深断裂以东，发现浅变质芝溪头杂岩，属于稳定型（地台？）海陆过渡相单陆屑含煤建造，原岩为石炭－二叠系。福建省福鼎南溪银硐铅锌矿，产在呈天窗出露的中下石炭统细碎屑岩、钙硅质岩、火山岩中。由此可以认为，浙东沿海中生代火山岩系之下，存在华力西－印支期构造层中的铅锌成矿作用，对扩展中生代火山型铅锌银成矿物质来源的认识有所启示。浙西地区此时期处于地台发展阶段，钱塘台地海盆有沉积成因的铜、锌硫化物。依据岩相古地理环境分析，认为属同构造期断裂控制的热泉成因，经燕山期岩浆热液叠加改造形成矿床（系列2）。

江山－绍兴拼接带在华力西－印支期发生强烈走向滑移，韧性剪切变形进一步加强，并形成一系列剪切带型金矿（系列8）。目前已知矿床规模虽小，但不失为一有前景的矿床类型。

（四）燕山期的成矿作用

燕山期，浙江进入活动大陆边缘发展阶段，浙西、浙东南形成统一的大陆，也是浙江成矿作用的鼎盛时期。此时期主要有岩浆热液成矿、火山热液成矿和地热水成矿作用，以及对过往地质年代成矿作用的叠加改造。

燕山早期岩浆侵入活动主要在浙西。其中与铁、铜、铅、锌、锑、汞成矿亚系列（系列5a）有关的岩体，主要是第一次侵入的花岗闪长岩的岩体，如珊溪、千家村、闲林埠、五山关、彰坞、岭后、沐尘等以中酸性为主的侵入岩体，其中多数属于陆壳同熔型成因类型，侵入时间一般在150Ma之前。

与钨、锡、铍、铌、铅、锌、砷、锑等成矿亚系列（系列5b）有关的岩体，则属于燕山早期第二次侵入活动产物，以黑云母花岗岩为主，部分为钾长花岗岩，如学川、儒洪、岩前、河桥、广山等岩体，主要为陆壳重熔型，成岩年代一般在140Ma之后。

还有如横塘、三枝树、银坑、洋滨等钼、锡、铜斑岩成矿作用（系列5c），时代主要也在燕山早期。已知的成矿强度相对较弱，一般达到小型矿床或矿化。

与燕山期陆缘火山作用有关的有系列3和系列4两个成矿系列，前者为金、银、铅、锌、钼等金属成矿系列（系列3），后者为膨润土、沸石、地开石、叶蜡石、明矾石、伊利石等非金属成矿系列（系列4）。

火山金属成矿系列（系列3）成矿始于大爽－高坞喷发期之后。受基底隆起区火山－潜火山作用控制，如治岭头金银矿（系列3a），成矿始于160Ma，结束在130Ma左右。与燕山早期穹形构造有关的钼、金、银、铅、锌亚系列（系列3b）和与火山喷发－沉积盆地有关的铅、锌、铁亚系列（系列3c），成矿空间定位和容矿构造形成于西山头期，成矿则与潜火山热液作用有关，成矿在116～83Ma。与白垩纪火山喷发断陷盆地边缘断裂有关的银、铅、锌亚系列（系列3d），成矿则在100～80Ma之间。

火山非金属成矿系列（系列4）均与富玻质火山岩的水解、蚀变作用有关，是火山岩和介质水之间就地改造的产物。最早出现在燕山早期的大爽期喷发物中，如峰洞岩地开石；稍后有西山头期（浙东南）、寿昌期（浙西）的地开石、叶蜡石、膨润土矿的形成。燕山晚期朝川组、塘上组中又有明矾石、沸石、膨润土的成矿。系列4矿床都是似层状矿化，顶部伴有硅帽（次生石英岩），其上有新喷发物覆盖，其形成年代应与火山岩系同时或稍迟。

成矿系列6，分别是与火山期后地热水作用有关的萤石矿（系列6a）和与岩浆期后地热水作用有关的萤石矿（系列6b），它们形成时间在85Ma或更晚一些。萤石的成矿，可谓燕山期成矿高峰的最后一幕。

（五）喜马拉雅期的成矿作用

喜马拉雅期主要的成矿作用有河湖相沉积成因的硅藻土，与近代表生作用有关的风化壳型稀土矿、风化－蚀变型和风化壳型的瓷土（高岭土）矿，以及铁帽型金矿。

总之，由元古宙以来，成矿系列始自地槽阶段的岛弧火山成矿作用，经历古陆隆起的构造热事件，形成区域变质热液矿床和动力变质矿床；在浙西地台时期，有沉积和热泉成因的矿化聚集；及至燕山期形成陆缘岩浆活动高潮，构成浙江繁多的岩浆成矿和火山成矿类型，奠定了全省矿产资源的总格局（表5-1-1）。

表5-1-1 浙江成矿系列时代演化关系

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