金山金矿的成矿时代

金山金矿的成矿机制~

一、流体运移的驱动能量和方式
大量的研究已表明，金矿床形成时代分布主要与地史中各种重大的能量释放事件有关。区域变质、深部变质热流上升和断裂动力作用均可成为有效的热液驱动能量。九岭地体与怀玉地体碰撞拼贴之后，引发了赣东北深大断裂活动和碰撞造山事件，形成赣东北网结状韧性变形阵列构造，并发生大规模的区域变质作用(崔学军，1998)和小规模的中基性岩浆沿赣东北深大断裂侵位(舒良树等，1995)。这些大规模的区域变质作用和构造－岩浆活动所提供的热量可能是金山金矿成矿流体运移的主要驱动力。当然，在成矿作用过程中，断层阀机制所导致的流体压力由静岩压力变为静水压力所造成的压力梯度可能是成矿流体由深部向浅部运移的驱动力。
变形过程中岩石中物质的富集和亏损主要通过流体进行热量和物质的运移来实现。对于大多数变质事件来说，热量的迁移主要是通过热传导完成的(Ferty，1992)。流体的传质作用通过两种主要运移机制来完成。其一是在应力作用下，物质颗粒的压溶作用、应力腐蚀作用以及在矿物晶格之间位错所产生的扩散作用。这种条件下，驱动流体传质作用的主要动力是由于变形作用所产生的化学能梯度和浓度梯度(Bell et al.，1990)。然而，由这种传质作用导致的有效传质距离非常有限，因而不能造成剪切带内元素大面积的亏损和富集。其二，在剪切应力作用下，岩石的变形过程中产生的叶理、S－C面理和透入性劈理造成渠化作用。在这种条件下，占主导作用的传质机制是渗滤或平流。剪切带内流体的渠化作用已被众多学者的研究所证实。Selverstone et al.(1999)在研究澳大利亚Tauern构造窗时指出剪切带内流体流量的大小与剪切带内的变质作用有关，它的运移主要与变形带内的渠化作用有关，而没有经过渗滤作用与其周围的岩石发生作用。
金山金矿岩石叶理、S－C面理发育，表明流体的渠化作用明显，因此本书认为金山金矿流体的运移方式主要以渠化作用为主，虽然，岩石显微构造表明石英的颗粒边界迁移作用也比较明显，但它对溶质的运输能力十分有限。
二、金的迁移形式
许多研究者对金在热液系统中的迁移形式做了系统而深入的研究，包括金在各种条件下的溶解实验、热力学计算以及流体包裹体的测定等，提出了各自不同的认识和见解。一般认为，金在热液中的迁移形式取决于介质的温度、氧逸度、酸碱度以及氧和硫的活度等物理化学条件的变化。在高温、富氯、氧化和酸性的介质条件下，有利于金－氯络合物的迁移;而在中、低温的更多环境中，金主要呈含硫络合物形式(如Au(HS)－2)迁移。
根据金山金矿矿床中石英包裹体的测定结果，石英流体包裹体均一温度为250～300℃，成矿压力为980×105Pa，成矿溶液化学成分以富H2O，CO2，Na+，K+为特征，SO－2＞Cl－＞F－，因此，可以推测含硫络合物是金山金矿金的主要迁移形式之一。
当前有关金在硫代硫酸盐和氯化物络合物中溶解度的理论可以容易地模拟金络合物在300℃和100MPa条件下的迁移和沉淀行为(Seward，1991)。然而，在一些矿床中，Au表现出与元素As、Te、Sb和Bi明显的或者强烈的相关关系。最初对一些矿床中Bi－Au的关系研究表明，它们形成于低水－岩比的环境中。因此，需要进一步研究Au－As，Au－Sb，Au－Te络合物，以确定金在富集这些元素的成矿系统中的替代机制。造山型金矿和与侵入体有关的金矿中具有明显的H2O－CO2相分离，然而导致金在成矿流体中沉沉的精细的地球化学变化还是个未知数。准确认识挥发分的不混溶作用对于金及有关元素的沉淀对于认识造山型金矿系统，特别是脉状金矿系统具有重要的意义。在许多矿床中，H2O－CO2相的不混溶作用并不是总伴随着金的沉淀，因此，需要阐明其他的机制是如何导致金络合物的不稳定性而造成金的沉淀的。事实上，Loucks等(1999)的实验研究表明，在400℃条件下，变质岩的水压致裂作用如果导致压力降低2kar，就会引起超临界流体的脱硫化作用以及金的溶解度降低90%以上。
近年来，金－硅络合物在富硅热液系统中的溶解、迁移和沉淀，引起了人们极大的兴趣(樊文苓等，1995;涂光炽，1998)。金山金矿硅化作用较强，金的富集沉淀与硅化作用密切相关。硅化越强，金的品位越高，并且石英的递进变形作用，使石英颗粒边界迁移造成局部封闭，成为蓄金构造(石火生，1995)。因此，金山金矿金以金－硅络合物形式迁移也是可能的。故本书认为金山金矿金主要以金－含硫络合物和金－硅络合物的形式迁移。
三、有机质与金的矿化
有机质与脉状金矿成因之间的关系一直受到矿床学家的关注。大量的研究表明，在脉状金矿的成矿作用过程中，有机质对于金的迁移、沉淀起着至关重要的作用。实验表明，金可以形成［AuCl4］－的络合物迁移。有机质在成矿过程中可以使含金的部分无机络合物还原，从而使金沉淀并聚集成矿。Gatellier(1990)对有机质还原［AuCl4］－的动力学研究表明，有机质具有很强的还原能力，甚至在室温下也能使［AuCl4］－破坏，致使金沉淀出来，与此同时，导致有机质氧化，使RCH3－基团转化为－COOH基团，由于羧基的热不稳定性而释放出CO2，这也可能是许多金矿流体含有CO2的原因。邹焕炎(1993)认为金山金矿有机碳与金的含量整体上呈正相关关系，而在矿化过程中从矿化中心向围岩方向，有机质又发生了向围岩的迁移。矿区富金石英脉边部出现大量的黑色千枚岩薄层。在金的富集处，有机碳的含量最低，从而使有机碳的含量与金的含量呈反相关。金山金矿石英流体包裹体中有机流体包裹体的发现(张文淮等，1998)也证明有机质参与了金山金矿金的成矿作用。
四、成矿机制讨论
金山金矿的金主要以两种方式产出:一是赋存于硫化物内(如黄铁矿);二是赋存于微砂糖状石英内，这与其他大多数与剪切带有关的矿床中金的赋存状态一样(王玉明，1998)。许多研究者认为:金的沉淀主要是由于韧性剪切带由韧性向脆性演化时，含金流体所处的物理化学条件改变，导致金络合物失稳，从而使金从溶液中沉淀出来。但是研究发现:金矿化与变形强度之间存在明显的正相关关系。随着变形的加强，金矿化强度增高，金矿化优先选择变形强的韧性剪切带的中心部位。也有学者指出:金矿体的最高品位不与剪切带中变形最强的地段相吻合，而与两个最大增量剪应变强度中心所限定的区段完全吻合(何绍勋等，1996)。这些情况促使越来越多的学者探索金在韧性剪切带中的富集机理。王玉明(1998)认为金在剪切带内的富集并不是由于成矿热液在宏观上已达到金络合物失稳、分解的条件;金在黄铁矿、毒砂等硫化物中富集的原因，是这些矿物生长时造成了在其生长面附近的微区内会出现Eh值及(或)S2－和(AsS)3－等浓度的局部降低，以致引起了金络合物在此微区内的失稳、分解，分解出的金就近附着在矿物的生长面上及随后被包围。对于金在微砂糖状石英中的富集，他认为:韧性剪切过程中石英普遍会产生压电效应，它会造成石英颗粒一侧表面及其附近出现局部负电荷集中的强还原环境，及在某些相邻石英颗粒间和颗粒表面之间诱生电子发射。从而有效地促使热液中金络合物的还原分解，释放的金就近附着在石英颗粒间和颗粒表面上。姜泽春等(1998)认为:金在黄铁矿中的富集与金在热液中的存在形式有关。在韧性剪切带内金被碾磨成粉末状，以纳米金的形式存在。半导体型黄铁矿有N型和P型两种。前者具负热电动势，带负电;后者具正电位带正电荷，当其与SiO2水溶液迁移时，若与正电荷的P型黄铁矿相遇，即被P型黄铁矿吸附沉淀成矿;而带负电荷的黄铁矿不能吸附带负电荷的纳米金，因而不能成矿。这种认识比较合理地解释了黄铁矿的含金性。也有人认为，金在韧性剪切带中以纳米金的形式存在，由于纳米金本身具有极大的扩散系数和吸附性，因而可以以自然金的形式迁移、扩散和富集成矿。有的学者(樊文苓等，1995;涂光炽，1998)根据韧性剪切带中金的沉淀与硅化密切相关，认为导致金矿化的成矿流体是一种富Si的流体。金在富硅的溶液中主要以AuH3Si40形式迁移，由于硅化作用，导致SiO2沉淀，致使溶液中的AuH3Si4不稳定，沉淀出Au。
根据金的迁移形式、金在矿石中的赋存状态、石英的流体包裹体以及岩石的结构特征，本书认为，金山金矿的金可能主要通过以下机制从流体中沉淀出来:
1.流体的减压沸腾和混合作用
在地壳岩石上隆的过程中，成矿流体在构造应力的驱动下向浅部运移，静岩压力不断降低。在岩石上升到韧－脆性转换带时，岩石发生破裂，压力骤然降低，导致流体沿岩石裂隙迅速上升并发生沸腾作用，引起广泛的水化，促使残余流体相盐度的增高和流体温度的下降，金－硫络合物饱和度增强。同时，由于流体处于开放体系，导致大气降水的下渗和补给，又促成了流体混合－冷却机制的发生，致使金－硫络合物和金－硅络合物解体。
AuH3SiO40+0.5H2O=Au↓+0.25O2+H4SiO40
2.温度、压力的下降
成矿流体所处环境的温度、压力条件的变化，会引起金－硫络合物和金－硅络合物溶解度的降低，从而引起金的沉淀。
3.水－岩反应
各类与热液活动有关的矿床都伴随广泛而强烈的蚀变作用，金山金矿也不例外。在金山剪切带内分布由大量水－岩作用产生的富水矿物，如绿泥石、绢云母(伊利石)等，这说明剪切带内水－岩作用十分广泛。水－岩作用消耗了大量的水，结果是使溶液中溶质趋于饱和，从而产生沉淀。剪切带内广泛的绢云母化、绿泥石化，导致SiO2大量沉淀。SiO2的大量沉淀引起AuH3SiO40不稳定，沉淀出金。另一方面，绢云母化、绿泥石化的结果是溶液由弱酸性向弱碱性转化，导致金在流体中溶解度下降，促使金沉淀。
另外，流体与双桥山群底部含炭千枚岩中的碳发生反应，也使溶液的物理化学条件发生改变，从而引起金－硫络合物和金－硅络合物的失稳，沉淀出金。
4.岩石的变形作用
石英位错壁中金的发现说明金山金矿金的沉淀与岩石的变形作用有密切的关系。由于岩石的变形，使石英产生压电效应，黄铁矿发生极化，以及毒砂等硫化物的微区出现Eh值和［AuCl2］－活度的局部降低，引起金－硅和金－硫络合物的失稳，发生分解，在石英的位错墙、位错壁，以及黄铁矿、毒砂等硫化物中沉淀出金。
吴学益等(2007)的模拟实验研究表明，在构造活动的热动力作用下，不仅岩石、矿石产生韧性剪切变形和脆性变形，而且韧性变形在先，脆性变形在后，并叠加在韧性变形之上。构造作用能使成矿物质活化、迁移并聚集在褶皱的虚脱部位、层间破碎带及裂隙交汇部位;多期多次构造应力不仅使变形、破裂加剧，而且能使成矿物质叠加富集。
5.有机质的还原作用
金山金矿的金一部分以［AuCl2］－形式迁移，而有机质对还原［AuCl2］－具有较强的能力，甚至在室温下也能使［AuCl2］－破坏，致使金沉淀出来(Gatellieretal.，1990)。

金山金矿的形成是赣东北地区地质构造长期活动、演化、叠加的结果。新元古代，由于海底的火山喷发作用，赣东北地区沉积了一套富含火山物质的类复理石建造，形成双桥山群含金建造。九岭地体与怀玉地体发生的碰撞拼贴作用，造成本区发生大面积区域动力变质，形成绿片岩相地层，以及一系列NEE走向为主的紧密线型褶皱与规模不等的断裂。在九岭地体与怀玉地体碰撞过程中所产生的左旋剪切挤压构造应力场及其派生的应力场作用下，形成赣东北地区网结状韧性变形阵列构造(崔学军，1998)。其蚀变矿物组合与其赋存的变质地体的变质p－T条件一致，说明金山金矿的成矿过程与变质峰期基本一致或者稍晚于变质峰期。
德兴地区与剪切带有关的金矿的赋存地层是新元古界双桥山群浅变质岩系，这套岩系属于岛弧环境的变质火山－沉积岩序列。矿体主要呈不连续或者石香肠状分布，与围岩的叶理相协调，主要以石英－黄铁矿脉和围岩的弱黄铁矿化为特征。不同尺度的地质构造表明，金山金矿发育不均匀的韧－脆性变形作用，其成矿作用是同构造的，成矿作用与递进变形作用密切相关，矿脉侵位于韧－脆性环境。围岩中沿叶理面产生的张裂作用在成矿作用过程中起到了重要的角色。已有的流体包裹体研究表明，金山金矿与成矿作用有关的流体为CO2－H2O流体，这种流体包裹体具有不同的气液比。在均一化过程中，有的流体包裹体均一于气相，有的均一于液相，并且均一温度相同，说明成矿作用过程中发生了流体的不混溶作用。含金石英脉呈纹层状也是成矿作用过程中，压力发生波动的有力证据，而且其内部结构表明，成矿作用过程中发生了多次的破裂－愈合地震泵事件。上述事实说明金山金矿的成矿作用过程中存在流体不混溶现象和压力的波动。
在许多与剪切带有关的矿床的成矿过程中，压力的波动是普遍存在的现象。在剪切带热液成矿系统中，流体的压力通常是从静岩压力到静水压力变化的，并且常常是超过静岩压力的(Sibson，1987)。另一方面，在滑移系统中，最小主应力σ3方向是近于水平的，由此产生近于直立方向上的破裂构造，从而造成流体压力的下降，有利于流体从深部迁移到有利的成矿位置。
矿体中金与硫化物共生沉淀，说明H2S和HS－是成矿流体中的主要组分。流体包裹体的成分、均一温度以及热动力学参数的变化和较低的贱金属含量等数据表明，金山金矿金主要以还原硫络合物的形式迁移，在这种条件下，Au(HS)2－是最有可能的迁移形式。由于压力降低而导致成矿流体发生相的分离以及由于水－岩反应等引起的物理化学变化，是导致这种络合物分解以及金沉淀的主要机制之一。由于流体的不混溶作用导致CO2从流体中分离开来，致使溶液中的pH值上升，碳酸根离子活动加强，沉淀出碳酸盐矿物(例如铁白云石和方解石)。CO2－H2O流体的相的分离可能是形成石英脉中自然金沉淀的主要原因;而成矿流体与围岩中的铁镁硅酸盐矿物的水－岩反应导致的成矿流体脱硫化作用可能是形成黄铁矿－金矿物组合的主要机制。
德兴地区与剪切带有关的金矿中硫化物围绕含金石英脉富集的现象说明成矿流体与围岩是不平衡的，其成矿流体来自深部变质流体，并有少量的地幔流体和大气降水来源的流体的参与。从金山金矿成矿的地质背景、含矿构造、蚀变矿物学以及水－岩反应和韧－脆性剪切带的变形机制来看，断层阀模型(Sibson，1980，1986，1987，1988;Coxetal.，1995，1999;Robertetal.，1995)是金山金矿最有可能的成矿模型。深部来源的变质流体和地幔来源的He和Ar等气体可以通过赣东北深大断裂(它可能代表了区域上近于直立的走滑断层系统)上升到较浅部的地震带(脆－韧性环境)(图8－2，图8－3)。在超静岩压力条件下，在断层滑动之前，也就是在岩石愈合期间，岩石主要表现为塑性变形和压溶作用。由于水－岩反应，引起围岩蚀变，造成较小规模、品位较低的金的沉淀，形成蚀变岩型金矿石。在断层滑动的瞬间，即破裂的过程中，岩石主要表现为破裂脆性变形和流体渠化作用。在这个时期，由于水压致裂作用，产生一系列破裂构造，流体压力远远大于静水压力，导致流体流入这些破裂构造。由于压力降低以及水－岩反应而造成的成矿流体相的分离，导致金从成矿流体中沉淀出来，形成与断裂充填有关的含金石英脉。在多期次破裂－愈合过程的演化过程中，金的不同沉淀机制可能是造成产生不同类型金矿石以及金的品位高低的原因。虽然，在断层的演化过程中，这种方式是单一的还是循环的还是个未知的问题，但是，石英脉的纹层构造、金与黄铁矿的关系以及黄铁矿的压力影和石英的韧性变形，都说明金和硫化物是在构造－流体的演化过程中沉淀的，而不是晚期叠加的产物。

图8－2 金山金矿成矿流体运移模式


图8－3 造山型金矿形成过程中的断层阀模型(据Cox，2005)

金山金矿不同尺度的地质构造特征以及其新元古代的形成年龄揭示其形成于区域变质峰期后，与晋宁期造山作用有关，可以划归为造山型金矿(Groves et al.，1998，2003;Goldfarb et al.，2001，2007)。金山金矿的成矿模型如图8－4所示。

图8－4金山金矿成矿模型

矿床是在岩石圈构造演化过程中，在特定的时间和空间形成的元素超量聚集体。成矿年代学研究对于认识矿床成因、成矿事件与其他异常地质事件的耦合关系、确定找矿模型和扩大找矿远景均具有至关重要的理论和实际意义。因此，如何对矿床的成矿时代进行合理、有效的研究一直是矿床地质学家和同位素地球化学家探索的科学问题。对于金山金矿这种产在变质地体中的矿床，成矿时代对于划分矿床类型和成因模式的研究更是十分重要的。

一、已有的研究成果

关于金山递进变形韧性剪切带的年龄、成矿以及地质热事件时代，许多地质工作者曾利用各种同位素测年方法和手段进行了大量分析和研究，并已发表大量年龄测试数据。但这些已发表的年龄数据相互之间差别很大。归纳起来，基本上可分为4组年龄，每组年龄对应于不同的构造活动期。

1)晋宁期的年龄(610～780Ma):如刘英俊等(1989)测得的矿石铅的模式年龄为610～775Ma;朱恺军等(1991a，1991b)测得的黄铁矿的铅同位素模式年龄为610～780Ma;张金春(1994)利用Rb－Sr法测得超糜棱岩和石英脉全岩Rb－Sr年龄为(717±6)Ma;韦星林(1996)发表的剪切带千糜岩和初糜棱岩的Rb－Sr同位素等时线年龄分别为(732.1±61.9)Ma和(714.5±60.5)Ma。

2)加里东期的年龄(406～516Ma):如黄宏立等(1990)根据Holms－Houtermans黄铁矿铅单阶段演化模式计算的年龄值为450～516Ma;王秀璋等(1999b)测得的石英脉型和剪切带矿石石英流体包裹体Rb－Sr等时线年龄为(406±25)Ma。

3)海西期的年龄(269.9～379Ma):李晓峰等(2002b)测得两个含金糜棱岩伊利石的K－Ar年龄分别为(299.5±2.7)Ma和(317.9±1.8)Ma，含金石英脉中伊利石的K－Ar年龄为(269.9±1.7)Ma;毛光周等(2008)测得含金石英脉型矿石的石英流体包裹体Rb－Sr年龄为(379±49)Ma。

4)燕山期的年龄(161～167.9Ma):如伍勤生等(1989)测得含金硅质糜棱岩中伊利石的Rb－Sr等时线年龄为167.9Ma;张金春(1994)测得绿泥石化千枚岩全岩Rb－Sr年龄为(161±6)Ma。

如此多的可能与成矿有关的地质事件年龄数据说明目前对金山金矿的成矿时代还没有一个统一的认识。在金山，存在多期次地质热事件的叠加也使得人们普遍认为金山金矿是多期成矿作用叠加的产物。例如毛光周等(2008)提出晋宁期是金山金矿蚀变岩型金矿体形成的主要时期，而海西期则是含金石英脉型金矿体形成的主要时期。

从以上列举的前人测试所用矿物及所采用的方法来看，或多或少都存在一些问题。例如，在构造运动叠加强烈的地区，硫化物的Pb－Pb同位素的模式年龄可能不代表确切的地质意义。从金山金矿的地质特征来看，由于金的矿化与剪切带密切相关，流体的渠化作用有可能造成矿物内部Rb－Sr同位素体系的不平衡;同样，由于后期构造叠加的影响，从而会造成矿物中不同期次流体包裹体的叠加，致使流体包裹体中的Rb－Sr同位素体系扰动或者说是不同源的Rb－Sr体系的叠加，从而影响Rb－Sr同位素的准确定年。同时，全岩Rb－Sr同位素体系的封闭温度在500℃左右，而绢云母的Rb－Sr同位素体系的封闭温度在200～500℃之间(Chesley，1999)，而金山金矿的成矿温度在300～350℃之间，故利用全岩或者绢云母的Rb－Sr同位素定年有可能得出不同的成矿作用时间。

二、热液蚀变绢云母的Ar－Ar年龄

不同尺度的构造特征表明，金山金矿的成矿作用是同构造的。岩石的多期变形变质作用制约了准确、精细的矿床形成年代学研究(李晓峰等，2000a)。由于绢云母的Ar－Ar同位素体系封闭温度在300～350℃之间，与金山金矿的成矿温度一致，因此绢云母的Ar－Ar年龄能够代表成矿作用的时间。为了正确了解金山金矿的成矿时代以及后期热液事件的影响，本文利用纹层状石英脉中滑动面上热液蚀变绢云母进行了Ar－Ar分阶段年龄测试;同时，还对金山周边地区其他与剪切带有关的金矿(如花桥金矿、上洛金矿和蛤蟆石金矿)进行了热液蚀变绢云母Ar－Ar分阶段年龄测试，从而对整个德兴地区金矿的成矿年龄进行对比分析。

(一)分析方法

本次用于⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学测试的绢云母样品选自金山金矿、花桥金矿、上洛金矿以及蛤蟆石金矿的含金石英脉样品。绢云母取自含金石英脉纹层中热液蚀变的绢云母。样品测试工作在中国地质科学院地质研究所完成。采用常规⁴⁰Ar/³⁹Ar阶段升温测年法，选纯的矿物(纯度＞99%)在丙酮中用超声波清洗。清洗后的样品被封进石英瓶中送核反应堆接受中子照射，照射工作是在中国原子能科学研究院的“游泳池堆”中进行的，使用H8孔道，其中子流密度为6.4×10¹²ncm^－2s^－1，照射总时间为3540min，积分中子通量为1.3×10¹⁸ncm^－2;同期接受中子照射的还有用作监控样的标准样:ZBH－25黑云母国内标样，标准年龄(132.7±1.2)Ma。样品的阶段升温加热使用电子轰击炉，每一个阶段加热30min，净化30min。质谱分析是在MM－1200B质谱计上进行的，每个峰值均采集8组数据。所有的数据在回归到时间零点值后再进行质量歧视校正、大气氩校正、空白校正和干扰元素同位素校正。中子照射过程所产生的干扰同位素校正系数通过分析照射过的K₂SO₄和CaF₂获得，其值为:(³⁶Ar/³⁷Ar)_Ca=0.0002389，(⁴⁰Ar/³⁹Ar)_K=0.004782，(³⁹Ar/³⁷Ar)_Ca=0.000806，³⁷Ar经过放射性衰变校正;⁴⁰K衰变常数=5.543×10^－10a^－1;年龄误差以1σ给出。详细实验流程见有关文献(陈文等，1994)。

(二)测试结果

金山金矿蚀变绢云母(样品J20)、蛤蟆石金矿蚀变绢云母(样品HMS－3)、上洛金矿蚀变绢云母(样品SL－2)和花桥金矿蚀变绢云母(样品HQ－1)的Ar－Ar年龄分析结果分别列于表8－1至表8－4，其年龄谱系图见图8－1。

图8－1 德兴地区与剪切带有关的金矿绢云母Ar－Ar年龄谱系图

由图8－1可以看出，金山金矿样品J20含金石英脉纹层中热液蚀变绢云母经过11个阶段的分步加热，加热温度区间为500～1400℃，其中在900～1000℃温度范围内释放出了54%的³⁹Ar。在这个温度区间，对应的视年龄分别为(390.2±4.6)Ma和(381.9±4.8)Ma，平均为395Ma。该样品没有获得比较合理的坪年龄和等时线年龄，所获得的总体年龄为431.4Ma。

蛤蟆石金矿样品HMS－3含金石英脉纹层中热液蚀变绢云母经过14个阶段的分步加热，加热温度区间为600～1340℃，其中在1160～1230℃温度范围内释放出了45%的³⁹Ar。在这个温度区间，对应的视年龄分别为(639.2±5.7)Ma、(669.6±6.3)Ma和(673.1±7.1)Ma，平均为660.8Ma。该样品也没有获得比较合理的坪年龄和等时线年龄，所获得的总体年龄为606.4Ma。

上洛金矿样品HMS－3含金石英脉纹层中热液蚀变绢云母经过14个阶段的分步加热，加热温度区间为600～1400℃，其中在1040～1140℃温度范围内释放出了40%的³⁹Ar。在这个温度区间，对应的视年龄分别为(510.1±4.8)Ma、(528.8±4.63)Ma和(525.9±4.6)Ma，平均为521.6Ma。该样品也没有获得比较合理的坪年龄和等时线年龄，所获得的总体年龄为517.3Ma。

花桥金矿样品HMS－3含金石英脉纹层中热液蚀变绢云母经过15个阶段的分步加热，加热温度区间为600～1400℃，其中在1040～1140℃温度范围内释放出了28.2%的³⁹Ar。在这个温度区间，对应的视年龄分别为(583.7±7.0)Ma、(573.2±7.1)Ma和(575.9±6.7)Ma，平均为544.2Ma。该样品也没有获得比较合理的坪年龄和等时线年龄，所获得的总体年龄为579.9Ma。

从以上不同矿床热液蚀变绢云母Ar－Ar年龄测试结果(表8－1至表8－4)和谱系图(图8－1)来看，不管哪一个样品都没有获得理想的坪年龄，但是从数据来看，每一个样品在不同的加热阶段都存在一个绢云母中³⁹Ar释放最高的年龄段，并且这些年龄段之间年龄的差别不是很大。另外，从这些年龄谱系图和分析结果来看，这些数据也反映了德兴地区与剪切带有关的金矿的成矿作用是多期次叠加作用的结果(图2－3)。一方面，不同矿床形成时代相差较大;另一方面，每个样品较难得到合适的坪年龄，这些也可能反映了成矿作用过程中的多次地震泵事件的叠加。

表8－1 金山金矿蚀变绢云母(J20)Ar－Ar年龄分析结果

注:下标m代表样品中测定的同位素比值;总体年龄=431.4Ma;F=⁴⁰Ar^*/³⁹Ar。

表8－2 蛤蟆石金矿蚀变绢云母(HMS－3)Ar－Ar年龄分析结果

注:下标m代表样品中测定的同位素比值;总体年龄=606.4Ma;F=⁴⁰Ar^*/³⁹Ar。

表8－3 上洛金矿蚀变绢云母(SL－2)Ar－Ar年龄分析结果

注:下标m代表样品中测定的同位素比值;总体年龄=517.3Ma;F=⁴⁰Ar^*/³⁹Ar。

表8－4 花桥金矿蚀变绢云母(HQ－1)Ar－Ar年龄分析结果

注:下标m代表样品中测定的同位素比值;总体年龄=579.9Ma;F=⁴⁰Ar^*/³⁹Ar。

从云母类矿物Ar－Ar坪年龄和等时线年龄的定义来看，其所需的累计³⁹Ar释放量大于40%是人为设定的。另外，从分析所用绢云母样品的XRD衍射结果来看，绢云母的结晶度较大，可能反映了绢云母中混层矿物的存在。虽然，绢云母的Ar－Ar分析结果不能给出准确、合理的金矿的成矿年龄，但是它至少能够反映后期热液流体作用的叠加，这说明在德兴地区存在着明显的后期构造热事件。不一致的最大³⁹Ar释放量的年龄段说明不同的金矿所遭受的后期影响具不一致性。

三、金山金矿的成矿时代讨论

同位素测年是一项非常复杂的工作，从最初方法的确定、样品的采集、处理和测试到最后结果的计算和解释等，每一步都要求细心严格、准确无误。对于金山韧性剪切带来说，它经历过长期复杂的递进剪切和成矿作用过程，牵涉到多种变形机制和成矿机制。如剪切带内的石英脉最早形成于剪切带韧性剪切活动初期的压溶作用(即所谓的“变质分异脉”)，而变质分异脉又在持续的递进剪切过程中遭受压扁拉长和压溶作用，即使后来形成的富含金元素的含金石英脉也同样遭受韧性剪切和流体的改造。因而剪切带内仅石英脉就形成于递进剪切变形过程中的不同时期，而这些石英脉都可能会含有各种各样的流体包裹体。黄铁矿同样形成于剪切带的不同活动时期，许多发育压力影的黄铁矿甚至形成于金山剪切带之前，至于同构造的黄铁矿(即在金山剪切带活动过程中形成的黄铁矿)既有在早期由压溶作用形成的流体在其沉淀过程中形成的，也有在后来的含金石英脉以及层纹状含金石英脉形成过程中结晶的。实际上在成矿期后的任何热液活动中都可能形成黄铁矿。另外，早期和晚期的黄铁矿都可以表现出不同的形状———规则的自形和不规则的他形及碎裂状，仅靠形状难以判断其形成的早晚或与哪一期构造热液活动有关。剪切带在韧－脆性活动停止之后所经历的任何构造变形都属于叠加变形，这些叠加变形构造发生在浅地表，基本为脆性变形构造，如矿区内发育的不同方向的断层。叠加变形是区域构造演化历史的一部分，其本身与剪切带无关，即使平行于剪切带叠加发育的断层与剪切带之间也同样不存在成因上的联系。但需要注意的是，任何成矿后热液事件(无论是岩浆热液事件或地下水热液事件)都可能会对已有矿体存在一定程度的影响，如形成新生热液矿物，或导致一定程度的次生交代蚀变等。就像次生淋滤改造作用一样，它们一般不能作为成矿作用的一部分。所以，一方面不能笼统地把所有在同一矿床观测到的热液活动当成是“多期次成矿”，另一方面在采样做同位素测年时务必注意“后构造”或成矿后构造－热液事件对已形成构造和矿床的影响。

关于金山剪切带的活动年龄，作者倾向于利用矿石铅和剪切带千糜岩和初糜棱岩样品作出的同位素年龄，也就是成矿时代为新元古代。金山剪切带是晋宁期构造活动的产物，剪切带的形成可能与江南古岛弧造山作用有关，是区域挤压构造运动的结果。金山剪切带金的成矿作用也至少是从新元古代晋宁期就开始的，但不能排除后来的脆性变形构造叠加和相应的叠加成矿作用的存在。作者认为在利用其他矿物如伊利石、绢云母、黄铁矿测年时必须要十分慎重。因为除了上述情况外，对伊利石、绢云母(白云母)来说，部分原因是它们的形成温度比较低，一般不超过300～350℃，而且两者之间在一定温度－压力流体条件下可以互相转变，如伊利石在进变质作用下可能会生成绢云母(白云母)。金山所处的地质体不可避免地受到晋宁期之后的加里东期、海西期、燕山期等重要构造运动事件和热事件的影响，都有可能形成新的伊利石、绢云母(白云母)或其他矿物如黄铁矿等。因此，如果不小心采到这些可能是后来形成的新生矿物，得出的年龄肯定会晚于晋宁期。关于金山递进韧性剪切带从剪切带开始活动到最后结束的持续时间，目前还无法给出准确答案。但根据现有年龄测试资料可以作出一个粗略估算。首先糜棱岩的年龄虽然不能代表金山剪切带的最早活动年龄，但比较接近。已有的金山剪切带糜棱岩的年龄大体介于715～732Ma之间。纹层状石英脉中剪切滑动面上热液蚀变绢云母的Ar－Ar年龄变化在560～660Ma之间，可以基本代表金山韧性剪切成矿后期成矿阶段年龄。糜棱岩和绢云母的年龄之差为72～155Ma。按照这个估算，金山递进韧性剪切带从开始到结束可能跨过了至少72Ma。

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