论地质历史时期成矿作用的时控性信太岭

论地质历史时期成矿作用的时控性信太岭

信太岭

中国冶金地质总局山东正元地质勘查院山东省251600

摘要：成矿规律是研究控制矿床生成的各种因素和条件及其相互关系及它们在地质时间和空间中的综合表现，即矿床生成和分布的规律。控制矿床成矿的主要因素就是岩浆、构造及地层，而地层控制实质上是岩性加上一定的地质时间概念。研究发现，在地球45年的演化过程中，一些金属矿床类型及矿种分布于特定的地质时期，并在地球演化进程中不再重复出现，把这种在地球一定时期出现的特征矿床类型或矿种称之为成矿的时控性。本文主要对地质历史时期成矿作用的时控性进行分析。

关键词：地质历史时期；成矿作用；时控性

1成矿作用概述

矿床的形成受时间、分布空间、物质共生关系和内在成因联系的影响。其中，位于大陆板块的边缘，中生代以来的强烈且频繁的岩浆活动对矿山的形成起了很大的主导作用。矿质的主要来源是深层的岩浆，矿床的形成和岩浆作用有着密切的联系。同时，不同种类的岩石在一定的环境和作用下，会形成不用的矿床。以大场矿床为例子进行说明，该矿床位于印支造山运动的晚期形成的，发生在会聚板北部边缘的Au-Sb成矿作用的产物。地壳的碰撞作用、地质的变化和地壳的激烈运动，从而使地面温度升高，地面表层发生变质和脱水。同时沿着一定的方向发生转移，还会在转移的过程中，不断地形成含各种矿物质的流体。第一，地震泄水构造问题研究。发生地震活动时，会出现砂体流动及液化脉。尤其是在粉砂岩和粉砂质泥岩环境中，容易造成沉积地层中的粉砂体液化和泄水，最终形成地震泄水构造。第二，微生物沉积构造问题研究。微生物以及粘状细胞外聚合物质能选择性将沉积物颗粒覆盖和包裹起来，后期对微生物构造有压实作用，最终形成形态各异的砂脉体。第三，地质构造中的成分对成矿作用的影响。以大场金矿石的形成为例，其中绢云母Ar年龄较长，表明矿的形成与印支其的造山运动有非常密切的关系。

2地质历史时期成矿作用的时控性分析

2.1早前寒武纪地球演化历史中的成矿专属性

在地球演化过程中，金属元素的大规模成矿作用主要发生在下述五个时间段，即早太古代（38亿年～30亿年）、晚太古代（30亿年～25亿年）、早元古代（25亿年～17亿年）、中－晚元古代（17亿年～7亿年）和显生宙（7亿年至现今）。例如，在晚太古代，原生绿岩中产出的金属矿产以铜、镍和金为主。铜和镍硫化物矿床多在超镁铁质原生绿岩，特别是火山熔岩层的底部产生。在矿床形成过程中，海水与熔岩的物理－化学反应也会导致富铁沉积物的形成，典型的矿床实例为澳大利亚的卡姆巴达和中国金川铜－镍矿集区。需要提及的是，在早太古代原生绿岩带内，亦产出有大量的富金沉积岩（如含金的燧石－碳酸盐－铁硫化物堆积体）。研究结果表明，这样的含金沉积岩层是海底火山喷气作用的产物，成岩期后的低级变质作用致使沉积岩层中的金发生活化、富集与再沉淀，最终形成大量的含金石英脉。加拿大阿比提比绿岩带，西澳大利亚伊尔岗地盾，印度科拉地台和中国华北古陆块中所赋存的大型或特大型金矿床即是很好的例证。

2.2中亚造山带与古生代成矿事件

中亚造山带是地球上最大的造山带之一，引起世界众多地质学家、地球化学家的关注。中亚造山带北、南分别与西伯利亚克拉通、塔里木－华北克拉通相接，西端延伸到俄罗斯的乌拉尔山，向东至西太平洋海岸，呈向南突出的巨大弧形带。中亚成矿域在古生代西北利亚洋闭合过程中大陆边缘增生明显、构造和岩浆活动强烈、矿产资源丰富。在晚古生代地壳演化过程中经历了板块俯冲、碰撞造山大规模走滑剪切和后造山演化阶段，在每个构造演化阶段都伴随有地壳增生和大量有用金属元素的堆积研究人员在总结了大量的Sr，Nd，S，Pb多元同位素资料基础上提出，中亚造山带的铜、金多金属矿床与区域花岗岩在形成时代和物质来源上基本吻合，具有一定的继承性。从古生代直至中生代，地幔来源物质参与了成岩成矿作用，即便是钨、锡、稀有金属矿床，也受到地幔来源物质的明显影响，从而揭示了地幔来源物质在中亚造山带金属成矿作用中的重要意义。按照地壳增生和成矿作用关系，以东天山地区成矿作用为例，其在晚古生代主要有如下几种矿床类型：（1）晚泥盆世－早石炭世增生前形成的Cu－Mo－Au－Ag矿床；（2）早石炭世增生前形成的Fe－Cu－Pb－Zn矿床；（3）晚石炭世－早二叠世增生后形成的造山型Cu，Ni，PGE矿床；（4）晚石炭世－早二叠世增生后形成的造山型Au，Cu矿床。上述矿床在形成过程中既有地壳的水平增生，也有地壳的垂向增生作用，已经构成了我国重要的内生金属矿床富集区。

2.3华南中生代大花岗岩省成岩成矿作用

由于与不同类型金属成矿作用有关的花岗质岩石往往存在着较大差异，因此花岗岩的成矿专属性一直以来都受到人们的高度重视。在成矿时间上，近期发表了大量矿床中辉钼矿Re-Os和含钾矿物Ar-Ar等高精度同位素年龄数据，笔者统计发现，成矿作用大致发生在如下三个阶段：①三叠纪（210～230Ma），主要分布在南岭和武夷-云开成矿带，形成有W-Sn-Nb-Ta等矿床，如湘南荷花坪锡矿床的辉钼矿Re-Os等时线年龄为214.1±1.9Ma。②中晚侏罗世（170～150Ma），发育于南岭地区及其邻区，主要为钨锡多金属矿床和铜钼金铅锌多金属矿床。该阶段成矿主要集中在150～160Ma，峰值为156Ma。如湖南水口山、铜山岭和宝山Cu-Mo-Pb-Zn多金属矿床的成矿年龄均约为158Ma；江西西华山钨矿和湖南瑶岗仙钨矿分别形成于157.8±0.9Ma和154.9±2.6Ma；南岭地区铜铅锌与钨锡成矿时间基本一致。华南只有少数铜金矿床形成于170Ma左右，如德兴斑岩铜矿170.4±1.8Ma和大宝山铜铅锌多金属矿床辉钼矿Re-Os年龄为164.7±3Ma。③白垩纪（76～140Ma），该阶段矿化在华南地区的分布特点是面积广泛，矿床类型丰富，呈不连续的矿集区出现。主要分布在以下区域：滇东南—桂西钨锡成矿区，成矿年龄比较集中，为76～89Ma，如个旧锡矿和都龙锡矿的形成年龄分别为83.4±2.1Ma和82.0±9.6Ma；东南沿海的斑岩-浅成低温热液Cu-Au-Ag矿床和花岗岩有关的W-Sn成矿区，成矿年龄主要集中在90～110Ma；长江中下游成矿带，成矿时代主要集中在125～145Ma，与高钾钙碱性花岗岩类有关的斑岩—矽卡岩型铜铁金钼多金属矿床形成于135～145Ma，与富钠钙碱性花岗岩有关的磷灰石—磁铁矿矿床形成于125～135Ma。这两类矿床的成矿年龄分别与相关花岗岩的形成时间一致或稍晚于花岗岩的成岩年龄。一些研究者较详细地论述了上述不同成矿阶段的成矿背景与深部过程。

2.4新生代板块俯冲、大陆碰撞与大规模成矿事件

近年来发现大陆碰撞造山带也是斑岩型矿床产出的重要环境，例如藏东玉龙和冈底斯斑岩铜矿带就是其典型代表。这两大成矿带均产于印度亚洲大陆碰撞形成的喜马拉雅—西藏造山带，但形成于碰撞造山的不同阶段和不同环境。藏东玉龙斑岩铜矿带长约300Km，宽约15～30Km，铜储量在1000万吨以上，其中玉龙铜矿铜储量在628万吨，伴生Au约100吨，具有世界级规模。成矿带分布于碰撞造山带东缘的构造转换带，成矿系统发育于大陆强烈碰撞后的应力释放期或压扭向张扭转换期。冈底斯斑岩铜矿带，东西延伸约350Km，南北宽约80Km，铜资源量在1000万吨以上，具有世界级矿带的潜力远景。该成矿带发育于碰撞后地壳伸展环境。

3结束语

总而言之，中国东部中生代大规模成矿作用的不均一性还表现为成矿金属元素的分区分带。南岭地区是钨、锡和其他稀有金属富集成矿区，而在西南地区则有大规模的低温热液成矿域，这些成矿元素、矿种分布的不均一性都是值得深入探索的自然之谜。

参考文献

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