Question

成矿年代谱系研究的发展趋势

Answer 1

成矿年代谱系的研究，相当于从时代的角度建立某个成矿区域各类矿床的“家谱”，进而摸清楚区域成矿作用发生、发展的历史脉络，为成矿规律的总结提供依据，也可以为区域地质演化过程的反演提供重要的参考。因此，成矿年代谱系将不只是成矿学领域的“必修课”，也将成为大地构造学、区域地质学等领域的必然选择。此处以湘中锑矿与热点（地幔柱）的关系加以说明。湘中盆地-雪峰毗邻隆起区8万km²地区内已发现锑矿床、矿点、矿化点171处，其中工业矿床约40处。全区查明金属锑储量近270万吨，超大型矿床锡矿山（Sb） 1处占80%，大型矿床沃溪（Au-Sb-W）、渣滓溪（W-Sb）、板溪（Sb-Au） 3处占10%，其他龙山（Sb-Au）、廖家坪（W-Sb）、符竹溪（Au-Sb）、龙王江（Au-Sb-As）、五峰山（Hg-Sb）、线江冲（Sb）等中、小型矿床30多处共占总储量10%（黎盛斯，1996）。

图3-7 我国8个主要矿种的同位素年龄数据量统计曲线

图3-8 我国8个重要矿种的成矿年代谱系

近年来系统的同位素年代学研究表明，上述湘中盆地-雪峰锑矿集区中的锑矿并不是在单一的一个成矿期形成的（图3-9）。其中，板溪（422Ma）和沃溪（402Ma）锑矿或锑-金-钨矿形成于志留纪末期、泥盆纪初期，相当于晚加里东期末的构造事件；龙山锑矿（278 Ma）形成于华力西期；渣滓溪（227 Ma）和符竹溪（209 Ma）形成于印支期；锡矿山（160Ma）形成于燕山早期，而曾家溪（116 Ma）形成于燕山晚期（图3-10）。整个区域内的锑矿经历了长达306 Ma的演化历史。有的矿床还记录下了多次成矿的信息，如锡矿山还有124.1Ma、沃溪还有144.8 Ma、龙山还有175 Ma （胡雄伟等，1995；彭建堂等，2003）的同位素年龄数据。这些锑矿规模都不小，仅锡矿山矿区的锑金属储量就达200多万吨，规模之巨大，世界上无与伦比，堪称世界锑都（中国矿床发现史·湖南卷，1996）。

图3-9 湘中锑矿的成矿年代及其时空分布格局

为什么在3亿年的历史长河中，锑矿围绕以锡矿山为中心的区域集中产出呢？

针对这一重大科学问题，黎盛斯（1996）在《湘中锑矿深源流体的地幔柱成矿演化》一文中指出，湘中的锡矿山超大型锑矿跟地幔柱密切有关，即深源流体在地幔柱热驱动下，历经长期壳幔循环，形成高浓度古水热成矿流体，为湘中锑的成矿蓄积丰沛了的矿源。王登红（1998）进一步指出，华南地区是世界上少有的钨、锡等稀有、有色金属矿床的集中产地，虽然多年来对西华山、柿竹园、锡矿山、大厂、个旧这样的超大型矿床作了深入研究，但仍旧没有一个统一的“说法”，即使像“东钨西锡”这样显著的成矿规律也还没有一个统一的认识。综观前人研究，大多偏重于花岗岩而或多或少轻视基性岩，只是因为这些矿床与花岗岩的时空关系一目了然，而基性岩不发育。但各个矿区又的确存在有基性岩浆岩，甚至在锡矿山这样见不到花岗岩的矿区，仍然发育有煌斑岩；这些基性岩往往是富集型的，类似于大陆碱性玄武岩，如稀土元素配分曲线呈右倾型；另一方面，基性岩的侵入往往晚于花岗岩；再者，钨和锡都是在地核中最为富集的元素，同时也是耐熔组分，仅仅靠老地层的部分熔融只能使它们残留在深部而难以富集到花岗岩浆的期后热液中。因此，造成华南地区大规模地壳重熔生成花岗岩的原因很可能是地幔柱，它不仅提供热量导致地壳重熔，而且提供大量起源于核幔边界的亲地核元素。这些元素如钨、锡最后在地壳中造成成矿分异的原因还跟地壳（或板块）在地幔柱之上移动有关。钨矿可能主要来自于核幔边界并在地幔柱头部富集，因而先成矿；锡可能有相当一部分是从地幔柱所经过的地幔中吸纳的，富集于地幔柱的中部，成矿晚于钨矿，并由于板块的东移而定位于钨矿的西南方向。造成华南板块新生代以来自南西向北东漂移的原因可能是印度板块向北东方向的推挤。华南板块自中生代以后逐渐脱离华南地幔柱，后者目前可能位于越南南部。在板块向北东方向移动过程中，地幔柱在海南、北部湾及越南等地留下了直接喷发物——碱性玄武岩。也正是由于板块脱离了地幔柱才使华南的矿床得以保存，并可能对北部湾油气矿床的形成起了关键作用。那么，如何理解湘中锑矿的成因呢？显然，湘中锑矿具有“一点多期”的特点，明显不同于地幔柱与板块相对运动留下的“热点轨迹”。对于这一现象，是用简单的长期固定式热点来解释，还是用其他地球动力学机制来解释，还需要深入研究。但不管怎样，成矿年代谱系的研究给我们提出了新的课题，指出了一个新的发展方向。

图3-10 湘中锑矿的成矿年龄等时线图