Question

南岭成矿系列研究进展

Answer 1

一、以往研究

对于南岭地区的矿床成矿系列，陈毓川早在1983年就发表论文《华南与燕山期花岗岩有关的稀土、稀有、有色金属矿床成矿系列》加以论述。1989年。陈毓川等在《华南与燕山期花岗岩类有关的稀有、有色金属矿床成矿作用》一书中，进一步将南岭地区与花岗岩类成矿有关的矿床划分为5个成矿系列，6个成矿亚系列，21个矿床式。同时，在详细分析不同矿床成矿系列和矿床式产出的地质构造背景及大量矿床分布规律的基础上，编制了1∶200万的《中国南岭地区与花岗岩有关的有色、稀有金属矿床成矿系列图》，为进一步从成矿系列研究南岭成矿区的矿床成矿规律做了新的尝试。141998年，陈毓川和裴荣富等人在《中国成矿系列初论》一书中，又在“华南褶皱系稀土稀有有色金属成矿区”内划分出5个成矿系列:

Ⅰ.与燕山期中浅成花岗岩类有关的稀土、稀有、有色金属及铀矿床成矿系列(含4个亚系列);

Ⅱ.碳酸盐岩容矿的Pb、Zn、Sb、Ag、Hg、S矿床成矿系列;

Ⅲ.与燕山期浅成-超浅成壳幔源中酸性侵入岩有关的Cu、Pb、Zn、W、Mo、Ag、Au、U矿床成矿系列;

Ⅳ.在深变质带与加里东—燕山期混合花岗岩有关的Nb、Ta、Sn、Au、Ag矿床成矿系列;

V.前寒武浅变质岩系容矿的Fe、Cu、Co、Ni、Au矿床成矿系列。

上述5个成矿系列中，第Ⅲ个系列主要分布于赣东北等地，以铜厂式铜矿、银山式铅锌矿、葛源式铌钽矿、相山式铀矿为代表;第Ⅳ系列主要分布于武夷-云开隆起带，以南平式伟晶岩型稀有金属矿床、河台式金矿等为代表;第Ⅴ系列主要分布于海南等地，以石碌式铁矿为代表。这3个系列实际上已经不在本成果所涉及的南岭范围内，而第Ⅱ系列主要以凡口式铅锌矿、老厂式铅锌矿和泗顶式铅锌矿为代表，是否属于独立的矿床成矿系列存在不同的意见。

二、目前的研究

考虑到南岭地区成矿作用演化的漫长历史，也考虑到还有相当一部分矿床的成矿时代尚未确定，不少研究成果也发现个别以往定为燕山期形成的矿床实际上形成于印支期，或者说印支期的成矿作用不容忽视，本次研究将南岭地区的各类矿床从古至今归属于如下12个成矿系列(表1-4)。

1)扬子地台中部(江南地轴)与中元古代岩浆作用有关的Cu、Ni、Sn、非金属矿床成矿系列(Pt₂-4)。包括1个亚系列:与四堡期基性超基性岩有关Cu、Ni、Co、PGE、Sn、蛇纹石、石棉矿床成矿亚系列。以四堡式Cu-Ni-PGE矿床为代表。

2)江南地轴与雪峰期岩浆作用有关的W、Sn、Cu、Nb、Ta、Au、Ag矿床成矿系列(Pt₃-5)。该成矿系列主要分布在南岭的西侧，可进一步识别出5个亚系列:①桂北与基性岩有关滑石矿成矿亚系列，以鸡爪式滑石矿为代表;②与雪峰期中酸性侵入岩有关的Sn、Cu、Pb、Zn矿床成矿亚系列，以宝坛式锡矿为代表;③九万大山隆起与基性岩有关Cu、Au、Ag成矿亚系列，以地虎式铜金银矿、翁浪金银矿为代表;④九万大山隆起与壳源花岗岩有关W、Sn、Cu矿成矿亚系列，以乌牙式钨锡矿、南加式铜矿为代表;⑤梵净山隆起与壳源花岗质岩有关的W、Sn、Cu、Nb、Ta矿床成矿亚系列，以标水岩式钨锡铜矿和磨槽沟式铌钽矿为代表(表1-5)。2008年，我们测得磨槽沟矿区矿石中云母的³⁹Ar/⁴⁰Ar法坪年龄为793.4±6.4Ma，等时线年龄为794.0±15.0Ma，反等时线年龄为794.0±12.0Ma，有力地证明了新元古代的确存在成矿事件。

3)扬子地台及周边地区新元古代与火山-热水-沉积作用有关的磷、Fe、Mn矿床成矿系列组(Pt₃-4)。除了海南的石碌式铁矿外，广东的大降坪式硫铁矿、江西的新余式铁矿和湘潭式锰矿等沉积变质型矿床属于此成矿系列组。

4)武夷-云开及周边地区与加里东运动有关的W、Sn、Nb、Ta、Cu、Au、Be、白云母矿床成矿系列(Pz₁-13)。包括3个亚系列:①江南地块碰撞造山活化区产于浅变质细碎屑岩中Au、Sb、W矿床成矿亚系列，以沃溪式钨锑金矿为代表;②武夷隆起区及其边缘与加里东晚期碰撞造山混合岩化花岗伟晶岩有关的Nb、Ta、Be、白云母矿床成矿亚系列，以福建南坪西坑式铌钽矿为代表;③湘桂粤坳陷区与加里东碰撞造山花岗岩有关的W、Sn、Cu、Au矿床成矿亚系列，以牛塘界式钨矿为代表。对此成矿系列，以往研究非常薄弱，即使对沃溪金矿、西坑铌钽矿和牛塘界钨矿3个典型矿床的成矿时代也还存在不同认识，但越来越多的信息表明，这些矿床可能自加里东期以来经历了不止一次的成矿作用或构造事件的叠加改造，以至于难以正确测定其成矿年龄。最近，我们测得位于南岭成矿带西侧、广西隆安凤凰山银矿中含银石英脉中石英流体包裹体的Rb-Sr等时线年龄为467±42Ma。这是迄今为止我们所测得的唯一一个奥陶纪的同位素成矿年龄数据。此外，我们还测得位于湘东南桂郴资矿集区的益将岩体型稀土-钪矿床花岗闪长岩中锆石的SHRIMPU-Pb年龄为424.0±3.0Ma，表明成岩成矿作用发生在志留纪(图1-3)。李晓峰等(2009)测得姑婆山地区桂岭白石顶钼矿中辉钼矿的Re-Os同位素模式年龄变化于433.3～417.2Ma，相应的桂岭岩体黑云母二长花岗岩锆石SHRIMPU-Pb年龄为424.4±5.6Ma，其中包体锆石年龄为428±4Ma。这表明，志留纪的成矿作用不只是出现在南岭中段，在西段也存在，而且不只是稀土元素，也存在Mo等金属元素的富集。

表1-4 南岭地区存在的主要矿床成矿系列简表

续表

表1-5 磨槽沟钨锡铌钽矿区白云母的Ar-Ar法测年结果

注:表中下标m代表样品中测定的同位素比值，W=45.50mg，J=0.008790，测定时间2008/5/4，Totalage=756.2Ma，F=⁴⁰Ar^*/³⁹Ar，为放射性成因⁴⁰Ar与³⁹Ar的比值。由中国地质科学院地质研究所氩氩法同位素实验室完成测试。

图1-3 湘南汝城益将重稀土-钪矿区花岗闪长岩中锆石的SHRIMPU-Pb定年结果

5)下扬子及华南与晚古生代沉积作用有关的Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、V、硫铁矿、重晶石、石膏、煤、粘土、碳酸盐岩矿床成矿系列(Pz₂-16)。可以进一步分为5个亚系列:①二叠纪华南与沉积作用有关的Mn、Al、煤、硫铁矿、耐火粘土、海泡石矿床成矿亚系列，包括东湘桥式锰矿(二叠纪);②华南东部早石炭世海相碳酸盐岩-碎屑岩中Mn、石膏(钙芒硝)、煤、黄铁矿、粘土矿床成矿亚系列，包括冷水江式的煤矿(石炭纪);③华南西部晚泥盆至早石炭世产于碳硅泥岩(黑色岩系)中Mn、V、U、重晶石矿床成矿亚系列;④湘桂粤坳陷区泥盆系地层中与海相碳酸盐岩有关的Pb、Zn、硫矿床成矿亚系列，包括凡口式、北山式和泗顶式铅锌矿，其容矿围岩为泥盆系但成矿时代存在争议，也可能形成于燕山期;⑤泥盆纪滨海相碎屑岩中Fe矿床成矿亚系列，以宁乡式铁矿分布最广。

6)武夷-云开与海西晚期变质作用有关的Au、滑石、石墨矿床成矿系列(Pz₂-17)。在武夷-云开地区，伴随区域性变质作用，形成与混合岩化作用有关的稀有金属矿床和变质成因矿床，包括赣南于都的岩前滑石矿。

7)江南古陆与印支期岩浆活动有关的Nb、Ta、W、Sn、Au、Ag、Mo、Pb、Zn、红柱石、刚玉、萤石矿床成矿系列(Mz₁-13)。其中分布于南岭区域内的主要是湘赣与岩浆活动有关的Nb、Ta成矿亚系列，以永丰横山式铌钽矿为代表。本次工作中我们也发现在赣南崇余犹矿区仙鹅塘钨矿区含矿石英脉中白云母的氩氩法年龄为231.4±2.4Ma(图1-4)，表明印支期成矿作用的确存在。

8)华南海盆与沉积作用有关的石膏、天青石、煤矿床成矿系列(Mz₁-14)，涉及南岭的主要是“桂湘赣粤滨海盆地与三叠系海陆过渡相碎屑岩、泥质岩有关的煤矿亚系列”，以安源式煤矿为代表。实际上，从三叠纪到侏罗纪早期，华南海盆大体上从西南向东北逐渐萎缩，含煤层位逐渐升高，到早侏罗世，海水从赣湘粤海湾退却之后，整个南岭基本上结束海相沉积历史，进入大陆地壳演化阶段(王鸿祯等，1985)。虽然南岭地区三叠纪煤矿规模普遍不大，但在华南地区分布广泛，无论是经济上还是科学意义也还是比较重要的。

9)南岭与燕山期中浅成花岗岩类有关的REE、稀有、有色金属及U矿床成矿系列(Mz₂-41)。这是南岭地区成矿系列的主体，包括5个亚系列:①赣南-粤北-闽西与燕山期花岗岩类有关的W、REE、Nb、Ta、Mo、Bi、Sn、U矿床成矿亚系列。以西华山式石英脉型钨矿、岩背式锡矿、足洞式稀土矿、212式铀矿等为代表;②湘粤桂海西坳陷区与燕山期花岗岩类有关的W、Sn、Nb、Ta、Be、Mo、Pb、Zn、萤石矿床成矿亚系列。以柿竹园式钨锡钼铋矿床、黄沙坪式铅锌银多金属矿床、枞树板式铅锌矿、香花岭式锡多金属矿床、姑婆山式稀土矿等为代表;③南丹-河池海西—印支坳陷带与燕山晚期花岗岩类有关的Sn、Pb、Zn、Cu、Sb、Ag、As、Hg、S矿床成矿亚系列。以大厂式锡多金属矿床、益兰式汞矿等为代表;④大明山构造岩浆带与燕山期花岗岩类有关的W、Cu、水晶矿床成矿亚系列。以大明山式钨矿、武鸣式铜矿为代表;⑤武功山-云开构造岩浆带与燕山期花岗岩类有关的Nb、Ta、W、Fe、Au矿床成矿亚系列。以浒坑式钨矿和414式铌钽矿为代表。

图1-4 崇余犹矿集区仙鹅塘钨矿中白云母的氩氩法坪年龄

10)华南结晶岩风化壳离子吸附型稀土(稀有)成矿系列(Q-30)。以江西701式稀土矿和广东来石式稀土矿为代表。

11)华南风化壳粘土类(高岭石、蒙脱石、麦饭石)成矿系列(Q-31)。包括赣南的麦饭石矿。

12)华南闪长岩风化壳型钛铁矿-锆石矿床成矿系列(Q-34)。以江西定南车步式和广西藤县东胜式钛铁矿为代表。

三、有关问题讨论

尽管对于南岭矿床成矿系列的研究，已经有了近30年的历史，但是，以往的工作重点均以燕山期为主，矿种以有色、稀土、稀有和铀矿为主，成因类型以内生矿产为主，并不能全面反映南岭漫长而复杂的成矿演化历史，同时也不足以涵盖全部的矿产资源及其成矿规律。为此，对于南岭地区矿床成矿系列的研究仍然还有很多工作要做。本次工作，虽然试图重新厘定一下南岭各种矿产资源的矿床成矿系列，但由于工作量庞大，也非本次研究重点，故也只是浅尝辄止。为此，此处厘定的南岭12个矿床成矿系列以及以此为基础建立起来的成矿体系，都还有待于发展。除了表中12个系列之外，还有些矿床成矿系列可能波及南岭，但主体不在本区，此处不再详细论述，如东南沿海与中新生代岩浆活动有关的成矿系列，新生代的风化壳型锰矿和砂金矿等。另外，一些重要成矿系列，如“江南地轴与燕山期壳源花岗岩有关的W、Sn、Mo、Hg、Sb、Be、Nb、Ta、Pb、Zn、萤石矿床成矿系列(Mz₂-38)”，以赣北为主，也可能波及南岭。陈毓川等(1998)在《中国矿床成矿系列初论》中将广东的大宝山多金属矿床置于此系列中，在2007年出版的《中国成矿体系与区域成矿评价》一书中仍沿用此归属关系。但看来，大宝山与赣东北的斑岩型铜矿还是存在明显的差别，此成矿系列归属还有待于深入研究。显然，今后需要深入研究的科学问题还很多，包括重要矿床的成矿时代、典型矿床的成矿构造环境及南岭地壳的演化历史，等等。