Question

成矿作用的时间演化规律

Answer 1

7.1.1.1 武陵—雪峰成矿期

武陵—雪峰成矿期是指从中元古代华南原始古陆裂解接受沉积，至早古生代。这一成矿期的成矿作用特点是：

（1）火山岩中的金、铜矿化：在益阳、浏阳等处，沿深大断裂有海底火山喷溢形成的冷家溪群基性—超基性熔岩或称“蛇绿岩套”的金铜矿化。如益阳邓石桥金矿，该金矿矿体主要产于玄武质科马提岩和玄武质内外接触带及其附近，有原生矿化和氧化矿化两类。继冷家溪期之后，在板溪期基性—超基性岩带及玄武岩中也有金矿化。如芷江大洪山—安江黄狮洞地区的含金石英脉，穿插于基性岩中。

（2）沉积岩石中成矿元素的初始富集：表现为冷家溪群和板溪群金的富集，平均含量超过地壳平均值（1.8×10^-9）；其次是中元古代末到早古生代的大陆斜坡靠近大陆一侧的岩层中铅锌富集。如湘西地区，板溪群，震旦系和寒武系一些岩层中铅锌含量显著高于其他地层，在成岩过程中构成胚胎矿层。

（3）岩石中的金元素含量与其中的火山物质有关，一般是火山物质多，含金量就较高，后续金的成矿作用也较强，形成的金矿床就较多。田应龙（1991）以雪峰—幕阜隆起一带的板溪群冷家溪群岩石中的Na₂ O/K₂ O比值和Co/Ni比值作等值线图（图7-1），发现黔阳—会同，沅陵—桃源，湘潭—双峰等区的板溪群，火山物质相对最多，故而推测是板溪期火山沉积中心；同样平江—浏阳是冷家溪火山沉积中心。因而这些地壳岩石中金的含量较高，后续金的成矿作用较强，是金矿化的密集分布区。

图7-1 雪峰—幕阜隆起带板溪群冷家溪群Na₂O/K₂O比值和Co/Ni比值等值线图

1—Na₂ O/K₂ O等值线；2—Co/Ni等值线；3—Na₂ O，K₂ O，Co，Ni测定剖面位置；4—金矿床；5—金矿点

7.1.1.2 加里东成矿期

加里东期是扬子与华夏两个古板块碰撞汇聚时期，在湖南及邻区形成了雪峰和罗霄两个古陆（隆起）夹持的上叠盆地；同时，在隆起带形成大规模的花岗岩和韧性推覆剪切作用，并伴随有成矿作用发生。该期成矿作用形成的矿产主要有三种类型：

（1）岩浆热液矿床：这一类型矿床与花岗岩有直接联系，即一些加里东岩体内及其周围往往有一些岩脉，但由岩体向外岩脉逐渐减少，这些岩脉中有钨、铜、金等矿化分带存在。如桃江岩体和岩坝桥岩体外围（图7-2），其中半边山含金斑岩带南北长7.5km，东西宽约2km，由含金的9条石英斑岩、3条花岗斑岩组成；修山、新桥河的花岗斑岩也具有金矿化；符竹溪不少金矿脉分布于花岗（石英）斑岩下盘，且在岩脉转折处常出现富矿地段，部分含金石英脉重叠于花岗斑岩中，形成工业矿体；庙山湾花岗斑岩中的含金花岗斑岩绢云母化强烈，具云英岩化，硅化和黄铁矿化，有的含金石英脉与花岗斑岩脉紧密共生。以上这些含矿岩脉的形成都与加里东岩体有着直接联系。

图7-2 桃江—岩坝桥岩体及其周围金矿分布略图

（据权正钰，1998，改编）

1—岩体；2—金锑矿床；3—金矿化发育区

Pt₂ ln—冷家溪群；Pt₃ bn—板溪群Z—C—震旦—寒武系；K—白垩系

（2）热水型矿床：在武陵—雪峰期的某些层位中铅锌等元素较丰富，构成了矿源层或称“胚胎矿”层，其中的铅锌元素，在断裂带的热水（即来自建造中的水和变质水等）的作用下，活化转移，形成了热水型铅锌矿床。如板溪群的隆回枫溪江、震旦系的沅陵董家河、寒武系下统的花垣渔塘寨和茶田等矿床，之所以将这些矿床归之于加里东期，是因为一则它们大都位于震旦纪前已经出现而定型于加里东期的控矿构造中；二则其铅同位素年龄资料也大都反映是在加里东期成矿（如渔塘寨矿床铅同位素模式年龄主要为330～460Ma，即加里东期）（湖南省地质矿产局，1988）。

（3）岩浆热液—热水叠加型矿床：在加里东成矿期，岩浆上侵形成岩体时带来的巨大热量，加热了围岩中的水（主要为大气降水），并沿韧性推覆剪切作用带产生热水环流，改变所流经围岩的物化条件，使其中的成矿物质活化转移，进入热水中形成含矿热液；在运移至距岩体一定位置的，韧性推覆剪切作用形成的有利构造空间时，形成矿床。在这一成矿作用过程中，岩浆岩是热源；成矿物质含量高的板溪群、冷家溪群中含火山物质多的岩石是矿源；岩浆水和其他水（如变质水）的混合形成水源；成矿的有利空间是韧性推覆剪切作用所造成的。如会同谟宾金矿、平江黄金洞金矿和万古金矿等，就是由于矿区内岩石中金的被带出而形成了含金热液，致使矿区内岩石的金含量普遍低于区域金含量而被贫化。

7.1.1.3 海西—印支成矿期

加里东运动，使其以前地层（前泥盆系）普遍褶皱上隆，使湘中地区成为雪峰、罗霄两个古陆之间的上叠盆地，接受晚古生代（海西期）沉积。晚古生代早期，实际上是在一个长期遭受风化夷平的基底上的碎屑和不纯碳酸盐沉积，故成矿元素比较丰富。就如元古代开始的从湘西到湘中的大陆斜坡靠近大陆一侧的成矿元素比较丰富一样。因此，在下泥盆统半山组，中泥盆统棋梓桥组的细碎屑岩石和不纯碳酸盐岩中有金铅锌等的富集，所以海西期的成矿作用只是奠定了热水矿床和岩浆热液—热水叠加矿床形成的基础。

印支期，华南，扬子两个板块汇聚连成一体，至中三叠世受其周围板块的俯冲汇聚，在湖南及相邻地区发生基底滑移、分块推掩，其结果在中地壳层产生岩浆房并沿断裂上侵形成印支期岩体，与此同时或稍晚发生矿化作用。在湖南境内表现为印支期岩体内外接触带分布有钨，锡，铅，锌，铜，金，锑等矿床、矿点、矿化点。因此，印支期是一个钨，铅，锌比较重要的成矿期，其次，锡，铜等矿化也很普遍。

7.1.1.4 燕山成矿期

燕山成矿期是一次最强烈的成矿期，是伴随燕山运动发生的。燕山运动是在印支运动的基础上继续进行的一次更加强烈的地壳运动，使“基底滑移，分段推掩”发展到最高峰，使中地壳的推覆滑脱构造，在武夷—罗霄隆起带，广泛成为花岗质岩浆房，并向西逐渐减弱，因而形成了岩浆岩由面型分布变为稀疏分布，它们的成矿作用存在这样两种情况：

（1）与岩浆岩有明显的依存关系，形成的矿床有显著的岩浆热液特征，在岩浆上侵就位过程中，都有一个岩浆分异演化的问题，就一般而言，规模比较大的岩基是分异比较差的岩浆形成；而规模比较小的岩株具有多次侵入，是分异演化比较好的岩浆形成.就成矿而言，分异演化好的小岩体，矿化最复杂，成矿意义最大，形成的矿床可达大中型甚至超大型，如千里山、黄砂坪、宝山、水口山岩体等；而分异演化差的岩基一般矿化简单，很少能构成有工业意义的矿床，如关帝庙望湘等岩体。

（2）与岩浆岩没有明显的关系，在矿区及其附近没有与之相联系的岩浆岩存在。如超大型锡矿山锑矿床，除有燕山期的煌斑岩脉外，在近旁和浅部都未见其他岩体。

燕山旋回在华南大约持续了100Ma，它在华南已知的地质演化史中（暂且从中元古代算起）仅占不到十分之一的时间，但却在此期间形成了该区绝大多数热液矿床，华南热液矿床矿种多样，类型丰富，元素组合、成矿环境复杂，但它们最显著而公认的共同特征是以突发的方式在燕山期成矿。

根据华南钨成矿域中1000多个矿床（点）的同位素定年资料统计，有75.3%的钨矿床（点）和86.5%的储量形成于燕山早—中期，绝大部分集中于183Ma～130Ma之间。近年来，对这类矿床研究的重大进展之一是发表了一批重要矿床的同位素年龄数据，这些数据均揭示出燕山期成矿的普遍性，例如，根据对锡矿山超大型锑矿6个方解石和1个辉锑矿样品的测定，获得了 Sm—Nd 等时线年龄为（156.3±12）Ma（线性相关系数为0.9978），这一成矿年龄基本上与已有的地质证据一致，并和邻区重要的江南型金—锑矿床石英包裹体Rb—Sr等时线年龄相近，沃溪为（144.8±11.7）Ma；龙山金—锑矿为（175±27）Ma。

裴荣富（1995）史明魁等（1993）对湘中地区中生代地温场及锑矿分布的研究认为，不同变质程度的煤，是地温良好的指示剂；煤种的走向分布，反映了煤变质时期的古地温特征。并得出结论：①在湘中地区煤的变质稳定范围与锑矿床包裹体均一温度基本一致，主要集中在120℃～200℃之间。②在湘中坳陷中的隆起及其周围的坳陷部分，分布有高变质煤，这是因为隆起深部有隐伏岩体存在。如城步—新化是一个煤的高变质带，这是与北东向的城步—新化韧性推覆剪切带在这个时期继续活动有关，这些地方却正是锑矿化的集中分布区。③煤的变质作用是发生在印支期之后，锑矿的形成也是在印支期之后，因此，其形成所需要的热，就是燕山期岩浆侵入活动所提供的，它使围岩中的水变热并溶解其中的锑元素成为热液，热液运移一方面引起煤的变质，一方面在有利的成矿构造部位（高变质煤附近），发生锑沉淀并伴随硅化而形成锑矿床。

史明魁等（1993）在研究湘中锑矿时，在沃溪及龙山两锑、金矿区，取与辉锑矿共生的石英测其流体包裹体Rb—Sr等时年龄值，沃溪为（144.8±11.7）Ma，龙山为（175±27）Ma，均为燕山期，首次获得本区直接反映锑成矿年龄的数据。由于这些矿区锑金密切共生，故也可代表金的成矿年龄。