Question

区域构造演化与成矿

Answer 1

中国东南地区成矿具有多期成矿，以燕山期为主的时代规律。燕山期这种高强度、集中成矿与大规模岩浆作用相对应，可谓“岩浆成矿大爆发”。

研究区内陆壳生长经历了太古宙古陆核形成一元古宙陆壳增生、基底固结、陆块敛合的发展阶段，自加里东运动之后进入了陆内构造运动体制。在地壳发展演化过程及构造-岩浆-成矿各主要阶段，金属矿化的强度及矿化建造类型呈有规律的依次交替变化，这种变化成为全球各个成矿地质单元都具有的普遍特征。成矿时间的分布规律从一个角度反映了该区构造运动的强度、岩浆活动的频率，从而可以预测区域成矿的主要阶段及找寻矿床的主要方向。全球中生代是矿化形成的最广泛时期。在东南地区，从矿化类型的分布来看，前寒武纪矿化主要以块状硫化物型和剪切带型为主，早古生代矿化类型主要是伟晶岩型，晚古生代和早中生代矿化主要是海底火山-沉积建造、岩浆作用为主的矿化类型，晚中生代和早新生代矿化则主要是与火山-潜火山-斑（玢）岩-侵入作用为主的矿化类型。从岩石圈的尺度来分析，这种时控性与岩石圈构造的演化紧密相关。当岩石圈处于拉张状态产生深度很大的破裂时，由于减压效应，使上地幔部分熔融形成玄武岩浆并携带成矿物质进入地壳，导致幔源物质（亲硫族、亲铁族元素）矿床的形成，而当岩石圈处于挤压状态时，易使地壳重熔导致壳源物质（亲石、亲氧元素）矿床的形成。与地质构造演化的历史一样，东南地区经历了长期复杂的成矿演化史。在地质构造演化的过程中始终伴随着矿床的形成、定位及改造。众所周知，内生金属矿床的形成和不同时期的火山作用及花岗岩侵入作用有着密切的关系，东南地区成矿带最早的花岗岩可追溯到四堡期，相应的矿化现象零星出现，在此期间于古隆起边缘的裂陷槽（古裂谷）中形成与海相火山沉积作用有关的海底火山热液型块状硫化物矿床。在晋宁期花岗岩中偶有出现较早的多金属矿化；虽然加里东期花岗岩具有一定程度的矿化作用，除铌、钽等个别矿床外尚未见大规模的矿化；海西期的矿化作用也较局限，具有一定规模的矿化主要在拗陷区，在这一时期，浙赣和永梅拗陷区内出现了海相火山作用、火山-潜火山作用等和矿化关系密切的岩浆作用。燕山期是花岗岩类活动及矿化活动最强烈的时期，矿化类型多、规模大，主要原因可能与地区性的地球化学场和花岗岩演化的成熟度有关，燕山期花岗岩经受多次熔融，有利于矿质的再富集。在区内成矿历史的记录中，成矿阶段包括：前寒武纪（＞600 Ma）、早古生代（600～400 Ma）、石炭—二叠纪（300～280 Ma）、三叠纪（230～210 Ma）、侏罗纪（200～180 Ma、160～130 Ma）、白垩纪（110～100 Ma、70 Ma）、第三纪（66～2.5 Ma）、第四纪（2.5 Ma以来）（表5-5）。从全球范围看，金属矿化种类的演化既有继承性，又有新生性。构造岩浆作用的时代越新，金属矿化越强，矿种组合和矿床类型从老到新逐渐变多。

表5-5 中国东南地区各单元成矿时代及成矿类型演化一览表

1.四堡-晋宁期

是扬子陆块和华夏陆块的陆壳主要生长阶段（元古宙Rodinia超大陆形成、裂解阶段）。在这一阶段长期的构造发展过程中，在古元古代—太古宙陆核的边缘裂陷及边缘沉陷作用伴随有强烈的构造-岩浆活动，古—中元古代形成主要为复陆屑建造及火山复陆屑建造，是一种次稳定型沉积速率较快的构造条件，其沉积环境为陆壳内被动边缘盆地，表现为陆壳内强烈活动形成的局部断陷边缘盆地构造背景。陆内、陆间盆地的生长转换，早期的被动陆缘向活动陆缘的转化，沟-弧-盆构造体系的出现，陆块间的碰撞敛合使得元古宙Rodinia超大陆形成，江南隆起的褶皱基底即是四堡运动末期（1000 Ma）形成，伴随陆壳逐渐成熟的同时壳内成矿元素得到了初步调整。晋宁期Rodinia超大陆的裂解，在区内发生了强烈的裂解拉伸作用，江南隆起中障公山地块、怀玉地块中均见有陆内裂谷型火山-沉积建造，闽中德化-尤溪一带的岩石组合也具有陆内裂谷性质。裂谷的拉伸强度较大，属于一套非稳定型的火山硅质建造与大洋玄武岩沉积建造类型。前寒武系变质岩的原岩总体为一套深海-次深海-浅海相，局部为滨浅海环境下形成的巨厚陆屑建造、火山复理式建造夹细碧角斑岩建造等。大规模的裂谷作用可能有利于大范围的、长期的、稳定的热卤水对流循环作用进行，最终导致超大型矿床的形成。这-时期的矿床主要有梅仙式、水吉式、东岩式等海底火山喷发沉积块状硫化物型铜、铅、锌、银矿床。根据后期锡、钨、钼、金等多金属矿床的产出位置及地层的赋矿性分析，基底形成过程中同时为后期锡、金多金属准备了丰富的成矿物质来源及良好的成矿空间。

2.加里东期

华夏陆块与扬子陆块的俯冲碰撞、陆块内的褶皱隆升以及区域性的变质作用是此阶段主要的地质事件，这些地质事件在加里东运动的晚期达到高潮，但在下扬子地区仍然处于相对稳定的槽-盆相的盖层沉积。该阶段由于加里东运动而形成了华夏陆块内较强烈的构造岩浆活动，地壳同样经历了由韧塑性到韧脆性的变形发展过程，使地壳逐渐成熟同时地壳中的成矿元素在地壳的增生过程中得到了初步调整。因此加里东运动对成矿的主要贡献是为后期大规模成矿作用提供矿源层。但由于岩浆作用及混合岩化作用强烈，局部地方形成伟晶岩型铌、钽、稀土、云母、长石矿床。主要矿床类型有南平西坑式铌、钽、锡矿。同时，由于经过多期次变形改造，该区也发育韧性剪切带，这些韧性剪切带可能对金矿的富集具控制作用，主要类型有双旗山式金矿。

3.华力西一印支期

为东南地区同处于沉积盖层形成阶段，由于地壳的升降运动，形成了区内广泛的、相对稳定的地台型沉积，仅在浙赣拗陷和永梅拗陷尚表现活动的性质，有多期火山岩的形成，并伴有海底火山喷流-沉积型铜矿、铅锌矿、铁矿的形成。至中三叠世末的印支运动使该区完成了古特提斯构造域向环太平洋构造域的转化。相应地构造线的方向也从以东西向为主的断裂构造向以北东向为主的隆起和拗陷、复式褶皱、同沉积断裂、韧性剪切带、推覆构造等的转化。此阶段构造总体上具有继承性及新生性，除北东向构造线以外，在该区前加里东期存在的纬向构造带的位置上还依稀可见东西向断续发育的构造形迹，且愈往东，东西向构造受改造越强烈，随着环太平洋构造作用域的逐渐卷入，由于中上地壳经过长期中深层次的改造，加之地壳由于接受沉积而加厚，在外力作用下，地壳块体更易呈韧脆性，形成大量的不同方向的构造。构造型式也较为繁多。这些构造型式的形成是这一时期地壳运动的结果，同时也是该期成矿作用的重要控制因素。区域隆起和凹陷是后期花岗岩浆形成的空间，大部分岩体和矿体位于褶皱的轴部。在盆地的形成过程中也同样伴随着大量的同生构造（包括同生断裂及同生褶皱），这些同生构造由于处于深部矿源与浅部成矿的有利部位而与成矿的关系密切，因此为沉积成矿作用的主要阶段。

该期主要成矿阶段包括：在早中石炭世形成玉水式的海底火山热液沉积型铜多金属矿，主要代表有江西铅山永平、福建上杭湖洋和武平澄邦等；同时形成的矿床有福建马坑铁矿、潘田铁矿等这些形成于石炭纪—二叠纪裂谷间隙喷发的火山环境中的矿床；早二叠世末期形成小型铅、锌、铜矿床，如福建永定大排；在早三叠世末期拉张环境中有浅海火山碎屑-碳酸盐岩建造，形成中小型锌、铅、铜、银矿床，如福建钟魏式铅锌矿，矿床有上杭古石背、龙岩后田、珠地等。同样此阶段虽然没有较大规模的成矿作用，但由于沉积作用及沉积成矿作用而形成了良好的成矿环境，后期产生了大量的叠加成矿作用大部分发生在以上矿化的周围。

4.印支期末—燕山早期

由于印支运动最终实现了中国南北大陆的对接和欧亚大陆的形成，东南沿海大范围的海侵结束，古构造格局发生重大变化，从此进入环太平洋大陆边缘活动阶段，使中国东部成为环太平洋构造成矿域的一部分，并导致燕山期中国东部的“成矿大爆发”。该期分为晚三叠—早侏罗世（印支末期）、早—中侏罗世（燕山早期早阶段）两个阶段。

第一阶段（晚三叠—早侏罗世），在北武夷、永梅拗陷等有限地区出现双峰式火成岩是印支运动最终结束、燕山运动开始的标志。该阶段成矿与陆相火山、部分为海相火山喷发及其同期的岩浆侵入活动有关。在永梅拗陷区内的岩相古地理显示存在局部规模不大的裂谷，裂谷中有短暂而强烈的火山喷发作用，岩浆物质主要来源于地幔，部分源于地壳熔融，属壳幔同熔型成因。矿化分布于海陆交互相火山碎屑建造中或侵入岩体周围。与中性、中基性有关的有铁、钛矿，与酸性岩有关的有锡、铜、钼、铌、钽、锑、银等。矿床的主要类型有火山-沉积型、热液型及潜火山斑岩型等，典型矿床为永梅拗陷中嵩溪式锑银矿床。此外，在大别隆起的核部，尚见有伴随减压隆升过程中形成的混合岩化热液型金矿（湖北大悟白云）。

第二阶段（早—中侏罗世），东南地区对燕山运动开始响应的成矿记录是在浙赣拗陷，那里是研究区内燕山期“成矿大爆发”的起始。在强烈的陆内挤压（陆内俯冲）收缩机制下，沿古俯冲带两侧形成一套壳幔混合源火山-潜火山岩-斑岩，伴有大规模的斑岩型、火山-潜火山热液型铜、钼、铅、锌、银、钨、锡的矿床形成，如著名的德兴铜矿矿集区、银山多金属矿田、阳储岭钨锡矿等。

5.燕山中晚期（晚侏罗—早白垩世）

是本区金属矿“成矿大爆发”峰期，该期由于环太平洋成矿域的全面卷入，构造岩浆作用强烈，燕山中期主要处于挤压环境，有大量的岩浆活动，岩浆来源以壳-幔混合源和壳源两种，前者出现于拗陷区，后者见于隆起区。与燕山中期中性-中酸性-酸性火山-侵入岩有关的矿床主要有铜、钨、锡、钼、铅、锌、银、金等。该期典型矿床有：铜陵矽卡岩型铜矿、赣东北地区火山-潜火山热液型多金属矿（冷水坑式）、闽粤火山-断陷带中的斑岩型（行洛坑式）、岩浆热液型（厚婆拗式）矿床等。燕山晚期东南沿海大陆地球动力方向有重大的改变，由挤压转变为拉张环境，是本区最主要的成矿期之一。下扬子拗陷的盆地区与沿海火山-侵入岩区尚有一定差别，下扬子的庐枞、宁芜火山岩盆地主要出现一套以幔源物质为主的橄榄安粗岩系列火山-潜火山岩，形成一套著名的玢岩型铁、硫矿组合。在沿海永梅拗陷和闽粤火山断陷带，与中酸性火山侵入岩有关的铜、铅、锌、银、金、铀等矿床发育，与成矿有关的中-酸性岩浆岩主要有花岗斑岩、次英安玢岩、花岗闪长斑岩、似斑状花岗岩、二长花岗岩、钾长花岗岩以及安山岩、安山玄武岩、球泡流纹岩等。侵入岩与火山岩具相同的成岩物质。矿化主要为北西向及南北向断裂控岩控矿。单个火山盆地及侵入岩体多呈北东东向或北西向展布，总体呈北北东向或北西向呈串珠状产出。主要矿床类型有火山-潜火山热液型、斑岩型等。典型矿床式有：紫金山式、赤路式等。

在燕山晚期，东南地区的拗陷区内普遍发育有双峰式火山岩、A型碱性花岗岩，它是东部岩石圈从挤压陆壳加厚造山的机制向陆壳伸展减薄的重要记录，也预示燕山运动结束的重要标志。与该期岩浆活动有关的成矿作用最具重要意义的是，在浙赣拗陷中与碱性花岗岩有关的铌钽矿，可达大型-超大型规模，并伴有钨锡矿化。

6.喜马拉雅期

矿化作用主要产于滨太平洋岛弧带上，与新生代的火山活动关系密切。金铜矿化与该区早期存在的基底没有明显的相关关系，金矿化主要是在区域变质作用后与该区新生代以来的潜火山作用过程密切相关。主要矿床有与第四纪陆相火山作用有关的浅成热液矿床等，如金瓜石式。

综合中国东南地区不同地质构造阶段的演化史和构造面貌，本次研究中揭示了不同地质历史时期区域构造对矿床形成具有重要控制作用。众所周知，内生成矿具有一定的岩浆成矿专属性特征的一面，而另一面火成岩岩石组合也是火成岩岩石大地构造研究的基础。因此，内生金属矿产的形成是综合地质因素控制的结果，所以，应将利用内生金属矿产的成因类型、矿种组合作为反演“成矿大地构造”背景研究的主要方法。

同时，在中国东南地区成矿历史演化与区域构造背景研究中，不同地质历史时期地质块体的规模、活动性对成矿作用规模具有密切的对应联系。中国东南地区，在前寒武纪时期，华夏陆块与扬子陆块处于漂移的活动状态，只是在块体内部的裂陷带或周边增生带中形成规模有限的块状硫化物矿床和火山沉积矿床。在加里东期，华夏与扬子陆块碰撞形成统一的陆块过程中，两个小的陆块碰撞并未出现大规模的岩浆活动，与加里东期碰撞花岗岩有关的只是一些稀土、放射性矿产。在华力西-印支期，东南地区处于陆内活动阶段，虽然印支期扬子与华北陆块碰撞时也影响到本区，造成陆内的碰撞造山作用，岩浆活动相对较弱，并无大规模成矿作用的发生。至燕山期，西太平洋向欧亚巨型大陆的俯冲，两个大的块体相互作用，出现了大规模的岩浆-成矿作用，限于时间短暂，形成的矿床类型、矿种复杂。喜马拉雅期，太平洋板块继续向欧亚大陆俯冲-碰撞，但其影响也仅限于台湾岛和东南沿海的边缘，虽形成像台湾金瓜石金矿这样的巨型矿床，其地区相对有限。中国东南地区的大陆构造-成矿演化经历了下列几个不同演化阶段（图5-2）：小陆块基底形成阶段（四堡-晋宁阶段）—小陆块的碰撞/拼合和盖层沉积阶段（加里东-华力西阶段）—大陆内部的收缩造山阶段（华力西—印支期）—大陆边缘活动（—陆内造山）阶段（燕山期）—洋陆碰撞阶段（喜马拉雅期）。中国东南地区不同时期的成矿强度反映了成矿地球动力学背景的演化。就所研究的主要与火山-内侵作用有关的金属矿产而言，区内成矿地球动力学背景演化可概括为：前南华纪不稳定的小陆块难成大矿；古生代飘移中小陆块也不易成矿；印支期的陆间拼接和陆内复活作用均刚开始，时间短暂，深部物质来不及分异调整，故很少形成矿床；燕山期处于构造大转折期，发生大规模岩石圈减薄，导致广泛而强烈的岩浆活动，出现研究区内的“成矿大爆发”，因此作为陆内成矿环境而言，本区具有多期成矿、燕山期为主的特点。至于喜马拉雅期，仅在台湾岛东部洋陆碰撞带的大陆边缘堆积了超大型金矿床，显示了“大器晚成”的特色。

图5-2 中国东南地区构造-成矿演化模式图

其中，燕山期成矿既具有受古特提斯构造域控制的特点，又处于西太平洋板块向欧亚大陆俯冲-碰撞的地球动力学总体背景之中，其成矿环境较为复杂，从中—晚侏罗世的陆内造山作用岩石圈具有挤压加厚的“岩石圈根”，到早白垩世的岩石圈伸展减薄转型（“岩石圈根”的去根作用），伴随的岩浆-成矿规模强度大，其发生的过程时间短暂（约20 Ma），可谓之“燕山期岩浆-成矿大爆发”。