Question

成矿背景

Answer 1

不同的地质背景控制了不同类型火成岩组合和金矿床的形成及其空间分布，因此，总结各种成矿地质背景的特征对矿床研究及找矿工作具有重要的理论意义和现实意义。

（一）造山带岩浆弧的成矿地质背景

中国造山带成矿火山地质背景主要有板块结合部蛇绿岩带、岛弧和活动陆缘火山带、弧内盆地、弧后盆地和造山带上的微陆块（中间地块），其特征分述如下。

1.板块结合部蛇绿岩带

蛇绿岩带是板块结合部的标志。一套完整的蛇绿岩套应该由镁质超镁铁质岩（方辉橄榄岩、二辉橄榄岩等）、堆积杂岩（橄榄石堆积岩、单辉橄榄岩和斜长石堆积岩）、基性席状岩墙（辉绿岩、辉绿玢岩）、枕状及块状熔岩（玄武岩）和放射虫硅质岩、碳酸盐岩和细碎屑岩系组成。由于造山挤压和剪切作用，蛇绿岩类及其共生的各类地质体常被切割、肢解、混杂。因此，不同地区蛇绿岩套的出露并不完整，但其中的镁质超镁铁质岩却常常存在，并保留了变形的痕迹（如脆韧性剪切、断块的斜冲-平移等）和不同程度的低级变质作用（如蛇纹石化、滑石化和菱镁矿化等）。

与蛇绿岩共生的玄武岩既可以形成于大洋中脊（洋脊型），又可以形成于陆缘裂谷洋盆向浅海洋盆过渡部位（准洋脊型），后者与金矿的区域分布关系比前者更为密切，如西南地区金沙江-哀牢山蛇绿岩带。洋脊型玄武岩主要为大洋橄榄拉斑玄武岩，其SiO₂含量为42.42%～49.46%,K₂O较低（0.07%～0.71%），K值（K=w（K₂O）×10[w（Al₂O₃）＋w（TiO₂）×10］×100%）为8%～12%,P₂O₅较低（0.06%～0.25%），TiO₂中等偏高（0.64%～3.02%，世界洋脊型为1%～1.5%），MgO含量较高且变化范围大（6.06%～13.47%），稀土元素总量变化范围为（42.28～186.77）×10^-9，轻重稀土元素比值为0.69～2.54，无Eu异常（δEu值为0.77～1.10）；准洋脊型玄武岩除橄榄拉斑玄武岩外，还出现石英拉斑玄武岩、玄武安山岩和流纹岩。玄武岩的SiO₂含量为44.75%～50.25%,Al₂O₃较低（13.67%～15.30%）,K₂O较高（0.23%～1.39%）,K值为12%～20%,TiO₂（1.57%～3.25%）和P₂O₅（＞0.3%）较高，轻稀土元素富集，w（La）/w（Sm）比值大于1.5。因此，与蛇绿岩共生的玄武岩特征是区别构造环境的良好标志。

与蛇绿岩共生的火山沉积岩系通常为基性的凝灰岩、沉凝灰岩、硅质岩、炭质及泥质粉砂岩，它们是容矿岩系的一部分。其中变凝灰岩SiO₂含量为40.18%～68.66%（平均54.42%），Al₂O₃为12.73%～16.06%（平均14.40%），Na₂O为0.24%～6.28%（平均3.26%）,K₂O为0.38%～0.94%（平均0.66%），稀土元素总量为63.81×10^-6，轻重稀土元素比值较低（0.64），δEu值为1左右，显示出与其他火山岩同源的特征。变基性火山岩系金的背景值较高。

有些蛇绿岩分布区还出露了时代较老的基底变质岩系，主要岩性为斜长角闪岩、花岗质混合岩、二云母片岩及大理岩，它们金的背景值为（0.71～1.07）×10^-9。

分布在结合带蛇绿岩组合的菱镁岩、玄武岩和火山-沉积岩中的金矿主要为浅成热液型金矿，矿体在空间上常受剪切带糜棱岩系统所控制，成因上与更晚的岩浆岩源大气降水热液活动有关。此类金矿呈含金石英脉或蚀变岩产出，有时可与汞矿、锑矿共生。我国西准噶尔和哀牢山地区的金矿即产出在这类地质背景内。

2.岛弧和活动陆缘的岩浆弧

由于板块的俯冲和碰撞作用，导致了强烈的火山作用，形成岛弧和活动陆缘火山弧。火山作用的早期主要形成玄武质、安山质火山岩及少量的玄武岩，属玄武质-安山质火山岩组合；后期形成玄武质-安山质-英安质-流纹质火山岩组合。其中火山碎屑岩可达地层总厚度的1/3以上，安山质火山岩以晶屑岩屑凝灰岩为主，英安质、流纹质火山岩以熔结凝灰岩和凝灰岩为主，并形成一套相应的酸性和中酸性侵入岩。火山弧靠大陆一侧，酸性火山岩数量明显增多。

岛弧拉斑玄武岩的SiO₂含量为46%～51%,w（FeO_T）/w（MgO）比值较低（＜1）,Cr为399×10^-6,Ni为106×10^-6，接近原生岩浆成分，TiO₂较低（0.85%～1.10%）,K₂O含量低（0.19～0.45），轻稀土元素为轻微富集型或平坦型，具钙碱性玄武岩特征，Rb、Ba、K、Sr相对较高，而Zr、Hf、Nb、Ta相对较底，可能与俯冲板片脱水时对楔形地幔的交代影响有关。

岛弧钙碱性火山岩的SiO₂含量为52.8%～60.08%（英安质火山岩为58.10%～69.80%），Al₂O₃较高（14.18%～18.03%），TiO₂和FeO_T/MgO较低，K₂O变化较大（1.19%～4.30%），轻稀土元素为轻微富集型，出现负Eu异常，w（La）/w（Yb）比值为7.46～13.16，相对富集Rb、Ba、K、Sr，亏损Zr、Hf、Th、U、Nb、Ta等。

与岛弧火山岩共生的还有火山碎屑沉积岩和碳酸盐岩，整个火山岩系常为海陆交互相。一般早期以海相为主，晚期可出现数量不等的陆相沉积物，海相玄武岩和玄武安山岩可出现枕状构造。陆相和近陆滨海区，中酸性熔结凝灰岩数量增多，滨海相凝灰岩发育韵律层理和斜层理，常见火山灰球层和豆状凝灰岩层。火山碎屑岩和火山碎屑沉积岩中的灰岩夹层主要为碎屑灰岩，其中有数量不等的岩屑、晶屑和生物碎屑。

在岛弧火山带，以形成浅成热液型金矿床为主，呈石英脉、热液角砾岩型和热泉沉积等形式产出，金矿床和矿田同时可以受火山穹丘、破火山口或远火山口的断裂系统所控制。典型的低硫浅成热液金矿如新疆西天山的阿希，高硫浅成热液型金矿如台湾金瓜石。

3.弧内地堑盆地

在火山岛弧发展过程中，由于应力场阶段性地由挤压向拉张的转变，形成了弧内拉张盆地（地堑），空间上位于火山弧的内外弧之间。弧内盆地早期的火山岩组合与岛弧区相似，主要为钙碱性安山质、英安质和流纹质火山岩，火山碎屑岩，火山碎屑沉积岩和正常沉积岩，但随着拉张强度的不断加剧，出现了基性岩浆的喷发，形成玄武质火山岩，在中性岩不发育的情况下，可以出现“双峰式”火山岩组合。

双峰式组合中玄武岩与岛弧期钙碱性玄武岩明显不同，表现出由岛弧玄武岩向大洋玄武岩过渡的地球化学性质，其SiO₂含量为47%～52.8%,K₂O较低（0.23%～0.6%）,w（FeO_T）/w（MgO）较高，FeO_T含量随SiO₂含量增高而趋富集，为拉斑玄武岩系列的特征，TiO₂中等（1.1%～1.7%），轻稀土元素为弱富集型，w（La）/w（Yb）比值为4～5,Yb为（2.3～3.0）×10^-6，比岛弧玄武岩相对富集Ti、Zr、Hf、Ta、Nb，贫Sr、Ba、Rb；双峰式组合中的英安质和流纹质火山岩，其SiO₂相对集中在67%～76%之间，Na₂O+K₂O含量为6%～7.5%（K₂O与Na₂O含量相近），轻稀土元素为富集型；w（La）/w（Yb）比值为9～12。常常还有一定数量的安山英安岩或石英安山岩。

与火山岩共生的还有一定数量的碳酸盐岩和细碎屑浊流沉积岩，有些地区（如西南地区）已发生了轻微的变质，形成板岩、千枚岩和大理岩。整个弧间盆地中的火山岩系，其金的背景值为（0.95～7.90）×10^-9，平均3.14×10^-9，其中发生过火山喷气-沉积或含有机质的层位对进一步找矿更加有利。

该背景下常形成大型块状硫化物型矿床，如三江北段义敦岛弧内的地堑盆地中的呷村铅锌银矿（伴生金）和日本黑矿，虽金的品位不高，但储量大，因此贱金属和贵金属都具有重大的经济价值。

4.弧后盆地和陆缘盆地

板块俯冲的后期，可以形成弧后扩张盆地或陆缘洋盆。其中以发育火山-沉积岩系为特征，火山岩主要是玄武岩，有时出现酸性的火山岩而呈“双峰式”组合，沉积岩以碳酸盐岩和浊积岩为主，常含数量不等的有机质。

在发育较好的弧后盆地中，其玄武岩接近大洋拉斑玄武岩或洋脊玄武岩的特征，SiO₂含量为47%～49%,MgO为6.5%～9.5%，贫碱（Na₂O+K₂O为2.7～3.2）。往往只是在拉张的开始阶段，出现碱性程度较高的碱玄武岩，或者在海底陆壳的基础上发育起来的拉张盆地中可出现双峰式火山岩。

弧后盆地中双峰式火山岩为玄武质-流纹质组合。其中，玄武岩的SiO₂含量为48%～49%,TiO₂较低（1.1%～1.7%），P₂O₅、Na₂O+K₂O和Al₂O₃较高，分别为0.5%～0.8%、7.0%～7.2%和17.7%～18.1%，其中的K₂O含量高达4.00%～4.40%，轻稀土元素为富集型，w（La）/w（Yb）比值为7.65～9.52,Yb为（1.47～1.53）×10^-6，富集Rb、Ba、Sr、K，；酸性火山岩的SiO₂含量可达76%,Na₂O+K₂O为7.1%（其中K₂O为3.8%～4.6%），轻稀土元素为富集型，w（La）/w（Yb）比值为37.8～41.5，富集K、Rb、Sr、Ba。

与弧后火山岩共生的黑色细碎屑沉积岩主要为硅质岩系和碎屑岩系，金的背景值较高，前者由硅质岩类、板岩类和碳酸盐岩类组成，后者由不同粒级的长石石英杂砂岩、岩屑杂砂岩和少量的黑色板岩、千枚岩、绢云母板岩等组成。硅质岩多呈块状、角砾状、多孔状、条带状和层纹状以及球（藻）粒状，其SiO₂含量为81.42%～98.13%，一般为94.21%（因含有黄铁矿、重晶石、泥质和炭质等杂质成分），金的背景值为（20～30）×10^-9，其中炭泥质层纹状硅质岩可高达（50～60）×10^-9；板岩类主要为炭质板岩、硅质板岩及少量的粉砂质板岩，有机碳含量一般为2%～5%，金的背景值为（20～30）×10^-9，其中炭质板岩的有机碳含量高达22%，金的背景值高达50×10^-9；碳酸盐岩多呈透镜状，多为白云岩、钙质白云岩和泥质白云岩，化学成分为w（CaO）＞w（MgO），CO₂占30%～40%,MgO占10%～20%。

由上可见，这套黑色沉积岩系富含有机质，决定了它们在形成过程中海底微生物就吸收了一定量的金，而火山活动使海水加热，形成了海底热液系统，它们在对流循环中，不断地萃取了火山岩及沉积岩系中的金，造成火山-沉积型金矿和某些微细粒浸染型金矿形成的有利条件。扬子陆台西缘的部分金矿产出在弧后或陆缘盆地的环境。

5.中间地块（微陆块）

在大的复合造山带中，常夹持着一些微型地块，在大陆活化期内，伴随大型走滑断裂系的活动，微陆块活化边缘发育一系列浅成相或次火山岩相的中酸性侵入岩类，岩体均为小岩株、岩枝、岩墙状。

微陆块上侵入岩组合为钙碱性的闪长质-花岗闪长质和钙碱性富碱的二长质-石英二长质-二长花岗质侵入岩，主要岩性为花岗闪长斑岩和二长花岗班岩，其SiO₂含量为66.01%～71.10%,Al₂O₃为14.86%～17.60%,Na₂O为3.11%～3.96%,K₂O为3.89%～4.48%，稀土元素总量为（139.67～208.93）×10^-6,⁸⁷Sr/⁸⁶Sr初始比值为0.705～0.707,²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb分别为18.06～18.89、15.488～15.682、38.528～39.119。

岩体的围岩为造山带火山-沉积岩系，除中基性和中酸性火山岩之外，尚有火山碎屑沉积岩、浊积岩和碳酸盐岩，有些还含一定的有机质。

该背景下靠近斑岩体附近常形成斑岩型铜钼矿和铜（金）矿，而远离斑岩体的沉积岩系中常形成浅成热液型金矿床，遇到碳酸盐岩地层可形成夕卡岩型铜（钼）矿床。

（二）大陆活化带火山岩和侵入岩地区的成矿地质背景

大陆活化带上分布着构造隆起区、坳陷区、大型走滑断裂带和拉张裂谷带，与金矿成矿有关的岩浆活动地质背景主要有五种。

1.上叠式火山断陷盆地

该类型盆地位于活化带上构造隆起区内，基底为前寒武纪变质岩系，主要由太古宙的一套深变质的高铁镁质斜长角闪片麻岩、斜长角闪岩和磁铁石英岩和元古宙的浅变质的绿片岩或板岩、千枚岩、变沉凝灰岩、凝灰质板岩等组成，前者的原岩为一套中-基性火山岩及其火山碎屑-沉积岩，并夹有超镁铁质岩；后者的原岩为中基性火山岩、细碎屑沉积岩，其中的沉积岩含有丰富的有机碳。凝灰质板岩中金的背景值为（2.2～6.3）×10^-9，平均3.16×10^-9，变沉凝灰岩为（0.5～6.9）×10^-9，平均2.64×10^-9。

盆地中出露的火山岩系主要为中生代中性-中酸性火山岩系，包括钙碱性富碱的英安质、流纹质火山灰流凝灰岩组合，火山岩系的SiO₂含量为66.56%～71.38%,Na₂O+K₂O为7.04%～10.14%,w（Na）/w（K）比值为0.58～0.98，里特曼指数为2.10～4.48。其中流纹岩稀土总量为200.77×10^-6，轻重稀土元素比值为5.09，δEu值为0.55。在英安质、流纹质火山岩系之下，有时还有玄武粗安质和粗安质火山岩系。

在火山喷发的后期，常常发育侵出相（火山穹丘）和岩颈相的英安斑岩和流纹斑岩，其地球化学特征与火山岩相似。

基底变质岩系和盖层火山岩系均为容矿岩系，但矿化时间与火山作用的时间相同或略晚，矿化受火山中心断裂系统、基底和盖层之间的不整合面等控制，常形成浅成热液型金矿，并伴生有热液铅锌银（金）多金属矿，如浙江龙泉八宝山金矿，辽宁-内蒙古交界的二道沟-金厂沟梁金矿带。

2.隆起基底边缘活化带

在大陆活化带的坳陷区与隆起区过渡带位于隆起区一侧，常发育中生代超浅成钙碱性中酸性斑岩体，其同位素年龄值一般在170～100Ma之间。区域岩浆岩带的分布受隆起区边缘的多级复合断裂系控制。

基底为前寒武纪的变质岩系，但不同的隆起区略有差异，如北方出露的基底为低角闪岩相-绿片岩相和麻粒岩相的变质岩，前者主要为斜长角闪岩，其次为黑云母变粒岩、糜棱岩化大理岩等，其原岩为一套基性-中基性-中酸性海相火山岩及少量的硅质沉积岩系；后者主要为麻粒岩、片麻岩和磁铁石英岩，其原岩为一套孔兹岩系和TTG岩系；而南方的赣东北（德兴）主要为一套低绿片岩相的变质岩，如各种千枚岩、黑云母片岩等，原岩为一套火山沉积岩系。各变质岩系中普遍含有炭质，金的背景值为（0.6～4）×10^-9。

隆起边缘的侵入岩体多呈小岩株、岩墙、岩瘤和岩脉状，其内外接触带及控岩构造带上热液蚀变强烈，主要为云英岩化、夕卡岩化、黄铁绢英岩化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化和硅化。主要岩石类型为重熔型的花岗闪长斑岩、流纹斑岩、花岗斑岩、二长花岗斑岩等。侵入岩SiO₂含量变化于56.8%～71.27%之间，平均为63.54%,Al₂O₃为14.43%～16.19%,Na₂O+K₂O为6.02%～7.59%，一般为w（K₂O）＞w（Na₂O），但偏基性的安山玢岩则为w（Na₂O）＞w（K₂O）。德兴铜厂的花岗闪长斑岩（172Ma,Rb-Sr法）稀土元素总量为61×10^-6，轻重稀土元素比值5.59，无Eu异常，⁸⁷Sr/⁸⁶Sr初始比值为0.7042。

该背景下形成的金矿主要为构造破碎带蚀变岩型、石英脉型和斑岩型，不同地区矿化元素组合有所不同，如银-金、铅锌银（金）组合和铜金组合，这与各地区的区域地质地球化学背景有关，有些地区的侵入岩为碱性系列岩石时，可出现富碲化物型的金矿床，如胶东金矿、小秦岭金矿、德兴铜金矿和东坪碲金矿等产出在这类地质背景中。

3.继承性火山断陷盆地

该类型盆地常位于大陆活化带的坳陷区内，主要沉积一套古生代的地层，中生代活化期内再次沉降，形成火山岩盆地。因此，古生代的地层成为火山盆地的基底岩系，而盖层则为中生代的火山岩系，同时，盆地边缘有少量的浅成侵入岩体分布。

古生代基底岩系通常为一套海相-浅海相和海陆交互相的碎屑岩、碳酸盐岩。其中石炭系和三叠系含有膏盐沉积，二叠纪有含煤建造，石炭系局部地方含有炭质、泥质和草莓状黄铁矿、胶状黄铁矿层。其金的背景丰度平均值为5.8×10^-9。

中生代盖层为一套钙碱性富碱和碱性系列中基性-中性火山岩及次火山岩系，主要岩性为玄武粗安岩、粗安岩、粗安玢岩、粗安质凝灰岩，局部有石英二长斑岩的侵入。火山岩的SiO₂含量为52%～54%，侵入岩含量为56.95%～62.06%,Al₂O₃为14.90%～17.31%,Na₂O+K₂O为7.36%～9.52%（K₂O稍大于Na₂O或近于相等），稀土元素总量为（141.58～217.5）×10^-6，轻重稀土元素比值为7.72～12.39，δEu值为0.73～0.91,⁸⁷Sr/⁸⁶Sr为0.7045～0.706。

盆地中的火山岩系为主要容矿岩系，主要发育浅成热液型碲-金矿化，局部地方出现斑岩型的金-铜矿化，如宁芜地区的铜井碲金矿、溧水碲金矿和大平金矿等皆产于这类地质背景中。

4.坳陷褶皱带的局部隆起区

坳陷褶皱带位于大陆活化坳陷区内。其间主要发育一套古生代的海相沉积地层，由于加里东和海西运动的影响，使得区域地壳发生升降变化，进而导致海水进退交替，因而古生界缺失某些时代的地层（如D₁、C₁等），但区内整体仍为一较稳定的沉积环境。进入中生代大陆活化期后，这些古生代的地层常发生强烈的褶皱隆起和断裂坳陷，在隆起区内常发育大量中酸性侵入岩，岩体年龄在150～110Ma之间。

组成隆起区褶皱地层主要为一套海相碎屑岩和碳酸盐岩，局部地方为半深海相的黑色页岩、炭质页岩、硅质岩和海陆交互相的碎屑岩。其中石炭系和三叠系普遍含有膏盐沉积和胶状黄铁矿夹层，为区内重要的容矿岩系。主要岩性为灰岩、白云质灰岩、白云岩、炭质页岩，金的背景值为（1.9～6.7）×10^-9。

侵入岩主要为钙碱性富碱的石英二长闪长岩、花岗闪长岩、石英二长岩、二长花岗岩等，部分地区还出现富碱的辉石闪长岩类。花岗岩类的SiO₂含量一般为56%～66%,Al₂O₃为15%～17%,Na₂O+K₂O为6.5%～7.8%，稀土元素总量为（140～260）×10^-6，轻重稀土元素比值为5～9，δEu值为0.83～1.02，岩体中金的背景值为（1～24）×10^-9,⁸⁷Sr/⁸⁶Sr初始比值为0.706～0.710，δ¹⁸O值为9.0‰～11‰（平均9.9‰），δ³⁴S值为2.35‰～11.36‰（平均6.39‰）。

围岩为碳酸盐岩时，岩体的内外接触带发育夕卡岩化，围岩发育大理岩化，并形成有关的夕卡岩型铜、铁矿床，在退变质阶段形成后夕卡岩型金矿，远离岩体的地层内常形成铁-硫-金组合的独立金矿，下扬子地区（湖北、江西、安徽）的很多夕卡岩矿床和侵入体外接触带矿床均产于这种背景之中。

5.古老的陆内拉张区

主要指大陆活化区内古老的火山裂谷盆地或裂陷槽，其中分布了中元古代的碱性玄武质、拉斑玄武安山质和安山质火山岩，中生代的岩浆活动导致金矿床的形成。

一般基底岩系为太古宙低角闪岩相的斜长角闪岩、斜长角闪片岩、角闪斜长片麻岩、角闪岩、黑云母斜长变粒岩，含石墨片麻岩、石墨大理岩，原岩为中基性-中酸性火山岩建造。在此基底之上，发育中新元古代的火山-沉积岩盖层，主要岩性为拉斑和碱性系列的基性、中基性、酸性火山岩及其火山碎屑岩和正常碎屑岩。火山岩为双峰式组合，其中玄武岩的SiO₂含量平均为51.21%,Al₂O₃为14.64%,Na₂O为2.68%,K₂O为3.58%，属碱性系列玄武岩，稀土元素总量为164.93×10^-6，轻重稀土元素比值为5.18；拉斑玄武质安山岩的SiO₂含量平均为55.77%,Al₂O₃为14.20,Na₂O为3.13%,K₂O为2.86%，稀土元素总量为255.38×10^-6，轻重稀土元素比值为8.48，δEu值为0.63～0.93；英安岩的SiO₂含量为67.84%,Al₂O₃为12.95%,Na₂O为1.88%,K₂O为5.69%，稀土元素总量为368.35×10^-6，轻重稀土元素比值为9.19；流纹岩的SiO₂含量为74.05%,Al₂O₃为11.95%,Na₂O为0.81%,K₂O为5.55%，稀土元素总量为336.17×10^-6，轻重稀土元素比值为9.35。整个盖层岩系金的背景值为（0.4～1.9）×10^-9。

侵入岩主要为燕山期碱性系列的碱性正长岩（132.63Ma）-黑云母正长岩-石英正长斑岩和钙碱性富碱系列的花岗闪长斑岩-花岗斑岩-二长花岗斑岩组合（115Ma），它们均侵位于中新元古代的盖层岩系中。前一组合岩石的SiO₂含量为62.2%～70.93%,Al₂O₃为12.87%～15.59%,Na₂O为1.42%～3.62%,K₂O为3.91%～7.19%，后一组合岩石的SiO₂含量为68.52%～73.38%,Al₂O₃为13.33%～14.56%,Na₂O为2.02%～5.25%,K₂O为3.2%～6.2%。它们的稀土元素总量变化于（32～200）×10^-6之间，轻重稀土元素比值为4.61～8.34，δEu值为0.61～1.01。岩体中金的背景值为（1.5～10.3）×10^-9，平均为7.8×10^-9。

太古宙、中新元古代地层和燕山期的花岗岩系均为容矿岩系，主要矿化类型为富碲的热液型金矿，呈石英脉和角砾岩状矿体产出，并有铅、锌多金属矿相伴生，河南的熊耳地区和甘肃北山地区的部分金矿就产在此类地质背景中。