高级矿床学造山型金矿.doc

中 国 地 质 大 学研究生课程作业课程名称 高级矿床学 教师姓名 吕新彪 研究生姓名 王大钊 研究生学号 120131791 研究生专业 矿产普查与勘探 所在院系 资源学院（资源系） 类 别: 硕 士 日 期: 2014年 6月 21日 评 语对课程论文的评语:平时成绩：课程论文成绩：总 成 绩：评阅人签名：注：1、无评阅人签名成绩无效；2、必须用钢笔或圆珠笔批阅，用铅笔阅卷无效；3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成绩。造山型金矿摘要：造山型金矿是当今世界研究的热点，其成矿模型为人们找矿提供了重要的理论依据。本文就造山型金矿的特征、地质背景、矿床地质特征、成矿模式及存在问题进行总结和讨论，且以胶东地区和小秦岭地区造山型金矿为例讨论造山型金矿的地球化学性质，并得出其成矿流体均有地幔流体的参与。关键字：造山型金矿 地球化学 成矿模式 存在问题1. 前 言“造山型金矿床（orogenic gold deposits）”系指产于区域上各个时代变质地体中、在时间和空间上与增生构造有关的脉型金矿床系列，矿床形成于增生（accretionary）或碰撞（collisional）造山带的会聚板块边界上的挤压和扭压作用过程中。在造山型金矿床这个术语被提出之前，人们一直把那些产于变质地体中，受构造控制的脉状金矿床称之为“中温热液金矿床（mesothermal gold deposits）”，所谓“中温热液金矿床”是最重要的金矿类型之一，大多数大型和超大型金矿床属于此类型（hodgson et al.，1993；sillitoe，1993）。在对脉状金矿床研究的过程中，文献中涌现出了众多按不同标准进行命名的金矿床类型，如按围岩特征可分为绿岩带金矿床、浊积岩金矿床等（keppie et al., 1986；mueller and groves, 1991）；按矿化特征分为石英脉型金矿床、蚀变岩型金矿床、角砾岩型金矿床等（范宏瑞等，2005；毛景文等，2005）；按控矿因素特征，可命名为剪切带型金矿床（bonnemaison and marcoux, 1990）。随着大地构造、金矿勘查和成矿理论的研究和不断发展，使人们逐渐认识到这类金矿床具有相似的地质地球化学特征，并且都与造山作用过程有关，这类金矿床有很宽的成矿深度范围（2 20km），因此，groves 等（1998）建议将该类金矿床称作“造山型金矿床（orogenic gold deposits）”。 “造山型金矿床”（groves，1998）是根据成矿地质背景的一种金矿分类，其含义涵盖了中温热液型、浊积岩型、绿岩带型金矿等的叫法，打破了多年以来人们关于金矿床分类众说纷纭的局面，同时也突破了 lindgren（1933）关于热液矿床分类原定义，并根据成矿深度将该类型矿床划分为浅成（6km）、中成（612km）和深成（12km）三个亚类。造山型金矿的提出引起了国内外地质学家的普遍重视，在国内外掀起了对造山型金矿床研究的热潮，造山型金矿床成矿理论已经成为当代区域成矿学和矿床学研究的重要前沿之一。近十年来在我国南天山、东昆仑、西秦岭、华北克拉通周缘等典型造山型金矿床成矿地质背景、成岩成矿模式、矿床地球化学、控矿因素等方面的研究中也不断取得进展（陈衍景等，1999；孙丰月等，2000；毛景文，2001），不但丰富了造山型金矿成矿理论，而且也拓宽了找矿视野和找矿思路。张德全等（2001）则将其定义为与造山作用有关、主要受构造控制的金矿床。 kerrich等总结造山型金矿或成矿省的特征如下: (1)成矿多与增生型造山作用有关。 (2)多位于重要超岩石圈构造附近，或者位于复杂的变质火山一深成岩地体或沉积地体的构造边界附近。 (3)在多个外来地体不断拼贴增生的造山带,造山作用持续时间较长，成矿时间范围较大,但总是同步或滞后于赋矿地体的峰期变质作用，或造山构造作用晚期。 (4)矿床分布于复杂的大型地质构造单元中，构造单元是岩性、应变、变质级等方面的陡变带或梯度带，属于造山带环境。 (5)绝大多数产于绿片岩相变质地体中。 (6)矿床受构造控制，产于超岩石圈断裂带的二级或更次级的断层羽中，赋矿构造主要是高角度的斜向走滑带、逆掩推覆带，也可有横向断裂。 (7)矿床受控于脆性一韧性变形的转变带或转变期，金沉淀与构造变形作用同步。 (8)绿片岩相域的蚀变矿物组合以石英、碳酸盐、云母、(钠长石)、绿泥石和黄铁矿(白钨矿和电气石)为主。 (9)与区域背景的元素丰度相比，au、ag(as、sb、te、w、mo、bi、b)强富集，cu、pb、zn、hg和tl弱富集，as、sb和hg在浅部低温域的富集程度增强。 (10)成矿流体为低盐度的富碳水溶液，通常盐度(nacl)低于6%，(co2+ch4)含量为5%30%mol，少量h2o-co2不混溶，常见含co2水溶液包裹体、富co2包裹体和水溶液3类包裹体。 (11)在韧一脆性剪切带内，流体压力从超静岩变化到低于静岩。 (12)尽管在矿区范围内存在一定程度的成矿元素分带性，但单个矿床或矿脉系统的垂直延伸大，可超过2km，且没有垂向分带现象或分带性较弱，侧向分带较明显。本文就造山型金矿矿床地质特征、成矿与构造、和矿床成因等方面进行一下总结，难免会有一些不足和错误的地方，望见谅和指正。2. 地质背景2.1 大地构造环境目前造山型金矿而激发出来的板块构造环境主要有两种，分别是增生型造山地带和碰撞造山地带，其中，增生型造山地带主要在大陆活动边缘里面的弧前增生附近。通过对造山型金矿进行研究，可以发现，会聚造山作用是地球动力学的背景，而地球动力学是造山型矿床的背景。碰撞造山体制的形成主要有5个方面：1)增生型造山作用的时间长、持续性好，造山型矿床一般是在晚期的增生型造山作用最晚一次，或者在更后，并且它的时间短，所以论背景而言碰撞造山体制与造山型矿床比较相似；2)增生型造山作用包含尚在发育中的造山型金矿省以及比较多的外来、移植、增生等科迪勒拉型造山地体，对于安第斯型的造山地带的外来地体比较缺乏，对于造山型矿床来说基本没有；3)拥有多数的古老地体边缘以及古老地体内部的科迪勒拉型造山地体，成矿和地体碰撞拼贴有着相当密切的关系；4)碰撞造山作用主要有地体拼贴、陆陆碰撞、弧弧碰撞以及弧陆碰撞等方式，此外，造山作用也是地体增生过渡到陆缘的形式之一；5)假如彻底闭合洋盆之后，造山体制从洋陆俯冲向着陆路碰撞转变，造山带从活动大陆边缘向着大陆碰撞转变，而陆缘造山带科迪勒拉型向着中亚型大陆碰撞转变，陆缘造山带安第斯型向着秦岭型大陆碰撞转变。（图2-1）图2-1 富金浅成矿床的构造环境增生楔；大陆壳；花岗岩类岩石；洋壳；地壳下岩石圈；软流圈；伸展断裂；挤压断裂桙逆冲在压缩伸展体制下，浅成低温热液金矿床、富金斑岩型矿床和夕卡岩型金矿床形成于岛弧唱大陆弧的浅部（km），浅成低温热液矿床、沉积岩中的卡林型金矿床定位在弧后陆壳减薄和伸展区的浅部。比较而言，所谓中温热液金矿床（本图中的造山型金矿床） 则定位于从压缩到扭压构造体制的过程中，占据上地壳深度的大部分，并且，位于邻近大陆岩浆弧的变形增生带中，注意：为了能在图中显示金矿床的空间位置及形成的相对深度，夸大了大洋（陆） 弧处的水平和垂直比例。2.2 赋矿围岩特征 造山型金矿绝大多数超大型成矿省位于绿片岩相变质地体中（kerrich等，2001），是由变质热液形成的受构造控制的脉状后生金矿床，在分类上属于热液型金矿床的一种，因时空上与造山作用的相关性而得名。这类矿床与各时代的变形变质岩有关（陈衍景，2006）。对世界现存的太古宙绿岩带和多数最近活动的显生宙变质带的研究表明，金与绿片岩相岩石密切相关。虽然如此，仍有一些重要矿床赋存于变质程度较高的太古宙地体中或者赋存于不同时代变质带中变质程度较低的区域。在澳大利亚西部，一些太古宙同变质矿床甚至赋存于麻粒岩相岩石中。太古宙含 au 绿岩带的原岩主要是大洋弧后的玄武岩和长英质-镁铁质组成的火山侵入岩。以海洋碎屑沉积岩为主的地层可变质成硬砂岩、粘土板岩、片岩和千枚岩，并赋存一些太古宙地体中较年轻的矿床，在有些地体中则是重要的矿床（加拿大 slave 省）（陈衍景，2006）。金矿围岩的变质程度从次绿片岩相（sub-greenschist facies）经绿片岩相到角闪岩相和低麻粒岩相（以绿片岩相为主）（groves等，1998）。总之，造山型金矿赋矿围岩特征为：（1）金矿的赋矿岩石以浅变质居多，次为花岗岩和基性至超基性岩。 （2）groves 等的造山型金矿成矿理论主要是基于太古宙绿岩地体上的金矿研究而建立起来的，纵观中国的造山型金矿，赋矿岩石多为古生代。 （3）变质作用以区域变质为主，次为沉积变质和混合岩化作用。 （4）变质相多为低绿片岩相，次为低角闪岩相，亦有麻粒岩相。 表2-1 中国造山型金矿床赋矿岩石特征 2.3 控矿构造受构造控制是造山型金矿床最重要的特征（groves，1998，2000）。根据构造规模，可以分为区域控矿构造、矿田控矿构造和矿体控矿构造，每一个造山型金矿都可以找到这样的三级控矿构造。不同等级体制的构造分别控制了造山型金矿的区域、矿化集中区以及矿床和矿体的分布和产出。在一个次级大地构造单元或成矿带内，造山型金矿大多产于构造边界和/或深大断裂旁侧，为造山型金矿的区域控矿构造（一级控矿构造）；发育在上述深断裂旁侧的大型剪切带，控制了矿化集中区或矿田范围内金化探异常和造山型金矿床的分布和产出，为造山型金矿的矿田控矿构造（二级控矿构造）；上述大型剪切带派生的褶皱和断裂系统，是造山型金矿床的矿体控矿构造（三级级控矿构造），它们控制了矿体的分布和产出。相比之下，受控于褶皱的金矿床中矿体规模较大、空间上变化较小。上述造山带构造边界和/或深大断裂、大型剪切带和大型剪切带派生的褶皱和断裂系统具有大致相同或互相联系的几何学、运动学和年代学特征，后者通常是前者的派生、低序次构造。造山型金矿的一级控矿构造常见以下典型特征：巨型香肠构造，双倾伏褶皱，脆韧性剪切带复杂会聚，具有近于水平线理的陡倾l-s构造，岩石类型、变质程度和热液蚀变强度具有明显的梯度变化（colvine等，1988；hodgson，1989；swager，1993）。其几何特征和位移方向反映了多次运动和再活动的长期历史，多数是高角度反转断层，后期具有横推运动特点（hodgson，1989；swager，1993）；对于这些区域构造的深部几何特征，研究程度较低。这些区域构造的深度可达深约80km的地幔岩石圈。造山型金矿尽管时间和空间上与区域尺度的构造相关，但还是极少产在一级构造带内，而主要产在区域构造带的二级或更次级的断层羽中。就单个矿床而言，二级或更次级断层羽中的断层和剪切带系统的位移一般为数十到数百米，其形态总体可分为种类型：）破碎角砾岩；）网脉和脉体群；）剪切带中的薄板状脉体；）含薄而不连续的狭缩而变形的脉体的韧性剪切带。种构造形态分别代表了从脆性到韧性环境的变化顺序，并反映了地壳深度和温度的增加。2.4 岩浆岩条件造山型金矿产在各造山带中，与造山作用同时或稍晚于造山作用的时间。造山作用会有大量岩浆岩产出，这些岩浆岩会携带大量的含金流体，为金矿的形成提供物质来源。但依然还有大量的造山型金矿与岩浆岩没有明显的成因联系，仅仅表现为共生关系。胶东地区金矿为典型的造山型金矿，胶东地区岩浆岩较为发育，如玲珑花岗岩、郭家岭花岗岩，还产出青山群火山、次火山岩，此外，胶东地区发育大量伟晶岩、花岗细晶岩、花岗斑岩、石英闪长玢岩、闪长玢岩、正长斑岩、煌斑岩及辉绿岩等酸中基性脉岩。岩浆岩与金成矿系列关系密切。玲珑花岗岩与金矿有着密切的空间关系，但形成于不同时代，彼此之间没有直接成因关系，其对金矿形成的作用是在成岩过程中使金等成矿元素活化转移，在岩体边部相带初步富集，构成转生矿源岩(前寒武纪变质岩为矿源层)；郭家岭型花岗岩与金矿空间关系密切，伴随该类花岗岩的形成,在胶东西部沿已存在的韧性韧脆性剪切构造发育了早期金成矿作用，花岗岩起了热动力和提供热液的作用；在胶东东西部广泛发育的金矿主成矿作用与郭家岭型花岗岩之间有10ma的时差，沿韧/脆性叠加断裂构造和新生的脆性构造发育，其与郭家岭型花岗岩没有直接成因关系，而是受控于其后的另一次构造热事件。金矿与壳源花岗岩有密切的亲缘关系，但不具成因联系。小秦岭岩浆活动在时间上，空间上以及岩石类型上都具特点,除缺海西期产物外，几乎各大岩浆旋回都有表现，其中以燕山期最盛。燕山期前各类型的岩浆活动对金成矿作用影响有限。燕山晚期大量重熔花岗岩浆沿太要断裂南侧侵入，产生大量含矿热流体，围绕华山、文峪、娘娘山岩体形成热液源、热液径流带、热液容矿带,在高压、高温的驱动下，经对裂隙、片理、断层等围岩的溶解、交代作用，热液携带丰富含矿物质和挥发分。其次，岩浆的热源作用在增温同时，也增强了成矿元素的活化迁移能力，并将热液注入围岩，增加了流体的含矿量和活化力，使成矿热液在岩浆热源一定范围内，沿低能位的构造有利部位沉淀，使矿化叠加富集成矿。3. 矿床地质特征3.1 矿体特征金矿体一般呈脉状或似层状产出，金主要产于石英脉或蚀变岩中，或作为交代体产于脉体与剪切带周围的蚀变围岩中，或者作为两种类型的结合体。以石英脉体为主的金矿化的实例主要有：timmins的dome矿区的qt和qf矿脉体系，abitibi绿岩带地区的lamaque和sigma矿床，西澳norseman矿床，nova scotia的meguma地体内的矿床。以蚀变岩为主的金矿床实例有yilgarn地块的含铁建造金矿床、kalgoorlie矿床，以及安大略省timmins地区hollinger macintyre矿区脉体边缘的金矿化。3.2 矿石特征造山型金矿的典型特征是以石英脉或蚀变岩为主，含有35的硫化物（主要是铁硫化物）和515的碳酸盐矿物。赋存于绿片岩相中的矿脉中，钠长石、白云母或铬云母、绿泥石、白钨矿和电气石是常见的非金属矿物。矿脉在垂直深度为km的范围内可能连续，矿物学特征和金品位变化很小，但在一些矿床中出现矿物分带。从矿脉到硫化物化蚀变围岩，au/ag值从10到，金品位相当高。硫化物矿物学常反映围岩的岩石地球化学特征。毒砂是变质沉积围岩中最常见的矿物，而黄铁矿和磁黄铁矿则在变火成岩中更为常见，如法国赋存于massif central 寒武系沉积岩中的salsigne金矿床是全球砷的最大产地。含au石英脉还不同程度地富集as，b，bi ，hg，sb，te和w；cu，pb和zn的含量稍高于区域背景值。造山型金矿有种类型的矿石：破碎带蚀变岩型和石英脉型。前者是强烈黄铁绢英岩化蚀变的构造岩，矿石与围岩间为非自然边界；后者为含au硫化物-石英脉。矿石与围岩之间呈现自然边界，但通常含au的硫化物-石英脉产于强烈黄铁绢英岩化的剪切带（亦含au）中。因此，大多数石英脉型矿石都与破碎带蚀变岩型矿石伴生或共生。造山型金矿中的金矿物以自然金为主，次为银金矿，碲金矿等。金的赋存状态以包体金为主，次为裂隙金，晶隙金，晶格金。 载金矿物以黄铁矿为主，次为石英，镜铁矿，黄铜矿等。 金的成色多为 800900，金的粒度以显微超显微为主，粗粒者少。（表3-1）表3-1 中国造山型金矿床金矿物特征3.3围岩蚀变造山型金矿围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、碳酸盐化、钠长石化、黑云母化、绿泥石化等。矿床的蚀变相呈现明显的水平分带，蚀变带中的蚀变矿物组合及宽度通常随围岩类型及其埋深而变化。通常地，碳酸盐包括铁白云石、白云石或方解石；硫化物包括黄铁矿、磁黄铁矿和毒砂；碱交代作用包括绢云母化或形成铬云母（少见）、黑云母或钾长石，钠长石化及镁铁矿物的绿泥石化。闪石及透辉石出现在较深部的地壳中，并且碳酸盐矿物含量不高。硫化作用在条带状含铁建造及富铁的镁铁质赋矿岩石中最强。绿片岩相的围岩蚀变涉及较大数量co2、s、k、h2o，sio2na和大阳离子亲石元素的加入。钾长石化和绢云母化与金成矿作用密切相关，可作为重要的标识物，不仅如此，经过这些蚀变作用的岩石还可成为矿体。钾长石化（钠长石化）是最初期的蚀变作用，它沿岩石裂隙形成红色的条带。钾长石化被后来的绢云母化、绿泥石化所交代、重叠。绢云母化是含au黄铁矿、石英脉与花岗岩中最常见的蚀变，参与了成矿作用的全过程。矿脉附近的花岗岩中绢云母化比远离矿脉的花岗岩中要强烈。硅化在所有的热液成矿作用中都有发育，产出在脉附近及花岗岩中。黄铁矿化通常与绢云母化及硅化共存，并与金密切相关。绿泥石化为最晚期的蚀变，叠加在所有的蚀变类型之上。3.4 金的迁移方式及性质前人已经在金迁移介质的性质及金迁移的形式上作了大量的研究工作，取得了较大的进展。金主要以 au(hs)2-络合离子形式迁移，最适合迁移条件是氧逸度与黄铁矿-磁黄铁矿-磁铁矿缓冲，ph 在67 之间。 按照金迁移路径可分为三个阶段：金从源区的岩石释放出来；金在流体中迁移；金进入沉淀空间的过程。在源区中，金随着变质脱流体作用一起从源区岩石中释放出来。金在通道中的迁移受控于围岩的化学性质及围岩的渗透性。围岩的渗透性决定流体迁移方向及流量，该过程可近似用达西定律定量进行描述（cox et al., 2001）。3.5 矿床地球化学特征 造山型金矿床成矿流体以低盐度（6%nacl）、富含 co2（co2摩尔百分数为 10%50%）的流体包裹体特征可以作为区分造山型金矿床和其他金矿床的显著特征（ridley and diamond, 2000）。但值得指出的是，不能简单认为具有这种特征流体的金矿床就是造山型金矿床，如一些与侵入岩有关的金矿床的成矿流体成分和造山型金矿床极为相似（hart et al., 2002）。目前主要用氢氧同位素、稀有气体同位素比值和卤素比值等方法限定成矿流体源区性质，但成矿流体来源一直存在着争议。分析前人研究资料的基础上，认为成矿流体是以变质流体为主，混合了其他来源的流体。矿床中识别出的雨水信息，可能是矿床形成之后，受地下水循环影响，因此深部地下水循环模式可能对造山型金矿床成矿贡献小。但是目前无法得知在深部岩浆出溶的流体，是否也富含 co2，难以排除深部岩浆参与成矿的可能性。此外，假使这样的机制是存在的，就目前识别出与成矿有关的侵入岩规模，无法提供形成金矿床所需要的流体含量（groves et al., 2005）。因此单一的流体来源模式，不能完美解释所有类型的造山型金矿床。在造山型金矿床中，最主要载金矿物为黄铁矿、毒砂等硫化物，因而通常分析载金矿物的硫同位素特征来简介示踪成矿物质源区的性质。造山型金矿床的硫同位素数据变化范围大，暗示造山型金矿床并没有一个统一的硫来源。 由于不同矿区的地球化学特征不一致，因此，这里分别总结了胶东和小秦岭地区造山型金矿的地球化学特征。胶东地区造山型金矿地球化学特征（1） 流体包裹体：主要有水溶液、h2o-co2、富co2和co2-ch4-h2o四类包裹体，成矿期成矿温度为250380，盐度变化范围较大，为19.2%4.1%。（2） 对胶东地区不同金矿床石英-黄铁矿脉中石英及其包裹体的18oh2o、dh2o值投影在18oh2o-dh2o关系图上显示（图3-1），玲珑型金矿数据的投影点基本落在岩浆水区域；马家窑金矿的实际的分布在玲珑型金矿数据点之上，并显示变质水特征；焦家型金矿数据的投影点落在了岩浆水区域与雨水线之间靠近初始岩浆水的区域，较玲珑型金矿更靠近雨水线。h、o同位素表明，胶东地区大中型金矿床初始成矿流体以岩浆水为主，成矿晚期有大气降水加入，组成了岩浆水-大气降水混合成矿序列。图3-1 胶东地区金矿18oh2o-dh2o关系图（3）硫同位素：除个别矿床外，各矿床皆以富集34s为特征，34s平均值在4.011.8之间。另一特征是34s的变化范围很小，离散也很小，绝大多数金矿床34s极差=1.1 4.4，34s标准差=0.6 1.7，绝大多数矿34s1.0。胶东西部地区金矿床的硫同位素组成对其赋矿主岩或矿源岩具有继承性，而且具有变化范围小，离散小(塔式效应明显)，同一成矿阶段不同含硫矿物间硫同位素处于化学平衡状态等特征。金矿床、交代-深熔花岗岩和矿源岩硫同位素组成的一致性表明，作为金矿成矿物质的重要组成部分，金活化迁移的重要介质，金矿床矿石硫直接来自交代-深熔花岗岩(直接矿源岩)和间接来自胶东岩群、荆山群等花岗-绿岩区体。（4）胶东金矿床黄铁矿流体包裹体的3he/4he比值为0.432.36 r/ra，其中可明显分为两组，一组如蓬家夼金矿和发云夼金矿3he/4he比值1. 0 r /ra（张连昌等，2002）。地壳物质中的3he/4he比值为0.010.05 r/ra，地幔流体的3he/4he比值为69 r/ra。胶东地区金矿床成矿流体的3he/4he比值比地壳的比值高4060倍，说明地幔流体部分地参与了成矿过程。蓬家夼-发云夼金矿成矿流体的40ar/36ar比值为393310，比较接近于大气氩的同位素组成(40ar/36ar= 295.5)，而焦家金矿成矿流体的40ar/36ar比值为5001148，明显偏离大气氩的同位素组成。同时具有高40ar/36ar比值和高含量的3he,则是地幔所特有的，地幔流体的40ar/4he比值为0.330.56，地壳的平均值为0.156。胶东金矿成矿流体的40ar/4he比值为0.091.35，大部分金矿均介于地幔与地壳值之间，说明胶东地区金矿的成矿流体均有一定程度的地幔流体的参与。（5）稀土元素特征为总体上轻稀土富集，配分曲线右倾，铕异常明显，可正可负，无明显铈异常。不同成矿阶段黄铁矿稀土总量及配分型式有一定差异：钾长石化阶段稀土总量低，轻稀土轻微富集，eu、tm正异常明显；黄铁矿化阶段和石英菱铁矿多金属矿化阶段稀土总量高，轻稀土明显富集，铕负异常为主；黄铁绢英岩化阶段稀土总量较高，轻稀土强烈富集，铕负异常。由于铕在还原条件下呈eu2+状态与其他3价稀土元素分离，而铈在还原条件下呈ce3+状态，只有在氧化条件下才呈ce4+状态与其它稀土元素分离。因此，黄铁矿中稀土元素具明显铕异常、而铈无明显异常表明金矿成矿物理化学条件为还原环境。由于稀土元素地球化学性质相似，在热液活动中一般不发生变化，常被作为良好的地球化学示踪剂，因此热液活动中稀土元素特征的变化常被解释为流体来源的变化。岩浆及其有关流体的轻重稀土的分馏程度一般与源区部分熔融的比例有关，基性源区部分熔融比例小则轻重稀土分馏程度高，反之则轻重稀土分馏程度低。如果成矿流体来自同一岩浆源区，则从早到晚随部分熔融程度的增大，相应的流体中轻重稀土分馏程度应减弱。同矿化阶段稀土元素特征的差异可能反映了不同来源成矿流体比例的变化：早期钾长石化阶段可能以岩浆热液或深部流体为主，轻重稀土分馏程度低,稀土总量低；石英菱铁矿多金属矿化阶段有大气降水的大量加人，轻重稀土分馏程度增高,稀土总量高；黄铁绢英岩化阶段以流体交代围岩为特征，使稀土元素特征复杂，规律性差。小秦岭地区造山型金矿地球化学特征（1） 小秦岭地区d（）同位素范围在-92 -68之间，18oh2o（）的范围是0.55 4.25之间，以富18o为特征.将d 的测试值和oh2o 计算值投点在d-oh2o图解中（图3-2），投影点均落入岩浆水的左侧、左下侧和大气降水之间的区域，大多更靠近岩浆水区，这反映了金矿床的成矿流体应具有共同的来源和演化历史，即其成矿热液应该是岩浆水、大气降水的多源混合热液，岩浆水特征更明显。金矿成矿流体的18oh2o值具有大的变化范围，最小为 0.55，最大可达 4.25，极差为3.70，这从侧面反映了区内金矿成矿流体的多源混合特征。图3-2 小秦岭地区金矿18oh2o-dh2o关系图（2） 小秦岭地区黄铁矿中34s平均值多数集中在-2.1 5.7，总体变化不大，属于低正值或绝对值小的负值，即以富重硫为特征，均一化程度较高。产生负值的原因可能是由于成矿过程中硫同位素发生了明显的物理化学分馏效应，尤其是 fo2发生了变化。小秦岭地区硫同位素特点为：均一化程度高；矿石、花岗岩和地层的硫同位素来源一致，并以深源硫为主，结合花岗岩由太华群重熔岩浆形成、金矿由重熔岩浆热液形成的认识，推断成矿硫质来源于太华群；有的矿（床）区34s 出现负值是由于成矿过程中物理化学分馏效应引起的，而不是硫源不同所致。 （3） 小秦岭地区金矿床206pb/204pb为17.054-17.999，平均为17.138%；207pb/204pb 为15.333-15.582，平均为15.394；208pb/204pb为37.342-38.475，平均为37.706。可以看出该组铅同位素，分布集中，相对稳定，反映小秦岭金矿在矿源方面的一致性。另外，金矿床与太华群和文峪花岗岩的铅同位素组成基本一致，说明金矿床在成因上与太华群地层和文峪花岗岩有密切关系。207pb/204pb-206pb/204pb 和208pb/204pb-206pb/204pb坐标图（图3-3）显示多数部分的样品落入地幔铅演化线附近，一部分样品位于造山带铅范围，一部分投影点相对分散，处于上地壳与下地壳线之间，反映了明显的壳源特征。由于造山带常常与深部作用过程有关，壳幔作用强烈，地幔活动起了很大作用，所以这种落于地幔与造山带之间的铅亦应为深源铅。 图3-3 小秦岭典型金矿床含金石英脉中硫化物铅同位素组成由以上分析可见，胶东和小秦岭造山型金矿流体均以岩浆水为主，后期加入了大气降水。且成矿流体地球化学与岩浆岩地球化学一致，说明金矿与岩浆具有共生的关系（无明显成因联系）。研究表名，胶东和小秦岭金矿的成矿流体均有地幔流体的参与，这与造山作用相一致，与深大断裂切入地幔有关。4.成矿模式4.1 地壳连续成矿模式当代造山型金矿划分的理论基础是“地壳连续成矿模式”（图4-1）。“地壳连续成矿模式”是根据澳大利亚西部yilgarn地块太古代金矿研究提出的。其在矿物组合、蚀变类型、赋矿围岩、构造性质等方面表现连续变化趋势，该类金矿在数千米至20km范围内皆可成矿，温度变化范围为180-700，压力10001055000105pa。groves把金矿的一些共性及其温压条件所反映的成矿深度作为归类的重要依据，例如，形成于会聚板块边缘增生与碰撞造山带的挤压至走滑挤压（transpressional）变形作用中，以变质岩中石英脉型为主，成矿热液以低盐度w（nacl）3 10，富x（co2）5为特征，有用组分中贫cu，pb，zn且高au/ag值（1-10），成矿温度区间较大（200700）等等。目前研究表明（phillips and powell, 2009；tomkins and grundy, 2009）：该模式存在争议，在高角闪岩相甚至是麻粒岩相的变质条件下不可能会发生金的成矿作用。phillips and powell（2010）提出的变质脱流体模式修正了地壳连续成矿模式的认识，金矿的沉淀发生在绿片岩相条件下或者是脆韧性过渡的地壳深度，金矿床形成后可能会继续经历进变质作用条件，发生脱碳、脱硫、脱水的甚至是部分熔融的过程。 在研究早期，造山型金矿床被认为主要形成在增生型造山带（groves et al., 1998；kerrich et al., 2000）。groves et al.（1998）认为在陆陆碰撞构造体制形成金矿床规模较小，难以形成大型金矿床。孙晓明等（2010）通过对哀牢山等金矿带的系统研究，论证碰撞型造山带也可以产出大型造山型金矿床。陈衍景（2006，2013）认为陆陆碰撞同样具有重要的成矿潜力，并建议在金矿床成矿构造背景上增补大陆碰撞造山型金矿床，从而得到更全面完善的全球构造-成矿模式。4.2碰撞造山成岩成矿与流体作用模式（cmf模式） 在 groves列举的世界上主要的造山金矿中，主要金矿发育在增生造山事件中，形成于外会聚超大陆旋回，并未见有内会聚超大陆聚合旋回的外缘地区。随着碰撞造山理论的成熟，科学家开始致力于碰撞造山环境成矿动力学、矿床分布规律、找矿地球物理与地球化学标志的研究，真正地实现了从俯冲（增生）造山到碰撞造山成矿的显著发展。 碰撞造山构造模式将碰撞造山带分为i、ii、iii三个单元，分别称为俯冲壳楔、混杂岩带和超叠壳楔。i单元(俯冲壳楔)沿ii单元(混杂岩带)下插到iii单元(超叠壳楔)之下，即陆内俯冲作用时，由于按梯度增温增压的影响，i单元内的不稳定组分将依熔点降低的顺序发生熔融并向上迁移，从而造成浅部岩石、矿床、地球化学上的分带现象。（图4-2）图4-1 会聚板块边缘地壳中热液金矿床形成深度和地壳连续成矿模式图4-2 陆内碰撞成矿模式d带为多金属热液矿床带，温度低于600，形成深度在11.59.5km以上。根据成矿温度、成矿元素组合、矿物组合及围岩蚀变类型等可将d带分为低温、中温、高温三个热液矿床亚带。低温热液矿床亚带，温度范围在50200，主要发生hg、sb、ag、au、pb、zn等元素矿化。中温热液矿床亚带，温度范围在200350，主要矿化元素为ag、au、pb、zn、cu等。高温热液矿床亚带，温度范围在350600，主要矿化元素为cu、mo、w、sn、ree等。三个亚带在垂向上相当于俯冲壳楔下插的深度范围约分别为:l 4km、4 7km、7 11km。g带为伴有长英质脉岩和混合岩的花岗岩带，此带流体中co2、co、f、cl等组分较多，h2o /co2较低，氧逸度低，盐度较高，富含si、k、na等组分。水主要来自矿物晶格转变时的脱水作用，碳酸盐矿物也分解出co2等。此阶段发生高温岩浆热液矿化和蚀变，主要形成mo、w、sn、ree、nb、ta、be、u、mo、li、cs等元素的热液矿床或矿化。p带为斑岩带，常发育斑岩型、矽卡岩型和角砾岩筒型金、铜、钼、钨、锡等矿床。该带的流体具有岩浆流体(或热液)的特征，流体富含co2、co、f、cl等组分，h2o /co2低，氧逸度低，盐度高，si、k、na等组分高，(mgo+cao)/(k2o+na2o)高。俯冲地体/板片的进变质脱水作用与仰冲地体/板片的退变作用是同时发生的，在成矿过程中，赋矿地体及其赋矿构造，即仰冲地体或板片及其断裂系统，在构造变形、变质作用等方面总表现为晚造山或后造山的特征。4.3 造山型金矿的3阶段成矿模式 目前已知造山型金矿发育在两类构造环境，即增生型造山带（胶东金矿床）和大陆碰撞造山带（小秦岭金矿床）（蒋少涌，2009）。两类造山带的共同特点是：(1)地壳和岩石圈加厚，主要的加厚机制是挤压背景下的地体或大陆地壳碎块之间的推覆叠置、走滑挤出、陆内俯冲等；(2)复杂的造山带演化过程总可分解为3个阶段，即早阶段挤压隆升、地壳加厚和温度梯度增高，中阶段挤压向伸展转变、地壳热隆升，晚阶段伸展、地壳和岩石圈减薄以及热异常消退（图4-3）。图4-3 造山型金矿的3阶段成矿模式 3阶段模式在矿床尺度、矿田(地体)尺度和成矿省尺度均有具体表现，并由物理化学原理将大规模成矿时间限定在挤压向伸展转变体制。流体成矿过程的3阶段特征是脉状造山型矿床的常见现象，例如：熊耳山的康山金矿、铁炉坪银矿、小秦岭金矿田、北秦岭的银洞沟银矿、燕山的东坪金矿、胶东的三山岛和大庄子、天山的望峰、萨瓦亚尔顿、康古尔等金矿,三江的巍山-永平铜金矿带,阿尔卑斯山脉的脉状金矿,新西兰南部、加拿大nova scotia地区、澳大利亚lachlan造山带和wiluna等地的金矿床。因此,流体成矿过程的3阶段特征似可作为脉状造山型矿床的基本属性之一。5.存在问题造山型金矿的提出，为找矿提供了重要的理论依据，并指导我们大批矿床或成矿省，从而进而推动一个地区或国家矿业经济的快速发展。但是造山型金矿本身也存在许多问题：（1）“地壳连续成矿模式”是在研究“太古绿岩带”成矿所提出的模式，但“太古绿岩带”并非一个贯穿所有地质时期均较为重要的金矿类型，这自然就使得将太古宙“地壳连续模式”应用于显生宙金矿的正确性受到质疑；（2）造山型金矿理论模式缺乏对大地构造演化复杂性的认识，卡林型金矿与造山型金矿没有明确的界限，部分矿床兼具卡林型和造山型金矿的特点，无法判断其准确成矿类型；（3）中国东部地区晚中生代即大致处在一个与弧后盆地类似的以伸展为主导的环境，相关的造山作用很可能与“拉张增生造山带”相似，无论金矿成因还是大地构造背景都可能与“造山型金矿”乃至其他显生宙活动大陆边缘存在差异。蒋少涌等（蒋少涌，2009）将胶东金矿省与小秦岭成矿多对比，指出其为两类不同构造环境中的造山型金矿省，翟明国等（翟明国，2004）通过对胶东大规模成矿的动力学过程研究，将其命名为“胶东型金矿”而非造山型金矿，因此这的确是一个值得注意并应该深入研究的问题。虽然造山型金矿的理论尚存在诸多问题，但并不可否认其重要的意义。也正是这些不足和分歧，指引我们加强对其理论的研究，不断完善成矿理论，更好的指导找矿工作。参考文献1m.bonnemaison,e.marcoux,陈贵华.一些剪切带中矿化:3阶段成矿模式j.国外铀金地质,1993,(04):40-43.2terry p.memagh,e.n.bastrakov,khin zaw,a.s.wygmlak,l.a.i.wybom.澳大利亚造山型金矿和侵入岩有关金矿系统流体包裹体资料和矿化过程的比较j.岩石学报,2007,(01):23-34.3陈衍景,陈华勇,刘玉琳,等.碰撞造山过程内生矿床成矿作用的研究历史和进展j.科学通报,1999,(16):3-11.4陈衍景,富士谷,陈泽铭,胡受奚.论豫西金矿成矿模式和找矿方向j.地质科技情报,1991,(04):65-69.5陈衍景,李晶,franco pirajno,林治家,王海华.东秦岭上宫金矿流体成矿作用:矿床地质和包裹体研究j.矿物岩石,2004,(03):2-13.6陈衍景.造山型矿床、成矿模式及找矿潜力j.中国地质,2006,(06):5-20.7丰成友,张德全,李大新,佘宏全.青海东昆仑造山型金矿硫、铅同位素地球化学j.地球学报,2003,(06):108-113.8丰成友,张德全,王富春,佘宏全,李大新,王彦.青海东昆仑复合造山过程及典型造山型金矿地质j.地球学报,2004,(04):32-39.9冯建之.小秦岭金矿床成矿作用及成矿物质来源j.现代地质,2010,(01):13-19.10郭春影,张文钊,葛良胜,夏锐.中国造山型金矿床时空分布及找矿前景j.矿物学报,2011,(s1):366-367.11侯明兰,蒋少涌,沈昆,连国建,刘其臣,肖风利.胶东蓬莱金矿区流体包裹体和氢氧同位素地球化学研究j.岩石学报,2007,(09):211-226.12蒋少涌,戴宝章,姜耀辉,赵海香,侯明兰.胶东和小秦岭:两类不同构造环境中的造山型金矿省j.岩石学报,2009,(11):35-46.13李光琪, 李杰美, 王美娟, 等. 中国造山型金矿床金矿物特征j. 矿物学报, 2013, 2.14李洪奎,李逸凡,耿科,禚传源,张玉波,梁太涛.山东鲁东碰撞造山型金矿成矿作用探讨j.大地构造与成矿学,2011,(04):59-68.15李厚民,沈远超,毛景文,刘铁兵,朱和平.石英、黄铁矿及其包裹体的稀土元素特征以胶东焦家式金矿为例j.岩石学报,2003,(02):69-76.16李晶,陈衍景,李强之,赖勇,杨荣生,毛世东.甘肃阳山金矿流体包裹体地球化学和矿床成因类型j.岩石学报,2007,(09):114-124.17李杰美, 王美娟, 朝银银, 等. 中国造山型金矿围岩蚀变特征j. 矿物学报, 2013, 2.18梁业恒,孙晓明,石贵勇,等.云南哀牢山老王寨大型造山型金矿成矿流体地球化学j.岩石学报,2011,(09):35-42.19林文蔚,殷