钦杭成矿带内主要金属矿床类型及成因

钦杭成矿带内主要金属矿床类型及成因

本文在总结前人战略矿产远视调查、危机矿山接替资源勘探等特殊成果的基础上，成为新规划的三个国家级资源矿区之一。中国地质调查办公室将其合并为一个重要的成矿带。钦杭成矿带隶属于扬子板块和华夏板块拼接带(绍兴—十万大山碰撞带)及其附近,位于华南陆块。该带于燕山期复活,岩浆活动强烈,成矿作用密集。一系列铜多金属和钨锡多金属矿产沿钦杭成矿带发育,构成了一个罕见的板内多金属成矿带。该带成矿时代集中,矿床规模巨大,矿化分布密集,储量分布集中,矿床类型齐全,伴生组分多样。绝大多数矿床与花岗岩类在时空关系上联系密切。1钦杭结合带地质特征钦杭成矿带长达1500km以上,西起广西钦州湾,经粤西、湘东北、赣中延伸到杭州湾。钦杭成矿带位于扬子板块与华夏板块结合部,其北西以景德镇—湘潭—凭祥深断裂带为边界与扬子板块相邻,其南东与华夏板块的绍兴—萍乡—北海深断裂带为界。许多专家又将钦杭成矿带划分成不同的段:(1)胡国成等根据结合带所经省份直接分为广西段、湖南段、江西段和浙江段;(2)饶家荣和杨明桂等认为结合带由一束超壳深断裂带组成,并被北西向的常德—安仁断裂带截为北东、南西两部分;(3)周永章等根据优势矿种在区域上的分布特征将钦杭结合带分为北、中、南三段。中段与南岭中段大体一致,北段指南岭以北地区,即绍兴—江山—萍乡一带,南段位于南岭以南区域,大致与云开—十万大山带相当;(4)钦杭结合带内部结构存在一定程度的地球化学不均衡性,造成了矿床富集的空间分带性。因此,中国地质调查局在“2010年重点成矿区带地质矿产调查评价”中把成矿带划分为两段:东段和西段。东段大体相当于江山—绍兴带分布区域,西段包括南岭中段及其西南地区。笔者在文中采用二分法,即以常德—安仁断裂为界,将钦杭成矿带分为东、西两段,如图1所示。根据矿床规模,笔者统计到钦杭成矿带内已经开采的金属矿区一共有500余个,其中大型矿床占48个,中型矿床占133个。矿床的成因类型多达16种以上(见表1),富含有Cu、Pb、Zn、W、Bi、Mo、Sn、Sb、Ni、Co、Al、Au、Ag、Fe、Mn、Ti、U、Nb、Ta等多达19种金属元素。2关于中元古代区域构造环境的初步识别华夏板块:刘英会,王德滋等分别通过“地震CT图解”和“华夏板块内部武夷隆起地区以及闽浙沿海地区火成岩和基地变质杂岩Nd同位素模式年龄”,综合得出我国东南沿海及其大陆架,存在多个古元古代—太古宙的古陆核,华夏板块正是由这些古陆核增生形成的。在晚三叠世时期,华夏板块形成了稳定的结晶基底。扬子板块:任纪舜等认为扬子板块最终形成于800Ma,邱检生等以及万天丰认为中元古代末期(四堡期)南扬子板块同北扬子板块发生碰撞拼接,形成了江南造山带并构成了如今我们所熟知的统一的扬子板块。钦杭成矿带位于华夏板块与扬子板块的拼接位置,通过大量阅读前人的研究资料,笔者发现关于两个板块的拼接过程并不能形成统一的意见:扬子板块和华夏板块(绍兴—十万大山带)的闭合过程是不同时期分阶段进行的,晋宁期在绍兴—江山段,早古生代末期在中段(武功山一带),印支期在西南段(十万大山一带),整体上形成一个由北东向西南逐步闭合的演化过程。梁锦等认为两个板块前缘长期相互作用,多次开裂并于晋宁期、加里东期及印支期发生碰撞拼贴造山作用。扬子板块和华夏板块自晋宁期以来,既不存在直接的洋—陆俯冲作用,也不存在直接的陆—陆碰撞作用。韩宗珠等却认为在中元古代晚期,扬子古陆块与华夏古陆块间发生了洋—陆俯冲和陆—陆碰撞作用。万天丰认为在中元古代(1800~1000Ma)时期,华夏板块与扬子板块之间可能存在着大洋。青白口纪时期华夏板块与扬子板块发生碰撞作用实现了两个板块的初步拼合。南华纪时期华夏板块(南华纪主体以隆升剥蚀为特征,西缘具有浅海沉积环境)与扬子板块(南华纪早期主体为陆相环境,边缘或内部有海相或海陆过渡相沉积环境;南华纪晚期普遍为冰川相沉积环境)具有完全不同的沉积环境,此时两板块又发生了拆离。万天丰及覃小锋等认为扬子板块和华夏板块结合带西南段有古生代洋盆存在,该洋盆一直延续至中三叠世的印支运动才最终闭合。也就是说在中三叠世末期扬子板块和华夏板块才最终拼合在一起,中国大陆主体也在这个时期基本成型。进入中生代时期后,两板块受到构造转折事件的影响,构造动力学背景从印支期以挤压为主迅速调整为燕山晚期的伸展构造背景为主,拉张环境有利于壳幔岩浆及成矿物质的运移、集聚。综上所述,对于中元古代时期两个板块之间的洋—陆俯冲和陆—陆碰撞作用似乎并不能得到大多数人的认可。但是印支期两板块的碰撞聚合以及燕山晚期拉张环境下造成的强烈的岩浆活动和大规模的成矿作用已经得到公认。3成矿大爆发期大地构造时代中国境内,中新生代构造活化作用极为强烈,也是中国境内主要的成矿期,华仁民和毛景文以及杨明桂等人称该时期的这种现象为“成矿大爆发”。扬子板块和华夏板块的拼接带也正是在这样一个大地构造背景下进而演化成著名的钦杭成矿带。根据矿床成矿时间的集中性,可以将钦杭成矿带分为四个成矿期———晋宁期、加里东期、印支期及燕山期,其中以燕山期尤为突出。3.1新元古代盆地群扬子板块与华夏板块拼合之前一直都被华南洋相隔,晋宁期扬子板块陆源出现了大规模岛弧岩浆活动,随之产生了与岛弧相对应的弧前盆地和弧后盆地,并沉积了新元古代的地层。晋宁期花岗岩分布较为零散,但东、西段均有分布,为典型的过铝质S型花岗岩,岩体多具片麻状构造、碎裂结构,受到韧性剪切作用影响。晋宁期矿床类型主要包括两类:一类是中新元古代海相火山沉积矿床,该类矿床主要有江西弋阳铁砂街铜矿床和浙江西裘铜锌矿;另一类是晋宁期韧性剪切带型金矿床,该类矿床主要产出于韧性剪切带附近,如德兴金山金矿床。3.2成矿带与矿床类型加里东期花岗岩主要分布于湘—赣、湘—桂和桂—粤交界地区,以武夷山和云开地区最为集中,其中强过铝质花岗岩占同期花岗岩面积的58.6%。与新元古代花岗岩不同,加里东期花岗岩缺少相匹配的大规模同期火山岩系,主要表现为板内性质的岩浆活动。程顺波等认为该时期岩石主要是由幔源岩浆底侵诱发的下地壳变砂屑岩部分熔融形成,形成过程中有显著的幔源组分加入,属于壳幔混合型。加里东期并不是钦杭成矿带的主要成矿阶段,发现的矿产极为有限。矿床规模以中小型为主,缺乏大型和特大型矿床。成矿带东段的矿床主要聚集在泥盆纪地层中,成矿类型为宁乡式铁矿。在江西中部与安徽南部池州地区有形成于该时期的宁乡式铁矿及其伴生的铜多金属矿床出现。成矿带西段具有规模不大的Pb、Zn、Sn、Au矿,主要产于基底变质岩系或混合岩、花岗岩中,形成沉积—变质型矿床,如南盛铅锌矿。3.3成矿带内的岩体中三叠世时期扬子板块与华夏板块构成了一个统一的华南陆块,两者之间已经没有了深裂陷海盆。覃小锋等认为成矿带内的印支期岩体属于过铝质的高钾钙碱性花岗岩系。邓希光等认为这些岩体主要受断裂作用影响,断层切穿中地壳,造成交接部位的降压升温现象,地壳局部熔融,形成岩浆源区,岩浆顺着断层上侵并逐渐就位。成矿带内该时期的岩体也是一种铀的矿源体,对后期白垩纪的铀矿富集具有积极的影响。由于该期内扬子板块与华夏板块碰撞挤压作用强烈以及地壳抬升剥蚀作用明显,因此保留下来的矿床相对较少。成矿带内现今发现与印支期花岗岩成矿相关的矿床有江西南部崇义—上犹—大余矿集区内的鹅仙塘锡钨石英脉型矿床、湘东地区的锡田锡矿床、广西的栗木铌钽钨锡矿床等。3.4岩浆活动的构造背景国内许多学者一直认为,太平洋板块对中国东部大陆壳的挤压和俯冲引发了中国东部中新生代以来的大面积构造运动(褶皱、断裂和升降运动),从而导致岩浆作用频发,关于这方面的文献举不胜举。可是近年来,通过不断总结中国东部岩石的地球化学特征、古地磁数据、地层厚度变化、成岩温压、主应力轴方向、差应力值以及深部地球物理资料等技术成果,一些学者又有了新的看法。“燕山期以来中国东部的大面积岩浆活动的主控因素并不是太平洋板块的俯冲作用,而是在板内环境下形成的”这一认识在近几年已经得到很多学者的赞同。燕山期早期,中国东部形成了一系列走向为北东—北北东的深大断裂,断层多具有挤压性,切割较深,甚至可以延续至莫霍面附近。起源于莫霍面附近的岩浆活动,其相关的矿床主要是亲硫元素的矿床,如重金属Cu、Pb和Zn,贵金属Au和Ag,稀有金属与稀有分散元素Mo、As、Ga和In等。而起源于地壳内部的、沿断层侵位的花岗质岩浆岩体,碱性元素含量很高,一般形成与亲石元素相关的矿床,如W、Sn、U和稀土元素等。燕山期晚期,中国东部主要为一系列北北东向正断层,强烈的断陷活动形成了一系列红层盆地及火山岩盆地,并伴随有强烈的中酸性岩浆侵入、火山及次火山活动。岩浆常具有深源、浅就位的特点,因而在地表附近常形成超酸性或偏碱性的侵入岩体或火山岩。在众多的岩体、岩脉中与中酸性岩浆岩有关的,特别是I型花岗岩关系密切的Au、Ag、Pb、Zn、Cu、W、Mo(Sn)矿床,矿床、矿点众多,分布最广。在上述4个成矿期中,燕山期成矿作用最显著,尤其是燕山晚期,成矿作用规模大、强度高,成矿种类繁多,矿床类型复杂。4钦杭成矿带内不同矿床的构造环境钦杭成矿带受控于多条深大断裂,扬子板块和华夏板块由于不同陆核的拼接历史造成了成矿元素在空间上的分带性。笔者根据前人对钦杭成矿带内不同矿床的构造背景研究,从西向东,由南及北,将其分为六个次级成矿区:(1)镇龙山锡铅锌多金属成矿区;(2)大瑶山金多金属成矿区;(3)平桂—栗木锡钨铌钽多金属成矿区;(4)云开金银铅锌多金属成矿区;(5)明月峰—衡山金铜锑多金属成矿区;(6)赣杭铜金(银)多金属成矿区。4.1大断裂带镇龙山锡铅锌多金属成矿区位于广西宾阳、横县、贵港三县市交界位置,大地构造位置属于镇龙山隆起区。该成矿区主要受控于北西西向压剪性断裂,配套产出近南北向张扭性、北北西—北西向压扭性断裂,大部分断裂的断裂面在垂向上具有舒缓波状特征。这三组断裂带构成“镇龙山穹窿”区断裂的基本格架,并控制着本区的成矿作用,区内矿产以多金属热液充填型矿化为特征。镇龙山锡铅锌多金属成矿区为广西重要的贵金属和重金属富集区,初步统计共发现大小多金属矿点60余处(个),穹窿北部以银、锑、铅、锌矿为主,伴生金、砷,南部以铜、铅、锌、银为主。通过近年的勘探发现成矿带内的南部分布有红土型铝土矿,是我国南方颇具潜力的三水型铝土矿成矿远景区,已探明的资源量达1.6亿多t。4.2成矿地质因素大瑶山金多金属成矿区在大地构造位置上处于大瑶山隆起区及其边缘过渡带,受大黎和桐木两条区域性深大断裂带控制,形成以金为主的多金属成矿区,为我国南方重要的金矿资源基地。大瑶山造山带内的金矿床主要以含金石英脉和含金硅化破碎带两种形式产出,构造是主要控矿因素同时又与中酸性斑岩体密切相关。例如湾岛矿田内的古袍金矿床和大王顶金矿床。该成矿带成矿时代主要为加里东期,矿床(点)呈近东西向弧形带状分布。4.3油气岩浆侵位和岩体平桂—栗木锡钨铌钽多金属成矿区处于南岭东西向构造带中段与湘桂南北向构造带中部的复合区域,构造复杂,活动多期,构造格局以东西向构造带为主体。区内北部花山—姑婆山地带为相对的隆起区,南部珊瑚地区是相对的凹陷带。贯穿全区的钟山—贺县北西向大断裂将全区分划成北东、南西两个区域,构造环境大体相同。断块构造为岩浆上侵提供了薄弱带,促使岩浆侵位和岩体形成,岩浆的侵入主要发生在加里东期、印支晚期以及燕山期,岩体均以酸性岩为主。本区矿产以内生矿床为主,其中Sn、W、Ta、Nb、Pb、Zn、Cu等具有较大的工业价值。这些矿产与岩浆岩体有密切的时空关系,受构造控制也较明显。大多数矿床都产于隆起地带或凹陷区中的次级隆起构造上。4.4成矿环境及矿物资源云开金银铅锌多金属成矿区位于博白—梧州断裂以东云开台隆地区以及灵山—藤县断裂与博白—岑溪深大断裂之间的残余陆缘盆地褶皱带内。属于东南大陆边缘弧岩浆岩带的一部分,广泛出露广西构造层,区域变质和混合岩化强烈。区内岩浆侵入活动剧烈,火山喷发相对较弱,具备较好的成矿条件。成矿时代集中在燕山期,区域矿产受构造单元控制均呈北东向成群成带展布,各矿床(点)严格受其构造及岩性控制,并与岩浆活动密切相关。该区矿产资源丰富,发现矿种多达20余种,已知矿床(点)约200余处,其中以金、银、铜、铅、锌、钨、钼(锡)、锑等为主,铅、锌为优势矿种(例如佛子冲铅锌银矿床),金矿潜力巨大(例如陆川东山金银矿)。该区具有众多与成矿密切的燕山期岩体(尤以小岩体),是寻找锡金等多金属矿床的远景区(例如荣唐—古例锡矿床),铜矿床主要为伴生矿床(例如玉林荣唐铜矿点)。但是该成矿区自晚三叠世以来,相对隆升幅度较大,造成剥蚀深度较大,不利于矿床保存。4.5沉积型三大矿床明月峰—衡山金铜锑多金属成矿区位于湘东及南东地区,大地构造位置处于江南古陆北段,扬子板块东南缘。该区受控于湘阴—宁乡深断裂带、茶陵—临武逆冲断裂带和新宁—蓝山深断裂构造带夹持区。该成矿区恰好被湖南省境内的安仁—常德断裂带切割,形成了两种性质截然不同的地块,其中东北部为上地幔刚性地块,南部为上地幔塑性地块。湖南省境内共有氧化锰矿产地150处,全省共探明氧化锰矿储量约5000万t,其中大型矿床1处(道县后江桥铁锰铅锌矿床)、中型矿床3处。锰矿床(点)集中分布在西段的湘西南和湘中地区。整个成矿区呈东西向—北东东向展布。区内铜多金属矿床与燕山期花岗闪长质岩体密切相关,如七宝山铜矿床。该区花岗岩浆作用强烈,构造复杂,各种类型矿产丰富,内生金属矿产以铜、铅、锌、金、银、钨、锡、稀有、稀土为主。区内铀资源丰富,铀矿化类型较多,按其含矿围岩类型可分为砂岩型、花岗岩型等,成矿环境良好。在区内已探明的铀矿床有衡阳大浦铀矿床(712矿)、明月峰矿田的金管冲铀矿床等。4.6风化壳残坡积矿赣杭铜钼多金属成矿区位于欧亚板块东南大陆边缘活动带。晋宁期末江山—绍兴断裂和抚州—绍兴断裂连成一体构成抚州—绍兴断裂带,从而一直影响着钦杭成矿带东段的岩浆活动及成矿作用。新元古代时期抚州—绍兴断裂带的活动性及海相火山喷发为江西弋阳铁砂街铜矿床和浙江西裘铜锌矿床(块状硫化物(VMS)矿床)提供了有利的成矿条件并保存至今,其中西裘铜