華南地區中生代巖漿成礦作用的四大問題

陳毓川，王登紅

(國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室，中國地質科學院礦產資源研究所，北京100037)

華南地區中生代巖漿成礦作用的四大問題

陳毓川，王登紅

(國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室，中國地質科學院礦產資源研究所，北京100037)

通過對礦床成礦系列30多年的長期研究，認為華南是我國與中生代巖漿巖有關有色、稀土、稀有金屬、鈾等礦床成礦系列發育最完善的成礦省之一，并且形成了以武夷－云開構造－巖漿－成礦帶為中心、向東、西兩側對稱分布、成巖成礦時代逐漸變年輕的區域性分帶格局。這樣的分帶格局受到了區域性水平方向構造運動和垂直方向殼幔物質相互作用的共同制約，而殼幔相互作用程度的不同和表殼構造的差異也是華南出現不同成礦系列(亞系列)以及成礦系列疊合的重要原因。

礦床的成礦系列;巖漿活動;中生代;區域分帶

華南地區中生代與殼幔巖漿活動有關的成礦作用十分強烈。多期成礦自印支期至喜山期至少有三次大規模成礦作用(印支晚期、燕山早期、燕山晚期－喜山早期)，形成數以千計的鎢、錫、鉍、鉬、鈮、鉭、銅、鉛、鋅、銻、銀、金、稀土、鈾及螢石、高嶺土、葉蠟石等礦床，是我國及世界鎢、錫、銻、重稀土等重要資源基地。針對此地區中生代巖漿成礦作用，本文僅就礦床成礦系列的劃分、武夷－云開構造－巖漿－成礦帶在華南區域成礦過程中的作用、華南中生代巖漿成礦作用的礦床成礦系列相互疊合、華南區域成礦分帶等四個方面的問題進行探討。

1 華南地區中生代巖漿成礦作用的礦床成礦系列劃分

對于華南地區礦床成礦系列的研究，在1979年程裕淇、陳毓川等人的《初論礦床的成礦系列問題》一文中即已論述，陳毓川1983年進一步進行了論述，到1989年對南嶺地區與花崗巖有關的礦床據不同時代和構造地質環境劃分出5個礦床成礦系列:

(一)南嶺成礦區與燕山期中淺成酸性花崗巖類有關的稀土、稀有、有色及鈾金屬礦床成礦系列。包括四個亞系列:贛南－粵北鎢、稀土、鈮鉭、鉬、鉍、鈹、錫礦床成礦亞系列;湘南－桂東南鎢、錫、鈮、鉭、鈹、鉍、鉬、鉛、鋅礦床成礦亞系列;桂西北錫、鉛、鋅、銻、砷、汞礦床成礦亞系列和湘贛粵鈾礦床成礦亞系列;

(二)贛東北成礦帶與燕山期淺成－超淺成中酸性花崗巖類有關的銅、鉛、鋅、鎢、鉬、鈮、銀、金、鈾礦床成礦系列;

(三)東南沿海成礦帶與燕山期中酸性火山－侵入巖有關的鎢、錫、鈮鉭、鉬、銅、鉛鋅(銀、金)、非金屬礦床成礦系列。包括兩個亞系列:粵東與酸性火山－次火山巖有關的錫、鎢、鈮鉭、(鈹、鉛鋅)礦床成礦亞系列和浙閩與中酸性火山－次火山巖有關的銅、鉬、鉛鋅、鎢(銀、金)、非金屬礦床成礦亞系列;

(四)武夷－云開成礦帶與海西－印支期為主的深變質帶混合花崗巖及燕山期花崗巖有關的鈮鉭、金、錫礦床成礦系列;

(五)桂北地區與前寒武紀花崗巖有關的錫、銅、鉛、鋅礦床成礦系列。

上述五個礦床成礦系列中，除第五礦床成礦系列與前寒武紀的花崗巖有關外，其它均與中生代花崗巖類有關。其中，由殼層熔融為主的殼源型花崗巖形成了第一礦床成礦系列;由殼層、幔源物質混合成的殼幔混合源型花崗巖形成了第二、第三礦床成礦系列(二、三礦床成礦系列在礦化組合上存在的某些差別，與其所處構造單元的不同有關);由深變質混合巖化形成的原地、半原地混合花崗巖(殼源變質型)及后期(燕山期)花崗巖形成了第四礦床成礦系列。

經過二十多年本地區的礦產勘查與科研工作，涉及華南地區與中生代巖漿成礦作用有關的礦床成礦系列研究又取得較大進展，如常印佛、翟裕生等對長江中下游成礦帶的研究，建立了長江中下游與燕山期火山－侵入活動有關的鐵、銅、金等礦床成礦系列，分出三個亞系列(常印佛等，1991;翟裕生等，1992)或五個亞系列(陳毓川等，1998)。對原已分出的四個與中生代巖漿成礦作用有關的礦床成礦系列也有一些新的認識:如武夷－云開地區與花崗巖及酸性火山－次火山巖有關的鈮鉭、銅、錫、金、多金屬礦床成礦系列主要是印支－燕山期的，以燕山期為主。

目前看來，華南地區與中生代巖漿活動有關的眾多金屬、非金屬礦床，礦種多，成因復雜，但它們都與巖漿作用有關;成巖、成礦時代都屬于中生代，均形成于陸塊內的大地構造環境，有諸多共性。如何對它們進行科學合理的自然歸類?本文運用礦床成礦系列的概念，以華南中生代時期不同地質構造環境為基礎、充分考慮由此引起的各構造帶不同程度的殼幔相互作用所引發的地質成礦作用，并根據所形成的巖礦組合及其地球化學特征，從宏觀區域上分出五個礦床成礦系列:

Ⅰ、長江中下游成礦帶與燕山期殼幔源侵入－噴發巖有關的鐵、銅、金、鉛鋅、非金屬礦床成礦系列。其構造環境受長江斷裂帶所控制，是地幔隆起帶，幔源物質參與了成礦作用，成礦元素以鐵、銅、金為主;

Ⅱ、南嶺成礦區與燕山期花崗巖有關的有色、稀有、稀土、鈾礦床成礦系列。其構造環境為華南加里東期褶皺區在中生代的構造活化區，與殼源為主的花崗巖成礦作用有關，也有幔源物質參與。除了原先分出的四個亞系列之外，成礦區西鄰的黔－桂汞、銻、金低溫成礦區是否也屬于此礦床成礦系列的組成部分，還有待于研究;

Ⅲ、東南沿海成礦帶與燕山期中酸性火山－侵入巖有關的有色多金屬、稀有、貴金屬、非金屬礦床成礦系列。成礦地質環境屬于大陸邊緣構造帶，與強烈的雙峰式火山－侵入巖漿成礦作用有關，有部分地幔物質參與成巖、成礦;

Ⅳ、贛東北成礦區與燕山期中酸性火山－侵入巖有關的銅、鉛鋅、金、銀礦床成礦系列。成礦地質構造環境為揚子準地臺與華南褶皺系之間的贛東北斷裂帶，斷裂帶與地幔溝通，有部分幔源物質參與成巖成礦。在南嶺成礦帶內的湘南、粵北沿一些深大斷裂帶也有本成礦系列的礦床組合產出;

Ⅴ、武夷－云開成礦帶印支－燕山期與混合花崗巖、花崗巖有關的鈮鉭、錫、金、銀、多金屬礦床成礦系列。成礦地質構造環境為華南褶皺系與東南沿海褶皺系之間的構造變質帶，成礦與印支期變質花崗巖、燕山期花崗巖有關，有少量地幔物質參與成巖成礦。

可見，華南地區在同一時代形成不同的礦床成礦系列的原因在于:不同的地質構造環境、不同程度與性質的殼幔相互作用，由此形成的不同性質與成因的巖漿巖，不同的成礦過程及不同的礦床組合(表1)。也可以說，中生代華南地區已形成統一的陸塊，其內部各處殼層的古構造環境存在差異，當受到區域性的構造動力作用時，不同古構造環境中所引發的殼幔相互作用必有差異，進而形成不同的巖漿組合與礦床成礦系列。每一個礦床成礦系列都構成一個相對獨立但完整的成礦系統。這些礦床成礦系列的邊界劃分是相對的，原因是殼層淺部與深部的控礦構造都是非常復雜的，而成礦物質的運移及聚集又受到這些構造的控制，尚難以完全識別。因此，目前只能大致以形成本礦床成礦系列的構造－巖漿－成礦帶作為其分布范圍，但成礦作用完全可以超越該空間范圍(圖1)。

圖1 華南中生代與巖漿作用有關的礦床成礦系列分布簡圖(據陳毓川等，1989的圖件修編，5個成礦系列的特征描述參見表1)Fig.1 Distribution of metallogenic series related to Mesozoic magmatism

表1 華南地區各成礦系列巖漿巖地球化學特征Table 1 Geochemical features of magmatic rocks related to the metallogenic series in South China

2 武夷－云開構造－巖漿－成礦帶在華南區域成礦過程中的作用

以武夷－云開成礦帶為中心帶，東西兩側地區巖漿成礦作用有明顯不同(表2)。其中，武夷－云開隆起帶既是加里東－海西－印支期花崗－混合巖分布區，也是燕山期火山及淺成酸性巖漿活動區，是著名的成礦帶，鎢、錫、鈮鉭、銅、鉛鋅、金、銀等礦產豐富，成礦作用或與花崗巖有關或與火山巖有關，成礦年代從加里東－海西－印支－燕山期均有，尤以燕山期為強(陳毓川等，1998)。以武夷－云開隆起帶為核部，向東、西兩側，無論是成礦地質背景還是礦產資源上則呈現出對稱分布的特征(圖2)，其中，武夷－云開隆起帶西側的贛－湘－桂地區成礦作用與花崗巖關系密切，成礦花崗巖的年齡向西變年輕，成礦元素包括W、Sn、Nb、Ta、Bi、Mo、Pb、Zn、Sb、Ag、Au、REE、U等，所形成的礦床也從東部的鎢、稀土、鉍、鉬、鈾為主，演變為錫、鎢、鉛鋅為主，再演化為錫、鉛鋅、銻、銀為主，并轉為汞、銻、金、砷低溫組合，且成礦年代也變新。武夷－云開隆起帶東側的東南沿海地區則以火山巖漿成礦作用為主，礦種主要有銅、鉬、鉛鋅、銀、金、螢石、葉蠟石等，相關火山巖與次火山巖的年齡向東變年輕，成礦年代也變年輕。近年來大量的同位素年代學研究進一步證實了上述規律(王登紅等，2010b)，如廣西丹池成礦帶的成巖成礦作用集中在晚白堊世(Wang et al.，2004;梁婷

等，2008;李水如等，2008)，福建沿海的銅、鉬、鈹礦也在晚白堊世(王成輝等，2009;趙芝等，2012)，明顯晚于武夷山成礦帶。

表2 武夷－云開成礦帶及其與東、西兩側成巖、成礦作用的對比Table 2 Comparison of the rock-forming and ore-forming features in the W uyi-Yunkaibelt and its marginal region

圖2 華南中生代礦床時空分布圖(在陳毓川等(1989)的基礎上根據近年來的新資料作了補充修改，部分數據參見王登紅等(2010b))Fig.2 Temporal and spatial distribution of the ore deposits related to Mesozoic granitoids in the Nanling region

3 華南中生代巖漿礦床成礦系列相互疊合的問題

不同性質、不同時代的構造體系在同一個地區可以出現疊合的現象，礦床的成礦系列也存在這樣的問題。比如，塊狀硫化物礦床的鐵帽既是風化作用形成的風化殼成礦系列的一部分，又是原始塊狀硫化物礦床成礦(亞)系列的自然“衍生”;殘坡積礦床既是原始礦床成礦系列的一部分，又是表生礦床成礦系列的一部分。王登紅等(2000，2002)通過對新疆阿爾泰成礦省海西旋回與巖漿作用有關礦床成礦系列中的Cu-Ni硫化物礦床成礦亞系列(喀拉通克式)的研究，認為它是地殼尺度造山過程與地幔尺度基性超基性巖侵入過程在時間和空間上發生重疊的一個典型，可以作為兩個不同成因礦床成礦系列“疊合”的實例，它既是阿爾泰海西造山過程巖漿作用成礦系列的一部分，又是新疆北部地幔柱成因Cu-Ni硫化物礦床成礦系列的一部分，與東天山和西天山的同時代Cu-Ni硫化物礦床也可以共同構成一個完整的礦床成礦系列。阿爾泰海西旋回的造山過程決定不了地幔柱成因Cu-Ni塊狀硫化物礦床成礦系列的形成，而單一的地幔柱過程也決定不了阿爾泰海西造山帶的形成與否。這是兩個尺度(地殼和地幔)、不同起因的地質過程，但剛好在同一空間“耦合”，從而導致相應的礦床成礦系列的“疊合”。因此，礦床成礦系列的疊合(陳毓川等，2007)可以概括為:屬于某個礦床成礦系列的部分礦床同時又是另一個礦床成礦系列的組成部分，而這兩個不同的礦床成礦系列可以是各自獨立的，各具成因，分別形成于不同的大地構造背景。

對于華南地區，這樣的實例也不少，如:贛東北成礦帶范圍內的江西東鄉楓林銅鎢礦、德興的永平銅鎢礦，南嶺成礦帶范圍內的廣東韶關市大寶山銅、鎢、鉬多金屬礦床。其共同點是在同一個礦床或礦田范圍內先形成銅礦后疊加鎢(鉬)。大寶山可以作為兩個礦床成礦系列疊合礦床的實例。該礦床受到斷裂帶控制，先發生與英安斑巖有關的銅多金屬成礦作用，后發生與花崗斑巖、閃長巖有關的、以斑巖型鎢、鉬為主的成礦作用，銅、鎢既有各自獨立的礦體，也有重合的礦體(主要在上部)。含有銅、鎢的硫化物礦體經過表生風化淋濾后形成含鎢的鐵帽。東鄉楓林及德興永平銅鎢礦床也存在含鎢鐵帽，鎢以離子吸附狀態存在于鐵帽中。在湖南常德，水口山－康家灣鉛鋅金銀礦床受北東向斷裂帶控制，成礦作用與贛東北有一定的可比性，向南進入南嶺成礦帶范圍，出現黃沙坪式的鉛鋅、鎢錫、鉬、鐵礦床，鉛鋅、鎢錫均可達大型規模，并形成規律性垂向分帶，從深部花崗巖接觸帶的矽卡巖型鎢錫鉬磁鐵礦礦體，向淺部灰巖中變為熱液充填－交代型大型鉛鋅礦體。這樣的成礦組合是一次成礦作用的結果，還是屬于南嶺成礦系列與贛東北成礦系列的疊合，值得研究。這些礦床中的銅、鉛、鋅、金、銀是屬于贛東北成礦帶所在的礦床成礦系列的典型成礦元素，而鎢、錫、鉍、鉬是南嶺地區成礦系列的典型成礦元素。在一個礦床中先后出現兩個礦床成礦系列的成礦元素，構成疊合礦床。可見:①各個礦床成礦系列的邊界是相對的，不規則的，決定于其成礦構造條件，相鄰的、同時代礦床成礦系列可相互疊覆，形成過渡帶;②在同時代相鄰礦床成礦系列之間的過渡帶中形成疊合礦床是正常的、必然的;③疊合可以是相鄰系列成礦作用產物的疊加，也可是兩成礦源融合的產物。

對于不同礦床成礦系列疊合規律的認識，還有很多問題值得探索，比如:①同時代相鄰的巖漿組合的礦床成礦系列之間形成相鄰系列的疊合礦床，并構成過渡帶，有否具有普遍意義?②在過渡帶這種雙源成礦的過程及機制是什么?對這些問題的研究，對于區域成礦規律的深入研究和深部地質找礦也具有重要意義(王登紅等，2008，2010a)，比如湘西地區的沃溪W-Sb-Au礦床，是否屬于湘南鎢多金屬成礦作用、湘中銻成礦作用、雪峰山造山過程金成礦作用和黔東－湘西銻汞等低溫成礦作用共同作用的結果，對此還有不同的看法，但提示我們對于湘中地區，渣滓溪、龍山等銻礦的深部是否存在隱伏花崗巖體及與花崗巖有關的鎢多金屬礦化，值得探討;在湘西－黔東北尋找鎢礦也可探索。最近，王登紅等(2012)在貴州大竹園的鋁土礦中發現了鎢和鋰等傳統親花崗巖類的成礦元素的異常富集，雖然異乎尋常，但值得注意。

4 華南區域成礦分帶問題

對于華南區域成礦分帶的研究，前人已經積累了很多成果(翁文灝，1919，1920;郭文魁，1959;陳毓川等，2006)。華南陸內中生代成礦在區域上自武夷－云開成礦帶向西存在著金屬礦床的分帶性，這一客觀事實受到了普遍的高度重視。總體上看，自東向西由贛南粵北湘南的W-Sn-Bi-Mo→桂東南、桂西北的Sn-W-Pb-Zn-Sb-Ag-Au→黔桂(滇)的Hg-Sb-Au，總體成礦溫度呈現出由高到低的變化趨勢。陳毓川等(1989)在1980～1985年期間研究南嶺成礦帶時，傾向于認為這種區域性、有規律的成礦分帶受到深部統一的巨大的殼幔巖漿成礦作用的控制，并提出了一個粗略的理想模式(圖3)，指出武夷－云開成礦帶也是一個“熱帶”。王登紅(1995，1996，1998)進一步從地幔柱是否存在于華南的角度，探討了大陸內地幔活動對構造演化和成礦分帶的區域性影響，認為華南近東西向錫成礦帶及相關花崗巖自東向西變年輕的原因，“可能是華南所在板塊向東漂移過程中，一個潛伏的熱柱在地表留下的痕跡”。黎盛斯(1996)和李子穎等(1998)也分別從銻、鈾成礦的角度，分析過華南的地幔柱成礦問題。對于此重大問題，涉及的學科很多，十分復雜，但值得共同探索，隨著地質科學各方面發展，肯定會逐步得到科學的結論。

圖3 華南區域成礦分帶示意圖Fig.3 M odel ofmetallogenic zoning for the Nanlingmetallogenic belts

5 結論

本文概要論述了華南與中生代巖漿作用有關的礦床成礦系列與大區域分帶的相關問題，指出華南是我國與中生代巖漿巖有關有色、稀土、稀有金屬、鈾等礦床成礦系列發育最完善的成礦省之一，其以武夷－云開構造－巖漿－成礦帶為中心、向東、西兩側對稱分布、成巖成礦時代逐漸變年輕的區域性分帶格局在國內外也是罕見的。之所以形成這種面積達幾十萬平方公里的區域性分帶格局，一方面受到了區域性水平方向構造運動的影響，但另一方面也離不開垂直方向殼幔物質相互作用的制約，而正是殼幔相互作用程度的不同、巖漿性質和成因的不同以及陸內不同區段殼層古構造環境的差異導致在不同的成礦過程中形成不同的礦床組合，這也是華南出現不同礦床成礦系列(亞系列)以及礦床成礦系列疊合的重要原因。

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Abstract:Based on the study of metallogenic series with a history of more than 30 years，this paper points out that South China is one of the most important metallogenic provinces in China，with plentiful nonferrous，rare earth elements，raremetals，and uranium mineral resources related to Mesozoic magmatism.In this region，with the Wuyi-Yunkai tectonic-magmatic-metallogenic belt being the axis，a huge zoning pattern covering an area of more than 50×104km2can be recognized，where the ages of magmatism and mineralization become younger towards either wing.The regional zoning of mineralization in South China was controlled not only by horizontally movement of plate but also by vertically movement of materials from crust and mantle.

Keywords:metallogenic series of ore deposits;magmatism;Mesozoic;regional zoning of mineralization

Four M ain Topics Concerning the M etallogeny Related to Mesozoic Magmatism in South China

CHEN Yuchuan and WANG Denghong
(MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment，Institute of Mineral Resources，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100037，China)

P611.1

A

1001-1552(2012)03-0315-007

2012－01－29;改回日期:2012－04－22

項目資助:中國地質大調查項目“我國重要礦產和區域成礦規律研究”(項目編號:1212010633903)、國家深部探測技術與實驗研究專項“南嶺成礦帶地殼巖漿系統結構探測實驗”課題(項目編號:SinoProbe 0301)資助。

陳毓川(1934－)，男，中國工程院院士，博士生導師，主要從事礦產資源研究。

王登紅(1967－)，男，研究員，博士生導師，主要從事礦床地質等的研究。Email:wangdenghong@sina.com