中国金矿床成矿年代学研究进展.pdf

2023 年 7 月 地 球 学 报 Jul.2023 第 44 卷 第 4 期:581-598 Acta Geoscientica Sinica Vol.44 No.4:581-598 本文由中国地质调查局“中国矿产地质志”项目(编号:DD20221695;DD20190379;DD20160346)资助。收稿日期:2022-08-18;改回日期:2022-11-17;网络首发日期:2022-12-08。责任编辑:闫立娟。第一作者简介:秦燕,女,1982 年生。博士,副研究员。从事同位素地球化学研究。通讯地址:100037,北京市西城区百万庄大街 26号。E-mail:。*通讯作者:王成辉,男,1982 年生。博士,正高级工程师。从事金矿和稀土稀有稀散矿产研究工作。E-mail:。中国金矿床成矿年代学研究进展 秦 燕,王成辉*,王登红,王 岩,黄 凡 中国地质科学院矿产资源研究所,自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京 100037 摘 要:成矿年代研究对于金矿成矿规律总结和找矿勘查工作具有重要意义。本文系统整理了全国 610 个大、中、小型金矿的近 4000 个成岩、成矿年代学数据(数据来源为截至 2021 年 12 月公开发表的相关文献资料)。在此基础上,划分了我国金矿 7 个主要成矿期,即新太古代古元古代成金期(五台期)、中元古代新元古代成金期(晋宁雪峰期)、早古生代成金期(加里东期)、晚古生代成金期(海西期)、早中生代成金期(印支期)、晚中生代成金期(燕山期)和新生代成金期(喜马拉雅期);文章探讨了我国不同地质时期金矿的分布特征、矿床类型和成矿环境。研究结果表明,中国金矿床在各个地质时期都有产出,最早的金矿形成于太古宙,燕山期是我国金矿成矿的高峰期(主要集中于 105145 Ma),其次为印支期。同时,近年来的同位素年代学资料表明,喜马拉雅期金矿不断被发现,也是我国金矿重要的成矿期之一。总结出中国不同时代金矿的特点为:成矿强度老弱新强、叠加成矿时间跨度大、新生代金矿资源潜力大。关键词:金矿床;成矿年龄;成矿期;中国 中图分类号:P641.4;P597.3 文献标志码:A doi:10.3975/cagsb.2022.112501 Metallogenic Chronology of Gold Deposits in China QIN Yan,WANG Cheng-hui*,WANG Deng-hong,WANG Yan,HUANG Fan MNR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment,Institute of Mineral Resources,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100037 Abstract:The timing of mineralization is crucial in understanding ore-forming processes and informing gold prospecting.This study presents nearly 4000 ore-forming data points from 610 gold deposits,collected from 1982 to 2021.Using these data,the seven main metallogenic epochs of gold deposits are summarized:NeoarcheanPaleoproterozoic(Wutai Period),MesoproterozoicNeoproterozoic(JinningXuefeng Period),Early Paleozoic(Caledonian Period),Late Paleozoic(Hercynian Period),Early Mesozoic(Indosinian Period),Late Mesozoic(Yanshan Period),and Cenozoic(Himalayan Period).The distribution characteristics,deposit types,and metallogenic environments of gold deposits in different geological periods were discussed.The results showed that gold deposits in China formed across various geological periods.The earliest gold deposits formed during the Archean,and gold mineralization in China peaked during the Yanshan Period(Early Cretaceous,145105 Ma).In recent years,isotopic chronology studies have shown that the Himalayan Period was also an important metallogenic period for Chinese gold deposits.The characteristics of gold deposits of different ages in China are summarized as follows:gold deposits hosted in Archean metamorphic rocks show weak mineralization,whereas there is a greater degree and longer period of mineralization in younger deposits.The youngest deposits from the Cenozoic have great potential for gold prospecting.Key words:gold deposit;ore-forming age;metallogenic epochs;China 582 地 球 学 报 第四十四卷 成矿年代学的研究无论是对典型矿床研究还是区域性的资源评价都具有重要的指导意义。在以往工作中,前人利用不同测试方法在金矿成矿年代学方面获得了大量同位素年龄数据。王义文(1994)、李俊建(1998)、陈毓川等(2001)和陈柏林(2002)分别对我国金矿成矿年龄特点进行了总结,概括起来为“一老一新成矿、东西南北有别、多期叠加成矿、成岩成矿存时差”。随着我国金矿勘查工作投入的不断加大,近年来中国金矿地质勘查取得了较大的进展,除了一批大型、超大型金矿不断被发现(如云南北衙,甘肃大桥等),一些新的成矿区带也取得了突破,如在青藏高原发现了一系列中新生代的矿床,甲玛、驱龙、雄村等伴生金矿均具有较大规模(刘月高等,2011;黄勇等,2014;杨征坤等,2022)。这些进展和发现,在一定程度上改变了中国金矿床的时空分布格局,也为丰富金矿成矿理论研究提供了大量珍贵的资料。此外,随着蚀变矿物、流体包裹体、水热锆石和矿物同位素原位分析等定年技术的发展及其在金矿床研究中的广泛使用,金矿床定年精度大大提高,积累了大量新的金矿成矿年代学数据,从而对我国金矿床成矿时代框架的认识也发生了一些变化。本文在前人研究基础上,进一步搜集统计了我国近二十年来包括新发现矿床在内的 610 个大、中、小型金矿床的资料,总结了我国不同成矿期金矿的分布特征、矿床类型和成矿环境等,进一步深化了我国金矿的成矿规律研究。1 中国金矿成矿期划分中国金矿成矿期划分 王义文(1994)和陈柏林(2002)将我国金矿床划分为四个大的成矿期,分别是晚太古早元古代成矿期、元古宙成矿期、古生代成矿期和中、新生代成矿期,并提出中国金矿成矿时代高峰值明显具有“一老一新”的规律,认为晚太古代早元古代和中新生代是我国金矿两个成矿高峰期。本次工作系统搜集最新的金矿成矿年代学数据(数据来源为截至 2021年 12月公开发表的相关文献资料),并进行了统计(表 1,图 1)。通过年龄数据直方图(图 2)可见,中国金矿在太古代、元古代、古生代、中生代、新生代均有分布。本文将中国金矿划分为 7 个主要成矿期:新太古代古元古代成金期(五台期)、中元古代新元古代成金期(晋宁雪峰期)、早古生代成金期(加里东期)、晚古生代成金期(海西期)、早中生代成金期(印支期)、晚中生代成金期(燕山期)和新生代成金期(喜马拉雅期)。从金矿化分布广度看,燕山期金矿列于各成矿期金矿之首,其它依次为印支期、华力西期、喜马拉雅期、加里东期、五台吕梁期、晋宁雪峰期,华力西期和喜马拉雅期金矿所占比重较以前明显升高。2 各成矿期金矿成矿特征各成矿期金矿成矿特征 2.1 新太古代古元古代成金期(五台期)新太古代古元古代时期形成的金矿床主要分布于华北地台北缘,矿源层均为太古宙绿岩建造(陈毓川等,2001)。由于华北地台经受了多次强烈的改造,能保存下来的绿岩型金矿床有限。存在太古代成矿作用的金矿床除了著名的夹皮沟金矿、南龙王庙金矿、金厂峪金矿、猫岭金矿外,还有狐狸山金矿、东腰庄金矿和大西沟金矿等。前人获得成矿年龄大多根据地层、相关岩体的时代或者区域构造活动时间来推断,会导致对成矿年龄的认识出现偏差。例如,位于辽东的猫岭金矿,是华北克拉通北缘重要的含砷浸染型金矿之一,成矿时代一直存在争议。王义文(1994)通过矿石铅模式年龄推断矿体形成年龄为 1 700 Ma;陈江峰等(2004)通过大石桥组大理岩的变质年龄确定矿床形成上限年龄为(1 82292)Ma;喻钢等(2005)测得与金密切共生的毒砂矿物 Re-Os 同位素等时线测年结果为(2 316140)Ma,认为猫岭金矿成矿时间在古元古代。刘军等(2018)测得猫岭矿区外围卧龙泉和猫岭岩体的 LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 年龄分别为(183.01.8)Ma、(128.81.6)Ma,硫化物样品的铷-锶等时线年龄为(228795)Ma,初始 Sr 同位素比值ISr为 0.711 7,将猫岭成矿作用时间确定在古元古代早期,认为晚中生代岩浆活动与猫岭金矿化无成因联系。进入 21 世纪以来,随着同位素年龄测试方法和测试矿物的优化选择,对某些矿床成矿期次的认知也发生了改变。如,辽西排山楼金矿床位于华北克拉通北缘东段赤峰朝阳阜新金矿成矿带,矿体主要赋存于东西向韧性剪切带的太古宙变质岩中。根据地层及构造特征,王义文(1994)认为该金矿成矿年代属晚太古代无疑;李俊建等(2001)则测得排山楼金矿区浸染状矿石中石英的氩氩法年龄为(2 105.210.4)Ma,提出该矿床成矿时期为太古代;Zhang et al.(2005)测得黑云母 Ar-Ar 坪年龄为(126.61.1)Ma;王荣湖等(2008)测得成矿前变形的闪长玢岩脉、变形花岗斑岩脉、成矿后的闪长玢岩脉和大石头沟黑云母花岗岩中锆石的 SHRIMP U-Pb 年龄分别为(1262)Ma、(1241)Ma、(1251)Ma和(1241)Ma,属于同时代产物,且与矿石中蚀变黑云母的氩氩法年龄(124.40.39)Ma 一致,而矿化阶段钾长石的氩氩法坪年龄为(116.691.15)Ma,第四期 秦 燕等:中国金矿床成矿年代学研究进展 583 图 1 中国中大型、超大型金矿分布图与成矿年龄 Fig.1 Distribution and ore-forming ages of medium-large and super-large gold deposits in China 584 地 球 学 报 第四十四卷 表 1 中国与大型、超大型原生金矿有关的岩体及成矿年龄简表(单位:Ma)Table 1 Rock-forming and ore-forming ages of large and super-large primary gold deposits in China(unit:Ma)矿产地名称 锆石 U-Pb 法 Pb-Pb 法 Sm-Nd 等时线 Rb-Sr 等时线 Ar-Ar 法坪 K-Ar 法 Re-Os 法 安徽池州抛刀岭 146.8,141.3 安徽铜陵天马山 135 石英闪长岩 143 安徽铜陵新桥 黄铁矿 112.6 北京市怀柔得田沟 阳起石片岩147.29 福建上杭紫金山 矿化蚀变矿物绢云母和明矾石 111.7894.10 甘肃合作早子沟 闪长玢岩216.6215.5;闪长斑岩 237.5;花岗闪长岩248.9 242.1 甘肃礼县李坝 方铅矿 184 中川岩体黑云母二长花岗岩219181.5;金矿石中钾长石176 矿体中石英210.6 甘肃碌曲拉尔玛 大脉状石英421、319、227、169 载金石英 49.5 绢云母 242;蚀变脉岩 130127 甘肃岷县寨上 石英和绢云母130125.28 甘肃肃北贾公台 黑云母斜长花岗(斑)岩 437;二长花岗岩434 黑云母斜长花岗(斑)岩310;石英脉310,485 黑云母斜长花岗(斑)岩 350 甘肃文县阳山 198190 甘肃西和大桥 花岗闪长岩脉215211;闪长斑岩 187.5 角砾岩中绢云母 150142;蚀变花岗闪长岩中绢云母130.8127.2 甘肃夏河加甘滩 隆务河组240238 广东高要河台 含金石英脉中单颗粒锆石 492 金硅化岩 171;硫化物 150 富硫化物石英脉 172 黑云母 161.8,绢云母 157.1 磁黄铁矿175.5 广东高要长坑 矿石 128 136.8132.2 广东广宁黄泥坑 花岗闪长岩 451 含金石英脉 233 广西凤山金牙 毒砂 206 广西贵港龙头山 流纹斑岩 103.3,花岗斑岩 100.3 广西田林高龙 石英流体包裹体 255,173 贵州安龙戈塘 黄铁矿、雄黄等 100 萤石 35.83 贵州普安泥堡 萤石 122,126 石英 141,142 贵州贞丰烂泥沟 石英流体包裹体 259;105.6 热液绢云母194.6 含砷黄铁矿193 贵州贞丰水银洞 石英裂变径迹8060 方解石136134,146.5 贵州贞丰紫木凼 方解石 250 海南乐东抱伦 尖峰岭岩体240232,热液锆石 230205 热液蚀变矿物234 213 224.6 河北崇礼东坪 382.8103 河北宽城东梁 安山岩、闪长玢岩、石英二长斑岩、花岗斑岩170.2151 第四期 秦 燕等:中国金矿床成矿年代学研究进展 585 续表 1 矿产地名称 锆石 U-Pb 法 Pb-Pb 法 Sm-Nd 等时线 Rb-Sr 等时线 Ar-Ar 法坪 K-Ar 法 Re-Os 法 河北宽城牛心山 花岗岩 172 河北宽城峪耳崖 峪耳崖岩体 175 188.9 189163.8 辉钼矿171.9 河北灵寿石湖 麻棚岩体 124.8,136;石英闪长玢岩 127.3 河北平泉下营坊 花岗斑岩170.4163.3 辉钼矿164.2 河北迁西金厂峪 青山口花岗岩221186 蚀变岩的绢云母 197170 钠长石石英复脉型金矿体中辉钼矿225 河北宣化小营盘 含金铁白云石 2711 伟晶岩 446222;钾长石英脉 247155 河南灵宝大湖灵湖 钼矿脉中独居石203.5,金矿脉中独居石 130.4 蚀变岩型矿体中钾长石95.22 辉钼矿255.6206 河南灵宝东闯金渠 石英 143128 河南灵宝文峪 文峪岩体 138.4 179.6145 157.6113.9 河南栾川元岭南坪 含矿斑岩135132,不含矿斑岩 148.1 黄铁矿 121.5 辉钼矿 132.3,134.3131.3 河南洛宁上宫 矿化安山岩242;中阶段绢英岩、石英、硅化体165 石英包体222.8;蚀变绢云母 236.4 河南嵩县槐树坪 石英流体包裹体 163,173 河南嵩县祁雨沟 花岗斑岩 134.1 黄铁矿 126 石英、长石130109 辉钼矿135.6127.5 河南嵩县前河 绢云母 126.99 河南桐柏老湾 似斑状花岗岩142.2132.5 石英91.5,淡绿色绢云母 138 辉钼矿141.6 河南桐柏银洞坡 辉长岩 443406 石英 373.8,361.34 白云母 370.9,176140 黑龙江勃利老柞山 闪长玢岩 105,花岗岩 262.6 黄铁矿 239 绢云母 108.76 黑龙江黑河争光 闪长岩 186 钾长石 184.6 石英闪长岩 182 辉钼矿 463 黑龙江嘉荫团结沟 花岗斑岩等11480 112100 黑龙江漠河砂宝斯 130 黑龙江逊克东安 细粒正长花岗岩184;流纹斑岩109.6;碱长花岗岩 183.2176.3;含金石英脉中锆石 108.2 和109.7;粗安岩108.0;光华组流纹岩 109.1 矿脉绢云母107.2;冰长石105.14 湖北大冶鸡冠咀桃花嘴 鸡冠咀岩体146132 辉钼矿138.8136.8 湖北阳新鸡笼山 鸡笼山岩体花岗闪长斑岩151.75138 辉钼矿 140 湖南常宁水口山 老盟山英安斑岩148.8;花岗闪长岩 172.3156;石榴子石 159.1 闪锌矿 154.6151.7 英安岩 129 老鸦巢辉钼矿 157.8,鸭公塘黄铁矿140 湖南洪江铲子坪 花岗岩 243203 含金石英脉205.6,244 586 地 球 学 报 第四十四卷 续表 1 矿产地名称 锆石 U-Pb 法 Pb-Pb 法 Sm-Nd 等时线 Rb-Sr 等时线 Ar-Ar 法坪 K-Ar 法 Re-Os 法 湖南会同淘金冲肖家 金矿石英流体包裹体 435,350.9 湖南平江黄金洞 连云山岩体160 矿脉中流体包裹体 152,462.0 矿化板岩中绢云母 130 湖南平江万古 岩体 142 430409 石英流体包裹体 70.3,425 矿化板岩中绢云母 130 湖南沅陵沃溪 白钨矿 402 与锑共生石英流体包裹体144.8 石英 423,416 吉林安图海沟 闪长玢岩122132.4 石英 102,绢云母 161.9 吉林白山金英 黑云母闪长玢岩 128 吉林桦甸二道甸子 黑云母花岗岩184.1,199.8 绢云母 173.25,195.26 吉林桦甸夹皮沟 含金石英脉203177 含金石英脉18641334 吉林桦甸老金厂 吉林珲春小西南岔 各类花岗岩123.45102.1 石英流体包裹体 123 辉钼矿123.35109.4 江苏南京江宁铜井 黝方石响岩130.6118.7 江西德兴金山 石英 732161,黄铁矿 838,伊利石 167.9 660560 江西于都银坑矿田 与矿脉相互穿插的岩脉160153 辽宁丹东五龙 122.8119.1 辽宁凤城白云 新岭岩体217.6;双顶沟岩体 219 石英 229227,1976196 载金黄铁矿225.3 辽宁阜新排山楼 闪长玢岩和黑云母花岗岩126124 矿化阶段钾长石 116.69,黑云母 124.4;石英 2 105.2 辽宁盖州猫岭 卧龙泉和猫岭岩体 183.0,128.8 硫化物 2287 辽宁凌源柏杖子 柏杖子岩体236222 含金石英脉128 内蒙古阿拉善朱拉扎嘎 279.7280 矿石 275 矿石中石英282.3 内蒙古包头乌拉山哈达门沟 大桦背 353;沙德盖 221.6;西沙德盖 222.9;钾化蚀变岩 132 金矿石中绢云母 1992.73、322.58、239.76 大桦背岩体和矿石蚀变岩299.26190.0 含金石英脉中的辉钼矿386354.9 内蒙古赤峰敖汉旗 金厂沟梁 142.7131.7 蚀变矿物云母118126 内蒙古赤峰敖汉旗撰山子 角闪二长花岗岩 245.8 辉钼矿243.5 内蒙古赤峰莲花山 闪长玢岩脉225 内蒙古苏尼特右旗毕力赫 次火山杂岩体和钾长花岗斑岩 283.8264.2 辉钼矿273.9220.4 内蒙古乌拉特中旗浩尧尔忽洞 花岗岩中黑云母 268、270.1 宁夏中卫金场子 石英闪长玢岩170,149143 第四期 秦 燕等:中国金矿床成矿年代学研究进展 587 续表 1 矿产地名称 锆石 U-Pb 法 Pb-Pb 法 Sm-Nd 等时线 Rb-Sr 等时线 Ar-Ar 法坪 K-Ar 法 Re-Os 法 青海都兰果洛龙洼 含矿石英脉中石英坪年龄202.7 青海都兰五龙沟 235.0197.4 矿石中绢云母236.5 青海海西州大柴旦镇 滩间山 花岗斑岩344.9;斜长花岗斑岩 350.4 含矿石英脉流体包裹体 237 绢云母 409.4;青龙沟绢云母284.0 黄铁绢英岩化闪长玢岩 294;蚀变花岗斑岩型矿石 268.94 青海兴海满丈岗 矿脉中热液锆石 221.1 花岗闪长斑岩196.84;全岩227 青海泽库瓦勒根 花岗斑岩 237 青海曲麻莱大场 187 220.3 山东莱州红布 122113 山东莱州仓上 流体包裹体114.1112.9 蚀变绢云母121.5121.1 山东莱州三山岛 郭家岭花岗岩127 蚀变绢云母117.6 白云母 99,黄铁绢英岩中绢云母 118.35,蚀变绢云母123.0119.0 山东莱州新城 蚀变白云母105;黄铁矿/绢云母 116.6 绢云母/白云母120.7 蚀变白云母106 山东蓬莱黑岚沟栖霞庄子 黑岚沟黄铁矿114;大柳行黄铁矿 120 含金石英脉、黄铁绢英岩110 山东平度大庄子 矿石 117.39 山东平邑归来庄 铜石岩体178.4,175.6 山东乳山金青顶 绢英岩及钾长石 121.3101.78 石英 153.8,140.6 蚀变围岩中黑云母 144.6 山东乳山西涝口 二长花岗岩2125.0,含金角闪辉长岩 108.4 绢云母 116.62,黑云母 121.82 山东烟台牟平邓格庄 瓦善片麻状二长花岗岩中黑云母129.01,含金石英 153.8 山东烟台牟平金牛山 含金矿脉中云母108.2107.4 山东烟台牟平辽上 黄铁矿 98128 山东烟台牟平宋家沟 闪长岩 121 山东招远大尹格庄 花岗岩 170.7 绢云母 130 黄铁矿 144.8 山东招远河西 郭家岭超单元126129 岩体 154156;黄铁矿 122.3 玲珑岩体 152.7 山东招远界河 46.522 山东招远玲珑 玲珑花岗岩全岩 Rb-Sr 等时线156.40,锆石144.8106.9 含金黄铁矿121.6,矿石矿物122.5120.0、111.7110.0 143.8117.5 玲珑花岗岩152.73 山东招远灵山沟 矿石中钾长石和铬云母 188.9;蚀变岩 115 山东招远上庄 上庄岩体 128.8 山东招远谢家沟 石英闪长斑岩118.0,花岗闪长岩 118.4 钾长石 112.79 黑云母花岗岩126122,闪长岩 107.65 588 地 球 学 报 第四十四卷 续表 1 矿产地名称 锆石 U-Pb 法 Pb-Pb 法 Sm-Nd 等时线 Rb-Sr 等时线 Ar-Ar 法坪 K-Ar 法 Re-Os 法 山西繁峙义兴寨 蚀变斑岩141131 矿石石英 136 蚀变岩 131.4 岩体 155.6116 陕西凤县八卦庙 全岩 U-Pb 石英脉232.58131.9 陕西凤县庞家河 花岗斑岩 240 陕西洛南大王西峪 文峪岩体 133 绢云母 132.16 陕西略阳煎茶岭 石英脉 199 铬水云母 144;钠长石 372 铜镍矿石878 陕西太白双王 黄铁矿 102 西坝岩体石英闪长岩 213.5198.3 黄铁矿 183.9,168.0 陕西潼关桐峪 138.4133.8 石英脉中黄铁矿、方铅矿134.8 绢云母 130.6 含金石英脉77108 陕西镇安金龙山 花岗岩 141.7 绢云母 141.6 四川冕宁张家坪子 381.54 四川木里梭罗沟 煌斑岩中黑云母 26.726.4 玄武岩中黄铁矿 238 四川松潘东北寨 黄铁矿和辉锑矿 32495 含碳质容矿板岩 167 台湾台北金瓜石 本山岩体 1.41.1 明矾石 1.0 天津蓟州黄花山 闪长岩中磷灰石 98 西藏革吉嘎拉勒 花岗闪长岩86.52 白云母 91.48 辉钼矿88.55 新疆巴里坤索尔巴斯陶 含矿石英脉 268 新疆富蕴卡拉麦里 新疆哈巴河多拉纳萨依 花岗闪长岩296.9 石英闪长岩371;矿脉 269 新疆托里哈图-包古图 含矿石英脉 290 新疆乌恰萨瓦亚尔顿 含矿石英脉231 石英 131,210.59 含绢云母矿石16798 新疆新源卡特巴阿苏 二长花岗岩346.2、350.4;闪长岩 305.0 含矿石英脉342,246 绢云母 268.56 黄铁矿310.9 新疆伊宁阿希 陆相火山岩363.2 安山岩 345.9;石英脉 301,339 云南鹤庆北衙 二长花岗斑岩3337 闪锌矿 32.8 39.4436.46 云南金平长安 正长岩、石英正长斑岩、煌斑岩3633 细晶正长岩3632 云南墨江金厂 花岗斑岩 252.9 含金石英脉135 富金石英脉63.0961.55 花岗斑岩 180.3 云南祥云马厂箐 35.634.4,37.9333.78 40.533.7 辉钼矿 35.8,33.9 云南元阳大坪 赋矿闪长岩773;煌斑岩3433 脉中石英765.5;绢云母33.76 云南镇沅老王寨 云煌岩4328.2;矿石96.182.3;水云母39.7 冬瓜林石英51.8 矿化橄榄玄武岩 95.372.9 浙江遂昌治岭头 花岗斑岩 110,霏细斑岩 105 159.9127.1 石英 139.4 辉钼矿 114.03 注:表中矿产地名称采用简称,年龄数据单位均为 Ma。限于表格篇幅,参考文献未能列出,详见正文中篇的相关章节。贵州安龙县戈塘金矿床石英的 ESR 年龄为 46 Ma,云南广南县老寨湾金矿床矿化石英脉的 ESR 年龄为 64.8 Ma,云南墨江县金厂金镍矿石英的 ESR 年龄为 29.066.4 Ma,云南元阳县大坪金矿床石英的 ESR 年龄为 17.329.1 Ma。等时线年龄为(116.971.39)Ma,由此推断排山楼金矿在燕山期也发生过成矿,至少受到过明显的改造。金厂峪金矿是冀东金成矿带中规模最大的金矿床。矿床产在晚太古宙花岗-绿岩带中,以产出红色钠长石-石英复脉型矿体为标志性特征,加之含金 第四期 秦 燕等:中国金矿床成矿年代学研究进展 589 图 2 中国金矿成矿年龄直方图(数据来源于 610 个金矿床)Fig.2 Histogram showing ore-forming ages of gold deposits in China(data were obtained from 610 gold deposits)复脉又赋存在金厂峪韧-脆性剪切带中,长期以来被称作“金厂峪式”金矿而备受关注。该矿床在成矿时代上存在不同的认识,主要体现在:部分学者认为矿床的形成时代为太古代 2 2002 400 Ma(张秋生等,1991;Lin et al.,1995),其中 Lin et al.(1995)认为矿化时代与韧性剪切带时间一致,为(2 190.558)Ma(糜棱片岩中的石英氩-氩法);金矿化发生在古元古代(1 8588)Ma(罗镇宽等,2001);金矿化发生在中生代早期:Bai et al.(2019)测得载金黄铁矿的 Re-Os 同位素年龄为(223.56)Ma,推断金矿化发生在中生代早期;金矿化出现在中生代中晚期 169197 Ma(Wang et al.,2020)。可见,金厂峪金矿也为多期次成矿,而不仅仅存在太古代成矿作用。总体上,与国外类似,该时代的金矿床皆以太古宙绿岩建造为原始矿源层。但由于华北陆台至古元古代仍处于活动期,变质期次多、程度高,故与其它国家(南非、澳大利亚和加拿大等)不同,赋存于区域变质低变质相岩系中的变质热液金矿床并不十分发育,而是在高级变质的太古宇绿岩建造发育地区,经过多次区域变质作用和动力变质作用,在同变质期构造带内形成了变质热液金矿床。2.2 中元古代新元古代成金期(晋宁雪峰期)中国中元古代时期金矿化强度较弱,分布不广,独立金矿少见,多为与基性超基性岩有关的伴生金矿。位于河北兴隆县的洞子沟银、铜、铅、锌、金多金属矿床,钟长汀等(2001)通过对矿床中切割矿体的辉绿岩脉进行 Sm-Nd 同位素测定,获得成矿年龄为 1 5211 683 Ma。Hou et al.(2015)测得云南武定县迤纳厂铁铜金矿床黄铜矿的 Re-Os 年龄为 (1 64814)Ma。四川省会理县拉拉铜金矿的矿体产于古元古界河口群富钠质的细碧-角斑岩系中,通过对独居石 U-Pb 定年确定成矿年龄约为 850 Ma(Liu et al.,2021)。中国晋宁期金矿床较少,均为成因待查明的热液型矿床。位于陕西南郑地区的五里浸金矿含矿岩石(黄铁绢英岩)中绢云母的40Ar-39Ar 坪年龄为(754.502.09)Ma,表明五里浸金矿的主要成矿时代为新元古代南华纪(乔建新等,2016)。江西德兴金山金矿的成矿年龄比较复杂,不同方法测定的各种年龄数据可分为 4 组:含金黄铁矿的铷-锶等时线年龄为(838110)Ma(毛光周等,2008),千糜岩、初糜棱岩的铷-锶等时线年龄为(714.560.5)Ma(韦星林,1996);石英脉中剪切面上热液蚀变绢云母的钾-氩法年龄为 660560 Ma(李晓峰等,2002);两类蚀变岩矿石中石英流体包裹体的铷-锶等时线年龄为(40625)Ma(王秀璋等,1999);超糜棱岩矿石和含金石英脉中石英的铷-锶等时线年龄分别为(40016)Ma 和(3728)Ma(陈毓川等,2001);含金石英脉中石英流体包裹体的铷-锶等时线年龄为(3794)Ma(毛光周等,2008);蚀变千糜岩的铷-锶等时线年龄为(1616)Ma(张金春,1994),伊利石的铷-锶等时线年龄为 167.9 Ma(伍勤生和刘青莲,1989)。上述 4 组年龄分别代表了晋宁期、扬子期、加里东期和燕山期 4 期成矿,表明矿田成矿具有多期多阶段成矿特点。2.3 早古生代成金期(加里东期)加里东成矿期形成的金矿床主要产于祁连褶皱系和华南褶皱系武夷云开降起区。前者赋矿地层为早古生代浅变质火山岩系,成矿作用与超基性岩浆系列和偏碱性玄武岩浆系列有关,代表矿床有白银厂火山岩型块状硫化物铜多金属伴生金矿床。590 地 球 学 报 第四十四卷 根据已有的年代学数据,加里东期柴北缘祁连地区金矿床有贾公台金矿、绿梁山金矿、按纳格金矿、双口山金矿和青龙沟金矿等。甘肃双口山金矿石英脉中锆石 U-Pb 年龄(402.84.2)Ma(俞军真等,2020),贾公台金矿岩体锆石 U-Pb 年龄为(442.76.8)Ma(张翔,2015)。矿床均是与加里东后期造山过程构造-蚀变岩有关,矿床类型有岩浆热液型、成因待明热液型和叠加型。武夷云开隆起区与加里东期花岗岩类有关的 Au(Cu、Pb、Zn)矿床主要有广西的湾岛金矿和湖南的沃溪金矿、万古金矿等(Zhang et al.,2019)。在华北地台北缘、新疆阿尔金、东天山和西天山也存在加里东期金矿。华北地台北缘加里东期金矿有四子王旗的白乃庙金矿、阿拉善右旗的特拜金矿及苏尼特左旗的白音宝力道金矿等。新疆地区加里东期金矿除太平沟金矿和萨瓦亚尔顿金矿是独立金矿外,其余大多为伴生金矿床,如黄滩铜金矿、玉带铜金钼矿床(Zhang et al.,2017;Sun et al.,2018;Sun et al.,2020)。由于金矿的特殊性,一些加里东期的金矿也会受到后期成矿作用的叠加。新数据的补充使得矿床成矿年龄数据呈现不同的分布范围。比如,黑龙江的争光金矿,与金矿成形有关的石英闪长岩的K-Ar 年龄为 182 Ma,锆石 U-Pb 年龄为 186 Ma,成矿于燕山早期(赵元艺等,2011;邓轲等,2013)。而对矿区内发育的多种脉体进行的锆石测年以及辉钼矿铼-锇同位素测年,获得的年龄基本大于 450 Ma,进 而 认 为 争 光 金 矿 形 成 于 早 古 生 代(480 454 Ma)(宋国学等,2015;李运等,2016);Wang et al.(2020a,b)获得英安斑岩磷灰石 U-Pb 年龄为(98.85.3)Ma 和(19210)Ma,黄铁矿 Re-Os 年龄为(484.88.7)Ma,这说明争光金矿还发生过加里东期和燕山期两期成矿作用的叠加。对沃溪金矿成矿时代的认识也发生了变化,史明魁等(1993)的研究表明,沃溪矿床中与辉锑矿共生石英的流体包裹体铷-锶等时线年龄为(144.811.7)Ma;但彭建堂等(2003)测得白钨矿的Sm-Nd等时线年龄为(4026)Ma,石 英 氩 氩 法 坪 年 龄 分 别 为(423.21.2)Ma 和(416.20.8)Ma,显示钨形成于加里东期而锑形成于燕山期。2.4 晚古生代成金期(海西期)海西成矿期金矿床分布比较广泛,主要产于我国北部的华北陆台北缘、内蒙古大兴安岭褶皱系、天山褶皱系、阿尔泰褶皱系和准噶尔褶皱系内。我国晚古生代金矿床的成矿强度和分布范围远超过早古生代。新疆的晚古生代金矿床约占同时期金矿床总数的 68%,在天山地区、阿尔泰地区、准噶尔地区均有分布,矿床类型主要有岩浆热液型和浅成低温热液型。古生代晚期,塔里木华北陆台与西伯利亚陆台两大陆块碰撞,形成了绵延数千公里的近东西向天山蒙南吉南海西构造岩浆带,为海西期金矿成矿提供了最根本的地质条件(陈毓川等,2001)。东天山地区,与金矿关系密切的是海西晚期与造山期后构造-岩浆作用有关的金矿床。李华芹等(1998)测得康古尔塔格金矿床石英流体包裹体铷-锶等时线年龄为(282.35)Ma,石英滩金矿成矿年龄为 240288 Ma。西天山地区,与金矿有关的主要是与石炭纪陆相火山作用有关的金矿床,如伊宁县阿希金矿和新源县卡特巴阿苏金矿床,成矿年龄均为 290350 Ma(韩建民,2014;张祺等,2015;An and Zhu,2018;Dong et al.,2018;蔡宏明等,2019)。阿尔泰地区是典型的华力西旋回构造-岩浆活动带(陈毓川等,2001),在华力西构造运动期间形成了大量的金矿床,如阿舍勒铜矿中的伴生金、萨热阔布金矿和多拉纳萨依金矿。准噶尔盆地周边地区在海西期形成了一系列不同类型的金矿床,如与海西中晚期造山阶段韧性剪切-破碎带有关的布尔克斯岱金矿和阔尔真阔腊金矿,与海西中期二长花岗岩、钾长花岗岩有关的齐依求金矿,西准与海西期基性超基性岩关的包古图式金矿,东准与海西中晚期造山阶段韧性剪切-破碎带有关的卡拉麦里式和索尔巴斯陶式金矿,东准与海西早中期板块汇聚阶段中酸性火山岩-侵入岩有关的淖毛湖北山金矿等。华北地区海西期矿床个数约占同时期矿床总数的 14%,主要分布在内蒙古自治区,如乌拉特中旗的浩尧尔忽洞金矿床、苏尼特右旗的毕力赫金矿床、四子王旗的夏尔楚鲁金矿、阿拉善左旗朱拉扎嘎金矿床和巴彦淖尔市的长山壕金矿等。此外,受该期构造岩浆成矿作用的影响,华北陆台早已形成的花岗-绿岩带金矿发生了不同程度的改造或再造,给某些金矿床(如夹皮沟)留下了海西期改造成矿年龄记录。2.5 早中生代成金期(印支期)我国印支期成金强度不大,范围主要集中在西秦岭、东昆仑和天山北山成矿带。西秦岭造山带内广泛发育的印支期岩浆岩和大量的印支期金等多金属矿床,如早子沟、加甘滩、大桥、八卦庙、李坝、双王金矿等。位于这一区域的金矿床成矿时代往往同时记录了印支期和燕山期的信息,如八卦庙有 232.58 Ma 和 131.9 Ma 两期成矿的年龄(张广辉和韦龙明,2013;Liu et al.,2015),李坝金矿成矿年龄为 171.6210 Ma(王相,1996;柯昌辉等,2020)。有些矿床成矿年龄甚至可以从印支期延续到新生代,第四期 秦 燕等:中国金矿床成矿年代学研究进展 59