北方造山带东段岩进矿床的大规模成矿期与成矿构造背景初探.pdf

矿 床 地 质 2002 年 MINERAL DEPOSITS 第 21 卷 增刊 北方造山带东段岩金矿床的大规模成矿期与成矿 构造背景初探∗ Preliminary Study on Large-Scale Metallogenic Epoches and Tectonic Settings of Lode Gold Deposits in Eastern Segment of Northern Orogenic Belt 张宝林 宋保昌 丁汝福 肖骑彬 祁 民 （中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源重点实验室，北京 100029） Zhang Baolin, Song Baochang, Ding Rufu, Xiao Qibin, Qi Min Key Laboratory of Mineral Resources, Institute of Geology and Geophysics, CAS, Beijing 100029, China 摘 要 文章研究了北方造山带东段 85 个岩金矿床的直接与间接成矿年龄，发现该区金成矿作用集中出现 在 2 个时期，即华力西-印支期、燕山-喜马拉雅期，其中金的大规模成矿期为燕山-喜马拉雅期，且具有自西向东 逐渐年轻的变化趋势。 推测华力西-印支期的金成矿作用与古亚洲洋向古太平洋构造域的转换过程关系密切， 而燕 山-喜马拉雅期的大规模金成矿作用与中生代以来俯冲带向东迁移、新生地幔不断上侵关系密切。 关键词 北方造山带东段 岩金矿床 大规模成矿期 构造背景 北方造山带东段大致位于俄罗斯贝加尔湖－蒙古乌兰巴托一线以东的中、俄、蒙三国交界地区，包括 中国东北（黑龙江省全部、吉林省东部和西部、内蒙古自治区东部） ，蒙古东部，俄罗斯后贝加尔地区（赤 塔州）和远东地区（阿穆尔州、哈巴罗夫斯克边疆区、滨海边疆区） ，是中、俄、蒙三国的主要产金区， 也是大型金矿的集中区，已发现的岩金矿床产地有数百个，矿床类型多种多样。 本区位于西伯利亚地台和塔里木－中朝准地台之间， 地壳演化历史十分复杂， 不同来源地体 （微陆块） 的聚、散过程频繁，运动规律差异很大。众所周知，金矿的形成与大规模构造－岩浆－流体活动密切相关， 受后期构造运动及风化作用的影响， 金矿的保存程度各不相同。 在北方造山带东段这一特殊的活动构造区， 如何确定现有金矿的大规模成矿期就成为一个很大的难题，必须通过多学科证据的互相约束才能取得比较 可信的结果。 前人曾经直接或间接地在本区金矿成矿时代方面做过大量工作（如，赵一鸣等，1997） ，已经取得了 100 多个间接定年的同位素年龄数据（以花岗岩和火山岩的 K-Ar 年龄为主） 。然而，由于测年方法及露头 情况的限制，中生代以前的成矿年龄数据可信度较低（特别是 K-Ar 年龄） ，且成矿年龄在很大程度上是服 从于当时对区域大地构造特征的认识水平（局部地区还受到地层时代变动的影响） ，实际上限制了对大规 模成矿作用的构造动力学背景研究。 近些年来， 本区已成为国际合作项目和我国紧缺矿种 （主要是 Cu、 Au） 研究的典型区，在多个科研项目的实施过程中（Nokelberg et al.，1996；1997） ，出现了一批可信度较 高的火山岩、花岗岩、变质岩以及矿床年龄数据（刘弛等，1995；赵一鸣等，1997；吴福元等，1999；孙 德有等，2000；Cluer et al.，2000；梁华英等，2001；Yu et al.，2001；Aliouka et al.，2001；Vitaliy et al.，2001） ，为进一步认识本区金矿的大规模成矿期提供了重要的依据。 本文综合了全区（以中国境内资料为主）近年来在同位素年代学研究与勘查工作中取得的最新进展， ∗ 本文得到中国科学院“知识创新工程”重要方向性项目（KZCX2－104－02） 、重大项目（KZCX1－Y－02） 、国家自然科学基金青年基金项目 （49603046）联合资助 第一作者简介 张宝林，男，1963 年生，研究员，博士，地球化学专业，主要从事区域成矿与隐伏矿床定位预测研究。 第 21 卷 增刊 张宝林等北方造山带东段岩金矿床的大规模成矿期与成矿构造背景初探 291 对岩金矿床的成矿年龄进行深入的研究和划分，以为开展区域地壳演化研究及成矿预测提供重要的依据。 1 成矿地质背景与矿床类型 北方造山带东段主要出露元古宙以来的岩石，其中，以古生代和中生代地层最为发育，而前寒武纪变 质岩则呈残留的微陆块分布。岩浆活动分为 6 个时期，即元古代、加里东期、华力西期、印支期、燕山期、 喜马拉雅期，最为突出的是大面积的古生代花岗岩和中生代火山岩。区域构造演化极为复杂，构造－岩浆 －流体活动频繁。成矿类型极为丰富，世界各地所见的金矿床类型几乎均可在本区找到，如造山带型（中 温热液型或变质岩围限的石英脉型） 、斑岩型、沉积岩型、矽卡岩型、块状硫化物型、浅成热液型（高硫 化物、低硫化物） 、砾岩型、砂矿型等，但成矿规模差异很大，既有集中产出在俄罗斯、蒙古的超大型铀 矿、金矿、钼矿、铅锌矿，也有一大批规模较小的矿床（点） ，特别是在中国境内发现的矿床规模偏小， 成为一个令人费解的谜团。近些年来，本区（中国境内）新发现了一批矿床（点） ，特别是处于中俄边境 地区的满洲里、海拉尔、黑河、伊春、东宁、延边等地区取得了较大的进展，主要的成矿类型是与中、新 生代火山活动有关的金（银、铜）矿。 2 金矿大规模成矿期的划分 20 世纪 80 年代以前，本区金矿的成矿年龄大多是采用间接方法确定的，即用围岩年龄（古生物化石 年龄与岩石放射性同位素年龄）来限定成矿时代。从实际效果来看，中、新生代的成矿年龄可信度较高， 而前中生代的成矿时代问题较多。其原因主要有两方面一是本区基岩露头少、连续性差，给地质填图、 采样定年及区域对比带来较多困难；二是使用的测年方法存在问题，20 世纪 90 年代以前的岩石同位素年 龄大多采用全岩 K-Ar 法、U-Pb 法或 Rb-Sr 等时线法获得，误差过大。近些年来，随着一系列新的同位素 测年技术（如 SHRIMP、39Ar-40Ar、Re-Os 法以及流体包裹体 Rb-Sr 定年等）的应用，得到了一批新的年 龄数据，其结果一方面验证了过去数据的准确程度，另一方面也给出了新的基础数据，为笔者深入认识该 区的成矿规律及成矿构造背景提供了重要的依据。 对金矿大规模成矿期的研究主要依据近 5 年来国内外研究工作中获得的一批高质量的花岗岩、火山岩 和变质岩的 Rb-Sr 等时线年龄、单颗粒锆石 SHRIMP 年龄资料（吴福元等，1999；孙德有等，2000； ） ，与 以往工作相比，取得的最大突破是更正了吉黑东部及小兴安岭北部地区一些过去分别认为属于加里东期、 华力西期、印支期岩体的侵位时间（吴福元等，1999；孙德有等，2000） ，发现了中国东部最年轻的侵入 岩体，初步查明了松嫩盆地基底岩石的岩性和时代，证明了自元古代以来，本区一直处于地壳增生阶段， 是全球显生宙地壳生长最为显著的地区（吴福元等，1999；洪大卫等，2000） 。此外，国内一些研究人员 采用 Ar-Ar、Re-Os、Rb-Sr 法给出了研究区内几个典型矿床（多宝山、山门、老柞山）的同位素直接定年 数据（刘弛等，1995；赵一鸣等，1997；梁华英等，2001；李晓敏等，2001） 。采用岩浆岩及火山岩的 K-Ar 法、Rb-Sr 等时线法、U-Pb 法给出了一些地区（满洲里、后贝加尔、蒙古东部）的间接成矿年龄数据（秦 克章等，1998；Cluer et al., 2000；Yu et al., 2001；Aliouka et al., 2001） 。 考虑到大规模成矿与大规模构造--岩浆-流体活动之间存在紧密的联系，因此，笔者将成矿期的描述与 构造-岩浆活动期相对应。 研究区内的金矿从加里东期到喜马拉雅期均有产出， 大多数矿床形成于中生代的 中晚期（侏罗纪-白垩纪） ，一些矿床（如小西南岔、老柞山、大安河、金谷山等）具有多期成矿作用叠加 的特点。从大规模成矿的角度来看，主要的岩金成矿期可归纳为 2 个时期，即华力西-印支期和燕山-喜马 拉雅期。这与北方造山带西段（新疆北部、东部和蒙古西部）相比存在较大的差别，后者主要产出斑岩型 铜矿和海相火山岩型金矿，成矿时代集中于古生代，且几乎没有中新生代成矿作用叠加。 292 矿 床 地 质 2002 年 3 金矿大规模成矿期的成矿构造背景 北方造山带东段是多来源地体聚合的产物（任纪舜等，1999） ，其中，印支期增生的地壳集中分布在 松辽盆地西缘和吉黑东部，燕山早期增生的地壳主要分布在蒙古－鄂霍茨克造山带，此后，地壳的增生逐 渐向东后退燕山晚期增生的地壳集中在东部的锡霍特－阿林造山带，喜马拉雅期增生地壳则分布在更偏 东部的萨哈林岛造山带。 就本区金矿的成矿特征而言，华力西－印支期的金矿常位于加里东期有色金属成矿带内，成矿类型也 带有相应的特点，如矽卡岩型、斑岩型、块状硫化物型等，对应于古生代的岛弧、洋盆及大陆边缘构造环 境，出露的是古生代新生地壳，往往具有叠加成矿特征，与古亚洲洋向古太平洋构造域转换关系密切。 燕山－喜马拉雅期的金矿在区内分布较广，并具有显著的地球化学特征在前寒武纪基底出露区，以 单金为主；在中新生代火山岩区，以金－银组合为主，少量为金铜组合。成矿作用受斑岩-火山成矿系统控 制，成矿类型几乎均为浅成低温热液型。成矿年代具有空间上的分带性自西向东，成矿年龄逐渐年轻。 众所周知，岩金矿床是典型的后生矿床，成矿物质主要来自深部地壳和上地幔，其沉淀富集是在总体 拉伸的构造背景下发生的。因此，可以把金矿作为地幔物质上涌的示踪计。洪大卫等（2000）研究发现， 在北方造山带东段，自西向东，随着花岗岩年龄的逐渐变新，正 εNdt值逐渐降低，出现了由亏损地幔向 富集地幔转化的趋势，且花岗岩与同期玄武岩的 εNdt值一致，推测可能是地幔分区性质的变化或者是地 幔组成结构变化所致。此外，Mark（1999）采用地震层析成像技术研究结果表明，侏罗纪俯冲的洋壳仍残 留在西伯利亚地台深部，这给了作者以很大的启示，进而推测北方造山带东段燕山-喜马拉雅期金矿成矿 时代的东西分带可能与中生代以来板块俯冲带向东迁移，新生地幔上侵不断有关。 参 考 文 献 洪大卫, 王式光, 谢锡林, 等. 2000. 兴蒙造山带正 εNdt值花岗岩的成因和大陆地壳生长. 地学前缘, 72 441456. 李晓敏, 周喜文, 魏存弟. 2001. 老柞山金矿床成矿时代研究. 地质找矿论丛, 162 131134. 梁华英, 王秀璋, 程景平. 2001. 吉林四平银（金）矿床 Rb-Sr 定年及热液活动的时间跨度. 大地构造与成矿学, 252 194198. 刘 弛, 穆治国, 刘如曦, 等. 1995. 多宝山斑岩铜矿区水热蚀变矿物的激光显微探针 40Ar-39Ar 定年. 地质科学, 304 329337. 秦克章, 田中亮吏, 李伟实, 等. 1998. 满洲里地区印支期花岗岩 Rb-Sr 等时线年代学证据. 岩石矿物学杂志, 173 235240. 任纪舜, 王作勋, 陈炳蔚, 等. 1999. 从全球看中国大地构造中国及邻区大地构造图简要说明. 北京 地质出版社. 150. 孙德有, 吴福元, 李惠民, 等. 2000. 小兴安岭西北部造山后 A 型花岗岩的时代及与索伦山－贺根山－扎赉特碰撞拼合带东延的关系. 科学通报, 4520 22172222. 孙德有, 吴福元, 林 强, 等. 2001. 张广才岭燕山早期白石山岩体成因与壳幔相互作用. 岩石学报, 172 227235. 吴福元, 孙德有, 林 强. 1999. 东北地区显生宙花岗岩的成因与地壳增生. 岩石学报, 152 181189. 赵一鸣, 毕承思, 邹晓秋, 等. 1997. 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