南岭地区与金矿有关岩浆岩成矿专属性初探

王成辉, 刘善宝, 郭春丽, 黄 凡, 陈振宇, 陈郑辉, 应立娟

(国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室, 中国地质科学院 矿产资源研究所, 北京 100037)

南岭地区与金矿有关岩浆岩成矿专属性初探

王成辉, 刘善宝, 郭春丽, 黄 凡, 陈振宇, 陈郑辉, 应立娟

(国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室, 中国地质科学院 矿产资源研究所, 北京 100037)

南岭地区, 尤 其是赣南粤 北地区, 以富 产钨锡钼铋 等有色金属 矿床著称, 贵 金 属不是很发 育, 特别是金 矿床不多, 但 南岭周边地区金矿不少。究竟是什么原因, 导致这两类金属矿的空间产出差异？这一问题日益引起重视。本文初步总结了南岭地区与金矿具有较明显成因联系的岩浆岩的地质特征及地球化学特点, 并与成钨锡矿岩浆岩进行了初步对比, 探讨了该类岩浆岩的起源特征。研究表明, 与金成矿有关的岩浆岩一般为浅成的中性、中酸性岩, 通常呈岩株、岩筒或 岩 脉 产 出 。 在 地 球 化 学 特 征 上 , SiO2含 量 较 低 , 变 化 在 51.42%～68.59%之 间 , 具 有 低 分 异 特 点 ; 全 碱 含 量 较 低 , K2O+Na2O 一般＜7%, K2O＞Na2O, A/CNK 值较小, 一般为准铝-弱过铝质高钾钙碱性系列岩石; 高 CaO、MgO、FeO+Fe2O3、TiO2。以富集亲铁元素和亏损 Nb、Ta、Ba、Sr、Ti、P 等元素为特征; LREE/HREE 比值大; Eu 亏损不强烈或略有亏损。上述特征显示 , 与金矿有关岩浆岩和与钨锡矿有关岩浆岩明显不同, 其在起源方面具有多来源的特点, 壳幔 相互作用 明显, 多来源多演化可能正是其成金的重要条件。

南岭地区; 金矿; 岩浆岩; 成矿专属性

南岭地区是指地理上的五岭和九连山脉, 在地质上也包括在沉积建造、地壳运动、岩浆活动及成矿作用方面密切相关的地区(王登红等, 2010), 其范围包括桂东南、湘东、粤北、赣南等地(徐志刚等, 2010)。本次研究选择其主体及部分外延地区, 大致在北纬 22°40′～26°40′、东经 109°～117°之间。南岭地区矿产资源较为丰富, 是我国钨、锡、锑、铋、铅、锌等重要矿产资源的传统基地, 也是世界上独具特色的与大陆花岗岩有关成矿作用最为强烈的地区,成矿条件好、找矿潜力大。但从金矿的角度来说, 与胶东、小秦岭等地区相比, 已发现的与岩浆岩有关的金矿相对较少。而与侵入岩有关金矿床的一个重要特征就是 产 在 已知的钨、锡成矿省内(Sillitoe, 1991; Hollister, 1992; Newberry et al., 1995; Lang et al., 1997; Lang and Baker, 2001; Mccoy et al., 1997; Thompson et al., 1999; Goldfarb et al., 2001)。因此,作为全球著名钨、锡成矿省的南岭地区(包括邻侧)究竟是不具备形成金矿的条件, 还是已经被剥蚀掉了或者尚未被发现？针对南岭地区金矿与岩浆岩之间的关系, 相关学者已经进行了一定的探讨。陈毓川等(1989)、陈毓川和王登红(2012)指出南岭与燕山期中酸-酸性火山-侵入岩有关的钨、锡、铌、钽、钼、铜、铅、锌、(银、金)成矿系列和武夷-云开与海西-印支期混合花岗岩有关的铌(钽)、锡、金成矿系列中含有金。王定生(2001, 2002)提出赣南地区的金银矿主要赋存于震旦纪、寒武纪地层中, 金矿与加里东期花岗岩的关系比较密切, 而燕山期的花岗岩则与银矿关系密切, 断裂构造是金、银矿化最重要的控制因素, 金银矿的形成离不开岩浆活动所提供的丰富的成矿物质。谭运金(2003)认为南岭某些地区与金矿有关花岗岩和产钨(钼铋)花岗岩在地质、地球化学特征方面具有一定的相似性。华仁民等(2008)则认为与南岭地区钨矿伴生的铜金矿产意义较小,各自对应的岩浆岩也有一定区别。可见, 对于南岭地区金矿与岩浆岩之间的关系存在多种认识, 有必要结合最新资料和找矿发现对其内在联系进行梳理。本文主要从地质、地球化学特征方面对有关岩浆岩进行分析解剖, 以探讨南岭地区(及周边)与金矿有关花岗岩的专属性特征。

1 南岭地区金矿概况

根据不完全统计, 南岭地区现有金矿产地 318处(含伴生金), 其中大型(含特大型)12 处, 中型 28处(表 1), 小型 100 处, 矿(化)点 178 处, 探明储量近600 吨。根据矿床成因分类原则(陈毓川等, 2001), 以成矿作用及其成矿方式、物质来源、控矿条件及矿床特征等为依据, 南岭地区金矿床可分为与岩浆岩有关的金矿床和产于沉积建造中的金矿床两大类,其中与岩浆岩有关的金矿又可分为与火山岩有关的金矿床(火山岩型金矿床)、斑岩型金矿床、侵入岩体内和接触带型金矿床、远接触带型金矿床、岩体内外变形带热液金矿床(构造破碎带蚀变岩型金矿床)五个亚类; 产于沉积建造中的金矿床又可分为细碎屑-碳酸盐岩中的微细浸染型金矿床和变质碎屑岩中脉型金矿床两个亚类。

空间上, 不同类型金矿的分布具有一定特点(图1)。与火山岩有关金矿主要见于东南沿海火山活动带, 如福建紫金山金矿, 局部见于桂东大瑶山, 如广西龙头山金矿; 与岩浆岩有关侵入岩体内和接触带型金矿主要见于广西和江西, 如广西新圩金矿和江西上犹焦里金矿; 与岩浆岩有关的岩体内外变形带热液金矿床则分布较为广泛, 可见于南岭各省区中, 其成矿也相对较复杂; 斑岩型金矿可见于广西大瑶山隆起, 如古里脑金矿。变质碎屑岩中脉型金矿主要分布于福建德化(双桥山金矿)、广西大瑶山(六梅金矿)、湘西(沃溪金矿)等地, 主要是一些产于较老地层中的金矿; 微细浸染型则主要见于滇黔桂金三角的桂西北(金牙金矿)等地。

表 1 南岭及周边地区主要金矿床产地一览表Table 1 List of the main gold deposits in the Nanling region and neighboring areas

图 1 南岭地区金矿地质矿产图Fig.1 Geological map of the gold deposits in the Nanling region

从表 1 可以看到, 南岭地区有相当一部分金矿与岩浆岩活动有关(包括侵入岩与火山岩), 或直接产于相关的岩体中(如紫金山、龙头山), 或与邻近岩浆岩有直接或间接的关系(如留龙金矿, 银坑牛形坝、柳木坑金矿等)。南岭地区岩浆活动强烈, 岩体较 多, 分 布 较 广, 因 此, 金 矿 与 岩 浆 岩 的 关 系, 特 别是哪些岩体产金, 产金岩体的判别特征等成为南岭地区金矿研究的重点。随着留龙、银坑桥子坑等一批与岩浆岩有关金矿找矿勘探方面的突破, 南岭地区与金矿有关岩浆岩成矿专属性研究显得尤为重要。

2 南岭地区与金有关岩浆岩主要地质特征

南岭地区岩浆活动强烈, 自太古宙-第四纪都有, 其中晚太古代-元古宙以海相基性喷发和中酸性岩浆侵入为主; 古生代有中酸性岩浆侵入, 其中二叠纪西部有大规模玄武岩喷发; 中生代岩浆活动达到高潮, 特别是晚侏罗世-早白垩世, 广泛发育多种成因的中酸性侵入岩和火山岩。岩浆活动明显受区域 构 造 控 制, 特 别 是 中 、新生 代 岩 浆 岩, 不 论 侵 入岩 还 是 火 山 岩 主 要 呈 北 东 向 带 状 分 布(黄 崇 轲 等 , 1997)。长期而又复杂的地质演化、岩浆活动, 为区域上有色、稀土等矿产的形成提供了有利条件, 使得南岭成为全球著名的钨锡等有色金属成矿带, 同时也形成了一批与岩浆岩活动有关的金矿。

从表 2 可知, 南岭地区及邻区与金矿有关的岩浆岩分布较广, 总的来说主要集中在闽西南凹陷带、赣南地区、桂东大瑶山、湘南粤北一带。

2.1 闽西南凹陷带与金矿有关岩体

闽西南凹陷带是南岭地区重要的贵金属成矿带之一, 带内产出有众多与燕山期火山活动有关的金矿(点), 其 中 较 大规 模 的为 紫 金山 金 矿, 近 期 在福建德化县境内发现一处大型金矿, 表明在东南沿海寻找与次火山岩有关金矿是该地区一个重要的找矿方向。

紫金山中生代岩浆岩分布于闽、粤火山断陷带锡、钨、铅、锌(金、银)成矿区, 该区历经古生代以及中生代强烈的构造-岩浆活动, 以形成 NE 向广阔展布的火山岩带为特征。紫金山中生代岩浆岩主要形成于晚侏罗世和早白垩世, 晚侏罗世形成的主要是紫金山花岗岩复式侵入体(图 2), 与锡矿化有关,复式岩体大致可分为 154 Ma、150 Ma 及 149 Ma 三次脉动(于波等, 2013), 形成迳美(碎裂中粗粒花岗岩)、五龙寺(中细粒花岗岩)、金龙桥(细粒花岗岩)等岩体。与花岗岩复式岩体同期的还有才溪岩体,中心相为似斑状中-粗粒二长花岗岩, 边缘相为中-细粒二长花岗岩。空间上紫金山岩体位于紫金山矿田核心位置, 才溪岩体出露在矿田东北部。早白垩世形成的主要是一套火山-侵入杂岩系列, 与该地区大规模的铜金成矿作用有关。包括火山岩相石帽山群流纹岩、英安岩等, 次火山岩相英安玢岩、隐爆角砾岩, 侵入相的四方花岗闪长岩体、罗卜岭花岗闪长斑岩体、紫金山深部花岗闪长(斑)岩体等。矿区中南部为晚期次火山活动的中心。该中心为一呈北东走向, 向北东东倾伏(倾角 30°～50°)的椭圆状。地貌上呈明显地向北东开口的环状洼地。由于剥蚀较深, 只保留火山通道相。火山管道内充填英安玢岩, 英安质隐爆角砾岩和边部的复成分隐爆角砾岩或含角砾英安玢岩; 岩筒外圈为宽 80～200 m 的震碎花岗岩。火山管道底部为火山侵入相花岗闪长斑岩,以中粒花岗结构为主, 在岩体边缘带可相变为闪长岩、正长闪长岩、石英闪长岩、石英闪长斑岩和花岗斑岩。在岩筒的北西和南东部, 隐爆角砾岩和英安玢岩沿 NW 向断裂裂隙密集带呈脉状展布(张江, 2001)。金矿的形成主要与晚期的次火山岩和斑岩有关(张德全等, 1992)。

表 2 南岭地区部分与金矿有关岩浆岩简表Table 2 Geological features of the magmatic rocks related to gold deposit in the Nanling region

2.2 赣南地区与金矿有关岩体

赣南位于南岭的东段, 盛产钨、锡、铌、钽等稀有、稀土金属矿产, 尤其是黑钨矿。赣南地区的有色、稀有金属矿产在成因上与花岗岩类有紧密的联系, 尤其与中生代花岗岩类的联系更为密切(陈毓川等, 1989; 王德滋等, 1994; 华仁民等, 2003, 2005;毛景文等, 2007; 王登红等, 2007)。近年来, 于都银坑等地金矿找矿突破表明, 在赣南钨矿密集区寻找与岩浆岩有关的金矿具有较大潜力。赣南地区与金矿有关的岩体主要有于都银坑矿田内的花岗闪长斑岩(丰成友等, 2006①丰成友, 佘宏全, 张德全. 2006. 闽中-粤东地区铅锌铜矿勘查准则及新区预测. 中国地质科学院矿产资源研究所: 162-218.)、上犹的营前岩体和崇义县的宝山岩体、兴国陈村石英闪长岩(粗玄岩)等。岩性主要为中酸性, 如似斑状花岗闪长岩、花岗闪长斑岩、花岗闪长岩。

图 2 福建紫金山铜金矿区地质简图(据肖爱芳和黎敦朋，2012)Fig.2 Geological map of the Zijinshan Cu-Au mining field

其中营前岩体位于赣南地区上犹县营前镇金盆乡一带, 为一出露面积约 50 km2的复式岩体, 出露面呈近等轴状似圆形(图 3), 侵位于寒武系和奥陶系中, 围岩为一套浅变质长石石英杂砂岩夹板岩。营前岩体位于营前复式背斜轴部, 受 NE 向断裂控制。岩体与围岩的接触处变质带发育, 内接触带具有宽约 15 cm 的细粒淬火边、黑云母等暗色矿物组成集合体构成斑杂状构造; 岩体外接触带在平面上形成较规则的围绕侵入体环状分布的面型接触变质晕。金矿(点)主要分布在岩体内部或者与围岩的接触部位。

2.3 湘南粤北地区与金矿有关岩体

湘南粤北地处南岭北段, 也是重要的铜金多金属矿集区之一。与金矿有关的岩浆岩为一批高钾花岗闪长质的小岩体, 分布于湘南的江永、江华、桂阳、衡阳等和粤北宝山等地。花岗闪长质岩石多为黑云母花岗闪长(斑)岩、黑云母花岗岩, 如水口山为黑云母闪长岩。岩体未变形, 斑状或不等粒自形结构、块状构造, 暗色矿物多为黑云母(5%～15%)、普通角闪石(3%～25%), 很少见到辉石矿物; 石英含量10%～35%, 斜长石多为中性长石, 环带发育, 含量35%～55%, 钾 长 石 主 要 是 微 斜 长 石 , 含 量 变 化 大(5%～30%)。副矿物主要为锆石、磷灰石、榍石、褐帘石、金属矿物等(王岳军等, 2001a)。

2.4 桂东-粤西地区与金矿有关岩体

图 3 营前岩体地质简图(据郭春丽，2010)Fig.3 Geological map of the Yingqian pluton

桂东-粤西的大瑶山及怀集盆地Au地球化学异常区, 是中国最大的 Au 地球化学异常之一, 异常区内分布的大中型金矿床有: 桂东藤县云荣顶金矿(中型)、贺州市张公岭金银铅锌矿(中型)、贵港市龙头山金矿(中型), 粤西高要市长坑金矿(大型)、富湾银金矿(大型)、河台金矿(大型)、云西金矿(中型)、高 村 金 矿 (中 型 )、 三 围 金 矿 (中 型 )等 (王 登 红 等 , 2010)。金矿的形成时代主要集中在中生代(蔡明海, 2002), 与中生代岩浆作用关系密切, 但也有部分金矿与加里东期岩浆活动有关(如古里脑岩体)。与金矿有关的岩性主要有花岗斑岩、花岗闪长岩等, 主要岩体如龙头山、大黎、古里脑等。

图 4 龙头山岩体剖面图(据王成辉，2011)Fig.4 Geological profile of the Longtoushan pluton

其中龙头山次火山岩体位处大瑶山隆起龙山复背斜的西南倾伏端。岩体沿龙山鼻状背斜倾没端侵入于莲花山组下、中段, 具有爆发、超浅成、浅成岩的特征。岩体平面形态呈不规则的等轴状, 长 700 m,宽 600 m, 面积 0.46 km2。岩体垂直方向呈岩筒状(图4), 略向北西倾斜, 东西两侧倾角陡, 局部向内倾斜,与围岩接触面比较规则。由外至内, 岩体呈现出一定的岩相分带性, 依次为隐爆角砾岩、流纹斑岩、角砾熔岩和花岗斑岩, 其中金矿化主要产于前三者之中。金属矿物主要为自然金、黄铁矿, 次为毒砂,黄铜矿等。脉石矿物主要为石英、电气石, 次为绢云母、白云母、高岭土等。龙头山岩体最显著的特点之一, 是矿区岩石普遍遭受强烈的热液蚀变, 整个岩筒以及岩体与围岩的内外接触带几乎都遭受不同程度的气-液作用而产生一系列的各种不同蚀变,主要蚀变作用有电气石化、硅化、黄铁矿化、钾长石化、绢云母化等。而矿化作用可能与这些蚀变密切相关。龙头山岩体所处地区大地构造位置特殊,位处滨太平洋与特提斯两大构造域的过渡部位, 岩浆、构造活动频繁, 加之有寒武纪地层的矿源层基础(王成辉, 2011), 也是寻找与岩浆岩有关金矿的重点地区。

3 与金矿有关岩浆岩的元素地球化学特征

南岭地区与金矿有关岩浆岩部分岩体主量元素含量见表 3。与金矿有关岩体在主量元素方面具有以下特征: SiO2含量较低, 变化在 51.42%～68.59%之间, 属中酸性, 少数岩体偏中性。全碱含量为 4.35%～6.95%, 高 Al2O3(14.5%～19.04%), 高 CaO、MgO、FeO+Fe2O3、TiO2。这与南岭地区与钨锡矿有关的花岗岩差别较大(表 3), 与钨锡成矿有关的花岗岩 SiO2含量较高, 一般大于 73%。与金矿有关岩体的结晶分异指数低, 一般低于 88, 小于与钨锡矿有关的花岗岩, 如淘锡坑花岗岩为 91。在 SiO2-K2O 图上(图5), 部分样品落入高钾钙碱性区域, 部分样品落入钾玄质系列范围。碱含量较低, 大部分样品(K2O+Na2O)＜7%, K2O＞Na2O, A/CNK 一般小于 1.1, 属于准铝质岩浆岩。相对富 Ca、Mg、Fe 等元素, 可能具有壳幔混合岩浆岩的特征。

表 3 南岭地区部分与金矿有关岩浆岩主量元素含量(%)Table 3 Major element contents (%) of the magmatic rocks related to the gold deposits in the Nanling region

图 5 南岭地区与金矿有关岩浆岩 SiO2-K2O 图(底图据Morrison, 1980)Fig.5 SiO2vs. K2O diagram of the magmatic rocks related to the gold deposits in the Nanling region

各主要岩体微量元素含量见表 4。与成钨锡矿岩浆岩相比, 与金矿有关岩浆岩中 Ti、V、Cr、Co、Ni等亲铁元素含量较高, Li、Rb 等碱性元素含量总体偏低。Ba、Sr 等相对亏损(图 6a), 表明存在斜长石和碱性长石的结晶分离作用。Nb、Ta 的亏损也相对明显, 表明源区存在壳源物质或者岩浆上升过程中受到了地壳物质的混染。Imeokparia(1981)指出,元素的 Rb/Sr, Ba/Sr 比值能指示不同花岗岩的分异程度, 高分异的钨锡矿化花岗岩, 具有较高的 Rb/Sr值(＞10)以及较低的 Ba/Sr 值(＜3), 与金矿化有关花岗岩类, Rb/Sr值一般为 1～10, Ba/Sr值通常大于 3.0。从表 4 可以看出, 南岭地区与金矿有关岩浆岩具有较低的 Rb/Sr和较高的 Ba/Sr比值, 也验证了其分异程度较低。

稀土元素方面(表 4), 与金矿有关岩浆岩稀土元素总量为 76.11×10–6～250.06×10–6, 一般为 160×10–6, LREE/HREE 比值大, 变化在 4.92～17.74 之间; δEu为 0.70～1.01, Eu 亏损不强烈或略有亏损。

从图 6b 可以看出, 有金矿有关岩浆岩稀土配分模式较为一致, 即为轻稀土相对富集的右倾式, 与湘南宝山花岗闪长岩的稀土元素特征相似, 可能暗示与金成矿有关的岩浆岩有较多深部物质参与(姚军明等, 2006)。而这一特点与南岭大面积分布主要与钨锡矿产有关的岩浆岩差别明显, 比如赣南淘锡坑地区与钨锡矿有关的花岗岩为重稀土富集型, 轻重稀土分馏不明显, LREE/HREE 比值小, Eu 亏损强烈, 稀土元素球粒陨石标准化分布型式为“海鸥”型。近年来, 众多学者提出了在钨锡矿区内或者外围寻找与岩浆岩有关金矿的找矿方向(谭云金, 2003;王登红等, 2007; 华仁民等, 2008)。从地球化学特征的角度来说, 稀土配分模式的不同可能是区别产金与产钨花岗岩的重要标志之一。

表 4 南岭地区部分与金矿有关岩浆岩微量元素含量(×10–6)Table 4 Trace element concentrations (×10-6) of the magmatic rocks related to the gold deposits in the Nanling region

4 讨 论

岩浆岩, 尤其是花岗岩, 与金矿成矿具有密切的成因联系(徐克勤等, 1992), 我国主要黄金基地胶东、小秦岭、燕辽等地的主要金矿床均明显受到岩浆岩活动的控制或与之关系密切。但对于岩浆岩与金矿究竟存在什么样的关系, 却是一个十分复杂的问题, 可能涉及到岩浆起源与演化、物理化学条件、流体、蚀变等诸多因素。对于南岭地区, 要讨论与金矿有关岩浆岩专属性问题, 可能可以先从以下两个问题入手: (1)成金矿岩浆岩与成钨锡矿岩浆岩的区别何在？(2)成金矿岩浆岩的起源问题。本次研究主要围绕这两个方面进行简单论述, 以期先从南岭地区广泛分布的岩浆岩中将成金岩体先区别出来。

4.1 南岭地区成金岩浆岩与成钨锡矿岩浆岩的对比

从以上论述可以看出, 南岭地区与金矿有关岩浆岩在地质特征、地球化学特征等方面具有一些特点。而就目前发现的矿产而言, 南岭地区广泛分布的岩浆岩主要与钨锡等矿产有关, 因此, 探讨与金矿有关岩浆岩专属性一个重要的内容就是查明其与成钨锡矿岩浆岩之间的区别, 从而为在南岭钨锡等有色矿产密集区寻找产金岩体和相关金矿提供导向性的标志。本次研究选择钨(锡)矿密集产出的赣南地区开展对比工作。赣南地区的金矿床地质特征和全球其他地区与侵入岩有关金矿特征有许多共同之处或类似的地质特征, 可以认为是与岩浆岩有关的金矿。金矿床与钨锡矿床在空间上共存, 在成矿时代上基本上是同步的(刘善宝, 2008)。尤其是在空间上表现得更加清楚。首先在区域上, 金矿床(点)分布在钨锡矿集区的外围、深大断裂带的附近; 其次在矿田尺度上, 金矿脉带与钨锡矿脉相伴产出(如营前矿田), 甚至在同一条矿带, 也存在金矿化与钨锡矿化的叠加现象(如焦里矿区的 SK2 矿脉)。那么, 金矿床与钨锡矿床是否存在成因联系, 二者是同一岩浆活动不同演化阶段的产物, 还是由不同来源岩浆分别形成的,或是不同来源的岩浆热液通过叠加成矿作用形成的？为此, 作者从大地构造环境、岩性、产状、控岩控矿构造等方面对二者进行了初步对比, 见表 5。

图 6 南岭地区与金矿有关岩浆岩微量元素原始地幔蛛网图和球粒陨石标准化 REE 配分图(原始地幔标准化值据Sun and McDonough, 1989, 球粒陨石标准化值据 Sun and McDonough, 1989, 淘锡坑为与钨锡有关的花岗岩)Fig.6 Primitive mantle-normalized trace element spider diagram and chondrite-normalized REE patterns of the magmatic rocks associated with gold deposits in the Nanling region

由对比结果可见, 成金矿与成钨锡矿岩浆岩在地质特征与地球化学特征方面存在较大的差别。对于赣南地区金、钨在局部地区存在水平、垂向上的分带性及其金矿化与钨锡矿化的叠加现象, 则可能是热梯度(流体在热梯度的驱动下加速热对流, 导致地层中的 Au、Ag、Pb、Zn 等成矿元素向渗透性高的构造带内汇聚,从而在钨锡矿集区及矿田的外围形成中低温元素异常带)、岩浆演化不同阶段以及不同期次岩浆出熔成矿流体成分不同等多种因素共同作用的结果, 但成钨矿与成金矿的岩浆岩也可能是不同来源的。在钨锡矿集区附近及外围是否有金矿床(点)的产出, 主要取决于以下三个方面: 与钨锡成矿有关的岩浆是否富含 Au 元素; 围岩是否富含 Au 元素; 围岩中是否存在有利于金矿形成的构造环境(刘善宝, 2008)。

表 5 赣南地区成金岩浆岩与成钨(锡)岩浆岩综合对比一览表Table 5 Comparison of the gold bearing and W-Sn bearing magmatic rocks in South Jiangxi

4.2 南岭地区与金矿有关岩浆岩起源问题

从上述可以看出, 与金矿有关岩浆岩与成钨锡矿岩浆岩具有不同的性质, 而岩浆岩的不同性质很大程度取决于岩浆岩的起源(姚凤良等, 1990; 李兆龙和杨敏之, 1993; 周遗军和黄华盛, 1997)。南岭地区与金矿有关岩浆岩主要为花岗闪长岩类, 对此,近几年来总结发现在南岭地区存在一套中侏罗世花岗 闪 长 岩 , 包 括 与 赣 东 北 德 兴 铜 金 矿 (Li and Munetake, 2007)、银山银铅锌矿、永平铜矿、东乡铜矿有关的花岗闪长斑岩, 与湘东七宝山-赤马-石蛤蟆铜矿有关的花岗闪长岩(彭头平等, 2004), 与湘东南水口山铅锌金矿、宝山铜(金)矿、铜山岭铜矿有关的花岗闪长质岩体和火山岩(王岳军等, 2001a, b;汪洋, 2003; 伍光英等, 2005; 魏道芳等, 2007), 与赣南营前金银铜铅锌矿有关的花岗闪长岩, 以及与粤北大宝山铜金矿有关的花岗闪长斑岩(毛景文等, 2007, 2008)等。研究认为, 花岗闪长岩可能是地幔岩石熔融后经分异结晶而成, 或由底侵玄武岩浆演化而成 , 或 由地壳 岩石的 深熔 作 用而 成, 或 壳幔 混 染源区熔融作用而成(Arnaud et al., 1992; Thompson, 1996; Wang et al., 2003)。从已经发表的数据来看, 与金矿 有关 岩 浆岩 同位 素具 有 低(87Sr/86Sr)i, 高 εNd(t)的特征, 如, 湘东南-粤北的水口山、宝山岩体高钾花 岗 质 岩 石 (87Sr/86Sr)i=0.7040～0.7120(庄 锦 良 等 , 1988), εNd(t)= -6.39～7.59(毛景文等, 1995)。赣南营前岩体晚期细粒花岗岩、早期似斑状花岗闪长岩、晚期 暗 色包 体(87Sr/86Sr)i值 分别 是 0.70965～0.70885, 0.71058～0.70838, 0.70923～0.70788, εNd(t)值分 别为–6.38～–5.31, –6.51～–5.17, –5.47～–4.31( 郭 春 丽 , 2010), 即晚期暗色包体(87Sr/86Sr)i高于前两期花岗质岩 石 , εNd(t)也有 这样的特 征, 表明 暗色包体 更接近富集地幔端元; 暗色包体与早期似斑状花岗闪长岩、晚期细粒花岗岩具有不同的岩浆来源, 可能是基性岩浆注入到酸性岩浆中且被酸性岩浆改造的产物。这一特征表明, 南岭地区单独通过地壳深融作用产生钙碱性岩浆的可能性不大, 很可能在成岩过程中有地幔物质的加入。

同时, 对于南岭成矿带与其他成矿带过渡部位与金矿有关的岩体, 如福建紫金山、广西龙头山, 可能也具有这样的特点。张德全等(2001)指出紫金山地区的中生代岩浆岩主要由晚侏罗世花岗岩和早白垩世火山-侵入杂岩构成, 其中后者与该地区大规模的铜金成矿作用有关。晚侏罗世花岗岩的元素地球化学特征显示, 它是印支期-燕山早期陆内造山过程中, 陆壳岩石在相对低压条件下的熔融产物。早白垩世火山-侵入杂岩的(Sr/Y)-Y 和 Ni-Cr关系与残余 10%榴闪岩或榴辉岩的 MORB 熔融曲线大致吻合,表明它们是地幔上隆、区域拉伸环境下洋壳物质部分熔融的岩浆产物。岩浆岩地球化学证据显示(张德全等, 2001), 紫金山地区早白垩世大规模铜金成矿作用, 形成于区域挤压转换到拉伸的构造环境。对于龙头山岩体, 其176Hf/177Hf 比值和各岩体全岩 Sr-Nd同位素研究表明, 本地区岩浆岩源区可能以壳源为主, 但可能有部分幔源物质的加入, 特别是随着岩浆的演化, 后期侵入的岩浆其源区有壳幔混合的特点(王成辉, 2011)。蔡明海(2002)对桂东粤西中生代成矿动力学的研究也表明, 桂东大瑶山地区经历了燕山期岩石圈构造转换和拉张伸展的动力学过程, 地幔物质蠕动底劈导致岩石圈伸展减薄和基底岩系以及沉积盖层的层内剪切滑动, 为后期岩浆侵位及热液活动提供了良好通道和空间, 而且大瑶山地区的寒武系属地槽型沉积, 岩性为一套厚达数千米至近万米的富含炭质及硫化物的具浊流沉积特征的浅变质碎屑岩。其中, 含炭浊积岩中 Au 元素的浓集系数为1.48～4.00, 其内特殊岩性段(炭质页岩、含炭粉砂岩、炭硅质岩等)Au 元素含量可达 9.30 ×10–9～430.0×10–9,可能形成金矿化的初始矿源层(王成辉, 2011), 为金矿的形成提供物质基础。可见, 这种壳幔相互作用及其演化, 对于南岭地区金矿的形成是非常有利的。

5 结 论

南岭地区与金矿有关岩浆岩主要分布在东南沿海、赣南、湘南粤北、桂东大瑶山等地, 主要为花岗闪长岩类和火山岩类。该类岩浆岩具有低分异、全碱含量较低、富集亲铁元素和亏损 Nb、Ta、Ba、Sr、Li、Rb 等、富集轻稀土、Eu 亏损不强烈或略有亏损等特点。起源方面, 该类岩浆岩具有多来源的特点, 壳幔相互作用明显, 多来源多演化可能是其成金的重要条件。虽然与金矿有关的岩浆岩具有一些专属性特征, 但是, 也要注意到, 并非所有具有上述特征的岩浆岩都具备金矿成矿条件。实际上,花岗岩的成矿专属性与超基性、基性岩大不相同,其很少有同时成岩成矿的矿床, 而且花岗岩本身亦具有来源的多样性, 这一系列因素都导致了花岗岩成矿专属性的复杂性, 尤其是金矿。总体来说, 除了上述特征, 良好矿源层、深大断裂旁侧次级断裂发育、发育有中酸性岩体、蚀变发育, 可能是南岭地区与岩浆岩有关金矿重要的成矿要素。

致谢: 感谢审稿人对本文提出的建设性修改意见。在陈毓川院士 80 华诞来临之际, 谨以此文向陈院士表达崇高的敬意！

蔡明海. 2002. 桂东-粤西地区中生代有色-贵金属矿床成矿规律及成矿动力学研究. 北京: 中国地质科学院博士学位论文: 1–103.

陈富文, 李华芹, 梅 玉 萍. 2008. 广西龙头山斑岩型金矿成岩成矿锆石SHRIMP U-Pb年代学研究. 地质学报, 82(7): 921–926.

陈 希 清 , 付 建 明 . 2012. 南岭 地 区 地 球 化 学 图 集 . 武 汉 :中国地质大学出版社: 24.

陈毓 川 , 李兆 鼐 , 毋瑞 身 , 沈保 丰 , 邹光 华 , 李华 芹 , 王全明, 林 文 蔚, 李文亢, 刘 姤 群, 欧阳宗圻, 孟 繁义,王登红, 张 招 崇, 毛德宝, 陈富 文, 李景春, 李 俊健. 2001. 中国金矿床及其成矿规律. 北京: 地质出版 社 : 433–465.

陈毓川, 裴荣富, 张宏良, 林新 多, 白鸽, 李崇佑, 胡永嘉, 刘姤群, 冼柏棋. 1989. 南岭地区与 中 生 代 花 岗岩类有关的有色及稀有金属矿床地质. 北京: 地质出版社: 1–508.

陈毓川, 王登红. 2012. 华南地区中生代岩浆成矿作用的四大问题. 大地构造与成矿学, 36(3): 315–321.

郭春丽. 2010. 赣南崇义-上 犹 地 区 与 成 矿 有 关 中 生 代 花岗岩类的研究及对南岭地区中生代成矿花岗岩的探讨. 北京: 中国地质科学院博士学位论文: 1–145.

胡春杰, 黄文婷, 包志伟, 梁华英, 王春龙. 2012. 福建紫金山矿田晚中生代英安玢岩形成时代及其成矿意义.大地构造与成矿学, 36(2): 284–292.

胡升奇, 周国发, 彭松柏, 张先进, 易顺华, 唐国胜. 2012.广西大黎铜钼矿石英二长(斑)岩年代学、地球化学特征及其地质意义. 地球学报, 33(1): 23–37.

华仁 民 , 陈培 荣, 张文 兰 , 刘晓 东 , 陆建 军, 林锦 富 , 姚军明, 戚华文, 张展适, 顾晟彦. 2003. 华南中、新生代 与 花 岗 岩 类 有 关 的 成 矿 系 统 . 中 国 科 学 (D 辑 ), 33(4): 335–343.

华仁 民 , 陈 培荣, 张文 兰 , 陆建军. 2005. 论华南 地 区中生代3次大规模成矿作用. 矿床地质, 24(2): 99–107.

华仁民, 张文兰, 李光来, 胡东泉, 王旭东. 2008. 南岭地区钨矿床共(伴)生金属特征及其地质意义初探. 高校地质学报, 14(4): 527–538.

黄崇轲, 朱裕生, 张忠伟, 孙纯成, 杨兆萍. 1997. 南岭银矿. 北京: 地质出版社: 1–100.

李兆龙, 杨敏之. 1993. 胶东金矿床地质地球化学. 天津:天津科学技术出版社: 194–195.

刘善宝. 2008. 赣南地区金矿的成矿规律及其与钨矿的成因联系研 究 . 北京: 中国地质科 学 院博士 学 位 论文 : 1–227.

骆靖中. 1993. 桂东地区花岗岩类与金银成矿 的关系. 桂林冶金地质学院学报, 13(4): 329–338.

马 丽艳, 路远 发 , 梅玉萍, 陈希 清 . 2006. 湖 南 水口山 矿区花岗闪长岩中的锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义. 岩石学报, 22(10): 2475–2482.

毛 景 文 , 李 红 艳 , 裴 荣 富 . 1995. 湖 南 千 里 山 花 岗 岩 体Nd-Sr同 位 素 及 岩 石 成 因 研 究 . 矿 床 地 质 , 14(3): 235–242.

毛 景 文 , 谢桂青, 郭春丽. 2007. 南岭 地 区 大 规 模 钨 锡 多金属成矿作用: 成矿时限及地球动力学背景. 岩石学报, 23(10): 2329–2338.

毛景文, 谢桂青, 郭春丽, 袁顺达, 程彦博, 陈毓川. 2008.华南地区中生代主要金属矿床时空分布规律和成矿环境. 高校地质学报, 14(4): 510–526.

彭 头 平, 席先 武, 王岳军. 2004. 湘东北早 中 生 代 花 岗 闪长岩地球化学特征及其构造意义. 大地构造与成矿学, 28(3): 287–296.

谭运金. 2003. 南岭钨矿密集区金矿特征与找 矿方向. 中国钨业, 18(3): 13–15.

王 成辉. 2011. 广西龙 头 山金 矿 区成矿 模式及 成 矿预 测 .北京: 中国地质科学院博士学位论文: 1–189.

王德滋, 刘昌实, 沈渭洲, 陈繁荣. 1994. 华南S型火山杂岩与成矿. 南京大学学报, 30(2): 322–333.

王 登红, 陈 富文 , 张 永忠, 雷 泽恒, 梁 婷, 韦 龙明, 陈 郑辉, 刘 善宝, 王 成辉 , 李华 芹 , 许 以 明, 曾 载淋, 许建 祥 , 傅 旭 杰 , 范 森 葵 , 陈 祥 云 , 贾 宝 华 , 姚 根 华 . 2010. 南岭有色-贵金属成矿潜力及综合探测技术研究. 北京: 地质出版社: 1–300.

王登红 , 陈 毓川 , 陈郑辉 , 刘善宝 , 许 建祥 , 张家菁 , 曾载淋, 陈 富 文, 李华 芹 , 郭春 丽 . 2007. 南 岭地区 矿产资源形势分 析 和找矿方向 研 究 . 地质学报, 81(7): 882–890.

王定生. 2001. 赣南钨矿山及周边金银找矿前 景分析. 中国钨业, 16(4): 21–24.

王定生. 2002. 赣南脉状黑钨矿床及外围金银找矿前景分析. 地质与勘探, 38(4): 45–49.

王岳军, 范蔚茗, 郭峰, 李旭. 2001a. 湘东南中生代花 岗闪长质小岩体的岩石地球化学特征. 岩石学报, 17(1): 169–175.

王 岳 军, 范蔚茗, 郭峰 , 李慧民, 梁新权. 2001b. 湘 东 南中生代花岗闪长岩锆石U-Pb法定年及其成因指示.中国科学(D辑), 31(9): 745–751.

汪 洋 . 2003. 湘 南早 中 侏 罗 世花 岗闪 长 岩 的 岩 石 化学 特征、构造背景及地质意义. 北京地质, 15 (3): 1–7.

魏道芳, 鲍征宇, 付 建 明. 2007. 湖南铜山岭花岗岩体的地球化学特征及锆石SHRIMP定年. 大地构造与成矿学, 31(4): 482–489.

伍光英, 马铁球, 柏 道 远. 2005. 湖南宝山花岗闪长质隐爆角砾岩的岩石学、地球化学特征及锆石SHRIMP定年. 现代地质, 19(2): 198–204.

肖 爱 芳 , 黎 敦 朋 . 2012. 福 建 省 紫 金 山 复 式 花 岗 岩 锆 石LA-ICP-MS U-Pb测年. 东华理工大学学报(自然科学版), 35(4): 343–351.

徐克勤, 陆建军, 倪 培. 1992. 与金矿有关花岗岩类的岩石 地 球 化 学 特 征 . 桂 林 冶 金 地 质 学 院 学 报 , 12(1): 1–11.

徐志刚, 陈毓川, 王登红, 陈郑辉, 李厚民. 2010. 中国成矿区带划分方案. 北京: 地质出版社: 1–138.

姚凤良 , 刘 连登, 孔庆 存 , 宫 词谭. 1990. 胶东西北 部 脉状金矿. 长春: 吉林科学技术出版社: 126–131.

姚军明, 华仁民, 林锦富. 2006. 湘南宝山矿床REE、Pb-S同位素地球化学及黄铁矿Rb-Sr同位素定年. 地质学报, 80(7): 1045–1054.

于波 , 裴 荣富 , 邱小平 , 陈景河 , 黎敦朋 , 张文慧 , 刘文元. 2013. 福建紫金山矿田中生代岩浆岩演化序列研究. 地球学报, 34(4): 437–446.

曾载淋. 2012. 南岭东段银坑地区主要金属矿产成矿规律研究与深部找矿探索. 北京: 中国地质科学院博士学位论文: 1–189.

张德全, 李大新, 赵一鸣, 陈景河, 李子林, 张克尧. 1992.紫金山铜金矿床蚀变和矿化分带. 北京: 地质出版社: 5–56.

张德全 , 佘 宏全, 闫升 好 , 徐 文艺. 2001. 福建紫金 山 地区中生代构造环境转换的岩浆岩地球化学证据. 地质论评, 47(6): 608–616.

张江. 2001. 紫金山铜金矿床地质地球化学特征. 地质与勘探, 37(2): 17–22.

周遗军, 黄华盛. 1997. 论花岗岩的(金属)成矿专属性——兼 论 花 岗 岩 与 金 矿 床 的 成因 关 联. 黄 金地 质 , 3(4): 14–20.

庄锦良, 刘钟伟, 谭 必 祥. 1988. 湖南地区小岩体与成矿关 系 及 隐 伏 矿 床 预 测 . 湖 南 地 质 , (增 刊 第 4 号 ): 1–198.

Arnaud N O, Vidal P H, Tapponnier P, Matte P H and Deng W M. 1992. The high-K2O volcanism of northwestern Tibet: Geochemistry and tectonic implications. Earth and Planetary Science Letters, 111: 353–367.

Goldfarb R J, Groves D I and Gardoll S. 2001. Orogenic gold and geologic time: A global synthesis: Ore Geology Reviews, 18: 1–75.

Hollister V F. 1992. On a proposed plutonic porphyry gold deposit model. Nonrenewable Resources, V(1): 293–302.

Jiang S H, Liang Q L, Leon B, Wang S H, Nie F J and Liu Y F. 2013. Geodynamic setting of the Zijinshan porphyry-epithermal Cu-Au-Ag ore system, SW Fujian Province, China: Constrains from the geochronology and geochemistry of the igneous rocks. Ore Geology Reviews, 53: 287–305.

Imeokparia E G. 1981. Ba/Rb and Rb/Sr rations as indication of magmatic fractionation, postmagmatic alteration and mineralization-Afu Yonger Grantie Complex, Northern Nigria. Geochemical Jounnal, 15: 209–219.

Lang J R and Baker T. 2001. Intrusion-related gold systems: The present level of understanding. Mineralium Deposita, 36: 477–489.

Lang J R, Thompson J H, Mortensen J K and Baker T. 1997. Intrusion-related Au mineralization associated with lithophile elements: An under-recognized metallogenic association. Geological Society of America Abstract with Programs, 29: 358.

Li X F and Munetake S. 2007. Hydrothermal alteration and mineralization of Middle Jurassic Dexing porphyry Cu-Mo deposit, Southeast China. Resource Geology, 57(4): 409–426.

Mccoy D T, Newberry R J, Layer P W, Di Marchi J, Bakke A, Masterman J S and Minehane D L. 1997. Plutonic related gold deposits of interior A laska // Goldfarb R J and Miller L D. Ore deposits of A laska. Society of Economic Geologist Monograph, 9: 151–190.

Morrison G W. 1980. Characteristics and tectonic setting of the shoshonite rock association. Lithos, 13: 97–108.

Newberry R J, Mccoy D T and Brew D A. 1995. Plutonichosted gold ores in Alaska: Igneous versus metamorphic origins. Resource Geology Special Issue, 18: 57–100.

Sillitoe R H. 1991. Intrusion-realted gold deposits // Foster R P. Gold Metallogeny and Exploration, 165–209.

Sun S S and McDonough W F. 1989. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: Implications for mantle composition and processes // Saunders A D and Norry M J. Magmatism in the Ocean Basins. Geological Society, London, Special Publications, 42: 313–345.

Thompson A B. 1996. Fertility of crustal rocks duringanatexis. Transactions of the Royal Society of Edinburgh: Earth Science, 87: 1–10.

Thompson J H, Sillitoe R H, Baker T, Ang J R and Mortensen J K. 1999. Intrusion-related gold deposits associated with tungsten-tin provinces. Mineralium Deposita, 34: 323–334.

Wang Y J, Fan W M, Guo F, Peng T P, and Li C W. 2003. Geochemistry of Mesozoic mafic rocks adjacent to the Chenzhou-Linwu fault, South China: Implication for the lithosphere boundary between the Yangtze and Cathysia blocks. International Geological Review, 45: 263–286.

Metallogenic Specialization of the Magmatic Rocks Associated with Gold Deposits in the Nanling Region

WANG Chenghui, LIU Shanbao, GUO Chunli, HUANG fan, CHEN Zhenyu, CHEN Zhenghui and YING Lijuan
(MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Resources Assessment, Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China)

The Nanling region in South China is one of the most important nonferrous producing districts in the world, where the noble metals (especially gold) deposits are not common. However, there are lots of gold deposits in areas adjacent to the Nanling region. What factors caused the regional difference in nonferrous and noble metals deposits distribution? Focus on the relationship between gold deposits and magmatic rocks, this paper summarizes the geological and geochemical characteristics of the magmatic rocks and makes a preliminary comparison with the magmatic rocks associated with tungsten-tin deposits. The study indicates that the rocks associated with gold deposits are intermediate and intermediate-acidic, hypabyssal, usually in the forms of stocks, dikes, and rock pipes. And the rocks are characterized by low SiO2(51.42%-68.59%), and low magmatic differentiation (DI＜88). These rocks have low alkali (K2O+Na2O＜7%, K2O＞Na2O) and belong to high-K calc-alkaline series, metaluminous to peraluminous. Additionally, the rocks are enriched in CaO, MgO, FeO+Fe2O3, TiO2and some siderophile elements, depleted in Nb、Ta、Ba、Sr、Ti and P. The rocks are characterized by relatively enriched in LREE with negative or weakly negative Eu anomalies. Apparently, the geochemical characteristics of the magmatic rocks associated with gold deposits are different from those of the rocks associated with tungsten-tin deposits. It is reasonable to suggest that the magmatic rocks associated with gold deposits are multiple sources with crust-mantle interaction.

the Nanling region; gold deposits; magmatic rocks; metallogenic specialization

P617; P59

A

1001-1552(2014)02-0276-013

2013-11-13; 改回日期: 2014-01-25

项目资助: 国家自然科学基金项目(批准号: 41202025)、中央级公益性科研院所基本科研业务费项目(编号: K1325)、中国地质大调查项目“南岭地区岩浆岩成矿专属性研究”(编号: 1212011120989)和“中国矿产地质与区域成矿规律总结”(编号: 1212011220369)资助。

王成辉(1982-), 男, 博士, 助理研究员, 主要从事矿床学研究。Email: wangchenghui131@sina.com

刘善宝(1970-), 男, 博士, 副研究员, 主要从事矿床学研究。Email: liubaoshan7002@163.com