2017, Vol. 33
2. 合肥工业工业大学矿床成因与勘查技术研究中心, 合肥 230009
2. Ore Deposit and Exploration Centre, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China
长江中下游成矿带的成矿地质条件、成矿规律和成矿模式的相关研究已经十分深入，形成了一系列公认的理论研究成果(常印佛等, 1991, 2017)。因为早期的成果已有第一轮跨省区划于“六五”末进行了汇总，“七五”科技攻关课题主要侧重于各矿集区找矿研究专题，成果也主要体现在各专题报告中，并由翟裕生院士在专著(翟裕生等, 1992)中加以总结。在成矿规律方面的认识如“一断裂，二系列，三环境和四层位”(常印佛等, 1991)，在矿床成因方面的观点如“多源复生，以内生为主；多类型共生、成系列组合；多系列并存、成网络交叉和多矿种组成、有规律配套”(常印佛等, 1991)，在成矿模式方面如经典的矿集区成矿模式如断隆区的铜陵-九瑞模式(包括“三(多)位一体”模式及“多层楼”模式)(常印佛等, 1991)、断凹区的宁芜模式(“玢岩铁矿”模式)(宁芜研究项目编写小组, 1978)以及大冶模式(翟裕生等, 1992)等，都较深刻地反映了长江中下游成矿带区域控矿和成矿的基本规律，对当今的研究与勘查仍然具有有效的指导作用。在前人研究的基础上，本文基于众多学者近年来对长江中下游成矿带开展的不同侧面的研究成果和资料的总结，重点探讨成矿带成矿地质条件和成矿规律方面研究的新进展，并在此基础上构筑了成矿带的成矿模式。
2 长江中下游成矿带的地理位置与范围长江中下游成矿带横跨湖北、江西、安徽、江苏四省，呈北东-南西向分布，总体上北西狭窄、北东宽阔的“V”字型地带(图 1)，面积约10.8×104km2。参照《中国成矿区带划分方案》(徐志刚等, 2008)以及《全国重要矿产和区域成矿规律研究技术要求》(陈毓川等, 2010)，根据全国成矿区带划分的原则，长江中下游成矿带位于下扬子成矿省(Ⅱ15A)。长江中下游成矿带的具体范围，尤其是其南界，因没有区域深大断裂控制，仍存在一定争议。本文根据实际情况，重新圈定了长江中下游成矿带的范围，并对成矿亚带进行了重新划分。与原重点区带相比，对边界进行了微调，成矿亚带进行了合并。本次工作限定长江中下游成矿带北界为襄樊-广济断裂和黄栗树-破凉亭断裂向北稍扩；南界为崇阳-常州断裂一线向南稍扩，东界以丹阳-常州东一线，西界为商麻-团风-梁子湖断裂。成矿亚带包括主带，北亚带和南亚带，其中主带(或称中亚带)包括鄂东南、九瑞、安庆-贵池、铜陵、庐枞、宁芜和宁镇7个矿集区(图 1)。另外，还有新增的宣城矿集区，可能是介于中亚带与南亚带之间的过渡地带，而偏于南亚带一侧，故放在南亚带中。
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图 1 本次工作长江中下游成矿带及成矿亚带划分示意图(据常印佛等, 1991; Mao et al., 2011修改) XGF-襄樊-广济断裂；TLF-郯庐断裂；HPF-黄栗树-破凉亭断裂；SMF-商麻-团风-梁子湖断裂；CCF-崇阳-常州断裂；CHF-滁河断裂；JNF-江南断裂 Fig. 1 Sketch Geological map of magmatic rocks and deposits in the Middle-Lower Yangtze River Valley Metallogenic Belt (MLYB) (modified after Chang et al., 1991; Mao et al., 2011) |
对上述成矿带边界的限定依据做如下简单说明：从大地构造位置上，长江中下游成矿带南北两侧分别为大别造山带和江南隆起。大别造山带和长江中下游成矿带分属于两个大地构造单元，因此两者的界限明确，即为襄樊-广济断裂和黄栗树-破凉亭断裂，以此作为成矿带的北界不存在争议。成矿带的西界为商麻-团风-梁子湖断裂，该断裂为区域性深大断裂，且断裂两侧地质特征和成矿作用特征明显差异，因此也不存在争议。成矿带的东界基本为第四系覆盖，成矿作用微弱，且无明显地质、地貌差异性变化，以包括宁镇矿集区为原则，东部大致按地理位置丹阳-常州东为界进行划分。由于长江中下游成矿带与南侧的江南隆起均属于扬子板块的组成部分，两者的地质特征和成矿作用为过渡渐变，因此两者边界划分一直较为模糊，过去通常的划分方案是以崇阳-常州断裂为界，但此断裂实为燕山期构造活动产物，将其作为成矿带的南界其实并不完全符合实际情况。从扬子板块北缘的区域演化史来看，长江中下游成矿带主体所在的下扬子坳陷与江南隆起的沉积差异出现于加里东期，早古生代江南带海水较深，为大陆斜坡相沉积，长江两岸地带则海水较浅，为浅海台地相沉积，其海底面貌呈现出北高南低的格局，加里东运动之后至晚古生代，则反转为南高北低，而且出现隆坳分化，其南侧的江南隆起部分地段抬升为陆相，缺失海相沉积地层，而北侧的下扬子坳陷则为连续海水沉积，这一沉积转化过程是渐变的，而不是截然的。因此，下扬子凹陷与江南隆起之间的界限应该位于扬子板块北缘沉积环境分界线处，但由于地层保存不完整，且不同时代地层沉积相的分界位置也不一致，此界限无法根据沉积地层的分布进行准确限定。考虑长江中下游成矿带南部以铜钼金组合发育，而江南隆起带则以钨锡钼组合为主，因此本次工作根据成矿带南缘铜钼钨矿床产出位置和古生代沉积地层分布情况，综合划定成矿带南界，大致位置为崇阳-常州断裂一线向南稍扩(图 1)。
对长江中下游成矿带内亚带的划分做如下简单说明：长江中下游成矿带可进一步划分为大体上平行延伸的南、北、中三个亚带(图 1)，分别受成矿带的南北边界断裂及“中轴线”的主干断裂所控制。主带即中亚带(沿江成矿亚带)，为长江中下游成矿带的主体，延长纵贯全区，宽度达数十千米，集中了区内主要的铜、铁、硫铁矿、金、银、铅锌等矿床，主要受以长江深断裂带为主干的网络状构造控制，成矿亚带在平面上也和该断裂带一样作锯齿状分布。西段(鄂东南-九瑞矿集区)呈北西-北西西方向，中段(安庆-贵池矿集区、庐枞矿集区、铜陵矿集区和宁芜矿集区)总体上呈北东-北北东方向，受NWW向北淮阳断裂影响，庐枞与铜陵两矿集区作东西向排列，因此在中段的中部出现一个“锯齿”；它与中段之间又出现一个“锯齿”。因此，总体上主亚带受控于三条近东西向断裂和两组NNE向断裂控制而组成复合追踪构造系统。东段(宁镇矿集区)呈近东西向。西段(鄂东南矿集区和九瑞矿集区)与中段之间在矿化上表现了某种不连续性，可能是追踪构造在这一区段方向不连续的反映，也可能受到郯庐断裂及大别山推覆体的影响(图 1)。中亚带沿走向可分为若干区段，它们受网络状构造的结点群控制，并有各自的成矿特色和矿种组合。根据上述特点，将长江中下游成矿带中亚带分为鄂东南、九瑞、安庆-贵池、铜陵、庐枞、宁芜和宁镇等7个矿集区(图 1)，此外还有新增的宣城矿集区，可能是介于中亚带与南亚带之间的过渡地带，但偏于南亚带一侧。
长江中下游成矿带北亚带(图 1)位于中亚带庐枞矿集区和宁芜矿集区以北、与成矿带北界黄栗树-破凉亭断裂之间。北亚带内已发现了滁州-大马厂，沙溪等矿床集中分布区，都分布在北东向黄栗树-破凉亭断裂(响水-宿松断裂带的南段)与其它方向的断裂交汇处，由于主干断裂呈较简单的线型延伸，因而各成矿集中地段也多具狭长外貌，不似沿江亚带多形成菱形或三角形断块。北亚带以铜金组合为主，兼有铅锌矿化，几乎没有铁矿化组合，这是和沿江亚带的显著差别。
长江中下游成矿带南亚带(图 1)位于安庆-贵池矿集区、铜陵矿集区和宁芜矿集区以南，与成矿带南界之间，已发现了宣城、泾县、乔木湾-青阳、安子山、马石等成矿集中地段，都分布在崇阳-常州断裂带的东段。再向西(庐山以西)，本亚带与中亚带合拢而并入后者之中。崇阳-常州断裂和长江断裂带一样，也作锯齿状，具追踪性质，成矿亚带也有一定宽度范围，但并不限于下扬子坳陷，可以扩及江南隆起的边缘(如泾县、乔木湾)。成矿元素组合以铜、钼、金为主，兼有钨、锑、铅锌矿化，很明显地具有与江南隆起过渡的成矿特色。南亚带再向南已不属于长江中下游成矿带，而属于江南(隆起)成矿带了。
长江中下游成矿带以中亚带为成矿带的主体，成矿条件和环境复杂多样，类型和系列发育齐全，因此本文成矿规律总结以中亚带为主，兼顾北亚带和南亚带。
3 长江中下游成矿带成矿规律 3.1 矿床成矿时代分布规律长江中下游成矿带中断凹区(火山岩盆地)和断隆区矿床的成矿时代研究一直是研究者关注的热点。二十世纪七八十年代，学者就陆续对区内的矿床的成矿时代开展了较全面的研究，主要通过与成矿有关的岩体的K-Ar和Rb-Sr等时线法定年间接制约，由于方法和测试对象的限制，其定年结果范围太宽，且存在很大不确定性(周珣若和任进, 1994)。如大冶铁矿3个金云母40Ar-39Ar同位素年龄值分别为178Ma、156Ma、132Ma，程潮铁矿金云母同位素年龄值为132Ma，而张福山矿床金云母同位素年龄值为117~128Ma。这些年代学数据结果常常与地质观察相矛盾(翟裕生等, 1982; 裴荣富等, 1985)，极大制约了区域成矿规律和构造背景的探讨(谢桂青等, 2008, 2009)。近年来，随着同位素测年技术方法的发展，高精度的年代学数据获得的已经成为可能。学者依托锆石和榍石原位微区U-Pb定年法、金云母40Ar-39Ar定年法和辉钼矿Re-Os定年法等精确的年代测试技术，对成矿带内不同矿集区中典型矿床及相关的岩石的形成时代开展了较为系统的研究，获得了一批精确的同位素年龄数据(Deng et al., 2015; Xie et al., 2007, 2011a, b, 2012; Li et al., 2008, 2009, 2010, 2014; Sun et al., 2003; Mao et al., 2006; Zhou et al., 2007, 2011; 颜代蓉等, 2012; 朱乔乔等, 2014; 覃永军等, 2010; 张乐骏等, 2010; 范裕等, 2008, 2010; Yu and Mao, 2004; 袁顺达等, 2010; 马芳等, 2006, 2010; 胡劲平和蒋少涌, 2010; 毛景文等, 2004, 2006; 蒙义峰等, 2004; 梅燕雄等, 2005)，长江中下游成矿带矿床的形成时代及规律基本清晰。不同学者在此基础上分别建立了各个矿集区的成岩成矿时代格架，并对矿集区内成岩成矿作用的分期进行了讨论。
鄂东南矿集区 可以划分出两期成岩成矿事件，包括四种矿化类型和四类岩石组合，即①143~144Ma矽卡岩-斑岩型铜金钼钨矿和141~146Ma花岗闪长斑岩+花岗斑岩；②137~144Ma矽卡岩型铜铁金矿和136~143Ma辉长岩+闪长岩+石英闪长岩；③132~133Ma矽卡岩型铁矿(不含铜和金)和127~133Ma闪长岩+石英闪长岩+花岗岩；④128~129Ma火山热液型金矿和125~130Ma双峰式火山岩+流纹斑岩+花岗斑岩(谢桂青等, 2013)。
九瑞矿集区 以发育集矽卡岩型-斑岩型-(似)层状硫化物型Cu、Au、Mo、Pb、S、Ag矿化为一体的矿床最具代表性。武山、城门山、宝山等铜金矿床辉钼矿Re-Os同位素等时线年龄的成矿时代为146~138Ma(吴良士和邹晓秋, 1997; 李进文等, 2007; 贾丽琼等, 2015a, b, c)，结合区域已有的辉钼矿年龄数据，表明区内矿床的成矿年龄与岩浆岩的成岩年龄十分接近。
安庆-贵池矿集区 毛景文等(2004, 2006)、Xie et al. (2007)、张乐骏等(2008)和Zhou et al. (2007)测得安庆贵池矿集区内铜金矿床(西马鞍山矿床)的成矿时代为140~146Ma。
铜陵矿集区 蒙义峰等(2004)、Sun et al. (2003)、梅燕雄等(2005)、Mao et al. (2006)、徐晓春等(2012)、王世伟等(2012)和殷延端等(2016)测得铜陵等矿集区矽卡岩-斑岩型铜金矿床的成矿时代为136~144Ma，其中，新桥硫铁矿床的成矿年龄约为138Ma(王洋洋等, 2015)。
庐枞矿集区 张乐骏等(2010)、范裕等(2011)、Zhou et al. (2011)和周涛发等(2012)对庐枞盆地内主要矿床的成矿时代研究结果如下：通过对矿床中与磁铁矿共生的金云母40Ar-39Ar法及榍石原位微区U-Pb法测年，确定龙桥铁矿、马鞭山铁矿、马口铁矿、罗河铁矿及泥河铁矿的成矿时代为130~132Ma。张乐骏等(2010)通过井边铜矿床中的安山斑岩次火山岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年和主成矿阶段石英中流体包裹体40Ar-39Ar同位素定年，确定井边铜矿床的成矿时代约为133Ma。庐枞盆地南缘产出一系列的金铀矿床(点)，均位于A型花岗岩的内部，其形成时代应与A型花岗岩的形成时代接近，为126~123Ma左右(范裕等, 2008)。上述定年结果表明，庐枞盆地铁矿床的形成时代均为130Ma左右，铁成矿作用集中发生在盆地第二次火山喷发旋回(砖桥旋回)活动的末期。
宁芜矿集区 宁芜盆地内矿床的成矿时代已有一定的研究探索(Yu and Mao, 2004; 袁顺达等, 2010; 马芳等, 2006, 2010; 胡劲平和蒋少涌, 2010)，范裕等(2011)通过对陶村、白象山和和睦山矿床中与磁铁矿共生的金云母40Ar-39Ar法测年，确定了陶村、白象山和和睦山矿床成矿时代分别为129.3±1.1Ma、130.7±1.1Ma和129.1±0.9Ma。同一矿床的成岩时代与成矿时代十分接近，因此提出宁芜盆地内不同铁矿床的成矿时代均为130Ma左右(129~131Ma)，铁成矿作用集中发生在第二次火山喷发旋回(大王山旋回)活动的末期。
宁镇矿集区 铜山、安基山铜多金属矿床的辉钼矿Re-Os年龄分别为106±3Ma、108±2Ma(王立本等, 1997)，磁山头铁矿中金云母40Ar-39Ar坪年龄为104±1Ma(孙洋等, 2014)。宁镇矿集区的成岩成矿时代相对成矿带内其他矿集区晚20~30Myr。
根据近年来研究得出的长江中下游成矿带(中亚带)成矿年代学数据，绘制了成矿带成矿年龄分布图。从图 2中可见，长江中下游地区中亚带的成岩成矿作用在时空上表现出明显的分区性和阶段性特征。断隆区的成岩成矿时代在146~135Ma之间，峰值在140Ma，反映以铜金为主的成矿作用持续时间约为10Myr；断凹区(火山岩盆地)的成岩时代为135~126Ma，其中，以铁为主的成矿作用时间则非常集中在130Ma左右；之后与铀、金矿化有关的A型花岗岩集中形成于126~123Ma(范裕等, 2008; 周涛发等, 2008, 2010)。宁镇矿集区铜多金属矿床的的成矿时代在104~108Ma之间(王立本等, 1997; 孙洋等, 2014)，明显晚于长江中下游其他矿集区。总体上，成矿带内矽卡岩型和陆相火山岩型铁矿床是在2~3Myr的时间范围内集中形成的，比斑岩矽卡岩型铜-金矿床的形成时代间约晚5~10Myr，两者是不同阶段成矿作用的产物；与A型花岗岩有关的成矿作用以金铀矿化为主。宁镇矿集区的成矿时代明显与其他六个矿集区不同，如果把宁镇矿集区作为特例另行考虑，则长江中下游地区成岩作用总体上可以划分为146~135Ma、135~126Ma、126~123Ma等三个阶段，成矿作用集中发育于146~135Ma(峰值140Ma)、130Ma两个阶段(图 2)。
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图 2 长江中下游成矿带成矿年龄直方图(参考文献见正文) Fig. 2 Histogram of the metallogenic ages of the MLYB deposits (Data source are listed in text) |
长江中下游成矿带第二阶段铁成矿作用在中国东部并非孤立的事件，除成矿带内鄂东南矿集区、庐枞矿集区和宁芜矿集区，华北板块内的北河邯邢地区以及山东莱芜地区产出的矽卡岩型铁矿床，也与130Ma左右闪长质侵入岩关系密切(郑建民等, 2007; 韩鎏, 2014)。上述闪长质侵入岩的成岩时代和地球化学特征可以类比。
长江中下游成矿带南亚带的成矿时代的研究集中于钨钼矿床，辉钼矿Re-Os年龄分布于146~126Ma之间，也表现出多期成矿作用的特点。高家塝矿床与成矿密切相关的细粒花岗闪长斑岩的成岩时代为145±2Ma，其Re-Os同位素模式年龄在146~144Ma之间(肖鑫等, 2017)，与区内的马头、东源等矿床成矿时代一致，属于研究区钨钼矿床中成矿较早的一期，而百丈岩矿床、桂林郑矿床属于较晚一期的成矿作用，其Re-Os同位素模式年龄在136~126Ma之间。抛刀岭金矿含矿岩体主要形成于146~141Ma，与长江中下游早期岩浆活动相对应(段留安等, 2012)。北亚带最新发现的东顾山钨钼多金属矿床成矿时代约为100Ma(聂利青等, 2016)，与中带的成矿时代有明显差别，初步推测可能受到豫西-北淮阳东西向钨钼成矿带的控制(图 2)。
3.2 矿床空间分布规律根据已有资料，长江中下游成矿带内矿床空间分布规律可以归纳出以下特征：成矿带内矿床的分布总体上具有纵向成带，横向分段特征，在矿集区中矿田和主要矿床主要分布在菱形网格构造的节点部位。下文就上述特征进行简要论述。
3.2.1 纵向成带，铁铜分离长江中下游成矿带大体上作近东西向“弧”形延伸，可进一步划分为南、北、中三个亚带，分别受成矿带的南北边界断裂及“中轴线”的主干断裂所控制(图 3)。
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图 3 长江中下游成矿带、成矿亚带、矿带分布图(据翟裕生等, 1992; Mao et al., 2011修改) Fig. 3 Sketch geological map of iron and copper deposit belt in the MLYB (modified after Zhai et al., 1992; Mao et al., 2011) |
中亚带为长江中下游成矿带的主体，沿江分布，延长纵贯全区，宽度达数十千米，集中了区内主要的铜、铁、硫铁矿、金、银、铅锌等矿床，成矿条件和环境复杂多样，类型和系列发育齐全，在此作一重点分析。中亚带主要受以长江深断裂带为主干的网络状构造控制，因而成矿亚带在平面上也和断裂带一样作锯齿状分布。中亚带的西段(鄂东南-九瑞矿集区)作北西-北西西方向，中段(安庆-贵池矿集区，庐枞矿集区，铜陵矿集区，宁芜矿集区)总体上为北东-北北东方向，东段(宁镇矿集区)作近东西向展布。西段与中段之间在矿化上表现了某种不连续性，可能是追踪构造在这一区段不连续的反映，也可能受到郯庐断裂及大别山推覆体的影响。中段本身亦作锯齿状，北东-北北东向的南半截安庆-庐江和北半截铜陵-南京段并不直接相连，而是为近东西向的庐江-黄姑闸-铜陵断裂(西与北淮阳的晓天-磨子潭断裂相接)所截接，因此，长江深断裂带主干断裂及成矿带在这一段(庐江矾山-铜陵之间)也折成近东西向。中亚带沿走向(纵向)可分为若干区段，它们受网络状构造的结点群控制，并有各自的成矿特色和矿种组合。
长江中下游成矿带中亚带从鄂东南到宁镇范围内的七大矿集区，可以划分出三个显著以铁为主的矿带和四个显著以铜为主的矿带(图 3)。三个铁矿带分别为：(1)鄂城-灵乡铁矿带(Fe-(1))；(2)庐枞-月山铁矿带(Fe-(2))；(3)宁芜-繁昌铁矿带(Fe-(3))。这三个铁矿带都呈NNE或NE向延伸，受燕山期深断裂控制，且作斜列式排列。四个铜矿带分别为：(1)大冶-九瑞铜-(钼-金)带(Cu-①)；(2)月山-贵池铜带(Cu-②)；(3)铜陵-姚家岭铜(金-铅-锌-硫)带(Cu-③)；(4)宁镇铜(铅-锌-铁)带(Cu-④)；这四个铜矿带都受近东西向基底深断裂的控制，呈东西或北西西(290°)方向延伸，而且它们向西延伸都分别与上述三个铁矿带相交接。对上述三个铁矿带和四个铜矿带内矿床的空间分布特征简要介绍如下：
(1) 鄂城-金山店-灵乡铁矿带(Fe-(1))：本铁矿带位于鄂东南矿集区西部，矿带主导构造为北北东向，其西侧为金牛-保安火山岩盆地。在这个盆地边缘虽有类似庐枞地区铁矿那样的陆相火山岩型铁矿床(如王豹山、新屋下)，但并不发育，只有一些小型矿床和矿点。鄂东南著名的矽卡岩型铁矿床如程潮、铁山、金山店、灵乡等矿产都集中在这个带上，上述铁矿床的成矿时代约为130Ma。
(2) 庐枞-月山铁矿带(Fe-(2))：本铁矿带位于庐枞矿集区西北缘。庐枞火山岩盆地受多组边界深断裂控制的断陷火山盆地，盆地呈北北东走向，盆地基底受北东、南北、东西和北西四组断裂切割成网格状。盆地西北缘的北东向缺口-罗河-义津桥断裂是该铁矿带的控制断裂，该断裂控制了区内隐伏闪长岩体的产出，三叠系含膏盐层沉积基底地层隆起带也可能受此断裂控制。庐枞盆地内的罗河和泥河陆相火山岩型矿床，龙桥矽卡岩型铁矿床等大中型铁矿床均都集中在本铁矿带内，铁矿床的成矿时代均约为130Ma。缺口-罗河-义津桥断裂向南可能延续到安庆月山和怀宁一带，与月山-贵池铜矿带相交部位产出月山矽卡岩型铜铁矿床。
(3) 宁芜-繁昌铁矿带(Fe-(3))：本铁矿带主要由宁芜矿集区组成，延伸至繁昌一带。宁芜矿集区主要由断陷火山盆地组成，矿化强度明显大于繁昌地区。前人研究认为可能由于宁芜火山岩盆地具有继承式盆地特征，盆地基底地层为三叠系含膏盐层地层，有利于大型铁矿床的形成。本铁矿带呈北北东展布，宁芜矿集区内产出梅山、凹山、陶村，姑山等大型陆相火山岩型铁矿床，白象山、杨庄、和睦山等大型矽卡岩型铁矿床，在繁昌地区内产出桃冲中型矽卡岩型铁矿床，以及几十个陆相火山岩型和矽卡岩型中小型铁矿床分布在此铁矿带内。本铁矿带内矿床大部分与辉长闪长玢岩有关，成矿时代均为130Ma，是长江中下游成矿带内成矿强度最大一条铁矿带。
(4) 大冶-九瑞铜-(金-钼)带(Cu-①)：本铜矿带的主体在丰山洞-武山-城门山一带，向西至大冶。该带处于隆起区及其边缘，隐伏的北西西岩石圈断裂是主要的导岩导矿构造，而北西西断裂与次级的北东向和北西向断裂的结点是岩体和矿床的赋存部位。各含矿岩体大体等距分布，矿床类型以矽卡岩-斑岩型铜金多金属矿床为主，成矿时代137~144Ma。除铜外，金也是重要成矿元素，已知有鸡笼山、吴家、洋鸡山等金及Au-Cu矿床。这个铜矿带与鄂城-灵乡铁矿带的交接部位，小岩体密集，矿化强度大，矿床数量多，形成以铜绿山矽卡岩型矿床为代表的铜铁共生矿床。
(5) 月山-贵池铜矿带(Cu-②)：本铜矿带受近EW向的基底断裂控制，贵池一带的铜硫矿田(床)大体沿东西向分布。区域盖层构造为由志留系到三叠系构成的北东向的褶断带。含矿岩体为石英闪长岩、花岗闪长岩类中酸性侵入体，矿床类型主要为矽卡岩型，成矿时代140~146Ma。安庆月山铜铁矿床和贵池铜山铜矿床均位于此铜矿带上。该铜矿带向西延可能与庐枞-安庆铁矿带相交接，这从深部物探资料中可以得到验证。在下扬子区重力异常图上，可见青阳-贵池一线的EW向重力异常梯度带向西可能延伸到枞阳和安庆。北东向庐枞铁矿带和贵池铜矿带西延相交接复合地段形成了月山铜铁矿床。
(6) 铜陵-姚家岭铜(金-铅-锌-硫)带：该铜矿床受东西向基底断裂，和北东向“S”形盖层褶皱构造共同控制，成矿带总体呈东西向展布，铜陵矿集区内铜官山、狮子山、新桥、凤凰山和沙滩脚五个矿田均位于东西向的基底断裂带上。成矿作用主要与闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩有关，多为小岩株和岩枝。铜金等矿化围绕岩体分布，有利含矿层位较多，有黄龙组、大隆组、殷坑组与和龙山组等，浅部隆凹分布时空格局多形成层控-矽卡岩复合型矿床，成矿时代为136~144Ma。本铜矿带沿矾山-铜陵NWW向深断裂西延，与庐枞南部的井边、石门庵等地脉状铜金矿床处在同一构造线上。从深部构造、岩浆系列和矿化特征等因素分析，20世纪90年代以来即有不少一线勘查地质专家和教研单位学者提出“庐枞下面找铜陵”的设想，认为庐枞盆地南部可能具有寻找铜陵矿集区矽卡岩-斑岩型铜金多金属矿床的潜力。
(7) 宁镇铜(铅-锌-铁)带(Cu-④)：本矿带为受四周边界断裂控制的近东西向断块隆起带，近东西向的复式背斜和纵向逆冲断裂是重要的控矿构造。含矿地层主要是黄龙组、栖霞组、青龙群和周冲村组。与成矿有关的岩浆岩以燕山晚期的石英闪长(斑)岩、花岗闪长(斑)岩(101~110Ma)等中酸性岩为主。矿床类型为斑岩型、矽卡岩型铜、钼矿及矽卡岩型、铁矿床。本铜成矿带相对成矿强度较弱，但带内(西端)产出栖霞山大型铅锌。区内矿床成矿时代主要为＜110Ma。
此外，比邻铜陵矿集区的宣城-南陵一线，随着茶亭等大型铜矿床的发现和勘探，有望成为成矿带中一个新的矿集区或铜多金属矿带。
综上所述，长江中下游成矿带内的三个的铁矿带都呈北北或北东向延伸，受燕山期深断裂控制，且作斜列式排列，与郯庐断裂平行。四个铜矿带都受近长江断裂带东西向基底深断裂的控制，呈近东西或北西西方向延伸，而且它们向西延伸都分别与上述三个铁矿带相交接。这种交接关系有的明显，如在鄂东南区的铁带与铜带相交呈“T”字型，而铜陵与庐枞矿集区的铁带和铜带的关系则不甚明显，这是因隔着长江水域，大面积第四系覆盖，基岩地质矿化情况尚不清楚。目前的初步研究表明铁带和铜带交接复合部位，常形成Fe-Cu-Au等矿种过渡型矿床(介于Fe矿和Cu-Au矿床之间的)，如铜绿山铜铁矿床，安庆西马鞍山铜铁矿床(图 3)。
3.2.2 横向分段，隆凹分区长江中下游成矿带内矿床集中分布在中亚带的七大矿集区内，在矿集区以外，则成矿强度大大降低。因此，成矿带总貌上被断裂系分割成若干的独立的成矿区段，并受郯庐断裂和长江断裂构造系统控制，表现出横向分段，隆凹分区的特征。根据目前的已有研究成果，对此做初步分析。
长江中下游成矿带位于两个前震旦基底的接合部位，其上接受了加里东和海西-印支旋回的盖层沉积，形成“一盖两底”的格局(常印佛等, 1991, 1996, 2012)。白垩纪以来，两个前震旦基底的接合部位的长江深断裂带由一系列拆离断层组成，大致沿长江河床分布，该断裂带在燕山期陆内造山阶段为一组逆冲断裂，伸展垮塌阶段反转为正断层或拆离断层，同时控制了断隆区和断凹区的形成和演化，陆内俯冲或叠置导致地壳加厚、拆沉，引发大规模岩浆活动。“鳄嘴”构造(Lü et al., 2015)或是沟通深部岩浆向上迁移的通道，可能控制了长江中下游成矿带隆凹分区的成岩成矿分区特征(图 4)。
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图 4 长江中下游构造成矿略图(据常印佛等, 1991, 2012) 1-基底断裂及大断裂；2-深断裂及由基底断裂发展的深断裂；3-由基底断裂发展形成的具深断裂性质的断裂破碎带；4-火山岩盆地；5-晚期冲断层及扭断层；6-以铁为主的矿化带；7-以铜(金)为主兼有钨钼的矿化带；8-以铅锌为主兼有菱铁矿的矿化带；9-以锑金为主兼有砷汞的矿化带 Fig. 4 Metallogenetic-tectonic sketch map of the Middle-Lower Yangtze River Valley area (after Chang et al., 1991, 2012) 1-basement faults and regional faults; 2-deep faults and deep faults evolved from basement faults; 3-fractured zone with deep fault characteristics formed by the development of basement faults; 4-volcanic basins; 5-later thrust and twist faults; 6-Fe priority mineralization zone; 7-Cu (Au) priority with W-Mo mineralization zone; 8-Pn-Zn priority with siderite mineralization zone; 9-Sb-Au priority with As-Hg mineralization zone |
晚侏罗世开始，中国东部整体处于板块多向汇聚的动力学背景下，由于西太平洋伊泽纳崎板块斜向俯冲，使郯庐断裂带发生强烈的左行平移运动，其东西两侧变形差异，构建了长江中下游成矿带的构造格局(董树文等, 2011)。根据构造-岩浆作用的时间和成岩成矿的特征，以及控矿构造的运动学分析和应力场状态，长江中下游成矿带内主体成岩成矿作用总体上明显分为三个阶段(图 2)，即走滑挤压阶段(146~135Ma)，走滑引张阶段(135~126Ma)和拉张伸展阶段(126~123Ma)。上述三个时间演化阶段对应了三种不同的构造环境，即走滑挤压背景下的形成断隆区、走滑引张背景下形成的断凹区和整个成矿带进入拉张背景，其中，前两个阶段不同背景下分别形成了矽卡岩-斑岩型铜金多金属矿床，矽卡岩和陆相火山岩型铁矿床，第三阶段形成A型花岗岩和铀金矿床。后又有以庐江东顾山矿床为代表的小规模的铜金及钨多金属成矿作用，除北缘新发现的东顾山钨钼矿床外，整个成矿带中生代的主要成岩作用延续了约23Ma，但成矿作用主要集中于146~130Ma(常印佛等, 2012)。上述三个阶段成岩成矿作用特征具体如下：
3.3.1 走滑挤压阶段(146~135Ma)走滑活动发生于区域构造体系转变的中后期，开始具有挤压性质，在坳陷带内形成一系列次级隆起区(即断隆区)。由北向南，依次为宁镇、铜陵、安庆-贵池及九江-瑞昌-阳新，作近东西方向(北西西-北东东)，其中发育了以花岗闪长岩-石英闪长岩为主的高钾钙碱性中酸性侵入岩，伴随着矽卡岩-斑岩型铜金多金属矿床的产出(杜建国等, 2003; 王彦斌等, 2004; 张达等, 2006; 杨晓勇, 2006; 谢智等, 2007; 张乐骏等, 2008; 周涛发等, 2008; 吴淦国等, 2008; 徐晓春等, 2008; 蒋少涌等, 2010; 宋传中等, 2010)。研究表明，形成高钾钙碱性中酸性岩体的岩浆在演化过程中经历了复杂的壳幔相互作用过程(张旗等, 2003; 王强等, 2005; Wang et al., 2004)，有富集性质岩石圈地幔的贡献(袁峰等, 2008; 周涛发等, 2008)，岩浆作用特点也提示，铜金等成矿物质可能由富集性质岩石圈地幔提供，但也不排除接合带南侧变质基底可以提供部分来源。
3.3.2 走滑引张阶段(135~126Ma)早白垩世中期，区域应力场由走滑挤压转向走滑引张性质，在坳陷带形成了一系列次级凹陷(即断凹区)。空间上由北向南，依次为宁芜、繁昌、庐枞、怀宁和金牛等火山盆地，主要为北北东向，它们具有拉分盆地的性质，其中发育了安山质火山-侵入岩，产生了以陆相火山岩型铁矿床和矽卡岩型铁矿床系列(宁芜研究项目编写小组, 1978; 周涛发等, 2008, 2010; 范裕等, 2010)。地球化学特征显示安山质火山-侵入岩形成于软流圈上涌和岩石圈伸展-减薄环境(王元龙等, 2001; Chen et al., 2001; Xie et al., 2008)岩浆源区已经由岩石圈地幔过渡为软流圈地幔(袁峰等, 2008)。庐枞盆地的双庙组火山岩、金牛盆地大寺组火山岩和繁昌盆地蝌蚪山组火山岩均具有双峰式面貌，指示火山岩盆地演化的后期构造环境已具有典型引张特征(袁峰等, 2008; Xie et al., 2008)。
3.3.3 引张伸展阶段(126~123Ma)长江中下游成矿带在126~123Ma发生正长质岩浆侵入活动，以产出A型花岗岩为典型代表，这些岩石既可以产出于断隆区，又可以产出于断凹区(范裕等, 2008; 周涛发等, 2008)；同时期的断凹区内还产出碱性火山岩，如庐枞盆地最晚期浮山组火山岩和宁芜盆地最晚期娘娘山组火山岩等，均指示此时引张伸展构造背景已占主导地位。该阶段发育的矿化主要为金铀等多金属矿化。
3.4 矿床成因规律成矿带控矿构造格架的内涵其实超出构造范围，而是指控矿的整体地质结构，本文称之为控矿构造格架。成矿带控矿构造格架的探讨，是成矿规律研究的核心之一。就目前所掌握的资料，关于控制长江中下游成矿带的控矿构造格架的认识不尽一致。首先可以分为两大派，其一是洋壳俯冲成矿，早年有Wu et al. (1987)提出的古太平洋板块低角度俯冲，后来周新民(2003)提出俯冲角度由缓变陡，促使成矿作用向岸线迁移。目前孙卫东等(2010)、毛景文等(2004, 2012)强调了洋壳由北向南直接俯冲到本成矿带下方；其二是陆(板)内成矿作用，这一派的观点，到目前为止也有三种或者三个层次的演变：①构造-岩浆岩带；②长江(深)断裂带和③沿基底结合带复活的网状断裂系统。这三种观点并不是绝对矛盾的。相反，它们之间有一种“一脉相承”的认识上不断发展前进的关系，目前这三种观点是并存的。目前仍持①观点者，不轻易接受观点②和③，主要是对深断裂带的证据尚不能完全释疑，但又无法说清楚构造-岩浆岩带是什么构造。持观点②者，不能轻易接受观点③，主要是后者本身存在一个疑点，两个基底露头之间有几十千米的盖层覆盖区，其结合带的位置主要是靠推测的。关于陆内成矿作用的认识目前还有一些新观点正在酝酿中，为陆内造山作用(吕庆田等, 2015)等。
对于上述不同观点，本文都采取了慎重对待的态度。①古太平洋板块俯冲带上的成岩成矿作用，大体上似安第斯模式，由于这个观点尚在进一步完善中，故本文未能采用；②在古太平洋板块作用下，陆内不同块体间的结合带“复活”控制了成岩成矿作用。这一观点，在20世纪80年代，长江中下游跨省成矿区划成果中即已提出，三十年来的地、物、化和找矿工作得到了不少补充和发展，本文以此为主要观点将长江中下游成矿带的控矿构造格架简述如下：长江中下游成矿带的基底由两部分组成，其北半侧为“崆岭-董岭式”基底(或通称为“董岭式”基底)，其南半侧为“江南式”基底。前者属于古扬子地块的东段，它和上扬子的“川中式”基底之间的关系尚不清楚。后者组成江南-雪峰带(地块)，前南华期拼贴于古扬子地块之上，然后(加里东期)发生隆起，在燕山期古太平洋板块作用下，上述董岭/江南基底结合带复活，带动先存的基底和盖层构造，并与北淮阳断裂带东延部分和鄂东南-赣西北断裂交汇，组成长江中下游成矿带主带(即中亚带)的控矿构造系统——“以长江深断裂为主干的网络状构造系统”。此外，下扬子坳陷两侧江南隆起和大别造山带的分界断裂也活动，分别控制了南、北亚带。这就是长江中下游成矿带控矿构造的总貌。下文对支持这一观点的地质、地球物理和地球化学证据进行了总结，此外，对于上述长江中下游成矿带的控矿构造格架还要做如下简单说明：
3.4.1 地质方面的证据(1) 以往由于本成矿带跨在崆岭-董岭式和江南式两个基底上，因而提出了“一盖两底”(常印佛等, 1991)的认识，后来的地质工作表明，本成矿带以南，基底组成的变化也很大，形成了“一盖多底”的格局(常印佛等, 1996)。从更广阔的时空角度观察，早在七十年多前，黄汲清(1977)就提出了“赣湘岛海”的概念。随着后续的研究，这一岛海的范围不断扩大，近年来合肥工业大学的研究者们提出“微地体”的概念。最近的新进展，更表明“湘赣岛海”概念，在时空领域都大大扩展，以至几乎整个钦杭带包括江南古陆在内都属于这一岛海的范围。这些岛屿(其中不同基底的岛屿可视为大小不等的地体或微陆块)拼接成大陆(潘基亚大陆)后，其结合带可能有很大延伸，它们不属于深断裂范畴，所以一些研究者对此提出了“岩石圈尺度”不连续的概念(邓晋福等, 2006)。这些具有岩石圈尺度不连续性质的结合带在后期(主要是中生代)构造活动中复活，形成具有深断裂性质的构造带，控制了岩浆活动和内生成矿作用，构成了一条条成矿带，长江中下游成矿带即是其中一条。最近，江西省地质矿产勘查局的新成果(江西省矿产地质志编委会, 2016)把钦杭带范围扩大到苏(州)-(南)通一线，表明“岛海”的分布之广，因而其中“微地体”间结合带也多。邓晋福教授提出把这类结合带称作“岩石圈尺度不连续”，以区别于一般意义上的构造界面。同时也合理解释了沿着这一不连续面“复活”的深断裂多属隐伏断裂，不似郯庐断裂那样像刀切一样的线形展布状态，因而不易为人们察觉和认同。
(2) 关于这类陆内变形阶段的动力源，前人认为自中国东部构造机制大转换之后，动力都来源于古太平洋体制，而本成矿带东段(宁镇矿集区)受到强烈的陆缘构造活动影响。虽然“板块构造登陆”的口号提出已久，但成果不太集中，而陆内动力学机制及其对成矿的具体影响都尚在探索中。特别是关于大陆动力学的提出，至今仍只是一个理念，缺少完整的理论和成熟的方法，它和陆内成矿的关系还有大段空白的道路。此外，本区中新生代构造活动强烈，出现大量的逆冲带，对冲现象及其对接带，还有“鳄嘴”构造及其“对口”现象。有人提出陆内造山的说法，由于这些构造与成矿的关系尚未确切查明，所以本文只列出这些事实，未涉及陆内造山及其与成矿关系问题。
3.4.2 区域地球化学证据董岭式基底与江南式基底分界线的位置，早期只是根据岩浆岩带的分布状况，推测它大体上在长江沿岸一带。20世纪80年代进行的水系沉积物地球化学扫面工作，取得了大量地表地球化学资料，支持了这一推测。江南式基底分布区的特征元素可以追至长江南岸，包括铜陵地区的南部，W和Sn这两个特征元素在铜陵以南具有明显的分带性(图 5、图 6)。马振东等(1998)通过岩浆岩主量元素和微量元素地球化学特征分析也表明，分界线两侧的源区物质组成有明显差异。地质找矿新进展也表明主要钼矿床包括共生钼矿床多集中在成矿带主带(中亚带)的南半部。物探资料也显示这个带上存在莫霍面错段和岩浆通道的存在。这些新的成果进一步提出这一结合带位置的可信度，从而也表明上述控矿构造格架认识的实际意义。
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图 5 铜陵地区W元素地球化学异常图(安徽省地质矿产局区域地质调查队, 1988①) Fig. 5 W element geochemical anomaly map of Tongling district |
①安徽省地质矿产局区域地质调查队.1988. 1：20万铜陵幅区域地质矿产调查报告(内部资料) )
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图 6 铜陵地区Sn元素地球化学异常图(安徽省地质矿产局区域地质调查队, 1988) Fig. 6 Sn element geochemical anomaly map of Tongling district |
在矿集区尺度，鄂东南矿集区南部受到江南式基底的影响，其区域地球化学特征和成矿作用具有明显的分带性(图 7)。根据地球化学元素共生组合、含量差异和分布富集特点，鄂东南矿集区可以分为四个成矿地球化学区，即鄂城-金山店-灵乡铁族元素地球化学区、黄石-大冶铁族元素和亲铜元素地球化学区、阳新亲铜元素地球化学区和殷祖-丰山亲铜元素和钨钼族元素地球化学区(图 7)。亲铁元素地球化学区以Fe、Co、Ni、Ga、V、Ti、Cr、Mn等元素含量高为特点，与其对应的为铁矿带；亲铜元素和钨钼族元素地球化学区以Cu、Pb、Zn、Mo、W、Au、Ag、As、Hg、Sb等元素含量高为特点，与其相对应的为铜矿带、铜钼矿带和钨铜钼矿带；亲铁亲铜元素地球化学区域铁铜矿带相一致。这种对应关系中一定程度上反映了地质体成矿元素丰度和元素地球化学组合与矿床类型以及所组成的矿带的成因联系，而其本质原因很可能是亲铁元素。
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图 7 鄂东南矿集区元素地球化学分区图(据舒全安等, 1992) Ⅰ-鄂城-金山店-灵乡铁族元素地球化学区；Ⅱ-黄石-大冶铁族元素和亲铜元素地球化学区；Ⅲ-阳新亲铜元素地球化学区；Ⅳ-殷祖-丰山亲铜元素和钨钼族元素地球化学区 Fig. 7 Geochemical zoning map of Edongnan ore district (after Shu et al., 1992) |
近年来的深部地球物理探测工作积累了较丰富的资料。目前的地球物理探测虽还不能查明基底的组成性质，因而还不能准确分出两类基底，但不同尺度的地球物理资料还是提供了很多新的证据。
从整个长江中下游成矿带来看，在成矿带两类基底的结合带所在部位，深部Moho面发生错动和落差则比比皆是(图 8)，说明岩石圈尺度的错位是存在的，而且在一些断面上还可见到沟通岩浆上升的通道。据跨长江的深地震反射剖面地质解释(吕庆田等, 2015)，长江中下游成矿带下方的Moho面存在多处断错，下地壳构造地形相对简单呈由南往北向下俯冲的特征，上地壳的盖层以大尺度的变形为特征，广泛发育褶皱变形、逆冲构造，形成上地壳复杂的网络状构造系统，中地壳发育相对单独的小型块体。从剖面解译图可以看到在中、上地壳之间的基底和盖层间的剪切带或拆离带普遍发育，长江深断裂带南北两侧的中下地壳反射特征完全不同，可能指示了长江深断裂南北两侧的基底迥异，而成矿带正位于两个基底的结合带之上。
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图 8 跨长江的深地震反射剖面地质解释图(据吕庆田等, 2015) CHF：滁河断裂；CJF：长江深断裂；MTF：主逆冲断裂；Pt：元古界地层；Pz：古生界地层；Mz：中生界地层；K+E：白垩系-古近系地层；E、F、G和H表示相对独立的块体 Fig. 8 Interpreted of deep seismic reflection profiles of the Middle-Lower Yangtze River Valley metallogenic belt (after Lü et al., 2015) |
本文对成矿模式进行分级，其中Ⅰ级为成矿带整体成矿模式，Ⅱ级为断隆区和断凹区成矿模式。
4.1 成矿带总体成矿模式成矿带总体模式反映了对成矿带成矿作用的总体认识，十分重要，但是又不能兼顾所有细节，本着“尺度对等原则”，本模式重点反映以下几项内容：(1)成矿分区，只反映“亚带”这一级，不能兼顾矿集区一级，成矿带分为北中南三个亚带，其中以中亚带为主要对象，但反映了南亚带和北亚带的特色；(2)中亚带中按构造环境又可分出断隆区(次级隆起区)，断凹区(更次级凹陷区)两类成矿构造环境(在本模式中不表示成矿动力学)；(3)模式图中表示大地构造单元，主要包括大别造山带与扬子板块，后者又进一步分为江南隆起和下扬子坳陷，对本成矿带而言，后两者实际上呈过渡状态，即南亚带赋存在江南过渡带中；(4)本模式图强调了董岭-崆岭式基底和江南式基底对成矿作用的控制，中亚带即产于两套基底的结合带上。总结前人研究成果，结合本次工作，建立了长江中下游成矿带总体成矿模式，如图 9所示，下文对成矿模式做简要说明。
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图 9 长江中下游成矿带综合成矿模式图(据刘刚等，2016修改) 1-晚白垩系红盆沉积地层；2-早白垩系火山岩地层；3-早中侏罗系碎屑岩地层；4-中亚带中酸性侵入岩；5-中亚带中基性侵入岩；6-南亚带和北亚带中酸性侵入岩；7-北亚带中酸性侵入岩；8-古洋壳残留 Fig. 9 Metallogenic model of the Middle-Lower Yangtze River Valley Metallogenic Belt (after Liu et al., 2016) |
长江中下游成矿带的控矿构造格架是沿基底结合带复活的网状断裂系统。成矿带的基底由两部分组成(刘刚等, 2016)，其北半侧为“崆岭-董岭式”基底(因崆岭不在区内，故通称为“董岭式”基底)，其南半侧为“江南式”基底。前者属于古扬子地块的东段，它和上扬子的“川中式”基底之间的关系尚不清楚，后者组成江南-雪峰带(地块)，前南华期拼贴于古扬子地块之上。区内发生隆坳分异，形成江南隆起和下扬子坳陷两个次级单元，在燕山期古太平洋板块作用下，上述董岭/江南基底结合带复活，带动先存的基底和盖层构造，组成长江中下游成矿带主带(即中亚带)的控矿构造系统——“以长江深断裂为主干的网络状构造系统”。此外，下扬子坳陷两侧江南隆起和大别造山带的分界断裂也强烈活动，分别控制了南、北亚带。这就是长江中下游成矿带控矿构造的总貌。
成矿带中内生矿床主要由四个主要的成矿(亚)系列组成，即1)中亚带断隆区中形成于146~135Ma的矽卡岩型-斑岩型铜金多金属矿床成矿系列；2)中亚带断凹区形成于130Ma的陆相火山岩型铁硫矿床成矿系列；3)南亚带140Ma斑岩-矽卡岩型铜钼钨成矿系列；4)北亚带130Ma斑岩-矽卡岩型铜金矿床。
研究表明，成矿带内成铜岩浆岩和成铁岩浆岩在岩石类型、岩石化学、地球化学、成岩系列、构造环境、控岩构造、成岩时代、成矿类型、围岩蚀变等方面具有明显的差异。两种岩浆可能来自不同的源区，且经历了不同的演化过程。成铁岩浆岩来源于富集岩石圈地幔部分熔融的基性岩浆的结晶分异；成铜岩浆岩来自富集岩石圈地幔部分熔融形成的基性岩浆和加厚下地壳部分熔融形成的长英质岩浆的混合作用形成(王世伟等, 2018)。含矿岩浆来源的差异是造成长江中下游成矿带隆起区和断凹区成矿差异的根本原因。
成矿带的总体演化过程大致如下，1)燕山早期，中国东部由特提斯构造体制向太平洋构造体制转换，导致岩石圈构造垮塌，引发地幔对流异常，发生地幔交代作用，软流圈上升，形成挤压-伸展过渡背景下断隆区146~135Ma的高碱钙碱性岩浆及有关的矽卡岩-斑岩型铜金多金属矿床，主要受长江断裂带的控制，发育于断隆区；2)135Ma后，区域完全进入太平洋构造体制，岩石圈拆沉、软流圈上升和地幔隆起作用加剧，区域伸展作用加强，受长江中下游成矿带断裂系和郯庐断裂系的共同影响，长江中下游成矿带断凹区发育一套具成因联系的中生代陆相火山-侵入岩。铁矿化主要和第二旋回火山-侵入活动有密切的成因联系，除产于沉凝灰角砾岩和沉凝灰岩中火山沉积成因的层状、似层状铁矿床外，主要铁矿床均与第二火山喷发旋回(庐枞盆地中砖桥旋回或宁芜盆地中大王山旋回)结束阶段(130Ma)侵位的次火山岩体(闪长玢岩)有关，在岩体不同部位出现不同形式的铁矿床，如泥河式、罗河式、梅山式、凹山式，陶村式铁矿床等，这些不同类型铁矿床是同一火山-侵入岩浆活动及演化形成的热液在不同地质条件下成矿作用产物，岩浆期后的气液交代-充填作用以及火山喷发-沉积作用等一系列成矿作用过程，在浅成条件下形成不同类型的铁矿床。
4.2 断隆区成矿模式基于上述断隆区(鄂东南、九瑞、铜陵、安庆-贵池矿集区)的地质特征，以及上述主要矿床的地质地球化学特征的研究以及成矿作用的对比和联系，初步建立了断隆区的成矿模式，如图 10所示。在区域构造背景转换过程中，燕山期(146~136Ma)深源混合岩浆沿长江深大断裂系上升侵入到地壳浅部不同层位和空间不同位置了不同类型的矿床(图 11)。当岩浆侵入到志留系和泥盆系五通组砂岩地层中，在岩体内部形成深部斑岩型Cu-Au矿化(①)和浅部斑岩型Mo(W)矿化，岩浆进一步侵入到石炭系-三叠系碳酸盐地层中时，部分地层破碎形成捕掳体，在捕掳体与岩体的接触带附近可形成矽卡岩型铜金铅锌矿化(③)，在岩体与地层的接触带可形成接触交代型矽卡岩型Cu-Au-Pb-Zn矿化(④)，当地层中的某个组、岩性段或某一特定岩层(或界面)较比其他围岩更有利于成矿时，可形成单层或多层矿体(⑤)，矿化可远离岩体。当地层发育断裂等通道，热液可运移至远离岩体，在石炭系-三叠系碳酸盐地层中形成矽卡岩-脉状Pb-Zn-Au-Ag型矿化(⑥)，在志留系和泥盆系五通组砂岩形成破碎蚀变带型金矿化(⑦)。
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图 10 断隆区成矿模式图(据江西省矿产地质志编委会, 2016修改) Ⅰ-石英-钾长石化带；Ⅱ-石英-绢云母化带；Ⅲ-青磐岩化带(+矽卡岩化带)；Ⅳ-矽卡化带；Ⅴ-大理岩化带；Ⅵ-硅化-绢云母化带.矿床类型说明参见正文4.2 Fig. 10 Metallogenic model of uplift zone (modified after ECMGRJP, 2016) |
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图 11 断凹区成矿模式图 ①-罗河；②泥河；③梅山；④凹山；⑤陶村；⑥姑山；⑦龙桥；⑧金山店.Ⅰ-浅色蚀变带；Ⅱ-中部深色蚀变带；Ⅲ-下部浅色蚀变带 Fig. 11 Metallogenic model of rifted-basin |
陆相火山岩型铁(硫)矿床均产于断凹区(庐枞和宁芜盆地)，在断凹区的外围，产出矽卡岩型铁矿床，本文也将其归入断凹区。根据的上述矽卡岩和陆相火山岩型矿床的地质特征和矿床成因，建立了长江中下游成矿带断凹区的综合成矿模式，如图 11所示。
早白垩世中期(135~126Ma)，随着区域完全加入伸展拉张环境，在长江中下游断裂带和郯庐断裂带的联合作用下，在长江中下游坳陷带形成了一系列次级凹陷即断凹区，由北向南，依次为宁芜、繁昌、庐枞、怀宁和金牛等火山盆地，主要为北北东向，它们具有拉分盆地的性质，其中发育了一套安山质火山-侵入岩。火山岩和侵入岩的喷出及侵位机制主要受盆地内的深大断裂和火山机构控制。在闪长岩体内部、侵入岩与火山岩地层接触部位及火山岩地层中产生了陆相火山岩型铁矿。铁矿床的成矿作用与第二火山喷发旋回(砖桥旋回或大王山旋回)结束阶段(130Ma)侵位的次火山岩体(辉长闪长玢岩)有关。
辉长闪长玢岩体呈岩钟或岩穹窿产出，由于围岩安山岩和安山质凝灰岩与辉长闪长玢岩之间并不存在化学上的界线，含矿的气水热液对二者无选择性，因此，可在岩体和火山岩地层不同部位出现不同形式的铁矿床，如在远离岩体的火山岩地层中形成以大脉和网脉状磁铁矿为主的罗河式矿床，在岩体顶部和附近火山岩地层中形成细脉浸染状磁铁矿为主的泥河式矿床，在岩体顶部与火山岩地层接触位置形成以块状磁铁矿为主的梅山式矿床，在岩体上部形成以块状、角砾状磁铁矿-磷灰石-阳起石三组合矿石为特征的凹山式矿床，在岩体内部形成以浸染状磁铁矿为主的陶村式铁矿。铁矿床中典型的矿物组合包括透辉石(阳起石)-磷灰石-磁铁矿组合及辉石-硬石膏-磁铁矿组合。在铁矿化带外围的火山岩地层中常有黄铁矿化、硬石膏化、铜及多金属矿化。
矿床的围岩蚀变通常较强，含矿岩体及接触带岩石常遭受强烈蚀变。蚀变岩自下而上主要可分三个带，下部浅色蚀变带(钠长石化带)-中部深色蚀变带(由方柱石化、辉石化、石榴子石化和硬石膏化带组成)-上部浅色蚀变带(由硅化、高岭土化、硬石膏化和黄铁矿化组成)。蚀变岩相组合可以分为类矽卡岩化，类青磐岩化及泥英岩化等三类。
在断凹区的边缘，闪长岩体和三叠系沉积地层的接触带或三叠系地层中产出典型的矽卡岩型铁矿床，如龙桥式，金山店式和白象山式铁矿床。
4.4 成矿构造背景尽管目前对长江中下游成矿带的控矿构造格架和成矿构造背景的认识还有很大分歧，但迄今大量研究如成矿岩体的Nd-Sr同位素、锆石的稀土元素地球化学等显示，长江中下游成矿带的成矿岩体的岩浆源区较智利安第斯成矿带演化程度高(富集源区)、岩浆含水和氧逸度也较低，安第斯式单一的板块俯冲模式很难解释长江中下游成矿带矿床的分布。长江中下游成矿带斑岩型矿床成矿闪长岩中，中生代锆石幔包裹新元古代继承锆石核，中生代锆石幔的两阶段Hf同位素模式年龄与包裹的元古代继承锆石核的Hf同位素模式年龄相同(Zhou et al., 2015; 周涛发等, 2016)，表明与成矿有关的中生代闪长岩可能源自元古代物质如董岭群的再造，或称之为源区活化。成矿带中多数与斑岩-矽卡岩型铜金矿床有关的侵入岩具有埃达克岩的亲和性(王强等, 2003; 王世伟等, 2011)，考虑到成矿带邻区存在元古代弧沟盆体系(郭令智等, 1983; 舒良树, 2012; 倪培和王国光, 2017)，900~850Ma左右形成的弧岩浆在随后微地体的形成过程中保存于下地壳或上地幔，在中生代(146~123Ma)古太平洋板块的远程作用下，岩石圈发生拆沉，含元古代弧岩浆物质的源区发生活化，形成含矿岩浆。以长江深断裂为主干的网络状构造系统主要形成于古特提斯时期华南板块向华北板块的俯冲和碰撞过程中，该断裂系统在中生代构造转换过程中发生活化，成为中生代含矿岩浆和流体上升的通道，因此，长江深断裂为主干的网络状构造系统在中生代的活化和新的构造叠加，控制了成矿带岩浆岩和矿床的分布。上述源区活化和构造活化构成的“双活化”过程是制约长江中下游成矿带形成的重要机制，其演化过程如图 12所示。
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图 12 长江中下游成矿带构造演化简要(“双活化”)过程 Fig. 12 Major mechanism of "source reworking plus structure reworking" of the Middle-Lower Yangtze River Valley Metallogenic Belt |
(1) 长江中下游成矿带北界为襄樊-广济断裂和黄栗树-破凉亭断裂向北稍扩；南界为崇阳-常州断裂一线向南稍扩，此界限是人为的，大体上以Cu、Mo(Au，多金属)为主的属于本带，而W(Sn)占主导地位时，则划归江南(隆起)成矿带；东界以丹阳-常州东一线，西界为商麻-团风-梁子湖断裂。成矿亚带包括主带(即中亚带)、北亚带和南亚带，中亚带是成矿带的主体。
(2) 长江中下游成矿带内主体成岩成矿作用总体上分为三个阶段，即走滑挤压阶段(146~135Ma)，走滑引张阶段(135~126Ma)和拉张伸展阶段(126~123Ma)。其中，前两个阶段分别形成了矽卡岩-斑岩型铜金多金属矿床，矽卡岩和陆相火山岩型铁矿床，第三阶段形成与A型花岗岩有关的铀金多金属矿床。之后又有小规模的铜金及钨多金属成矿作用，整个成矿带中生代的主要成岩作用延续了约23Ma，成矿作用集中发育于146~135Ma(峰值140Ma)、130Ma两个阶段。
(3) 在燕山期古太平洋板块作用下，董岭/江南基底结合带复活，带动先存的基底和盖层构造，并与庐江-铜陵断裂(北淮阳断裂带东延部分)和大冶-九瑞断裂交汇，组成长江中下游成矿带主带(即中亚带)的控矿构造系统——“以长江深断裂为主干的网络状构造系统”。下扬子坳陷两侧江南隆起和大别造山带的分界断裂也强烈活动，分别控制了南、北亚带。这就是长江中下游成矿带控矿构造的总貌。
(4) 长江中下游成矿带内矿床的分布总体上具有纵向成带，横向分段特征，在矿集区中矿田和主要矿床主要分布在菱形网格构造的节点部位。长江中下游成矿带综合成矿模式和断隆区、断凹区成矿模式基本反映了成矿带成矿作用特征和成矿规律。古太平洋板块作用导致的壳幔过程，引发元古代弧岩浆源区活化和中生代的构造活化(“双活化”)是长江中下游成矿带形成的主要机制。
致谢 本文科学问题的凝练曾与项目主要参加者常印佛院士进行了讨论，他提出了宝贵意见并提供了部分资料；本文取得的进展是基于本课题组集体研究成果的总结和提升；在此一并表示感谢。
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