2017, Vol. 33
中国东南部金属成矿作用一直是地质学家关注的热点问题，前人对长江中下游玢岩铁矿和南岭钨锡矿等方面取得了重要的进展，并且提出了著名华南多时代花岗岩与成矿专属性等(徐克勤等, 1963a, b; 陈骏等, 2014)，长江中下游玢岩铁矿成矿模式(宁芜研究项目编写小组, 1978)、南岭地区与中生代花岗岩有关的有色-稀有金属的成矿系列(陈毓川等, 1989)以及南岭五层楼+地下室成矿模式(王登红等, 2010)。关于大规模铜金成矿作用的成矿地质背景以及成矿物质来源的争议很大。众多研究者提出中国东南部大规模的铜金成矿作用主要发生在燕山期，对应的成矿地质背景是古太平洋板块有关的俯冲带环境，成矿物质主要来自于俯冲板片部分熔融的产物(Pirajno, 2009; Sun et al., 2013; Zhou et al., 2012; 朱训等, 1983)。但是，也有研究者提出中国东南部的巨量铜金富集作用可能是陆内环境的产物，其成矿物质来源莫衷一是，可能来自于原始地幔、富集地幔和下地壳部分熔融的熔体(胡瑞忠等, 2015; 周涛发等, 2016, 2017; Zhou et al., 2015, 2016; Pirajno and Zhou, 2015)。
钦杭成矿带位于华南地区(图 1)，大地构造上属于扬子与华夏地块在新元古代的拼贴带。该带大致自南西端的广西钦州湾、经湘东和赣中延伸到北东端浙江杭州湾，整体呈北东向反S状弧形展布，全长近2000km，宽100~150km(杨明桂和梅勇文, 1997)。钦杭成矿带不仅是一条巨型的构造-岩浆活动带，也是有利的成矿作用带，已探明的特大型、大中型矿床达400余处，包括德兴、银山、金山、永平、东乡、芙蓉、柿竹园、锡矿山、水口山、黄沙坪、东坡、佛子冲等大型-超大型金属矿床(田)(毛景文等, 2011; 杨明桂和梅勇文, 1997; 周永章等, 2010)。近年来该成矿带找矿又取得一系列新的进展，先后发现了留书塘铅锌矿、荷花坪锡矿、园珠顶铜钼矿、社垌钨钼铜矿等一批大、中型矿床，指示了钦杭成矿带巨大的找矿潜力。钦杭成矿带南西段发育大批的钨锡稀有金属矿床，以稀有金属矿化为特色，而该成矿带北东段则发育一批超大型、大中型的铜金多金属矿床，以铜金矿化为特征。
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图 1 华南钦杭成矿带矿床分布图(据Ni et al., 2017修改) Fig. 1 Spatial distribution of the major mineral deposits in the Qin-Hang metallogenic belt in South China (after Ni et al., 2017) |
钦杭成矿带这一概念1997年正式提出(杨明桂和梅勇文, 1997)，2009年被中国地调局纳入全国重点成矿区带，相关研究起步较晚，尤其缺乏对北东段的铜金多金属成矿规律的系统研究和深入总结。本文在前人研究和作者对区域内典型矿床研究的已发表成果的基础上，通过对一系列铜金成矿作用的地质特征、成岩成矿时代、成矿地质体元素和同位素特征、成矿流体特征和矿床地球化学特征进一步总结整理，尝试建立钦杭带北东段多期成矿作用与富铜金初生地壳形成和再造过程的内在联系，阐明钦杭带北东段巨量铜金成矿作用的关键控制因素和独特特征，丰富华南大陆铜金成矿理论。
2 区域地质背景华南大陆是由华夏和扬子两大地块于晋宁期沿着江绍断裂带拼贴而成。钦杭成矿带北东段在大地构造位置上属于华南大陆的扬子地块东南缘，江南造山带东段，江(山)-绍(兴)断裂带北西侧(图 2)。该成矿带主要与扬子地块的江南造山带和江绍断裂带有关，因此有必要对其进行阐述。
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图 2 江南造山带简图(据Wang et al., 2017；周金城等, 2014修改) Fig. 2 Simplified geological map of the Jiangnan Orogen in South China (after Wang et al., 2017; Zhou et al., 2014) |
江绍断裂带为扬子地块与华夏地块的拼贴带。江绍断裂带呈北东走向自江山至绍兴，向东延伸至杭州湾外大陆架，向西沿浙赣线至江西武夷山北坡，全长280km。沿该断裂带构造形迹、岩层破碎和变形十分明显，受其影响而遭强烈变形的岩石。在诸暨市璜山-石角一带出露宽度最大，约5.5km，最窄处在绍兴市平水-何山一带，约600m。部分学者发现江绍断裂带及其附近存在一条高εNd值的花岗岩带，并认为这条高εNd值、低TDM值的(即存在较多幔源物质)花岗岩带就是新元古代扬子与华夏地块之间缝合带的物质表现(Gilder et al., 1996; 洪大卫等, 2002)。
2.2 江南造山带江南造山带位于扬子地块的东南缘(图 2)。该地区前人称为江南古陆(黄汲清, 1945)，系指从桂北经黔东、湘西和湘赣北部、到皖南和浙西北的扬子地块边缘弧形地带广泛分布的前寒武纪变质岩，并认为原始的江南古陆形成于震旦纪中叶。1980年代初，郭令智等提出江南古陆是元古代岛弧褶皱系。近年来，研究区所涉及的赣东北-皖南地区原定的“江南古陆”部分已基本被公认为是扬子地块东南缘的中-新元古代造山带，即江南造山带(Wang et al., 2013b, 2014; Zhao, 2015; Zheng et al., 2008)。“江南造山带”是整个中国东南部最连续、面积最大的元古代浅变质火山-沉积岩系分布区，包括桂北四堡群、丹洲群、黔东梵净山群、湖南冷家溪群和板溪群、赣北修水群、皖南上溪群(现称溪口岩群)和沥口群、浙西北双溪坞岩群和骆家门组等；它们的共同名称就是广义的板溪群。此外，“江南造山带”还是华南前寒武纪花岗岩的集中分布区，出露在该古陆的前寒武纪花岗岩体共26个，分布面积约4500km2，占已知华南前寒武纪花岗岩出露面积的95%以上。
2.3 华南演化历史华南由扬子地块和华夏地块两大地块组成，江绍断裂带(江山-绍兴)将两者分开，该断裂带是新元古代形成的大型构造缝合带。地质学、岩石学和地质年代学的研究表明，扬子地块和华夏地块在新元古代发生俯冲、碰撞作用之后，形成了一个联合的统一的大陆(Wang et al., 2017; Zhao, 2015; Zheng et al., 2008)。扬子地块东南缘出露一系列中-新元古代扬子地块与华夏地块之间俯冲造山事件形成的岩浆岩和浅变质岩：中-新元古代残留洋壳形成的赣东北和皖南地区蛇绿岩套(1.1~0.83Ga)(Li et al., 1997; Yao et al., 2016; Zhang et al., 2012)，浙西北岛弧火山岩(0.97~0.89Ga)(Li et al., 2009)，冷家溪群、四堡群、双桥山群、梵净山群、上溪群的岛弧地区陆缘碎屑沉积作用(879~823Ma)以及后碰撞伸展阶段的湘西、桂北地区带状分布的基性岩(820Ma以后)(Zhou et al., 2004; Zhou et al., 2009)。加里东期，华南大陆尤其是华夏地块存在褶皱变形峰期为450~400Ma的构造记录(Charvet et al., 2010; Ni et al., 2015)。扬子地块的元古代基底上覆盖层为新元古代到三叠纪的沉积地层(800~200Ma)。三叠纪，华南发生了大规模的挤压事件，可能代表了华南板块和印支板块(Carter et al., 2001)，以及华南和华北板块发生了碰撞(Ratschbacher et al., 2003)。中侏罗世(J2)开始，古太平洋板块开始向华南大陆俯冲(Isozaki, 1997; Wang et al., 2016)，华南大陆整体在挤压应力作用下，发生了局部伸展作用，形成大量的辉长岩、玄武岩、正长岩和I型花岗岩等(He et al., 2010)。白垩纪，主要受到古太平洋板块俯冲作用，形成了中国东南沿海大面积的火山岩和岩浆岩(Wang et al., 2016; Zhou et al., 2006)。
3 矿床地质特征 3.1 江西德兴铜钼金矿田德兴铜矿田包括铜厂、富家坞、朱砂红3个大型铜矿床(图 3)。矿田内三个成矿的花岗闪长斑岩(铜厂花岗闪长斑岩、富家坞岩体、朱砂红岩体)，主岩体沿北西西方向侧列分布，单个岩体均向北西部倾列分布，单个岩体均向北西深部倾伏，呈大小不等的三个似筒状岩株。以上三个主岩体均呈侵入接触，接触界线清楚，呈突变关系。
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图 3 江西德兴铜矿地质平面图(据Wang et al., 2015修改) Fig. 3 Geologicalmap of the Dexing porphyry copper deposit (after Wang et al., 2015) |
与成矿关系密切的断裂构造，按其规模和作用可分出三级断裂构造体系。赣东北深断裂带是Ⅰ级的超壳型深断裂体系。Ⅱ级断裂主要有两组：NE-NNE向的铜厂断裂带，NW向的区域性横张断裂带。第Ⅲ级断裂构造是花岗闪长斑岩体内外接触带特别发育的断裂裂隙系统，基本以岩体为中心，呈放射状和同心环状分布。
铜厂斑岩铜矿床主要与燕山期侵位的花岗闪长斑岩有关。矿体大部分赋存于花岗闪长斑岩主岩(株)体顶部和上部的内外接触带，矿化垂深达1200m，主矿体规模巨大、形态规整、产状稳定。岩体的中心及深成部位，一般未形成工业铜矿体。三个矿床的矿体特征呈一定的递变性，从矿田北西端的朱砂红矿床到南东端的富家坞矿床，矿体的倾角由陡变缓，形态由复杂变简单，矿石铜钼品位由贫变富，矿床剥蚀程度由浅变中等。
矿田内热液蚀变广泛分布，三个矿床具有相同的蚀变类型，除了泥化外几乎具有典型的斑岩铜矿所有的蚀变类型。围岩蚀变作用具有多阶段性，早期蚀变发生在岩体深部中心，形成典型蚀变矿物为钾长石-黑云母组合；中期尤以岩体与围岩接触带蚀变最强，形成典型的石英-绢云母组合，晚期蚀变主要为碳酸盐化和硫酸盐化。与一般斑岩铜矿以岩体内部为中心的分带模式略有不同，为典型的弱“岩体中心式”+强烈“接触带中心式”式蚀变。
矿床的成矿作用主要发生在岩浆期后的热液成矿期，该时期也具有显著的多期次多阶段的特点，可分为成矿早期、主成矿期以及成矿晚期。成矿早期主要以钾硅化蚀变为主，同时有较弱的绿泥石化，伴随不太强的斑铜矿、辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿等硫化物矿化，矿化呈浸染状。主成矿期又可分为两个阶段，主成矿早阶段和晚阶段：主成矿早阶段以石英-绢云母-绿泥石化为主，伴有大量辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿等矿物，呈细脉浸染状产出；晚阶段以绿泥石化为主，伴有黄铁矿、黄铜矿、赤铁矿及少量辉钼矿等矿物，呈脉状充填状产出。成矿晚期以绿泥石化-碳酸盐化为主，矿化微弱。
3.2 江西银山铜金铅锌银矿床区内广泛出露的地层主要为中-新元古界双桥山群浅变质岩系，岩性以千枚岩为主，其上不整合覆盖侏罗系中统鹅湖岭组火山岩(图 4)。银山火山机构分为三个旋回，火山-次火山岩活动的持续时间为176~166Ma(Wang et al., 2012)。银山铜金铅锌银矿主要与该区燕山期火山-侵入活动有关。铅锌矿化相关的北山石英斑岩属于第一旋回的次火山相岩石(172Ma)，铜金矿化相关的九铜区英安斑岩属于第二旋回产物(170Ma)。第三旋回以小规模的闪长玢岩脉为特征(166Ma)，仅分布在西山火山机构。
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图 4 江西银山矿铜金铅锌银矿床地质平面图(据Wang et al., 2013a修改) Fig. 4 Geological map of the Yinshan Cu-Au-Pb-Zn-Ag polymetallic deposit (modified after Wang et al., 2013a) |
铜金矿体主要分布在3号英安斑岩和13号石英斑岩的周围，走向近东西，延长为600~800m，延深达到1100m，宽度大约在10~30m。矿体多呈陡倾斜产出，倾角在70°~85°。其中银山背斜北西翼的九铜区的矿体总体走向为近东西向，倾向南为主；在银山背斜南东翼的的银山东区的铜铅锌矿体走向为南南东方向，倾向东为主。铜金主成矿期的黄铁矿-黄铜矿-石英脉以大量出现黄铜矿为特征，是主要的铜金成矿阶段，主要为顺着断层产出的脉状矿体，一般单个矿脉的宽度在10~50cm之间，多见数条矿脉平行产出的形式(Wang et al., 2013a)。
脉状的铅锌银矿体主要分布在北东部的九龙上天铅锌银(铜)矿区和最北部北山铅锌银区，北山区5号石英斑岩与铅锌矿化关系密切。少量的层状、似层状的铅银矿体则就位于中侏罗系火山岩与基底双桥山群的不整合接触带。在银山背斜北西翼的九龙上天区铅锌矿，北山区铅锌矿的矿体总体走向为近东西向；在银山背斜南东翼的九龙上天区东大巷和银山东区的铜铅锌矿体走向为南北向到南东方向。矿体的延长为250~1300m，延深达到900m，厚度大多在5~15m。矿体的走向上和倾向上产出稳定。矿体多呈陡倾斜产出，倾角在70°~85°(Wang et al., 2013a)。
铅锌银矿化期以形成大量的闪锌矿-方铅矿-石英-方解石脉为特征，主要分布在北山区，南山区和九龙上天区等。晚期的方解石脉以出现在北山区为特征，明显切割闪锌矿-方铅矿-石英-方解石脉，脉体走向近南北，为晚期的产物。与铅锌矿化关系最为密切的为碳酸盐化和绢英岩化，同时伴随有部分绿泥石化的叠加。在铅锌矿化之上的区域为普遍的碳酸盐化蚀变发育，在铅锌矿化之下则为绿泥石化-碳酸盐化蚀变带。
3.3 江西金山金矿矿区大面积出露中元古界双桥山群浅变质岩系，为一套浅变质的火山碎屑沉积岩夹大量的基性火山熔岩(图 5)。主要由粉砂质板岩、凝灰质板岩、绿泥绢云板岩、砂质千枚岩、变质杂砂岩、沉凝灰岩、凝灰质千枚岩、变质安山玄武岩等组成。地层总体走向北东，倾向南东110°~130°，倾角10°~35°，成一单斜层序产出。矿区岩浆活动微弱，仅见辉石闪长岩和辉绿岩两种岩石类型，呈岩瘤、岩脉、“岩块”沿断层和剪切带零星分布。
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图 5 江西德兴地区金山矿区地质图(据Zhao et al., 2013) Fig. 5 Geological map of the Jinshan golddeposit (modified from Zhao et al., 2013) |
矿区地处赣东北韧性剪切蛇绿岩构造混杂带之金山韧性推覆变形带中。构造形变以低角度的韧性剪切变形变质为主，褶皱和高角度断裂不甚发育。金山-朱林韧性剪切带是金山金矿田最重要的控矿构造，是金山矿区的成矿-容矿构造，严格控制着金矿床的形成和矿体的产出。
金山金矿被严格的限制在双桥山群上亚群第一岩性组和第三岩性组之间的韧性剪切带之中，剪切带总体走向北西，倾向北东、北北东。矿体呈层状或似层状顺层分布，产状与围岩片理一致。矿体在地表延伸8km以上，总体向北缓倾，地下延伸达500~800m以下。矿体分两种类型：超糜棱岩型和石英脉型，其中以前者矿石品位低而储量大(占总储量70%)为特征，而后者以矿石品位高和以明金出现为特征(Zhao et al., 2013)。
超糜棱岩型矿体呈层状或似层状分布在韧性剪切带中，矿体与围岩没有明显的界线，矿体与地层片理近于平行，且与围岩地层一起受到后期构造影响而产生同步褶皱现象。石英脉型矿脉赋存于蚀变岩型矿体上盘砂质千枚岩中，一般为顺层理产出，呈透镜状，单体长几到几十米，厚度小于1米，脉体与围岩界限清晰，近脉围岩Au的含量均较高。
原生矿石金属硫化物以黄铁矿为主，次为毒砂、闪锌矿、黄铜矿、黝铜矿、方铅矿等，脉石矿物以石英、云母、绿泥石、钠长石、铁白云石为主。金山金矿发育有多种类型的围岩蚀变，主要有硅化，钠长石化，碳酸盐化，绢云母化，绿泥石化、黄铁矿化和水云母化等。
3.4 江西铁砂街铜矿矿区内出露的地层有中-新元古界铁砂街岩组和上覆下、中侏罗统林山组(图 6)。中-新元古界铁砂街岩组，岩性以灰绿色、青灰色千枚岩为主，间夹变粉砂岩、岩屑杂砂岩、含炭千枚岩和大理岩，中下部发育细碧岩和角斑岩，总厚大于1081m。同时伴随有花岗斑岩和石英斑岩等次火山相侵入体产出。辉绿岩脉沿南北向和东西向断裂充填，其形成时间较晚。岩石普遍受绿片岩相区域变质作用。下、中侏罗统林山组，不整合覆于铁砂街岩组之上，主要由灰色、杂色砾岩、砂砾岩、各种粒度的砂岩及粉砂岩组成，厚约800m。
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图 6 江西铁砂街铜矿0勘探线剖面图(据Wang et al., 2017修改) Fig. 6 Cross section of the exploration line 0 of the Tieshajie Cu-Au deposit (after Wang et al., 2017) |
矿区为一走向近东西、总体向南陡倾的单斜构造。由于受褶皱和一系列叠瓦状断裂的影响，导致构造的复杂化。断裂构造，以近东西向断裂最为发育，该组断裂为发育于铁砂街岩组中段的层间破碎带，横贯全区，规模大，一般宽4m，最宽达20m，延伸千余米，倾向北，倾角陡立，具多期活动的特点。其次为近南北向断裂，切割近东西向断裂，纵贯全区，断裂走向NE 5°~10°，倾向SEE，倾角60°~85°，为一平移正断层。
矿床赋存于中元古界铁砂街岩组海相细碧角斑岩系的中上部，含矿层位有2个，少部分矿体产于该组第Ⅱ旋回中部的基性熔岩-碳酸盐-泥质岩组合中，含矿层厚310m；大多数矿体产于第Ⅱ旋回上部含火山碎屑岩-碳酸盐-硅质岩组合中，厚110m。海相火山岩系的Cu、Pb、Zn、Au、Ag、As、S等成矿元素丰度较高。细碧岩中锆石LA ICP-MS定年结果为1010~980Ma(Wang et al., 2017)。
矿区可划分为锈水坞及火麻坞两个矿段。主要矿体集中分布在锈水坞区段，共有13个矿带，26个矿体。矿体呈层状、似层状和透镜状产出。矿体走向NWW280°，倾向NNE，倾角80°~85°，主矿体(带)与地层及东西向层间断裂带产状一致。由于受后期褶皱构造的影响，使矿体与地层发生同步褶皱，由似层状变成了一系列不规则的透镜状(体)断续分布。矿石主要金属矿物为黄铜矿、黄铁矿、毒砂、菱铁矿，次为闪锌矿、方铅矿、斑铜矿、磁黄铁矿、斜方砷铁矿、磁铁矿、赤铜矿等。脉石矿物有石英、透闪石-阳起石、方解石、绿泥石、绢云母、萤石和重晶石等。矿石结构以他形晶粒状、交代溶蚀、残余等结构为主。矿石构造以块状、浸染状、似条带状构造为主，其次有脉状、多孔状构造，以及早期形成的条纹状构造遭受后期变质作用的揉皱构造等。
3.5 浙江平水矿铜矿体矿区出露的地层主要是中-上元古界平水组细碧角斑岩系火山岩和第四系(图 7)。平水组为一套细碧岩-角斑岩建造，主要岩性有浅灰绿色角斑(质)岩、浅灰绿色凝灰质砂岩、粉砂质泥岩、灰绿色细碧(玢)岩等。平水组细碧角斑岩系普遍具变质重结晶现象，千枚理和片理化发育，岩石的原生结构构造多数遭到不同程度的破坏，形成千枚岩、绿泥石片岩、石英绢云母片岩和绿泥石岩、绿帘石岩等。细碧岩中锆石的LA ICP-MS U-Pb年龄为952Ma(陈辉等, 2016)。矿区内主要出露的侵入岩有晋宁期斜长花岗岩、花岗斑岩和闪长岩。
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图 7 浙江平水铜矿地质平面图(据Chen et al., 2015修改) Fig. 7 Regional geological map of the Pingshui deposit, Zhejiang Province, Southeast China (modified after Chen et al., 2015) |
矿区内地层褶皱构造不明显，主要是由平水组细碧角斑岩系组成的倾向北西、倾角中等的单斜构造。区域断裂构造发育，主要有北东向、北西向、北北东向和东西向几组断裂。矿区内在矿体下盘发育强烈的韧性剪切作用，在动力变质强烈地段还可见到糜棱岩化甚至糜棱岩。
平水铜矿矿床由若干个叠瓦状展布的透镜状、块状矿体及与其紧邻的浸染状矿体组成。矿床有28条铜矿体、1条锌矿体和7条硫矿体组成，矿体呈脉状、似层状、透镜状，矿体主要赋存于位于第一火山旋回顶部火山沉积岩相中。矿体顶板、底板为花岗岩类(斜长花岗斑岩和蚀变花岗岩)。围岩蚀变主要有硅化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化、黄铁矿化、重晶石化、方解石化和高岭土化等。矿石主要构造为块状、浸染状、条带状、纹层状、揉皱状和同生角砾构造。矿石主要结构为细粒他形-半自形结构、碎裂结构、胶结结构和乳浊状结构。
3.6 浙江建德铜矿床矿区出露地层较简单，有上泥盆统西湖组、珠藏坞组，中石炭统黄龙组，局部出现上侏罗统老村组(图 8)。其中，中石炭统黄龙组为赋矿地层。上泥盆统西湖组主要岩性为白色中-厚层状含砾石英砂岩，上泥盆统珠藏坞组岩性为杂色砂质页岩、细砂质互层。中石炭统黄龙组按岩性组合可分为两个岩性段：下段岩性为灰色厚层状灰质白云岩，厚30~35m；上段为灰-浅灰色厚层状纯灰岩，厚150m。上侏罗统老村组为杂色中厚层状砂砾岩、页岩等，不整合覆盖在老地层之上。
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图 8 建德铜矿地质平面图(据Chen et al., 2017a修改) Fig. 8 Sketch map of the Jiande copper deposit (after Chen et al., 2017a) |
泥盆、石炭系地层强烈褶皱，形成北东向紧密排列的松坑坞倾伏向斜和其东的铜山倾伏背斜及相应的纵横断裂。松坑坞倾伏向斜是区内主要构造，也是主要控矿构造。断裂构造有北东向和近东西向，北东向断裂以F1和F29为代表，近东西向断裂以F23为代表。
岩浆岩为燕山期侵入的中酸性嵌晶花岗闪长斑岩，呈北东向条带出露于南东翼F29断裂内及其附近，长大于1000m，宽40~80m。岩体局部出现星散状黄铜矿、黄铁矿化，含铜可达0.1%~0.3%。花岗闪长斑岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为161Ma (Chen et al., 2017b)。
矿体多呈层状-似层状产于中石炭统黄龙组地层中，这些地层由于燕山期岩浆作用，发生矽卡岩化。矿体主要有两条：Ⅰ号单铜矿体(简称Ⅰ号)和Ⅱ号铜锌硫矿体(简称Ⅱ号)。Ⅰ号单铜矿体矿石自然类型为硫化矿石，工业类型为铜矿石，主要矿物成分为黄铜矿、斑铜矿、白云石、石英、方解石等。Ⅱ号铜锌硫矿体矿石自然类型为硫化矿石；主要矿物成分为黄铜矿、斑铜矿、闪锌矿、黄铁矿、磁铁矿及白云石、石英、方解石、石榴石等。
3.7 浙江璜山金矿璜山矿区赋矿地层属于陈蔡岩群, 由一套局部发生角闪岩相变质的火山-沉积岩序列组成, 地球化学特征和同位素比值显示火山弧特性(图 9)。矿区变质岩主要包括绿片岩、变粒岩和角闪岩。璜山矿区侵入岩主要由璜山石英闪长岩、辉石角闪岩和角闪辉石岩组成。脉岩主要有闪长玢岩、辉绿玢岩和长英质脉体。对距离璜山矿区约500m的石角地区角闪辉石岩和石英闪长岩内锆石U-Pb定年结果显示其年龄分别为844±3Ma和818±6Ma(王孝磊等, 2012)。
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图 9 浙江璜山金矿地质平面图(据Xu et al., 2016) Fig. 9 Geologicalmap of the Huangshan gold deposit (modified after Xu et al., 2016) |
璜山矿区内有大小断裂30余条，按走向可分为北东向、北西向和近南北向三组。北东向断裂是矿区内规模最大、最发育、生成最早并与成矿关系最密切的一组断裂构造。璜山矿区主要控矿构造为北东东向的F1断裂，该断裂走向长1500m以上，延伸350m以上。断裂上下界面清晰平滑，沿走向和倾向均呈舒缓波状，总体走向北东60°，倾向南东，倾角60°左右。F1断裂挤压特征明显，挤压带宽2~11m，由千糜岩和石英脉透镜体组成。挤压带上下部位普遍糜棱岩化，并具绿泥石化、碳酸盐化和绢云母化。挤压带内千糜岩局部发生弯曲和褶皱，石英脉局部发生碎裂。
璜山金矿约400m长、0.3~9m(平均3m)宽，现在开采深度已达200m深。当矿体走向有ENE转向EW或者倾角变缓时矿体厚度增大。矿石平均品位约为9g/t，矿体顶部10~20m发生氧化富集。矿化带与围岩呈连续过渡，靠近矿脉的围岩也有轻微矿化。璜山矿区的矿石矿物十分简单，成矿期黄铁矿为主要矿石矿物和含金矿物，少量闪锌矿、黄铜矿和碲金矿(小于1%总Au)被发现。蚀变矿物有绢云母、石英、方解石和绿泥石等。璜山矿区的矿脉可分为三期：(1)成矿前期贫矿石英-绢云母脉，主要由石英和绢云母组成，绢云母环绕石英变形，含少量绿泥石，不含金。第一期脉明显受到剪切而呈透镜状，局部呈布丁状被第二期脉包裹。(2)石英-黄铁矿脉，为主成金期，仅含少量绿泥石和绢云母。由于黄铁矿氧化成铁帽，矿山常以此为找富矿的依据。第二期脉受剪切影响微弱，脉壁较直。(3)成矿后期石英-碳酸岩脉主要是方解石和石英组成，呈细脉状穿插矿石。
3.8 浙江平水矿区金矿体南京大学危机矿山项目闽浙赣项目组2010年6月在平水矿区野外考察时发现铜矿体下盘有千糜岩带(图 10)，结合区域内存在的一条韧性剪切带，当时就认为平水铜矿存在独立的韧性剪切带型金矿的可能性。在2011年6月平水铜矿与衢州院相关领导和技术骨干来宁时，项目组倪培教授明确指出在千糜岩内找金的可能性，并认为它可能类似于造山型金矿。2011年7月闽浙赣项目组在平水矿区考察时，本文第一作者再次强调千糜岩带内找金的可能，同时项目对千糜岩开展了成矿流体研究，通过采样和室内流体包裹体观察测定，明确提出本区可能存在造山型金矿。据此，衢州院在2011年底ZK603孔中成功的找到两条金矿体和一条铜矿体，一条金矿体真厚5.43m，金平均品位大于5×10-6；另一条金矿体真厚3.13m，金平均品位大于2×10-6，金矿体严格受到韧性剪切带控制。金矿石有明显的宏观和微观韧性变形结构。石英透镜体呈条纹状构造并有明显的波状消光现象。矿石矿物主要是自然金和少量的黄铁矿，脉石矿物主要有石英、绢云母、绿泥石、碳酸盐和白云石。
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图 10 浙江平水矿金矿体6线剖面图(据Ni et al., 2015) Fig. 10 Cross section (line 6) of gold orebodies in the Pingshui deposit (after Ni et al., 2015) |
铁砂街铜矿 铜矿体主要分布在铁砂街矿床南部的绣水坞矿区，赋存于铁砂街岩群中的细碧角斑岩系内，呈层状、似层状产出，与围岩整合接触，为火山成因块状硫化物成因类型。铜矿体中矿石矿物组成为黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿以及少量的胶黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿、毒砂等(图 11)。胶黄铁矿呈同心环带结构，为沉积成因；黄铁矿部分为草莓状黄铁矿，代表了同生沉积的特征。铁砂街铜矿体的成矿地质体为细碧岩，锆石U-Pb结果表明，细碧岩形成于1012~980Ma。成矿细碧岩具有较高的TiO2和εHf(t)值，岩浆物质为软流圈地幔来源。Nb/La和Nb/T比值较高，说明成矿细碧岩受到一定程度的地壳混染。成矿细碧岩具有富集大离子亲石元素、高场强元素、缺乏Nb-Zr-Ti亏损的OIB地球化学特征，指示其形成于拉张的构造背景中(Wang et al., 2017)。铁砂街铜矿体伴生石英中的流体包裹体主要为富液气液两相原生包裹体，均一温度分布区间为188~317℃，盐度分布区间为3.1%~6.9% NaCleqv(朱安冬, 2017)。铁砂街铜矿体成矿地质特征、成矿地质体年代学和地球化学特征，结合成矿流体和同位素组成特征，指示其晚中元古代(1012~980Ma)火山成因块状硫化物(VMS)的成因类型，是钦杭成矿带北东段已知的最早的铜金成矿作用。
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图 11 江西铁砂街铜矿矿化特征(a、b)和成矿细碧岩地球化学图解(c、d)(据Wang et al., 2017) Fig. 11 Polished ore sample graph (a) and photomicrographs (b) of the Tieshajie Cu-Au deposit, diagram of Ti-Zr (c) and diagram of Ti-Zr-Y (d) of the ore-related basalt (after Wang et al., 2017) |
平水矿铜矿体 锆石U-Pb定年表明，平水组细碧岩成岩年龄为952Ma，平水组角斑岩成岩年龄为954Ma，均形成于新元古代(陈辉等, 2016a)。平水组细碧角斑岩属于双峰式火山岩系列；富Na2O，贫K2O，轻稀土富集，富集大离子亲石元素和亏损高场强元素，显示火山岩形成于岛弧环境(图 12)。平水铜矿体伴生石英中的流体包裹体类型比较简单，主要是气液两相包裹体，原生的流体包裹体，其均一温度为217~328℃，盐度为3.2%~5.7% NaCleqv，拉曼测试表明流体包裹体的气相成分为水。流体包裹体的均一温度、盐度和气相成分表明成矿流体主要为海水。平水铜矿体的矿石硫同位素在频率图上零值附近呈比较明显的塔式分布，说明其来源单一，可能主要来自于平水组火山岩。铜矿体中硫化物的铅同位素组成与平水组火山岩中长石铅的同位素组成一致，均位于地幔铅附近，说明平水矿铜矿体的铅同位素主要来源于平水组火山岩。地质证据，结合成矿流体和同位素证据表明，平水矿铜矿体是新元古代平水组岛弧火山岩赋矿的的火山成因块状硫化物矿床(VMS)(Chen et al., 2015)。
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图 12 浙江平水铜矿VMS型铜矿体和矿石特征(a、b)、双峰式岛弧火山岩图解(c、d)和显微测温数据图解(e)(据Chen et al., 2015) Fig. 12 The graphs of the copper orebdoies (a) and copper massive sulfide ores (b) of the Pingshui deposit, whole rock geochemistry of arc rocks of the Pingshui Group (c, d) and the salinities and homogenization temperatures of fluid inclusions (e) from the Pingshui and other typical VMS deposits (after Chen et al., 2015) |
金山金矿 江西金山金矿位于华南大陆的扬子地块东南缘，江南造山带东段，江(山)-绍(兴)断裂带北西侧。金山金矿金矿体的形成经历了两期韧性剪切作用：早期由NW向SE的韧性推覆剪切作用，形成NW向超糜棱岩型矿体。晚期NE方向左行走滑韧性剪切作用，形成NE向石英脉型矿体。金山金矿的流体包裹体可以分为三个类型：富液相含CO2(Ⅰ型)流体包裹体，富气相含CO2(Ⅱ型)包裹体和富液相水溶液(Ⅲ型)型包裹体。成矿前富液相含CO2(Ⅰ型)流体包裹体记录了金山金矿的初始的流体特征，具有更高的均一温度(285~340℃)，较低的盐度(1.4%~6.1% NaCleqv)和较高含量的CO2。成矿期含金石英脉中富气相含CO2(Ⅱ)、富液相水溶液(Ⅲ)型包裹体的均一温度分别为243~272℃和208~266℃，盐度范围为0.6%~3.6% NaCleqv和3.5%~8.9% NaCleqv。研究表明，成矿前高温、富CO2的流体在成矿期发生了不混溶作用，导致金的沉淀富集。氢氧同位素研究表明，金山金矿的成矿流体是变质成因。超糜棱岩型以及石英脉型矿石中的矿石硫铅同位素与千枚岩地层的同位素组成一致，表明金山金矿的成矿物质来自于地层。金山矿含CO2包裹体形成的压力为0.88~1.74kbar，按照静岩压力计算其形成深度在3.2~6.4km。近期获得金山金矿石英脉型金矿体的石英流体包裹体Rb-Sr等时线年龄为750Ma(赵超, 2014)。结合区域上新元古代强烈的江南造山事件，表明金山金矿是这一造山运动的产物。金山金矿的地质特征、构造特征、成矿流体特征、成矿流体来源、成矿物质来源等，表明金山金矿为典型的新元古代造山型金矿(图 13；Zhao et al., 2013)。
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图 13 江西金山金矿矿化、流体显微测温数据、氢氧同位素和成矿压力图解(据Zhao et al., 2013) Fig. 13 The graphs of ultramylonite type orebodies (a) and quartz vein type orebodies (b), salinities and homogenization temperatures of fluid inclusions from ore stage quartz veins (c, d), H-O isotopes of the fluid inclusions hosted in quartz (e) and trapping pressures calculated from fluid inclusions in quartz (f) in the Jinshan deposit (after Zhao et al., 2013) |
璜山金矿和平水矿金矿体江绍断裂带东段的璜山金矿以含金石英脉为特征。金矿石一般含有低含量的硫化物(＜5%)，并且黄铁矿是最主要的载金矿物。详细的流体包裹体岩相学观察和显微测温研究表明，璜山金矿发育大量的富CO2流体包裹体，其与富液相气液两相包裹体共存，显示了强烈的流体不混溶作用发生。璜山金矿含金石英脉中的富CO2流体包裹体和富液相气液两相包裹体共存具有相似的均一温度(214~282℃)和不同的盐度(1.2%~6.0% NaCleqv和2.7%~8.7% NaCleqv)。利用不混溶的流体包裹体组合计算的捕获压力是87~162MPa，因此其形成深度大于3.2km，这一成矿深度也排除了前人提出的浅成低温热液金矿床的可能。铅同位素表明，成矿物质与陈蔡岩群围岩具有一致的硫和铅来源。璜山金矿的矿体特征、成矿流体特征和成矿物质来源等都支持，其为典型的造山型金矿(Xu et al., 2016)。
平水矿铜矿体形成之后，平水地区经历了后期的变质变形作用，在铜矿体的下盘普遍发育韧性剪切带。平水金矿体中的流体包裹体可以划分为以下两类包裹体：Ⅰ型H2O-CO2包裹体，Ⅰ型包裹体在室温下呈两相或三相(LH2O+LCO2 ± VCO2)；Ⅱ型H2O包裹体；Ⅰ型包裹体常和Ⅱ型包裹体在同一视域中共存，显示出流体不混溶的岩相学特征；Ⅰ型包裹体最终均一至气相，均一温度为225~282℃，盐度为1.2%~6.0% NaCleqv，而Ⅱ型包裹体均一至液相，均一温度为214~271℃，盐度为2.7%~8.7% NaCleqv。Ⅰ型包裹体与共存的Ⅱ型包裹体有相近均一温度，较大差异的盐度，不同的均一行为，表明主成矿期发生了流体不混溶作用。流体不混溶导致了成矿流体在运移过程强烈的相分离作用，因此可能造成金的沉淀和金矿体的形成(图 14；Ni et al., 2015)。
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图 14 浙江加里东期造山型金矿的矿化照片、蚀变照片、变质流体特征和金矿化年代学频率直方图(据Ni et al., 2015) Fig. 14 Field graph (a) and microphotograph (b) of quartz vein-type orebodies hosted in the ductile shear zone of the Huangshan gold deposit, Raman spectroscopy of CO2 rich inlcusions (c) and ages of the Early Paleozoic gold mineralization along the Jiangnan Orogen (d) (after Ni et al., 2015) |
平水矿金矿体的石英流体包裹体Rb-Sr年代学研究表明，金矿化发生在加里东期，大约为450Ma(Ni et al., 2015)。结合最近获得的璜山金矿石英流体包裹体Rb-Sr等时线年龄为438Ma(徐颖峰, 2017)，表明区域金矿化发生在早古生代，其构造背景对应于加里东期华夏陆块沿着江绍断裂带向扬子板块的底冲推覆作用。前人研究表明区域金矿化可形成于元古代碰撞造山过程中(赵超, 2014)，最新研究表明，区域上还存在一起加里东期造山型金矿化事件(Ni et al., 2015)。
4.4 燕山期斑岩-浅成低温-夕卡岩热液铜金成矿系统 4.4.1 成矿流体特征和矿床成因德兴斑岩铜矿田成矿地质体为3个独立的花岗闪长斑岩，细脉浸染状矿化广泛发育在花岗闪长斑岩与千枚岩围岩的接触带，其中矿化与钾化和黄铁绢英岩化密切相关。此外，德兴铜矿发育三种类型的流体包裹体：包括Ⅰ型的富液相气液两相包裹体，Ⅱ型的富气相气液两相包裹体，以及Ⅲ型的含子晶包裹体。其中，后两种类型包裹体在石英-辉钼矿脉和石英-黄铁矿-黄铜矿脉中广泛分布。石英-辉钼矿脉中Ⅱ型和Ⅲ型包裹体具有类似的均一温度，前者为374~505℃，后者为370~460℃，具有完全不同的盐度，前者为3.1%~8.2% NaCleqv，后者为37.9%~52.7% NaCleqv。大量的Ⅱ型和Ⅲ型包裹体在石英中共存，具有类似的均一温度和不同的盐度范围，揭示了广泛流体沸腾作用促使了金属的沉淀。类似的，Ⅱ型和共存的Ⅲ型包裹体构成的流体包裹体组合也广泛分布在石英-黄铁矿-黄铜矿脉中，两者具有类似的均一温度，前者为323~450℃，后者为277~454℃，具有完全不同的盐度，前者为1.5%~7.9% NaCleqv，后者为33.5%~49.8% NaCleqv。石英-辉钼矿脉和石英-黄铁矿-黄铜矿脉中沸腾包裹体组合中的含子晶包裹体可以获得真实的捕获压力，其中前者捕获压力为132~284bars，后者捕获压力为44~264bars(图 15；Li et al., 2017)。
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图 15 江西德兴铜矿富家坞矿区典型矿石照片和两期沸腾流体包裹体组合的测温数据散点图(据Li et al., 2017) Fig. 15 Typical pictures of stockwork ores (a, b) and scatter of salinities vs. homogenization temperatures of fluid inclusions in quartz (c) from the Fujiawu deposit (after Li et al., 2017) |
银山铜金铅锌银矿成矿岩浆岩为中侏罗世长英质次火山岩体，其中铅锌银矿化与早期的流纹质石英斑岩有关(172Ma)，而铜金矿化与稍晚的英安斑岩有关(170Ma)。围岩蚀变广泛发育，矿化主要与硅化、黄铁绢英岩化、碳酸盐化有关。银山矿床的硫化物石英脉发育三类流体包裹体：包括Ⅰ型的富液相气液两相包裹体，Ⅱ型的富气相气液两相包裹体，以及Ⅲ型的含子晶包裹体。铅锌银矿化脉中主要发育Ⅰ型包裹体，其均一温度显示从深部(240~303℃)向浅部(187~278℃)逐渐降低的趋势，盐度则变化不大(4.2%~9.5% NaCleqv)。铜金矿化脉中也主要发育Ⅰ型包裹体，其均一温度也显示了从深部(256~362℃)，中部(217~314℃)到浅部(196~306℃)逐渐降低的趋势，盐度无明显变化(3.5%~ 9.9% NaCleqv)。广泛发育中低温度和中低盐度的Ⅰ型包裹体，指示着银山矿的矿化流体主要形成于浅成环境。铜金矿体下部的石英脉中局部发育Ⅱ型富气相包裹体和Ⅲ型含子晶包裹体的组合。两者的均一温度相似，大约为317~448℃，但是盐度变化很大，Ⅱ型包裹体的盐度为0.2%~4.2% NaCleqv，Ⅲ型包裹体的盐度为31.0%~36.9% NaCleqv。氢氧同位素显示成矿流体主要为岩浆流体。硫同位素成分指示了均一的岩浆硫来源。铅同位素数据显示，火山岩-次火山岩与矿石的铅来源一致，为岩浆成因。银山矿铜金矿体下部有局部沸腾作用的发生，指示着现有铜金矿体的下部存在寻找斑岩型矿体的可能(图 16；Wang et al., 2013a)。
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图 16 江西银山铜金铅锌银矿床的垂向流体填图(据Wang et al., 2013a) Fig. 16 The fluid inclusion vertical mapping of the Yinshan Cu-Au-Pb-Zn-Ag deposit (after Wang et al., 2013a) |
建德铜矿体多呈层状-似层状产于石炭系黄龙组地层中，矿体主要为块状矿体和矽卡岩化矿体，受石炭系灰岩和泥盆系砂岩之间“硅钙面”控制。矿体与中-晚侏罗世花岗闪长斑岩有密切关系，赋存于花岗闪长斑岩外接触带。建德铜矿的硫化物石英中发育三类包裹体：包括Ⅰ型的富液相气液两相包裹体，Ⅱ型的富气相气液两相包裹体，以及Ⅲ型的含子晶包裹体。Ⅱ类富气相包裹体加热均一到气相，均一温度293~334℃，盐度1.2%~2.2% NaCleqv的低盐度范围，Ⅲ类含子晶包裹体加热均一到液相，均一温度范围与Ⅱ类包裹体基本相同，290~326℃，盐度则较高，31.9%~38.2% NaCleqv。Ⅱ类与共存的Ⅲ类包裹体的均一温度相似，盐度相差很大，表明强烈的流体沸腾作用发生。流体强烈沸腾作用是造成建德铜矿成矿物质沉淀富集的原因。氢氧同位素显示成矿流体主要为岩浆流体。硫化物硫同位素研究显示，δ34S值的总变化范围是0.93‰~4.77‰之间，并且总体分布在零值附近呈塔式分布；同时建德花岗闪长斑岩体长石铅与矿石硫化物铅具有一致的同位素组成。这暗示着建德铜矿硫化物的硫主要来自于岩浆。地质和地球化学证据均指示了，建德铜矿属于与岩浆热液有关的矽卡岩型铜矿(图 17；Chen et al., 2017a)。
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图 17 浙江建德铜矿夕卡岩矿石照片和流体包裹体显微测温数据图(据Chen et al., 2017a) Fig. 17 Photos of skarn ores (a, b) and homogenizatioin temperatures and salinities of fluid inclusions in quartz (c, d) in the Jiande copper deposit (after Chen et al., 2017a) |
德兴斑岩铜矿成矿地质体(铜厂、富家坞和朱砂红花岗闪长斑岩)的LA-ICP-MS的锆石U-Pb同位素年龄集中在为171Ma附近(Wang et al., 2015)。辉钼矿Re-Os定年显示，德兴铜矿成矿年代171Ma(Li et al., 2017)。德兴铜矿成岩成矿年代在误差范围内一致，均为中侏罗世岩浆作用的产物。银山矿发育中酸性火山-次火山岩，锆石U-Pb年龄显示第一旋回西山火山岩结晶年龄为176±1Ma，九铜区13号石英斑岩为176±1Ma和北山5号石英斑岩为172±1Ma；第二旋回九铜区3号英安斑岩侵位年龄为170±1Ma；第三旋回西山安山玢岩侵位166±1Ma。因此，银山火山旋回时限分别为176~166Ma，属中侏罗世。银山成岩作用与前人获取的矿区绢云母Ar-Ar年龄在误差范围内一致(Li et al., 2007)，显示了火山机构对成矿作用的控制作用(Wang et al., 2012)。此外，建德成矿相关的花岗闪长斑岩体锆石U-Pb年龄为161±2Ma(Chen et al., 2017b)；永平铜矿成矿斑岩体锆石U-Pb年龄为160~164Ma，其层状矿体的黄铁矿逐步淋滤Pb-Pb同位素定年为159±26Ma(Zhu et al., 2016)，东乡铜矿成矿斑岩体锆石U-Pb年龄为160~164Ma，其含矿石英脉的流体包裹体Rb-Sr等时线年龄为162±10Ma(Cai et al., 2016; 蔡逸涛等, 2017)。因此，燕山期钦杭带北东段铜金成矿作用集中在约175~160Ma (图 18)。
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图 18 钦杭带北东段燕山期大规模铜金成矿作用的成岩成矿年代图谱 数据来源:Li et al., 2007, 2017; Wang et al., 2012, 2015; Chen et al., 2017b; 朱筱婷, 2017; 蔡逸涛等, 2017 Fig. 18 The ages of the Yanshanian large scale Cu-Au mineralization in the northeastern section of the Qin-Hang metallogenic belt Data sources: Li et al., 2007, 2017; Wang et al., 2012, 2015; Chen et al., 2017b; Zhu, 2017; Cai et al., 2017 |
德兴铜矿、银山铜金多金属矿和建德铜矿的成矿相关岩浆岩形成于中侏罗世(大约176~166Ma)。这些铜(金)矿化相关的岩浆岩以高钾钙碱性为特征，同时具有埃达克质岩石的特征，如高Sr含量，Sr/Y和(La/Yb)N比值，以及低Y和Yb含量等，缺乏Eu负异常，具有埃达克质岩石的地球化学特征。同时，这些火成岩均具有典型的弧岩浆的地球化学特征，类似于整体硅酸盐地球的全岩εNd(t)值，高的全岩初始87Sr/86Sr值，亏损的锆石εHf(t)值和晚中元古代-新元古代的两阶段Hf模式年龄。银山铜金多金属矿和建德铜矿的成矿相关岩浆岩具有低的MgO含量，表明其岩浆源区缺乏地幔组分的贡献(图 19；Chen et al., 2017b; Wang et al., 2012)。结合主量元素、微量元素和Sr-Nd-Hf同位素，推断银山和建德矿的铜金成矿相关岩体形成于中侏罗世增厚下地壳的部分熔融，岩浆源区为新元古代洋陆俯冲作用形成的初生地壳物质(Chen et al., 2017b; Wang et al., 2012)。德兴铜矿斑岩体与银山、建德成矿岩体的地球化学特征相似，只是前者MgO含量和Mg#高，表明前者的形成过程中有明显地幔组分的加入(Wang et al., 2015)。
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图 19 钦杭带北东段燕山期铜金成矿岩体的地球化学图解(数据来源Wang et al., 2012, 2015; Chen et al., 2017b) Fig. 19 The geochemical diagrams of the ore-related intrusions of the Yanshanian large scale Cu-Au mineralization in the northeastern section of the Qin-Hang metallogenic belt (after Wang et al., 2012, 2015; Chen et al., 2017b) |
传统认为，斑岩铜矿床多形成于弧岩浆作用的背景上，与俯冲板片部分熔融产生的钙碱性岩浆有关，这类斑岩铜矿以产出在东太平洋的南美安第斯巨型铜钼金成矿带和西南太平洋铜金成矿带为特征(Cooke et al., 2006; Sillitoe, 2010; Wilkinson, 2013)。近年研究表明，陆内伸展环境也可以产出大规模的斑岩型铜金多金属矿床，以伊朗-中国西藏沿线的特提斯成矿带和美国西部斑岩铜矿带为特征(Pettke et al., 2010; Richards, 2009; Sillitoe et al., 2014; Yang et al., 2009; Hou and Zhang, 2015)。这些形成于陆内伸展背景的斑岩型铜矿床往往与更早期俯冲作用和流体交代事件有关。
钦杭成矿带北东段是我国最重要的铜金产地之一，产有一系列大型-超大型矿床，其铜金巨量富集机制一直是国内外矿床界关注的焦点之一。目前的主导观点笼统地将中国东南部铜金富集与燕山期古太平洋板块俯冲相联系，认为这些矿床形成于俯冲带背景，俯冲流体交代的地幔楔提供了铜金成矿物质(Mao et al., 2011; Pirajno, 2009; Zhang et al., 2017; Zhou et al., 2012; 朱训等, 1983)。因此，前人多认为钦杭带所在的中国东南部铜金成矿与区域内其它内生金属矿床的形成是“中生代成矿大爆发”的结果(华仁民和毛景文, 1999)，成矿作用集中在燕山期。但钦杭带北东段在燕山期之前经历的古元古代、新元古代和早古生代等多期次构造岩浆事件，这些事件对富铜金的大陆地壳生长和多期的再造作用以及相应的铜金成矿作用控制作用缺乏应有的重视，成为了制约区域找矿勘探突破的关键理论问题。
一系列地质学、成岩成矿年代学、岩石地球化学和矿床学的最新证据，表明钦杭成矿带北东段先后发生新元古代、加里东期和燕山早期多期铜金成矿，富铜金等成矿物质的新生地壳是控制该带大规模铜金成矿的关键。在Hf同位素演化图上(图 20)，区域上晚中元古代-新元古代双溪坞岩群和铁砂街岩群基性火山岩直接产出于亏损的软流圈地幔，形成VMS型矿床和富铜金的初生地壳。随后新元古代晋宁运动和双桥山群和陈蔡岩群富铜金地壳在动力变质作用中发生再造，形成造山型金矿。燕山期，富铜金的晚中元古代-新元古代初生地壳发生部分熔融，形成富铜金的埃达克质成矿斑岩体以及相关的斑岩-浅成低温热液-夕卡岩型矿床。
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图 20 钦杭带北东段多期铜金矿化相关的岩浆岩锆石Hf同位素演化图(数据来源Chen et al., 2017b; Wang et al., 2012, 2015, 2017) Fig. 20 The zircon Hf isotope evolutionary field diagram of multi-stage Cu-Au mineralization in the northeastern section of the Qin-Hang metallogenic belt (after Chen et al., 2017b; Wang et al., 2012, 2015, 2017) |
相似的形成于俯冲作用之后的铜金矿床在世界其他地方也有报道。比如，中新世西藏地区的斑岩型铜金矿床的形成就是滞后于晚白垩世印度和亚洲板块碰撞(Hou and Zhang, 2015)，伊朗西北部的晚中新世的Sari Gunay金矿也有可能是形成于古新世新特提斯洋碰撞之后(Richards, 2009)，以及美国西部的亚利桑那州拉拉米期斑岩铜矿省(Sillitoe et al., 2014)。这种早期俯冲作用改造的初生陆壳物质部分熔融产生的具有弧性质的铜金富集岩浆形成大型的铜金矿床可能是很重要的铜金成矿机制。
基于上述新证据，我们构建了大陆再造与钦杭带北东段多期铜金成矿的综合模式。扬子地块和华夏地块直到大约980Ma，仍然是两个独立的地块，此时扬子地块东南缘的铁砂街岩群的玄武岩形成于被动大陆边缘的伸展环境，因此产出了铁砂街岩群碱性流纹岩和OIB特征的玄武岩，以及伴生的VMS型铁砂街铜矿(图 21a)。随后，在大约960Ma，扬子与华夏地块之间的洋盆开始向扬子地块发生俯冲作用，形成了双溪坞岩群岛弧火山岩以及VMS型平水铜矿体和富集铜金等成矿物质的初生陆壳(包括双溪坞岩群、陈蔡岩群和双桥山群)(图 21b)。大约880Ma之后，扬子与华夏地块的陆陆碰撞拼贴，形成了统一的华南大陆，伴随晋宁造山运动和后造山过程的韧性剪切变形作用延续到750Ma，形成了德兴地区大规模的赣东北韧性剪切带以及次级的江光-富家坞韧性剪切带等，金山金矿体则赋存在湾家坞和阳山三级韧性剪切带中，富铜金的双桥山群发生强烈动力变质作用，形成典型的造山型金矿(图 21c)。在晋宁运动之后，在扬子与华夏地块之间的江绍断裂带附近形成了夭折的南华裂谷，强烈的拉张作用形成钱塘江-信江断裂坳陷带以及一系列沉积地层。早古生代，扬子与华夏地块之间发生强烈的加里东期陆内碰撞造山作用，该阶段造山作用以形成大规模的S型花岗岩，缺乏I型花岗岩产出为特征。加里东运动(450~390Ma)导致富铜金的双溪坞岩群和陈蔡岩群发生发生强烈的韧性变形作用，在江绍断裂带形成了以平水金矿体和璜山金矿为代表的一系列造山型金矿床、点(图 21d)。燕山期的中侏罗世，古太平洋板块开始向华南大陆的俯冲，此时华南内陆仍处于陆内伸展环境，形成了一系列的双峰式火山岩、A型花岗岩等伸展型岩浆作用。尽管，古太平洋板块仅仅发生在大陆边缘的闽粤沿海地区，但俯冲作用可以导致华南陆内深大断裂发生再次复活，导致局部伸展环境产生，从而有利于深部富铜金的初生陆壳发生部分熔融形成银山和建德的低Mg成矿岩体，在银山侵入双桥山群，沿着断裂构造形成了浅成低温热液铜金多金属矿床，在建德侵入到石炭系灰岩地层形成了夕卡岩型铜矿；而深部富铜金的初生陆壳与早期俯冲改造的岩石圈地幔同时拆沉到软流圈地幔，发生部分熔融，则形成德兴高Mg成矿岩体，形成超大型的斑岩型铜矿床(图 21e)。
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图 21 钦杭带北东段多期铜金成矿作用模式图 Fig. 21 The genetic model of multi-stage Cu-Au mineralization in the northeastern section of the Qin-Hang metallogenic belt |
(1) 富铜金的晚中元古代-新元古代初生地壳奠定了丰厚的铜金等成矿物质基础，是钦杭带北东段大规模铜金成矿，尤其是燕山期金属巨量富集的最关键要素。除了经典的俯冲板片直接部分熔融形成铜金矿床，古老俯冲作用形成的富铜金大陆再造也是大型、超大型铜金矿床形成的一种重要机制。
(2) 前人多认为钦杭带北东段及邻区的铜金等成矿作用是“中生代成矿大爆发”的结果，古太平洋俯冲板片提供了成矿物质。本文总结了近年来相关研究进展，提出了钦杭带经历了晚中元古代-新元古代、加里东期和燕山早期多期大陆再造作用从根本上控制了该区带的铜金成矿。
(3) 钦杭带北东段经历了五期成矿作用，包括1010~980Ma陆内伸展背景下的OIB特征的玄武岩和相关的VMS型铁砂街铜矿；965Ma岛弧背景下的细碧角斑岩建造和相关的VMS型平水铜矿体；880~750Ma晋宁运动的强烈碰撞走滑背景下，富铜金的双桥山群动力变质作用，形成造山型金山金矿；450~390Ma加里东运动，富铜金的双溪坞岩群和陈蔡岩群动力变质作用中发生再造，形成造山型平水金矿体和璜山金矿；175~160Ma燕山运动，富铜金的晚中元古代-新元古代初生地壳发生部分熔融，形成富铜金斑岩体和德兴斑岩铜矿、银山浅成低温热液铜多金属矿和建德夕卡岩型铜矿床。
致谢 本文构思和成文过程中，受到了中国地质调查局原局长叶天竺教授和国土资源部矿产勘查技术指导中心吕志成研究员的大力支持和指导。野外工作中得到了江西铜业集团地勘公司徐积辉、陈小惠、郑孙华，银山矿张志辉，德兴铜矿李国平、张映红、鲁绍佐、方名辉，朱晓云、李兵和梁耀灵，永平铜矿詹建和任建国，东乡铜矿黄苏锦、张秀昌和乐雪云，金山金矿张开平和方结平，平水铜矿祝关水和俞锡明，璜山金矿黄建新和朱愉火，赣东北地质大队罗平、魏英文和黄卫平，江西有色四队胡金山和林文海的大力帮助。南京大学的刘家润教授、解国爱教授级高级工程师、王孝磊教授、吴昌志副教授和中国地质大学的赵葵东教授在野外工作和室内讨论都给予了巨大的帮助。此外，南京大学的研究生蔡逸涛、赵超、陈辉、王旭东、王天刚、朱筱婷、姚静、张伯声、叶春林、李二恒、吕赟珊、李吉人、徐颖峰、潘君屹、李利、朱安冬、黄宝、张鑫也参加了大量的工作。在此一并致谢。
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