华夏地块造山型金矿床：时空分布规律、地质-地球化学特征、成矿机制与动力学背景
蒋少涌，马盈
中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室，中国地质大学(武汉)资源学院，紧缺战略矿产资源协同创新中心
第一作者：蒋少涌，教授，博士生导师，主要从事矿床学和地球化学研究。第二届黄汲清青年地质科学技术奖获奖者。
导读：
造山型金矿床是全球最重要的金矿来源，也是研究热点。传统观点认为该类型型金矿主要形成于增生造山过程中，但是也有学者提出碰撞造山带或陆内造山带可大量产出造山型金矿床。华夏地块是我国重要的钨-锡-银-铅-锌多金属成矿带，近年来在华夏地块的变质地体中发现数十处造山型金矿床和矿化点，为该类型金矿床成矿理论研究提供新的案例。
华夏地块内发育的造山型金矿床主要包括东华夏武夷山地区的双旗山和何宝山金矿，西华夏云开地区的河台与海南岛的抱伦金矿等。本文通过对上述四个典型矿床的研究，发现华夏地块造山型金矿床主要发育浸染状与石英-硫化物型矿化，金矿体主要赋存于前寒武纪变质地体中，受脆-韧性剪切带控制。成矿流体为H2O-CO2-NaCl±CH4±N2体系，主成矿阶段成矿温度集中于220~280℃，成矿流体可能具有变质、地幔或岩浆热液来源；而流体不混溶、热液体系氧逸度升高和铋熔体捕获是金沉淀的重要机制。文中系统概述和总结了华夏地块造山型金矿床的时空分布规律、地质-地球化学特征、成矿机制和地球动力学背景。研究认为，华夏地块存在加里东期、印支期和燕山期三期造山型金成矿事件，分别对应陆内造山、古太平洋板块俯冲及后撤的地球动力学背景。
本文研究成果不仅为华夏地块金矿勘查和研究工作提供了重要参考，同时也丰富了中国造山型金矿理论研究成果。
基金项目：本文为国家自然科学基金项目(编号 41973044)资助的成果。
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0 引言
1 成矿构造背景
2 造山型金矿床的时空分布
3 典型金矿床地质-地球化学特征
3.1 双旗山金矿床
3.2 何宝山金矿床
3.3 河台金矿床
3.4 抱伦金矿床
4 华夏地块造山型金矿床的成矿机制
4.2 成矿物理化学条件
4.3 沉淀机制
5 成矿动力学背景
6 结论
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0 引言
造山型金矿床是全球最重要的金矿来源，其成矿理论研究对全球金矿勘查和矿床学学科发展具有重要价值。造山型金矿床是指分布在太古宙绿岩带、元古宙褶皱带或显生宙造山带中的脉状后生金矿床，它们在时空上与造山作用密切相关。该类金矿床多赋存于绿片岩相-角闪岩相变质地体中，受区域深大断裂的次级断裂带或剪切带控制，成矿流体以变质水为主，同时可能混合地幔流体或岩浆热液流体形成中低温、中低盐度、富CO2的混合流体，金等成矿物质可能主要来源于变质地层。造山型金矿床的提出，对于我国一些金矿带或矿集区（例如胶东地区、小秦岭地区、江南造山带和西秦岭造山带等）的成因研究和找矿勘查工作起到极大的推动作用，同时也带来了部分争议。关于造山型金矿床形成的地球动力学背景，传统观点认为其主要形成于增生造山过程中，而碰撞造山背景下仅能形成少部分小规模的造山型金矿床，但也有部分研究者提出造山型金矿床可大量产于碰撞造山带或陆内造山带中。由此可见，造山型金矿床的成矿机制及地球动力学背景亟待大量实例佐证和深入研究。
华夏地块位于我国东南部，受多期次板片俯冲和陆内造山事件影响，区内多阶段构造、岩浆和变质事件叠加，导致成矿元素多阶段迁移富集，形成了大量的金属矿床。华夏地块是我国重要的多金属成矿带，优势矿种包括W、Sn、Au、Ag、Pb、Zn等，其中南岭地区已成为全球知名的钨锡金属产地。近年来，随着地质找矿工作的不断深入，在华夏地块变质地体中先后探明了一批造山型金矿床，包括广东河台、海南抱伦和土外山、福建双旗山和何宝山等数十处大型金矿床和矿化点，促使该地区成为华南重要的金资源产地，也为研究造山型金矿床的成矿机制和地球动力学背景提供了理想的研究对象。虽然，研究者已对华夏地块脉状金矿床的地质、地球化学特征展开大量研究，但在成矿时代、成矿机制和成矿地球动力学背景等方面仍存争议。金是重要的战略矿产资源，目前我国金矿资源严重不足，对外依存度较高。在我国面临金矿资源短缺的新形势下，加强对其研究迫在眉睫。为此，本文在前人已有研究的基础上，进一步对华夏地块造山型金矿床的时空分布规律、地质-地球化学特征、成矿机制和地球动力学背景进行系统概述和总结，以期为华夏地块造山型金矿床的研究和找矿勘查工作提供借鉴和指导。
1 成矿构造背景
华南板块位于欧亚大陆东南缘，东临太平洋板块，西南与印支板块相接，向北以中央造山带与华北克拉通为界（图1a）。华夏地块位于华南板块的东南部，在新元古代沿江山-绍兴断裂带与扬子地块聚合形成统一的华南板块。目前，学界普遍认为华南板块的形成过程：在新元古代早期（1000~820 Ma），受到Rodinia超大陆聚合事件的影响，位于华夏和扬子地块之间的洋壳和下伏的岩石圈地幔分别向两个地块进行“双向俯冲”，形成了统一的华南板块，同时在扬子地块东南部、华夏地块西北部及处在二者之间的江南造山带形成了一系列弧岩浆岩组合；在820~750 Ma期间，由于江南造山带的垮塌和伸展拉张，形成了一系列双峰式火山岩和A型花岗岩；随后，拼接的华南板块转入裂谷演化阶段（750~460 Ma），在东南部形成了充填巨厚的浅海相沉积地层的南华裂谷盆地。
显生宙以来，拼接后的华南板块先后经历了至少三期重要的构造-岩浆-变质事件，分别为早古生代的加里东造山运动（460~400 Ma）、早中生代的印支运动（240~210 Ma）和晚中生代的燕山运动（190~90 Ma）。早古生代晚期，受全球造山事件影响，南华裂谷发生夭折和关闭，随后开始褶皱造山并发生变质作用，地壳加厚，岩浆上侵，在扬子地块东南部（即江南造山带）和华夏地块大部分区域形成了华南东部早古生代造山带，也称武夷-云开造山带或广西造山带。加里东造山运动引发了华夏地块强烈的花岗质岩浆活动和广泛的绿片岩相变质作用，部分区域变质程度可达高角闪岩相至麻粒岩相，变形程度可至糜棱岩化。华南早中生代印支运动的印迹，包括强烈的韧性剪切变形、广泛分布的绿片岩相—角闪岩相乃至麻粒岩相变质以及大规模的花岗质岩浆活动。目前关于华南印支期造山作用的地球动力学背景主要有两种观点：一种观点认为华南印支运动是由周缘的华北克拉通、印支板块分别与华南板块碰撞挤压形成；另一种观点则认为华南印支运动是由古太平洋板块向华南板块之下平板俯冲造成。晚中生代，由于古太平洋板块向欧亚大陆的俯冲、后撤，华南板块东南缘形成了一条约600 km宽的火山-侵入杂岩带。
2 造山型金矿床的时空分布
近年来，随着基础地质研究和找矿勘查工作的不断深入，华夏地块金矿勘查不断取得新进展，区内已发现金矿床（点）上百处。其中，东南沿海晚中生代火山岩带内主要产出岩浆弧背景下的岩浆-热液型金矿床，如福建上杭紫金山斑岩-浅成低温热液型Cu-Au矿床（＞400 t 金，＞4 Mt 铜；张锦章，2013）、浙江遂昌治岭头浅成低温热液型Au-Ag-Pb-Zn多金属矿床（26 t 金，594 t银；Wang Yongbin et al.，2020）。另一方面，造山型金矿床主要分布于内陆和海南岛的变质岩出露地区，特别是东华夏武夷山、西华夏云开大山以及海南岛西部等地区（图1b，表1）。值得注意的是，这些区域通常发育大规模的韧-脆性剪切带，金矿床主要受韧-脆性剪切带控制，金成矿作用与剪切带的形成、发展具有成因联系。
图1 华夏地块大地构造位置图（a）和华夏地块及江南造山带造山型金矿床分布图（b）
表1 华夏地块主要造山型金矿床地质特征与成矿时代
华夏地块造山型金矿床的成矿时代跨度较大，从早古生代到晚中生代均有产出。本文统计的金成矿年代学数据主要包括与金矿化密切相关的热液云母（绢云母、白云母或黑云母）的40Ar-39Ar同位素坪年龄、热液副矿物（磷灰石、锆石和磷钇矿等）的原位微区U-Th-Pb同位素年龄以及辉钼矿的Re-Os同位素等时线年龄等。按照金矿床的空间分布和成矿年代学数据，华夏地块造山型金矿的形成可分为三个时期：
（1）加里东成矿期：武夷山地区中段，新元古代变质火山-沉积岩系脆-韧性剪切带中的双旗山造山型金矿床形成于425~416 Ma，其含矿围岩的变质年龄约为461 Ma。
（2）印支成矿期：武夷山地区崇安-石城断裂带内的何宝山造山型金矿床形成于234~226 Ma，同步或略晚于区内绿片岩-角闪岩相峰期的变质作用形成时间（245~233 Ma2）；武夷山地区金坑金矿床主成矿阶段闪锌矿Rb-Sr等时线年龄为223±3 Ma；海南西部戈枕剪切带中的土外山、二甲和不磨等金矿床的成矿年龄介于244~219 Ma之间，海南西北部的抱伦造山型金矿床形成于225~219 Ma。
（3）燕山成矿期：粤西云开隆起区河台剪切带中的河台金矿田富金硫化物脉中的热液锆石U-Pb年龄为152.5±3.1 Ma，与含金石英脉中热液绢云母的40Ar-39Ar坪年龄（157.1±1.0 Ma和159.3±0.8 Ma）一致，表明河台金矿田的成矿时代为燕山期。
3 典型金矿床地质-地球化学特征
鉴于东华夏武夷山地区、西华夏云开大山以及海南岛西部的造山型金矿地质特征与成矿机制存在区别，本文重点介绍武夷山地区的双旗山和何宝山金矿床、云开地区的河台金矿床以及海南的抱伦金矿床。
3.1 双旗山金矿床
双旗山金矿床位于福建尤溪与德化两县交界处，属于武夷山成矿带中段德化-尤溪-永泰“金三角”的金铜矿集区。矿床地理中心坐标为东经118°12′，北纬25°54′，占地面积约为4.5 km2，主要包括林溪、肖坂、十三金和水门（金钟形）四个矿段（图2）。双旗山金矿床目前已累计探明金储量＞ 20 t，平均品位9.2 g/t，是闽中“金三角”金铜矿集区中规模最大的金矿床之一。