华南地区中生代岩浆成矿作用的四大问题

陈毓川，王登红

(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)

华南地区中生代岩浆成矿作用的四大问题

陈毓川，王登红

(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)

通过对矿床成矿系列30多年的长期研究，认为华南是我国与中生代岩浆岩有关有色、稀土、稀有金属、铀等矿床成矿系列发育最完善的成矿省之一，并且形成了以武夷－云开构造－岩浆－成矿带为中心、向东、西两侧对称分布、成岩成矿时代逐渐变年轻的区域性分带格局。这样的分带格局受到了区域性水平方向构造运动和垂直方向壳幔物质相互作用的共同制约，而壳幔相互作用程度的不同和表壳构造的差异也是华南出现不同成矿系列(亚系列)以及成矿系列叠合的重要原因。

矿床的成矿系列;岩浆活动;中生代;区域分带

华南地区中生代与壳幔岩浆活动有关的成矿作用十分强烈。多期成矿自印支期至喜山期至少有三次大规模成矿作用(印支晚期、燕山早期、燕山晚期－喜山早期)，形成数以千计的钨、锡、铋、钼、铌、钽、铜、铅、锌、锑、银、金、稀土、铀及萤石、高岭土、叶蜡石等矿床，是我国及世界钨、锡、锑、重稀土等重要资源基地。针对此地区中生代岩浆成矿作用，本文仅就矿床成矿系列的划分、武夷－云开构造－岩浆－成矿带在华南区域成矿过程中的作用、华南中生代岩浆成矿作用的矿床成矿系列相互叠合、华南区域成矿分带等四个方面的问题进行探讨。

1 华南地区中生代岩浆成矿作用的矿床成矿系列划分

对于华南地区矿床成矿系列的研究，在1979年程裕淇、陈毓川等人的《初论矿床的成矿系列问题》一文中即已论述，陈毓川1983年进一步进行了论述，到1989年对南岭地区与花岗岩有关的矿床据不同时代和构造地质环境划分出5个矿床成矿系列:

(一)南岭成矿区与燕山期中浅成酸性花岗岩类有关的稀土、稀有、有色及铀金属矿床成矿系列。包括四个亚系列:赣南－粤北钨、稀土、铌钽、钼、铋、铍、锡矿床成矿亚系列;湘南－桂东南钨、锡、铌、钽、铍、铋、钼、铅、锌矿床成矿亚系列;桂西北锡、铅、锌、锑、砷、汞矿床成矿亚系列和湘赣粤铀矿床成矿亚系列;

(二)赣东北成矿带与燕山期浅成－超浅成中酸性花岗岩类有关的铜、铅、锌、钨、钼、铌、银、金、铀矿床成矿系列;

(三)东南沿海成矿带与燕山期中酸性火山－侵入岩有关的钨、锡、铌钽、钼、铜、铅锌(银、金)、非金属矿床成矿系列。包括两个亚系列:粤东与酸性火山－次火山岩有关的锡、钨、铌钽、(铍、铅锌)矿床成矿亚系列和浙闽与中酸性火山－次火山岩有关的铜、钼、铅锌、钨(银、金)、非金属矿床成矿亚系列;

(四)武夷－云开成矿带与海西－印支期为主的深变质带混合花岗岩及燕山期花岗岩有关的铌钽、金、锡矿床成矿系列;

(五)桂北地区与前寒武纪花岗岩有关的锡、铜、铅、锌矿床成矿系列。

上述五个矿床成矿系列中，除第五矿床成矿系列与前寒武纪的花岗岩有关外，其它均与中生代花岗岩类有关。其中，由壳层熔融为主的壳源型花岗岩形成了第一矿床成矿系列;由壳层、幔源物质混合成的壳幔混合源型花岗岩形成了第二、第三矿床成矿系列(二、三矿床成矿系列在矿化组合上存在的某些差别，与其所处构造单元的不同有关);由深变质混合岩化形成的原地、半原地混合花岗岩(壳源变质型)及后期(燕山期)花岗岩形成了第四矿床成矿系列。

经过二十多年本地区的矿产勘查与科研工作，涉及华南地区与中生代岩浆成矿作用有关的矿床成矿系列研究又取得较大进展，如常印佛、翟裕生等对长江中下游成矿带的研究，建立了长江中下游与燕山期火山－侵入活动有关的铁、铜、金等矿床成矿系列，分出三个亚系列(常印佛等，1991;翟裕生等，1992)或五个亚系列(陈毓川等，1998)。对原已分出的四个与中生代岩浆成矿作用有关的矿床成矿系列也有一些新的认识:如武夷－云开地区与花岗岩及酸性火山－次火山岩有关的铌钽、铜、锡、金、多金属矿床成矿系列主要是印支－燕山期的，以燕山期为主。

目前看来，华南地区与中生代岩浆活动有关的众多金属、非金属矿床，矿种多，成因复杂，但它们都与岩浆作用有关;成岩、成矿时代都属于中生代，均形成于陆块内的大地构造环境，有诸多共性。如何对它们进行科学合理的自然归类?本文运用矿床成矿系列的概念，以华南中生代时期不同地质构造环境为基础、充分考虑由此引起的各构造带不同程度的壳幔相互作用所引发的地质成矿作用，并根据所形成的岩矿组合及其地球化学特征，从宏观区域上分出五个矿床成矿系列:

Ⅰ、长江中下游成矿带与燕山期壳幔源侵入－喷发岩有关的铁、铜、金、铅锌、非金属矿床成矿系列。其构造环境受长江断裂带所控制，是地幔隆起带，幔源物质参与了成矿作用，成矿元素以铁、铜、金为主;

Ⅱ、南岭成矿区与燕山期花岗岩有关的有色、稀有、稀土、铀矿床成矿系列。其构造环境为华南加里东期褶皱区在中生代的构造活化区，与壳源为主的花岗岩成矿作用有关，也有幔源物质参与。除了原先分出的四个亚系列之外，成矿区西邻的黔－桂汞、锑、金低温成矿区是否也属于此矿床成矿系列的组成部分，还有待于研究;

Ⅲ、东南沿海成矿带与燕山期中酸性火山－侵入岩有关的有色多金属、稀有、贵金属、非金属矿床成矿系列。成矿地质环境属于大陆边缘构造带，与强烈的双峰式火山－侵入岩浆成矿作用有关，有部分地幔物质参与成岩、成矿;

Ⅳ、赣东北成矿区与燕山期中酸性火山－侵入岩有关的铜、铅锌、金、银矿床成矿系列。成矿地质构造环境为扬子准地台与华南褶皱系之间的赣东北断裂带，断裂带与地幔沟通，有部分幔源物质参与成岩成矿。在南岭成矿带内的湘南、粤北沿一些深大断裂带也有本成矿系列的矿床组合产出;

Ⅴ、武夷－云开成矿带印支－燕山期与混合花岗岩、花岗岩有关的铌钽、锡、金、银、多金属矿床成矿系列。成矿地质构造环境为华南褶皱系与东南沿海褶皱系之间的构造变质带，成矿与印支期变质花岗岩、燕山期花岗岩有关，有少量地幔物质参与成岩成矿。

可见，华南地区在同一时代形成不同的矿床成矿系列的原因在于:不同的地质构造环境、不同程度与性质的壳幔相互作用，由此形成的不同性质与成因的岩浆岩，不同的成矿过程及不同的矿床组合(表1)。也可以说，中生代华南地区已形成统一的陆块，其内部各处壳层的古构造环境存在差异，当受到区域性的构造动力作用时，不同古构造环境中所引发的壳幔相互作用必有差异，进而形成不同的岩浆组合与矿床成矿系列。每一个矿床成矿系列都构成一个相对独立但完整的成矿系统。这些矿床成矿系列的边界划分是相对的，原因是壳层浅部与深部的控矿构造都是非常复杂的，而成矿物质的运移及聚集又受到这些构造的控制，尚难以完全识别。因此，目前只能大致以形成本矿床成矿系列的构造－岩浆－成矿带作为其分布范围，但成矿作用完全可以超越该空间范围(图1)。

图1 华南中生代与岩浆作用有关的矿床成矿系列分布简图(据陈毓川等，1989的图件修编，5个成矿系列的特征描述参见表1)Fig.1 Distribution of metallogenic series related to Mesozoic magmatism

表1 华南地区各成矿系列岩浆岩地球化学特征Table 1 Geochemical features of magmatic rocks related to the metallogenic series in South China

2 武夷－云开构造－岩浆－成矿带在华南区域成矿过程中的作用

以武夷－云开成矿带为中心带，东西两侧地区岩浆成矿作用有明显不同(表2)。其中，武夷－云开隆起带既是加里东－海西－印支期花岗－混合岩分布区，也是燕山期火山及浅成酸性岩浆活动区，是著名的成矿带，钨、锡、铌钽、铜、铅锌、金、银等矿产丰富，成矿作用或与花岗岩有关或与火山岩有关，成矿年代从加里东－海西－印支－燕山期均有，尤以燕山期为强(陈毓川等，1998)。以武夷－云开隆起带为核部，向东、西两侧，无论是成矿地质背景还是矿产资源上则呈现出对称分布的特征(图2)，其中，武夷－云开隆起带西侧的赣－湘－桂地区成矿作用与花岗岩关系密切，成矿花岗岩的年龄向西变年轻，成矿元素包括W、Sn、Nb、Ta、Bi、Mo、Pb、Zn、Sb、Ag、Au、REE、U等，所形成的矿床也从东部的钨、稀土、铋、钼、铀为主，演变为锡、钨、铅锌为主，再演化为锡、铅锌、锑、银为主，并转为汞、锑、金、砷低温组合，且成矿年代也变新。武夷－云开隆起带东侧的东南沿海地区则以火山岩浆成矿作用为主，矿种主要有铜、钼、铅锌、银、金、萤石、叶蜡石等，相关火山岩与次火山岩的年龄向东变年轻，成矿年代也变年轻。近年来大量的同位素年代学研究进一步证实了上述规律(王登红等，2010b)，如广西丹池成矿带的成岩成矿作用集中在晚白垩世(Wang et al.，2004;梁婷

等，2008;李水如等，2008)，福建沿海的铜、钼、铍矿也在晚白垩世(王成辉等，2009;赵芝等，2012)，明显晚于武夷山成矿带。

表2 武夷－云开成矿带及其与东、西两侧成岩、成矿作用的对比Table 2 Comparison of the rock-forming and ore-forming features in the W uyi-Yunkaibelt and its marginal region

图2 华南中生代矿床时空分布图(在陈毓川等(1989)的基础上根据近年来的新资料作了补充修改，部分数据参见王登红等(2010b))Fig.2 Temporal and spatial distribution of the ore deposits related to Mesozoic granitoids in the Nanling region

3 华南中生代岩浆矿床成矿系列相互叠合的问题

不同性质、不同时代的构造体系在同一个地区可以出现叠合的现象，矿床的成矿系列也存在这样的问题。比如，块状硫化物矿床的铁帽既是风化作用形成的风化壳成矿系列的一部分，又是原始块状硫化物矿床成矿(亚)系列的自然“衍生”;残坡积矿床既是原始矿床成矿系列的一部分，又是表生矿床成矿系列的一部分。王登红等(2000，2002)通过对新疆阿尔泰成矿省海西旋回与岩浆作用有关矿床成矿系列中的Cu-Ni硫化物矿床成矿亚系列(喀拉通克式)的研究，认为它是地壳尺度造山过程与地幔尺度基性超基性岩侵入过程在时间和空间上发生重叠的一个典型，可以作为两个不同成因矿床成矿系列“叠合”的实例，它既是阿尔泰海西造山过程岩浆作用成矿系列的一部分，又是新疆北部地幔柱成因Cu-Ni硫化物矿床成矿系列的一部分，与东天山和西天山的同时代Cu-Ni硫化物矿床也可以共同构成一个完整的矿床成矿系列。阿尔泰海西旋回的造山过程决定不了地幔柱成因Cu-Ni块状硫化物矿床成矿系列的形成，而单一的地幔柱过程也决定不了阿尔泰海西造山带的形成与否。这是两个尺度(地壳和地幔)、不同起因的地质过程，但刚好在同一空间“耦合”，从而导致相应的矿床成矿系列的“叠合”。因此，矿床成矿系列的叠合(陈毓川等，2007)可以概括为:属于某个矿床成矿系列的部分矿床同时又是另一个矿床成矿系列的组成部分，而这两个不同的矿床成矿系列可以是各自独立的，各具成因，分别形成于不同的大地构造背景。

对于华南地区，这样的实例也不少，如:赣东北成矿带范围内的江西东乡枫林铜钨矿、德兴的永平铜钨矿，南岭成矿带范围内的广东韶关市大宝山铜、钨、钼多金属矿床。其共同点是在同一个矿床或矿田范围内先形成铜矿后叠加钨(钼)。大宝山可以作为两个矿床成矿系列叠合矿床的实例。该矿床受到断裂带控制，先发生与英安斑岩有关的铜多金属成矿作用，后发生与花岗斑岩、闪长岩有关的、以斑岩型钨、钼为主的成矿作用，铜、钨既有各自独立的矿体，也有重合的矿体(主要在上部)。含有铜、钨的硫化物矿体经过表生风化淋滤后形成含钨的铁帽。东乡枫林及德兴永平铜钨矿床也存在含钨铁帽，钨以离子吸附状态存在于铁帽中。在湖南常德，水口山－康家湾铅锌金银矿床受北东向断裂带控制，成矿作用与赣东北有一定的可比性，向南进入南岭成矿带范围，出现黄沙坪式的铅锌、钨锡、钼、铁矿床，铅锌、钨锡均可达大型规模，并形成规律性垂向分带，从深部花岗岩接触带的矽卡岩型钨锡钼磁铁矿矿体，向浅部灰岩中变为热液充填－交代型大型铅锌矿体。这样的成矿组合是一次成矿作用的结果，还是属于南岭成矿系列与赣东北成矿系列的叠合，值得研究。这些矿床中的铜、铅、锌、金、银是属于赣东北成矿带所在的矿床成矿系列的典型成矿元素，而钨、锡、铋、钼是南岭地区成矿系列的典型成矿元素。在一个矿床中先后出现两个矿床成矿系列的成矿元素，构成叠合矿床。可见:①各个矿床成矿系列的边界是相对的，不规则的，决定于其成矿构造条件，相邻的、同时代矿床成矿系列可相互叠覆，形成过渡带;②在同时代相邻矿床成矿系列之间的过渡带中形成叠合矿床是正常的、必然的;③叠合可以是相邻系列成矿作用产物的叠加，也可是两成矿源融合的产物。

对于不同矿床成矿系列叠合规律的认识，还有很多问题值得探索，比如:①同时代相邻的岩浆组合的矿床成矿系列之间形成相邻系列的叠合矿床，并构成过渡带，有否具有普遍意义?②在过渡带这种双源成矿的过程及机制是什么?对这些问题的研究，对于区域成矿规律的深入研究和深部地质找矿也具有重要意义(王登红等，2008，2010a)，比如湘西地区的沃溪W-Sb-Au矿床，是否属于湘南钨多金属成矿作用、湘中锑成矿作用、雪峰山造山过程金成矿作用和黔东－湘西锑汞等低温成矿作用共同作用的结果，对此还有不同的看法，但提示我们对于湘中地区，渣滓溪、龙山等锑矿的深部是否存在隐伏花岗岩体及与花岗岩有关的钨多金属矿化，值得探讨;在湘西－黔东北寻找钨矿也可探索。最近，王登红等(2012)在贵州大竹园的铝土矿中发现了钨和锂等传统亲花岗岩类的成矿元素的异常富集，虽然异乎寻常，但值得注意。

4 华南区域成矿分带问题

对于华南区域成矿分带的研究，前人已经积累了很多成果(翁文灏，1919，1920;郭文魁，1959;陈毓川等，2006)。华南陆内中生代成矿在区域上自武夷－云开成矿带向西存在着金属矿床的分带性，这一客观事实受到了普遍的高度重视。总体上看，自东向西由赣南粤北湘南的W-Sn-Bi-Mo→桂东南、桂西北的Sn-W-Pb-Zn-Sb-Ag-Au→黔桂(滇)的Hg-Sb-Au，总体成矿温度呈现出由高到低的变化趋势。陈毓川等(1989)在1980～1985年期间研究南岭成矿带时，倾向于认为这种区域性、有规律的成矿分带受到深部统一的巨大的壳幔岩浆成矿作用的控制，并提出了一个粗略的理想模式(图3)，指出武夷－云开成矿带也是一个“热带”。王登红(1995，1996，1998)进一步从地幔柱是否存在于华南的角度，探讨了大陆内地幔活动对构造演化和成矿分带的区域性影响，认为华南近东西向锡成矿带及相关花岗岩自东向西变年轻的原因，“可能是华南所在板块向东漂移过程中，一个潜伏的热柱在地表留下的痕迹”。黎盛斯(1996)和李子颖等(1998)也分别从锑、铀成矿的角度，分析过华南的地幔柱成矿问题。对于此重大问题，涉及的学科很多，十分复杂，但值得共同探索，随着地质科学各方面发展，肯定会逐步得到科学的结论。

图3 华南区域成矿分带示意图Fig.3 M odel ofmetallogenic zoning for the Nanlingmetallogenic belts

5 结论

本文概要论述了华南与中生代岩浆作用有关的矿床成矿系列与大区域分带的相关问题，指出华南是我国与中生代岩浆岩有关有色、稀土、稀有金属、铀等矿床成矿系列发育最完善的成矿省之一，其以武夷－云开构造－岩浆－成矿带为中心、向东、西两侧对称分布、成岩成矿时代逐渐变年轻的区域性分带格局在国内外也是罕见的。之所以形成这种面积达几十万平方公里的区域性分带格局，一方面受到了区域性水平方向构造运动的影响，但另一方面也离不开垂直方向壳幔物质相互作用的制约，而正是壳幔相互作用程度的不同、岩浆性质和成因的不同以及陆内不同区段壳层古构造环境的差异导致在不同的成矿过程中形成不同的矿床组合，这也是华南出现不同矿床成矿系列(亚系列)以及矿床成矿系列叠合的重要原因。

常印佛，刘湘培，吴言昌.1991.长江中下游铜铁成矿带.北京:地质出版社:1－256.

陈毓川，裴荣富，宋天锐，邱小平.1998.中国矿床成矿系列初论.北京:地质出版社:1－104.

[58]A.W. Stargardt, “Problems of Neutrality in South East Asia: The Relevance of the European Experience”,ISEAS Occasional Paper, No.12, 1972, p.8.

陈毓川，裴荣富，王登红.2006.三论矿床的成矿系列问题.地质学报，80(10):1501－1508.

陈毓川，裴荣富，张宏良等.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，朱裕生，徐志刚，任纪舜，翟裕生，常印佛，汤中立，裴荣富，滕吉文，邓晋福，胡云中，任天祥，沈保丰，王世称，肖克炎，彭润民，钱壮志，梅燕雄，杜建国，施俊法，张晓华，朱明玉，徐珏，薛春纪.2007.中国成矿体系与区域成矿评价.北京:地质出版社:1－1007.

陈毓川.1983.华南与燕山期花岗岩有关的稀土、稀有、有色金属矿床成矿系列.矿床地质，2(2):15－24.

程裕淇，陈毓川，赵一鸣，宋天锐.1979.初论矿床的成矿系列问题.中国地质科学院院报，1(1):32－58.

郭文魁.1959.编制南岭区内生有色、稀有金属成矿规律略图中的某些问题.地质论评，19(3):103－109.

黎盛斯.1996.湘中锑矿深源流体的地幔柱成矿演化.湖南地质，15(3):137－142.

李水如，王登红，梁婷，屈文俊，应立娟.2008.广西大明山钨矿区成矿时代及其找矿前景分析.地质学报，82(7):873－879.

李子颖，黄志章，李秀珍.1998.试论华南中新生代地幔柱构造与铀成矿作用.矿床地质，(增刊):99－102.

梁婷，陈毓川，王登红，蔡明海.2008.广西大厂锡多金属矿床地质与地球化学.北京:地质出版社:1－210.

王成辉，王登红，陈郑辉，严朝辉，吴资龙，林东燕，刘乃忠.2009.福建砺山钼矿的地质特征、成矿时代及区域找矿前景.矿物学报，29(3):231－237.

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.2010a.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:1－472.

王登红，陈毓川，徐志刚，李天德，傅旭杰.2002.阿尔泰成矿省的成矿系列及成矿规律研究.北京:原子能出版社:1－493.

王登红，陈毓川，徐志刚，林文蔚.2000.新疆北部Cu-Ni-PGE硫化物矿床成矿系列探讨.矿床地质，19(2):147－154.

王登红，陈郑辉，陈毓川，唐菊兴，李建康，应立娟，王成辉，刘善宝，李立兴，秦燕，李华芹，屈文俊，王彦斌，陈文，张彦.2010b.我国重要矿产地成岩成矿年代学研究新数据.地质学报，84(7):1030－1040.

王登红，李沛刚，屈文俊，雷志远，廖友常.2012.贵州大竹园铝土矿中钨和锂的发现与综合评价初探.中国科学，出版中.

王登红，许建祥，张家菁，李水如，许以明，曾载淋，陈郑辉.2008.华南深部找矿有关问题探讨.地质学报，82(7):865－872.

王登红.1995.热点研究述评.地质科技情报，14(1):9－16.

王登红.1996.试论热柱－热点体系与成矿系列的关系.矿物岩石地球化学通报，15(1):57－58.

王登红.1998.地幔柱及其成矿作用.北京:地震出版社:1－160.

翁文灏.1919.中国矿产志略.地质专报，乙种第1号:1－270.

翁文灏.1920.中国矿产区域论.地质汇报，第2号:9－24.

赵芝，陈郑辉，王成辉.2012.闽东大湾铍钼矿床辉钼矿的Re-Os同位素年龄兼论福建钼矿的空间分布.大地构造与成矿学，36(3):399－405.

翟裕生，姚书根，林新多等.1992.长江中下游地区铁矿(金)成矿规律.北京:地质出版社:1－233.

Wang Denghong，Chen Yuchuan，Chen Wen，Sang Haiqing，Li Huaqin，Lu Yuanfa，Chen Kaili and Lin Zhimao.2004.Dating of the Dachang superlarge tin-polymetallic deposit in Guangxi and its implication for the genesis of the No.100 orebody.Acta Geologica Sinica，78(2):452－458.

Abstract:Based on the study of metallogenic series with a history of more than 30 years，this paper points out that South China is one of the most important metallogenic provinces in China，with plentiful nonferrous，rare earth elements，raremetals，and uranium mineral resources related to Mesozoic magmatism.In this region，with the Wuyi-Yunkai tectonic-magmatic-metallogenic belt being the axis，a huge zoning pattern covering an area of more than 50×104km2can be recognized，where the ages of magmatism and mineralization become younger towards either wing.The regional zoning of mineralization in South China was controlled not only by horizontally movement of plate but also by vertically movement of materials from crust and mantle.

Keywords:metallogenic series of ore deposits;magmatism;Mesozoic;regional zoning of mineralization

Four M ain Topics Concerning the M etallogeny Related to Mesozoic Magmatism in South China

CHEN Yuchuan and WANG Denghong
(MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment，Institute of Mineral Resources，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100037，China)

P611.1

A

1001-1552(2012)03-0315-007

2012－01－29;改回日期:2012－04－22

项目资助:中国地质大调查项目“我国重要矿产和区域成矿规律研究”(项目编号:1212010633903)、国家深部探测技术与实验研究专项“南岭成矿带地壳岩浆系统结构探测实验”课题(项目编号:SinoProbe 0301)资助。

陈毓川(1934－)，男，中国工程院院士，博士生导师，主要从事矿产资源研究。

王登红(1967－)，男，研究员，博士生导师，主要从事矿床地质等的研究。Email:wangdenghong@sina.com