成矿年代谱系研究的发展趋势 专题地质科学研究
前人对矿田内金矿床成矿时代进行了研究，王建平（1992）进行了蚀变岩全岩K-Ar同位素年龄测定，给出了121.71～100.02 Ma等6个结果，他认为成矿时限为121.71～117.74 Ma，周乃武（2000）对以往区内取得的地质体年龄进行研究认为本区金成矿主期为141.7～135.26 Ma；庞奖励（1999）对二道沟金矿蚀变矿物绢云母Ar-Ar定年，获得年龄为140±2.8 Ma，作为二道沟金矿成矿年龄，并认为二道沟金矿成矿与火山作用有关。以往年龄主要为蚀变矿物的K-Ar或Ar-Ar同位素年龄，其年龄误差很大，本次对金厂沟梁一采区与58号脉相互穿插的黑云粗安岩脉锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄测定，这样从它们相互穿插关系和精确年龄测定，可以更有效的限定金矿主期成矿年龄。本次我们也对东矿区六采区7中段17-2，18，20号脉上盘辉钼矿化石英脉以及片麻状二长花岗岩中的铜钼矿化进行了辉钼矿Re-Os同位素年代学研究，从而准确厘定确定区内金属矿化生成顺序，进一步探讨区内金属矿化的形成背景和过程。
一、黑云粗安斑岩LA-ICP-MS U-Pb年龄
为了准确的限定金矿成矿年龄，我们采集了与矿脉相互穿插的黑云粗安斑岩样品，样品采自金厂沟梁金矿区一采区十五中段（130 m）15-58穿掌子面的与58号脉相互穿插的黑云粗安斑岩（JCG581），锆石分选由廊坊科大矿物分选技术公司完成，阴极发光在中国地质科学院地质研究所电子探针仪上完成，LA-MC-ICPMS锆石U-Pb定年测试分析在中国地质科学院矿产资源研究所MC-ICP-MS实验室完成，具体分选和测试流程见第三章相关内容。
锆石样品多呈等轴状-短柱状，晶形较为完整，晶面比较干净，粒度中等，在50～240μm之间，多数为100 μm±，发育韵律环带结构，具有明显的岩浆锆石特点（图4-33）。对样品中的20粒锆石进行了LA-MC-ICP-MS铀-铅同位素测年，每粒锆石1个点，锆石中铀、钍含量变化较大，铀为（61～487.59）×10-6，钍为（38.92～451.92）×10-6，Th/U比值为0.57～1.66，均大于0.5，具有岩浆锆石的特点（表4-17），其中7，10，11，13，16，17，19，20号等8个测点，206Pb/238U年龄值误差较大，其余的12个测点组成很好的一组年龄数据，其206Pb/238U加权平均年龄为131.7±1.1 Ma（MSWD＝1.9）（图4-26），代表黑云粗安斑岩的结晶年龄。
王建平（1992）给出的全岩K-Ar年龄为126.3 Ma，钾长石K-Ar年龄126±3 Ma，可能代表成岩后期的一次热事件，U-Pb同位素年龄为125.51 Ma，单颗粒锆石U-Pb年龄131.2 Ma也相对年轻，本次锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为131.7±1.1 Ma基本代表了黑云粗安斑岩的成岩年龄，从而为准确的限定成矿年代提供了依据。
二、早期辉钼矿化石英脉Re-Os测年
本次对东矿区六采区7中段17-2，18，20号矿脉中产出的辉钼矿化石英脉，采集了7件样品，在坑道中可见辉钼矿化石英脉局部发生了强烈变形，脉内小型褶曲发育，其中辉钼矿在石英脉中呈薄膜状、细粒状，细脉状沿裂隙面分布。辉钼矿单矿物挑选由廊坊市科大岩石矿物分选技术服务有限公司完成。辉钼矿样品的铼-锇同位素分析是国家地质实验室测试中心铼-锇同位素年代学实验室完成的，详细的分析测试流程参照第三章相关内容。
辉钼矿的Re含量为45.43～146.3μg/g，187Re含量为28.56～91.98μg/g，187Os的含量为115.3～374.7 ng/g。成矿模式年龄为241.9±3.5 Ma～244.6±3.7 Ma（表4-18），模式年龄基本一致，其加权平均值为243.5±1.3 Ma，而且构成很好的等时线，等时线年龄为244.7±2.5 Ma（图4-27），说明本区在三叠纪早期有一期钼矿化，无独有偶，位于矿区西北部库里吐（萨力巴）钼矿的赋矿围岩鸡冠山岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄为242.9±2 Ma～256.9±6.9 Ma，说明区域的钼矿化在本区也有显示。
表4-17 金厂沟梁黑云粗安斑岩锆石LA-ICP-MS U-Pb分析结果(JCG581)
测试单位：中国地质科学院矿产资源研究所。
图4-26 金厂沟梁黑云粗安斑岩锆石锆石CL图像和206Pb/238U谐和年龄曲线（JCG581）
表4-18 内蒙古金厂沟梁矿区17～20号脉辉钼矿铼-锇同位素测定结果
三、对面沟铜钼矿化辉钼矿Re-Os测年
区内紧邻金矿区南部的产于片麻状花岗岩中的对面沟铜钼矿床，其矿化时代也一直受到关注，我们在金厂沟梁矿区二采区七中段穿脉CM703向南一直穿到片麻状二长花岗岩中的铜钼矿体内，在其中采集了含辉钼矿矿石样品5件，进行辉钼矿铼-锇同位素年龄测定。其中辉钼矿呈薄膜状、细粒状，细脉状沿片麻状二长花岗岩裂隙面分布，坑道内可见铜钼矿化与强烈的钾长石化相伴随，含矿的石英网脉-细脉穿插在片麻状二长花岗岩裂隙中，辉钼矿单矿物挑选由廊坊市科大岩石矿物分选技术服务有限公司完成。辉钼矿样品的铼-锇同位素分析是国家地质实验室测试中心铼-锇同位素年代学实验室完成的，详细的分析测试流程参照第三章相关内容。
结果显示，辉钼矿的Re含量为208.1～225.7 μg/g，187Re含量为130.8～141.8μg/g，187Os的含量为285.5～307.4 ng/g。成矿模式年龄为129.9±2.0 Ma～132.9±2.3 Ma（表4-19），模式年龄基本一致，其加权平均值为131.45±0.93 Ma（MSWD＝1.2），等时线年龄为111±25 Ma（MSWD＝1.4）（图4-28），其加权平均年龄与黑云粗安斑岩的年龄131.7±1.1 Ma相近，说明本区对面沟铜钼矿化、金厂沟梁金矿化以及矿区内的黑云粗安斑岩基本上在同一个时间段相继成矿成岩。
图4-27 金厂沟梁东矿区7中段17～20号脉含辉钼矿石英脉辉钼矿Re-Os同位素等时线（A）和模式年龄加权平均值（B）
表4-19 金厂沟梁外围对面沟铜钼矿床辉钼矿铼-锇同位素测定结果
图4-28 金厂沟梁南对面沟铜钼矿床中辉钼矿Re-Os同位素等时线（A）和模式年龄加权平均值（B）
根据浙江实际情况，建议在近年内设立一批课题，加深对浙江成矿系列、成矿谱系及其相关的基础地质问题进行研究。
1.进行一批典型矿床研究
20世纪80年代曾开展变质热液型、火山岩型金、银、铅、锌矿，以及萤石、明矾石等主要大中型典型矿床的矿床地质研究，其他多数成因类型的矿床未能进行。由于科学的进步，资源开发的深入，即使是研究过的矿床，随着矿山开发、成矿理论的发展，也有加深认识的必要。建议首先对本省的主要典型矿床进行新一轮矿床研究。属于同一系列（亚系列）的矿床可同时综合研究，以充实完善矿床成矿模式，将对找矿起到积极指导作用。
在开展新一轮典型矿床研究的基础上，逐步加深对一批主要的成矿系列、成矿谱系研究，使之从整个地质发展历史过程分析不同类型矿床的产出规律和找矿方向。
2.加深元古宙变质岩系研究、对比
元古宙变质岩系是浙西、浙东南基底的主体，是重要的赋矿层位，也是我省上地壳重要组成部分，加深对元古宙岩系的研究是重大的基础课题。可结合区域地质调查和矿产调查评价的部署设立相关的课题：
1）浙东南各断块变质岩系层位对比，原岩性质和构造关系，及其含矿性研究；
2）主要韧性剪切带的展布，岩石学、运动学、动力学特点和历史演化，及其对成矿的控制作用；
3）变质成矿集中块段，变质作用、变形作用对成矿作用的控制；
4）浙西绍兴－萧山地区与开化－淳安地区元古宙地层岩石形成的构造环境和含矿性对比；
5）浙江与皖、赣、闽相邻地区重要成矿带的区域地质背景、构造演化以及矿床类型、找矿条件的对比研究。
3.加强中生代火山地质基础问题的研究
中生代火山活动期是浙江最主要的成矿时期。目前在火山岩系的时代、旋回划分对比，特别是白垩纪火山旋回的划分对比和迁移的认识上存在较多争议。这些疑难问题直接关系对中生代火山作用演化历史、成矿规律和找矿方向的认识。建议相关的问题应加强研究分析，采用新的学科方法，加强沿海各省火山作用进行对比，借鉴外省经验自主地加以解决。允许有实际材料支持的不同意见、不同观点的提出，在实践中加以检验。
4.加强含矿侵入岩类成因类型和岩浆成矿专属性研究
燕山早期侵入岩是浙西重要的成矿因素，且因其成因类型的不同，含矿性也具显著差异，由于相关矿床多数系20世纪50～60年代勘查的，成矿机理方面研究程度较低，勘查目的层比较局限。有必要选择代表性岩体（或矿田），深入进行岩浆成矿作用、岩石成因类型的研究，以完善已有的成矿模式，指导未知岩体、隐伏矿床预测评价。
5.加强本省优势非金属矿产的技术经济评价研究
制定相关专业的技术经济评价标准、划分矿物相、矿石品级的原则；确定在开发中实行产品质量控制的原则，提高产品的技术层次。
成矿年代谱系的研究，相当于从时代的角度建立某个成矿区域各类矿床的“家谱”，进而摸清楚区域成矿作用发生、发展的历史脉络，为成矿规律的总结提供依据，也可以为区域地质演化过程的反演提供重要的参考。因此，成矿年代谱系将不只是成矿学领域的“必修课”，也将成为大地构造学、区域地质学等领域的必然选择。此处以湘中锑矿与热点（地幔柱）的关系加以说明。湘中盆地-雪峰毗邻隆起区8万km2地区内已发现锑矿床、矿点、矿化点171处，其中工业矿床约40处。全区查明金属锑储量近270万吨，超大型矿床锡矿山（Sb） 1处占80%，大型矿床沃溪（Au-Sb-W）、渣滓溪（W-Sb）、板溪（Sb-Au） 3处占10%，其他龙山（Sb-Au）、廖家坪（W-Sb）、符竹溪（Au-Sb）、龙王江（Au-Sb-As）、五峰山（Hg-Sb）、线江冲（Sb）等中、小型矿床30多处共占总储量10%（黎盛斯，1996）。
图3-7 我国8个主要矿种的同位素年龄数据量统计曲线
图3-8 我国8个重要矿种的成矿年代谱系
近年来系统的同位素年代学研究表明，上述湘中盆地-雪峰锑矿集区中的锑矿并不是在单一的一个成矿期形成的（图3-9）。其中，板溪（422Ma）和沃溪（402Ma）锑矿或锑-金-钨矿形成于志留纪末期、泥盆纪初期，相当于晚加里东期末的构造事件；龙山锑矿（278 Ma）形成于华力西期；渣滓溪（227 Ma）和符竹溪（209 Ma）形成于印支期；锡矿山（160Ma）形成于燕山早期，而曾家溪（116 Ma）形成于燕山晚期（图3-10）。整个区域内的锑矿经历了长达306 Ma的演化历史。有的矿床还记录下了多次成矿的信息，如锡矿山还有124.1Ma、沃溪还有144.8 Ma、龙山还有175 Ma （胡雄伟等，1995；彭建堂等，2003）的同位素年龄数据。这些锑矿规模都不小，仅锡矿山矿区的锑金属储量就达200多万吨，规模之巨大，世界上无与伦比，堪称世界锑都（中国矿床发现史·湖南卷，1996）。
图3-9 湘中锑矿的成矿年代及其时空分布格局
为什么在3亿年的历史长河中，锑矿围绕以锡矿山为中心的区域集中产出呢？
针对这一重大科学问题，黎盛斯（1996）在《湘中锑矿深源流体的地幔柱成矿演化》一文中指出，湘中的锡矿山超大型锑矿跟地幔柱密切有关，即深源流体在地幔柱热驱动下，历经长期壳幔循环，形成高浓度古水热成矿流体，为湘中锑的成矿蓄积丰沛了的矿源。王登红（1998）进一步指出，华南地区是世界上少有的钨、锡等稀有、有色金属矿床的集中产地，虽然多年来对西华山、柿竹园、锡矿山、大厂、个旧这样的超大型矿床作了深入研究，但仍旧没有一个统一的“说法”，即使像“东钨西锡”这样显著的成矿规律也还没有一个统一的认识。综观前人研究，大多偏重于花岗岩而或多或少轻视基性岩，只是因为这些矿床与花岗岩的时空关系一目了然，而基性岩不发育。但各个矿区又的确存在有基性岩浆岩，甚至在锡矿山这样见不到花岗岩的矿区，仍然发育有煌斑岩；这些基性岩往往是富集型的，类似于大陆碱性玄武岩，如稀土元素配分曲线呈右倾型；另一方面，基性岩的侵入往往晚于花岗岩；再者，钨和锡都是在地核中最为富集的元素，同时也是耐熔组分，仅仅靠老地层的部分熔融只能使它们残留在深部而难以富集到花岗岩浆的期后热液中。因此，造成华南地区大规模地壳重熔生成花岗岩的原因很可能是地幔柱，它不仅提供热量导致地壳重熔，而且提供大量起源于核幔边界的亲地核元素。这些元素如钨、锡最后在地壳中造成成矿分异的原因还跟地壳（或板块）在地幔柱之上移动有关。钨矿可能主要来自于核幔边界并在地幔柱头部富集，因而先成矿；锡可能有相当一部分是从地幔柱所经过的地幔中吸纳的，富集于地幔柱的中部，成矿晚于钨矿，并由于板块的东移而定位于钨矿的西南方向。造成华南板块新生代以来自南西向北东漂移的原因可能是印度板块向北东方向的推挤。华南板块自中生代以后逐渐脱离华南地幔柱，后者目前可能位于越南南部。在板块向北东方向移动过程中，地幔柱在海南、北部湾及越南等地留下了直接喷发物——碱性玄武岩。也正是由于板块脱离了地幔柱才使华南的矿床得以保存，并可能对北部湾油气矿床的形成起了关键作用。那么，如何理解湘中锑矿的成因呢？显然，湘中锑矿具有“一点多期”的特点，明显不同于地幔柱与板块相对运动留下的“热点轨迹”。对于这一现象，是用简单的长期固定式热点来解释，还是用其他地球动力学机制来解释，还需要深入研究。但不管怎样，成矿年代谱系的研究给我们提出了新的课题，指出了一个新的发展方向。
图3-10 湘中锑矿的成矿年龄等时线图
