长江中下游成矿带地质背景与成矿作用

长江中下游成矿带地 质背景与成矿作用
2011年 2011年7月
一、区域构造背景
下扬子地块北缘、 下扬子地块北缘、大别地块和华北地块的南 侧，地处大别山隆起带和江南隆起带之间 扬子板块北缘的长江断裂带内 基底主要为晚太古~早元古代和中元古代变 基底主要为晚太古 早元古代和中元古代变 质岩系组成的基底“双层结构” 质岩系组成的基底“双层结构”
2、志留纪坟头组 砂岩中夹有透镜状磷块岩、 砂岩中夹有透镜状磷块岩 、 生物碎屑磷块岩 和胶磷矿细砂岩， 和胶磷矿细砂岩 ， 主要矿点出现在鄂东南地 赣北瑞昌– 区、赣北瑞昌–湖口一带以及铜陵地区 安徽沿江地区已知斑岩型铜金矿的直接围岩， 安徽沿江地区已知斑岩型铜金矿的直接围岩 ， 在一些断裂破碎带中产出脉状铅锌矿
同一深部过程、不同源区的两个岩浆系列， 同一深部过程 、 不同源区的两个岩浆系列 ， 控 制了该地区燕山期金属矿床成矿系列的两个成 矿亚系列 源自加厚下地壳、 源自加厚下地壳 、 底侵玄武岩熔融成因的钙碱 性 / 埃达克质岩浆作用形成钙碱性侵入岩系铜 多金属成矿亚系列，矿床类型为斑岩型、 铁-多金属成矿亚系列，矿床类型为斑岩型、矽 卡岩型和热液型矿床 源自岩石圈地幔的橄榄玄粗质岩浆形成橄榄玄 Fe-Cu- 成矿亚系列， 粗岩系Fe-Cu-Au成矿亚系列，矿床类型有玢岩 型、沉积-热液改造型和脉状热液型矿床
3、晚泥盆～早石炭世 晚泥盆～ 不整合面及其上下含Cu、Pb、Zn、S、Fe、 Mn（W）砂页岩、碳酸盐岩组合（夹少量中 砂页岩、碳酸盐岩组合（ 酸性火山凝灰岩层） 酸性火山凝灰岩层） 海底火山喷流与热液叠加改造型铜矿床的赋 矿层位 层控矽卡岩型铜矿最为重要的控矿层位
4、二叠纪 含煤岩系中的黄铁矿结核或透镜体 栖霞组燧石结核灰岩下部的菱铁矿层 孤峰组硅质岩中的磷结核、 孤峰组硅质岩中的磷结核、含锰灰岩 大隆组中下部页岩和硅质岩中的钼等 这些同时也是形成层控矽卡岩型铜矿的主要 层位
（二）变质基底
仅见于安庆、九江地区。 仅见于安庆、九江地区。 安庆以西的板岩、 安庆以西的板岩、千枚岩和片麻岩称为董岭岩 主体为片岩、板岩，归于青白口系。 群，主体为片岩、板岩，归于青白口系。 九江庐山地区的结晶基底称为星子岩群，是一 九江庐山地区的结晶基底称为星子岩群， 套中深变质的片状—片麻状无序杂岩，锆石铀套中深变质的片状—片麻状无序杂岩，锆石铀-铅 同位素年龄1869±40Ma。 同位素年龄1869±40Ma。 宁芜地区火成岩的SHRIMP定年发现了太古宙 宁芜地区火成岩的SHRIMP定年发现了太古宙 残余锆石， 残余锆石，指示该地区可能存在太古宙的下地壳 基底（张旗等，2003）。 基底（张旗等，2003）。
三、岩浆活动
（一）钙碱性岩浆岩系列 145~135Ma 形成于145~135Ma、目前主要出露在隆起区 Fe-Cu-Au与Fe-Cu-Au-多金属成矿作用关系密切 主要由辉长岩、闪长岩、 主要由辉长岩、闪长岩、石英闪长岩和花岗闪 长岩等构成， 长岩等构成，属I型或磁铁矿型花岗质岩类 岩石大多具有高 Sr 低 Y 、 强烈亏损重稀土元素 的adakite质岩石特征
华中地区一些燕山期岩体的埃达克质特征
2、燕山期金属矿床成矿系列 140Ma 成矿地球动力学背景对应中国东部陆区 140Ma 130~110Ma 左右的构造体制转折和 130~110Ma 的岩石圈拆 沉减薄事件 与两大动力学事件关联的深部过程是一连续作 用过程： 用过程：岩石圈伸展→软流圈上涌→底侵玄武 岩熔融（ 石榴石相） 岩熔融 （ 石榴石相 ） → 钙碱性 / 埃达克质岩浆 岩石圈持续伸展、 侵位→岩石圈持续伸展、软流圈持续上升→岩 石圈发生机械与热侵蚀拆沉→岩石圈地幔熔融 尖晶石相） （尖晶石相）→橄榄玄粗质岩浆喷溢
2、与燕山期中酸性岩浆有关的成矿系列 包括接触交代型、斑岩型、 包括接触交代型 、 斑岩型 、 隐爆角砾岩型和 热液脉型4个成因类型 以接触交代型为主， 以接触交代型为主，其次为斑岩型 典型矿床如铜官山铜矿、安庆铜矿、 典型矿床如铜官山铜矿 、 安庆铜矿 、 凤凰山 铜矿和武山铜矿南矿带等 矿床形成年龄与岩体形成年龄相近或稍晚
四、成矿作用
（一）以往的认识 1 、 与海西期海底喷流 （ 热水 ） 沉积有关的成 与海西期海底喷流（ 热水） 矿系列 产于石炭纪黄龙组底部的含铜黄铁矿矿床 黄铁矿矿床、 （体）、黄铁矿矿床、菱铁矿矿层 如城门山铜矿的块状硫化物矿带、 如城门山铜矿的块状硫化物矿带、武山铜矿 的北矿带、 的北矿带、新桥和冬瓜山等矿床
5、中晚三叠世 海陆交互相中的膏盐层 含铁砂岩 控制鄂东南地区的矽卡岩型铜矿、层控– 控制鄂东南地区的矽卡岩型铜矿、层控–热 液叠改型铁铜矿 局部地区出现含铜砂岩
6、早白垩世 陆相中基性– 中性火山岩， 庐枞、 陆相中基性 – 中性火山岩 ， 庐枞 、 宁芜地区 Fe矿的重要赋矿层位 上部火山口湖泊汽热泉成因的铁锰碳酸盐层 段是交代叠改型银铅锌矿层
特定的地质条件下， 特定的地质条件下 ， 两个成矿系列形成的 矿床叠加在一起 多位一体 多层楼成矿模式 燕山期成岩 - 成矿机制 ： “ 多级岩浆泵逐步 成矿机制： 富集” 富集”模型
长江中下游“三位一体” 长江中下游“三位一体”成矿模式
1-斑岩铜矿；2-夕卡岩铜矿； 3-脉状铜矿；4-似层状铜矿；6-黄铁矿脉；5-爆破角砾 斑岩铜矿； 夕卡岩铜矿； 脉状铜矿； 似层状铜矿； 黄铁矿脉； 岩筒铜、钼矿 岩筒铜、
晋宁期以来， 晋宁期以来，经历了古生代盖层沉积阶段和 中生代板内变形阶段 受特提斯构造域、 受特提斯构造域、古太平洋构造域和深部壳 幔作用过程复合形成的中生代转换构造背景 控制 断隆区和断凹区相间的次级构造格局
二、区域地层
（一）地层概况 局部出露前震旦纪变质基底 震旦纪碎屑岩、白云岩和硅质岩 震旦纪碎屑岩、 寒武纪至三叠纪海相碳酸盐岩 侏罗纪～ 侏罗纪～白垩纪陆相火山岩夹碎屑岩
铜陵狮子山矿田“多层楼” 铜陵狮子山矿田“多层楼”成矿模式
九瑞地区铜三级岩浆泵富集示意（1、2、3为岩浆泵编号 ） 九瑞地区铜三级岩浆泵富集示意（
（二）新的认识 1、埃达克质岩与成矿 埃达克质岩浆直接源于下地壳的底侵玄武岩熔融 并快速上升侵位 科尔任斯基透岩浆流体成矿作用理论：快速上升 科尔任斯基透岩浆流体成矿作用理论： 的岩浆有利于成矿流体存在于岩浆系统并在岩浆 就位后发生成矿作用 对“多级岩浆泵逐步富集”模型挑战：既然成矿 多级岩浆泵逐步富集”模型挑战： 岩体在源区形成后快速上升侵位， 岩体在源区形成后快速上升侵位，地壳中不存在 一级和二级岩浆泵
（二）橄榄玄粗岩系列 135~127Ma 形成于135~127Ma，发育在拗陷区 Fe- 矿床关系密切； 与玢岩型Fe-Cu矿床关系密切； 主要为闪 长玢岩、 长玢岩、粗安玢岩及其相应的喷出岩
（三）碱性（Ａ型）花岗岩系列 碱性（ 127~123Ma 形成于 127~123Ma ， 沿长江断裂在断隆区 和拗陷区均有出露 主要类型为石英正长岩、正长岩、 主要类型为石英正长岩、正长岩、石英二 长岩、碱性花岗岩及相应的喷出岩； 长岩、碱性花岗岩及相应的喷出岩； 区域上， 区域上，这套岩石与Au矿化关系密切
（三）盖层 震旦纪至三叠纪地层累计厚度2000～ 震旦纪至三叠纪地层累计厚度2000～7000m 奥陶纪至志留纪接受浅海一滨海碳酸盐和陆 源碎屑沉积 晚泥盆世晚泥盆世-早石炭世发生频繁的海水进退 晚石炭世又成为区域沉积中心 三叠系发育齐全，分布广泛， 三叠系发育齐全，分布广泛，厚度大
（四）主要控矿地层 1、南华纪～早寒武世的赋矿岩层 南华纪～ 南华纪莲沱期沉积是控制彭山式铅锌银矿的赋 矿层位 震旦纪蓝田组形成磷、黑滑石、重晶石等沉积 震旦纪蓝田组形成磷、黑滑石、 矿产， 矿产，其碳酸盐岩层中有层控矽卡岩型钨钼矿 和层控–叠改型金银、 和层控–叠改型金银、铅锌等多金属矿化 寒武系底部为含V 寒武系底部为含V、U、重晶石、石煤（石墨） 重晶石、石煤（石墨） 黑色页岩组合， 黑色页岩组合，还有镍和贵金属富集成矿