金的成矿时代

Question

如题所述

Answer 1

绿岩带金矿床的成矿时代是目前争议比较多的问题，金厂峪、小营盘、夹皮沟等主要金矿床都存在着前寒武纪成矿还是显生宙特别是中生代成矿的不同看法，一些学者断定我国绿岩带金矿不存在早前寒武纪成矿。但近年来由于研究工作的不断深入以及新矿床（点）的发现，加之测试方法的完善和技术的提高，不少学者先后在不同的金矿床获得了早前寒武纪成矿的地质、地球化学和年代学证据。根据现有资料，我们初步认为绿岩带金矿床有三个成矿期，即新太古代早期、新太古代末期和古元古代。

（一）新太古代早期

该期的成矿作用主要表现为矿源层的形成，并有伴生金矿床出现，如清原红透山块状硫化物伴生金矿床，该矿床由与围岩整合产出的矿体（同生矿体）和呈脉状或柱状产出的矿体（与变质变形有关的后生矿体）组成，矿石普遍遭受了变质变形作用。矿石硫化物含有很低的放射性成因铅，在²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb-²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb图上沿大约2600Ma的等时线呈线状分布。由于清原绿岩带中斜长角闪岩的Sm-Nd等时线年龄为（2844±48）Ma（可能代表成岩年龄），而Rb-Sr等时线年龄为（2624±48）Ma（可能代表变质年龄），推测矿床形成的年龄大致在2600～2850Ma

（二）新太古代末期

该期形成的金矿床主要发生在华北地台第一次大规模的克拉通化或绿岩带早期变质变形过程中，形成的金矿床有吉林夹皮沟金矿、五台山条带状铁建造中的浸染状金矿床、清原南龙王庙变质火山-沉积岩系中的浸染状金矿床。

关于夹皮沟金矿床的形成时代，目前所获的同位素年代学数据已较多。戴薪义等（1989）在夹皮沟板庙子金矿床的含金石英脉获得K-Ar稀释法的年龄为1864±45Ma，吴尚全等（1991）在夹皮沟八家子含金石英脉中获得（1824±20）Ma的⁴⁰Ar/³⁹/Ar的年龄，李俊建等（1995）对二道沟主成矿期含金石英脉中石英作了⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄测定，获得坪年龄为（2038±22）Ma。我们在八家子和二道沟金矿床中对含金石英脉中的低温热液锆石进行了单颗粒锆石年代的测定，所测的锆石是从石英脉大样人工重砂中挑选出来的，锆石的自形程度好，在VG354质谱仪上用U-Pb稀释法和Pb-Pb蒸发法两种方法测定。这里顺便提及的是，关于石英脉中锆石的成因有不少争议，一部分学者认为可能是捕获锆石，但根据Laoue-Long等（1990），Kerrich等（1993）对这种锆石成分、结构及其流体包裹体等特征的研究，认为这些锆石多数是与石英脉同时生成的，锆石中有金的包裹体说明锆石生成于成矿作用阶段，因而其同位素年龄可代表成矿年龄。所测结果是八家子和二道沟含金石英脉中锆石Pb-Pb蒸发法年龄分别为2453Ma和2496Ma；在U-Pb体系谐和图上的不一致线年龄，八家子和二道沟的含金石英脉锆石分别为（2496±33）Ma和（2475±19）Ma（图2-16、图2-17）。可见夹皮沟金矿的成矿时代为太古宙末期，略晚于紧近矿体的“哑铃状”钾质花岗岩的侵入时代，该岩体的单颗粒锆石U-Pb稀释法年龄为（2505±14）Ma。

南龙王庙金矿床是产在清原绿岩带红透山岩组中的顺层浸染状金矿床。矿床严格受韧性剪切带控制，韧性剪切带由重结晶的变余糜棱岩组成。金矿化呈细脉浸染状产出，与围岩呈渐变关系。穿切含矿韧性剪切带的白云母伟晶岩中白云母的Rb-Sr年龄为2409Ma（辽宁有色101地质队，1981），也就是说成矿期至少要老于2409Ma。区内TTG岩系的侵入同位素年龄大致在2511～2587Ma（李俊建等，1995）。在TTG岩系侵位过程中，发生区域变质作用，晚期形成韧性剪切带并成矿，说明南龙王庙金矿床形成于新太古代末期。

图2-16　八家子金矿床含金石英脉中锆石U-Pb谐和图

图2-17　二道沟金矿含金石英脉中锆石U-Pb谐和图

五台山绿岩带条带状铁建造中的细脉浸染状金矿床如盘道沟、康家沟等受顺层的韧性剪切带控制，矿石硫化物含有很低的放射性成因铅，明显不同于显生宙与火山-次火山岩有关金矿床的铅同位素组成（表2-32）。铅同位素的模式年龄为1359～2295Ma。根据剪切带未切穿古元古代滹沱群，推测成矿发生在太古宙末期。

表2-32　五台山金矿床铅同位素组成

（三）古元古代

古元古代处于太古宙和元古宙的过渡时期，由活动性地壳向稳定的克拉通演变，特别是古元古代末期是华北地台最后一次大规模的克拉通化，其影响范围涉及整个地台。这次构造热事件使太古宙绿岩带发生广泛的退变质作用和韧性剪切变形作用，与此同时发育了广泛的金矿化。在古元古代时形成的金矿床大致有两期，一期是在古元古代早期（约2200Ma）另一期是在古元古代末期。前者以金厂峪、排山楼金矿床为代表，后者如小营盘等金矿床。

金厂峪石英脉型金矿床受韧性剪切带控制，与石英-钠长岩脉、钠长岩脉共同产出。矿石硫化物含有很低的放射性成因的铅，其成矿特征与国外太古宙绿岩带中典型的石英脉型金矿床非常相似。与矿脉时空密切的煌斑岩、钠长石脉的Pb-Pb等时线年龄为2661Ma和2391Ma（张秋生等，1991）。何永年等（1992）对采自糜棱片岩中含金石英脉作了⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄测定，（含金石英脉的金品位为423×10^-6，经受过韧性剪切变形），获得年龄为2190±58Ma（图2-18）。这一年龄表示剪切带的形成年龄，含金石英脉应更早于这一年龄。据此可推测金厂峪的成矿时代在新太古代末期至古元古代早期。

图2-18　金厂峪金矿床⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄测定结果图解（据何永平，1992）

排山楼金矿床受绿岩带上部层位长英质火山岩-沉积岩中整合的韧性剪切带控制，呈少硫化物浸染状产出。成矿时代虽无直接的数据，但可用下列同位素年代的测定结果推测，辽西绿岩带的斜长角闪岩Sm-Nd同位素等时线年龄为2846.8±67Ma（王时麒等，1994），说明绿岩带形成在新太古代早期，而受韧性剪切和蚀变交代的斜长角闪岩的Sm-Nd等时线年龄为2149士86Ma（骆辉等，1994），可能代表了该区退变质年龄，而崔文元等（1991）获得退变质作用年龄为2413±2Ma。这些均说明排山楼金矿床可能形成在古元古代早期。

小营盘金矿床受低角度的逆冲推覆剪切带控制。矿体中石英脉的单颗粒锆石获得1826±31Ma和1800±14Ma的U-Pb稀释法年龄（胡小蝶等，1994，图2-19）和矿石铅同位素两阶段模式年龄1642～1988Ma相近，并与该区西南部麻粒岩的锆石U-Pb年龄

Ma和Sm-Nd等时线年龄1824±18Ma（郭敬辉等，1994）一致。这些年龄可能代表麻粒岩的上升年龄，即大约在1800Ma，伴随张宣地体与怀安地体拼贴碰撞而发生了大规模的逆冲推覆剪切作用，与此同时使处于下地壳的麻粒岩上升而发生了退变质作用。张秋生等（1984）、高凡等（1990）也肯定了这次退变质作用的存在，小营盘金矿可能是这次退变质作用的产物。

图2-19　小营盘金矿含金石英脉中锆石U-Pb谐和图（据胡小蝶等，1994）