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长江中下游成矿带铜陵矿集区层控硫化物矿床成因研究进展 1 中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室 2 中国地质大学（北京） 第一作者：陈一秀，硕士研究生，地球化学专业。 通讯作者：杨丹，研究员，硕士生导师，主要从事矿床地球化学研究。 长江中下游成矿带是中国最主要的铜铁金多金属成矿带之一，层控矽卡岩型铁铜（金）矿是其重要矿床类型，石炭系是该该类型矿床的最重要控矿层位，即在长江中下游成矿带内发育一系列受石炭系控制的层状含铜硫化物矿床（如新桥、冬瓜山、武山、城门山等），这些矿床的矿体因其独特的层控、似层状产出，部分矿体和矿物相体现沉积特征而备受关注，其成因问题一直是中国矿床学界争议的焦点之一。铜陵矿集区在长江中下游成矿带中，其成矿规模和成矿复杂性均具有代表性，层状矿床在铜陵矿集区广泛存在。本文从成矿年代学、成矿流体来源以及成矿物质来源等方面，对近半个世纪以来国内外学者对铜陵矿集区内层控硫化物矿床成因研究的主要成果进行了初步归纳，取得了一些新的认识：①铜陵矿集区的层状硫化物矿床的成矿过程包含海西期海底喷流沉积和燕山期岩浆热液叠加富集两个阶段，但是对于不同矿床的贡献是有差异的。②燕山期岩浆热液交代改造、叠加富集成矿作用发生在早白垩世，大约持续20Ma，峰值在140Ma左右；③燕山期含矿岩浆从早到晚岩石地球化学上表现出由中基性→中酸性→中性的演化趋势，以岩浆活动高峰期（140Ma±）的花岗闪长岩成矿规模最大。本文研究成果对指导长江中下游成矿带找矿勘查具有参考作用，有利于推动成矿带内层控硫化物矿床成因研究。基金项目：本文得到自然科学基金项目“长江中下游成矿带深部结构、过程及对成矿的制约——集成研究（编号：41630320）”和“VMS型矿床成矿流体来源及其演化过程：来自四川呷村矿床的锂同位素证据（编号：41573038）”资助. ------内容提纲------ 1 引言 1 区域地质背景 2 铜陵矿集区地质及矿床特征 3 矿集区岩浆岩特征 4 成岩成矿时代 4.1 锆石U-Pb定年 4.2 硫化物Rb-Sr和Re-Os同位素测年 5 成矿流体来源 6 成矿物质来源 6.1 硫同位素 6.2 铅同位素及其他 7 结语 ----------- 长江中下游成矿带位于扬子板块北缘的长江断裂坳陷带内，是中国最主要的铜铁金多金属成矿带之一。成矿带形成经历了中生代转换复合的构造体制、强烈的壳幔相互作用等复杂的大陆动力学过程，形成了鄂东南、九瑞、安庆-贵池、铜陵、庐枞和宁芜宁镇7个矿集区（图1a、b）。长江中下游成矿带是中国勘查和研究程度非常高的成矿带之一，地质勘查与其相关研究工作可以追溯到二十世纪初。成矿带内发育一系列受石炭系控制的层状含铜硫化物矿床（如新桥、冬瓜山、武山、城门山等），这些矿床的矿体因其独特的层控、似层状产出，部分矿体和矿物相体现沉积特征而备受关注，但是由于许多重要矿床遭受过后期构造岩浆活动的改造，因此，近半个世纪以来其成因是中国矿床学界争论的一个焦点，概括地说主要有以下4种观点：①同生沉积成因；②海西期海底喷流-沉积成因；③与燕山期岩浆侵位有关的矽卡岩-热液成因；④海西期海底喷流沉积形成的块状硫化物矿床，受到了燕山期岩浆及其热液的叠加和改造，且主要分为2种观点，一种是沉积期成矿，岩浆热液带来成矿物质从而使矿体变富，另一种是沉积期仅形成硫铁矿，而铜、金等由岩浆热液叠加形成，即两阶段成矿模式。在长江中下游成矿带，从成矿规模和成矿复杂性等方面均以铜陵矿集区为代表，层状矿床在铜陵矿集区也是广泛存在，因此，本文将国内外众多学者对铜陵矿集区内层控矿床成因的研究进展与成果作初步总结归纳，以期推动该类型矿床成因研究。长江中下游成矿带位于扬子板块北缘，南侧以阳新-常州大断裂为界，北侧则以襄樊-广济大断裂及郯庐大断裂为界（图1a）。区内经历了多旋回的地质发展过程，其中海西构造旋回的石炭纪主要表现为海侵，区域为拉张断陷盆地，受初生裂谷或同生断裂控制。海西期层控成因观点认为矿床成矿背景为拉张-裂解的构造环境，在古海盆基础上形成若干个规模不大的次一级水下隆起和拗陷盆地，沉积形成晚石炭世的滨海浅海碳酸盐岩建造，并伴有海相火山活动。而燕山期岩浆热液成因观点则认为区内受特提斯构造域和古太平洋构造域两种动力学体制的复合及与其相关的地幔隆起和岩石圈减薄等深部作用过程控制，或者区内矿床成矿作用发生于张性或向张性过渡的地球动力学背景之下，类似于碰撞造山作用的挤压-伸展转变期。叠加成因观点则认为该类型矿床是由不同时代及地球动力学背景下不同来源、不同性质和动力学演化过程综合作用的结果。
图1 长江中下游成矿带岩浆岩及矿床分布简图（a）和大地构造位置图(b)1—晚侏罗世—早白垩世花岗岩类；2—白垩纪火山岩和次火山岩；3—斑岩-矽卡岩-层控铜-金-钼矿床；4—矽卡岩铁铜矿床；5—磁铁矿磷灰石矿床；6—长江；7—断层长江中下游成矿带内广泛发育寒武纪到早三叠世的海相碳酸盐岩和碎屑岩、侏罗纪到白垩纪的陆相火山岩夹碎屑岩。区域内中生代的多阶段岩浆活动始于印支期，在燕山期时达到顶峰，主要发生在145~120Ma间。区内中生代岩浆岩主要有3种类型：①高碱钙碱性系列，主要形成于145~136Ma之间，由闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩、辉石二长闪长岩、辉石闪长岩和二长岩组成，其中高钾钙碱性岩石系列与铜-铁-金多金属矿化有关，高钠钙碱性闪长岩类与铁矿成矿有关；②橄榄安粗岩系列，主要形成于135~123Ma，以粗安岩、粗面岩、安山岩为主，与玢岩铁矿有关；③A型花岗岩，主要形成于127~123Ma，包括石英二长岩、石英正长岩、正长岩等，与金矿成矿有关。铜陵矿集区位于长江中下游成矿带的中部南侧，构造上受到近东西向铜陵-沙滩脚和南北向新桥木镇隐伏基底断裂控制（图2）。大地构造演化经历了活动-稳定-活动的阶段：前震旦纪为基底形成阶段，震旦纪—早三叠世为稳定的盖层发育阶段，中晚三叠世至新生代为碰撞造山和造山后板内变形阶段。区内陆层缺失中、下泥盆统，志留纪至第四纪层序发育广泛，累计厚度超过4500m。志留系主要是深海-浅海相的页岩和砂岩；上泥盆统五通组为陆相砂岩、细砂岩和粉砂岩；石炭系黄龙组和船山组为浅海—海陆交互相沉积的碳酸盐岩和页岩及砂岩；二叠系至下三叠统上部南陵湖组发育较齐全，除下二叠统栖霞组下部与上二叠统龙潭组为海陆交互相含煤砂页岩外，其余的均为海相灰岩、泥质灰岩和硅质岩等；中三叠统下部东马鞍山组主要为泻湖相的含膏盐白云岩、白云质灰岩夹少量灰岩等；中三叠统中部月山组至古近纪大通组均为陆相的砾岩、砂岩、细砂岩、粉砂质页岩。
图2 铜陵矿集区地质略图(a)和研究区大地构造位置(b) 铜陵矿集区内铜矿床众多，主要集中在铜官山（Cu、Au、Fe）、狮子山（Cu、Au、S、Pb、Zn）、新桥（Cu、S、Au）、凤凰山（Cu、Au、Fe）、姚家岭（Zn、Pb、Au、Cu）等矿田，在沙滩脚岩体周围也有一系列小型矿床。按成矿作用划分区内主要矿床类型主要有矽卡岩型、斑岩型、热液型、沉积热液叠加改造型、沉积型以及风化淋滤型等；按矿体产状特征又分为整合型、不整合型和不规则型3种：整合型主要是指层控矽卡岩型矿体，不整合型指产于接触带、破碎带和裂隙带的矿体，而不规则型指的是角砾岩筒型等。矿田总体呈近东西向带状展布，自西向东依次为铜官山、狮子山、新桥、凤凰山矿田（图2a），矿床类型主要为斑岩型和矽卡岩型，围绕侵入体产出。成矿带南、北两侧为铅锌矿化带，南侧有南陵湖、荷花山等铅锌矿，北侧有张家冲和叶山等铅锌矿，矿床类型主要为热液型，受断裂构造和层间构造控制。矿田内矿床分布主要受北东向褶皱和断裂构造控制。铜官山背斜、青山背斜、永村桥-舒家店背斜以及戴公山背斜与东西向基底构造的耦合部位是区内岩体和矿田的产出位置，矿床沿背斜轴部产出，受地层控制明显。总的看来，研究区构造由近东西向、近南北向基底断裂和盖层中燕山期北东向褶皱、断裂组成。叠加褶皱与层间滑脱构造发育，近东西向与近南北向基底断裂交汇处和表层构造共同控制着区内岩浆活动和成岩成矿作用。铜陵地区C2 3底部（威宁期）块状硫化物矿床，主要沿铜陵地区几个背斜的两翼的五通组（D3w）石英砂岩顶部和黄龙组（C2h）白云岩底部分布，硫化物分布的最厚部位集中在南北向隐伏断裂与东西向隐伏断裂交汇的部位，但硫化物分布有受南北向基底（隐伏）断裂控制的趋势，使硫化物矿床具有分带性，自西向东分为4个矿带：铜官山-五峰山带、狮子山-天屏山带、大成山-半山李家带以及叶山-新桥-高家山带。铜陵矿集区内常见层状或透镜状菱铁矿岩、重晶石岩、含铁硅质岩及同生角砾岩等与层状硫化物矿体伴生。矿体中的构造种类多样，除了典型的层状、纹层状和条纹状构造以外，还发育角砾状、含砾（浑圆状石英砾和砂岩岩屑）脉状构造等。区内近矿围岩的蚀变类型主要有硅化、绢云母化、黄铁矿化和绿泥石化等。块状硫化物矿床矿石组成相似，矿石矿物以黄铁矿、黄铜矿为主，其次为胶黄铁矿、磁黄铁矿、方铅矿、菱铁矿、闪锌矿等；脉石矿物以石英、方解石和白云石为主，其次为绢云母、绿泥石，它们分布于黄铁矿的间隙中，或组成断续的条带，局部构成石英细脉和火焰状石英团块。铜陵矿集区岩浆活动剧烈，地表出露的岩体有70多个。区中燕山期中酸性侵入岩发育广泛，单个岩体出露面积大约在1~3km2，最小的不到0.1km2，最大的为近10km2的凤凰山岩体，多为中-浅成相的岩株、岩枝等，受到轻微剥蚀。从侵入岩体分布范围来看，岩体主要分布于近东西向的铜陵-南陵深断裂控制的岩浆成矿带上（图2a），集中于铜官山、狮子山、新桥、凤凰山、沙滩脚等地，少数分布在矿集区南侧的五贵桥、丁桥一带，这种分布特征与区内矿化区基本一致；从地表岩体展布形态来看，岩体长轴呈多个方向，包括北东向、北西向、北北东向、北北西向或近东西向等。呈北东向展布的岩体主要集中于铜官山、舒家店、沙滩脚、新桥、戴家汇等地，呈北西向的小岩体分布在金口岭、焦冲-狮子山等地，北北东向的岩体主要分布在西湖、顺安、舒家店-新桥头、天马山-虎山一带，呈北北西向的岩体则见于狮子山以北、矶头山、寨山一带。这些岩体的长轴方向与铜陵矿集区内不同方向、不同性质的褶皱与断裂构造相对应，说明地表岩体侵位主要受褶皱、断裂构造控制。区内侵入岩岩石类型主要有石英二长闪长岩、辉石二长闪长岩以及花岗闪长岩等，成岩年龄集中于147~135Ma之间，与成矿关系密切，矿体常产于岩体与围岩的接触带及其附近，其中：①石英二长闪长岩类，广泛分布于铜陵-南陵断裂带，是区内最主要的岩石类型，与本区铜、金、铁矿的形成关系密切；②辉石二长闪长岩类，分布于小铜官山、白芒山、鸡冠山、狮子山、焦冲、舒家店等地，出露面积较小，与本区铜、金矿床的形成有关；③花岗闪长岩类，分布于凤凰山、瑶山等地，主要与铜、铅锌矿的形成有关。铜陵矿集区很多层状矿矿区均有出露岩浆岩，近年来一些研究认为层状矿床的形成与岩浆活动有关，因而人们开展了大量的锆石U-Pb年龄测定来界定这些岩浆岩的年龄，进而得到成矿年龄（表1）。王彦斌等（2004b；2004c）进行SHRIMP定年研究，得到小铜官山石英闪长岩锆石U-Pb年龄为139Ma、新桥区内石英闪长岩锆石年龄为（140.4±2.2）Ma。吴淦国等（2008）选取了铜陵矿集区内沙滩脚石英二长斑岩、新桥二长岩、冬瓜山辉石二长岩、凤凰山花岗闪长岩和小铜官山石英二长闪长岩，进行系统的SHRIMP锆石U-Pb定年，得出（151.8±2.6）Ma~（142.8±1.8）Ma的年龄值。宋扬等（2017）针对新桥矿床矶头岩体中的石英闪长岩和后期侵入的闪长玢岩进行LA-ICP-MS锆石UPb定年，得到其加权平均年龄分别为（141.6±1.1）Ma和（129.95±0.6）Ma。Liu等(2018)同样应用LAICP-MS锆石U-Pb定年方法得到冬瓜山矿床中青山角石英二长闪长岩年龄为（136.7±2.3）Ma。上述学者均认为测年结果代表了区内主成矿期成矿作用的时代，指出矿集区的主要成矿作用发生在燕山期。
郭维民等（2010）测得冬瓜山条带状含铜蛇纹石矿石中最年轻的21颗碎屑锆石得出其U-Pb年龄范围在310.1~323.9Ma之间，加权平均年龄为（318.3±2.6）Ma，这与该学者对新桥矿区样品进行Re-Os同位素测年所得的结果（（319±13）Ma）相吻合。由此，他推测这些锆石有可能来自同一时期的岩浆活动，在海底喷流沉积成矿过程混入并随后保存在层状硫化物矿体中，其加权平均年龄（318.3±2.6）Ma代表着同生沉积成矿年龄。硫化物的精细测年可直接得到主成矿期年龄，是探究矿床成因和建立矿床模型的重要基础。对于层控矿床的成因，如果能测得其层状矿体矿石的形成年龄，即可得到主成矿期的形成年龄。因而很多学者尝试用层状矿体中的硫化物直接进行了成矿年龄测定（表1）。如谢华光等（1995）通过对新桥矿区黄铁矿进行Rb-Sr同位素测年，得到层状矿体年龄为（313.0±32.7）Ma；徐文艺等（2004）对采于峙门口块状硫化物矿床的黄铁矿进行了Re-Os同位素测年，得到其等时线年龄为（303±33）Ma；杨刚等（2004）测得老鸦岭矿床中含钼黑色页岩的Re-Os同位素等时线年龄为（234.2±7.3）Ma。上述结果支持层状硫化物矿体为海底喷流沉积成因，其年龄代表了海底喷流沉积的成矿时代。与上述结果不同，王彦斌等（2004b）和张宇等（2015）分别获得新桥矿床Rb-Sr等时线年龄为（112.6±7.8）Ma和（138.0±2.3）Ma，Xu等(2005)得到冬瓜山矿区Rb-Sr等时线年龄为135Ma。毛景文等（2004）测得大团山铜矿床中辉钼矿样品的Re-Os等时线年龄为（139.1±2.7）Ma，陆三明（2007）同样运用Re-Os同位素定年方法得到冬瓜山矿床的矽卡岩与层状硫化物石英脉中辉钼矿的模式年龄分别为139.4Ma和139.1Ma。谢建成等（2009）、瞿泓滢等（2010）测得新桥矿区中黄铁矿和凤凰山铜矿床中辉钼矿的Re-Os等时线年龄，分别为（126±11）Ma和（141.1±1.4）Ma。这些数据均支持了铜陵矿集区内层状矿成因与燕山期岩浆活动关系密切这一观点。但郭维民等（2011a）由新桥下盘岩系黄铁矿得到的Re-Os同位素等时线年龄为（319±13）Ma，与层状硫化物矿体的赋存层位相吻合，为该矿区存在喷流沉积成矿作用提供了新的年代学证据；王洋洋等（2015）对黄铁矿单矿物进行Re-Os同位素测试得到（138±26）Ma和（393±40）Ma两组等时线年龄，指示新桥矿床可能存在燕山期岩浆热液和古生代海底喷流沉积两期成矿作用。前人针对铜陵矿集区成矿流体来源也开展了一系列研究工作。Pan等(1999)通过综合对比研究，认为矽卡岩-斑岩-层状块状硫化物矿床的形成与燕山期岩浆作用有关，成矿流体主要为演化的岩浆热液。肖新建等（2002）研究发现狮子山矿床中隐爆角砾岩型和矽卡岩型两种矿化类型的成矿流体具有高温、高盐度的特点，属于岩浆来源，且来源于岩浆的流体多次沸腾加速了成矿过程。王国光等（2009）通过对新桥铜多金属矿床层状主矿体下部的网脉状矿化石英脉进行流体包裹体测温，指出在成矿早期与主成矿期中包裹体具高温、高盐度特征，且选择矿化石英脉进行了氢、氧同位素测定，认为区内层状硫化物矿床为岩浆热液成因。Li等(2017)则对新桥矿区矽卡岩矿脉和石英黄铁矿矿脉中的石英进行氧同位素分析，测得矽卡岩样品中石英的δ18O值为11.09‰~13.79‰，高骊山组砂岩石英-黄铁矿脉网中石英的δ18O值主要在13.47‰~17.76‰，平均值为（15.57±1.92）‰，表明成矿流体来自于岩浆热液。此外，一些学者对区内其他矿床也开展了流体包裹体和碳、氢、氧同位素综合分析（如狮子山矿田；凤凰山铜矿床；冬瓜山矿床），结果均表明成矿流体主要源于岩浆水，随着成矿作用的进行，后期逐渐混入少量大气降水。王彦斌等（2004d）对层状矿体和黄铁矿矿物中的流体包裹体做了He、Ar同位素分析，得到n(40Ar)/n(36Ar)≈238~293、n(3He)/n(4He)≈1.03~1.23Ra，表明成矿流体中含大气降水和海水，反映了海底喷流沉积过程在成矿中起了重要作用，为矿床的海底喷流沉积成因提供了新的证据。徐兆文等（2007）和陆建军等（2008）由氢、氧、碳同位素地球化学证据得出冬瓜山铜矿床是在海西期同生沉积作用的基础上经过燕山期岩浆热液叠加形成。李红阳等（2006）、蒋少涌等（2011）对冬瓜山铜矿不同位置的样品做了碳、氧同位素分析，结果为：①顶板与胶黄铁矿互层的白云岩，δ18O值在 16.8‰~ 24.5‰之间（平均值为 20.65‰）；δ13C值范围为 2.0‰~ 2.2‰（平均值为 2.1‰），二者为正常海相沉积成因的碳酸盐；②顶板含矿硅质岩δ18O值为 12.0‰，属热水沉积硅质岩；③层状硫化物矿石中的菱铁矿，δ18O范围为 11.6‰~ 15.3‰（平均值为 13.97‰），δ13C值范围为-4.1‰~ 3.2‰（平均值为-1.53‰），反映了同生沉积与热液交代的叠加；④矿层下部浸染状-脉状矿石英或全岩δ18O值介于 12.4‰~ 14.0‰之间，明显低于正常的沉积岩，反映样品可能遭受了强烈的热液蚀变。总之，以上结果给出的一个清晰信息是矿集区存在海西期喷流沉积成矿作用。对于铜陵矿集区铜金多金属矿床的成矿物质来源，人们已做了大量的研究。徐文艺等（2004）选择铜陵矿集区几个典型矿床，对层状矿体中的硫化物做了硫同位素分析，得出δ34S值介于-31.8‰~20.0‰之间，众数值在 1.1‰~7.7‰的范围内，峰值为4.0‰；而硫酸盐的δ34S值介于8.4‰~22.8‰，峰值为16.0‰，揭示出铜陵地区石炭系块状硫化物矿床中的硫主要源于循环海水中硫酸盐的还原，另外少部分来自于沉积地层中的生物硫。李红阳等（2005）对新桥矿床下盘重晶石、硬石膏、黄铁矿样品做了硫同位素分析，δ34S值分别为 16.2‰、 11.2‰、 1.5‰~ 4.7‰，认为其成因为海底喷流沉积。然而，刘心兵等（2002）、Zhang等(2016)对新桥矿床层状矿体中硫化物得到的硫同位素测试结果指向深部岩浆硫。徐晓春等（2010）测得冬瓜山矿床硫化物δ34S值范围为 0.5‰~ 10.2‰，平均值为 5.0‰，绝大多数介于 3.0‰~ 7.0‰之间，呈塔式分布，与矿区石英二长闪长岩的硫同位素组成基本一致。张赞赞等（2012）对冬瓜山矿床硫化物和硫酸盐研究也显示其硫同位素组成与斑岩型矿床一致，他们都认为冬瓜山矿床成矿作用应该与燕山期岩浆作用有关。刘忠法等（2014）对冬瓜山矿床不同类型矿体硫同位素进行分析，得出了硫具有相同的来源，均与典型矽卡岩矿床的一致，因而也支持冬瓜山矿床的硫是岩浆来源的观点。周涛发等（2000）根据块状硫化物矿床与同时代海水硫酸盐的硫同位素分馏关系，强调该类型矿床的硫主要来自于海水硫酸盐的还原，局部受到岩浆硫的叠加。陈帮国等（2007）以大团山层状铜矿床黄铁矿为对象，测得其δ34S值与矿集区内其他矿床的δ34S值较接近，属于火山喷气-沉积成因，具备喷流沉积与后期岩浆混合的特征。同时，大团山铜矿比其他矿床δ34S值偏低，说明来自深源岩浆的硫所占比例偏高。陆建军等（2003）、曾普胜等（2005）也提出了冬瓜山铜金矿床为两阶段成矿模式，指出第一阶段为石炭纪中期的海底喷流作用，形成块状硫化物矿床；第二阶段为燕山期岩浆侵入，岩浆热液与围岩相互作用、岩浆流体对硫化物矿体进行了叠加改造。侯增谦等（2011）的研究也得出了相同的结论，他们对冬瓜山矿区硫化物样品进行硫同位素测试，得出δ34S组成范围为0.5‰~8.8‰，伴生的硬石膏δ34S值则为14.8‰~20.5‰，暗示着两者的热液S来源不同：弱变质的细粒层纹状硬石膏硫同位素δ34S值为20.5‰，说明S来自晚石炭世海水硫酸盐；弱变质的胶状细粒黄铁矿δ34S值介于1.3‰~5.5‰之间，表明热液S来源于海水硫酸盐的生物还原；热变质的晶质黄铁矿硫同位素组成随着结晶程度和颗粒大小的增加而升高，反映了热液S可能部分源于矽卡岩-岩浆热液系统。据此他们提出冬瓜山矿床为两期成矿叠加的产物：晚石炭世海底喷流-沉积作用形成了块状含铜的硫化物矿化体，晚侏罗世岩浆侵位诱发矽卡岩-热液系统，因此叠加改造了早期块状含铜硫化物和硫酸盐，最终形成以矽卡岩铜矿为主体的叠加复合型矿床。众多学者对铜陵矿集区块状硫化物矿床的铅同位素组成也做了大量工作，试图追溯成矿物质来源，进而确定矿床成因。王道华等（1986）研究发现区内块状硫化物矿体内“普遍存在老铅（早于容矿地层）”，从而认为铅来源于下伏较老的地层。黄斌（1991）对块状硫化物层中矿石铅、围岩地层全岩铅和闪长岩体内的长石铅进行系统的分析对比后指出“成矿物质来源于地层”。刘裕庆等（1987）对铜陵矿集区层状铜铁硫矿床的铅同位素研究后指出“矿层内的铅主流是同生沉积的，又是多源和多阶段成矿演化的混合产物”，证实了区内层状铜硫铁矿床是同生沉积、燕山期岩浆作用和热流体的环流叠加改造作用而成的。徐兆文等（2006）对峙门口层状硫铁矿矿石中黄铁矿铅同位素组成进行分析，结果显示铅同位素组成的变化范围较窄（206Pb/204Pb=18.21~18.40，207Pb/204Pb=15.60~15.71，208Pb/204Pb=38.40~38.77），表明成矿物质来源比较单一且集中，主要来源于上地壳，由于后期的岩浆热液作用，可能混有少量深源物质成分，与刘裕庆等（1987）的研究结果一致。张赞赞等（2012）对冬瓜山矿床的铅同位素进行对比后认为成矿金属铅的主要来源为岩浆作用，而来自沉积岩地层的铅则是次要的。刘忠法等（2014）提出冬瓜山不同类型的矿体中铅的来源主要为幔源铅，与岩浆作用有关且具有相同的演化过程，并与长江中下游地区中生代岩浆岩中的铅有同源性，说明区内成矿物质成分源于岩浆。张志辉等（2013）对焦冲金硫矿床做了硫化物铅同位素分析，通过图解判断铅的来源和岩浆作用相关，提出矿石中的铅源自上地壳和下地幔物质的混合。杨竹森等（2004）和曾普胜等（2004）在进行了铜陵矿集区蚀变-流体填图后，认为成矿带内存在海西期喷流沉积以及燕山期岩浆热液2个成矿系统，海西期沉积喷流形成的块状黄铁矿层为后期的铜金成矿提供了一定量的成矿物质。毛景文等（2009）依据新桥矿床发育退化蚀变、矿体产于泥盆系和石炭系的不整合面上、以及下伏围岩的矿化蚀变与矿石构造等特征，认为该矿床为岩浆热液成因的矽卡岩型矿床。王跃等（2013）对新桥矿床的黄铁矿、胶状黄铁矿和磁铁矿开展了岩相学研究和铁同位素分析，也认为该矿床是燕山期热液成矿作用的产物。而周涛发等（2010）综合分析了新桥矿区黄铁矿的结构形态等特征，提出胶状黄铁矿可能形成于晚古生代海底热水沉积环境；细粒他形黄铁矿属于中生代区域构造变形至热液叠加改造的过渡环境；中粗粒自形黄铁矿则是岩浆热液的产物。由此认为新桥矿床的形成包括2期成矿作用。对于同样具有代表性的冬瓜山层状矿床，袁峰等（2014）针对矿床内是否存在斑岩型矿体以及斑岩矿体与层状矽卡岩型矿体的关系开展研究，同样得出燕山期岩浆热液成矿的观点。陆建军等（2008）对该矿床矿石结构构造和铜同位素的研究，梁建锋等（2011）对其中黄铁矿微量元素LA-ICPMS原位组成进行分析，均表明其中的铜等成矿物质来源于岩浆热液，而不是海底喷流沉积。以此猜测冬瓜山矿床历经了海西期海底喷流沉积与燕山期岩浆热液叠加改造2个阶段，早期的海底喷流沉积作用可能仅仅形成了硫化物矿胚层，而后期的岩浆热液除了对矿床进行改造使铜进一步富集外，还与围岩相互作用形成了斑岩型和矽卡岩型矿体。更有甚者，郭维民等（2011b）由矿石结构特征研究得出冬瓜山矿床的形成可能经历了3个阶段，包括：①海底喷流和热水沉积作用形成了以硫、铁为主的块状硫化物矿床；②燕山期岩浆侵入引起热变质作用，使层状硫化物矿体中的黄铁矿转变为磁黄铁矿和磁铁矿，且经历了一个缓慢的冷却过程；③岩浆热液叠加而使层状硫化物矿体富集铜，形成新的斑岩型和矽卡岩型矿体。此外，蒋少涌等（2011）在冬瓜山铜矿中发现灰泥丘孔洞系统，其中保留有大量显示原生热液喷流沉积的组构，并且伴有细菌微生物结构，因此证明海西期确实发生过喷流沉积成矿作用。铜陵矿集区所处的长江中下游成矿带经历了多旋回的地质发展过程，目前大量的资料已经证明其成矿过程包含海西期海底喷流沉积和燕山期岩浆热液叠加富集两个阶段。前者发生于石炭纪广泛的海侵环境，区域上表现为拉张断陷盆地，受初生裂谷或同生断裂控制。燕山期岩浆热液成矿活动受特提斯构造域和古太平洋构造域两种动力学体制的联合控制，地球动力学背景以地幔隆起和岩石圈减薄为特征。本文通过深入分析区域成矿作用特点，对铜陵矿集区的成矿规律和成矿机制取得了如下新的认识。（1）关于铜陵矿集区的层状铜多金属矿床成矿过程，几代科研工作者在对其相关构造、地层、岩浆作用、矿物组构、成矿物质来源、成矿流体来源等方面开展了一系列的工作表明，确实包含海西期海底喷流沉积和燕山期岩浆热液叠加富集两个阶段，但是不同矿床中前、后两个阶段对成矿的贡献是不同的，有的以海西期海底喷流沉积成矿为主，有的以燕山期岩浆热液成矿为主，还有的矿床仅有其中一期成矿作用，具体到单个矿床需要具体分析。（2）从目前大量的成岩成矿年代学资料看，燕山期岩浆热液交代改造、叠加富集成矿作用虽然是集中发生在早白垩世，但是含矿岩浆作用也经历了近20Ma的演化过程，峰值集中在140Ma前后，岩石化学上大体表现出由早到晚，由中基性→中酸性→中性的演化趋势。（3）燕山期含矿岩浆从早到晚岩石化学上表现出一定的规律性变化，其成矿潜力也有差异，以岩浆活动高峰期（约140Ma）花岗闪长岩成矿最好。这种成矿偏好性是否与深部岩浆源区有关值得深入研究。（4）尽管铜陵矿集区的层状铜多金属矿床多存在两期成矿，但两阶段过程对成矿的贡献问题一直备受争议。从本文可以看出，重要的原因之一就是现有方法似乎无法对已经被燕山期岩浆作用叠加的海西期喷流沉积型块状硫化物透镜体吨位和品位进行评估。近年来，随着分析技术的不断革新，新的方法不断涌现，期望不久的将来会有新的技术方法可以对这一问题有很好的解答。
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