叶锦华：再论滞后成矿——全球金属成矿演化的重要特征

根据中国金属矿床地质年代分布特征与构造岩浆演化特征分析，笔者在 20 世纪 90 年代后期提出了成矿滞后的概念（Ye and Mei，1997），即大部分有色金属、贵金属、稀有和稀土金属矿床尤其是它们中的大型－超大型矿床，不但就位时间晚于含矿地层、相关的岩体或控矿构造，往往形成于所在地质单元的晚期构造旋回或其晚期阶段。并初步划分了成矿滞后 6 种形式，探讨了成矿滞后的动力学机制。

纵观全球金属成矿演化，成矿滞后，或称滞后成矿作用，是一个普遍的成矿演化过程。21世纪以来，随着金属成矿年代学研究深入发展，全球成矿编图与综合研究不断深入，对成矿空间时间分布规律的认识不断提高，人们越来越认识到金属成矿演化的长期性、复杂性、偏在性和滞后性（裴荣富和吴良士，1994；裴荣富等，2001；裴荣富和梅燕雄 2006），并探讨了超大型矿床的异常成矿作用（裴荣富等，2004a）。

本文在系统搜集全球规模型金属矿床数据集，甄别大型—超大型金属矿床成矿时代与成因特征基础上，分析全球主要金属的成矿演化，阐述全球与4大成矿域的成矿滞后作用特征，并探讨滞后成矿作用的方式与机理。

金属矿床是地球暨地壳演化到一定阶段的产物，是岩石圈、水圈、大气圈以及生物圈形成、演化以及相互作用的结果。地球上已发现的最古老岩石的年龄为4.0 Ga，最古老的锆石年龄更大（4.4 Ga），但全球性规模金属矿床（本文指已探明资源储量分别位于各矿种全球前几十位到一百多位的大型－超大型矿床）直到古太古代（<3.6 ga="">

1.1  全球重要金属矿床地质年代分布与成矿强度分析

对全球铁、锰、铬、铜、镍、钴、铝、铅、锌、钨、钼、锡、锑、金、银、铂族元素、锂等金属的规模矿床成矿时代及其特征进行分析统计，见表1。

为了更客观表述地质历史上时间与空间的成矿概率或强度，提出下面几个参数（Ye and Mei，1997）。

（1）岩石地层成矿率（空间成矿率） Ks=N/S

（2）地质年代成矿率 Kt=N/T

（3）地质时空成矿率Kst=N/(S. T)=Ks/T=Kt/S

上式中，N代表一定空间（成矿区带、成矿域或全球在一定地质年代所形成的规模矿床个数（本文为全球尺度）），T表示地质年代的时间跨度，S表示给定区域在一定地质年代的岩石出露面积（本文以全球陆域统计）。

Ks反映的是矿床空间发现率或某个地质年代的岩石地层含矿率，以单位面积（以Mkm² —百万平方千米为单位）规模矿床的个数表示。

Kt反映的是不同地质年代的单位时间（以Ma 或100 Ma 为单位）形成规模矿床的个数，反映形成规模矿床的速率。

Kst则综合反映了不同地质年代形成的规模矿床个数。表1以个/Ma·Mkm² 表示。

由于随着地球表层构造演化，地质年代越老的岩石地层受后期地层覆盖越多，历史上被剥蚀消失的也越多，而年轻的地层岩石受后期覆盖相对较少，剥蚀也少。根据我们通过计算机对1∶2500万世界地质图（国际地质图编图委员会）的岩石地层面积测算，太古宇+元古宇的岩石露头面积（表1）只占陆地面积的24%，而全球克拉通面积占全球大陆的60%。综合考虑岩石地层地质年代越久，受构造变动与剥蚀越强的情况，本文设定一个地质年代调整系数Rt，并由此进一步定义一个修正时空成矿率（Kst’），以期更客观反映某个地质年代的成矿强度。

（4）Kst’=Kst×Rt

Rt赋值根据地质年代特征，年代越早，赋值越大，具体如下：古生代、中生代距今542~65 Ma，赋值1.5，远古宙距今2500~5.42 Ma，平均1500 Ma左右，赋值为2.5；太古宙距今2500 Ma以上，赋值为3.0。

鉴于地球上第四纪永久冰盖是找矿的禁止区，沙漠区是金属矿找矿的限制区或难进入区，表1中的地球第四系出露面积中扣除了地球上冰盖和沙漠区的面积。

全球各地质年代成矿强度计算结果见表1。

表1  全球大型—超大型金属矿床形成的地质年代统计

注：*新生代铁、锰矿括号中的大型—超大型矿床数量乃早期同一较低品位矿床中上部后期形成的氧化矿床，实际上是全球多年来一直的主要储量估算和开采对象。本文其他表同。

表1显示，Ks从大到小排列依次为Pt-Kz-Ar-Mz-Pz，反映元古宇金属矿的含矿率最高，新生代次之，古生代最低；而Kst’从大到小依次为Kz-Mz-Pz-Pt-Ar，展现了地质时代从老到新，金属成矿概率不断增大，随着地质构造演化，全球规模金属成矿作用，呈现出明显的由老到新逐渐增强的趋势。

（1）全球形成的最早铁矿是低品位的 BIF 型铁矿床（品位一般只有30%～35%），最早形成于古太古代，大量发育于新太古代和早元古代，最早的锰矿为低品位的 BIF 锰矿床（空间上有时常与 BIF 铁矿共生，品位一般只有 20%～30%）形成于古元古代。已知元古宙形成的原生大型－超大型锰矿（包括 BIF 型和火山沉积型）矿床个数与资源储量全球占比接近 45%。而全球主要开采的高品位的富铁矿（品位>60%）、富锰矿（氧化锰，品位>40%）则基本上形成于新生代，这些富铁、富锰矿大多是原先形成的低品位原生矿（主要是中、新太古代到元古宙的BIF锰矿与元古宙的低品位锰矿床）通过中、新生代长期的表生淋滤富集，在原位或者不远的空间形成的红土型矿床以及河道型铁矿。如巴西地盾、澳大利亚皮尔巴拉地区以及印度、西非、俄罗斯库尔斯克等地的铁矿（赵宏军等，2019），非洲卡普瓦尔克拉通内部盆地、刚果克拉通西北部边缘、西澳皮尔巴拉克拉通、玻利维亚El Mutun锰矿等地（赵宏军等，2022）。

全球大型—超大型铁矿以 BIF 型和红土型（风化残积型）为主，并呈现BIF型→岩浆型（铁钛钒）→ 火山岩型→河道残积型→IOCG 型→风化残积型演进特征（表2~表5）。全球大型—超大型锰矿主要成因类型为海相沉积型、红土型（风化残积型）及BIF型，并呈现BIF→海底火山沉积型→海相沉积型→ 风化残积型演进特征（表2~表5）。

（2）全球铬矿、锂矿虽然在各个地质年代都有分布，但与铁矿相似，成矿地质年代主要集中在一老一新（中、新太古代—元古宙、新生代）。而全球镍、钴矿与锰矿相似，成矿地质年代主要集中在元古宙和新生代。

全球大型—超大型铬矿成因类型以岩浆型（层状和豆荚状）为主，并呈现层状岩浆-豆荚状岩浆型-风化残积型的演进特征（表2~表5）；大型—超大型镍矿以红土型和岩浆型居绝大多数，并呈现元古宙—古生代岩浆型（Cu-Ni-Co 组合或Cu-Ni-PGE 组合）→新生代红土型演进特点，鲜见超大型Sedex 镍矿（芬兰Talvivaara Ni-Zn-Co 矿床，Huhma et al.，2013）；大型—超大型钴矿以红土型、砂页岩型和岩浆型为主，并呈现岩浆型→砂页岩型→VMS 型→红土型演进特征；大型—超大型锂矿成因类型以第四纪盐湖卤水型和伟晶岩型为主，呈现伟晶岩型（马里Goulamina，澳大利亚Wodgina，刚果金Manono）→热液交代型（西班牙圣何塞 Li-Sn 矿床） →油田卤水型（加拿大阿尔伯塔油田；Huff and Grasby，2016）→盐湖型（地下卤水型）/黏土型/凝灰岩型演进特征。

（3）全球铜、钨、钼、锡、锑等的大型—超大型有色金属矿床自元古宙开始形成，到中、新生代（其中钨矿到中生代）达到成矿顶峰，成矿作用应该与中生代以来的板块之间的活动（造山带）有关。

大型—超大型铜矿在早元古代发育的主要为岩浆型（金属硫化物）铜镍矿床（加拿大Sudbury，1.85 Ga）和砂岩型铜矿（俄罗斯Udokanskoe等，周永恒等，2013），早元古代还有最古老的斑岩铜矿（瑞典 Aitik 矿床，1876~1848 Ma）（王丰翔等，2015）产出，中元古代开始发育 IOCG 型的澳大利亚Olympic Dam及VMS型Mt Isa矿床（Perkins and Wyborn， 1998）。新元古代在中部非洲形成大量的砂页岩铜矿。古生代出现大量的斑岩铜矿，中新生代斑岩铜矿形成主导地位，并出现大型矽卡岩铜矿。总体上，铜矿呈现岩浆型→砂岩型→斑岩型演进。

全球大型—超大型钨矿元古宙发育不多，最早的钨矿形成于古元古——澳大利亚Mt Mulgine脉型钨矿（Migisha et al.，1991），中—新元古代分别有中国的塔尔沟钨矿（石英脉型）和澳大利亚的Telfer钨矿（矽卡岩型），古生代钨矿以斑岩型为主，新生代以石英脉型和矽卡岩型为主体。

最早的大型锡矿出现在元古界冈瓦纳大陆——纳米比亚的Uis锡-锂-钽矿床（Fuchsloch et al.，2018），为伟晶岩型，此类型规模矿床以后再也未出现。古生代为矽卡岩型和热液型，中生代为矽卡岩型、斑岩型和热液型，新生代为砂矿型锡矿为主导。

最早的大型锑矿出现在元古宇冈瓦纳大陆——南非的Consolidated Murchison锑矿床（Vearncombe et al.，2020），为火山岩（科马提岩）型，此类型规模矿床以后再也未出现。古生代有发育在碎屑岩或浅变质碎屑岩中的低温热液型、岩浆热液型锑矿，中新生代主要有岩浆热液型、火山热液型及碎屑岩或碳酸盐岩中的低温热液型锑矿。

（4）全球大型—超大型铝土矿形成地质时代较晚，自古生代才开始形成，最早大型铝土矿出现在泥盆系（哈萨克斯坦），一般认为属于古风化壳型，位于假整合面或不整合面上。新生代铝土矿达到成矿高峰，以红土型为主，成矿与富铝的岩石在低纬度地区经过长期风化淋滤作用密切相关。此外，中、新生代铝土矿有喀斯特型（岩溶洼地），在中国广西和匈牙利有分布（陈喜峰等，2024）。

（5）全球大型—超大型铅、锌矿始于古元古代中晚期，包括VMS 型和 Sedex 型矿床，后者如Rampura Agucha大型 Zn-Pb-Ag 矿，容矿岩石为早元古代石墨-云母-矽线石片麻岩/片岩（李尚林等，2012）。铅锌矿经历了中—新元古代和晚古生代—中生代两期成矿高峰。中、新元古代出现大量的 Sedex 型；古生代Sedex型与VMS型并驾齐驱，并发育不少 MVT型；中生代热液型、矽卡岩型占主导地位，并出现大型斑岩型铅锌矿（如墨西哥的 Bahuerachi），而Sedex型、VMS和MV 型退居次要地位，新生代以热液型铅锌矿为主。总体上，铅锌矿矿床类型呈现VMS+Sedex→矽卡岩型+热液型→ 斑岩型→热液型演进。

（6）银矿往往与其他矿种共伴生（铅锌、金、铜、锡等），很少以独立矿种出现。全球大型规模银矿虽然在新太古代有个别形成，如加拿大VMS型Kidd Creek Ag-Cu-Zn 矿（Barrie，1999），但大量的银矿形成自古元古代开始，主要为Sedex 型Ag-Pb-Zn矿，中、新生代银矿达到成矿高峰，与铅锌矿形成演化特征基本一致。在劳亚大陆，古元古代的砂岩型铜矿中还发生了巨量的伴生银堆积（俄罗斯的Udokan和Oroyek）。古生代Sedex、VMS与砂页岩型铜-银（伴生大型）都有发育，并且开始发育斑岩型Cu-Ag（Au）矿以及浅成低温热液型银矿。中生代规模银矿以岩浆热液型、斑岩型银或银多金属矿为主，有浅成低温热液型银－金矿及矽卡岩型银铅锌矿发育。新生代以浅成低温热液型、斑岩型、斑岩-矽卡岩过渡型为主，

（7）全球大型—超大型金矿始于新太古代造山型（包括绿岩型、剪切带型和脉型），如劳亚大陆加拿大的Hemlo和 Courageous Lake矿床，冈瓦纳大陆刚果金的Kibali矿床，澳大利亚的Boddington矿床。新太古代还出现岩浆型PGE-Au-Cu-Ni-Co 组合矿床和斑岩型金矿床，前者如津巴布韦Zimplats，后者有加拿大的Porcupine。元古宙之后，成因类型增多。其中元古宇以砾岩型金矿为特色（任军平等， 2015），造山型金矿仍然占有重要地位，并出现IOCG型金多金属矿。古生代全球金矿发育不多，浅变质碎屑岩型（黑色岩系）型为重要特色类型，另外还有斑岩型和VMS型。到了中、新生代，全球金矿达到成矿新高潮，并且以斑岩金矿和浅成低温热液型为主。中生代出现卡林型金矿。新生代形成大量砂金矿，无论在古老的冈瓦纳、劳亚成矿域，还是在显生宙以来的特提斯和喜马拉雅成矿域，都普遍发育，其中一些成为大型—超大型规模。

（8）全球大型—超大型铂族元素矿床形成始于新太古代（津巴布韦大岩墙、美国的Stillwater等），元古宙为成矿高峰。层状铁镁质－超铁镁质岩型是其唯一的类型。古生代仅有俄罗斯的超大型Taimyr Peninsula矿床（GPE-Ni-Cu-Au 组合，250 Ma；舒思齐等，2015）。中生代以来全球一直没有发现大型—超大型规模铂族元素矿床。

按照全球成矿演化与地质构造演化紧密相关性特点，全球可划分为冈瓦纳、劳亚、特提斯和环太平洋四大成矿域（裴荣富和梅燕雄，2006；梅燕雄等，2009；裴荣富等，2013）。对四大成矿域规模金属矿床数量分别进行统计，见表2~表5。

2.1  劳亚成矿域成矿演化与滞后成矿作用特征

劳亚成矿域地处原来的劳亚大陆区域，位于地球偏北部，是全球面积最大的成矿域。其基本地质格架由前寒武纪地块及叠加其上的显生宙造山带及构造带、沉积盆地所组成（梅燕雄等，2009）。就金属矿床来说，劳亚成矿域以铅、锌、镍、稀土等的大规模成矿作用为特色，铁、锰、铝、铜、钨、锡、锑、金、铂族元素、银、锂矿等大规模成矿作用也较发育。总体上，劳亚成矿域的成矿时代以古生代为主，元古宙次之。劳亚成矿域金属矿床类型众多，主要有Sedex铅锌矿、岩浆型铜镍硫化物矿床、碱性岩-碳酸岩稀土矿（中国白云鄂博、牦牛坪等）与红土型稀土矿（中国江西龙南）、BIF 型及变质型铁矿床、沉积型锰矿床、古风化壳铝土矿等，著名矿床有加拿大萨德伯里和Dumont铜镍硫化物矿床、朝鲜检德Sedex型铅锌矿、中国白云鄂博稀土（铁）矿、加拿大拉布拉多地区的 BIF型铁矿、乌克兰尼科波尔锰矿、俄罗斯库尔斯克铁矿床和诺里尔斯克铜镍硫化物矿床、俄罗斯Taimyr Peninsula铂族元素（镍铜金） 矿床、蒙古国的Oyu Tolgoi铜矿床、哈萨克斯坦Karabaitalsk铝土矿床、塔吉克斯坦Chulboi锑（金）矿床、波兰的KGHM Polska Miedz砂岩型铜-银矿床、捷克的 Cinovec 伟晶岩锂矿床等。在新生代，劳亚成矿域还有大型—超大型铁、锰、铝的表生淋滤氧化矿和大型砂锡矿产出，新生代的表生成矿作用成为重要的滞后成矿方式。

表2   劳亚成矿域各地质年代大型－超大型金属矿床统计与类型特征

注：造山型包括绿岩带型、脉型；（4）括号内的矿床数为经过新生代表生富集的矿床数。表3~表5同。

表3   冈瓦纳成矿域各地质年代大型－超大型金属矿床统计与类型特征

表4   特提斯成矿域各时代大型—超大型金属矿床成矿时代统计与类型特征

劳亚成矿域的南侧和东侧后期分别受特提斯和太平洋构造岩浆活动的叠加，因而形成了大量的中新生代矿床，本文将这些中新生代矿床厘定为特提斯成矿域和环太平洋成矿域范畴。

从构造演化来看，劳亚大陆在太古宙与早、中元古代通过强烈的地质构造变动形成结晶基底，古生代大陆反复开合，造山带与构造带发育，而中生代大地构造活动大幅减弱，新生代主要经历准平原化与表生地质演化过程。

从劳亚成矿域大型－超大型金属矿床统计，可以清楚看出，从太古宙、元古宙到古生代，大型－超大型金属矿床明显增多，新生代的大规模成矿作用也很明显。地质年代成矿率（Kt），从大到小依次为古生代（46.2）－新生代（32.3）－中生代（4.9）－元古宙（4.7）－太古代（2.0），展示了大规模成矿作用主要发生在劳亚大陆定型的晚期构造活动阶段（古生代）和新生代表生演化阶段两期滞后成矿作用过程。

表5   环太平洋成矿域各地质年代大型－超大型金属矿床统计与类型特征

纵观全球大型—超大型金属矿床形成演化历史，铁、锰、铜、金的滞后成矿作用十分明显（表6~表9）。因此，本节进一步讨论铁、锰、铜、金的滞后成矿作用。

3.1   全球铁锰矿滞后成矿作用分析

3.1.1   铁锰矿成矿时代特征

表6列出全球暨 4大成矿域各地质年代大型—超大型铁矿数量与成矿强度参数。从中可以看出以下特点：

（1）全球铁矿地质年代成矿率（Kt）新生代最大，元古宙其次，太古宙和古生代较低，中生代没有规模型铁矿。全球铁矿地质时空成矿率（Kst）：新生代 >太古宙>元古宙>古生代。成矿高峰呈现一老（太古宙—元古宙）一新（新生代）特征，并且新生代成矿率远大于以往任何地质年代。

（2）冈瓦纳和劳亚成矿域铁矿地质年代成矿率（Kt）特征与全球的特征完全吻合。特提斯成矿域没有大型－超大型铁矿。环太平洋成矿域的大型－ 超大型铁矿只在成矿域构造岩浆活动的晚期—— 新生代发育。

表7列出全球暨 4大成矿域各地质年代大型－ 超大型锰矿的统计数量与成矿强度参数。从中可以看出如下特点：

（1）全球锰矿地质年代成矿率（Kt）新生代最大，新生代>>中生代>古生代>元古宙；全球锰矿各地质年代的地质时空成矿率（Kst’），新生代>>中生代>古生代>元古宙。新生代为全球大型－超大型锰矿的唯一成矿高峰。

（2）冈瓦纳、劳亚等4大成矿域锰矿地质年代成矿率（Kt）变化特征与全球的特征基本吻合。古生代冈瓦纳和特提斯成矿域没有大型－超大型锰矿，劳亚成矿域中生代也没有发育大型－超大型锰矿。

表6   全球与各成矿域各地质年代大型—超大型铁矿统计与成矿强度

3.1.2   铁锰矿的滞后成矿作用特征

前已阐述，全球最早规模型铁矿是低品位的 BIF型铁矿床，大量形成于新太古代—古元古代，发育于冈瓦纳和劳亚大陆；全球最早发育的锰矿为低品位的BIF锰矿床，形成于古元古代。BIF型锰矿床与条带状含铁层在空间上密切共生，为同期沉积变质的锰矿床，该类型锰矿在巴西、南非、澳大利亚、津巴布韦、加拿大、印度等国最为常见，代表性矿床有巴西Minas Gerais锰矿床（Kuleshov，2011）、澳大利亚皮尔巴拉地区的锰矿床、南非 Kalahari锰矿床和Lomoteng铁锰矿床等。元古宙形成的原生大型－超大型锰矿矿床数量与资源储量全球占比接近45%。而全球开采的高品位的富铁矿、富锰矿 （氧化锰）则基本上形成于新生代，大多是原先形成的低品位原生铁、锰矿通过长期的表生淋滤富集的结果。

全球铁、锰矿的滞后成矿作用主要表现在以下几个方面：

（1）大规模的铁、锰矿形成于太古宙克拉通内部晚期大规模构造岩浆旋回时期（Ar₄~Pt₁）。这一时期形成的铁矿主要分布地区有澳大利亚哈默斯利地区、巴西的卡拉加斯和“铁四角”地区、俄罗斯库尔斯克、北美的拉布拉多地区、苏必利尔湖地区、中国华北地台北缘地区（赵宏军等，2019）；这一时期锰矿分布主要地区有南非维特瓦特斯兰德盆地、澳大利亚Peeck Hill、加蓬弗朗斯维尔盆地（孙凯等，2022）。据研究，非洲大多数这一时期形成的锰矿床都遭受2.0 Ga的不整合侵蚀及新生代表生氧化两期风化淋滤作用改造（赵宏军等，2022）。

（2）新生代为主的表生氧化淋滤以及残积搬运成矿作用对原来的低品位铁、锰矿的改造富集。在长期的湿热气候条件下，原来低品位的矿石通过去硅作用，铁、锰在原低品位铁矿床空间的中上部进一步富集，形成一种红土型富铁矿、富锰矿。这种氧化淋滤型滞后成矿在低纬度的冈瓦纳成矿域尤其发育。这一期铁矿主要分布在澳大利亚哈默斯利（姚春彦等，2014）、巴西卡拉加斯矿区及印度、南非BIF铁矿区的中上部。此外还有一种特殊的残积搬运滞后成矿作用，形成河道型富铁矿，仅在澳大利亚皮尔巴拉地区出现。这一期滞后成矿形成的锰矿主要分布在南非北开普省、加蓬上奥果韦地区、澳大利亚北领地和西澳地区。澳大利亚北领地的格鲁特岛巨型锰矿，直接不整合在元古宇石英岩基底之上，赋存在白垩系海相砂岩粉砂质黏土岩，原生为豆状鲕状矿石，新生代的表生氧化发挥了重要作用，从而在原锰矿床的中上部形成高品位的富锰矿（冶金部赴澳大利亚培训组，1989）。

表7   全球与各成矿域各地质年代大型—超大型锰矿统计与成矿强度

3.2 全球铜矿滞后成矿作用分析

3.2.1 铜矿成矿时代特征

表8列出全球暨4大成矿域各地质年代大型－ 超大型铜矿的统计数量与成矿强度参数。从中可以看出如下特点：

（1）新生代的大型－超大型铜矿地质年代成矿率（Kt）和地质时空成矿率（Kst’）最大，且新生代>>中生代>古生代>元古代。新生代为大型－超大型铜矿的唯一成矿高峰。

（2）形成最晚的环太平洋成矿域的大型－超大型铜矿数量远超过其他3大成矿域的总和。环太平洋和特提斯成矿域新生代的Kt远大于中生代；冈瓦纳成矿域规模铜矿主要形成于导致冈瓦纳大陆基本固结的构造岩浆演化强烈的元古宙，而劳亚成矿域的规模铜矿主要发育在强烈的晚期造山活动时期－晚古生代。

3.2.2   铜矿滞后成矿作用特征

前已指出，大型－超大型铜矿最早发育于古元古代，为铜镍硫化物矿床和斑岩铜矿，古、中元古代形成的规模铜矿不多，新元古代才开始在冈瓦纳大陆刚果克拉通南缘裂谷的卢菲利安弧形构造带形成大量的规模型砂页岩铜矿。在劳亚大陆中亚－蒙古造山带，晚古生代发生大规模斑岩铜矿成矿爆发。太平洋和特提斯构造域成矿大爆发发生在中、新生代，主要形成斑岩铜矿。

全球铜的滞后成矿作用表现在以下几个方面：

（1）从元古宙到新生代，总体上全球规模型铜矿成矿强度正向递增，反映了铜矿具有强烈的滞后成矿特征。

（2）对于每一个构造单元，铜矿的大规模成矿作用具有总是伴随强烈的晚期构造岩浆旋回而形成的滞后成矿特征。如冈瓦纳大陆刚果地盾南缘裂谷晚元古代铜矿大爆发、劳亚大陆大中亚—蒙古造山带晚古生代斑岩铜矿巨量堆积；特提斯和太平洋构造带新生代海-陆演化与碰撞造山导致的大规模斑岩铜-金、铜-钼矿的形成。

（3）新生代在低纬度地区，强烈的表生风化淋滤作用，去硫去硅，使早先形成的铜矿发生氧化富集，在中南非铜矿带（刚果金和赞比亚）比较普遍 （徐如磊等，2024），如刚果金的Konkola和 Kamoto JV铜矿床，品位超过3%，体现了重要的铜矿滞后成矿特征。

3.3 金矿滞后成矿作用分析

3.3.1 全球金矿成矿时代特征

表9列出全球暨 4大成矿域各地质年代大型—超大型金矿数量与成矿强度参数。从中可以看出如下特点：

表8   全球与各成矿域各地质年代大型—超大型铜矿统计与成矿强度

（1）全球各地质年代的大型—超大型金矿空间含矿率（Ks），元古宙最大，古生代最小，且元古宙>新生代>太古宙>中生代>古生代；全球大型－超大型金矿各地质年代成矿率（Kt）和地质时空成矿率 （Kst’），新生代最大，太古代最小，新生代>中生代>古生代>元古宙>太古宙。虽然元古代金矿探明资源储量超过全球已经探明的一半，但由于元古宙时间长，除了古元古代形成一个成矿小高峰外，并没有形成整个元古代的规模金矿成矿高峰。新生代为大型—超大型金矿的唯一成矿高峰。

（2）形成最晚的环太平洋成矿域的大型—超大型金矿数量最多，主要形成于新生代；冈瓦纳成矿域规模金矿数量次之，主要形成于元古代尤其是早元古代。环太平洋和特提斯成矿域的地质年代成矿率（Kt）新生代远大于中生代；从Kt看，冈瓦纳成矿域金矿有两个成矿高峰——元古宙和新生代，而劳亚成矿域的Kt，以强烈的晚期造山地质时代——古生代最大，其次是新生代。

表9   全球与各成矿域各地质年代大型—超大型金矿统计与成矿强度

3.3.2  全球金矿滞后成矿作用特征

金的肇始成矿于中太古代，形成若干超大规模造山型（绿岩带、剪切带或脉型）金矿和个别超大规模岩浆型（PGE-Au-Cu-Ni-Co）矿床（Zimplats，津巴布韦）；元古宙出现大量造山型（绿岩带、剪切带或脉型）以及浅变质碎屑岩型金矿，同期在冈瓦纳大陆南非兰德盆地形成巨量古砾岩型金矿堆积。兰德盆地古砾岩型金矿剩余探明资源量至今仍占全球已经探明的资源总量的近一半。元古宙还形成若干超大型IOCG型Cu-Au-U矿床（Olympic Dam，澳大利亚；Salobo，巴西）和若干大型斑岩型铜金矿（Las Cristinas，委内瑞拉；Aitik，瑞典）；古生代浅变质碎屑岩型金矿在全球占有重要地位，如俄罗斯的Sukhoi Log（Distler and Yudovskaya，2005）和乌兹别克斯坦的 Muruntau。其次为斑岩型金铜矿，并开始出现超大型 VMS 型金多金属矿（Zn-Pb-Au-Ag或Au-Cu-Zn-Pb组合，哈萨克斯坦）；中生代形成的规模金矿以斑岩型、浅成低温热液型占主导，并在一些不纯碳酸盐岩和细碎屑岩区形成后生的中低温热液型微细侵染型（卡林型）金矿，与此同时，造山型、IOCG型等其他类型金矿继续在全球发育；新生代继承了中生代金矿的成矿特点，在造山带，集中类型金矿大量发育，并形成了大量的砂金矿，不少砂金矿亦达到大型－超大型规模。人类认识黄金就是从砂金里面的微小的黄灿灿的金颗粒开始的。

全球金的滞后成矿作用表现在以下几个方面：

（1）从太古宙到新生代，总体上全球规模型金矿成矿强度正向递增，反映了金矿具有强烈的滞后成矿特征。

（2）具体到不同的构造单元来说，金矿的大规模成矿作用具有总是伴随强烈的晚期构造岩浆旋回而形成的滞后成矿特征。如冈瓦纳大陆在太古宙结晶基底之上的南非古元古代维特沃特斯兰德盆地金矿大爆发、加纳Birimian群绿岩带中的大量造山型金矿（崔敏利等，2019）；劳亚大陆晚古生代中亚—蒙古造山旋回形成的一系列VMS型、斑岩型、变质碎屑岩型金矿；特提斯和太平洋构造带新生代海-陆演化与碰撞造山导致的大规模斑岩金铜矿、浅成低温热液型金-银矿的形成。

（3）新生代表生风化淋滤作用、河流搬运沉积作用，在富含金的原岩或原金矿地区及附近形成大量的砂金矿，体现了重要的金矿滞后成矿。

4.1 滞后成矿作用表现形式

金属矿床成矿演化包含全球成矿域与II、III级成矿区带、含矿岩体与赋矿地层、含矿构造等多重尺度，具有景、场、相、床从大到小4级等级体制（裴荣富等，2001，2004b），滞后成矿作用及其表现也包含从宏观到中观多层尺度。

（1）从全球来看，很多金属矿，随着地质年代越新，成矿强度越大，具有显著“大器晚成”特点。例如，新生代是锰、铜、锡、钼、金、银等金属矿的成矿高峰，中生代是铅、锌、钨、锑等的成矿高峰。而随着地质年代递进，铝和镍矿的成矿强度呈现周期性螺旋上升式。铁、铬等矿产有一老（中—新太古代—古元古代）一新（新生代）两个成矿高峰，且新生代成矿强度大于中新太古代—古元古代。本文所研究涉及的矿种，仅有铂族元素矿床只有元古宙一个成矿高峰。

（2）在一定尺度的地质构造单元—构造域、地盾、造山带等或成矿域、巨型成矿带等，比较强烈的晚期构造岩浆活动总是伴随着金属矿产的成矿大爆发。例如，冈瓦纳成矿域发生了元古宙铁、锰、铬、铂族元素、铅锌、银的成矿大爆发；劳亚成矿域发生了晚古生代铅、锌、银矿的成矿大爆发；环太平洋成矿域东带发生了新生代的铜、钼、金、锂等成矿大爆发，特提斯成矿域新生代发生铜、镍、金等成矿大爆发。中国东部（环太平洋成矿于西带）中生代构造岩浆最为活跃，发生了中生代的钨、锡、钼、铋、锑、金、银等成矿大爆发（华仁民和毛景文，1999）。

（3）新生代表生风化淋滤作用使得原来的贫矿成为富矿，或者无矿成有矿。前者如冈瓦纳成矿域与部分劳亚成矿域的铁矿、锰矿以及部分铜矿，后者如冈瓦纳、特提斯成矿域的红土型铝土矿和红土型镍钴矿，以及广布全球各地的砂金矿。

（4）很多金属矿产形成晚于含矿地层和建造的沉积或变质时期。如MVT矿床形成时间要滞后赋矿地层所形成的地质年代很长时间。如位于加拿大西北地区古元古界碳酸盐岩中的Gayna River铅锌矿床，最终形成于中生代（Wallace，2009）；中国胶东地区几乎所有的大型金矿床，虽然赋存于太古宇花岗绿岩地体中，但都定位在燕山旋回，与太平洋构造岩浆活动有关（邓军等，1999；杨立强等，2006，2024）。

（5）大部分与岩浆有关的铜、铅、锌、钨、钼、锡、锑、金、银、铀矿床的定位晚于相关的岩浆岩的固结时间，一些矿床和与其相关的岩体的固结定位的时差可达很长时间，有的甚至达到30～60 Ma（柳少波和王联魁，1996；丰成友等，2010；杜保峰等，2010；李建红和夏宗强，2015），其决定于成矿元素的物理化学性质特征。

（6）受构造控制的矿床往往定位晚于控矿构造形成期。许多控矿构造，无论是脆性的还是韧性的，主要提供有利于成矿物质沉淀的容矿空间。这对于赋存于构造带上与热液流体有关的铜、铅、锌、钨、锡、锑、金、银等金属矿床无一例外。

4.2   滞后成矿作用机理初探

金属矿床滞后成矿的基本原因在于很多金属元素在地壳内部或表层具有十分活跃的活动、重组和富集能力，不同元素滞后成矿的方式与特点存在差异。元素的地球化学特性尤其是其地球化学亲和性（Wedpohl et al.，1969）决定了其运移和富集特性。早期地壳富集铁镁质，而亲氧和亲石元素在硅铝壳富集经历了长期的地质作用积累过程。因此，从全球金属的规模矿床成矿历史来看，亲铁元素成矿最早，亲铁和亲硫双重性特征的元素成矿稍后，亲氧和亲石元素成矿地质年代较晚，单一的亲硫元素成矿地质年代更晚（Ye and Mei，1997）。此外，元素的陨石相对丰度（刘英俊等，1984）亦影响了元素在地质历史上的成矿时序。一般来说，元素的陨石丰度越高，其在地质历史中也越早富集并形成大型－超大型矿床，如铁、锰矿。

另一方面，金属成矿是伴随着地球内部与表面流体活动、迁移、聚集与沉淀过程。对内生成矿来说，在岩浆活动晚期气液演化阶段，金属矿质被析出在热流中，伴随流体从临界状态到高、中、低温的变化，流体承载着成矿物质在合适的温压条件下合适的空间（地球化学场）中就位，或者分散或者成矿。后期岩浆活动或变质作用所演化的流体可以使金属矿物质再度活化。地质历史上，一个地质构造单元/成矿单元（成矿域或成矿区带）在发生多次构造-岩浆-沉积循环过程中，金属元素可以伴随流体反复活化－迁移－富集（或再富集）。

对于一些赋存于特殊地层建造的有色金属及贵金属等成矿物质，在后期构造及大规模热液活动背景下，可以形成MVT 型（Leach et al.，2001）和黑色碎屑岩系型等后生层控矿床。

对外生成矿作用来说，无论是地质历史时期早期还是新生代，滞后成矿特征与水圈、大气圈、生物圈的演化与它们与地壳及岩石圈物质成分之间相互作用有关。造山期后特别是新生代的准平原化促进了铁、锰、铝、镍、金、稀土、铌、钽等的陆相表生富集，造山运动造成的特殊地理与气候条件促进了一些锂、钾等表生盐类矿床的大规模形成。

（1）全球大型—超大型金属矿床大多形成于所在地质构造单元/成矿单元的晚期构造-岩浆旋回或构造-岩浆-沉积旋回的晚期阶段。不少金属在新生代表生地质活动过程中发生了再富集，新生代是全球大部分金属矿床形成的高峰期，在特提斯、环太平洋2大成矿域表现尤为明显，而冈瓦纳和劳亚2大古老成矿域具有与其构造-岩浆演化相关联的2个成矿高峰期。因此，全球大型－超大型金属矿床具有显著的滞后成矿特征，滞后成矿作用在金属矿床形成与发展历史演化中普遍存在。

（2）滞后成矿含从宏观到中观多层尺度。不同金属滞后成矿作用与其元素地球化学性质密切相关，并受大地构造演化制约。

（3）大多数金属矿床的矿床类型随着地质年代由老到新，呈现规律性演进。

本文第一作者叶锦华自1986年师从裴荣富院士攻读矿床学学位，近40年来，一直受到裴先生悉心的学术指导与谆谆教诲。时值裴先生百年喜诞，谨表深深的感激和美好的祝福！