壹、地質演化和重大地質事件
1.前泥盆紀基層
根據周邊地區相關資料推測，臺灣省海峽及臺灣西部可能存在前泥盆紀變質基底，因為福建沿海平潭、晉江、東山出露的前泥盆紀鰲腳群變質巖可能延伸至海峽及臺灣西部，成為其早期變質基底。此外，在臺灣省海峽東北部東海甌江凹陷，通過靈峰1井鉆探發現同位素年齡為1860Ma的變質巖，也能為此提供證據。
2.二疊紀海盆沈積。
二疊紀時，臺灣省處於盆地沈積環境，至少在中部山區是如此。這壹點已被大南澳群地層所證實，其巖性組合包括片麻巖(混合巖)、大理巖、結晶灰巖和各種片巖(甚至煤層)。其中，大理巖中已發現二疊紀家族和珊瑚化石，測得Rb-Sr同位素年齡為200 ~ 240 Ma(應為變質年齡)。片巖中的綠片巖也可能是由基性火山巖變質而來(另外，壹般認為有些鎂鐵質-超鎂鐵質巖不是原地巖系，而是由洋殼混合堆積而成)。這個大南澳群的巖石地層組合與福建大陸的石炭-二疊紀地層有許多相似之處。如果有碳酸鹽巖，含煤碎屑巖，基性火山巖。雖然不能斷定當時的中部山區屬於詠梅坳陷，但至少是同壹時期的海相產物。另外，從侵蝕源區分析來看，閩東南除了武夷隆起和沿海斷隆帶外，似乎沒有其他侵蝕源區。
3.中生代早中期中央山區的擠壓變質隆起。
大南澳群大理巖的同位素年齡為200 ~ 240 ma，相當於三疊紀，大南澳群缺乏可靠的三疊紀地層記錄，可以推斷晚二疊世至中侏羅世，中部山區(甚至臺灣西部)在俯沖碰撞的影響下發生了區域變質作用，形成了臺灣省的又壹變質火山基底。太魯閣隆起也在這壹時期開始形成。
4.小規模的沈積和巖漿活動發生在侏羅紀-白堊紀。
侏羅系沈積地層僅在高雄外海臺灣盆地西南部的深井中見到陸相黑色頁巖。白堊紀沈積地層稱為雲林組，由碎屑巖、石灰巖和玄武巖組成，主要分布在臺灣省海峽。臺灣省燕山運動期間巖漿活動不發育。除玄武巖外，少數地區還有輝長巖和花崗閃長巖侵入，並被混合巖化。此外，僅有壹些花崗偉晶巖、石英斑巖和玢巖巖脈。在此期間，區域變質作用進壹步發生，形成太魯閣高壓過渡變質帶。
5.白堊紀末期的板塊運動
臺灣地區的板塊構造在燕山晚期非常活躍。受太平洋板塊俯沖的影響，壹方面太魯閣以東形成了尤利變質帶和高壓低溫的混雜巖帶，另壹方面大南澳混雜巖帶是大洋地殼碎塊插入大南澳群形成的。
6.早第三紀廣泛的海侵。
受喜馬拉雅運動的影響，早第三紀從太魯閣隆起以西的山脊-雪山山脈至臺灣省海峽廣泛發生海侵，形成厚層海相沈積，並伴有中基性火山巖噴發。同時還有輝綠巖、閃長巖等中基性巖石的小規模侵入。這些很可能與板塊俯沖間歇性松弛階段產生的弧後張力有關。
7.晚第三紀的板塊運動
目前認為，這壹時期的板塊運動是菲律賓海板塊與歐亞大陸板塊之間的弧-陸碰撞，導致沿海山地帶形成復理石型海相火山-沈積巖，以及從呂宋弧延伸出的赤美火成雜巖和都巒山組火山巖。特別是在板塊縫合線處形成套利三水鋁石蛇綠混雜巖；中央山脈以西的嶺雪山地區第三紀沈積地層已經變質。臺灣島內的壹些重要斷裂，如曲池-潮州斷裂、中央山斷裂和沿海山斷裂，可能都是在這壹時期發育和形成的。由於中央山斷層與沿海山斷層的碰撞，此時形成了臺東縱谷。
8.第四紀火山弧活動
更新世時期，琉球(或呂宋)火山弧延伸至臺灣省北部，形成基隆和大屯的火山群，巖石組合由(玄武)安山巖-英安巖火山熔巖和次火山巖(玢巖)組成。在此期間，沿海山區發生了強烈的擠壓褶皺、反轉和逆掩。有學者繪制了更新世以後的板塊作用模式，如圖4-32所示。右邊X-Y剖面的巖石圈動力學演化過程。這個區域本來是壹個碰撞過程(3Ma)，隨著菲律賓海板塊的運動，變成了琉球俯沖帶(2Ma)。2Ma以來，琉球海溝後退，碰撞造山帶巖石圈減薄。碰撞造山帶坍塌成裂谷，裂谷從山間盆地發展成深沖繩海溝(Loui S.Teng)。
二。區域成礦、成礦系列和成礦類型
臺灣省東部區域成礦作用主要與次火山斑巖和區域變質作用有關，從而形成壹套成礦系列和類型，具有較新的成礦時代特征，如表4-11所示。
圖4-32琉球南部晚新生代地球動力學演化過程
(路易斯·滕，1996)
表4-11臺灣省東部構造巖漿帶成礦作用、成礦系列及成礦類型簡表
新的成礦時代對該區的成礦和找礦有利有弊。優點是礦床被短時間侵蝕後基本可以保存完好，隱藏在地下的盲礦因為沒有被剝離，被發現的幾率更大。缺點是對需要經過長時間多階段、多次成礦作用積累的成礦類型缺乏必要的時間條件。
三。每個成礦帶的描述
到目前為止，臺灣省島內發現的內生金屬礦不僅很少，而且具有工業價值的也很少，這可能與研究和勘探不足有關。內生金屬礦物中的鉛鋅銀礦床未見報道，這似乎是區域成礦的壹個特點。
根據區內金、銅礦分布及其所處的地質構造單元，將* *劃分為四個成礦帶，帶內未劃分成礦單元。其中只有金礦可以到達，其余仍為礦點(圖4-33)。
圖4-33臺灣省東部構造巖漿巖帶成礦帶劃分圖
1.太魯閣隆起成礦帶(ⅳ-1)
太魯閣隆起成礦帶隆起位於中央山脈的東坡，主體由太魯閣帶的(石炭紀)-二疊紀組成，夾蛇綠混雜巖。西部以斷層與吉梁山-雪山第三紀坳陷帶隔開，東部沿海山脈斷裂，臺東縱谷與沿海山脈相連。臺東縱谷附近發育壹套由片巖和大洋蛇綠巖套組成的蛇綠混雜巖，被認為是白堊紀板塊作用於縫合線的產物。
該帶綠片巖中銅礦較多，如花蓮銅門、宜蘭大白山等，其中花蓮銅門可為代表。
花蓮銅門銅礦礦體呈透鏡狀，整合於綠片巖和絹雲母片巖中，與綠片巖和輝綠巖關系密切，成礦類型屬變質基性火山巖層控型。礦石成分為含銅黃鐵礦，銅品位0.5% ~ 2.8%，呈浸染狀，有方鉛礦產出。
此外，宜蘭縣銅山也有類似的發生，銅的品位可達3% ~ 4%。
2.雞梁山-雪山凹陷成礦帶(ⅳ-2)
該成礦帶位於中央山脈西部，由輕度變質的第三系組成。東部嶺山區深變質，其巖石以板巖、千枚巖為主，西部雪山地區淺變質，以泥質板巖為主。該帶與臺灣西部的晚第三紀-第四紀沈降帶在西部被曲池-潮州斷層隔開，在東部與太魯閣斷層隆起帶呈斷層接觸。
該帶淺變質巖中有許多金礦，如宜蘭的太白山和南投的何歡山。含金石英脈產於泥質板巖、千枚巖和變質砂巖中。其產狀有的與圍巖壹致，表現為同步褶皺，有的為貫通層理。粗脈可達1m，細脈只有幾厘米。金屬礦物有自然金、方鉛礦和閃鋅礦，品位範圍為(10 ~ 1000)×10-6。自然金產於應時礦脈的隆起、分叉或形態變化處。圍巖蝕變包括黃鐵礦化、綠泥石化、高嶺石和方解石。成礦類型屬於變質巖構造-蝕變巖型。
3.沿海山地成礦帶(ⅳ-3)
該成礦帶位於臺灣省島東緣的海岸帶，西部以沿海山地斷裂與臺東縱谷相連。該地體為構造鑲嵌地體，被認為是菲律賓海板塊前緣的呂宋島弧與歐亞板塊在新生代早期碰撞的產物。該帶中新統赤美安山巖火成雜巖(出露面積22km2)和中新統都巒山組安山巖海相火山碎屑巖原屬呂宋火山弧，其上的上新統-中新統大港口組沈積碎屑巖(含少量火山碎屑巖)屬弧前盆地復理石沈積。
赤梅銅礦產於該區赤梅火成雜巖中，杜巒山銅礦產於杜巒山組火山-侵入巖中。
(1)赤美銅礦
奇美火成雜巖是由玄武安山巖、斑狀安山巖、玄武巖、閃長巖和各種巖脈組成的中基性噴發-侵入雜巖。礦化與閃長斑巖有關。其中輝石閃長巖為早期侵入巖，K-Ar年齡為(22.5±3.5)Ma，斑狀輝石閃長巖年齡為(17.0±2.5)Ma，蝕變年齡為(18.0±1.8)Ma。安山巖相對較晚，鋯石年齡為15.4 ~ 16.4Ma。何在1969測得的礦化蝕變閃長巖的年齡為(9.0±0.7)Ma，認為該年齡為成礦年齡。發現5個礦化露頭，均為氧化斑銅礦、輝銅礦、天藍色、鏡質體、鹿角石、含銅褐鐵礦和銅綠。蝕變類型包括粘土礦化(蒙脫石、伊利石)、綠色巖石建造(綠簾石、綠泥石、黃鐵礦、方解石)和硬石膏建造。其中，由3號和4號露頭組成的第三礦化區南北長650米，東西寬400米。鉆探後，如果銅含量高於0.3%，則有733萬噸礦石儲量。0.5%以上有654.38+0.86萬噸(含金0.4 ~ 0.5g/t)，成礦類型屬於斑巖型(圖4-34)。
(2)都巒山銅礦
中新統都巒山組為安山巖團塊、凝灰巖和凝灰質砂巖等火山碎屑巖，其中有石灰巖透鏡體。安山巖是壹種次火山巖體，以巖株、巖床和巖舌的形式侵入。礦體形成於安山巖內外接觸帶，有6處露頭，均受構造斷裂控制。礦石由黃鐵礦和黃銅礦組成，含少量輝銅礦和天青石。因為玉髓，當地人叫它都巒山寶石。礦化呈浸染狀或塊狀，圍巖為綠巖帶和泥質蝕變。* * *共有6個露頭，其中最大的4號露頭為角礫巖筒，直徑10 ~ 15cm，呈亞圓形，由粘質安山巖組成，常貫穿安山巖脈，推測為火山噴發中心。礦石含銅0.1% ~ 6.3%，平均0.4%，約含金4.6×10-6，銀15×10-6。成礦類型暫定為次火山熱液型，推測角礫巖筒下可能有斑巖銅礦。
圖4-34臺灣花蓮赤美銅礦點狀礦化露頭分布圖
(根據高振民和李朝陽，2000年)
4.基隆火山弧成礦區(ⅳ-4)
臺灣省北部有大屯山和基隆兩個火山群，由更新世基性-中性火山和次火山巖組成。前者面積為290km2，同位素年齡為0.37±0.04(2.56±0.5)Ma，後者面積為1.1～1.7Ma..過去壹般認為這些火山群是琉球火山弧的西延，但最近根據Sr和nd同位素的對比，兩者有所區別。因此，認為基隆火山群不是琉球火山弧，而是呂宋島弧與歐亞大陸邊緣2Ma前碰撞後伸展環境的產物。其中，本山巖體在1.7 ~ 1.4 Ma沿沈積背斜軸脊侵入。其余巖石形成於1.0 ~ 0.9 Ma之間。
金瓜石金銅礦床位於基隆火山群中，有五套大型英安巖次火山巖侵入中新統瑞芳群和中新統-漸新統野柳群含煤砂頁巖地層中。淹沒火山巖以基巖、席狀、墻狀、巖流狀產出，部分地區形成爆炸角礫巖筒。在成礦區內，金瓜石和瑞芳兩個大型礦床及周圍數十個礦體構成了金瓜石礦田。礦田可分為四個礦段:本山、長仁、九份和五丹坑，如圖4-35所示。下面重點介紹兩個礦床:金瓜石和瑞芳。
圖4-35金瓜石地區礦床及角礫巖筒分布圖
(據方建能，1984)
金瓜石礦床是本山礦段最大的礦床。因礦體露頭呈矽化帽狀凸出地面，故俗稱大金瓜。礦體產於本山安迎巖體中的陡脈或陡管中，延伸至小巖體的中新統(形成樹美坑礦體群)。巖體的同位素年齡為1.4 ~ 1.1 Ma。金瓜石主礦體呈脈狀，延伸1200m以上，延伸650m以上，地表分枝礦脈常向下匯入主礦脈。主要金屬礦物有黃銅礦、黃銅礦、呂宋銅礦(與黃銅礦類質同象，其成分為:Cu含量為48.3%，As19%，S32.6%)和少量的硫銻鉛礦(脆硫銻鉛礦)。脈石礦物包括應時、明礬石、綠泥石和高嶺石，其次是方解石、重晶石和高嶺石。圍巖蝕變為矽化、黃鐵礦化、粘土化、明礬石化、綠泥石化等。礦石具有多種構造結構，如脈狀、細脈網狀、浸染狀和角礫狀。金賦存於黃鐵礦(褐鐵礦)、黃銅礦和明礬石中，常見大金塊，已采集到重60兩以上的金塊。根據明礬石的同位素年齡為(1.0±0.1)Ma，可知成礦時間略晚於英安巖體。礦物的成礦溫度集中在200 ~ 250℃範圍內。用流體包裹體法測得礦化深度約為2400～3500米，用地溫梯度推斷約為1000米。此外，筒狀礦體分布在英安巖體的東緣。由南向北，由多個爆炸角礫巖筒組成壹條長約3km的巖筒帶，大部分產於砂頁巖圍巖中，少數產於英安巖(粗石山)。基本上都是全管礦化，大部分是隱伏礦，只在表面有矽化和粘土化蝕變跡象。出露的巖管深度為200 ~ 700 m，直徑從幾米到20米不等，方建能、俞炳生繪制的角礫巖筒總格局見圖4-36。該礦床具有明顯的垂直礦化分帶，地表有矽化蓋層和氧化帶，含金褐鐵礦和粘土礦物，還有重晶石和應時。金的品位與重晶石呈正相關；原生礦在地表下200米左右，其中地下200 ~ 450米為低品位金礦帶，地下450 ~ 600米為富金帶。600m以下，演化為以銅為主的含銅金礦帶。方建能等人根據硫化鐵的礦物類型及其所含成礦元素的變化，繪制了壹幅垂直分帶圖(圖4-37)。蝕變也是垂直分帶的，從上到下有矽化、黃鐵礦化、明礬石化和粘土礦化。
瑞芳礦床瑞芳礦床是九份礦段的主要礦床，因地表有矽化帽露頭，又俗稱小金瓜。礦體賦存於九份和新山兩個隱伏英安巖體上的礦脈中，有的還賦存於外接觸帶的圍巖中。小金瓜礦體有200或300條大小礦脈，其中主要的四條是礦脈A、礦脈B、礦脈C和礦脈永。礦砂礦物包括黃鐵礦、白鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦和微量輝銻礦。脈石礦物主要是方解石，還有高嶺石、壹水硬鋁石和應時。礦脈風化露頭成為含金粘土礦脈，含粗粒自然金，多為銀。圍巖蝕變包括藍巖、粘土、碳酸鹽化、黃鐵礦化和矽化。
其他礦床的長仁礦段和烏丹坑礦段簡要情況見表4-12。
表4-12金瓜石礦田長仁礦段和五丹坑礦段簡介
圖4-36金瓜石角礫巖筒總體模型
(據方建能、俞守盛1984)
金瓜石礦田的金主要以自然金和銀金礦的形式存在，其形態有粒狀、鱗片狀、針狀和毛發狀，也可見八面體晶形。粒度壹般小於0.3mm，部分次顯微金賦存於黃鐵礦(本山)中。各礦段金礦物的細度差異很大，九份為665，438+00 ~ 750，五擔山為720 ~ 865，438+00，本山為690 ~ 930。這種變化也發生在同壹礦床的不同高度。例如，九份礦段中段394m處的黃金純度為610，而中段331m處的黃金純度上升至710。這說明金的成色隨著成礦溫度的升高而增加。金礦物含有多種微量元素，其含量也有規律的變化。以九份礦段為例，自然金中Al、Te、Mn、Pb自下而上遞增，V遞減，Mg、Si、Ti有所變化。上述元素中的Te、V以包裹體形式存在於金礦物中，而Fe、Mn、Pb則存在於金的晶格中。這可能反映了Al、Fe、Mn、Pb傾向於富集在低溫金，而V則富集在高溫金。此外，不同地段的黃金所含的微量元素也不同。如九份的四個金樣品含高Bi和Pb，而大庫坑、五擔山和本山的金樣品含高Cu、Hg和Ni。這些微量元素均存在於天然金的晶格中，其成分的差異應與形成時的地球化學條件不同有關，反映了金瓜石礦田的成礦作用不是壹次性的，而是在不同溫度和壓力下多期、多階段的。
圖4-37金瓜山金(銅)礦床垂直分帶
根據各種方法，總體成礦溫度為160 ~ 400℃，本山礦段最高成礦溫度為160 ~ 300℃，集中值為200 ~ 250℃，壓力校正後最高值為350℃。九份和五擔山礦段的成礦溫度約為200℃。由此形成了以本山礦段為中心的水平分帶，向東演化為長仁含銅金礦帶，向西演化為五擔山和九份金礦。同時存在上部富金、下部富銅的垂直分帶。壹些學者也研究了成礦流體的性質。Juan等人(1959)認為第壹次熱液活動發生在成礦之前，最初為弱堿性至中性，後為中性至弱酸性。第二次熱液活動處於成礦期，熱液性質先堿性後酸性。Folinsbee等人(1972)根據硫的同位素組成，認為熱水和硫來自侵入巖，而金屬元素來自應時的蝕變安山巖。Yen(1976)根據流體包裹體的成分特征，指出大部分脈狀礦體的礦液僅含3 ‰ ~ 14 ‰ NaCl，可能意味著有水混入。有學者經過礦物學研究，對成礦作用提出了壹些看法。譚立平(1992)根據高溫礦物黃銅礦以脈狀滲入低溫礦物四方黃銅礦的現象，認為熱液的交代和充填是多次重復的。Hwang & Meyer (1982)在本山九坑發現碲金礦，認為金瓜石礦床下部還有壹個巖漿房，是提供熱水循環的主要動力，其深度可能在6km以下。
根據金瓜石礦床的成礦作用與英安巖次火山巖有關的事實，礦床中存在爆炸角礫巖筒，礦床形成於淺成環境，含有明礬石、重晶石等硫酸鹽礦物和辰砂、輝銻礦等低溫礦物，可以確定其成礦類型屬於與中酸性次火山巖化有關的淺成熱液硫酸鹽型(高硫型)礦床。這個礦床和福建上杭的紫金山礦床本質上是壹樣的。至於前者以金為主，後者以銅為主的原因，王少雄(1995)解釋為礦床的剝蝕程度和暴露程度不同。紫金山礦床形成於1億年前的早白堊世。剝蝕壹直很深，估計剝了至少300m，所以礦床上部已不保存。金瓜石礦床形成於更新世，但距今只有壹百萬年左右，而且侵蝕較淺，所以礦床保存完好。因此，現在的金瓜石礦床可以看作是紫金山礦床剝蝕的上部，而現在的紫金山礦床可以看作是金瓜石礦床的下部甚至更深的部分。兩者互補的結果可以建立更完整的次火山淺成低溫熱液礦床成礦體系和模式。
金瓜石礦田，尤其是大小金瓜石礦床，是臺灣省迄今為止唯壹的大型-超大型金礦床。據官方統計，已開采黃金83t，1898 ~ 1961年，銅8.75×104t。如果達到1987，累計產金100t，銅10×104t，銀170t。但根據臺灣省立大學譚麗萍和九份太陽公司林超邦的估算，實際黃金產量遠不止這些。金瓜石礦段應有黃金300噸，九份礦段200噸，五擔山礦段100噸，合計600噸..尚未開發和發現的資源潛力巨大。