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湘東南中生代典型成礦花崗巖對(duì)比及成礦動(dòng)力學(xué)

2014-04-30 22:43:50童???/span>
關(guān)鍵詞:印支華南地區(qū)燕山

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摘 要:湘東南礦集區(qū)是南嶺成礦帶的重要組成部分。選取該礦集區(qū)內(nèi)典型礦床的成礦花崗巖,利用成巖年齡、主量和微量元素組成、蛛網(wǎng)圖及稀土元素配分模式等進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明:該礦集區(qū)內(nèi)中生代成礦花崗巖的成巖年齡集中在150~165 Ma。根據(jù)地球化學(xué)組成可將該礦集區(qū)內(nèi)的成礦花崗巖分為2類:一類以騎田嶺為代表,巖性以黑云母二長花崗巖為主,屬于A型花崗巖,其分異程度較高,高w(Rb)/w(Sr)值,低w(K)/w(Rb)值,成礦元素以高溫的W、Sn為主,具有富硅,富堿,貧P、Ti、Mg的特點(diǎn),Ba、Sr、P、Eu、Ti負(fù)異常明顯;另一類以寶山巖體為代表,其巖體產(chǎn)狀為小巖株,巖性以花崗閃長巖為主,屬于I型花崗巖,分異程度較低,低w(Rb)/w(Sr)值,高w(K)/w(Rb)值,Ba、Sr、P、Eu、Ti負(fù)異常不明顯,其地球化學(xué)性質(zhì)與島弧巖漿類似,成礦元素以中低溫的Cu、Pb、Zn等為主。黃沙坪花崗巖的成礦特征處于第一類與第二類巖體之間,屬于過渡類型。結(jié)合礦集區(qū)所在的大地構(gòu)造位置及其構(gòu)造演化史,認(rèn)為湘東南礦集區(qū)的形成與殼幔相互作用密切相關(guān),是后造山作用與大洋板塊俯沖共同作用的結(jié)果。

關(guān)鍵詞:地球化學(xué);殼幔相互作用;成礦花崗巖;成巖年齡;大洋板塊俯沖;后造山作用;湖南

中圖分類號(hào):P588.12+1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

0 引 言

湘東南地區(qū)地處江南地塊東南緣、中上揚(yáng)子地塊與南華活動(dòng)帶之間[1],位于南嶺成礦帶中段,是南嶺成礦帶的重要組成部分[2-3]。該區(qū)域在中生代巖漿活動(dòng)發(fā)育,出露多期花崗巖,其中中生代花崗巖體與內(nèi)生金屬礦床關(guān)系密切,尤其是燕山期花崗巖分布廣泛,與W-Sn-Pb-Zn 成礦關(guān)系最為緊密,包括銅山嶺鉛鋅礦床、寶山鉛鋅礦床、錫田鎢錫礦床、九嶷山錫礦床等大型—超大型礦床,使得該區(qū)是中國乃至全世界重要的稀有與有色金屬產(chǎn)地,其資源豐富,占有重要的經(jīng)濟(jì)地位[4],是中國華南地區(qū)燕山期大規(guī)模成礦作用的重要組成部分[5-7]。近年來,該區(qū)域成為礦床學(xué)家、地球化學(xué)家研究的重點(diǎn),積累了很多精確資料,但是關(guān)于該礦集區(qū)形成的地球動(dòng)力學(xué)背景還存在較大爭(zhēng)議。為了更好地理解該礦集區(qū)的成礦作用,筆者統(tǒng)計(jì)了湘東南地區(qū)典型礦床中與成礦有關(guān)花崗巖體的成巖年齡、巖性特征及地球化學(xué)組成,包括寶山、水口山、銅山嶺、黃沙坪、騎田嶺、千里山等巖體,除騎田嶺巖體為大型花崗巖基外,其余均為小巖體,是小巖體成大礦的典型實(shí)例;利用成巖年齡、巖性特征、主

量和微量元素等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,嘗試總結(jié)該礦集區(qū)內(nèi)與W、Mo、Pb、Zn成礦有關(guān)的花崗巖體的聯(lián)系與區(qū)別;另外,結(jié)合該礦集區(qū)所在的大地構(gòu)造位置以及構(gòu)造演化等,討論該礦集區(qū)形成的地質(zhì)背景。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

本區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)較為發(fā)育,具有多旋回發(fā)展的特點(diǎn)。印支早期,在NWW—SEE向區(qū)域主應(yīng)力作用下,郴州—茶陵斷裂(區(qū)域主俯沖斷裂)兩側(cè)陸塊發(fā)生了強(qiáng)烈的擠壓作用,并以郴州—茶陵斷裂為界,西北盤向SE俯沖,導(dǎo)致斷裂東南側(cè)發(fā)生強(qiáng)烈的增厚隆起作用,形成了炎陵—汝城隆起區(qū)[8-11]。該隆起區(qū)內(nèi)部主要發(fā)育加里東期褶皺構(gòu)造,該褶皺構(gòu)造以EW向緊密褶皺為主,是本區(qū)褶皺基底的重要組成部分,組成該褶皺的地層為該期的淺變質(zhì)巖系[12]。斷裂西北側(cè)由于強(qiáng)烈的俯沖作用,相對(duì)東南側(cè)發(fā)生坳陷,形成了衡陽—桂陽坳陷區(qū)[8-11],該坳陷區(qū)內(nèi)主要發(fā)育印支期褶皺帶,沉積類型主要為淺海相碳酸鹽建造和含煤建造,形成SN向褶皺蓋層構(gòu)造;印支中晚期,擠壓應(yīng)力減弱,地殼相對(duì)松弛,處于后造山動(dòng)力學(xué)背景中,因此,溫度逐漸升高,壓力降低,增厚的中下地殼發(fā)生部分熔融形成酸性巖漿,并沿加里東期褶皺隆起區(qū)背斜構(gòu)造的核部侵位,經(jīng)過分異演化后形成印支期花崗巖,并發(fā)育少量基性巖漿[2-3,12]。地球化學(xué)特征表明,區(qū)內(nèi)印支早期花崗巖主要來源于地殼,無地幔物質(zhì)參與,而印支晚期花崗巖則有少量地幔物質(zhì)加入,并且發(fā)育少量基性巖漿巖,說明印支晚期已經(jīng)存在幔源巖漿的底侵作用[2-3]。自燕山期,區(qū)內(nèi)巖石圈發(fā)生全面伸展,發(fā)生大規(guī)模殼幔相互作用,引起大規(guī)模巖漿活動(dòng),花崗巖的形成明顯有地幔物質(zhì)的參與,進(jìn)而形成了區(qū)內(nèi)各種有色金屬礦床[4-6],并且主要分布在郴州—臨武斷裂帶附近,如香花嶺、騎田嶺、寶山、黃沙坪、新田嶺等大型礦田,構(gòu)成了一個(gè)大型的多金屬礦集區(qū)[1,4,7,13-14](圖1)。

2 成礦巖體地球化學(xué)特征對(duì)比

2.1 成巖年齡及巖性特征對(duì)比

成巖年齡及巖性特征見表1。成礦巖體的成巖年齡主要集中在150~165 Ma。黃沙坪多金屬礦床含礦斑巖成巖年齡為150~161 Ma,巖性為二長花崗斑巖[15-17];騎田嶺晚期的陳家單元形成于(151±5)Ma,早期的仰天湖單元為(156.7±1.7)Ma,巖性為黑云母二長花崗巖[18];千里山巖體為151~153 Ma,巖性為黑云母二長花崗巖[19-20];寶山巖體形成于158~165 Ma,巖性為黑云母花崗閃長斑巖[18,21-22];銅山嶺巖體形成于155~168 Ma,巖性為花崗閃長巖[18,23];水口山巖體形成于156~163 Ma,巖性主要為花崗閃長巖[24-25]。因此,與Cu、Pb、Zn、Au、Ag成礦有關(guān)的花崗巖體巖性主要為花崗閃長巖,而與W、Mo、Sn有關(guān)的花崗巖體巖性主要為二長花崗巖,并且成巖年齡略晚于花崗閃長巖體。

前人早期多認(rèn)為W、Sn礦床多與S型礦床有關(guān),將黃沙坪、騎田嶺和千里山等巖體歸類于S型花崗巖[26-27]。但隨著A型花崗巖概念的引入,在世界范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一大批與A型花崗巖有關(guān)的W、Sn、Mo等礦床[28]。艾昊曾研究了黃沙坪巖體的巖相學(xué)特征,并未發(fā)現(xiàn)S型花崗巖的典型礦物[15],而騎田嶺巖體內(nèi)部可發(fā)現(xiàn)角閃石、中長石等礦物,與S型花崗巖明顯不同[18,28],同時(shí),千里山巖體內(nèi)雖然發(fā)現(xiàn)了白云母,但多數(shù)為后期蝕變礦物,并非原生礦物[9],因此,黃沙坪、騎田嶺、千里山巖體應(yīng)不是S型花崗巖。根據(jù)A型花崗巖判別圖解可以發(fā)現(xiàn)(圖2),黃沙坪、騎田嶺、千里山巖體多數(shù)數(shù)據(jù)落在A型花崗巖范圍內(nèi);在南嶺成礦帶中普遍存在與A型花崗巖有關(guān)的大型—超大型W、Sn、Mo、Bi多金屬礦床,如花山—姑婆山、王仙嶺、瑤崗仙等巖體,因此,其巖石類型應(yīng)屬于A型花崗巖,與前人所得結(jié)論一致[18,28-35]。而寶山、銅山嶺、水口山巖體多數(shù)數(shù)據(jù)落在OGT范圍內(nèi),與A型花崗巖明顯不同。由于這3個(gè)巖體的巖石學(xué)名稱均為花崗閃長巖,具有I型花崗巖的典型礦物角閃石等,成礦元素主要包括Cu、Pb、Zn等元素,與I型花崗巖的成礦專屬性相一致,所以其巖石類型應(yīng)屬于I型花崗巖(圖2)。

自侏羅世開始,Izanagi板塊沿著NW方向向東亞大陸俯沖,導(dǎo)致華南板塊整體上從特提斯構(gòu)造域向太平洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)換[42]。從整個(gè)華南地區(qū)中生代巖漿活動(dòng)的時(shí)空分布來看,其成巖時(shí)代有從內(nèi)陸向東南沿海逐漸變年輕的趨勢(shì)[50,57,59-61,65],εNd(t)值逐漸升高,模式年齡逐漸降低[46],從160 Ma開始,湘東南地區(qū)玄武巖普遍具有Nb、Ta虧損的地球化學(xué)特點(diǎn)[64]。寶山、銅山嶺、水口山等巖體的地球化學(xué)特征與島弧巖漿相似,在構(gòu)造判別圖解中落在島弧花崗巖范圍內(nèi)(圖6),十杭帶的展布方向與大洋板塊的俯沖縫合線相一致[42]。因此,燕山中期華南內(nèi)陸成礦作用應(yīng)與弧后伸展環(huán)境或與板片窗的撕裂等作用密切有關(guān)[42,57-62]。

根據(jù)華南地區(qū)成礦年齡的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),華南地區(qū)發(fā)育3期斑巖型銅礦床,其年齡分別為170~180、150~160、90~105 Ma,分別與華南地區(qū)3期大規(guī)模成礦作用的時(shí)間大致相對(duì)應(yīng)[7],因此,斑巖銅礦床的形成應(yīng)與其他有色金屬礦床形成于相同的構(gòu)造背景下。這3期斑巖型銅礦床的成礦母巖地球化學(xué)性質(zhì)均顯示出了島弧巖漿特

點(diǎn)[7,35,69-70]。目前的研究成果一般認(rèn)為斑巖銅礦的形成與洋嶺俯沖及大洋板片的部分熔融有密切聯(lián)系[71]。另外,斑巖銅礦的形成往往與壓縮轉(zhuǎn)換的構(gòu)造背景有關(guān)[7,72-73]。燕山中期與W-Sn成礦作用有關(guān)的花崗巖地球化學(xué)特征顯示華南內(nèi)陸處于后碰撞環(huán)境[6,18,30-31,41,47],也表明該時(shí)期處于壓縮環(huán)境向伸展環(huán)境轉(zhuǎn)換的背景中[7]。因此,華南地區(qū)3期大規(guī)模成礦作用應(yīng)與大洋板塊及洋脊俯沖有密切聯(lián)系,并且分別處于擠壓向伸展環(huán)境轉(zhuǎn)換的構(gòu)造背景中。

在印支期,華南板塊與印支板塊相互碰撞,華南內(nèi)部發(fā)生印支造山運(yùn)動(dòng),促使華北板塊與華南板塊在印支期完成碰撞拼合作用[74]。在通常情況下,陸陸碰撞造山之后通常是后造山構(gòu)造環(huán)境[3,30]。南嶺成礦帶中騎田嶺、千里山、花山—姑婆山等巖體的地球化學(xué)組成在構(gòu)造判別圖解中落在了后造山的范圍內(nèi)[3,8,30-31,41,47],而燕山早期玄武質(zhì)巖漿A型花崗巖雙峰式火山巖代表了典型的后造山巖石組合,對(duì)應(yīng)印支造山運(yùn)動(dòng)后的局部拉張裂解[6,47],燕山中期對(duì)應(yīng)印支造山運(yùn)動(dòng)后大規(guī)模巖石圈伸展減薄[6,18,30,41,47],因此,華南地區(qū)自從印支晚期開始至燕山中期,逐漸經(jīng)歷了擠壓局部伸展全面伸展階段。燕山中期巖石圈大規(guī)模的伸展減薄作用可能為印支期造山作用的延續(xù),屬于威爾遜旋回的一部分[6],因此,燕山中期的大規(guī)模成礦作用亦可能與后造山伸展密切相關(guān)。

湘東南礦集區(qū)成礦花崗巖在時(shí)空分布上基本一致,但為什么會(huì)處在兩種完全不同的構(gòu)造環(huán)境下?根據(jù)精確的同位素年代學(xué)可以發(fā)現(xiàn),在180~200 Ma之間,華南地區(qū)處在一個(gè)巖漿活動(dòng)的沉靜期,一些學(xué)者將其解釋為構(gòu)造環(huán)境由特提斯構(gòu)造域向太平洋構(gòu)造域的轉(zhuǎn)換,但關(guān)于構(gòu)造轉(zhuǎn)換的時(shí)限一直存在較大爭(zhēng)議[42,50,75-77]。從成礦年齡統(tǒng)計(jì)可以看出,華南地區(qū)中生代斑巖型礦床開始形成于180 Ma[7],160 Ma之后的玄武巖普遍具有島弧巖漿的性質(zhì)[64],因此,至少從180 Ma開始,大洋板塊俯沖已經(jīng)為華南地區(qū)大規(guī)模巖漿活動(dòng)提供了重要的條件,但此時(shí)可能未完全受太平洋構(gòu)造域的控制。從構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的角度,華南地區(qū)存在兩種重要的大地構(gòu)造體制,分別為EW向的前侏羅紀(jì)古特提斯構(gòu)造域和NE向的中新生代太平洋活動(dòng)陸緣帶,而在中侏羅世則主要受特提斯洋和古太平洋體制的雙重影響[75-76]。另外,在印支晚期至燕山早期,華南內(nèi)陸處于陸內(nèi)造山階段,導(dǎo)致郴州—茶陵斷裂帶西部坳陷、東部隆起,燕山中期的花崗巖形成于擠壓之后的應(yīng)力松弛階段,即后造山環(huán)境,而這種作用可能與太平洋板塊朝NW向的擠壓作用有關(guān)[3,18]。郭春麗等通過統(tǒng)計(jì)華南地區(qū)中侏羅世—晚侏羅世成礦花崗巖的地球化學(xué)特征發(fā)現(xiàn),自中侏羅世向晚侏羅世,其構(gòu)造環(huán)境從島弧環(huán)境逐漸向陸內(nèi)環(huán)境轉(zhuǎn)換[78-79],而寶山等巖體在構(gòu)造判別圖解中落在島弧花崗巖和板內(nèi)花崗巖的界限附近(圖6),因此,該地區(qū)燕山中期大規(guī)模成礦應(yīng)是太平洋板塊俯沖與后造山伸展兩種構(gòu)造體制共同作用下的產(chǎn)物。但是,與之有關(guān)的證據(jù)還需要進(jìn)一步補(bǔ)充和完善。

根據(jù)礦床形成的構(gòu)造背景可以發(fā)現(xiàn),斑巖型礦床通常形成于由擠壓向伸展的轉(zhuǎn)換階段,而后造山伸展階段亦可以認(rèn)為是強(qiáng)烈的擠壓造山作用之后的伸展轉(zhuǎn)換階段,因此,兩類礦床形成的構(gòu)造背景并不矛盾,而是同一構(gòu)造環(huán)境下的產(chǎn)物。

4 結(jié) 語

(1)湘東南地區(qū)與成礦有關(guān)的巖體可大致分為2類:一類以騎田嶺為代表,巖性為二長花崗巖,屬A型花崗巖,成巖時(shí)代相對(duì)較晚,成礦元素以高溫的W、Sn、Mo、Bi為主,成礦巖體具有富硅,富鉀,貧P、Ti、Mg的特點(diǎn),稀土元素配分模式呈海鷗型,Eu負(fù)異常明顯,蛛網(wǎng)圖中具有明顯的Eu、Ba、Sr、Ti、P負(fù)異常,巖漿演化程度較高;另一類以寶山巖體為代表,巖性為花崗閃長巖,屬I型花崗巖,成巖時(shí)代相對(duì)較早,成礦元素以中低溫的Cu、Pb、Zn等為主,具有相對(duì)貧硅、富堿、富鉀等特點(diǎn),并且具有Nb、Ta負(fù)異常,與島弧巖漿相近,并且?guī)r漿演化程度相對(duì)較低。

(2)湘東南地區(qū)典型的成礦巖體主要形成于150~165 Ma,是南嶺地區(qū)燕山中期成礦高峰期的重要組成部分。其成礦作用是燕山中期大洋板塊向內(nèi)陸俯沖與后造山伸展共同作用的結(jié)果,并處在巖石圈大規(guī)模拉伸減薄的環(huán)境,是殼幔相互作用的產(chǎn)物。

在成文中得到了中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所唐燕文博士和黃誠博士的熱心幫助,在此一并表示感謝。

自侏羅世開始,Izanagi板塊沿著NW方向向東亞大陸俯沖,導(dǎo)致華南板塊整體上從特提斯構(gòu)造域向太平洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)換[42]。從整個(gè)華南地區(qū)中生代巖漿活動(dòng)的時(shí)空分布來看,其成巖時(shí)代有從內(nèi)陸向東南沿海逐漸變年輕的趨勢(shì)[50,57,59-61,65],εNd(t)值逐漸升高,模式年齡逐漸降低[46],從160 Ma開始,湘東南地區(qū)玄武巖普遍具有Nb、Ta虧損的地球化學(xué)特點(diǎn)[64]。寶山、銅山嶺、水口山等巖體的地球化學(xué)特征與島弧巖漿相似,在構(gòu)造判別圖解中落在島弧花崗巖范圍內(nèi)(圖6),十杭帶的展布方向與大洋板塊的俯沖縫合線相一致[42]。因此,燕山中期華南內(nèi)陸成礦作用應(yīng)與弧后伸展環(huán)境或與板片窗的撕裂等作用密切有關(guān)[42,57-62]。

根據(jù)華南地區(qū)成礦年齡的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),華南地區(qū)發(fā)育3期斑巖型銅礦床,其年齡分別為170~180、150~160、90~105 Ma,分別與華南地區(qū)3期大規(guī)模成礦作用的時(shí)間大致相對(duì)應(yīng)[7],因此,斑巖銅礦床的形成應(yīng)與其他有色金屬礦床形成于相同的構(gòu)造背景下。這3期斑巖型銅礦床的成礦母巖地球化學(xué)性質(zhì)均顯示出了島弧巖漿特

點(diǎn)[7,35,69-70]。目前的研究成果一般認(rèn)為斑巖銅礦的形成與洋嶺俯沖及大洋板片的部分熔融有密切聯(lián)系[71]。另外,斑巖銅礦的形成往往與壓縮轉(zhuǎn)換的構(gòu)造背景有關(guān)[7,72-73]。燕山中期與W-Sn成礦作用有關(guān)的花崗巖地球化學(xué)特征顯示華南內(nèi)陸處于后碰撞環(huán)境[6,18,30-31,41,47],也表明該時(shí)期處于壓縮環(huán)境向伸展環(huán)境轉(zhuǎn)換的背景中[7]。因此,華南地區(qū)3期大規(guī)模成礦作用應(yīng)與大洋板塊及洋脊俯沖有密切聯(lián)系,并且分別處于擠壓向伸展環(huán)境轉(zhuǎn)換的構(gòu)造背景中。

在印支期,華南板塊與印支板塊相互碰撞,華南內(nèi)部發(fā)生印支造山運(yùn)動(dòng),促使華北板塊與華南板塊在印支期完成碰撞拼合作用[74]。在通常情況下,陸陸碰撞造山之后通常是后造山構(gòu)造環(huán)境[3,30]。南嶺成礦帶中騎田嶺、千里山、花山—姑婆山等巖體的地球化學(xué)組成在構(gòu)造判別圖解中落在了后造山的范圍內(nèi)[3,8,30-31,41,47],而燕山早期玄武質(zhì)巖漿A型花崗巖雙峰式火山巖代表了典型的后造山巖石組合,對(duì)應(yīng)印支造山運(yùn)動(dòng)后的局部拉張裂解[6,47],燕山中期對(duì)應(yīng)印支造山運(yùn)動(dòng)后大規(guī)模巖石圈伸展減薄[6,18,30,41,47],因此,華南地區(qū)自從印支晚期開始至燕山中期,逐漸經(jīng)歷了擠壓局部伸展全面伸展階段。燕山中期巖石圈大規(guī)模的伸展減薄作用可能為印支期造山作用的延續(xù),屬于威爾遜旋回的一部分[6],因此,燕山中期的大規(guī)模成礦作用亦可能與后造山伸展密切相關(guān)。

湘東南礦集區(qū)成礦花崗巖在時(shí)空分布上基本一致,但為什么會(huì)處在兩種完全不同的構(gòu)造環(huán)境下?根據(jù)精確的同位素年代學(xué)可以發(fā)現(xiàn),在180~200 Ma之間,華南地區(qū)處在一個(gè)巖漿活動(dòng)的沉靜期,一些學(xué)者將其解釋為構(gòu)造環(huán)境由特提斯構(gòu)造域向太平洋構(gòu)造域的轉(zhuǎn)換,但關(guān)于構(gòu)造轉(zhuǎn)換的時(shí)限一直存在較大爭(zhēng)議[42,50,75-77]。從成礦年齡統(tǒng)計(jì)可以看出,華南地區(qū)中生代斑巖型礦床開始形成于180 Ma[7],160 Ma之后的玄武巖普遍具有島弧巖漿的性質(zhì)[64],因此,至少從180 Ma開始,大洋板塊俯沖已經(jīng)為華南地區(qū)大規(guī)模巖漿活動(dòng)提供了重要的條件,但此時(shí)可能未完全受太平洋構(gòu)造域的控制。從構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的角度,華南地區(qū)存在兩種重要的大地構(gòu)造體制,分別為EW向的前侏羅紀(jì)古特提斯構(gòu)造域和NE向的中新生代太平洋活動(dòng)陸緣帶,而在中侏羅世則主要受特提斯洋和古太平洋體制的雙重影響[75-76]。另外,在印支晚期至燕山早期,華南內(nèi)陸處于陸內(nèi)造山階段,導(dǎo)致郴州—茶陵斷裂帶西部坳陷、東部隆起,燕山中期的花崗巖形成于擠壓之后的應(yīng)力松弛階段,即后造山環(huán)境,而這種作用可能與太平洋板塊朝NW向的擠壓作用有關(guān)[3,18]。郭春麗等通過統(tǒng)計(jì)華南地區(qū)中侏羅世—晚侏羅世成礦花崗巖的地球化學(xué)特征發(fā)現(xiàn),自中侏羅世向晚侏羅世,其構(gòu)造環(huán)境從島弧環(huán)境逐漸向陸內(nèi)環(huán)境轉(zhuǎn)換[78-79],而寶山等巖體在構(gòu)造判別圖解中落在島弧花崗巖和板內(nèi)花崗巖的界限附近(圖6),因此,該地區(qū)燕山中期大規(guī)模成礦應(yīng)是太平洋板塊俯沖與后造山伸展兩種構(gòu)造體制共同作用下的產(chǎn)物。但是,與之有關(guān)的證據(jù)還需要進(jìn)一步補(bǔ)充和完善。

根據(jù)礦床形成的構(gòu)造背景可以發(fā)現(xiàn),斑巖型礦床通常形成于由擠壓向伸展的轉(zhuǎn)換階段,而后造山伸展階段亦可以認(rèn)為是強(qiáng)烈的擠壓造山作用之后的伸展轉(zhuǎn)換階段,因此,兩類礦床形成的構(gòu)造背景并不矛盾,而是同一構(gòu)造環(huán)境下的產(chǎn)物。

4 結(jié) 語

(1)湘東南地區(qū)與成礦有關(guān)的巖體可大致分為2類:一類以騎田嶺為代表,巖性為二長花崗巖,屬A型花崗巖,成巖時(shí)代相對(duì)較晚,成礦元素以高溫的W、Sn、Mo、Bi為主,成礦巖體具有富硅,富鉀,貧P、Ti、Mg的特點(diǎn),稀土元素配分模式呈海鷗型,Eu負(fù)異常明顯,蛛網(wǎng)圖中具有明顯的Eu、Ba、Sr、Ti、P負(fù)異常,巖漿演化程度較高;另一類以寶山巖體為代表,巖性為花崗閃長巖,屬I型花崗巖,成巖時(shí)代相對(duì)較早,成礦元素以中低溫的Cu、Pb、Zn等為主,具有相對(duì)貧硅、富堿、富鉀等特點(diǎn),并且具有Nb、Ta負(fù)異常,與島弧巖漿相近,并且?guī)r漿演化程度相對(duì)較低。

(2)湘東南地區(qū)典型的成礦巖體主要形成于150~165 Ma,是南嶺地區(qū)燕山中期成礦高峰期的重要組成部分。其成礦作用是燕山中期大洋板塊向內(nèi)陸俯沖與后造山伸展共同作用的結(jié)果,并處在巖石圈大規(guī)模拉伸減薄的環(huán)境,是殼幔相互作用的產(chǎn)物。

在成文中得到了中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所唐燕文博士和黃誠博士的熱心幫助,在此一并表示感謝。

自侏羅世開始,Izanagi板塊沿著NW方向向東亞大陸俯沖,導(dǎo)致華南板塊整體上從特提斯構(gòu)造域向太平洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)換[42]。從整個(gè)華南地區(qū)中生代巖漿活動(dòng)的時(shí)空分布來看,其成巖時(shí)代有從內(nèi)陸向東南沿海逐漸變年輕的趨勢(shì)[50,57,59-61,65],εNd(t)值逐漸升高,模式年齡逐漸降低[46],從160 Ma開始,湘東南地區(qū)玄武巖普遍具有Nb、Ta虧損的地球化學(xué)特點(diǎn)[64]。寶山、銅山嶺、水口山等巖體的地球化學(xué)特征與島弧巖漿相似,在構(gòu)造判別圖解中落在島弧花崗巖范圍內(nèi)(圖6),十杭帶的展布方向與大洋板塊的俯沖縫合線相一致[42]。因此,燕山中期華南內(nèi)陸成礦作用應(yīng)與弧后伸展環(huán)境或與板片窗的撕裂等作用密切有關(guān)[42,57-62]。

根據(jù)華南地區(qū)成礦年齡的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),華南地區(qū)發(fā)育3期斑巖型銅礦床,其年齡分別為170~180、150~160、90~105 Ma,分別與華南地區(qū)3期大規(guī)模成礦作用的時(shí)間大致相對(duì)應(yīng)[7],因此,斑巖銅礦床的形成應(yīng)與其他有色金屬礦床形成于相同的構(gòu)造背景下。這3期斑巖型銅礦床的成礦母巖地球化學(xué)性質(zhì)均顯示出了島弧巖漿特

點(diǎn)[7,35,69-70]。目前的研究成果一般認(rèn)為斑巖銅礦的形成與洋嶺俯沖及大洋板片的部分熔融有密切聯(lián)系[71]。另外,斑巖銅礦的形成往往與壓縮轉(zhuǎn)換的構(gòu)造背景有關(guān)[7,72-73]。燕山中期與W-Sn成礦作用有關(guān)的花崗巖地球化學(xué)特征顯示華南內(nèi)陸處于后碰撞環(huán)境[6,18,30-31,41,47],也表明該時(shí)期處于壓縮環(huán)境向伸展環(huán)境轉(zhuǎn)換的背景中[7]。因此,華南地區(qū)3期大規(guī)模成礦作用應(yīng)與大洋板塊及洋脊俯沖有密切聯(lián)系,并且分別處于擠壓向伸展環(huán)境轉(zhuǎn)換的構(gòu)造背景中。

在印支期,華南板塊與印支板塊相互碰撞,華南內(nèi)部發(fā)生印支造山運(yùn)動(dòng),促使華北板塊與華南板塊在印支期完成碰撞拼合作用[74]。在通常情況下,陸陸碰撞造山之后通常是后造山構(gòu)造環(huán)境[3,30]。南嶺成礦帶中騎田嶺、千里山、花山—姑婆山等巖體的地球化學(xué)組成在構(gòu)造判別圖解中落在了后造山的范圍內(nèi)[3,8,30-31,41,47],而燕山早期玄武質(zhì)巖漿A型花崗巖雙峰式火山巖代表了典型的后造山巖石組合,對(duì)應(yīng)印支造山運(yùn)動(dòng)后的局部拉張裂解[6,47],燕山中期對(duì)應(yīng)印支造山運(yùn)動(dòng)后大規(guī)模巖石圈伸展減薄[6,18,30,41,47],因此,華南地區(qū)自從印支晚期開始至燕山中期,逐漸經(jīng)歷了擠壓局部伸展全面伸展階段。燕山中期巖石圈大規(guī)模的伸展減薄作用可能為印支期造山作用的延續(xù),屬于威爾遜旋回的一部分[6],因此,燕山中期的大規(guī)模成礦作用亦可能與后造山伸展密切相關(guān)。

湘東南礦集區(qū)成礦花崗巖在時(shí)空分布上基本一致,但為什么會(huì)處在兩種完全不同的構(gòu)造環(huán)境下?根據(jù)精確的同位素年代學(xué)可以發(fā)現(xiàn),在180~200 Ma之間,華南地區(qū)處在一個(gè)巖漿活動(dòng)的沉靜期,一些學(xué)者將其解釋為構(gòu)造環(huán)境由特提斯構(gòu)造域向太平洋構(gòu)造域的轉(zhuǎn)換,但關(guān)于構(gòu)造轉(zhuǎn)換的時(shí)限一直存在較大爭(zhēng)議[42,50,75-77]。從成礦年齡統(tǒng)計(jì)可以看出,華南地區(qū)中生代斑巖型礦床開始形成于180 Ma[7],160 Ma之后的玄武巖普遍具有島弧巖漿的性質(zhì)[64],因此,至少從180 Ma開始,大洋板塊俯沖已經(jīng)為華南地區(qū)大規(guī)模巖漿活動(dòng)提供了重要的條件,但此時(shí)可能未完全受太平洋構(gòu)造域的控制。從構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的角度,華南地區(qū)存在兩種重要的大地構(gòu)造體制,分別為EW向的前侏羅紀(jì)古特提斯構(gòu)造域和NE向的中新生代太平洋活動(dòng)陸緣帶,而在中侏羅世則主要受特提斯洋和古太平洋體制的雙重影響[75-76]。另外,在印支晚期至燕山早期,華南內(nèi)陸處于陸內(nèi)造山階段,導(dǎo)致郴州—茶陵斷裂帶西部坳陷、東部隆起,燕山中期的花崗巖形成于擠壓之后的應(yīng)力松弛階段,即后造山環(huán)境,而這種作用可能與太平洋板塊朝NW向的擠壓作用有關(guān)[3,18]。郭春麗等通過統(tǒng)計(jì)華南地區(qū)中侏羅世—晚侏羅世成礦花崗巖的地球化學(xué)特征發(fā)現(xiàn),自中侏羅世向晚侏羅世,其構(gòu)造環(huán)境從島弧環(huán)境逐漸向陸內(nèi)環(huán)境轉(zhuǎn)換[78-79],而寶山等巖體在構(gòu)造判別圖解中落在島弧花崗巖和板內(nèi)花崗巖的界限附近(圖6),因此,該地區(qū)燕山中期大規(guī)模成礦應(yīng)是太平洋板塊俯沖與后造山伸展兩種構(gòu)造體制共同作用下的產(chǎn)物。但是,與之有關(guān)的證據(jù)還需要進(jìn)一步補(bǔ)充和完善。

根據(jù)礦床形成的構(gòu)造背景可以發(fā)現(xiàn),斑巖型礦床通常形成于由擠壓向伸展的轉(zhuǎn)換階段,而后造山伸展階段亦可以認(rèn)為是強(qiáng)烈的擠壓造山作用之后的伸展轉(zhuǎn)換階段,因此,兩類礦床形成的構(gòu)造背景并不矛盾,而是同一構(gòu)造環(huán)境下的產(chǎn)物。

4 結(jié) 語

(1)湘東南地區(qū)與成礦有關(guān)的巖體可大致分為2類:一類以騎田嶺為代表,巖性為二長花崗巖,屬A型花崗巖,成巖時(shí)代相對(duì)較晚,成礦元素以高溫的W、Sn、Mo、Bi為主,成礦巖體具有富硅,富鉀,貧P、Ti、Mg的特點(diǎn),稀土元素配分模式呈海鷗型,Eu負(fù)異常明顯,蛛網(wǎng)圖中具有明顯的Eu、Ba、Sr、Ti、P負(fù)異常,巖漿演化程度較高;另一類以寶山巖體為代表,巖性為花崗閃長巖,屬I型花崗巖,成巖時(shí)代相對(duì)較早,成礦元素以中低溫的Cu、Pb、Zn等為主,具有相對(duì)貧硅、富堿、富鉀等特點(diǎn),并且具有Nb、Ta負(fù)異常,與島弧巖漿相近,并且?guī)r漿演化程度相對(duì)較低。

(2)湘東南地區(qū)典型的成礦巖體主要形成于150~165 Ma,是南嶺地區(qū)燕山中期成礦高峰期的重要組成部分。其成礦作用是燕山中期大洋板塊向內(nèi)陸俯沖與后造山伸展共同作用的結(jié)果,并處在巖石圈大規(guī)模拉伸減薄的環(huán)境,是殼幔相互作用的產(chǎn)物。

在成文中得到了中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所唐燕文博士和黃誠博士的熱心幫助,在此一并表示感謝。

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