柏道遠， 賈寶華， 馬鐵球， 王先輝， 劉耀榮， 馬愛軍， 張曉陽, 陳必河

(湖南省地質調(diào)查院,長沙　410016)

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1∶25萬郴州幅區(qū)域地質調(diào)查主要進展及成果

柏道遠， 賈寶華， 馬鐵球， 王先輝， 劉耀榮， 馬愛軍， 張曉陽, 陳必河

(湖南省地質調(diào)查院,長沙410016)

摘要：通過地面地質調(diào)查、樣品分析測試以及前人資料收集利用，全面查明了區(qū)內(nèi)地層、巖漿巖和構造發(fā)育特征，系統(tǒng)總結了區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源概況和成礦地質條件。針對有關區(qū)域地質問題進行了深入研究，取得以下主要進展及成果： 確定了南華系—寒武系中砂巖的主量元素和微量元素特征，反映其形成于被動大陸邊緣環(huán)境； 確定了中三疊世后期印支運動表現(xiàn)為NWW—SEE向區(qū)域擠壓下的陸內(nèi)俯沖造山，提出了印支運動中NW向基底隱伏斷裂的左行走滑導致部分地區(qū)構造線走向偏轉，炎陵—汝城一帶發(fā)育的印支期隔槽式褶皺形成于基底(厚皮式)橫向收縮與壓扁作用； 確定了中生代印支期、燕山早期和燕山晚期3階段花崗巖的時限分別為233～210 Ma、174～135 Ma、130～85 Ma，形成構造環(huán)境分別為后碰撞、后造山和陸內(nèi)裂谷； 通過熱年代學分析揭示了湘東南地區(qū)中、新生代山體隆升過程； 厘定出湘東南及湘粵贛邊區(qū)中生代構造發(fā)展框架； 分析表明構造體制差異可能是造成湘東南燕山早期花崗巖成礦能力強于印支期花崗巖的關鍵原因，燕山早期鎢錫多金屬和鉛鋅多金屬2類礦床組合的形成可能主要與巖石圈結構和深部熱擾動強度有關。

關鍵詞：南華紀—寒武紀； 中生代； 湘東南； 巖漿活動； 構造變形； 構造環(huán)境； 成礦作用

0引言

湘東南地處揚子陸塊與華夏地塊交接地帶，而關于華南新元古代—早古生代的構造背景暨揚子與華夏構造格局和構造演化長期以來存在多種觀點，如王鴻禎等[1]、殷鴻福等[2]認為揚子與華夏(中段與南段)在加里東期拼合； 舒良樹[3]提出華夏地塊與揚子陸塊在8～9億年間碰撞聚合； 許靖華等[4]提出了一個從前震旦紀一直延續(xù)到中生代的弧陸碰撞縫合模式； 王劍等[5]提出了華南新元古代裂谷盆地模式； 胡受奚等[6]提出華南從元古宙到新生代形成了5個造山帶。

包括南嶺在內(nèi)的華南內(nèi)陸中生代構造-巖漿活動強烈，其構造背景及演化備受研究者關注并存在顯著認識分歧，歸納起來有2大主流觀點，一種認為是與太平洋板塊俯沖有關的弧巖漿作用或同碰撞造山擠壓環(huán)境產(chǎn)物[7-8]，另一種則認為是陸內(nèi)巖石圈伸展減薄作用的產(chǎn)物[9-11]。

位于南嶺中段的湘東南地區(qū)中生代形成了柿竹園、黃沙坪、水口山、騎田嶺、瑤崗仙等一大批大型、超大型有色金屬礦床，且成礦具有2個重要特征: 一是成礦巖體主要為燕山早期花崗巖，發(fā)育較廣的印支期花崗巖成礦很差； 二是總體可分為中高溫的鎢錫多金屬和中低溫的鉛鋅多金屬兩類礦床組合。關于這2個成礦特征的形成原因前人進行過少量探討[12-15]，但深層機制仍待進一步深入研究。

1∶25萬郴州幅位于湘東南、南嶺中段北部，筆者等人 2002—2005 年對該圖幅開展了區(qū)域地質調(diào)查，全面查明了區(qū)內(nèi)地層、巖漿巖和構造發(fā)育特征，系統(tǒng)總結和分析了區(qū)內(nèi)各類礦產(chǎn)資源概況和成礦地質條件，取得集成性調(diào)查成果。同時針對上述地質問題展開了大量學術研究，在南華紀—寒武紀沉積盆地的大地構造環(huán)境[16]、早古生代(加里東期)花崗巖成因和形成環(huán)境[17]，中生代花崗巖的形成時代[18-24]、地球化學特征及巖漿成因和構造環(huán)境[22-30]，中生代構造體制及變形動力學機制[31-36]，侏羅紀盆地性質[37]，以及中生代山體隆升[38]、構造演化[39-40]、構造-巖漿-成礦動力學機理[41-43]等方面取得了重要進展，顯著提高了區(qū)域基礎地質和礦床地質研究水平[44]。

1主要調(diào)查成果

(1) 參照《湖南巖石地層》，將整個圖幅內(nèi)的地層劃分為48個組級巖石地層單位； 建立32個組合帶、延限帶生物地層單位； 對晚古生代地層進行了層序地層劃分，建立三級層序地層單位16個，顯著提高了區(qū)內(nèi)多重地層劃分與研究水平。

(2) 通過詳細的野外地質調(diào)查，以及大量分析測試工作(包括巖石化學、微量元素、稀土元素、Sr、Nd、O、長石Pb等同位素、鋯石SHRIMP定年、黑云母氬-氬法定年)，結合前人已有資料，運用單元-超單元方法，將圖區(qū)內(nèi)花崗巖類巖體劃分為7個時代(早志留世、中志留世、中三疊世、晚三疊世、中侏羅世、晚侏羅世、早白堊世)、14個序列、58個單元； 系統(tǒng)進行了各單元花崗巖的地質學、巖石學和巖石地球化學研究，探討了各時代花崗巖的物質來源、成因類型及其構造環(huán)境等。摘出代表性成果說明如下:

① 利用鋯石SHRIMP U-Pb法、黑云母40Ar/39Ar 法分別測得騎田嶺巖體仰天湖單元的年齡為(156.7±1.7) Ma、(155.1±1.8) Ma，從而將原劃為印支期的巖體更正為燕山早期，并確定騎田嶺巖體不存在印支期花崗巖。對寶山隱爆角礫巖中基質與角礫進行測定，分別獲得(162.2±1.6) Ma和(164.1±1.9) Ma的鋯石SHRIMP U-Pb年齡，說明基質、角礫與周圍的花崗閃長斑巖為同源同時代的產(chǎn)物。此外，還于大東山巖體中獲得(162.3±1.2) Ma的黑云母40Ar/39Ar法年齡，確定了該巖體的精確時代。

② 首次對中生代花崗巖時代進行了較精確的厘定，劃分為3個大的階段(印支期、燕山早期、燕山晚期)。

③ 將中生代花崗巖劃分為殼源型和殼幔混源型2種成因類型。其中三疊紀花崗巖為殼源型，巖漿來源于中地殼結晶片巖、片麻巖的熔融； 燕山早期與燕山晚期花崗巖主要為殼幔混源型，且一般以殼源為主，有少量幔源物質加入。

④ 對中生代各階段花崗巖形成的構造環(huán)境進行了深入研究，提出印支期花崗巖形成于同造山階段后碰撞構造環(huán)境，燕山早期花崗巖形成于后造山伸展構造環(huán)境。

(3) 全面論述了區(qū)內(nèi)構造格架、變形期次、變形特征及變形機制。

① 區(qū)內(nèi)主要經(jīng)歷了志留紀加里東運動、中三疊世晚期印支運動、中侏羅世早燕山運動、白堊紀晚燕山(伸展)運動、新生代喜山運動等變形事件。加里東運動在區(qū)域SN向擠壓下形成阿爾卑斯型褶皺和同走向韌脆性逆斷裂。印支運動在區(qū)域NWW向擠壓下形成了汝城隆起區(qū)厚皮式隔槽式褶皺、香花嶺穹狀褶皺、坳陷區(qū)侏羅山式褶皺以及區(qū)域NNE向逆斷裂，同時香花嶺—陽明山及郴州—大義山NW向基底隱伏斷裂產(chǎn)生左旋走滑。早燕山運動在區(qū)域NNE向左行剪切(兼擠壓)作用下形成NNE向左行壓扭性斷裂、地表逆沖斷裂及正花狀構造、NW向右旋走滑斷裂、NE向壓扭性斷裂及山前沖斷收縮盆地。白堊紀晚燕山運動中在區(qū)域NWW—SEE向伸展環(huán)境下形成NEE向正斷裂、NW向調(diào)節(jié)斷裂、“冷”伸展盆嶺構造等。古近紀中后期在近EW向擠壓(？)下形成茶永盆地南端和宜章盆地中NNE—NE向褶皺，盆地邊緣NNE—近SN向逆斷裂、NW向左行走滑斷裂等。

② 區(qū)內(nèi)構造格架基本特征： 茶陵—郴州深大斷裂帶及其東側仰沖隆起帶、西側俯沖坳陷帶，2個主要變形構造層(上部晚古生代—中三疊世沉積蓋層、下部前泥盆紀褶皺基底)，構成了測區(qū)一級三維構造格架； 印支期NNE向、SN向褶皺與逆斷裂組成區(qū)內(nèi)基本構造格架； 紅色斷陷盆地的疊加、花崗巖體的發(fā)育等，破壞了區(qū)內(nèi)主體構造形跡的完整性與連續(xù)性； NE向壓扭性斷裂、NW向基底隱伏斷裂等造成區(qū)內(nèi)地表構造圖像復雜化。

(4) 建立了湘東南中生代構造-巖漿-成礦動力學過程的完整模型。

(5) 對區(qū)內(nèi)黑色金屬、有色金屬、稀有金屬、貴金屬、能源、化工原料、建筑材料及其他非金屬等礦產(chǎn)的具體礦種、產(chǎn)地、規(guī)模等進行了詳細總結，并探討了成礦地質條件、找礦標志，進行了找礦遠景區(qū)的預測。

2主要研究進展

2.1南華紀—早古生代沉積盆地性質

南華紀—寒武紀期間湘東南地區(qū)形成了巨厚的復理石、類復理石連續(xù)沉積。本項目組于資興市黃草、汝城縣外沙鄉(xiāng)、永興縣中竹鄉(xiāng)等地對南華系、震旦系和寒武系中的砂巖分別采集樣品，并進行了主量元素、微量元素和稀土元素分析。結果表明，主量元素和微量元素特征顯示出被動大陸邊緣、活動大陸邊緣和大陸島弧等多種環(huán)境信息[16]。從不同構造背景下的剝蝕原巖、風化條件和搬運沉積過程考慮，大陸島弧和活動大陸邊緣形成的砂巖應具有顯著區(qū)別于被動大陸邊緣的地球化學特征，而被動大陸邊緣形成的砂巖則可能包含較多的大陸島弧和活動大陸邊緣環(huán)境的地球化學信息。因此，確定湘東南南華系—寒武系砂巖應形成于被動大陸邊緣環(huán)境[16]。這一判斷與古元古代—中元古代島弧和活動大陸邊緣形成的重要巖石為砂巖，以及沉積盆地因強烈陸內(nèi)伸展斷陷而具一定活動性等地質事實相吻合。區(qū)域上，華南板溪群與冷家溪群間的沉積缺失，江南造山帶新元古代碰撞造山成因的巖漿活動，板塊交接帶南華紀—早古生代沉積物中島弧火山物質的缺乏等，表明南華紀—早古生代期間揚子板塊與華夏地塊之間的沉積盆地不是洋盆，而是陸內(nèi)裂谷盆地。上述基于湘東南砂巖地球化學研究，同依據(jù)區(qū)域資料分析得出的關于揚子板塊與華夏地塊間新元古代—早古生代盆地構造性質的結論，彼此提供了良好的約束。

2.2中生代主要變形事件的構造體制及變形機制

湘東南中生代先后發(fā)生了多期變形事件[39]： 中三疊世后期印支運動具NWW—SEE向區(qū)域擠壓構造體制[45]，因陸內(nèi)俯沖造山而形成大量以NNE向為主的斷裂與褶皺，組成研究區(qū)基本構造格架； 晚三疊世末—早侏羅世同造山上隆伸展體制下形成NNE向裂陷盆地[37]； 中侏羅世初期為NNE向左旋匯聚走滑造山，地殼淺層發(fā)育逆沖斷裂并發(fā)育疊加于先期裂陷盆地之上的山前沖斷收縮盆地[37]； 白堊紀在區(qū)域伸展體制下形成紅色斷陷盆地及NNE向盆-嶺構造。上述幾次主要的構造運動所形成的大量斷裂、褶皺、陸相盆地等構造形跡組成了湘東南地區(qū)的總體構造格架(圖1)。

研究區(qū)西部水口山—香花嶺一帶印支運動構造線呈近SN向，北部將軍廟—安仁一帶印支期褶皺走向呈NWW向，均有別于區(qū)域NNE向主體構造線走向(圖1)。詳細而深入的構造解析表明，上述兩地SN向構造和NNW向構造的形成與印支運動中NW向基底隱伏斷裂的左旋走滑有關[31-32]。以水口山—香花嶺SN向構造為例闡釋其機制[31]。如圖2(a)所示，中三疊世后期印支運動中區(qū)域最大主壓應力σa為NWW向，其形成NNE向潛在構造線Sa，并使加里東期即已存在的NW向郴州—大義山基底隱伏斷裂深部發(fā)生左行平移； NW向的左行平移斷裂派生近EW向的壓應力σb，并形成潛在構造線Sb；σa與σb復合形成實際主壓應力σc，在σc作用下形成與之垂直的構造線走向Sc。顯然，Sc方向相對區(qū)域NNE構造線方向產(chǎn)生了逆時針旋轉而趨于SN走向。NW向基底斷裂左旋走滑下，淺表沉積蓋層中構造線Sc同時因牽引而逆時針旋轉，最終形成近SN向構造線S。受NW向走滑斷裂運移規(guī)模差異控制，自該斷裂端點附近往北西，構造線偏轉幅度逐漸變大(圖2(b))。將軍廟—安仁一帶印支期褶皺的NWW走向同樣可由NW向常德—安仁基底隱伏斷裂的左行走滑給予圓滿解釋[33]。

圖1　湘東南地質礦產(chǎn)略圖[44]Fig.1　Geological and mineral sketch map of southeast Hunan[44]K—E.白堊紀—古近紀地層； T3—J2.晚三疊世—中侏羅世地層； D2—T2.中泥盆世—中三疊世地層； Nh—O.南華紀—奧陶紀地層。1.白堊紀花崗巖； 2.侏羅紀花崗巖/花崗閃長巖； 3.印支期花崗巖； 4.加里東期花崗巖； 5.地質界線； 6.角度不整合地質界線； 7.斷裂； 8.逆斷裂； 9.正斷裂； 10.平移斷裂； 11.壓扭性斷裂。中高溫礦床組合： 12.鎢礦； 13.錫礦； 14.鎢錫多金屬礦。中低溫礦床組合： 15.鉛鋅(銅)礦

圖2　水口山—香花嶺南北向構造帶形成機制示意圖[31]Fig.2　Forming mechanism of Shuikoushan-Xianghualing S-N-directed tectonic zone[31]

上述變形機制的存在表明，NW向基底隱伏斷裂在印支期的左行走滑還是祁陽弧形構造(前人所謂祁陽山字型構造)形成的主控因素之一[35]。

圖3　隔槽式褶皺形成機制[33-34]Fig.3　Mechanism of trough-like folds[33-34]

上述機制可能類似于窗欞構造，基底與花崗巖相當于窗欞構造的強硬層，上面的沉積蓋層則相當于軟弱層。

2.3中生代花崗質巖漿活動時代及構造背景

本次研究對湘東南花崗巖類測試了較多高精度年齡樣品[18-24]，結合前人大量同位素年齡資料，確定了中生代3個階段花崗巖的年代學框架[39]。第一階段為印支期花崗巖，時限為233～210 Ma，即中三疊世末—晚三疊世后期。第二階段為燕山早期花崗巖，時限為174～135 Ma，即中侏羅世早期—晚侏羅世，其中154～163 Ma為該階段花崗巖漿活動的高峰期，該時代花崗巖在研究區(qū)內(nèi)最為發(fā)育。第三階段為燕山晚期花崗巖，時限為130～85 Ma，即白堊紀，該時代花崗巖類主要為一些花崗斑巖、石英斑巖等酸性巖脈，侵入花崗巖體僅永興北西面的上堡巖體。根據(jù)巖體構造、巖石學和巖石地球化學特征，結合區(qū)域構造演化過程，提出印支期、燕山早期和燕山晚期等3個階段花崗巖分別形成于后碰撞[25-26]、后造山[23-24,27-29]和陸內(nèi)裂谷構造環(huán)境[39]。

值得指出的是，前人已認識到湘東南地區(qū)在印支期、燕山早期和燕山晚期均有花崗質巖漿活動，但未明確各時期花崗質巖漿活動的具體時限。本項目組所厘定的湘東南中生代花崗巖的3個階段年代學框架，是深刻認識區(qū)域構造演化的重要基礎，尤其是揭示出印支期與燕山早期兩期花崗質巖漿活動事件之間存在約36 Ma的時間差，成為確定2階段花崗巖分別形成于后碰撞和后造山環(huán)境的關鍵證據(jù)。

2.4中、新生代山體隆升過程的熱年代學約束

本項目組選擇湘東南地區(qū)的萬洋山、五峰仙、大義山、騎田嶺、大東山等花崗質侵入體作為研究對象，通過黑云母和鉀長石單礦物 K-Ar 法測年以及磷灰石裂變徑跡(FT)年齡和徑跡長度分析，恢復了各侵入體的熱歷史，進而分析湘東南中新生代的隆升過程，并結合區(qū)域構造背景，對熱演化過程與構造發(fā)展過程之間的關系進行了探討[38]。研究結果表明，湘東南地區(qū)中、新生代山體隆升過程總體上分為由較快速→快速→緩慢→快速的4個階段(圖4)。

此類型的惰氣系統(tǒng)供氣方式，已在中海石油（中國）有限公司HYSY112浮式生產(chǎn)儲油裝置應用，運行穩(wěn)定，依據(jù)經(jīng)驗，每外輸1 m3原油，可節(jié)省柴油消耗0.000 2 m3，減少CO2排放0.000 6 t，對于年產(chǎn)千萬噸的大型油田，每年可節(jié)省柴油費用1.6億，溫室氣體排放6×104t。每年節(jié)省柴油300 m3，減少作業(yè)成本約360萬元/a，減少CO2氣體排放900 t/a，經(jīng)濟價值客觀，環(huán)保價值巨大。且此方案可適用于所有海上具有生產(chǎn)及儲油功能的油氣田，惰氣的引入可以選擇各種類型的內(nèi)燃設備，只需要對引入系統(tǒng)的背壓、供氣量、含氧量進行監(jiān)控和調(diào)節(jié)，實施后可大幅節(jié)省柴油消耗，并為藍色地球做出貢獻。

圖4　南嶺中段花崗巖體中、新生代平均隆升速率[38]Fig.4　Average uplift rate of granite plutons in Mes-Cenozoic in mid Nanling range[38]

222～146.4 Ma期間以0.069 mm/a的平均速率較快速隆升，146.4～94.11 Ma期間以0.113～0.186 mm/a的平均速率快速隆升，94.11～14.8 Ma期間以0.014～0.028 mm/a的平均速率緩慢隆升，14.8～0.0 Ma以0.143～0.295 mm/a的平均速率快速隆升。挽近時期的隆升總體呈加速趨勢。隆升過程在空間上具有非均勻性，不同巖體間隆升過程存在差異； 在時間上具有明顯的互補性，早期具較快速或較大幅度隆升的巖體，通常伴隨著晚期相對較慢和較小幅度的隆升。

根據(jù)熱年代學分析結果，結合區(qū)域構造背景和其他地質資料，推斷五峰仙、大義山、騎田嶺等地區(qū)在中三疊世后期因構造疊置增厚了4 100～7 700 m，為印支運動的強烈陸內(nèi)擠壓造山運動性質提供了佐證； 揭示燕山晚期巖體隆升和降溫由早期構造剝蝕和晚期風化剝蝕造成，并具有良好的盆地沉積響應； 確定湘東南地區(qū)挽近時期的快速隆升是區(qū)域性整體抬升。

上述中、新生代山體隆升過程的熱年代學研究成果填補了南嶺乃至華南地區(qū)中生代地質構造研究的空白。

2.5湘東南及湘粵贛邊區(qū)中生代構造發(fā)展過程

根據(jù)區(qū)內(nèi)中生代3個階段花崗巖的時限與構造環(huán)境、不同時代陸相盆地和火山巖的性質與形成機制、構造變形和成礦作用的期次與特征等，厘定出湘東南及湘粵贛邊區(qū)中生代構造發(fā)展框架[39-40]。從早至晚分為早三疊世—中三疊世早期前造山階段(Ⅰ)、中三疊世后期—中侏羅世初陸內(nèi)造山階段(Ⅱ)、中侏羅世早期—晚侏羅世后造山階段(Ⅲ)和白堊紀板內(nèi)裂谷階段(Ⅳ)等4個大的地質發(fā)展階段，其中陸內(nèi)造山階段Ⅱ進一步劃分為4個亞階段(Ⅱ1—Ⅱ4)。前造山階段Ⅰ為穩(wěn)定海相沉積階段； 中三疊世后期(Ⅱ1)為陸內(nèi)俯沖匯聚高峰期，形成大量NNE向為主的逆沖斷裂與褶皺，并使陸殼增厚； 中三疊世末—晚三疊世后期(Ⅱ2)擠壓相對松弛，大量殼源花崗巖漿形成并侵位(233～210 Ma)； 晚三疊世末—早侏羅世(Ⅱ3)為同造山上隆伸展環(huán)境，形成NNE向裂陷含煤盆地，高Na低K的拉斑玄武巖噴發(fā)； 中侏羅世初期(Ⅱ4)為NNE向左旋匯聚走滑造山，發(fā)育逆沖斷裂且前期裂陷盆地反轉成為山前沖斷收縮盆地； 中侏羅世早期—晚侏羅世后造山階段(Ⅲ)，大量后造山花崗巖侵位(174～135 Ma)，同時發(fā)生大規(guī)模成礦作用； 侏羅紀末期發(fā)生過短暫的擠壓事件。白堊紀板內(nèi)裂谷階段Ⅳ形成盆-嶺構造和變質核雜巖構造、雙峰式火山巖和次火山巖、酸性巖脈及具有A型花崗巖特征的上堡小型巖體等組合。

2.6燕山早期花崗巖成礦動力學機制

2.6.1印支期與燕山早期花崗巖成礦能力差異與巖石地球化學特征關系

就鎢錫多金屬成礦花崗巖而言，一般巖石中成礦元素、揮發(fā)分和放射性元素含量越高，氧化程度越低(相對還原)，鉀、堿越富集，則越有利于鎢錫成礦作用的進行。此外，通常鎢錫多金屬成礦花崗巖Li、Be、Rb等稀有金屬含量越高、Rb/Sr比值越大、δEu值越低則巖體具有更強的成礦能力。

對與鎢錫多金屬有關的湘東南印支期與燕山早期S型花崗巖地球化學分析數(shù)據(jù)[41]進行的統(tǒng)計表明： 燕山早期花崗巖與印支期花崗巖的SiO2平均含量分別為73.09%、71.99%，K2O平均含量分別為5.24%、4.68%，全堿平均含量分別為8.13%、7.32%，堿度指數(shù)(NKA)平均分別為0.80、0.69，Th含量(微量元素含量單位均為μg/g，下同)平均分別為44.1、28.6，U含量平均分別為15.5、13.3，主要揮發(fā)分及稀有金屬平均含量分別為F 2 728、Li 146、Be 8.3、Rb 574和F 1 956、Li 144、Be 9.3、Rb 420，W平均含量分別為32.5和11.1、Sn平均含量分別為31.8和21.2(不考慮王仙嶺巖體中極高值)，δEu值平均分別為0.23、0.37，Rb/Sr比值平均分別為32.9、18.1，F(xiàn)e2O3/FeO比值平均分別為0.43、0.65。上述數(shù)據(jù)顯示，湘東南燕山早期花崗巖相對印支期花崗巖具有更好的鎢錫多金屬成礦條件，其成礦元素W、Sn，放射性生熱元素U、Th，揮發(fā)分元素F及稀有金屬Be、B、Li、Rb等組分的含量更高，巖石氧化程度更低而堿性程度與巖漿分異演化程度更高。因此，巖石地球化學特征差異應該是燕山早期花崗巖成礦能力明顯或遠遠高于印支期花崗巖的重要原因之一[41]。

造成2階段花崗巖地球化學特征差異的原因可能與構造-巖漿演化歷史和構造環(huán)境差異有關[41]。如前所述，印支期花崗巖形成于后碰撞階段的弱擠壓構造體制，因此部分巖漿可能在深部巖漿房中直接冷卻成巖(花崗巖)。燕山早期花崗巖形成于后造山構造環(huán)境，大規(guī)模巖漿活動使深部印支期花崗巖可再次產(chǎn)生部分熔融，造成W、Sn、U、Th等強不相容元素(親花崗巖元素)再次富集，從而導致燕山早期花崗巖中成礦元素和產(chǎn)熱元素含量更高。此外，一般拉張構造體制下巖漿侵位過程中的分離結晶作用比擠壓構造體制下更強。因此，形成于后造山伸展環(huán)境下的燕山早期花崗巖，總體應比形成于后碰撞弱擠壓構造環(huán)境下的印支期花崗巖經(jīng)歷過更強的分異演化，從而具有更高的不相容元素(包括W、Sn等成礦元素，U、Th等產(chǎn)熱元素，Li、Rb等微量元素等)及揮發(fā)分含量，更大的Rb/Sr比值，更低的δEu值以及更高的堿性程度等。

2.6.2構造環(huán)境及構造體制對印支期和燕山早期花崗巖成礦能力的制約

盡管印支期與燕山早期花崗巖成礦能力差異與巖石地球化學特征存在一定關系，但對印支期王仙嶺巖體和燕山早期千里山巖體進行深入研究后發(fā)現(xiàn)，構造環(huán)境及構造體制差異可能是造成湘東南印支期與燕山早期花崗巖成礦能力差異的更為關鍵的因素[42]。

印支期王仙嶺巖體與燕山早期千里山巖體緊鄰，地球化學圖解及區(qū)域構造演化背景表明其分別形成于后碰撞與后造山構造環(huán)境，前者成礦差，后者則發(fā)育多個大型、超大型礦床。2個巖體的地層與構造地質條件相近(王仙嶺巖體更靠近茶陵—郴州大斷裂)，都具有W、Sn多金屬成礦花崗巖的巖石地球化學特征。王仙嶺巖體內(nèi)蝕變作用明顯比千里山巖體普遍、強烈，W、Sn含量總體上明顯高于千里山巖體。千里山巖體邊緣有較多巖脈發(fā)育，巖體與碳酸鹽巖圍巖接觸帶矽卡巖化強烈； 而王仙嶺巖體邊緣巖脈缺乏，巖體周圍的碳酸鹽巖圍巖接觸帶以大理巖化為主。根據(jù)以上地質、地球化學表現(xiàn)，推斷千里山巖體與王仙嶺巖體成礦差異主要是由于二者侵位時的構造體制不同所致。千里山巖體形成于后造山環(huán)境下的伸展構造體制中，巖漿或巖體中的礦物質能隨流體沿斷裂、裂隙向周圍有效擴散并于局部聚集、沉淀而成礦； 而王仙嶺巖體形成于后碰撞環(huán)境下的弱擠壓構造體制中，侵位時斷裂裂隙構造發(fā)育差，流體與礦物質被封閉在巖體內(nèi)部，因此沒有發(fā)生有效的成礦作用。據(jù)此推斷，構造體制差異可能是造成湘東南印支期與燕山早期花崗巖成礦能力懸殊的關鍵原因之一。

以上揭示出構造體制在成礦過程中的關鍵作用，發(fā)現(xiàn)巖體中礦質向外有效擴散對礦床形成的重要性，對指導地質找礦具有較重要的現(xiàn)實意義[42]。

2.6.3燕山早期鎢錫與鉛鋅多金屬兩類礦床組合形成的構造-巖漿動力學機制

湘東南有色金屬礦產(chǎn)及其成礦巖體主要形成于燕山早期即侏羅紀[48-51]，總體可分為中高溫的鎢錫多金屬和中低溫的鉛鋅多金屬2類礦床組合，各主要礦區(qū)或礦床通常以某一類型為主。鎢錫多金屬礦床組合的成礦溫度主要為280～500 ℃，為中高溫； 礦體產(chǎn)于茶陵—郴州斷裂(以下簡稱茶郴斷裂)以東隆起區(qū)以及斷裂以西坳陷區(qū)內(nèi)的局部隆起地帶(圖1)。鉛鋅多金屬礦床組合的成礦溫度主要為150～300 ℃，為中低溫； 礦體主要產(chǎn)于茶郴斷裂以西坳陷區(qū)內(nèi)。

關于形成燕山早期2類礦床組合的原因或深層機制，前人一般認為與成礦巖體的巖石類型或巖漿巖成礦專屬性有關，即中高溫的鎢錫多金屬成礦系列與傳統(tǒng)殼源型(S型)中淺成花崗巖有關，而中低溫鉛鋅多金屬成礦系列則與傳統(tǒng)殼-幔同熔型(I型)的中酸性花崗閃長巖類有關[14]。亦有研究者認為是由于NNE向茶郴斷裂兩側巖石圈化學成分差異所致[15]。但研究表明，與黃沙坪超大型鉛鋅礦有關的黃沙坪花崗巖體并非I型花崗巖，而是與傳統(tǒng)S型花崗巖相近[51]； 茶郴斷裂西側的大義山、香花嶺等巖體成礦以鎢錫多金屬為主而非鉛鋅多金屬。由此可見，巖石成因類型差異及茶郴斷裂兩側成礦元素組合差異都不是形成2類礦床組合的關鍵原因。

基于對湘東南中生代構造-巖漿活動特征及機理的深入探討，提出燕山早期2類礦床組合的形成可能主要與巖石圈結構(厚度)和深部熱擾動強度，以及相應的巖漿作用規(guī)模和巖體侵位深度等因素有關[43]。

圖5　湘東南燕山早期2類礦床組合形成的構造-巖漿動力學機制示意圖[43]Fig.5　Tectonic-magmatic mechanisms of two types of Early Yanshanian deposit assemblages in southeast Hunan[43]C.地殼； L.巖石圈； L′.拆沉的巖石圈； A.軟流圈。1.玄武質巖漿底侵的巖漿房； 2.花崗質巖漿房； 3.隆起區(qū)與坳陷區(qū)分界逆斷裂； 4.巖石圈破裂； 5.花崗巖； 6.花崗閃長質巖石； 7.示基性巖漿底侵； 8.中低溫鉛鋅多金屬礦床； 9.中高溫鎢錫多金屬礦床

(1) 中高溫鎢錫多金屬礦床組合形成的構造-巖漿動力學機制(圖5)。茶郴斷裂以東隆起區(qū)和斷裂以西坳陷區(qū)內(nèi)的局部隆起地帶巖石圈厚度較大，燕山早期后造山環(huán)境下產(chǎn)生更強烈的巖石圈拆沉并相應發(fā)生更大規(guī)模的巖漿活動，形成規(guī)模較大的中深成巖體并提供長時間高溫條件，造成W、Sn等親花崗巖元素的高程度、大規(guī)模富集而形成中高溫的鎢錫多金屬礦床。與此同時，由于巖漿房的屏蔽作用，深部親銅元素(Cu)及親石親銅元素(Pb、Zn、Au等)在向上運移過程中大多混入巖漿房中，在巖漿侵位結晶過程中由于其相容性相對較高難以得到充分富集，因而不易在地殼上部形成規(guī)模與品位可觀的礦床。

(2) 中低溫鉛鋅多金屬礦床組合形成的構造-巖漿動力學機制(圖5)。相對東面隆起區(qū)而言，茶陵—郴州斷裂以西坳陷區(qū)陸殼和地幔巖石圈較薄，巖石圈拆沉規(guī)模小，引起的熱擾動作用較弱，中地殼小規(guī)模熔融產(chǎn)生的酸性巖漿和深部偏基性巖漿向上侵位于近地表而形成淺成—超淺成小巖體。由于地殼重熔巖漿量小，不能形成W、Sn等親花崗巖元素的大規(guī)模富集。幔源和下地殼巖漿則沿著深斷裂上侵，同時流體和Pb、Zn、Cu、Au等成礦元素可源源不斷地運移到近地表而富集成礦。此外，小規(guī)模巖體不能提供維持高溫所需的足夠熱量，巖體侵位于近地表，熱量易于散失，形成低溫環(huán)境條件，是坳陷區(qū)難以形成中高溫鎢錫多金屬礦床，而主要形成中低溫鉛鋅多金屬礦床的原因之一。

3結論

1∶25萬郴州幅區(qū)調(diào)對湘東南及湘粵贛邊區(qū)進行了多方面的地質研究，取得以下主要進展：

(1)南華系—寒武系中砂巖的主量元素和微量元素特征反映其形成于被動大陸邊緣環(huán)境。

(2)中生代經(jīng)歷了由早三疊世—中三疊世早期前造山階段→中三疊世后期—中侏羅世初陸內(nèi)造山階段→中侏羅世早期—晚侏羅世后造山階段→白堊紀板內(nèi)裂谷階段的構造發(fā)展過程，期間發(fā)生了中三疊世后期NWW—SEE向區(qū)域擠壓下的陸內(nèi)俯沖造山(印支運動)，形成了印支期后碰撞花崗巖、燕山早期后造山花崗巖和燕山晚期陸內(nèi)裂谷花崗巖。

(3)熱年代學分析揭示出湘東南地區(qū)中、新生代山體隆升過程總體上分為由較快速→快速→緩慢→快速的4個階段。

(4)構造體制差異可能是造成湘東南燕山早期花崗巖成礦能力強于印支期花崗巖的關鍵原因。燕山早期鎢錫多金屬和鉛鋅多金屬兩類礦床組合的形成可能主要與巖石圈結構和深部熱擾動強度有關。

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(責任編輯： 劉永權)

Major progress and achievements in regional geological survey of 1∶250 000 Chenzhou sheet

BAI Daoyuan, JIA Baohua, MA Tieqiu, WANG Xianhui, LIU Yaorong,MA Aijun, ZHANG Xiaoyang, CHEN Bihe

(HunanInstituteofGeologySurvey,Changsha410016,China)

Abstract:Through surface investigation, sample testing and using previous data, the regional geological survey of 1∶250 000 Chenzhou sheet has studied the overall characteristics of the strata, magmatic rocks and structures, and has summarized the general situation of mineral resources. The regional geological survey has studied the granitic magmatism, the tectonic regime, the deformation dynamic mechanisms, the uplift process of mounts, the tectonic evolution and the tectonic-magmatic-mineralization dynamic mechanisms in Mesozoic, and studied the nature of the Nanhuan-Cambrian basin in southeastern Hunan in the central segment of the Nanling Mountains, and achieved progress as follows: ①the characteristics of major and trace elements suggested that the Nanhuan-Cambrian sandstones from southeastern Hunan were formed in a tectonic setting of passive continental margin; ②the Indosinian Movement in late Middle Triassic in southeastern Hunan was characterized by the intracontinental subduction-convergence controlled by the NWW-SEE compression; we suggested that the sinistral strike-slip motions of the NW-trending basement hidden faults in Indosinian Movement caused N-S-directed lineament in Shuikoushan-Xianghualing area and NWW-directed lineament in Jiangjunmiao-Anren area; we proposed that the trough like folds in Yanling-Rucheng area were formed by the transverse shrinking and flattening of the basement (thick-skin); ③the forming ages of the Indosinain, the Early Yanshanian and the Late Yanshanian granitoids were 233-210 Ma, 174-135 Ma and 154-163 Ma, and their forming tectonic settings were post-collisional setting, post-orogenic setting and intraplate rift setting, respectively; ④through the thermochronological dating study, we revealed that the Meso-Cenozoic uplift process of southeast Hunan could be divided into 4 stages, developing in order of fairly rapid uplift→rapid uplift→slow uplift→rapid uplift; ⑤studying on multiple geological elements, we defined the framework of Mesozoic tectonic evolution in southeastern Hunan and the Hunan-Guangdong-Jiangxi border area, which is of the Early Triassic-early Middle Triassic pre-orogenic stage, the late Middle Triassic-early Middle Jurassic intracontinental orogenic stage, the early Middle Jurassic-Late Jurassic post-orogenic stage and the Cretaceous intraplate rift stage; ⑥we also revealed that the first cause for the fact that the ore-forming capacity of the early Yanshanian granites in southeastern Hunan was far larger than that of the Indosinian granites is the differences in tectonic setting and tectonic regime, and the second cause is the difference in geochemistry of granites; we suggested that the formation of the W-Sn-polymetallic and Pb-Zn-polymetallic deposit assemblage is probably mainly related to such factors as the structure (or thickness) of the lithosphere, intensity of thermal perturbations in the deep interior of the Earth and corresponding scale of magmatism and depth of pluton emplacement.

Key words:Nanhuan-Cambrian; Mesozoic; southeastern Hunan; magmatism; deformation; tectonic setting; mineralization

中圖分類號：P623.12

文獻標志碼：A

文章編號：2095-8706(2016)02-0024-10

第一作者簡介：柏道遠(1967—),男,博士,研究員級高級工程師,主要從事構造地質和油氣地質研究。 Email: daoyuanbai@sina.com。

基金項目：中國地質調(diào)查局“1∶25萬衡陽市幅和郴州市幅區(qū)域地質調(diào)查(編號： 200213000035)”項目資助。

收稿日期：2015-02-27；

修訂日期：2016-02-29。

引用格式： 柏道遠，賈寶華，馬鐵球，等.1∶25萬郴州幅區(qū)域地質調(diào)查主要進展及成果[J].中國地質調(diào)查,2016,3(2): 24-33.