天山加里东晚期构造运动及其地质意义

在南天山中段,上志留统阿尔皮什麦布拉克组经历了两期变质变形作用。下泥益统彩华沟组的变质变形特点及变质期与阿尔皮什麦布拉克组的蜕变质作用时期完全一致。这两套地层的走向有30°～40°的交角,其间有出露长达14Km的底砾岩和古风化壳,构成了代表加里东晚期构造运动的不整合面。

华南东段加里东期花岗岩类形成构造背景探讨

根据近年对区域地质调查取得的认识和前人的研究成果,研究了华南东段加里东期花岗岩类的地质产状、分布规律、形成时代以及Nd、Sr同位素特征;结合研究区超镁铁质-镁铁质岩及火山岩的形成时代、震旦纪—奥陶纪的沉积环境、加里东期构造事件的构造变形特征,对加里东期花岗岩类的形成背景进行了探讨。结果表明,加里东期花岗岩类形成于410～460Ma,大部分岩体属于S型花岗岩,岩浆来源于地壳物质的部分熔融;极少数为I型花岗岩,有幔源物质参与。研究区在早古生代不存在与俯冲有关的弧火山岩,也不存在大面积的早古生代I型花岗岩,震旦纪—奥陶纪地层主要形成于浅海环境。研究提出,加里东期花岗岩类主体形成于板内构造环境。

华南加里东期陆内构造属性探讨

通过江绍断裂带两侧加里东期地层沉积相的横向对比,对桂阳泗州山、分宜松山冰碛砾岩的分布特征及花岗岩发育规律进行研究,并对华南加里东期的构造属性进行探讨。结果表明:江绍断裂带两侧南华系-寒武系沉积相指状交叉现象明显,下奥陶统相特征趋于一致,不存在截然跳相现象;扬子陆块中海相冰碛岩与浊积砂岩互层、华夏陆块中海相冰碛砾岩的存在说明扬子和华夏之间物源是相通的,之间没有大洋相隔;华南盆地不是一个原始大洋,而是在陆壳基底上由有限拉张形成的以过渡壳为基底的裂陷海槽。

华南地区加里东期造山运动时空分布的新认识

华南地区加里东期造山运动,多认为发生于志留纪末。通过粤中及其邻区构造发展史的长期研究,我们认为其时空分布可分为三幕:第一幕发生于晚奥陶世末,称为台开运动,涉及闽粤大部分地区和赣中南、湘东南及桂东北地区,是广泛而强烈的一次运动。第二幕发生于中志留世末,称崇义运动,涉及湘中南、赣西和桂东北等地。第三幕发生于晚志留世末,称广西运动,涉及桂东南以外的广西境内。这三次运动在空间上形成了不同时期的造山带。第一幕至第三幕造山带呈由南东向北西、再转向南西的迁移规律。

华南盆地加里东期构造属性研究进展

有关华南盆地加里东期构造属性的问题争论了三十多年,至今尚无定论。尽管"华南残留洋盆"的观点自上世纪90年代以来占据了主导地位,并且提供了大地构造学、古地磁学以及沉积古地理学等多方面的证据,但由于缺乏加里东期蛇绿岩套这一洋盆消亡的最关键证据,因此在该观点被提出的同时,即出现了另一种观点"陆内海盆论"。新观点通过从构造变形、花岗岩类型及分布以及沉积古地理等多个方面将华南加里东构造事件与典型洋陆碰撞事件进行对比,认为加里东期华南盆地并非洋盆,而是陆内海盆。两种观点长期并存,本文认为要解决这一争论,在继续开展蛇绿岩混杂带野外调查以及其它洋盆消亡证据的收集或证伪之外,还应加强与其他典型洋陆碰撞及陆内造山事件的对比研究。

华南地区加里东期前陆盆地演化过程中的沉积响应

华南地区从震旦纪至早古生界经历了从洋盆的形成、关闭 ,直至转换成前陆盆地的过程。被动大陆边缘阶段 ,在扬子陆块的东南边缘构成了 2次从碎屑岩陆架到碳酸盐台地的沉积序列 ,一次为震旦纪 ;另一次为寒武纪至早奥陶世。从中奥陶世至志留纪末 ,华南洋关闭 ,形成前陆盆地系统。它由前陆推覆体、前陆前渊、前陆隆起和隆后盆地 4部分组成。前陆推覆体细分为根带、中带、前锋带。随着推覆体的上叠式的逆冲 ,形成外前渊盆地 (钦防一带 )和内前渊盆地 (湘西、黔东南 )。当前陆推覆体向克拉通推进时 ,前陆隆起也逐渐向后退。此带表现出一个海平面相对上升的过程 ,形成碳酸盐缓坡。随着推覆体进一步逆冲 ,前陆隆起继续隆升 ,且露出水面 ,使其后的隆后盆地转变为半局限环境。晚志留世末 ,前陆盆地回返 ,海水从东向西逐渐退出扬子大陆。

桂东北苗儿山-越城岭东北部界牌钨-铜矿区成矿岩体锆石U-Pb年龄及华南加里东期成矿分析

界牌W-Cu矿床产于苗儿山-越城岭复式岩体东北部斑状黑云母花岗岩与灰岩接触带的矽卡岩中,是苗儿山-越城岭复式岩体矿集区最大的矽卡岩型W-Cu矿床。矿区出露的主要岩体为斑状黑云母花岗岩及后期浅色花岗岩体,矿区外围则大面积出露斑状黑云母二长花岗岩。矿化产于斑状黑云母花岗岩与灰岩接触带矽卡岩,及斑状黑云母花岗岩中灰岩捕虏体矽卡岩化带中。黑云母花岗岩发育花岗岩型钨矿床成矿早期常见的钠长石化、云英岩化及从岩体至外接触带蚀变矿物组合显示形成温度逐渐降低。这些现象表明斑状黑云母花岗岩与矿床具有紧密成因联系。本文获得矿区斑状黑云母花岗岩、斑状黑云母二长花岗岩和浅色花岗岩体锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为:422±11 Ma,428±7 Ma,410±7 Ma,表明界牌W-矿床及区内主要岩体均形成于加里东期。本文的同位素年龄及前人报道的苗儿山-越城岭矿集区和华南加里东期与花岗岩有关矿床同位素年龄表明苗儿山-越城岭矿集区W-Mo-Cu矿床成矿主要发生在加里东期和印支期,U矿成矿主要发生在燕山期,华南在加里东期发生了分布广泛、成矿元素组合多样的与花岗岩有关的成矿事件,有很好的找矿前景,今后应加强华南加里东期矿床的找矿工作。

华南加里东期金矿床的基本特征

华南加里东期金矿床分布广泛 ,既可产在华南加里东褶皱带内 ,也可发育在毗邻的江南隆起上。其共同特征是矿床产在加里东期构造变形带或变质带中 ,受深大断裂带及其分支构造所控制 ,成矿物质主要来自赋矿围岩。产在隆起上的矿床赋矿围岩时代较老 ,均为元古宙变质细碎屑岩类 ;矿物及元素组合比较简单 ,常见单金型。产于褶皱带中者其围岩除元古宙 -寒武纪变质细碎屑岩外 ,还有火山岩、侵入岩及沉积岩 ,时代为元古宙——志留纪 ;矿物及元素组合比较复杂 ,可见到砷、锑、汞、碲矿物及沥青出现。隆起上的矿床属于加里东期改造作用形成 ,褶皱带中者为改造、受改造及斑岩成矿作用的产物。成矿时代除加里东期外 ,还有燕山期及震旦纪矿化存在。两种构造中的矿床成矿差异主要受物质来源岩石类型。

华南加里东运动演化过程中烃源岩的成生

震旦纪至早古生界华南地区是洋盆形成、消亡 ,最终向前陆盆地转换的连续过程。盆地演化划分为四个阶段 :弧后盆地早期碎屑岩充填阶段 ;弧后盆地晚期热沉降阶段 ;前陆盆地碳酸盐缓坡阶段 ;前陆盆地晚期碎屑岩充填阶段。在盆地演化中 ,形成了四套主要烃源岩系 :晚震旦世陡山沱期、早寒武世梅树村期 -筇竹寺期、晚奥陶世五峰期和早志留世龙马溪期。其烃源岩有一个共同的特点 ,为黑灰的碳质页岩。但这几套烃源的成生背景是在盆地不同演化阶段、不同的沉积环境中形成的。被动大陆边缘阶段 (震旦系 -中奥陶世 )以陆棚至斜坡的转折带为最佳。前陆盆地阶段由于前陆隆起的阻挡作用 ,在其后的隆后盆地为最佳的生烃区 ,在构造改造成阶段也为受破坏最弱区。因而陆棚至斜坡的转折带和前陆隆起的隆后盆地是寻找油气的有利靶区。

对"论华南地区金矿床的成矿时代"一文的几点看法——兼论雪峰山金矿带加里东期成矿的可能性

陈柏林先生在"论华南地区金矿床的成矿时代"一文中对华南金矿床成矿时代的特点进行了较详细的论述,但陈柏林先生文章中的一些观点、结论尚存在商榷之处,为此,提出了几点不同的看法,强调矿石铅模式年龄和H-O同位素图解在矿床学中应用的局限性。雪峰山金矿带是华南金矿的重要组成部分,结合目前已有的地质研究成果和年代学数据,提出了与陈柏林先生文章不同的观点,认为该区的加里东期金成矿非常明显。

华南地区加里东期花岗岩:成岩和成矿作用的地质与地球化学特征

自20世纪50年代江西龙回和陡水岩体被发现,至今华南地区已经有160多个花岗质岩体被确认形成于加里东期(主要包含奥陶纪、志留纪和泥盆纪),其中只有14个岩体与金属矿(以钨矿为主,含少量钼、铜、锡和金矿)有成因关系,11个岩体与稀土矿有成因关系。前人对加里东期花岗岩特征的归纳主要集中在岩石学、地球化学和构造动力学等方面,而极少对该期成矿作用进行系统总结。通过搜集和整理已公开发表的280篇学术论文和学位论文中的800个成岩和成矿年龄,1248个样品的全岩主量、微量元素数据,428个样品的全岩Sr-Nd同位素数据和2352个测试点的锆石Lu-Hf同位素数据,从以下4个方面对加里东期花岗岩的含矿性特征进行了梳理:①岩浆活动与金属成矿的年龄峰值均集中在440~420 Ma;②成金属矿的花岗岩主要分布于大瑶山和桂北—桂东北地区,虽然都是以钨矿为主的岩石,但是这两个地区花岗岩的源区物质和分异程度均具有差异性;③成稀土矿的花岗岩主要分布于武夷和南岭地区,前者大多数发生了变质作用,而后者以块状构造为主;④与奥陶纪和泥盆纪花岗岩相比,志留纪花岗岩的分布面积最广,岩性最宽泛,物质来源也最为复杂。

江西为岭加里东期超大型伟晶岩矿床的发现及找矿潜力分析

1研究目的(Objective)龙头岗—为岭矿区位于钦杭成矿带(图1a)北东段,是中国华南地区最重要的成矿区带之一。区内围岩蚀变强,找矿潜力大,预测在龙头岗矿区下部可能存在隐伏斑岩型铜钼矿。在以往找矿的基础上,近年来全面统筹推进龙头岗矿区和周边金属和非金属矿的勘查工作,取得找矿勘探的重大突破,目前已探明的铜金属储量超过10万t,锌储量超10万t,银储量超100 t,铁500万t,还有资源量巨大的非金属石材,如优质大理石、透辉石等;并在外围发现和探明了为岭超大型伟晶岩及其伴生矿床。

华南加里东期造山型金矿中金的来源——来自浙江诸暨陈蔡杂岩的证据

造山型金矿中金的来源是目前广泛争论的问题,尽管变质成因模式受到了较多的关注,但研究实例还不多。加里东期是华南地区重要的金矿成矿期,浙江诸暨陈蔡杂岩发育了从绿片岩相到角闪岩相的岩石组合,变质时代为加里东期,同时,其变质温度和压力等都已经得到精确厘定,是研究华南加里东期金矿形成与变质作用的关系的理想对象。通过系统采集陈蔡杂岩岩石样品,在详细岩相学研究的基础上,对其中的黄铁矿中的金及亲硫元素进行了激光剥蚀-电感耦合-等离子体质谱(LA-ICP-MS)原位微区微量元素分析。研究结果表明:陈蔡杂岩角闪岩相岩石中有绿泥石,角闪石退变质为黑云母,反映退变质作用中有变质流体的回流。华南加里东期变质过程中,从绿片岩相到角闪岩相的相变过程中金及其他亲硫元素从主要赋存矿物黄铁矿中释放出来,进入变质流体,为江南造山带造山型金矿提供了金属来源。利用硫化物单矿物进行金的含量原位分析是解决变质过程中金活化迁移的重要手段,并提出华南加里东期变质过程中金的来源模式图。

湖南及邻区志留纪兰多弗里世鲁丹期至埃隆期岩相古地理及加里东期板块构造演化

湖南兰多弗里世鲁丹期岩相古地理格局以桃江—白马山—苗儿山一线为界,其南东为华夏洋壳板块兰多弗里统鲁丹阶周家溪组陆屑浊积深水盆地相,陆屑来自更南东的湘中南褶皱山地,其北西为扬子陆壳板块兰多弗里统鲁丹阶龙马溪组沉积洋盆,南东后缘是上陆棚相,北西前缘是下陆棚相,陆屑都由南东湘中南褶皱山地提供。至兰多弗里世埃隆期岩相古地理发生巨变:龙马溪组顶部Coronograptus cyphus笔石带末即大约440.8±1.2 Ma时,发生华夏洋壳板块向扬子陆壳板块俯冲碰撞事件,华夏洋壳板块周家溪组本身褶皱造山为华夏褶皱山地,华夏洋壳板块洋盆关闭。同时华夏洋壳板块以A型俯冲形式下插到扬子陆壳板块之下,并使扬子陆壳板块南东前缘崛起形成加里东期雪峰造山带。后者将扬子陆壳板块南东前缘牵引、挠曲和凹陷成华夏洋壳板块弧后前陆盆地,小河坝组是该弧后前陆盆地的沉积盖层,陆屑都由南东的雪峰造山带提供。该弧后前陆盆地沉积了三角洲相—滨海相的小河坝组,向北东、北西和南西方向相变为台地相石牛栏组,再向北西陕南紫阳相变为盆地相斑鸠关组。小河坝组两次采集的重砂样均出现蓝闪石,它是蓝闪石片岩标志矿物,蓝闪石片岩是确认加里东期华夏洋壳板块与扬子陆壳板块俯冲碰撞及形成雪峰造山带的判别标志。

华南板块北缘东段武功山加里东期花岗岩特征及成因探讨

华南板块北缘东段武功山地区出露大面积的片麻状花岗岩,前人在该区工作时认为属混合成因的“混合岩”,本次工作证实属同熔性花岗岩。采用岩石谱系单位法进行研究,共划分出5个单元,归并为2个超单元。其成岩年龄(U-Pb法)分别为(462.3±3.2)Ma、(409.4±5.1)Ma,属加里东期造山花岗岩。后又经印支—燕山期伸展滑覆构造的叠加、改造,形成片麻状花岗岩。

初论华南加里东花岗岩与大规模成矿作用的关系

华南加里东期的花岗岩类在强度和广度上仅次于燕山期花岗岩,是华南大花岗岩省的重要组成部分。但是前人对于加里东期花岗岩类与成矿关系的报道较少,早期的研究甚至认为加里东期花岗岩一般不成矿。本文根据对近年来在某些地区和矿床出现的加里东期花岗岩类及相关矿化现象的初步研究成果,并结合对相关文献的调研,提出华南地区加里东期花岗岩类与该地区钨锡等金属大规模成矿作用之间具有相当密切的关系。这种关系主要表现在三个方面:(1)某些加里东期花岗岩、尤其是那些演化比较充分的加里东晚期花岗岩可能在晚阶段直接形成矿床,如湘东南的彭公庙、桂北的牛塘界、桂东北的桂岭、右江地区的钦甲等花岗岩体,但是其重要性相对较小;(2)某些加里东期花岗岩可能为该地区较晚期的成矿作用提供部分成矿物质来源,如在赣南的石雷、粤北的梅子窝等钨矿床可能有这种情况,在湘南的益将,加里东期的石英闪长岩为风化壳型稀土-钪矿化直接提供了成矿物质来源。(3)更为重要的是华南地区正是从加里东期开始进入了陆内演化的阶段,加里东期花岗岩类开启了以地壳物质重熔为主的华南大花岗岩省形成和发展的重要一幕,标志着华南陆壳进入不断成熟、亲石成矿元素不断向陆壳富集的阶段,多旋回花岗岩浆活动及其演化使钨锡等金属元素在燕山期花岗岩中高度富集,并最终导致了华南地区举世瞩目的燕山期大规模成矿作用。

粤北大宝山矿区加里东期火山岩的厘定及其地质意义

粤北大宝山矿区一带出露一套与层状Fe-Cu-Pb-Zn矿化紧密共生的层状火成岩。层状火成岩产状与上覆页岩及大理岩和下伏碳质页岩基本一致。本文通过层状火成岩显微特征及锆石年龄探讨火成岩形成环境及时代。层状火成岩为斑状结构,块状构造,局部发育条带状构造及流动构造。层状火成岩的斑晶主要由火山喷发形成的棱角明显石英、斜长石、钾长石、少量角闪石、黑云母及黄铁矿等晶屑及少量岩屑组成,基质为火山熔浆凝结形成的全晶质矿物,主要由粒度极细的石英、钾长石、绢云母、白云母及少量黑云母等组成,石英和钾长石构成典型的霏细结构。层状火成岩含大量火山碎屑及具流动构造等现象表明其为火山碎屑熔岩类,主要为英安质凝灰熔岩、流纹质凝灰熔岩及角砾熔岩。大宝山矿区中部流纹质凝灰熔岩和东部丘坝一带英安质凝灰熔岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为436.4±4.1Ma,MSWD=0.94和434.1±4.4Ma,MSWD=1.9,是加里东期形成的。据大宝山矿区熔岩锆石U-Pb年龄,结合层状熔岩和灰岩及碳质页岩紧密共生及区域深大断裂构造活动特征,我们认为大宝山与层状矿化关系密切的层状火成岩为加里东期海相火山熔岩,粤北一带加里东期海相火山活动可能和形成于加里东期的吴川-四会深大断裂活动有关。

闽西北加里东期混合岩及花岗岩的成因：同变形地壳深熔作用

本文选取闽西北前寒武纪变质基底中的混合岩和花岗岩为研究对象,以探讨两者之间的成因联系。详细的岩石学和主量、微量元素地球化学以及锆石 U-Pb 年代学研究表明,闽西北混合岩是同变形地壳深熔作用的产物,基底变质岩中的黑云母在较低温(约800℃)、H_2O 不饱和的条件下发生脱水熔融反应产生熔体,构造变形作用在熔体的分离和迁移过程中起到了重要作用。闽西北基底变质岩可能为形成混合岩和花岗岩的源岩,其深熔产生的初始熔体发生结晶分异作用,堆晶产物形成了混合岩的浅色体,而残余熔体继续演化形成花岗岩。混合岩和相关花岗岩形成基本同时,其成岩年龄为437～441Ma,它们均为华南加里东期构造热事件的产物。

湘东地区板杉铺加里东期埃达克质花岗闪长岩的成因及地质意义

湘东地区板杉铺加里东期岩体是一套具埃达克岩性质的花岗闪长岩。该岩石具有高的SiO2(~70%)和Al2O3(~16.5%)、中等高的Na2O/K2O比值(普遍大于1.0,可达1.4)和低但可变的Mg质指数(Mg#=37~59)。相对高的Sr(均值:520×10-6)和Ba(1052×10-6~1502×10-6)以及低的Y(<12×10-6)和Yb(<1×10-6)丰度,导致该岩石具有低的Rb/Sr(0.17~0.42)、高的Sr/Y(34~64)比值,以及LREE强烈富集[(La/Yb)N=27~71]而铕弱负异常(Eu/Eu*=0.76~0.91)的稀土配分模式。因此,板杉铺岩体源区岩可能为石榴角闪岩或石榴角闪岩-角闪榴辉岩过渡相。但低Nd和高Sr同位素组成[εNd(t)=-6.7^-8.4,(87Sr/86Sr)i=0.7078~0.7140]说明它们并不来源于俯冲的玄武质洋壳或亏损地幔;而高放射性成因Pb[(206Pb/204Pb)i=18.22~18.78]和高微量元素比值(如Ba/La=~15~28,Th/Ce=0.29~0.36)暗示深海沉积物及再循环的陆源沉积物可能已卷入这些岩石的成因。结合区域地质、地层和构造事件,认为早古生代可能的陆-弧-陆碰撞是导致研究区埃达克质花岗闪长岩产生的重要机制,而源于先前富集地幔的玄武质岩浆底侵则诱导了加厚的中酸性弧下地壳岩石部分熔融。部分熔融产生的岩浆可能经同化混染和分离结晶作用过程最终形成了板杉铺埃达克质花岗闪长岩。华南埃达克质花岗闪长岩的厘定不仅揭示早古生代时期华南地区经历了地壳增生事件,对正确理解华南、特别是扬子板块东南缘Au-Sb-W-Cu等多金属成矿作用还具有重要的意义。

钦杭结合带首次发现加里东期榴闪岩

钦杭结合带是扬子克拉通与华夏造山系碰撞形成的华南规模最大的古老造山带。以往一般认为上述两大块体在晋宁期发生碰撞，至加里东期完全拼合形成统一的华南板块。但关于晋宁运动与加里东运动的动力学机制与演变过程以及两大陆块碰撞方式与构造演化等，至今仍有较大争议。近期笔者等在位于钦杭结合带内的浙江省龙游县首次发现加里东期榴闪岩，为探讨陆一陆碰撞拼贴时限及其动力学过程提供了重要信息。