区域构造体制对湘东南印支期与燕山早期花岗岩成矿能力的重要意义——以千里山岩体和王仙岭岩体为例

湘东南是华南重要的中生代有色金属矿集区。区内,印支期王仙岭岩体与燕山早期千里山岩体紧密相邻,前者成矿差,后者则发育多个大型、超大型矿床。两岩体的地层及构造地质条件相近,都具有W、Sn多金属成矿花岗岩的岩石地球化学特征。王仙岭岩体内蚀变作用明显比千里山岩体普遍且强烈,W、Sn含量总体上明显高于千里山岩体。千里山岩体边缘有较多岩脉发育,岩体与碳酸盐岩围岩接触带矽卡岩化强烈;而王仙岭岩体边缘岩脉缺乏,岩体与碳酸盐岩围岩接触带以大理岩化为主。基于以上地质、地球化学表现,以及地球化学图解和区域构造演化背景分析,确定千里山岩体与王仙岭岩体的成矿差异,主要是由于两者侵位时的构造体制(应力场特征)不同所致:千里山岩体形成于后造山环境下的伸展构造体制,岩浆或岩体中的成矿物质能随流体沿断裂裂隙向周围有效扩散并于局部聚集、沉定而成矿;王仙岭岩体则形成于后碰撞环境下的弱挤压构造体制,侵位时断裂裂隙构造不发育,流体与成矿物质被封闭在岩体内部,因此未发生有效的成矿作用。据此推断,构造体制差异可能是造成湘东南印支期与燕山早期花岗岩成矿能力悬殊的关键原因之一。文章最后简单阐述了上述认识对区域找矿工作的启示意义。

湘南荷花坪地区王仙岭岩体地球化学特征及成矿作用

王仙岭岩体由两期花岗岩组成,早期花岗岩发生钨锡矿化,晚期花岗岩无矿化显示。本文对两期花岗岩主量、稀土、微量元素特征、形成构造环境及其与成矿关系等方面进行对比研究,认为成矿花岗岩与不成矿花岗岩主要区别在于早期花岗岩富含电气石,B、F、Cs含量高,其岩浆分异演化程度高,电气石中Fe含量约占8.99%,F含量约占2.10%,而晚期花岗岩不含电气石或电气石含量很少,岩浆演化程度相对低。深层原因为王仙岭早期花岗岩形成软流圈地幔上涌峰期,壳-幔作用强烈,深源流体丰富,而王仙岭晚期花岗岩形成软流圈地幔上涌峰期之后,壳-幔作用较弱,成矿作用强度可能与壳-幔作用强度呈正相关性。

湘南王仙岭花岗岩体的锆石U-Pb年代学、地球化学、锆石Hf同位素特征及其地质意义

湘南王仙岭岩体由主体电气石黑云母花岗岩和侵入其内部的黑云母二长花岗岩组成,LA-MC-ICPMS锆石U-Pb定年显示电气石黑云母花岗岩形成于印支期(235.0±1.3Ma),黑云母二长花岗岩形成于燕山期(155.9±1.0Ma),表明该岩体是两期岩浆活动的产物。这两期岩石均为高钾钙碱性系列,A/CNK值为1.07～1.66,属过铝-强过铝质花岗岩类。稀土元素显示LREE富集,HREE亏损,Eu负异常明显(0.01～0.38)的特征。早期电气石黑云母花岗岩和晚期黑云母二长花岗岩的εHf(t)值分别为-7.92～+4.61和-10.66～-5.35;两阶段Hf模式年龄(tDM2)分别为1758～967Ma和1875～1538Ma。两期花岗岩均来自于古中元古代地壳物质重熔,其中早期电气石黑云母花岗岩在侵位上升过程中捕获了部分幔源老锆石,成岩过程中有少量地幔物质参与,且其源区具有高εHf(t)值的特点。综合前人研究成果,本文认为华南中生代印支期和燕山期均有钨锡矿化作用,印支期花岗质岩浆形成于碰撞挤压作用间隙伸展环境,而燕山期花岗质岩浆可能形成于大陆边缘弧后伸展环境。

岩浆分异过程的证据:锆石微量元素--以湘南三叠纪王仙岭花岗岩体研究为例

本文以锆石微量元素为着眼点,结合野外勘查和锆石U-Pb测年及Nd-Hf同位素分析,精细研究南岭地区三叠纪王仙岭复式岩体的分离结晶过程。岩体主体部分的粗粒电气石白云母花岗岩(237.8±3.5 Ma)、二云母花岗岩(236.6±5.0 Ma)、强蚀变电气石花岗岩(238.5±3.5 Ma)侵位时代一致,同属于晚三叠世岩浆活动的产物;对应的εHf(t)值分别为-11.8^-7.8、-17.8^-7.4、-16.1^-6.3,εNd(t)值分别为-9.9^-11.1、-10.8^-11.1、-9.2^-10.8;相近的εHf(t)和εNd(t)值说明这些岩浆岩来自同一源区的同一期岩浆事件。三叠纪花岗岩中电气石白云母花岗岩锆石Ce/Sm和Yb/Gd值同时增加的变化趋势以及低的P和Y含量指示存在磷灰石等富MREE和P、Y矿物的分离结晶。另一方面,二云母花岗岩相对亏损LREE和Th,指示锆石结晶之前熔体经历了褐帘石/独居石的分离结晶,而较高的P含量进一步确定了是褐帘石而非富P相独居石的分离结晶;其Nb、Ta含量低、Eu负异常更显著,说明受到金红石和斜长石的分离结晶的影响。电气石白云母花岗岩和二云母花岗岩虽然同期同源,但锆石微量元素变化精细的刻画出岩浆分离结晶过程的差别。本研究表明岩浆岩副矿物地球化学分析是揭示岩浆结晶过程的有效手段。