湘南科学深钻构造样式及其对区域成矿预测的启示

湘南科学深钻位于钦杭结合带中段桂阳县宝山矿区,终孔孔深3008.93 m。文章在岩芯地质-地球化学精细编录、测井等工作基础上,建立了岩性、构造、矿化蚀变、地球化学、岩石物性等精细剖面。科学深钻揭露构造行迹自上至下可分为3个构造层:①上部(韧)脆性构造层,构造样式以脆性断裂为主,层间滑动为次,间夹塑性变形;②中部脆韧性构造层,构造样式主要为顺层曲面劈理;③下部韧性构造层,构造样式以塑性变形为主,层间滑动为次,具塑性剪切特征。结合区域深部构造特征研究显示,该区处于北东向炎陵-郴州-临武深断裂带中,燕山期强烈活动诱发岩浆上侵至深断裂的上盘(深断裂北西侧),形成宝山-大坊花岗闪长斑岩脉带及其相关的铜铅锌银金矿、黄沙坪石英斑岩岩枝群及其相关的铅锌银矿、黄沙坪花岗斑岩岩枝群及其相关的钨锡钼铅锌矿。矿石硫化物δ^(34)S同位素研究表明,矽卡岩型铜铅锌矿中的硫来源于岩浆,脉状铅锌银金矿除岩浆热液硫外,有地层硫的加入。综合深部构造-岩浆岩特征及地球物理信息,文章提出:宝山中区-1350 m以深矽卡岩型铜矿找矿靶区、宝山至大坊之间的米筛井一带北东向脉状铅锌银金找矿靶区、黄沙寺矿区深部可能存在隐伏的花岗闪长斑岩及花岗斑岩,是寻找钨锡钼铋铜铅锌矿的找矿靶区。

东乡盆地虎圩金多金属矿床金属沉淀机制:来自矿物组合和微量元素的限制

钦杭结合带中部的虎圩金多金属矿床为东乡火山岩盆地内典型热液矿床,基础地质研究表明该矿床赋矿围岩为侏罗纪-白垩纪石英闪长玢岩和流纹质火山碎屑岩,矿体受断裂构造控制,呈NW向脉状展布,然而有关该矿床的成因类型、金属沉淀机制和成矿过程研究尚欠缺。本文针对该矿床开展详细矿相学和黄铁矿微量元素研究。结果显示,从早到晚,该矿床矿化过程可分为四个阶段:石英-黄铁矿阶段(S1)、石英-黄铁矿-赤铁矿阶段(S2)、石英-多金属硫化物阶段(S3)和石英-赤铁矿阶段(S4)。金主要以自然金的形式存在于S2和S4阶段中;S2阶段黄铁矿(Py2)明显富集Pb、Sb、Bi、W、V、Sc、U、Al和Ti等元素,不同阶段黄铁矿中不可见金含量均较低(均值0.8~1.7μg/g),As(均值517~931μg/g)与Au整体上正相关,局部存在解耦,微量元素变化主要受控于黄铁矿中不同类型矿物包裹体。综合地质特征、矿物组合、矿物结构、微量元素和热力学计算分析显示,该矿床为中硫型浅成低温热液矿床,流体沸腾和流体混合导致的氧逸度快速上升分别是S2和S3阶段自然金沉淀的关键因素,而黄铁矿中的不可见金主要受控于As对黄铁矿晶格的改变,局部受控于动力学过程控制的黄铁矿晶格缺陷。

湘东北连云山二云母二长花岗岩的年代学和地球化学特征:对岩浆成因和成矿地球动力学背景的启示

湘东北位于华南钦杭结合带的北西侧,是中国重要的金、铜、钴、铅和锌等多金属矿产地。该区燕山期岩浆活动异常强烈,其中所侵位的连云山二云母二长花岗岩位于区域性北东向长沙—平江断裂的南东侧,为强过铝质S型花岗岩。根据元素地球化学特征,可以将连云山二云母二长花岗岩分为两组,第一组具有较低的Eu-Sr-Ba和过渡金属元素Cr-Co含量,较高的CaO/Na_2O和FeO^T/(FeO^T+MgO)比值,指示了相对还原、干燥、贫泥质、富斜长石粗粒碎屑岩源区;相反,第二组则为相对氧化、富水和贫斜长石的富泥质源区。此外,二云母二长花岗岩大部分具有埃达克质岩地球化学特征。ε_(Nd)(t)=-13.36^-13.65、(^(87)Sr/^(86)Sr)_i=0.722 86~0.730 97,说明连云山二云母二长花岗岩为榴辉岩相的加厚下地壳部分熔融的产物。连云山二云母二长花岗岩还具有较高的Sm/Yb和Gd/Yb比值以及较低的锆石饱和温度,指示岩浆源区具有较高的压力和较低的温度。连云山二云母二长花岗岩的锆石LA-ICPMS U-Pb年龄为(145±1)Ma(MSWD=1.9)。结合华南地区晚中生代以来大地构造演化特征,湘东北连云山二云母二长花岗岩与古太平洋板块平俯冲至华南板块之下有关。约145 Ma,俯冲的古太平洋板块崩塌,下沉的俯冲板片和岩石圈地幔脱水,使得早已加厚的下地壳发生减压熔融,形成连云山二云母二长花岗岩。而当连云山二云母二长花岗岩的源区岩浆运移时,驱动了含金成矿流体的运移,其期后的岩浆热液形成了该区围绕连云山二云母二长花岗岩呈带状分布的多金属矿体。

钦州湾-杭州湾构造结合带(南段)地质演化和找矿方向

钦州湾-杭州湾结合带是位于扬子与华夏两大古陆块中间的巨型构造结合带。根据内部结构不均一性和演化历史的差异,钦-杭结合带可划分为3段:北(东)段、中段和南(西)段,分界线大致为北纬24°和北纬27°。中段与南岭带大体一致;北段指南岭以北地区,即绍兴-江山-萍乡一带;南段位于南岭以南区域,大致与云开-十万大山带相当。钦-杭结合带南段是华南大陆壳再造和矿产资源寻找的重要研究课题。它的地质演化与钦-杭结合带具有整体一致性,特别是具有一致的开-合历史。震旦系底部的粤西云浮大降坪块状硫化物矿床是海底喷流沉积的产物,它与信宜和陆川新元古代蛇绿岩等是南段洋壳存在的重要证据。在进一步的矿床勘查中,要重视斑岩型铜(钼)矿床的寻找。中酸性斑岩体来自于元古宙岛弧底部玄武质岩石(下地壳)在中生代时期的部分熔融,本质上该类矿床带有岛弧俯冲环境的基因。

钦-杭结合带南段新元古代俯冲作用:来自粤西贵子混杂岩变基性岩年代学和地球化学的证据

新元古代以来,扬子地块和华夏地块拼贴形成钦-杭结合带。粤西贵子混杂岩为揭示钦-杭结合带南段地质演化提供了一个重要的窗口。贵子混杂岩构造岩块为强烈变形-变质的变基性岩、深海硅质岩,基质为石英岩、云母片岩以及具鲍马序列富锰质硅泥质岩等。对混杂岩中变基性岩年代学和元素地球化学分析显示,锆石U-Pb年龄为948±11Ma,除少部分属低钾(拉斑)外,其余均为钙碱性系列,CIPW标准矿物成分属石英拉斑玄武岩-橄榄拉斑玄武岩组合。变基性岩具有高TiO_2(平均1.85%)、P_2O_5(平均0.21%)的特点;无Eu异常或轻微负异常,配分曲线右倾(球粒陨石标准化(La/Yb)N=2.65~3.89),大离子亲石元素(Rb、Ba、Th、U)富集,高场强元素(Nb、Zr、Hf)轻微亏损,表现为洋壳消减作用下岛弧岩浆岩特征。高的Nb(7.56×10^(-6)~16.11×10^(-6),均大于7×10^(-6))、Nb/U(18.39~25.65)、(Nb/La)N(0.76~0.94,原始地幔标准化)显示为岛弧环境富Nb玄武岩。本研究认为,云开地块出露的这套构造混杂岩,是新元古代古华南洋俯冲在钦-杭结合带南段的记录,可为该带的南东边界提供线索。

钦杭结合带(南段)庞西垌断裂中动态重结晶石英颗粒分形特征及主要流变参数估算

广东庞西垌断裂带发育于钦杭结合带南段,是控制该区域银金矿床的重要构造,也是钦杭结合带构造演化的重要窗口。分析了庞西垌断裂带中心发育的糜棱岩及其内动态重结晶石英颗粒分形特征及主要流变参数。研究显示,庞西垌断裂带糜棱岩中可以观察到典型的S-C组构。σ型旋转碎斑系指示北东向韧性剪切带经历了右行剪切。在显微镜下,可以观察到矿物颗粒表现出波状消光、核幔构造、亚晶粒化、动态重结晶、单晶拉长及石英晶条带等现象。石英颗粒的动态重结晶作用十分普遍。单个石英晶粒表现为拉长状、锯齿状、港湾状等不规则状边界形态。整体上石英晶粒表现出微弱的定向趋势。根据分形法估算得到的变形温度,结合显微镜下观察的矿物特征,推断庞西垌断裂带内岩石韧性变形温度在600℃左右,相当于低角闪岩相。石英的"重结晶颗粒粒径压力计"估算得到古差异应力下限在9.1～10.7 MPa之间。石英岩的实验高温流变率显示,应变速率应低于10-13.8S-1。这些流变参数可以利用来加深对断裂带韧性变形过程的认识。

秦、祁、昆交接区三叠纪沉积相格架及构造古地理演化

秦、祁、昆交接区广泛发育的古特提斯洋消亡过程形成的海相、海陆交互相三叠系和印支期火山岩浆活动、构造变动的产物是研究东特提斯洋演化的关键。昆仑造山带在柴达木陆块东南缘鄂拉山一带自然向北偏转形成一弧形构造带，并未来延与秦岭造山带相接。昆仑岛弧造山带的布尔布达－鄂拉山陆缘火山弧北转是由于扬子陆块向西斜向俯冲于柴达木陆块之下造成的。秦、祁、昆交接区沉积相格架就是由三个陆块边缘的浅海、斜坡及其所挟持的深海洋盆体系所构成，其演化史就是古特提斯洋的消亡史。

雪峰造山带及邻区构造变形和构造演化研究新进展

雪峰造山带位于江南造山带西南段,呈自南往北由NNE-NE-E W 向的弧形展布.笔者近几年来在区域地质调査和有关基础地质研究项目实施过程中,针对雪峰造山带及邻区构造变形和构造演化方面存在的若干地质问题进行了调查研究,取得以下主要新的认识或进展.（1）于雪峰造山带中段东部地区发现新的变形类型即大型膝褶带;造山带南段-中段在加里东期和早中生代均在NW-N W W 向挤压下发生过显著的构造变形和隆升;溆浦-靖州断裂东、西两侧分别为区域雪峰推覆构造的根带和中带,变形强度以该断裂为界东强西弱;南段-中段东部在加里东运动和早中生代构造运动中均具有背冲构造样式,但早中生代背冲构造的中轴相对加里东期向西迁移20？25km 以上.雪峰造山带北段西部也具背冲构造样式,加里东期逆冲推覆强度和隆升幅度明显大于南段-中段,暗示加里东运动区域挤压应力方向为S N 向.（2）前人于沅麻盆地东部及东侧外围地区厘定的多个“飞来峰”实为与逆冲断裂和正断裂有关的断夹块.（3）沅麻盆地中新生代经历了中三叠世晚期印支运动中区域NW- N W W 向挤压、晚三叠世-早侏罗世区域S N 向挤压、中侏罗世晚期早燕山运动中NWW-近E W 向挤压、早白垩世区域NW-S E 向伸展、晚白垩世S N 向伸展、古近纪中晚期N E 向挤压以及古近纪末-新近纪初N W 向挤压等7 期构造事件,其中多数事件在靖州盆地断裂与节理变形中同样得到反映.（4）详细的构造解析确证湘东南印支运动挤压应力方向为N W W 向、构造线走向为N N E 向,否定了近年来部分研究者提出的该地区S N 向挤压观点.（5）湘中盆地西部构造变形的运动学特征为自北西向南东逆冲,而不是前人所认为的自南东向北西逆冲;盆地西部向SE逆冲主要与雪峰造山带东缘向SE逆冲以及城步-新化岩石圈断裂向西俯冲有关.（6）雪峰造山带以西、齐岳山断裂以东褶皱带内的桑植-石门复向斜具“复杂褶皱”样式,沿河地区褶皱为典型隔槽式褶皱;提出褶皱变形主要受区域水平挤压作用下原地基底和盖层的收缩及其导生的滑脱和逆冲控制,这-新的模型可以较好地解释前人雪峰西推模型难以解释的几个重要地质事实.（7）新元古代中期雪峰造山带经历了 880？820M a 的岛弧岩浆作用、820？810M a 的弧-陆碰撞、8 1 0 ？800M a 的后碰撞以及800？630M a 的裂谷盆地等4 阶段演化过程,其中裂谷盆地早期板溪期和晚期南华冰期的界线年龄为720Ma,而不是-般认为的780M a或760Ma.（8）钦杭结合带对应于武陵期古华南洋,湖南境内该带与扬子陆块的分界可能沿浏阳南桥-新化-隆回-城步-线（浏阳-城步汇聚带）,与华夏陆块分界可能沿川口-常宁-双牌-线（川口-双牌汇聚带）.（9）雪峰造山带及其东侧加里东期花岗岩为后碰撞S 型花岗岩,可分为早志留世（约430？445Ma）和志留纪末-泥盆纪初（410M a左右）两期,分别与奥陶纪末-志留纪初的北流运动和志留纪后期的广西运动有关;城步-新化断裂以东经历了北流运动和广西运动两期变形及早、晚两期花岗质岩浆活动,断裂以西仅经历广西运动变形及晚期花岗质岩浆活动;城步-新化断裂以东志留系的缺失为沉积缺失.（10）印支期花岗岩主体为晚三叠世后碰撞S 型花岗岩,与中三叠世后期印支运动陆内强挤压变形有关,表明印支运动强度不大的观点难以成立.（11）湘东南晚三叠-早侏罗世盆地不是前人所认为的挤压类前陆盆地,而是区域S N 向挤压下先期（印支运动）N N E 向断裂产生E W 方向伸展形成的拉张盆地;晚三叠世-中侏罗世靖州盆地是挤压类前陆盆地,而不是前人所认为的走滑拉分盆地.