华南国防医学杂志

湘中白马山复式岩体成因及其成矿效应 

来源:华南国防医学杂志 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-06-19

华南地处印支地块和华北地块之间,由华夏和扬子古陆组成。华南地区曾经历过Columbia超大陆、Gondwana超大陆、Pangean超大陆及欧亚大陆形成与演化的多期构造运动,晚古生代以来,古太平洋和特提斯构造域在华南产生了重要影响,由此形成不同时代的花岗岩及金属矿床。华南地区燕山期花岗岩分布广泛,与之相关的钨锡矿床和铅锌铜矿床众多,且很多达到了大型和超大型的规模,因此华南燕山期花岗岩的成岩、成矿作用受到人们高度重视和广泛关注(毛景文和王志良,2000;毛景文等,2004;Pengetal.,2006;彭建堂等,2008;胡瑞忠等,2010;陈骏等,2014;Yangetal.,2018;Yuanetal.,2018a,b,2019;Maoetal.,2019,2021)。而华南印支期花岗岩出露较少,且较为分散(周新民,2003;Wangetal.,2007;Heetal.,2010),故该期花岗岩的成因人们关注较少,其成矿作用在很长时间内更是无人提及。近年来,越来越多的高精度放射性同位素定年结果显示,华南地区的一些金属矿床是印支期形成的,特别是湘中地区,印支期成矿作用尤为显著,如大坪金矿、铲子坪金矿、古台山金锑矿、杏枫山金钨矿、包金山金矿、谢家山锑钨矿、曹家坝钨矿、大溶溪钨矿都是印支期形成的(李华芹等,2008;张龙升等,2014;彭建堂等,2017,2021;Lietal.,2018;Xieetal.,2019a;Zhangetal.,2019;吕沅峻等,2021),故华南印支期花岗岩及其成矿作用值得高度重视。然而,目前有关华南印支期花岗岩的成因还存在非常大的争议,王岳军等(2002)、Wangetal.(2007)认为华南印支期花岗岩为陆壳碰撞挤压、地壳叠置加厚重熔的产物;周新民(2003)则主张该区大部分印支期花岗岩,是在陆陆碰撞之后地壳伸展减薄的构造背景下中地壳发生部分熔融的产物;另外一些学者则认为华南印支期岩浆活动与古太平洋板块的俯冲作用有关,印支期花岗岩为岛弧岩浆作用的产物(Wangetal.,2005;Lietal.,2006,2007,2012;Li and Li,2007)。目前人们对华南燕山期花岗岩与钨锡、铅锌铜的成矿进行了大量研究,但对该区印支期花岗岩的成矿作用缺乏研究。上述两方面研究的不足,严重制约了人们对华南地区印支期花岗岩成岩、成矿机制的深入认识。

白马山花岗质复式岩体处于江南古陆之中(图1a),目前在该岩体周缘已发现了许多中型印支期金、钨矿床(图1b),是系统揭示华南印支期构造-岩浆-成矿的理想对象。尽管前人对该岩体已开展了部分研究(王岳军等,2005;陈卫锋等,2007;罗志高等,2010;Chuetal.,2012;刘建清等,2013;Qiuetal.,2014;李建华等,2014;Fuetal.,2015),但其精确的成岩时代、岩浆源区特征和构造背景仍存在较大的分歧,成岩与成矿关系的研究更是处于空白。本文试图通过对白马山复式岩体的锆石U-Pb年代学与Hf同位素分析,并结合全岩元素地球化学及Sr-Nd同位素研究,深入研究其岩石成因和构造背景,探讨该花岗质岩体的金、钨成矿效应,这将为揭示华南地区印支期花岗岩成岩、成矿机制提供一个重要窗口。

图1 白马山岩体地质图(据张义平等,2015修改)Fig.1 Geological map of the Baimashan granitic complex (modified after Zhangetal.,2015)

1 白马山复式岩体的地质特征及岩相学特征

白马山复式岩体位于江南造山带的东南缘(图1a),在构造上处于NE向雪峰山弧形构造隆起带和EW向白马山-龙山-紫云山EW向构造带的交汇部位。地处隆回、新化、溆浦三县交界处,呈东西向串珠状分布,主要由黑云母花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩,出露面积约为1650km2(湖南省地质矿产局,1988)。岩体侵位于新元古界板溪群、震旦系、寒武系、志留系和泥盆系地层中。前人根据这些花岗岩的野外地质特征、年代学和岩石地球化学将白马山复式岩体划分为4个超单元:水车超单元、龙潭超单元、小沙江超单元和龙藏湾超单元,并认为水车超单元形成于晚志留世,龙潭超单元形成于中三叠世,小沙江超单元形成于晚三叠世,龙藏湾超单元形成于早侏罗世(湖南省地质矿产局,1988)。

水车超单元位于岩体的东部,呈南北向岩基展布,中间被印支期花岗岩侵入,出露面积约为550km2(图1b)。岩体侵入到新元古界板溪群及下古生界地层中,岩体基本被中泥盆统地层不整合覆盖。岩性主要为中细粒黑云母二长花岗岩、细粒二云母二长花岗岩和中细粒角闪石黑云母花岗闪长岩。岩石具中细粒结构,部分可见似斑状结构,斑晶以斜长石为主,块状构造。其中,斜长石含量为30%~55%,具有环带结构和聚片双晶,钾长石为10%~25%,常包裹斜长石和黑云母,石英为30%~35%,黑云母为7%~13%,常为自形-半自形鳞片状,多色性明显,角闪石为0.5%~2%。副矿物主要有榍石、锆石、磷灰石。

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