地质力学学报  2021, Vol. 27 Issue (4): 497-528
引用本文
张达, 李芳, 贺晓龙, 胡擘捷, 张鑫明, 毕珉烽, 王森, 霍海龙, 薛伟, 刘松岩. 华南重要成矿区带中生代构造变形及其控岩控矿机理[J]. 地质力学学报, 2021, 27(4): 497-528.
ZHANG Da, LI Fang, HE Xiaolong, HU Bojie, ZHANG Xinming, BI Minfeng, WANG Sen, HUO Hailong, XUE Wei, LIU Songyan. Mesozoic tectonic deformation and its rock/ore-control mechanism in the important metallogenic belts in South China[J]. Journal of Geomechanics, 2021, 27(4): 497-528.
华南重要成矿区带中生代构造变形及其控岩控矿机理
张达1, 李芳1, 贺晓龙1, 胡擘捷1, 张鑫明1, 毕珉烽2, 王森3, 霍海龙3, 薛伟1, 刘松岩1    
1. 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院, 北京 100083;
2. 中国地质科学院矿产资源研究所, 北京 100037;
3. 中国地质科学院地质力学研究所, 北京 100081
摘要:华南大陆中生代以来受华北板块、西南缘特提斯洋以及东部古太平洋板块会聚作用形成了多序次的构造变形及多期岩浆与成矿事件, 并造就了多个重要的多金属成矿区带。文章在梳理成矿区带典型矽卡岩型矿床矿化期次、矿体分布及成矿机理等关键科学问题的基础上, 利用构造变形序次及其控岩控矿的规律性完善了典型矿床成矿过程及成因机理。通过对闽西南铁多金属成矿带、赣东北塔前-赋春钨铜多金属成矿带以及滇东南老君山钨锡矿集区开展构造变形解析, 结合已有研究成果, 厘定出相对完整的印支期、中晚侏罗世及白垩纪3期变形序列, 但其作用时限、构造性质、规模强度及变形样式却表现不一。通过构造控岩分析并结合已有同位素年代学得出, 不同成矿区带都存在与变形序列相一致的岩浆或变质热事件, 进而利用变形序列与岩浆期次对应规律明确了与马坑式铁多金属矿床、朱溪钨铜矿床以及南秧田钨矿床相关的多期岩浆活动。在此基础上识别出多阶段矿化事件并提出3个典型矿床都存在多期叠加复合成矿的认识。从构造对矿床就位机制控制的角度分析了马坑式矿床分散多变矿体、朱溪矿床垂向大跨度矿化及深部巨型矿体、南秧田矿床层-脉叠加矿体分别受赋矿地层褶皱拆离、大规模双重逆冲以及2期构造变形复合控制的机理。文章最后探讨了不同阶段华南重要成矿区带构造变形及岩浆成矿的动力学背景。
关键词成矿区带    构造变形序列    控岩控矿    马坑式矿床    朱溪钨铜矿床    南秧田钨矿床    华南    
DOI10.12090/j.issn.1006-6616.2021.27.04.045     文章编号:1006-6616(2021)04-0497-32
Mesozoic tectonic deformation and its rock/ore-control mechanism in the important metallogenic belts in South China
ZHANG Da1, LI Fang1, HE Xiaolong1, HU Bojie1, ZHANG Xinming1, BI Minfeng2, WANG Sen3, HUO Hailong3, XUE Wei1, LIU Songyan1    
1. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China;
2. Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China;
3. Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100081, China
Abstract: Since the Mesozoic, the convergence of the Tethys ocean plate and the Paleo-Pacific plate on the South China block has resulted in the multi-sequence tectonic deformation as well as the multi-stage magmatic and metallogenic events, and has formed many important polymetallic metallogenic belts in South China. In this context, mineralization stages, distribution of ore bodies and metallogenic mechanisms of typical skarn deposits in metallogenic areas were sorted out. And then the mineralization processes and genetic mechanisms of typical deposits are completed using the sequence of tectonic deformation and its rock/ore-control regularity. A structural deformation analysis was made on the southwestern Fe polymetallic metallogenic belt, the northeastern Jiangxi Taqian-fuchun W-Cu metallogenic belt and the Laojunshan W-Sn ore concentration area to set up three relatively complete periods of deformation sequence during the Indosinian period, the middle-late Jurassic and the Cretaceous, combined with previous research results; however, the three deformation sequences differ in duration of tectonics, structural property, scale and strength, and deformation style. The analysis of rock-control by tectonics together with the existing isotope chronology data both revealed that the magmatic or metamorphic thermal events were consistent with the deformation sequence occurred in each mineralization zone, and then the multi-stage magmatic events related to the Makeng-type Fe polymetallic deposit, the Zhuxi W-Cu deposit and the Nanyangtian W deposit were clarified using the corresponding laws between deformation sequence and magmatic stage. On this basis, we identified the multi-stage mineralization events and supposed that multi-stage superposition occurred in the mineralization process of all three typical deposits. From the point of view of structural control over the emplacement mechanism of the ore deposit, this paper analyzed the mechanism of the decentralized polymorphic orebody of the Makeng-type deposit, the vertical large-span mineralization and deep giant orebody of the Zhuxi deposit, and the stratiform-vein superposition orebody of the Nanyangtian deposit, which are controlled by the folding detachment of the ore-bearing strata, the large-scale thrust duplex and the two-stage tectonic compounding respectively. The dynamic background of tectonic deformation and magmatic mineralization in the important metallogenic belts of South China at different stages were discussed.
Key words: metallogenic belt    tectonic deformation sequence    rock/ore control    Makeng-type deposit    Zhuxi W-Cu deposit    Nanyangtian W deposit    South China    
0 引言

华南大陆自古元古代以来,历经原始陆壳形成与增生,古陆裂解与拼贴(李献华等,2012舒良树,2012),陆内造山与活动大陆边缘叠加复合等多阶段的构造岩浆活动,形成了大量的不同时代的构造单元及构造变形形迹,并为该区大规模成矿奠定了重要基础,使华南成为环太平洋成矿域的重要成矿省之一。由于中生代以来构造岩浆叠加作用强烈(张岳桥等,2012),华南与中生代花岗岩相关的大规模钨锡及铁铜多金属矿化最为显著(毛景文等, 2004, 2007, 2008华仁民等,2005)。

华南中生代钨锡矿化集中分布于3个区域,分别为华南中东部的南岭成矿带、东北部赣皖相邻区江南钨矿带以及西南部的滇东南-桂西北成矿带(毛景文等, 2004, 2007, 2008华仁民等,2005)。其中江南钨矿带钨多金属矿床被认为与中晚侏罗世(153~147 Ma)花岗岩浆作用有关,多以斑岩-矽卡岩型为主,主要矿床包括朱溪及大湖塘超大型钨多金属矿床(Guo et al., 2011; Ouyang et al., 2019; 毛景文等,2020)。滇东南—桂西一带分布的矽卡岩型钨锡矿床则被认为主要与中晚白垩世(130~90 Ma)岩浆作用关系密切,包括广西大厂锡矿、云南个旧锡矿、都龙锡矿及南秧田钨矿床等(曾志刚等,1998; Cheng and Mao, 2010Cheng et al., 2012, 2013; 谭筱虹等,2010; 冯佳睿等, 2011a, 2011b; 石洪召等, 2011, 2015; 阙朝阳等,2014; 阙朝阳,2016; Zhou et al., 2017; Zhao et al., 2018a, 2018b; Wang et al., 2019)。前者形成于中晚侏罗世古太平洋板块俯冲背景(毛景文等,2007李晓峰等,2008),而后者则与中晚白垩世(130~90 Ma)由于板块后撤而导致的伸展背景相关(毛景文等,2007)。华南中生代铜铁金多金属矿床主要分布于闽西南铁多金属成矿带、钦杭结合带以及长江中下游成矿带内(毛景文等,2008)。其中闽西南铁多金属成矿带主要包括马坑式铁多金属矿床(赵一鸣等,1983; 张承帅等, 2013a, 2013b),以及紫金山式火山热液-斑岩型铜金矿床(张德全等, 2001a, 2001b)。

虽然学者们对华南主要成矿带及典型矿床的时空分布规律的认识不断趋于一致,指出华南不同成矿区带具有相对集中的成矿时代特征。但随着同位素年代学数据的不断出现,一些重要成矿区带获得的新的成矿年龄带来了对传统成矿作用阶段的重新思考。如滇东南老君山矿集区钨锡矿床被认为与晚白垩世花岗岩有关,但近年来有214~209 Ma(冯佳睿等,2011b)、205 Ma(冯佳睿等,2011a)、159 Ma(李建康等,2013)、119~117 Ma(刘玉平等,2011)等晚三叠世、晚侏罗世—早白垩世成矿时代的报道;分布于闽西南铁多金属成矿带的马坑式铁多金属矿床,也存在晚古生代海相火山沉积-热液改造型(葛朝华等,1981葛朝华和韩发, 1984韩发和葛朝发, 1983a, 1983b)及晚中生代层控钙矽卡岩型(赵一鸣等, 1982, 1983)等不同认识;朱溪超大型钨铜矿床虽然被认定为与153 Ma二云母花岗岩相关(李岩等,2014刘善宝等,2014),但区内还存在多期不同时代不同类型的花岗岩浆作用(霍海龙等,2015),是单一阶段还是多阶段成矿尚不明确。不仅如此,大多数大型—超大型矿床还表现出特殊的矿化分布及叠加复合特征,如滇东南南温河钨矿床除似层状矿体外,还叠加了高品位的脉状钨矿体(阙朝阳等,2014);马坑式铁多金属矿床表现出铁、铅锌、钼矿化的明显分带性(张志等,2014);朱溪超大型钨铜矿床存在自地表以下500~2000 m的大跨度钨铜矿化分布特征等(陈国华等, 2012, 2015Ouyang et al., 2019)。矿化分布的控制因素及形成机理还需进一步厘定。

华南重要成矿带金属矿床广泛存在的多阶段及多种类型叠加成矿的特征,与华南大陆中生代以来就和古太平洋板块、印支板块及华北板块相互作用的特殊构造背景相关。不同期次的构造变形应该是多阶段成矿作用的重要控制因素(Mccaig et al., 2000; El-Wahed et al., 2016; Zhang et al., 2017)。构造作用对矿床的控制是理解矿床形成就位、热液运移及矿床成因的关键(Cox et al., 2001; Oliver et al., 2001; Scherrenberg et al., 2016)。因此开展矿田或矿床构造解析,精细梳理构造变形序列,分析构造变形序列与成岩成矿过程的时空关系,是准确理解重要成矿区带成岩成矿作用阶段及矿化时空分布的重要途径。一些学者对于华南大陆中生代以来构造变形虽然开展了较为深入的研究,但对于华南重要成矿带矿田或矿床尺度的控矿构造变形解析成果还较为缺乏,特别是控制矿田或矿床的主要变形格局的理解还欠深入,这在一定程度上制约了对于重要成矿区带成矿作用过程及矿床成因的认识。

为了探讨成矿区带成矿作用过程及矿床成因,拟选取华南3个重要成矿区带(闽西南铁多金属成矿带、赣东北塔前-赋春钨铜多金属成矿带以及滇东南老君山钨锡矿集区)开展构造变形解析及其控岩控矿研究,在此基础上,针对3个成矿区带典型层控矽卡岩型矿床矿化分布及成矿过程差异性,分析多期构造变形对多阶段成矿作用的控制机理,并探讨变形-岩浆-成矿的动力学背景。

1 区域地质背景

华南地块(SCB)位于亚欧板块东南缘,挟持于西南部的特提斯-喜马拉雅构造域及东部的太平洋构造域之间,主要由西北部的扬子地块和东南部的华夏地块组成(Zhou et al., 2002Wang et al., 2003董树文等,2008Chu et al., 2012Charvet,2013Mao et al., 2013b图 1)。新元古代晚期(800~750 Ma),扬子与华夏地块经历了广泛的裂谷作用及相应的岩浆事件(张承帅, 2013b)。早古生代未华南块体内部发生了强烈的加里东造山运动,伴随着强烈的重熔型花岗质岩浆活动,形成了武夷山隆起、斋江(Song Chay)穹窿,以及叠加于江南造山带之上的构造岩浆活动。海西期(405~270 Ma),华南地块经历了晚古生代陆内伸展(Gilder et al., 1991Charvet et al., 2010Chu et al., 2012),出现大范围的海进,形成了闽西南-粤北坳陷、饶南坳陷、萍(乡)-乐(平)坳陷带,以及南盘江-右江盆地等,并形成煤系及大面积碳酸盐岩与碎屑岩地层。晚二叠世—早三叠世,由于华南板块与西南部印支地块的作用,陆表海不断缩小,逐渐形成前陆盆地海陆交互相沉积,局部伴随着强烈的岩浆活动。中晚三叠世华南板块内部发生强烈的印支构造事件(245~225 Ma),坳陷盆地关闭并上升成陆,导致近东西向区域褶皱和近南北向逆冲推覆构造(张岳桥等, 2009; Shi et al., 2013; Li et al., 2016)。华南板块也经历了从与二叠纪—中三叠纪古特提斯域相关的构造域到以环太平洋活动大陆边缘为主的晚三叠世—白垩纪构造环境的转变(吴淦国等,2000),主要演化阶段包括晚三叠世—早侏罗世、中晚侏罗世和中晚白垩世,对应华南地区3次岩浆作用和成矿作用(毛景文等,2007; Mao et al., 2013b)。其中自中侏罗世开始(~170 Ma),华南板块由于受到“东亚岩石圈多向会聚”而出现大规模的岩石圈挤压增厚(董树文等, 2008; Dong et al., 2015),形成中深层次的推覆构造,导致早期不同时代的地质体发生叠置异位,为中生代大规模岩浆作用及成矿奠定了重要的构造背景(徐先兵等, 2009; 张岳桥等, 2009; Li et al., 2014; 毛建仁等, 2014),并形成了多个重要的成矿区带(图 1)。这些成矿带同时也记录了发生在不同构造单元上的多阶段构造变形与岩浆作用。下面选取闽西南铁多金属成矿带、赣东北塔前-赋春钨铜多金属成矿带以及滇东南老君山钨锡矿集区开展构造变形序列及构造控岩控矿特征研究。

图 1 华南主要构造格局与矿产分布图(据张岳桥等,2009毛景文等,2008修改) Fig. 1 Major tectonic pattern and mineral distribution in South China (modified after Zhang et al., 2009; Mao et al., 2008)
2 成矿区带成矿地质特征 2.1 闽西南铁多金属成矿带

闽西南坳陷经历了前泥盆系基底形成、晚古生代盆地形成与发育、中生代以来盆地闭合与改造等演化阶段(吴淦国等,2000),造就了该区活动陆缘构造控制下的晚古生代碳酸盐岩及碎屑岩沉积建造并叠加中生代火山-侵入岩浆作用的构造-建造-岩浆格局(图 2),为区内铁铜多金属矿床的形成奠定了良好的成矿地质条件,其中马坑式矿床主要为大田-龙岩一带产于中下石炭统—中二叠统碳酸盐岩及碎屑岩地层中的层状、似层状矽卡岩型铁多金属矿床(赵一鸣等,1980),是福建省乃至东南沿海最具经济价值的铁矿床。

图 2 闽西南地质构造与铁多金属矿床分布图(据张达等,2011修改) Fig. 2 Geological structure and distribution of iron polymetallic deposits in southwestern Fujian province (modified after Zhang et al., 2011)

(1) 成矿地质体特征

马坑式铁多金属矿床位于晚中生代花岗岩体接触带及附近,主要类型包括黑云母花岗岩、花岗斑岩、二长花岗岩和花岗闪长岩等(赵一鸣等,1983张承帅等, 2012a, 2012b)。表现为高硅富钾,普遍贫钙、镁,为准铝质-弱过铝质岩石,均不同程度富集K、Rb、Th、U、Y和REE,显著亏损P、Ti、Sr、Ba、Nb、Ta等元素,具有中等至强负Eu异常和平缓右倾型稀土配分模式,属于高钾钙碱性的高分异Ⅰ型花岗岩(王森等,2015)。U-Pb同位素测年显示出大洋-莒舟花岗岩形成于145~125 Ma(张承帅等,2012bZhang et al., 2014王森等,2015)、洛阳花岗岩为131±1 Ma与131.6±0.6 Ma(张达等,2012)、潘田长坑岩体为131.7±0.5 Ma(来守华等,2014)、阳山岩体为130 Ma(Vatuva,2016),表明花岗岩形成于早白垩世。

(2) 成矿空间

矿床明显受构造界面控制,主要赋存于沉积地层内部不同岩性界面间的拆离滑脱面上(关玉祥和杨添水,1994陶建华, 2008, 王森等,2018),包括中石炭统经畲组—下二叠统栖霞组碳酸盐岩与下伏岩系接触界面,船山—栖霞组与文笔山组—童子岩组界面,以及童子岩组与翠屏山组—溪口组之间的接触界面。这些层间滑脱断层受后期推覆构造改造构成逆冲推覆-拆离成矿构造系统,并成为马坑式铁多金属矿床成矿热液运移的通道及赋矿的重要空间。

(3) 矿床地质特征与成矿作用过程

马坑式铁多金属矿床一般由铁矿体、铅锌、钼矿体组成,其中铁矿体位于岩体接触带及附近,铅锌铜矿体位于矿床外带,而钼矿化则分布于整个矿床中(赵一鸣等,1983张承帅等, 2012a, 2012b)。矿(化)体多赋存于中石炭统经畲组、上石炭统船山组、下二叠统栖霞组以及下三叠统溪口组碳酸盐岩中及其附近,表现为较明显的“层控”特点。

矿床通常包括主矿体和若干小矿体,主矿体呈似层状或透镜状,沿碳酸盐岩底部拆离滑脱带或褶皱转折端展布,小矿体则散布于赋矿地层岩性界面或拆离断层中(图 3)。铁矿体与石榴石或透辉石矽卡岩有关,铅锌矿体及钼矿体与硅化及黄铁矿化等相关(福建省地质八队,1982)。

图 3 闽西南马坑式铁多金属矿床矿体分布剖面示意图(据福建省地质调查院,2011修改) Fig. 3 Diagrammatic cross-section of orebody distribution in the Makeng-type polymetallic deposit in southwestern Fujian province (modified after Fujian Institute of Geological Survey, 2011)

矿石类型普遍多样,依据矿物共生组合可以划分出4种主要类型:石英磁铁矿、透闪石磁铁矿、透辉石磁铁矿和石榴子石磁铁矿,多数铁矿床以后两种为主。矿石矿物以磁铁矿为主,其次包括闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、辉钼矿,黄铜矿等,脉石矿物主要包括透辉石、钙铁辉石、石榴子石、含氯角闪石、透闪石及石英,次为钾长石、符山石、绿泥石、萤石、方解石等(张承帅等,2013b)。矿石构造主要为致密块状、斑杂状以及条带-条纹状构造,次为角砾状构造、脉状-网脉状构造等,矿石结构常见交代残余结构、似海绵陨铁结构(赵一鸣等,1983张志等,2014)。

马坑式铁多金属矿床围岩蚀变主要以钙质矽卡岩化为主,还发育硅化、钾化、绢云母化、萤石化、碳酸盐化等蚀变。成矿作用总体上经历了3个主要阶段:钙矽卡岩阶段、退化蚀变阶段和石英硫化物-碳酸盐阶段。成矿流体主要来源于中酸性花岗岩,金属元素主要来自于地壳,少量混有上地幔成分。

晚古生代—早中生代闽西南沉积了较厚的上古生界碎屑岩及碳酸盐岩地层,并受印支运动作用发生强烈褶皱隆升,隆起边缘不同岩性界面间形成拆离滑脱断层,为层控矽卡岩型铁多金属矿床创造了空间。中侏罗世以来,大规模逆冲推覆构造对原地赋矿岩系进一步叠加改造,早期形成的层间滑脱构造发生褶皱并在核部形成有利于成矿的“虚脱”空间。晚侏罗世末(~145 Ma)推覆向伸展变形转换过程中花岗闪长岩侵位于晚古生代碳酸盐岩地层中,富含铁质的流体顺先期形成的层间滑脱空间与围岩发生交代作用,形成含磁铁矿的矽卡岩。早白垩世,岩石圈发生大规模伸展,于~130 Ma黑云母花岗岩侵位,形成叠加于似层状磁铁矿之上的辉钼矿化,并在外围形成铅锌(铜)矿体。

2.2 赣东北塔前-赋春钨铜多金属成矿带

赣东北塔前-赋春钨铜多金属成矿带地处江南造山带东南部,萍乐拗陷带东端。主要构造演化阶段包括中新元古代古板块裂解拼贴,形成广泛分布的中新元古界浅变质基底;晚古生代—早中生代陆内坳陷作用阶段,形成相应石炭系—三叠系碎屑岩及碳酸盐岩盖层沉积,中生代以来印支—燕山板内造山作用阶段,形成大规模构造岩浆作用(杨明桂, 2004)。多阶段构造岩浆作用为成矿奠定了良好地质环境,形成了包括朱溪超大型矿床在内的一系列钨铜多金属矿床(点)(图 4)。

图 4 塔前—赋春成矿带地质构造与矿产分布图(据陈国华等,2012修改) Fig. 4 Geological structure and mineral distribution of the Taqian-Fuchun metallogenic belt (modified after Chen et al., 2012)

(1) 成矿地质体

以浅表分布的岩脉及中深层次隐伏岩株为主。其中朱溪钨铜矿区主要由花岗闪长岩、黑云母花岗岩和二云母花岗岩组成(刘建光等,2015刘善宝等,2017),总体上花岗岩为过铝质,且具高硅和钾,及中度负Eu异常,轻稀土元素富集,重稀土元素贫化,为S型花岗岩,锆石U-Pb同位素年龄集中在160~147 Ma(李岩等,2014霍海龙等,2015刘建光等,2015刘善宝等,2017)。此外珍珠山一带还存在早白垩世白云母花岗岩,一般认为与铌钽矿化相关。

(2) 成矿空间

钨铜矿床主要赋存在条带状展布的石炭系—三叠系碳酸盐岩及碎屑岩地层中,其中以石炭系—二叠系灰岩及白云岩中最为重要(陈国华等,2012)。石炭—三叠系主要呈2个条带展布(图 4),即北部的朱溪条带及南部的涌山条带,其中朱溪条带分布有朱溪特大型钨铜矿床、弹岭铜多金属矿床以及塔前铜钼矿床,涌山条带分布有张家坞、月形、杨草尖及横路铜多金属矿床(点)等。主要成矿空间为侵入体接触带、层间破碎带及受构造改造的不整合面,共同构成双重逆冲推覆成矿构造系统。其中浅部以层间滑脱带为主,而深部则以岩体接触带及受推覆构造改造的不整合界面为主(陈国华等,2015霍海龙等,2015)。

(3) 矿床地质特征与成矿作用过程

塔前-赋春钨铜多金属成矿带典型矿床为朱溪超大型钨铜矿床,该矿床是近十年来新发现的以矽卡岩型为主,钨铜矿于一体的特大型多金属矿床,其中探明储量钨达340万吨,伴生铜22万吨(何细荣等,2011陈国华等, 2012, 2015Pan et al., 2020)。该矿床主要由两个矿带组成(图 5),其中深部Ⅰ号主矿带厚大矿体赋存于黄龙组碳酸盐岩与万年群浅变质岩接触界面附近,矿体多呈似层状、透镜状,以矽卡岩型矿石为主,云母-石英细脉状白钨矿石次之。浅部Ⅱ号矿带矿体主要赋存于船山组与黄龙组接触界面附近的层间裂隙中,呈脉状和似透镜状。主矿体往深部产状变缓,厚度品位变大变富,最厚处达449 m。矿种及矿化强度也有自浅部往深部增多变强的趋势,表现出上部以铜钨为主,下面则为钨铜铅锌的矿化规律(陈国华等,2015)。

图 5 朱溪钨铜矿床联合剖面图(据贺晓龙等,2018修改) Fig. 5 Combined profile of the Zhuxi W-Cu deposit (modified after He et al., 2018)

朱溪钨铜矿床矿石矿物主要为白钨矿、黄铜矿,伴生矿物有闪锌矿、黄铁矿、方铅矿、毒砂、磁黄铁矿、辉钼矿、雌黄和雄黄等。脉石矿物为石榴子石、透辉石、透闪石、阳起石、符山石等,以及长石、绿泥石、蛇纹石、萤石、方解石和石英等(赵苗等,2015贺晓龙等,2018)。矿石结构主要有粒状结构、固溶体分离结构、溶蚀交代结构等。矿石构造主要有细脉浸染状、网脉浸染状、团块状、块状、脉状、角砾状等。围岩蚀变以矽卡岩化为主,包括石榴石、透辉石矽卡岩等,此外还发育云英岩化、绢英岩化,以及硅化、泥化等蚀变(贺晓龙等,2018Pan et al., 2020)。成矿作用分为4个阶段:矽卡岩阶段、退化蚀变阶段、石英-硫化物阶段以及碳酸盐-萤石阶段(贺晓龙等,2018)。

中侏罗世(170 Ma)开始,沿江绍断裂带发育大规模的中生代推覆构造,~160 Ma左右,由于岩石圈挤压增厚而导致地壳熔融,形成壳源花岗岩,沿碳酸盐岩裂隙侵位形成花岗斑岩脉,并与围岩交代在浅表形成以铜为主的脉状矿体。~150 Ma,二云母花岗岩浆就位于变质岩与碳酸盐岩受改造的不整合面,在滑脱带附近形成岩株。在岩体与围岩接触带附近,大规模的矽卡岩化等围岩蚀变是晚侏罗世花岗质岩浆热液与石炭—二叠系灰岩及白云岩持续相互作用的结果(李岩等,2014李宁,2017刘经纬等,2017贺晓龙等,2018Pan et al., 2018Song et al., 2018a, 2018b, 2019)。成矿流体早期主要来自花岗质岩浆,之后混有大气降水,并沿推覆构造形成的破碎带运移,并交代碳酸盐岩地层发生强烈矽卡岩化,形成矽卡岩-热液脉型矿体(贺晓龙,2017;Pan et al., 2019;秦丽娟,2020)。

2.3 滇东南老君山钨锡矿集区

滇东南成矿带经历了华夏及扬子板块元古代—早古生代的相互作用,晚古生代以来的陆内伸展及挤压等板内造山作用。印支期由于南侧印支板块向北推挤及造山后伸展造成了强烈的变形及变质作用,燕山期由于古太平洋板块持续而强烈的挤压形成了不同阶段的构造与岩浆作用,以及不同规模与类型的成矿作用。自西向东形成了个旧、薄竹山及老君山钨锡金属矿集区,其中老君山矿集区位于斋江(Song Chay)穹窿北西部,围绕老君山晚中生代岩体分布有南秧田钨矿、都龙锡锌矿以及新寨锡矿床等多处大中型矿床(图 6)。

图 6 老君山矿集区及外围地质构造与矿产分布图(据毕珉烽等, 2015, 修改) Fig. 6 Geological structure and mineral distribution of the Laojunshan ore-concentration area and its outer area (modified after Bi et al., 2015)

(1) 成矿地质体

主要岩浆岩为中晚白垩世老君山花岗岩,由中粗粒二云母二长花岗岩、中细粒二云母二长花岗岩和斑状花岗岩等组成(忻建刚和袁奎荣等,1993刘玉平等, 2000, 2007冯佳睿等,2010)。岩体主要为强过铝质、富钾、钙碱性S型复式花岗岩,来源于古老地壳物质的部分熔融(刘艳宾等,2014),同位素年龄位于118~76 Ma间(安保华等,1990刘玉平等,2007冯佳睿等, 2010, 张斌辉等,2012Feng et al., 2013李进文等,2013刘艳宾等,2014Xu et al., 2015蓝江波等,2016),钨锡矿床主要围绕岩体接触带及附近分布。

(2) 成矿空间

Song Chay穹窿内部各地质体之间的层间断裂接触界面为不同类型矿化提供了构造空间。其中包括变质岩内顺片理发育的多层层间滑脱带,除此之外,后期陡倾脆性裂隙带成为脉状矿体的赋矿空间。前寒武纪南秧田岩组及洒西岩组片岩及变粒岩分别为南秧田钨矿床及洒西钨铍矿床赋矿层位。新寨岩组片岩夹透镜状大理岩为新寨锡矿床及都龙超大型锡锌矿床赋矿层位,上述拆离滑脱-推覆构造及脆性断裂构成了该区不同层次的成矿构造系统。

(3) 矿床地质特征及成矿作用过程

老君山矿集区主要有钨、锡、铅、锌、铜、银、铍等矿床(点),以白钨矿为主的矿床主要分布于老君山岩体以东区域,规模较大,以南温河-洒西一带最为密集(阙朝阳等,2014)。北部新寨-长田一带主要以变质热液型锡铅锌多金属矿为主,代表性矿床为新寨锡矿(冯佳睿等,2011a)。南东部都龙一带为锡锌多金属矿区,代表性矿床为都龙超大型锡锌多金属矿,矿体主要呈似层状或脉状分布(刘玉平等,2007)。岩体内部发育以石英脉型黑钨矿和锡石为主的矿床,规模较小。

南秧田钨矿床为滇东南成矿带较为典型的大型矽卡岩型白钨矿床,主要由南秧田、岩脚、大渔塘和茅坪4个矿段组成(图 6)。矿床储量34万吨,平均品位0.49% (阙朝阳等,2014; Wang et al., 2019)。矿体产于南秧田岩组层状矽卡岩中(图 7),局部发育云母-石英脉矿体。总体上似层状矿体以走向北东、倾向南东、倾角5°~15°分布于南北长4 km、东西宽2 km范围内(阙朝阳等,2014图 6)。

图 7 南秧田钨矿床0号勘探线剖面图(据有色地勘局317队资料,1984修改) Fig. 7 No.0 exploration line section in the Nanyangtian W deposit (modified after No.317 Geological Party of Yunnan Bureau of Nonferrous Geological and Mineral Exploration, 1984)

矽卡岩矿体以多层、延伸稳定、连续性较好为特征,矿体与围岩接触面清晰(阙朝阳等,2014石洪召等,2015)。除顺层展布的矽卡岩之外,矿区内还存在一定数量的含高品位白钨矿的云母石英脉集中分布北西向和近东西向的断层和花岗斑岩脉附近(阙朝阳等,2014),以陡倾角切割片岩和矽卡岩矿体。

南秧田矿床白钨矿石类型主要有矽卡岩型、含白钨矿硫化物型及白钨矿云母石英脉型3种。主要金属矿物有白钨矿、磁黄铁矿、黄铁矿、褐铁矿、毒砂、黄铜矿、锡石、辉钼矿等。脉石矿物有石英、长石、白云母、黑云母、透辉石、透闪石、阳起石、帘石类、榍石、电气石、萤石、磷灰石、锆石、方解石、绿泥石等。

南秧田矿区围岩蚀变主要为矽卡岩化,其次为云英岩化、硅化、碳酸盐化、绿泥石化及绢英岩化等(冯佳睿等, 2011a, 2011b; 阙朝阳等,2014)。矽卡岩化主要呈层状沿变质岩层间展布,其他蚀变则不均匀地叠加于矽卡岩化之上。透辉透闪矽卡岩及石榴子石矽卡岩中一般富集白钨矿,云英岩化一般呈条带状贯穿于矽卡岩化中。

印支运动末期老君山矿集区由于造山后伸展,产生大量的层间滑脱空间,同时由于变质热液作用形成新寨变质热液型锡矿床。165~145 Ma为华南岩石圈发生大规模挤压作用的重要阶段,形成大规模的推覆构造变形,老君山一带同时期花岗岩浆作用沿推覆构造变形导致的剪切裂隙贯入交代钙质成份较高的泥灰岩,形成矽卡岩型矿床。该阶段为似层状矽卡岩型钨矿床的重要成矿阶段。120~100 Ma为伸展变形阶段,形成高角度的张扭性裂隙,并伴随着侵入岩浆活动形成一系列陡倾的含钨长英质脉型矿体。90~75 Ma为老君山岩体大规模侵入期,形成岩体内部石英脉型黑钨矿床、都龙岩浆热液型以及矽卡岩型锡锌多金属矿床。

3 不同成矿区带中生代构造变形特征 3.1 闽西南铁多金属成矿带

闽西南铁多金属成矿带中生代以来历经多期次挤压与伸展构造变形及相应岩浆作用。区域构造解析厘定出4期构造变形,以印支—燕山期广泛分布的收缩构造变形较为显著。其中,支撑区域主体构造格局的变形为中—晚侏罗世推覆构造,多期次构造变形导致区域不同时代地层复杂的空间叠置关系(图 8)。

a—印支期(D1)北东向直立褶皱;b—下二叠统童子岩组细砂岩印支期拆离滑脱带中伴生褶皱;c—下二叠统文笔山组页岩拆离滑脱面及其上不对称褶皱;d—九峰崎推覆构造系统下石炭统与中石炭统黄龙组至下二叠统栖霞组之间的推覆构造面; e—闽西南林邦—白砂推覆构造带林地组与文笔山组之间的推覆构造界面;f—马坑外围石炭—二叠系原地岩系叠瓦状断层及相关褶皱变形 图 8 闽西南中生代构造变形特征 Fig. 8 Mesozoic structural deformation in southwestern Fujian. (a) Indosinian (D1) NE-trending upright fold. (b) Associated fold in the Indosinian detachment zone of fine sandstone in the Lower Permian Tongziyan Formation. (c) Detachment surface of shale in the Lower Permian Wenbishan Formation and its upper asymmetric fold. (d) Nappe structure surface from the Lower Carboniferous and the Middle Carboniferous Huanglong Formation to the Lower Permian Qixia Formation in Jiufengqi nappe structure system. (e)Nappe structure interface between the Lindi Formation and the Wenbishan Formation in the Linbang-Baisha nappe structure belt in southwestern Fujian. (f) Imbricate faults and related fold deformation in the autochthone of Carboniferous-Permian at the periphery of the Makeng deposit.
3.1.1 印支期构造变形(D1)

中生代以来华南西南缘印支板块向华南板块俯冲拼贴,导致华南中东部发生板内造山及晚古生代盆地闭合,并使晚三叠世以前盖层广泛发生褶皱变形,形成角度不整合,同时伴生拆离滑脱和逆冲推覆构造。

印支期褶皱构造变形: 表现为晚古生代碎屑岩及碳酸盐岩地层发生强烈褶皱,其中大型复式褶皱自西向东主要分布于明溪-武平、永安-永定以及大田-龙岩一带(福建省地质矿产勘查开发局,1985;图 2),不同地层由于岩性差异而出现宽缓直立褶皱(图 8a)、紧闭尖楞状至倒转褶皱等。持续的褶皱变形导致翼部地层发生拆离滑脱(图 8b8c),常见掩卧(图 8b)、平卧褶皱(图 8b8c)、顺层剪切及片理化等现象,并出现一系列的顺层拆离滑动面(图 9图 10)。

图 9 闽西南早中生代拆离变形及伴生褶皱特征 Fig. 9 Early Mesozoic detachment deformation and associated folds in southwestern Fujian

图 10 龙岩翠屏山一带拆离断层及其变形特征(据闽西地质大队,1989修改) Fig. 10 Detachment fault and its deformation in the Cuipingshan area, Longyan (modified after The Geological Party of Western Fujian, 1989)

印支期逆冲推覆构造变形: 持续挤压导致坳陷西缘前泥盆纪变质基底岩系推覆于晚古生代沉积盖层之上(关玉祥等,1989关玉祥和杨添水,1994陶建华等,2008),主要分布在武夷山隆起与闽西南坳陷交接部位(图 11)。推覆面一般呈叠瓦状,两侧岩石多具片理化、糜棱岩化,并被侏罗系地层不整合覆盖,以及燕山早期花岗岩侵位,推断推覆构造形成于印支末期。

图 11 闽西南盆地西缘印支期推覆构造剖面图(据闽西地质大队,1989修改) Fig. 11 Cross-section of Indosinian nappe structures in the western margin of the southwestern Fujian basin (modified after The Geological Party of Western Fujian, 1989)
3.1.2 中晚侏罗世推覆构造变形(D2)

闽西南坳陷中晚侏罗世推覆构造主要沿基底与盖层及盖层内部多个岩性分界面发生,总体呈北东向分布于盆地边缘及内部,自西向东可分为3个主要推覆构造带,其中与铁多金属矿相关的推覆构造带主要位于大田-龙岩凹陷内(图 2)。

闽西南坳陷盆地西缘推覆构造主要表现为前泥盆系基底岩系大面积推覆于晚古生代至早中侏罗世原地岩系之上,以单冲型逆冲断层系为主(图 12),具厚皮构造特征。盆地内部外来岩系呈条带状分布。盖层内部常形成次级推覆面(图 8d8e);至盆地东缘进入推覆体锋带,常见飞来峰(陶建华,1987)。原地岩系沿底面滑动使沉积岩层内部发生逆冲(图 13),并导致形成斜歪、倒转至平卧褶皱(图 8f),并发育多条小型逆冲断层,组成复杂堆垛体,呈现薄皮式滑动变形特征。

图 12 闽西南盆地西缘中侏罗世末推覆构造特征(D2-1)(据闽西地质大队,1989修改) Fig. 12 Middle Jurassic nappe structure(D2-1) in the western margin of the southwestern Fujian basin (modified after The Geological Party of Western Fujian, 1989)

图 13 闽西南盆地中东部晚侏罗世推覆构造特征(D2-2)(据闽西地质大队,1989修改) Fig. 13 Late Jurassic nappe structure(D2-2) in the middle and eastern part of the southwestern Fujian basin (modified after The Geological Party of Western Fujian, 1989)

根据推覆构造卷入地层时代及不整合接触关系等,该期推覆构造可以分为2个亚阶段:D2-1(中侏罗世末)及D2-2(晚侏罗世末)。中侏罗世末推覆构造(D2-1)分布于闽西南盆地西缘,外来岩系直接覆盖于中侏罗统上,并被上侏罗统覆盖。晚侏罗世末推覆构造(D2-2)主要分布于盆地东缘,原地岩系最新地层为上侏罗统,且推覆构造被早白垩世早期花岗岩侵位(142 Ma)(吕良冀等,2014),推断形成于晚侏罗世末期。

3.1.3 白垩纪伸展变形(D3)

白垩纪闽西南地区整体进入伸展变形阶段,早白垩世主要形成陆相火山沉积建造,并伴随着大规模的酸性岩浆活动,为伸展背景的产物。晚白垩世,由于强烈的拉伸断陷,形成以红色为主的杂色陆相碎屑岩沉积(福建省地质矿产勘查开发局,1985)。由于强烈伸展导致闽西南盆地边缘断层重新活动,成为岩浆侵位的通道,小型层间断层经重新拉张也成为有利成矿空间。

综上所述,闽西南地区中生代主要经历了3期变形,其中印支期—燕山期推覆构造表现为自西向东逐步变新且变形加强的趋势,造就了基底与盖层复杂的叠置关系,形成多层构造界面及沉积地层多重变形样式。

3.2 塔前-赋春钨铜多金属成矿带中生代构造变形特征

赣东北塔前-赋春一带位于扬子板块江南岛弧东南部,钦杭接合带萍乐拗陷带之东端,其北部紧邻九岭-障公山隆起,南侧为万年隆起(杨明桂, 2004杨明桂等, 2015)。构造变形解析表明,塔前-赋春钨铜多金属成矿带中生代同样经历了3期构造变形,包括印支期褶皱、中晚侏罗世逆冲推覆及早白垩世伸展变形,但变形样式及时序与闽西南存在差异。

3.2.1 印支期褶皱变形(D1)

主要分布于晚古生代至早中生代碳酸盐岩及碎屑岩地层中(图 4),枢纽走向总体上为北东—北东东向(张岳桥等,2012),褶皱轴面由于后期推覆构造的改造而发生斜歪,甚至倒转。被上三叠统—下侏罗统地层覆盖形成角度不整合。

3.2.2 中侏罗世—晚侏罗世早期推覆构造变形(D2)

塔前-赋春一带由大面积出露的新元古界变质岩与上古生界—下中生界沉积岩组成,这些沉积岩主要呈北东—北东东向条带状夹持于变质岩中,且呈断层接触(图 4),断层面总体倾向北西。推覆系统中原地及外来岩系都有较强的变形(图 14),主推覆方向为北西向南东。沉积地层呈断夹片分布于变质岩中,受推覆变形影响在深部表现为向斜(霍海龙等,2018),其中发育不协调褶皱及层间滑脱构造,导致地层间形成层间破碎带及虚脱空间。

a—新元古界万年岩群(Pt3w)变质岩推覆至上三叠统安源组(T3a)之上;b—万年岩群(Pt3w)变质岩推覆至早侏罗世水北组(J1s)之上,并使水北组砂岩发生褶皱;c—万年岩群(Pt3w)与石炭—二叠系(C2h-P1q)灰岩接触面;d—推覆体万年岩群(Pt3w)变质岩褶皱指示推覆方向为由北西向南东;e—作为断夹片的石炭—二叠系(C2h-P1q)灰岩发生的褶皱-冲断变形 图 14 赣东北塔前-赋春钨铜多金属成矿带推覆构造变形特征 Fig. 14 Nappe structural deformation in the Taqian-Fuchun W-Cu polymetallic mineralization belt.(a) The metamorphic rocks of the Neoproterozoic Wannian Group(Pt3w)overlay the Upper Triassic Anyuan Formation(T3a). (b) The metamorphic rocks of the Wannian Group(Pt3w)overlay the Early Jurassic Shuibei Formation(J1s) and caused the sandstone of the Shuibei Formation to fold. (C) The interface between the Wannian Group(Pt3w) and the Carboniferous-Permian(C2h-P1q)limestone. (d) The fold within the nappe body of the Wannian Group(Pt3w)metamorphic rock indicates the direction of the nappe from NW to SE. (e)The fold-thrust deformation occurred in the Carboniferous-Permian(C2h-P1q)limestone as a fault clip

推覆构造卷入的最新地层为早侏罗世水北组,结合侵入推覆构造原地岩系层间滑脱面的花岗斑岩脉的形成时代(~160 Ma;霍海龙等,2018),可以确定该区D2期推覆构造晚于早侏罗世,而早于160 Ma,推断形成时代为中侏罗世—晚侏罗世早期。

根据塔前-赋春推覆构造带外来与原地岩系空间展布特征,构造样式主要表现为受控于北西向南东推覆而形成的双重逆冲推覆构造系统(图 15),深层次基底岩系中存在底板冲断带,晚古生代碎屑岩及碳酸盐岩地层受上部叠瓦状断层控制呈构造断片夹持于变质基底岩层中,并造成不同岩性层之间发生强烈拆离滑脱。

图 15 景德镇-鹄山推覆构造变形剖面图(剖面位置见图 4) Fig. 15 Cross-section of the Jingdezhen-Hushan nappe structural deformation (The cross-section position is shown in Fig. 4)
3.2.3 白垩纪伸展变形(D3)

塔前-赋春一带白垩纪进入伸展变形阶段,形成一系列北东—北北东向张性或张剪性断裂,或使早期断裂发生伸展改造。区域上由于地壳强烈伸展而形成北东向断陷盆地并沉积厚层陆源碎屑(Li et al., 2014),同时伴随着大规模的白垩纪与伸展环境相关的酸性-中酸性岩浆活动。

3.3 老君山钨锡矿集区中生代构造变形特征

老君山矿集区所处的Song Chay穹窿及周围区域地处华南板块与特提斯板块的交接地带(Roger et al., 2000; Maluski et al., 2001; Yan et al., 2006; 谭洪旗和刘玉平,2017), 记录着相对完整的多期构造变形,这些对于理解滇东南W-Sn成矿带与特提斯及古太平洋板块的相互关系较为关键(Wang et al., 2010; 毕珉烽等,2015; Zhao et al., 2018b)。通过构造解析在老君山矿集区厘定出3期中生代变形序列,包括印支期末伸展拆离变形、中晚侏罗世逆冲推覆变形以及白垩纪张扭性断裂变形(图 16)。

a—Song Chay穹窿北部拆离断层上盘新寨岩组片岩不对称褶皱指示向北伸展滑脱变形(D1);b—古元古代洒西岩组片岩不对称褶皱指示由南东往北西的逆冲推覆变形(D2);c—洒西岩组中印支期伸展面理(D1S1)受推覆变形改造被D2S2面理置换;d—志留纪片麻状花岗岩中长英质脉体流变褶皱指示南东向北西的剪切变形特征(D2);e—古元古代南秧田片岩倒转褶皱反映南东向北西的逆冲变形(D2);f—南秧田岩组片岩显微褶皱显示印支期S1面理受D2期变形改造;g—斜长角闪岩中片理褶皱变形指示南东向北西逆冲变形特征(D2); h—南捞片麻岩中不对称褶皱变形特征(D2);i—老君山一带北西向张性裂隙中充填的长英质脉体(D3) 图 16 老君山矿集区构造变形特征 Fig. 16 Structural deformation in the Laojunshan area. (a)The asymmetric folds of the Xinzhai Formation schist on the hanging wall of the detachment fault in the northern part of the Song Chay dome indicate the north-directed detachment (D1). (b) The asymmetric folds of the Saxi Formation schist indicate the thrust deformation from the SE to NW (D2). (c) The Indosinian foliation D1S1 were transpositioned by the foliation D2S2 in the Saxi Formation, because of the thrust deformation. (d) The rheological folds of felsic veins in Silurian gneiss granite indicate the SE to NW shear sense (D2). (e) The overturned folds of the Nanyangtian Formation schist indicate the thrust deformation from the SE to NW (D2). (f) Under the microscope, the foliation S1 were formed folds and overprinted by the foliation S2 in the Nanyangtian Formation. (g) The asymmetric folds of the amphibolite indicate the thrust deformation from the SE to NW (D2). (h) The asymmetric folds of the Nanlao gneiss (D2). (i) Felsic veins developed along the NW-striking tensile fractures in the Laojunshan area (D3).
3.3.1 印支期末伸展拆离变形(D1)

Song Chay穹隆主要由老城坡片麻状花岗岩(S3Lγ)、南捞构造片麻岩(Ngn),以及古元古界南秧田岩组(Pt1n)及洒西岩组(Pt1s)片岩组成的穹窿核部,以及新元古界新寨岩组(Pt3x)变质盖层两个构造单元组成,二者被近东西向展布的拆离断层所分隔。变质核内普遍发育的透入性面理S1及向南或北倾伏的矿物拉伸线理,指示了向北的拆离变形(图 16a)。根据卷入变形的斜长角闪岩(变质锆石U-Pb, 220.37±0.59 Ma;毕珉烽等,2015)以及片麻岩(219.1±0.4 Ma~210.11±0.11 Ma, 云母40Ar-39Ar;薛伟,2019),以及越南东北部拆离变形时代(210±9 Ma、190±8 Ma、206±10 Ma, 云母40Ar-39Ar;Rb-Sr, 176±5 Ma;Roger et al., 2000),推断伸展变形形成于晚三叠世—早侏罗世。

3.3.2 中晚侏罗世逆冲推覆变形(D2)

Song Chay穹窿内识别出3个较为重要的逆冲推覆构造面,分别是:F0为南秧田岩组(Pt1n)与下伏南捞片麻岩(Ngn)分界线,F1为老城坡片麻状花岗岩(S3Lγ)与下伏的南秧田岩组(Pt1n)分界线,F2为洒西岩组地层(Pt1s)和下伏老城坡片麻状花岗岩(S3Lγ)的分界线(图 17)。这些推覆构造面总体呈北东走向,缓倾向南东,产状较为稳定。断裂面上下岩石变形强烈,发育糜棱岩,远离断裂面则应变强度逐渐变弱。变形运动学揭示出自南东向北西的叠瓦状逆冲(图 16b16d16e16g16h)。推覆构造对印支期拆离变形(D1)变形面理S1改造形成轴面倾向南东的不对称褶皱(图 16c16f16g);并沿褶皱轴面以及S2面理形成多层次逆冲剪切面(图 16b16c16f)。

图 17 Song Chay穹窿多层次推覆变形及似层状矽卡岩矿体分布图 Fig. 17 Multi-layer nappe deformation of the Song Chay dome and distribution of layered skarn orebodies

根据推覆构造对印支期末拆离构造变形的改造,以及侵入推覆系统中的成矿花岗岩U-Pb年龄(162.5±3.0 Ma;毕珉烽等,2015),推断推覆构造形成于中侏罗世—晚侏罗世早期。

3.3.3 早白垩世张扭性断裂及伸展滑脱构造变形(D3)

老君山钨锡矿集区白垩纪进入区域伸展阶段,一方面形成一系列北西、北西西及近东西向陡倾张扭性断层(图 17),截切并改造了早期变形(D1、D2)形成的构造面理。沿上述断层见晚白垩世似斑状花岗岩脉侵入(89.88±0.53 Ma, 锆石U-Pb;Wang et al., 2019),限制伸展变形发生于白垩纪。

另一方面,伸展作用也使早期(D1)新寨岩组与下伏花岗片麻岩之间的拆离断层重新活动,形成层间滑脱破碎带,并被老君山岩体晚期花岗岩脉侵位(85 Ma,锆石U-Pb;薛伟,2019)。

总之,老君山矿集区中生代同样经历了多期次的构造变形,其中印支期末的伸展拆离及中晚侏罗世的叠瓦状逆冲推覆构造变形奠定了该区主体构造格局,后期伸展及走滑为主的脆性变形对早期变形具有叠加改造作用。

综上所述,华南板块中生代以来以3个重要成矿区带为代表的东南部、中部及西南部都受到了印支期、中晚侏罗世以及白垩纪3期强烈的构造变形作用,但变形样式及强度存在较大差别。华南西南部滇东南老君山钨锡矿集区印支期主要表现为强烈的伸展拆离,中晚侏罗世为多层叠瓦状逆冲推覆,而早白垩世晚期则以高角度脆性断裂为主;华南中部赣东北塔前-赋春钨铜多金属成矿带印支期主要表现为褶皱变形,中晚侏罗世发生大规模的双重逆冲推覆,构成了区内主要构造变形样式,白垩纪主要以伸展盆地及叠加于早期构造之上的拉张变形为主;东南部的闽西南铁多金属成矿带印支期主要形成逆冲断层、大规模褶皱及层间拆离断层,中侏罗世及晚侏罗世分别形成厚层及薄皮推覆构造,而早白垩世主要表现为伸展盆地及张性断层。上述构造变形的时空特征表明,华南不同成矿区带的多期构造变形为多阶段成矿奠定了重要的基础。变形样式及强度的差异导致成矿作用类型的多样性。因此对比分析华南不同成矿区带构造变形特征对于准确理解成矿作用类型及矿床地质特征的时空规律具有重要的指示意义。

4 构造变形序列与成岩成矿时空分布的关系 4.1 闽西南铁多金属成矿带构造变形序列与成岩成矿关系 4.1.1 推覆构造变形对中生代岩浆岩与马坑式矿床时空分布的控制

闽西南铁多金属成矿带构造变形解析表明推覆构造总体上有自北西向南东从印支期向燕山期逐渐演化的规律,变形强度自盆地西缘隆起带向盆地东缘带逐渐加强,并控制区域成岩成矿的时空格局。

闽西南盆地西缘隆起带为印支期推覆构造根带,由于推覆导致该带挤压增厚,印支期后由于岩石圈挤压后松驰,沿该带发育印支期花岗岩浆,以武平桂坑岩体(220±6.0 Ma,锆石U-Pb;孙涛等,2007)及小陶岩体(222.0±3.5 Ma,锆石U-Pb; 王丽娟等,2007)等为代表,但鲜见与该期岩浆相关的成矿作用。

闽西南盆地中西部连城-上杭、永安-永定一带的推覆构造主要形成于中侏罗世末(D2-1,规模强度逐渐变大,构造带边缘出现中侏罗世早期—晚侏罗世早期(约180~160 Ma)的花岗岩浆,如汤泉岩体(182.9±3.6 Ma、160.06±0.83 Ma, 锆石U-Pb;毛建仁等,2004)、姑田岩体(160.06±0.83 Ma,锆石U-Pb;等,2007)。成矿作用仅有姑田及汤泉一带存在的钼铜及铁矿化,时代大约为160 Ma(Li et al., 2016a, 2016b)。而在江南造山带德兴一带分布有172~168.5 Ma与铜钼矿化有关的Ⅰ型花岗闪长斑岩(Li et al., 2013)。根据D2-1期推覆构造变形的分布及强度,闽西南应该存在相应的岩浆与成矿记录。Vatuva (2016)通过对马坑外围大排铁多金属矿床中的似层状Pb-Zn-Cu矿体开展闪锌矿及黄铁矿Rb-Sr同位素测年,获得175.5±3.3 Ma成矿年代,与德斑岩型铜钼矿床(173 Ma、170 Ma, 辉钼矿Re-Os)成矿时代相似(Lu et al., 2005; Mao et al., 2011),推断马坑式矿床可能存在与中晚侏罗世构造岩浆活动相关的成矿作用。

晚侏罗世末推覆构造变形(D2-2)分布于闽西南盆地中东部,推覆构造强度大,推覆距离至少超过50 km(陶建化等,2008)。该带原地盖层岩系普遍发生薄皮式逆冲推覆(林全胜,2013)。随着推覆构造变形于晚侏罗世末进入尾声,在大田-龙岩一带高星铁矿区形成~150 Ma的成矿花岗岩及相关的矽卡岩型铁矿化(龚勇,2013)。龙岩马坑及大排铁多金属矿区也分别获得成矿花岗岩的同位素年龄(144.8±0.9 Ma, 锆石U-Pb;等,2012b),其中在大排铁矿区内可见该期花岗岩内部及接触带部位矽卡岩型磁铁矿化明显,推断大田-龙岩一带存在~150 Ma的花岗岩,马坑式铁矿床矽卡岩型铁矿化也可能形成于此阶段。

随着区域推覆构造在145 Ma结束(吕良冀等,2014),闽西南全面进入伸展阶段(D3),盆地东部推覆构造带边缘伸展变形尤为显著,沿大排、马坑、洛阳、潘田及阳山一带盆地边缘断层侵入早白垩世花岗岩,形成于135~125 Ma期间。马坑式铁多金属矿床辉钼矿Re-Os同位素年龄也在134~130 Ma间。钼矿化与早白垩世花岗岩形成时代一致性说明早白垩世伸展构造背景下马坑式铁矿床也存在1期成矿作用。

综上所述,闽西南铁多金属成矿带推覆构造控制中生代多期次岩浆与成矿作用。马坑式铁多金属矿床的形成可能与晚中生代受推覆-伸展背景控制的3期岩浆作用相关,为多期矽卡岩-热液叠加复合矿床。依据上述控岩控矿规律,盆地东缘的大田-龙岩、阳山-潘田以及更东部的火山岩下应该是闽西南马坑式铁多金属矿的有利成矿部位。

4.1.2 推覆构造对马坑式矿床赋矿层位的控制

推覆构造对马坑式矿床石炭—二叠系碳酸盐岩赋矿层位控制作用明显。受推覆构造影响沉积盖层内部沿多个构造滑动面发生逆冲而导致赋矿层位叠置重复,因此沿推覆构造带赋矿地层由于构造叠置加厚而成为成矿有利部位。

龙岩中甲、马坑、永定樟坑及大排铁矿多金属矿床位于九峰崎推覆体边缘(图 18),德化阳山、安溪潘田铁矿则也位于德化阳山-安溪剑斗推覆构造带周缘,赋矿地层分布连续稳定。不仅如此,由于推覆构造分布区推覆面可作为屏蔽层阻止岩浆热液扩散而利于热液聚集在碳酸盐岩地层中成矿(图 19)。

图 18 龙岩九峰崎推覆体与铁多金属矿床分布图 Fig. 18 Distribution of the Jiufengqi nappe structure and iron polymetallic deposits in Longyan

图 19 马坑外围推覆构造及其对矽卡岩型铁矿化体的控制 Fig. 19 Nappe structures around Makeng and their control on the skarn-type iron mineralization
4.1.3 推覆构造对马坑式矿床矿体形态的控制

大田-龙岩一带中晚侏罗世推覆构造变形(D2)导致原地岩系产生强烈的挤压,并沿沉积地层底界发生滑动而形成不同类型的褶皱及层间伸展拆离。其中倒转及平卧褶皱较常见,褶皱转折端顶部由于拉张发育张节理,核部则由于层间不协调弯曲出现“虚脱”空间,是成矿热液交代沉淀的有利场所。马坑、潘田、阳山矿区透镜状矿体大多位于倒转或平卧褶皱的转折端,构成马坑式矿床的主矿体(图 20)。

图 20 德化阳山受褶皱控制的矽卡岩矿体(据林全胜,2013修改) Fig. 20 Skarn orebodies controlled by the folds in Yangshan, Dehua(modified after Lin, 2013)

此外,由于褶皱过程中翼部地层发生层间拆离滑脱,形成的层间破碎带被热液充填交代形成层状、似层状的矽卡岩矿体。因此推覆构造导致马坑式矿床赋矿地层变形并形成多种不同类型的成矿空间,导致不同矿区出现复杂多样的矿体形态。

综上,闽西南铁多金属成矿带中生代构造变形序列对马坑式铁多金属矿床成矿过程及矿化分布具有时空控制作用。构造控岩控矿机制对于寻找铁多金属矿床具有重要指导意义。

4.2 赣东北塔前-赋春钨铜多金属成矿带 4.2.1 推覆构造变形对中生代成矿岩浆侵位的控制

赣东北塔前-赋春一带主要出露浅部顺层侵入的花岗斑岩脉及深部隐伏花岗岩岩株,大部分分布在塔前、张家坞、土家坞、朱溪及珍珠山一带,受塔前-赋春北东向断裂控制明显(图 21)。年代学研究揭示该区中生代花岗岩形成于中晚侏罗世(161~147 Ma)以及早白垩世(133~129 Ma)。

Cal—方解石,Chl—绿泥石,Di—透辉石,Grt—石榴子石,Py—黄铁矿,Qtz—石英,Sch—白钨矿,Sulfide—金属硫化物,Tr—透闪石,Wo—硅灰石
a—浅部岩脉受推覆构造控制呈眼球状展布,指示由北西向南东推覆;b、c—浅部岩脉围岩石炭—二叠系灰岩中不对称褶皱及角砾变形与岩脉指示的推覆方向一致;d—双重逆冲系统沉积地层发生的层间滑脱变形;e、f—碳酸盐岩地层中发生的多期张性裂隙中发育的多阶段蚀变及矿化
图 21 塔前—赋春一带推覆构造控岩控矿特征 Fig. 21 Characteristics of rock/ore-control by the nappe structures in the Taqian-Fuchun area. (a) The shallow intrusive dike in an eyeball shape is controlled by the nappe structure, indicating the nappe from NW to SE. (b, c) The deformation of asymmetric folds and breccia in Carboniferous-Permian limestone which is the wall rock of the shallow intrusive dike is consistent with the nappe direction indicated by the intrusive dike. (d) The interlayer detachment deformation occurred in the sedimentary strata of the duplex thrust system. (e, f) Multi-stage alteration and mineralization formed in multi-stage tensile fractures in carbonate formations. Cal-calcite; Chl-chlorite; Di-diopside; Grt-garnet; Py-pyrite; Qtz-quartz; Sch-scheelite; Sulfide-metal sulfide; Tr-tremolite; Wo-Wollastonite

中晚侏罗世花岗岩(161~147 Ma)就位机制研究得出,该期花岗岩明显存在2种不同的就位机制,即浅部顺层侵入的花岗闪长斑岩及花岗斑岩脉或岩墙,其形成时间集中于161~158 Ma(霍海龙等,2018),以及深部呈岩株状侵入的隐伏二云母花岗岩体,侵位发生于153~147 Ma期间(李岩等,2014; 苏晓云,2014陈国华等,2015)。其中前者被认为是塔前、月形、张家坞一带铜钨矿化的主要成矿地质体,而后者则被认为是朱溪巨型钨铜矿床成矿母岩。

构造变形解析表明,塔前-赋春一带晚侏罗世2个阶段花岗岩主要受双重逆冲推覆系统不同层次构造部位控制,并表现出不同的侵位机制。

早期(161~158 Ma)浅层岩脉顺变质岩片理带或沉积岩层间破碎带侵位,其侵位空间主要为双重逆冲推覆构造系统内的断夹片及其两侧变质岩中的层间裂隙,形成与断裂带平行的倾角较陡的岩脉,大多表现为眼球状或透镜状,表明岩脉侵入后受到推覆过程中压剪变形改造(图 21a),也暗示花岗岩脉形成于D2期推覆构造变形晚期(图 21b21d),并约束推覆构造变形上限约为160 Ma。

晚期中深层次大规模的隐伏花岗岩株埋藏较深,一般超过1500 m。深部岩体侵位大约发生于153~147 Ma期间,侵入体切割D2期推覆构造,是区域挤压向伸展转换过程的产物。其侵位机制为深部岩浆呈岩舌状沿双重逆冲推覆系统深层基底底板冲断层向上侵入至中深层次沉积与变质不整合界面附近(图 22)。由于该不整合面受到推覆构造改造发生滑脱且发育破碎带(图 21e),深部大规模岩浆的注入,发生汽球膨胀侵位使岩体体积不断膨大。因此区域双重逆冲推覆构造系统底板冲断层及石炭—二叠系构造断片与变质岩之间接触界面是大规模花岗岩浆活动的主要空间。

1—新元古代变质岩;2—中石炭统—下三叠统碳酸盐岩及碎屑岩(C2-T1);3—中地壳变质变形岩石组合;4—下地壳变质变形岩石组合;5—中侏罗世(~170 Ma)岩浆房;6—黑云母花岗岩岩浆房(~160 Ma);7—二云母花岗岩岩浆房(~150 Ma);8—钠长花岗岩岩浆房(~130 Ma);9—绢云母化黑云母花岗岩岩墙组合体;10—二云母花岗岩岩株;11—钠长花岗岩岩株;12—浅表花岗岩岩脉(~160 Ma);13—浅表花岗岩岩脉(~150 Ma);14—浅表花岗岩岩脉(~130 Ma);15—钨矿(化)体和铜矿(化)体;16—MOHO面;17—逆冲断层;18—顶底板滑脱面 1-Neoproterozoic metamorphic rock; 2-Middle Carboniferous-Lower Triassic carbonate and clastic rocks (C2-T1); 3-Middle crustal metamorphic deformed rock combination; 4-Lower crustal metamorphic deformed rock combination; 5-Middle Jurassic (~170 Ma) magma chamber; 6-Magma chamber of biotite granite (~160 Ma); 7-Magma chamber of muscovite granite (~150 Ma); 8-Magma chamber of albite granite (~130 Ma); 9-Sericitized biotite granite dikes assembly; 10-Two-mica granite stock; 11-Albite granite stock; 12-Shallow granite dike (~160 Ma); 13-Shallow granite dike (~150 Ma); 14-Shallow granite dike (~130 Ma); 15-Tungsten orebody and copper orebody; 16-MOHO surface; 17-Thrust fault; 18-Top and floor detachment plane 图 22 塔前—赋春一带推覆构造控岩控矿模式图 Fig. 22 Model of rock/ore control by the nappe structures in the Taqian-Fuchun area

随着白垩纪华南大陆中部全面转变为伸展背景,塔前-赋春一带发育与该伸展背景对应的D3期伸展变形,主要表现为白垩纪伸展盆地及构造带内部发育A型花岗岩,形成于130 Ma左右(刘战庆等,2016),以珍珠山一带与铌钽矿化相关的钠长花岗岩为代表。

构造对岩浆形成与侵位控制研究表明,塔前-赋春一带存在~160 Ma、~150 Ma及~130 Ma共3期与成矿相关的花岗岩浆作用,分别受该区双重逆冲推覆构造系统不同层次断层空间的控制。已有研究指出朱溪钨铜矿床有关的成矿岩体集中于153~147 Ma,对应于第2期侵位于深部的花岗岩株。但朱溪矿区构造解析表明该区既有深部有利的侵位空间,也有浅层次顺层滑脱空间,为2期岩浆活动提供了有利条件。朱溪矿区浅部也获得了~160 Ma顺层侵位的同构造花岗闪长斑岩脉,且伴有钨铜矿化,因此推断朱溪矿区应该存在2期成矿花岗岩。

朱溪钨铜矿床成矿强度大,多数报道倾向于朱溪超大型钨铜矿床形成于晚侏罗世(李岩等,2014; 苏晓云,2014陈国华等,2015),与153~147 Ma花岗岩浆作用有关。朱溪矿区自地下500 m至2000 m深度存在大范围矿化,且矿化存在明显分带性。矿床地质特征也显示出存在多期多类型矿化,且矿区自深部至浅层次存在多期不同时代的岩株及岩脉侵位。以上特征表明朱溪钨铜矿床应该是多期矿化复合作用的结果。构造变形解析表明,朱溪矿区所在的塔前-赋春钨铜多金属成矿带主体变形为D2期推覆构造,形成的双重逆冲变形格局控制了2期成矿花岗岩侵位。基于上述变形序列、多期岩浆及复合矿化特征,认为朱溪超大型钨铜床至少存在2期成矿作用,早期(~160 Ma)与浅部花岗闪长斑岩脉相关的铜钨矿化,以及后期(~150 Ma)与二云母花岗岩相关的矽卡岩型钨铜矿化,这一认识也可以解释矿床自浅到深大跨度矿化事实以及上铜下钨的矿化分带规律。

4.2.2 构造变形对多期复合成矿及矿化就位空间的控制

塔前-赋春一带双重逆冲构造由于规模大并连通深部岩浆房,为成矿作用提供了重要来源,其中中间层次及浅层次的叠瓦状断裂为大跨度的矿化及超大型矿床定位奠定了基础。

早阶段成矿作用主要与早期浅表顺层侵位花岗闪长斑岩脉相关,成矿热液沿浅层裂隙贯入并交代碳酸盐岩而形成矿化。如塔前矿区有与岩脉有关的铜矿化(胡正华等,2015),张家坞一带岩脉体周围也出现铜钨矿化,朱溪矿区浅表的铜钨矿化也与此阶段花岗岩浆作用相关。

晚阶段成矿作用主要位于中深部,这一部位既是主要成矿地质体侵位空间,也是重要的成矿空间。双重逆冲推覆系统底板滑脱带上部发育有叠瓦状断层、层间滑脱带以及不对称褶皱等(图 22),一方面为岩浆热液的运移提供了良好的通道,也是矿产定位的有利场所,另外由于存在石炭系灰岩与基底变质砂岩交界,构成有利成矿的地球化学硅钙面。除此之外,灰岩与变质岩界面受变形改造沿倾向方向呈挠折弯曲,出现多个由陡变缓的台阶状(图 5),产状变化部位也是成矿的有利部位。

此外成矿过程中由于深部源自岩浆的超压流体促使岩石破裂并改变岩石应力状态(徐兴旺等,2019),进而形成新的成矿结构面(图 21e21f),受构造应力、岩浆热源驱动的成矿流体在多期次成矿过程中形成大规模成矿作用(高孝巧等,2016)。

因此,朱溪超大规模钨铜矿床透镜状与脉状矿体的成矿空间与D2期大型双重逆冲变形系统提供的不同层次的构造部位相关。

4.3 老君山钨锡矿集区构造变形序列与成岩成矿关系 4.3.1 老君山钨锡矿集区构造变形与中生代多期成岩成矿作用

老君山矿集区构造解析鉴别出3期中生代以来构造变形序列,记录了中生代以来Song Chay穹窿受印支板块及古太平洋板块与华南块体的作用过程,并对应与成矿相关的变质或岩浆热事件,以及滇东南成矿带典型的W-Sn成矿阶段(图 23)。

图 23 滇东南W-Sn成矿时代分布特征 Fig. 23 Distribution of the W-Sn metallogenic ages in southeastern Yunnan

D1期伸展拆离变形与变质及Sn成矿作用:印支期末大规模中深层次的伸展变形形成穹窿内广泛分布的顺层滑脱带,同时也伴随强烈的低角闪岩相的区域变质作用(毕珉烽,2015)。变质作用提供成矿热液并利用伸展拆离构造空间运移成矿形成新寨Sn矿床及其他多金属矿化(209.5±1.1 Ma, 金云母40Ar-39Ar;冯佳睿等,2011a)。

D2期推覆构造变形导致Song Chay穹窿内部及外围变质基底及盖层岩系发生相互叠置,在南秧田岩组片岩中形成S2面理及大量顺面理的剪切裂隙。这种大规模的推覆构造在华南块体其他区域往往伴随花岗岩浆活动(毛景文等, 2007, 2008李晓峰等, 2008; Guo et al., 2011; 成永生,2016; Ouyang et al., 2019)。但滇东南一直未发现中晚侏罗世花岗岩浆活动。通过对老君山矿集区南秧田钨矿床开展矿床剖析及同位素年代学研究,获得与似层状钨矿体相关的花岗岩体形成时代为163~155 Ma,且岩体侵入至南秧田岩组片岩中,沿多层顺层断裂空间交代形成南秧田似层状矽卡岩钨矿体(图 17)。晚侏罗世成矿花岗岩的发现表明滇东南老君山矿集区存在与D2期构造变形相关的花岗岩浆活动及钨成矿作用。上述结果也表明滇东南一带可能存在与南岭钨锡成矿带一致的晚侏罗世花岗岩(毛景文等, 2007, 2008李晓峰等, 2008)。

D3期变形为张剪性脆性断裂作用,受区域地壳大规模伸展背景控制,一方面形成一系列的张剪性脆性断裂,另一方面由于叠加复合作用造成早期层间滑脱构造重新活动(薛伟等,2019)。该期变形主要活动时间为白垩纪,相应的岩浆活动为滇东南一带广泛存在的与锡钨相关的中晚白垩世花岗岩(Cheng et al., 2012, 2013; 阙朝阳等,2014阙朝阳,2016Zhao et al., 2018b; Wang et al., 2019),其形成时代为120 Ma~75 Ma(刘玉平等,2007冯佳睿等,2010Cheng 20102013; 张斌辉等,2012Cheng et al., 2013; Feng et al., 2013Xu et al., 2015; Chen et al., 2015; 蓝江波等,2016Zhao et al., 2018b; Wang et al., 2019)。该期成矿可分为2个亚阶段120~100 Ma以及90~76 Ma,其中第1个亚阶段主要形成叠加于层状矽卡岩矿体上的脉状钨矿化,第2个亚阶段形成沿新寨岩组构造滑脱带分布的矽卡岩型锡锌矿化。

因此,通过构造变形序列与岩浆或变质热事件及成矿关系的梳理,可以为完善区域构造-岩浆(变质)-成矿过程提供合理的依据。

4.3.2 构造变形对南秧田钨矿床似层状矽卡岩矿体的控制

老君山矿集区南秧田钨矿床为大型似层状矽卡岩型矿床,该矿床主矿体分布范围较广,主要赋存于南秧田岩组片岩层内矽卡岩中,由多层连续分布的层状矽卡岩组成。除层状或似层状矽卡岩矿体外,矿区不同部位也可见切层含白钨矿云母石英脉,常导致局部发生矿化富集。南秧田钨矿床多层矽卡岩型矿体大范围连续分布特征可能与其受较稳定且具有一定规模的顺层展布的构造裂隙控制相关。构造变形解析得出中晚侏罗世(D2)推覆构造变形导致南秧田岩组内部形成大量相互平行的剪切裂隙。这些剪切裂隙向南东缓倾斜,且延伸稳定。在推覆构造变形后期应力松弛阶段,剪切裂隙发生反转变为张剪性。随着晚侏罗世花岗岩侵位,岩浆热液沿多层张剪裂隙面贯入交代围岩而形成多层含钨矽卡岩矿体(图 17),总体产状与推覆构造面一致(图 24a)。除层状矿体外,南秧田钨矿床局部发育高品位脉状矿体,主要集中在矿区内北西向及近东西向断裂两侧(图 24b),表现为陡倾长英质含钨脉体叠加于矽卡岩矿体之上,导致矿化富集,品位增大。这些脉体主要受控于D3期断裂右旋剪切作用,形成羽状张裂隙且被含钨成矿热液充填(图 24c),并叠加于早期矽卡岩矿体之上,形成局部富矿体。综上,老君山矿集区推覆构造变形及后期右旋张剪断裂作用是南秧田钨矿床大矿富矿形成的主要因素。

a—顺推覆构造剪切面展布的大规模似层状矽卡岩钨矿体(据Zhang et al., 2021修改);b—受D3期北西或东西向张剪性断裂控制的云母-石英-白钨矿脉;c—晚期云母-石英-白钨矿脉体叠加于早期似层状矽卡岩矿体之上(据Zhang et al., 2021修改) 图 24 老君山矿集区南秧田钨矿床2期构造控矿特征 Fig. 24 Characteristics of the two-stage ore-control structures of the Nanyangtian W deposit in the Laojunshan ore-concentration area(a and c are modified after Zhang et al., 2021). (a) Stratiform skarn W orebody along the thrust shear plane. (b) Mica-quartz-scheelite veins controlled by NW- or EW- trending transtensional faults. (c) Late mica-quartz-scheelite veins superimposed on the early stratiform skarn W orebody.

总之,中生代构造变形对华南3个成矿(区)带成岩成矿时空分布具有重要的控制作用。构造变形序列解析成果可以为以闽西南马坑式铁多金属矿床、赣东北塔前-赋春钨铜多金属成矿带朱溪钨铜矿床及滇东南老君山矿集区南秧田钨矿床为代表的典型大型—超大型矽卡岩型矿床多期成矿作用的识别、矿化分布规律及叠加复合机理等方面提供重要依据。

5 中生代构造-岩浆-成矿动力学背景讨论

华南板块自古元古代以来经历了多期次的构造演化,中生代以来构造岩浆成矿作用尤为显著,主要与印支期及燕山期华南板块、特提斯板块和古太平洋板块相互作用相关(毛景文等,2007Li and Li, 2007董树文等,2008Suo et al., 2019李三忠等,2019)。

早中生代华南地块南缘古特提斯洋俯冲并沿宋马(Song Ma)缝合带闭合(Hieu et al., 2011; Liu et al., 2012; Faure et al., 2014)以及华南-华北板块沿秦岭-大别造山带的陆-陆碰撞(Wang et al,2007徐先兵等,2009Mao et al,2011),华南板块内部发生强烈的印支构造事件(245~225 Ma),形成近东西向的大规模褶皱冲断构造及北东—北北东向左旋走滑韧性剪切带(张岳桥等, 2009; Shi et al., 2013; Li et al., 2016)。印支运动后期(220~200 Ma)华南部分区域伴随碰撞后伸展变形。

滇东南一带处于印支与华南板块结合地带,由于俯冲碰撞引起的挤压及后期伸展变形广泛发育,右江—南盘江前陆盆地于中晚三叠世关闭并记录了印支运动的挤压变形(杨成富等,2020)。Song Chay穹窿则记录了印支后期伸展变形变质及成矿作用。其中位于穹窿北部的老君山矿集区构造解析及年代学研究,得出晚三叠世—早侏罗世经历了强烈的伸展变形、变质热事件及Sn成矿作用。与Yan et al.(2006)获得的穹窿北部拆离断层中角闪石39Ar-40Ar年龄(237 Ma),以及谭洪旗和刘玉平(2017)报告的斜长角闪岩带中榍石U-Pb同位素年龄(~236 Ma)接近。类似的拆离变形及热事件在越南东北部也有表现。Maluski et al.(2001)报道了从穹窿南部边缘236 Ma到中心164 Ma的云母40Ar-39Ar年龄。Roger et al.(2000)报道了越南东北部穹窿中云母的40Ar-39Ar和Rb-Sr同位素年龄分别为210±9 Ma、190±8 Ma、206±10 Ma和176±5 Ma。上述年代学结果表明,拆离变形可能自237 Ma持续到180 Ma左右。Song Chay穹窿晚印支期变质变形作用为该区新寨锡矿床成矿提供了成矿热液来源及控矿空间(217~197 Ma,云母40Ar-39Ar;王学焜,1994。209.5±1.1 Ma,金云母40Ar-39Ar;冯家睿等,2011a)。

印支运动在赣东北塔前-赋春一带主要表现为北东东向褶皱带、盆地边缘逆冲断层以及广泛的角度不整合,对应于该区D1期变形。相应的岩浆作用在该区并不发育,但早—中侏罗世碎屑岩中存在240 Ma的源区年龄(Xu et al., 2016),表明印支期花岗岩可能经历了后期强烈抬升而被剥蚀。

闽西南印支运动导致盆地于中晚三叠世关闭,形成D1期大规模北东向褶皱及盆地边缘的逆冲断层,并造成上三叠统不整合于下三叠统之上。受印支期板内造山环境的控制,闽西南盆地西缘沿印支期推覆构造带发育印支期花岗岩浆作用。虽然闽西南铁多金属成矿带发育印支期岩浆作用,但并未见到明显的多金属矿化,岩浆与成矿的关系需进一步研究。

综上,印支运动在华南主要成矿带都产生了不同类型的构造变形,并伴随着不均一的岩浆及变质作用,成矿作用在老君山钨锡矿集区较发育,对于其他2个成矿带的多金属矿化需要进一步开展预测研究。

早侏罗世开始,古太平洋板块开始向华南板块俯冲(Zheng et al., 2019),经历了由向西的平板俯冲向正常角度俯冲的转换,形成了侏罗纪岩浆弧(Li and Li, 2007Li et al., 2012)。古太平洋板块大规模向西俯冲发生于180 Ma左右(Suo et al., 2019),在华南不仅对印支期构造变形进行了叠加复合(张岳桥等,2009),同时形成不同类型的大规模逆冲推覆构造及大量同构造岩浆岩,并伴随着相应的成矿作用。

闽西南由于处于华南板块与古太平洋板块结合地带,板块俯冲导致该区强烈的推覆构造变形。其中中侏罗世自北西向南东的厚皮式叠瓦状推覆构造(D2-1)发育于盆地中部,并伴随相应的岩浆与成矿(Mao et al., 2003Li et al., 2016)。其中作为马坑式矿床重要组成部分的之一大排铁多金属矿床,其铅锌矿成矿作用形成于此阶段(~175 Ma,闪锌矿Rb-Sr;Vatuva, 2016),可能与中国东南部古太平洋板块向西俯冲相关(Suo et al., 2019)。

江南造山带之萍乡-乐平坳陷东段塔前-赋春一带由于古太平洋板块俯冲形成双重逆冲推覆构造(D2),使晚古生代赋矿地层呈断夹片分布于变质岩层中。推覆构造后期(~160 Ma)沿变质岩片理或沉积岩层间破碎带顺层侵入同构造花岗岩脉,并发育相应的铜钨矿化(霍海龙等,2018)。江南造山带西段湖南水口山163 Ma花岗闪长岩及铅锌矿床的形成也受逆冲推覆构造控制(马丽艳等,2006)。而江南造山带东段的德兴矿集区分布着172~168.5 Ma的Ⅰ型花岗闪长岩斑岩和同期的斑岩型铜矿化(Li et al., 2013),上饶船坑-铜山一带与铜矿化相关的石英二长斑岩顺层侵位于受推覆构造控制的原地岩系层间破碎带,岩体形成于175~170 Ma(毛建仁等,2013)。据此推断江南造山带大规模推覆构造发生时代可能处于175~160 Ma之间,并发育同构造期花岗岩浆,形成德兴大规模铜(钼)矿床及塔前—赋春成矿带早期铜钨多金属矿化。因此江南造山带中侏罗世大规模推覆构造及相应岩浆与成矿作用与早侏罗世以来太平洋板块持续向西俯冲有关(Li and Li, 2007)。

滇东南Song Chay穹窿及周边区域形成的大规模叠瓦状逆冲推覆构造(D2)可能也受制于此阶段古太平洋的西向俯冲。推覆构造后期也伴随着约160 Ma的花岗岩浆作用,顺推覆构造形成的剪切裂隙交代形成似层状矽卡岩型钨矿床。与南岭地区大规模成矿作用出现于中晚侏罗世(165~150 Ma)成矿时代非常近似(毛景文等, 2004, 2007; Peng et al., 2006)。

晚侏罗世(160~145 Ma)华南大陆由于古太平洋板块俯冲角度的变化处于由挤压向伸展转换过渡期(Li et al., 2014)。闽西南位于古太平洋板块俯冲的前缘,晚侏罗世持续发生薄皮式推覆构造变形(D2-2),导致石炭—二叠系碳酸盐岩及碎屑岩层位发生强烈褶皱及多层次的层间拆离。推覆构造后期,大约于145 Ma花岗岩浆侵入至石炭纪—二叠纪地层中交代形成马坑式铁矿床,矿体主要赋存于褶皱转折端及层间滑脱带中,表现为多层、似层状或透镜状的矽卡岩铁多金属矿体。

除闽西南外,塔前-赋春及滇东南地区推覆构造大约160 Ma结束,之后,岩石圈从挤压向伸展转换。其中江南造山带东段由于岩石圈松弛诱发花岗岩浆,早期双重逆冲推覆构造系统底板冲断层及中深部叠瓦状断层发生反转形成张性空间,岩浆沿着这些空间自南西向北东于153~147 Ma侵位至构造岩片与变质岩之间拆离滑脱空间,形成深成二云母花岗岩体及相关的大规模钨铜矽卡岩矿床(李岩等,2014苏晓云,2014王先广等,2015贺晓龙,2017)。滇东南Song Chay穹窿这一阶段没有明显构造岩浆与成矿事件,但Ar-Ar同位素记录了个别该阶段热事件的年代(薛伟,2019),是否存在成矿作用还需进一步研究。

上述3个重要成矿区带中晚侏罗世构造-岩浆-成矿与毛景文等(2007, 2008)指出的中晚侏罗世(170~145 Ma)华南中生代金属矿床及南岭钨锡大规模成矿作用形成的主要时代一致。

早白垩世(135~80 Ma) 由于古太平洋板块后撤,华南大陆岩石圈由挤压转变为伸展体制,岩石圈发生减薄,幔源物质上涌,形成广泛分布的伸展型盆地及大量岩浆岩,并发育不同类型的多金属矿化(毛景文等, 2007, 2008)。闽西南铁多金属成矿带内部及周缘也存在白垩纪伸展盆地,大田-龙岩一带东部还发育与马坑式铁多金属矿床空间关系紧密的早白垩世花岗岩。成矿花岗岩与马坑式铁矿中辉钼矿同位素年代都为130 Ma左右(袁远,2020),代表马坑式铁多金属矿床中钼矿化时代。白垩纪是滇东南老君山、个旧、薄竹山矿集区最重要的构造岩浆成矿阶段,广泛发育岩浆作用和钨锡成矿作用,对应的构造变形为张扭性断裂及层间滑脱带。相应的岩浆与成矿作用主要包括老君山花岗岩及与其相关的叠加于南秧田似层状矽卡岩矿体之上的脉型钨成矿作用(阙朝阳等,2014阙朝阳,2016Wang et al., 2019)、都龙超大型锡锌矿化(Zhao et al., 2017)。薄竹山矿集区花岗岩(87~85 Ma)(Chen et al., 2015)、个旧矿集区花岗岩体(86~77 Ma),以及相应的银、锡多金属矿化(95~77 Ma)的时空分布(Cheng and Mao, 2010; Cheng et al., 2012, 2013)都表明白垩纪伸展构造背景控制区域岩浆及成矿作用。塔前-赋春一带早白垩世主要形成D3期区域性的伸展盆地,以及叠加于早期变形之上的局部脆性断裂,主要岩浆岩为分布于珍珠山一带的钠长花岗岩(129.3±0.5 Ma、133.3±0.8 Ma,锆石U-Pb; 刘战庆等,2016),相应矿化为铌钽矿化。

综上,华南板块3个成矿区带都经历了印支期、燕山早期(中晚侏罗世)及晚期(白垩纪)的不同性质的构造变形,相应的矿床类型及成因等方面存在一些差异。印支期成矿与华南板块与周缘板块碰撞后的岩浆及变质热液相关,主要形成Sn及Nb-Ta矿床,主要矿床类型有热液型、石英脉型及矽卡岩型等。矿床的形成与同碰撞或后碰撞花岗岩相关(毛景文等,2008)。中晚侏罗世由于强烈推覆构造变形影响,3个成矿区带主要形成矽卡岩型-斑岩型W-Cu及Fe矿床,由于强烈推覆构造变形导致广泛发育层间滑脱空间,常形成层控矽卡岩型矿床。燕山晚期成矿受脆性伸展变形的影响,主要形成独立的热液脉型矿床,或叠加于早期矿化之上的脉状矿(化)体。

6 结论

在对华南中生代3个重要成矿带开展构造变形解析的基础上,综合分析了中生代以来各成矿带不同演化阶段的变形样式及形成背景,厘定了构造变形对岩浆就位与矿床分布的控制机理,探讨了不同成矿区带构造-岩浆-成矿的时空关系及异同。主要认识如下:

(1) 构造解析表明,华南板块3个成矿带都经历了中生代3期主要变形序列,包括印支期挤压及后期伸展、中晚侏罗世推覆构造及白垩纪伸展变形。由于处于板块不同部位,不同成矿带构造变形强度及类型表现不一致。印支末期老君山钨锡矿集区为大规模中深层伸展拆离变形,塔前-赋春钨铜多金属成矿带及闽西南铁多金属成矿带则为挤压褶皱及逆冲变形。燕山期3个区域都存在大规模推覆构造变形,但作用时限及变形样式存在差异,闽西南铁多金属成矿带存在2个阶段推覆构造变形,延续至晚侏罗世末期,老君山钨锡矿集区及塔前-赋春钨铜多金属成矿带推覆变形结束于晚侏罗世早期;推覆构造变形样式方面:闽西南铁多金属成矿带表现为早期基底卷入的厚皮叠瓦状推覆及晚期以盖层岩系为主的薄皮滑覆变形,塔前-赋春钨铜多金属一带表现为双重逆冲构造样式,老君山矿集区则为多层叠瓦状逆冲变形。

(2) 构造变形序列及控岩控矿分析得出,不同成矿区带都存在与变形序列相一致的岩浆或变质热事件。并利用变形序列对应岩浆期次的完整性规律,在闽西南成矿带针对马坑式铁多金属矿床识别出与中晚侏罗世推覆及早白垩世伸展变形序列相对应的Pb-Zn-Cu矿化(~175 Ma)、矽卡岩型铁矿化(~145 Ma)以及热液型钼矿化(~130 Ma)3期成矿作用,并提出马坑式矿床为多期矽卡岩-热液型叠加复合矿床的认识。塔前-赋春钨铜多金属成矿带朱溪特大型钨铜矿床可能形成于早期(~160 Ma)浅成岩脉及晚期(~150 Ma)深成花岗岩相关的两阶段叠加成矿。而老君山矿集区除中晚白垩世成矿外,还存在与印支期及中晚侏罗世变形序列相应的岩浆(变质)及成矿事件,其中南秧田矽卡岩型钨矿化形成于~160 Ma。

(3) 构造控矿研究表明,马坑式铁多金属矿床多层、分散、形态规模变化大的矿体特征与中晚侏罗世推覆构造导致的原地赋矿岩系发生强烈褶皱及伸展拆离作用相关;朱溪钨铜矿床自浅至深大跨度矿化及深部巨型透镜状矿体集中分布特征与双重逆冲推覆构造形成的不同层次多重构造空间相关;南秧田钨矿床大范围分布的似层状矽卡岩矿体受推覆构造形成的连续稳定顺层剪切面控制,后期叠加了右行走滑应力作用下的高品位张性含矿脉体。控矿构造变形样式是矿体形态及空间分布的主要控制因素。

致谢: 野外工作得到福建省地勘局闽西地质大队、第八地质大队、福建省地质调查院、江西省912地质大队、麻栗坡紫金钨业有限公司的大力帮助,在此一并表示感谢。

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