華南重要成礦區帶中生代構造變形及其控巖控礦機理

張 達李 芳賀曉龍胡擘捷張鑫明畢珉烽王 森霍海龍薛 偉劉松巖

1.中國地質大學(北京)地球科學與資源學院,北京 100083;2.中國地質科學院礦產資源研究所,北京 100037;3.中國地質科學院地質力學研究所,北京 100081

0 引言

華南大陸自古元古代以來,歷經原始陸殼形成與增生,古陸裂解與拼貼(李獻華等,2012;舒良樹,2012),陸內造山與活動大陸邊緣疊加復合等多階段的構造巖漿活動,形成了大量的不同時代的構造單元及構造變形形跡,并為該區大規模成礦奠定了重要基礎,使華南成為環太平洋成礦域的重要成礦省之一。由于中生代以來構造巖漿疊加作用強烈(張岳橋等,2012),華南與中生代花崗巖相關的大規模鎢錫及鐵銅多金屬礦化最為顯著(毛景文等,2004,2007,2008;華仁民等,2005)。

華南中生代鎢錫礦化集中分布于3個區域,分別為華南中東部的南嶺成礦帶、東北部贛皖相鄰區江南鎢礦帶以及西南部的滇東南-桂西北成礦帶(毛景文等,2004,2007,2008;華仁民等,2005)。其中江南鎢礦帶鎢多金屬礦床被認為與中晚侏羅世(153～147 Ma)花崗巖漿作用有關,多以斑巖-矽卡巖型為主,主要礦床包括朱溪及大湖塘超大型鎢多金屬礦床(Guo et al., 2011; Ouyang et al., 2019; 毛景文等,2020)。滇東南—桂西一帶分布的矽卡巖型鎢錫礦床則被認為主要與中晚白堊世(130～90 Ma)巖漿作用關系密切,包括廣西大廠錫礦、云南個舊錫礦、都龍錫礦及南秧田鎢礦床等(曾志剛等,1998;Cheng and Mao,2010;Cheng et al., 2012, 2013;譚筱虹等,2010;馮佳睿等,2011a, 2011b; 石洪召等,2011, 2015;闕朝陽等,2014; 闕朝陽,2016; Zhou et al.,2017;Zhao et al., 2018a, 2018b; Wang et al.,2019)。前者形成于中晚侏羅世古太平洋板塊俯沖背景(毛景文等,2007;李曉峰等,2008),而后者則與中晚白堊世(130～90 Ma)由于板塊后撤而導致的伸展背景相關(毛景文等,2007)。華南中生代銅鐵金多金屬礦床主要分布于閩西南鐵多金屬成礦帶、欽杭結合帶以及長江中下游成礦帶內(毛景文等,2008)。其中閩西南鐵多金屬成礦帶主要包括馬坑式鐵多金屬礦床(趙一鳴等,1983; 張承帥等,2013a, 2013b),以及紫金山式火山熱液-斑巖型銅金礦床(張德全等,2001a, 2001b)。

雖然學者們對華南主要成礦帶及典型礦床的時空分布規律的認識不斷趨于一致,指出華南不同成礦區帶具有相對集中的成礦時代特征。但隨著同位素年代學數據的不斷出現,一些重要成礦區帶獲得的新的成礦年齡帶來了對傳統成礦作用階段的重新思考。如滇東南老君山礦集區鎢錫礦床被認為與晚白堊世花崗巖有關,但近年來有214～209 Ma(馮佳睿等,2011b)、205 Ma(馮佳睿等,2011a)、159 Ma(李建康等,2013)、119～117 Ma(劉玉平等,2011)等晚三疊世、晚侏羅世—早白堊世成礦時代的報道;分布于閩西南鐵多金屬成礦帶的馬坑式鐵多金屬礦床,也存在晚古生代海相火山沉積-熱液改造型(葛朝華等,1981;葛朝華和韓發, 1984;韓發和葛朝發,1983a, 1983b)及晚中生代層控鈣矽卡巖型(趙一鳴等,1982,1983)等不同認識;朱溪超大型鎢銅礦床雖然被認定為與153 Ma二云母花崗巖相關(李巖等,2014;劉善寶等,2014),但區內還存在多期不同時代不同類型的花崗巖漿作用(霍海龍等,2015),是單一階段還是多階段成礦尚不明確。不僅如此,大多數大型—超大型礦床還表現出特殊的礦化分布及疊加復合特征,如滇東南南溫河鎢礦床除似層狀礦體外,還疊加了高品位的脈狀鎢礦體(闕朝陽等,2014);馬坑式鐵多金屬礦床表現出鐵、鉛鋅、鉬礦化的明顯分帶性(張志等,2014);朱溪超大型鎢銅礦床存在自地表以下500～2000 m的大跨度鎢銅礦化分布特征等(陳國華等,2012,2015;Ouyang et al., 2019)。礦化分布的控制因素及形成機理還需進一步厘定。

華南重要成礦帶金屬礦床廣泛存在的多階段及多種類型疊加成礦的特征,與華南大陸中生代以來就和古太平洋板塊、印支板塊及華北板塊相互作用的特殊構造背景相關。不同期次的構造變形應該是多階段成礦作用的重要控制因素(Mccaig et al., 2000; El-Wahed et al., 2016; Zhang et al.,2017)。構造作用對礦床的控制是理解礦床形成就位、熱液運移及礦床成因的關鍵 (Cox et al.,2001; Oliver et al., 2001; Scherrenberg et al.,2016)。因此開展礦田或礦床構造解析,精細梳理構造變形序列,分析構造變形序列與成巖成礦過程的時空關系,是準確理解重要成礦區帶成巖成礦作用階段及礦化時空分布的重要途徑。一些學者對于華南大陸中生代以來構造變形雖然開展了較為深入的研究,但對于華南重要成礦帶礦田或礦床尺度的控礦構造變形解析成果還較為缺乏,特別是控制礦田或礦床的主要變形格局的理解還欠深入,這在一定程度上制約了對于重要成礦區帶成礦作用過程及礦床成因的認識。

為了探討成礦區帶成礦作用過程及礦床成因,擬選取華南3個重要成礦區帶(閩西南鐵多金屬成礦帶、贛東北塔前-賦春鎢銅多金屬成礦帶以及滇東南老君山鎢錫礦集區)開展構造變形解析及其控巖控礦研究,在此基礎上,針對3個成礦區帶典型層控矽卡巖型礦床礦化分布及成礦過程差異性,分析多期構造變形對多階段成礦作用的控制機理,并探討變形-巖漿-成礦的動力學背景。

1 區域地質背景

華南地塊(SCB)位于亞歐板塊東南緣,挾持于西南部的特提斯-喜馬拉雅構造域及東部的太平洋構造域之間,主要由西北部的揚子地塊和東南部的華夏地塊組成(Zhou et al., 2002;Wang et al.,2003;董樹文等,2008;Chu et al.,2012;Charvet,2013;Mao et al., 2013b;圖1)。新元古代晚期(800～750 Ma),揚子與華夏地塊經歷了廣泛的裂谷作用及相應的巖漿事件(張承帥,2013b)。早古生代未華南塊體內部發生了強烈的加里東造山運動,伴隨著強烈的重熔型花崗質巖漿活動,形成了武夷山隆起、齋江(Song Chay)穹窿,以及疊加于江南造山帶之上的構造巖漿活動。海西期(405～270 Ma),華南地塊經歷了晚古生代陸內伸展(Gilder et al., 1991; Charvetet al., 2010; Chu et al.,2012),出現大范圍的海進,形成了閩西南-粵北坳陷、饒南坳陷、萍(鄉)-樂(平)坳陷帶,以及南盤江-右江盆地等,并形成煤系及大面積碳酸鹽巖與碎屑巖地層。晚二疊世—早三疊世,由于華南板塊與西南部印支地塊的作用,陸表海不斷縮小,逐漸形成前陸盆地海陸交互相沉積,局部伴隨著強烈的巖漿活動。中晚三疊世華南板塊內部發生強烈的印支構造事件(245～225 Ma),坳陷盆地關閉并上升成陸,導致近東西向區域褶皺和近南北向逆沖推覆構造(張岳橋等, 2009; Shi et al., 2013; Li et al., 2016)。華南板塊也經歷了從與二疊紀—中三疊紀古特提斯域相關的構造域到以環太平洋活動大陸邊緣為主的晚三疊世—白堊紀構造環境的轉變(吳淦國等,2000),主要演化階段包括晚三疊世—早侏羅世、中晚侏羅世和中晚白堊世,對應華南地區3次巖漿作用和成礦作用(毛景文等,2007; Mao et al., 2013b)。其中自中侏羅世開始(～170 Ma),華南板塊由于受到“東亞巖石圈多向會聚”而出現大規模的巖石圈擠壓增厚(董樹文等, 2008; Dong et al., 2015),形成中深層次的推覆構造,導致早期不同時代的地質體發生疊置異位,為中生代大規模巖漿作用及成礦奠定了重要的構造背景(徐先兵等, 2009;張岳橋等, 2009; Li et al., 2014; 毛建仁等, 2014),并形成了多個重要的成礦區帶(圖1)。這些成礦帶同時也記錄了發生在不同構造單元上的多階段構造變形與巖漿作用。下面選取閩西南鐵多金屬成礦帶、贛東北塔前-賦春鎢銅多金屬成礦帶以及滇東南老君山鎢錫礦集區開展構造變形序列及構造控巖控礦特征研究。

圖1 華南主要構造格局與礦產分布圖(據張岳橋等,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 成礦區帶成礦地質特征

2.1 閩西南鐵多金屬成礦帶

閩西南坳陷經歷了前泥盆系基底形成、晚古生代盆地形成與發育、中生代以來盆地閉合與改造等演化階段(吳淦國等,2000),造就了該區活動陸緣構造控制下的晚古生代碳酸鹽巖及碎屑巖沉積建造并疊加中生代火山-侵入巖漿作用的構造-建造-巖漿格局(圖2),為區內鐵銅多金屬礦床的形成奠定了良好的成礦地質條件,其中馬坑式礦床主要為大田-龍巖一帶產于中下石炭統—中二疊統碳酸鹽巖及碎屑巖地層中的層狀、似層狀矽卡巖型鐵多金屬礦床(趙一鳴等,1980),是福建省乃至東南沿海最具經濟價值的鐵礦床。

圖2 閩西南地質構造與鐵多金屬礦床分布圖(據張達等,2011修改)Fig.2 Geological structure and distribution of iron polymetallic deposits in southwestern Fujian province (modified after Zhang et al.,2011)

(1)成礦地質體特征

馬坑式鐵多金屬礦床位于晚中生代花崗巖體接觸帶及附近,主要類型包括黑云母花崗巖、花崗斑巖、二長花崗巖和花崗閃長巖等(趙一鳴等,1983;張承帥等,2012a, 2012b)。表現為高硅富鉀,普遍貧鈣、鎂,為準鋁質-弱過鋁質巖石,均不同程度富集K、Rb、Th、U、Y和REE,顯著虧損P、Ti、Sr、Ba、Nb、Ta等元素,具有中等至強負Eu異常和平緩右傾型稀土配分模式,屬于高鉀鈣堿性的高分異Ⅰ型花崗巖(王森等,2015)。UPb同位素測年顯示出大洋-莒舟花崗巖形成于145～125 Ma(張承帥等,2012b;Zhang et al.,2014;王森等,2015)、洛陽花崗巖為131±1 Ma與131.6±0.6 Ma(張達等,2012)、潘田長坑巖體為131.7±0.5 Ma(來守華等,2014)、陽山巖體為130 Ma(Vatuva,2016),表明花崗巖形成于早白堊世。

(2)成礦空間

礦床明顯受構造界面控制,主要賦存于沉積地層內部不同巖性界面間的拆離滑脫面上(關玉祥和楊添水,1994;陶建華,2008, 王森等,2018),包括中石炭統經畬組—下二疊統棲霞組碳酸鹽巖與下伏巖系接觸界面,船山—棲霞組與文筆山組—童子巖組界面,以及童子巖組與翠屏山組—溪口組之間的接觸界面。這些層間滑脫斷層受后期推覆構造改造構成逆沖推覆-拆離成礦構造系統,并成為馬坑式鐵多金屬礦床成礦熱液運移的通道及賦礦的重要空間。

(3)礦床地質特征與成礦作用過程

馬坑式鐵多金屬礦床一般由鐵礦體、鉛鋅、鉬礦體組成,其中鐵礦體位于巖體接觸帶及附近,鉛鋅銅礦體位于礦床外帶,而鉬礦化則分布于整個礦床中(趙一鳴等,1983;張承帥等,2012a,2012b)。礦(化)體多賦存于中石炭統經畬組、上石炭統船山組、下二疊統棲霞組以及下三疊統溪口組碳酸鹽巖中及其附近,表現為較明顯的“層控”特點。

礦床通常包括主礦體和若干小礦體,主礦體呈似層狀或透鏡狀,沿碳酸鹽巖底部拆離滑脫帶或褶皺轉折端展布,小礦體則散布于賦礦地層巖性界面或拆離斷層中(圖3)。鐵礦體與石榴石或透輝石矽卡巖有關,鉛鋅礦體及鉬礦體與硅化及黃鐵礦化等相關(福建省地質八隊,1982)。

圖3 閩西南馬坑式鐵多金屬礦床礦體分布剖面示意圖(據福建省地質調查院,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)

礦石類型普遍多樣,依據礦物共生組合可以劃分出4種主要類型:石英磁鐵礦、透閃石磁鐵礦、透輝石磁鐵礦和石榴子石磁鐵礦,多數鐵礦床以后兩種為主。礦石礦物以磁鐵礦為主,其次包括閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、輝鉬礦,黃銅礦等,脈石礦物主要包括透輝石、鈣鐵輝石、石榴子石、含氯角閃石、透閃石及石英,次為鉀長石、符山石、綠泥石、螢石、方解石等(張承帥等,2013b)。礦石構造主要為致密塊狀、斑雜狀以及條帶-條紋狀構造,次為角礫狀構造、脈狀-網脈狀構造等,礦石結構常見交代殘余結構、似海綿隕鐵結構(趙一鳴等,1983;張志等,2014)。

馬坑式鐵多金屬礦床圍巖蝕變主要以鈣質矽卡巖化為主,還發育硅化、鉀化、絹云母化、螢石化、碳酸鹽化等蝕變。成礦作用總體上經歷了3個主要階段:鈣矽卡巖階段、退化蝕變階段和石英硫化物-碳酸鹽階段。成礦流體主要來源于中酸性花崗巖,金屬元素主要來自于地殼,少量混有上地幔成分。

晚古生代—早中生代閩西南沉積了較厚的上古生界碎屑巖及碳酸鹽巖地層,并受印支運動作用發生強烈褶皺隆升,隆起邊緣不同巖性界面間形成拆離滑脫斷層,為層控矽卡巖型鐵多金屬礦床創造了空間。中侏羅世以來,大規模逆沖推覆構造對原地賦礦巖系進一步疊加改造,早期形成的層間滑脫構造發生褶皺并在核部形成有利于成礦的“虛脫”空間。晚侏羅世末(～145 Ma)推覆向伸展變形轉換過程中花崗閃長巖侵位于晚古生代碳酸鹽巖地層中,富含鐵質的流體順先期形成的層間滑脫空間與圍巖發生交代作用,形成含磁鐵礦的矽卡巖。早白堊世,巖石圈發生大規模伸展,于～130 Ma黑云母花崗巖侵位,形成疊加于似層狀磁鐵礦之上的輝鉬礦化,并在外圍形成鉛鋅(銅)礦體。

2.2 贛東北塔前-賦春鎢銅多金屬成礦帶

贛東北塔前-賦春鎢銅多金屬成礦帶地處江南造山帶東南部,萍樂拗陷帶東端。主要構造演化階段包括中新元古代古板塊裂解拼貼,形成廣泛分布的中新元古界淺變質基底;晚古生代—早中生代陸內坳陷作用階段,形成相應石炭系—三疊系碎屑巖及碳酸鹽巖蓋層沉積,中生代以來印支—燕山板內造山作用階段,形成大規模構造巖漿作用(楊明桂, 2004)。多階段構造巖漿作用為成礦奠定了良好地質環境,形成了包括朱溪超大型礦床在內的一系列鎢銅多金屬礦床(點)(圖4)。

(1)成礦地質體

以淺表分布的巖脈及中深層次隱伏巖株為主。其中朱溪鎢銅礦區主要由花崗閃長巖、黑云母花崗巖和二云母花崗巖組成(劉建光等,2015;劉善寶等,2017),總體上花崗巖為過鋁質,且具高硅和鉀,及中度負Eu異常,輕稀土元素富集,重稀土元素貧化,為S型花崗巖,鋯石U-Pb同位素年齡集中在160～147 Ma(李巖等,2014;霍海龍等,2015;劉建光等,2015;劉善寶等,2017)。此外珍珠山一帶還存在早白堊世白云母花崗巖,一般認為與鈮鉭礦化相關。

(2)成礦空間

鎢銅礦床主要賦存在條帶狀展布的石炭系—三疊系碳酸鹽巖及碎屑巖地層中,其中以石炭系—二疊系灰巖及白云巖中最為重要(陳國華等,2012)。石炭—三疊系主要呈2個條帶展布(圖4),即北部的朱溪條帶及南部的涌山條帶,其中朱溪條帶分布有朱溪特大型鎢銅礦床、彈嶺銅多金屬礦床以及塔前銅鉬礦床,涌山條帶分布有張家塢、月形、楊草尖及橫路銅多金屬礦床(點)等。主要成礦空間為侵入體接觸帶、層間破碎帶及受構造改造的不整合面,共同構成雙重逆沖推覆成礦構造系統。其中淺部以層間滑脫帶為主,而深部則以巖體接觸帶及受推覆構造改造的不整合界面為主(陳國華等,2015;霍海龍等,2015)。

圖4 塔前—賦春成礦帶地質構造與礦產分布圖(據陳國華等,2012修改)Fig.4 Geological structure and mineral distribution of the Taqian-Fuchun metallogenic belt (modified after Chen et al., 2012)

(3)礦床地質特征與成礦作用過程

塔前-賦春鎢銅多金屬成礦帶典型礦床為朱溪超大型鎢銅礦床,該礦床是近十年來新發現的以矽卡巖型為主,鎢銅礦于一體的特大型多金屬礦床,其中探明儲量鎢達340萬噸,伴生銅22萬噸(何細榮等,2011;陳國華等,2012,2015;Pan et al.,2020)。該礦床主要由兩個礦帶組成(圖5),其中深部Ⅰ號主礦帶厚大礦體賦存于黃龍組碳酸鹽巖與萬年群淺變質巖接觸界面附近,礦體多呈似層狀、透鏡狀,以矽卡巖型礦石為主,云母-石英細脈狀白鎢礦石次之。淺部Ⅱ號礦帶礦體主要賦存于船山組與黃龍組接觸界面附近的層間裂隙中,呈脈狀和似透鏡狀。主礦體往深部產狀變緩,厚度品位變大變富,最厚處達449 m。礦種及礦化強度也有自淺部往深部增多變強的趨勢,表現出上部以銅鎢為主,下面則為鎢銅鉛鋅的礦化規律(陳國華等,2015)。

圖5 朱溪鎢銅礦床聯合剖面圖(據賀曉龍等,2018修改)Fig.5 Combined profile of the Zhuxi W-Cu deposit (modified after He et al., 2018)

朱溪鎢銅礦床礦石礦物主要為白鎢礦、黃銅礦,伴生礦物有閃鋅礦、黃鐵礦、方鉛礦、毒砂、磁黃鐵礦、輝鉬礦、雌黃和雄黃等。脈石礦物為石榴子石、透輝石、透閃石、陽起石、符山石等,以及長石、綠泥石、蛇紋石、螢石、方解石和石英等(趙苗等,2015;賀曉龍等,2018)。礦石結構主要有粒狀結構、固溶體分離結構、溶蝕交代結構等。礦石構造主要有細脈浸染狀、網脈浸染狀、團塊狀、塊狀、脈狀、角礫狀等。圍巖蝕變以矽卡巖化為主,包括石榴石、透輝石矽卡巖等,此外還發育云英巖化、絹英巖化,以及硅化、泥化等蝕變(賀曉龍等,2018;Pan et al.,2020)。成礦作用分為4個階段:矽卡巖階段、退化蝕變階段、石英-硫化物階段以及碳酸鹽-螢石階段(賀曉龍等,2018)。

中侏羅世(170 Ma)開始,沿江紹斷裂帶發育大規模的中生代推覆構造,～160 Ma左右,由于巖石圈擠壓增厚而導致地殼熔融,形成殼源花崗巖,沿碳酸鹽巖裂隙侵位形成花崗斑巖脈,并與圍巖交代在淺表形成以銅為主的脈狀礦體。～150 Ma,二云母花崗巖漿就位于變質巖與碳酸鹽巖受改造的不整合面,在滑脫帶附近形成巖株。在巖體與圍巖接觸帶附近,大規模的矽卡巖化等圍巖蝕變是晚侏羅世花崗質巖漿熱液與石炭—二疊系灰巖及白云巖持續相互作用的結果(李巖等,2014;李寧,2017;劉經緯等,2017;賀曉龍等,2018;Pan et al.,2018;Song et al.,2018a,2018b,2019)。成礦流體早期主要來自花崗質巖漿,之后混有大氣降水,并沿推覆構造形成的破碎帶運移,并交代碳酸鹽巖地層發生強烈矽卡巖化,形成矽卡巖-熱液脈型礦體(賀曉龍,2017;Pan et al.,2019;秦麗娟,2020)。

2.3 滇東南老君山鎢錫礦集區

滇東南成礦帶經歷了華夏及揚子板塊元古代—早古生代的相互作用,晚古生代以來的陸內伸展及擠壓等板內造山作用。印支期由于南側印支板塊向北推擠及造山后伸展造成了強烈的變形及變質作用,燕山期由于古太平洋板塊持續而強烈的擠壓形成了不同階段的構造與巖漿作用,以及不同規模與類型的成礦作用。自西向東形成了個舊、薄竹山及老君山鎢錫金屬礦集區,其中老君山礦集區位于齋江(Song Chay)穹窿北西部,圍繞老君山晚中生代巖體分布有南秧田鎢礦、都龍錫鋅礦以及新寨錫礦床等多處大中型礦床(圖6)。

(1)成礦地質體

主要巖漿巖為中晚白堊世老君山花崗巖,由中粗粒二云母二長花崗巖、中細粒二云母二長花崗巖和斑狀花崗巖等組成(忻建剛和袁奎榮等,1993;劉玉平等,2000,2007;馮佳睿等,2010)。巖體主要為強過鋁質、富鉀、鈣堿性S型復式花崗巖,來源于古老地殼物質的部分熔融(劉艷賓等,2014),同位素年齡位于118～76 Ma間(安保華等,1990;劉玉平等,2007;馮佳睿等,2010,張斌輝等,2012;Feng et al., 2013;李進文等,2013;劉艷賓等,2014;Xu et al., 2015;藍江波等,2016),鎢錫礦床主要圍繞巖體接觸帶及附近分布。

(2)成礦空間

Song Chay穹窿內部各地質體之間的層間斷裂接觸界面為不同類型礦化提供了構造空間。其中包括變質巖內順片理發育的多層層間滑脫帶,除此之外,后期陡傾脆性裂隙帶成為脈狀礦體的賦礦空間。前寒武紀南秧田巖組及灑西巖組片巖及變粒巖分別為南秧田鎢礦床及灑西鎢鈹礦床賦礦層位。新寨巖組片巖夾透鏡狀大理巖為新寨錫礦床及都龍超大型錫鋅礦床賦礦層位,上述拆離滑脫-推覆構造及脆性斷裂構成了該區不同層次的成礦構造系統。

(3)礦床地質特征及成礦作用過程

老君山礦集區主要有鎢、錫、鉛、鋅、銅、銀、鈹等礦床(點),以白鎢礦為主的礦床主要分布于老君山巖體以東區域,規模較大,以南溫河-灑西一帶最為密集(闕朝陽等,2014)。北部新寨-長田一帶主要以變質熱液型錫鉛鋅多金屬礦為主,代表性礦床為新寨錫礦(馮佳睿等,2011a)。南東部都龍一帶為錫鋅多金屬礦區,代表性礦床為都龍超大型錫鋅多金屬礦,礦體主要呈似層狀或脈狀分布(劉玉平等,2007)。巖體內部發育以石英脈型黑鎢礦和錫石為主的礦床,規模較小。

南秧田鎢礦床為滇東南成礦帶較為典型的大型矽卡巖型白鎢礦床,主要由南秧田、巖腳、大漁塘和茅坪4個礦段組成(圖6)。礦床儲量34萬噸,平均品位0.49% (闕朝陽等,2014;Wang et al., 2019)。礦體產于南秧田巖組層狀矽卡巖中(圖7),局部發育云母-石英脈礦體。總體上似層狀礦體以走向北東、傾向南東、傾角5°～15°分布于南北長4 km、東西寬2 km范圍內(闕朝陽等,2014;圖6)。

圖6 老君山礦集區及外圍地質構造與礦產分布圖(據畢珉烽等,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)

圖7 南秧田鎢礦床0號勘探線剖面圖(據有色地勘局317隊資料,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)

矽卡巖礦體以多層、延伸穩定、連續性較好為特征,礦體與圍巖接觸面清晰(闕朝陽等,2014;石洪召等,2015)。除順層展布的矽卡巖之外,礦區內還存在一定數量的含高品位白鎢礦的云母石英脈集中分布北西向和近東西向的斷層和花崗斑巖脈附近(闕朝陽等,2014),以陡傾角切割片巖和矽卡巖礦體。

南秧田礦床白鎢礦石類型主要有矽卡巖型、含白鎢礦硫化物型及白鎢礦云母石英脈型3種。主要金屬礦物有白鎢礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦、毒砂、黃銅礦、錫石、輝鉬礦等。脈石礦物有石英、長石、白云母、黑云母、透輝石、透閃石、陽起石、簾石類、榍石、電氣石、螢石、磷灰石、鋯石、方解石、綠泥石等。

南秧田礦區圍巖蝕變主要為矽卡巖化,其次為云英巖化、硅化、碳酸鹽化、綠泥石化及絹英巖化等(馮佳睿等, 2011a, 2011b; 闕朝陽等,2014)。矽卡巖化主要呈層狀沿變質巖層間展布,其他蝕變則不均勻地疊加于矽卡巖化之上。透輝透閃矽卡巖及石榴子石矽卡巖中一般富集白鎢礦,云英巖化一般呈條帶狀貫穿于矽卡巖化中。

印支運動末期老君山礦集區由于造山后伸展,產生大量的層間滑脫空間,同時由于變質熱液作用形成新寨變質熱液型錫礦床。165～145 Ma為華南巖石圈發生大規模擠壓作用的重要階段,形成大規模的推覆構造變形,老君山一帶同時期花崗巖漿作用沿推覆構造變形導致的剪切裂隙貫入交代鈣質成份較高的泥灰巖,形成矽卡巖型礦床。該階段為似層狀矽卡巖型鎢礦床的重要成礦階段。120～100 Ma為伸展變形階段,形成高角度的張扭性裂隙,并伴隨著侵入巖漿活動形成一系列陡傾的含鎢長英質脈型礦體。90～75 Ma為老君山巖體大規模侵入期,形成巖體內部石英脈型黑鎢礦床、都龍巖漿熱液型以及矽卡巖型錫鋅多金屬礦床。

3 不同成礦區帶中生代構造變形特征

3.1 閩西南鐵多金屬成礦帶

閩西南鐵多金屬成礦帶中生代以來歷經多期次擠壓與伸展構造變形及相應巖漿作用。區域構造解析厘定出4期構造變形,以印支—燕山期廣泛分布的收縮構造變形較為顯著。其中,支撐區域主體構造格局的變形為中—晚侏羅世推覆構造,多期次構造變形導致區域不同時代地層復雜的空間疊置關系(圖8)。

圖8 閩西南中生代構造變形特征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 印支期構造變形(D1)

中生代以來華南西南緣印支板塊向華南板塊俯沖拼貼,導致華南中東部發生板內造山及晚古生代盆地閉合,并使晚三疊世以前蓋層廣泛發生褶皺變形,形成角度不整合,同時伴生拆離滑脫和逆沖推覆構造。

印支期褶皺構造變形:表現為晚古生代碎屑巖及碳酸鹽巖地層發生強烈褶皺,其中大型復式褶皺自西向東主要分布于明溪-武平、永安-永定以及大田-龍巖一帶(福建省地質礦產勘查開發局,1985;圖2),不同地層由于巖性差異而出現寬緩直立褶皺(圖8a)、緊閉尖楞狀至倒轉褶皺等。持續的褶皺變形導致翼部地層發生拆離滑脫(圖8b、8c),常見掩臥(圖8b)、平臥褶皺(圖8b、8c)、順層剪切及片理化等現象,并出現一系列的順層拆離滑動面(圖9,圖10)。

圖9 閩西南早中生代拆離變形及伴生褶皺特征Fig.9 Early Mesozoic detachment deformation and associated folds in southwestern Fujian

圖10 龍巖翠屏山一帶拆離斷層及其變形特征(據閩西地質大隊,1989修改)Fig.10 Detachment fault and its deformation in the Cuipingshan area, Longyan (modified after The Geological Party of Western Fujian, 1989)

印支期逆沖推覆構造變形:持續擠壓導致坳陷西緣前泥盆紀變質基底巖系推覆于晚古生代沉積蓋層之上(關玉祥等,1989;關玉祥和楊添水,1994;陶建華等,2008),主要分布在武夷山隆起與閩西南坳陷交接部位(圖11)。推覆面一般呈疊瓦狀,兩側巖石多具片理化、糜棱巖化,并被侏羅系地層不整合覆蓋,以及燕山早期花崗巖侵位,推斷推覆構造形成于印支末期。

圖11 閩西南盆地西緣印支期推覆構造剖面圖(據閩西地質大隊,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 中晚侏羅世推覆構造變形(D2)

閩西南坳陷中晚侏羅世推覆構造主要沿基底與蓋層及蓋層內部多個巖性分界面發生,總體呈北東向分布于盆地邊緣及內部,自西向東可分為3個主要推覆構造帶,其中與鐵多金屬礦相關的推覆構造帶主要位于大田-龍巖凹陷內(圖2)。

閩西南坳陷盆地西緣推覆構造主要表現為前泥盆系基底巖系大面積推覆于晚古生代至早中侏羅世原地巖系之上,以單沖型逆沖斷層系為主(圖12),具厚皮構造特征。盆地內部外來巖系呈條帶狀分布。蓋層內部常形成次級推覆面(圖8d、8e);至盆地東緣進入推覆體鋒帶,常見飛來峰(陶建華,1987)。原地巖系沿底面滑動使沉積巖層內部發生逆沖(圖13),并導致形成斜歪、倒轉至平臥褶皺(圖8f),并發育多條小型逆沖斷層,組成復雜堆垛體,呈現薄皮式滑動變形特征。

圖12 閩西南盆地西緣中侏羅世末推覆構造特征(D2-1)(據閩西地質大隊,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)

圖13 閩西南盆地中東部晚侏羅世推覆構造特征(D2-2)(據閩西地質大隊,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)

根據推覆構造卷入地層時代及不整合接觸關系等,該期推覆構造可以分為2個亞階段:D2-1(中侏羅世末)及D2-2(晚侏羅世末)。中侏羅世末推覆構造(D2-1)分布于閩西南盆地西緣,外來巖系直接覆蓋于中侏羅統上,并被上侏羅統覆蓋。晚侏羅世末推覆構造(D2-2)主要分布于盆地東緣,原地巖系最新地層為上侏羅統,且推覆構造被早白堊世早期花崗巖侵位(142 Ma) (呂良冀等,2014),推斷形成于晚侏羅世末期。

3.1.3 白堊紀伸展變形(D3)

白堊紀閩西南地區整體進入伸展變形階段,早白堊世主要形成陸相火山沉積建造,并伴隨著大規模的酸性巖漿活動,為伸展背景的產物。晚白堊世,由于強烈的拉伸斷陷,形成以紅色為主的雜色陸相碎屑巖沉積(福建省地質礦產勘查開發局,1985)。由于強烈伸展導致閩西南盆地邊緣斷層重新活動,成為巖漿侵位的通道,小型層間斷層經重新拉張也成為有利成礦空間。

綜上所述,閩西南地區中生代主要經歷了3期變形,其中印支期—燕山期推覆構造表現為自西向東逐步變新且變形加強的趨勢,造就了基底與蓋層復雜的疊置關系,形成多層構造界面及沉積地層多重變形樣式。

3.2 塔前-賦春鎢銅多金屬成礦帶中生代構造變形特征

贛東北塔前-賦春一帶位于揚子板塊江南島弧東南部,欽杭接合帶萍樂拗陷帶之東端,其北部緊鄰九嶺-障公山隆起,南側為萬年隆起(楊明桂, 2004;楊明桂等, 2015)。構造變形解析表明,塔前-賦春鎢銅多金屬成礦帶中生代同樣經歷了3期構造變形,包括印支期褶皺、中晚侏羅世逆沖推覆及早白堊世伸展變形,但變形樣式及時序與閩西南存在差異。

3.2.1 印支期褶皺變形(D1)

主要分布于晚古生代至早中生代碳酸鹽巖及碎屑巖地層中(圖4),樞紐走向總體上為北東—北東東向(張岳橋等,2012),褶皺軸面由于后期推覆構造的改造而發生斜歪,甚至倒轉。被上三疊統—下侏羅統地層覆蓋形成角度不整合。

3.2.2 中侏羅世—晚侏羅世早期推覆構造變形(D2)

塔前-賦春一帶由大面積出露的新元古界變質巖與上古生界—下中生界沉積巖組成,這些沉積巖主要呈北東—北東東向條帶狀夾持于變質巖中,且呈斷層接觸(圖4),斷層面總體傾向北西。推覆系統中原地及外來巖系都有較強的變形(圖14),主推覆方向為北西向南東。沉積地層呈斷夾片分布于變質巖中,受推覆變形影響在深部表現為向斜(霍海龍等,2018),其中發育不協調褶皺及層間滑脫構造,導致地層間形成層間破碎帶及虛脫空間。

圖14 贛東北塔前-賦春鎢銅多金屬成礦帶推覆構造變形特征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(Pt3 w) overlay the Early Jurassic Shuibei Formation(J1 s) 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

推覆構造卷入的最新地層為早侏羅世水北組,結合侵入推覆構造原地巖系層間滑脫面的花崗斑巖脈的形成時代(～160 Ma;霍海龍等,2018),可以確定該區D2期推覆構造晚于早侏羅世,而早于160 Ma,推斷形成時代為中侏羅世—晚侏羅世早期。

根據塔前-賦春推覆構造帶外來與原地巖系空間展布特征,構造樣式主要表現為受控于北西向南東推覆而形成的雙重逆沖推覆構造系統(圖15),深層次基底巖系中存在底板沖斷帶,晚古生代碎屑巖及碳酸鹽巖地層受上部疊瓦狀斷層控制呈構造斷片夾持于變質基底巖層中,并造成不同巖性層之間發生強烈拆離滑脫。

圖15 景德鎮-鵠山推覆構造變形剖面圖(剖面位置見圖4)Fig.15 Cross-section of the Jingdezhen-Hushan nappe structural deformation (The cross-section position is shown in Fig.4)

3.2.3 白堊紀伸展變形(D3)

塔前-賦春一帶白堊紀進入伸展變形階段,形成一系列北東—北北東向張性或張剪性斷裂,或使早期斷裂發生伸展改造。區域上由于地殼強烈伸展而形成北東向斷陷盆地并沉積厚層陸源碎屑(Li et al., 2014),同時伴隨著大規模的白堊紀與伸展環境相關的酸性-中酸性巖漿活動。

3.3 老君山鎢錫礦集區中生代構造變形特征

老君山礦集區所處的Song Chay穹窿及周圍區域地處華南板塊與特提斯板塊的交接地帶(Roger et al., 2000; Maluski et al., 2001; Yan et al.,2006; 譚洪旗和劉玉平,2017), 記錄著相對完整的多期構造變形,這些對于理解滇東南W-Sn成礦帶與特提斯及古太平洋板塊的相互關系較為關鍵(Wang et al.,2010; 畢珉烽等,2015;Zhao et al., 2018b)。通過構造解析在老君山礦集區厘定出3期中生代變形序列,包括印支期末伸展拆離變形、中晚侏羅世逆沖推覆變形以及白堊紀張扭性斷裂變形(圖16)。

圖16 老君山礦集區構造變形特征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 印支期末伸展拆離變形(D1)

Song Chay穹隆主要由老城坡片麻狀花崗巖(S3Lγ)、南撈構造片麻巖(Ngn),以及古元古界南秧田巖組(Pt1n)及灑西巖組(Pt1s)片巖組成的穹窿核部,以及新元古界新寨巖組(Pt3x)變質蓋層兩個構造單元組成,二者被近東西向展布的拆離斷層所分隔。變質核內普遍發育的透入性面理S1及向南或北傾伏的礦物拉伸線理,指示了向北的拆離變形(圖16a)。根據卷入變形的斜長角閃巖(變質鋯石U-Pb, 220.37±0.59 Ma;畢珉烽等,2015)以及片麻巖(219.1±0.4 Ma～210.11±0.11 Ma, 云母40Ar-39Ar;薛偉,2019),以及越南東北部拆離變形時代(210±9 Ma、190±8 Ma、206±10 Ma, 云母40Ar-39Ar;Rb-Sr, 176±5 Ma;Roger et al., 2000),推斷伸展變形形成于晚三疊世—早侏羅世。

3.3.2 中晚侏羅世逆沖推覆變形(D2)

Song Chay穹窿內識別出3個較為重要的逆沖推覆構造面,分別是:F0為南秧田巖組(Pt1n)與下伏南撈片麻巖(Ngn)分界線,F1為老城坡片麻狀花崗巖(S3Lγ)與下伏的南秧田巖組(Pt1n)分界線,F2為灑西巖組地層(Pt1s)和下伏老城坡片麻狀花崗巖(S3Lγ)的分界線(圖17)。這些推覆構造面總體呈北東走向,緩傾向南東,產狀較為穩定。斷裂面上下巖石變形強烈,發育糜棱巖,遠離斷裂面則應變強度逐漸變弱。變形運動學揭示出自南東向北西的疊瓦狀逆沖(圖16b、16d、16e、16g、16h)。推覆構造對印支期拆離變形(D1)變形面理S1改造形成軸面傾向南東的不對稱褶皺(圖16c、16f、16g);并沿褶皺軸面以及S2面理形成多層次逆沖剪切面(圖16b、16c、16f)。

圖17 Song Chay穹窿多層次推覆變形及似層狀矽卡巖礦體分布圖Fig.17 Multi-layer nappe deformation of the Song Chay dome and distribution of layered skarn orebodies

根據推覆構造對印支期末拆離構造變形的改造,以及侵入推覆系統中的成礦花崗巖U-Pb年齡(162.5±3.0 Ma;畢珉烽等,2015),推斷推覆構造形成于中侏羅世—晚侏羅世早期。

3.3.3 早白堊世張扭性斷裂及伸展滑脫構造變形(D3)

老君山鎢錫礦集區白堊紀進入區域伸展階段,一方面形成一系列北西、北西西及近東西向陡傾張扭性斷層(圖17),截切并改造了早期變形(D1、D2)形成的構造面理。沿上述斷層見晚白堊世似斑狀花崗巖脈侵入(89.88±0.53 Ma, 鋯石UPb;Wang et al., 2019),限制伸展變形發生于白堊紀。

另一方面,伸展作用也使早期(D1)新寨巖組與下伏花崗片麻巖之間的拆離斷層重新活動,形成層間滑脫破碎帶,并被老君山巖體晚期花崗巖脈侵位(85 Ma,鋯石U-Pb;薛偉,2019)。

總之,老君山礦集區中生代同樣經歷了多期次的構造變形,其中印支期末的伸展拆離及中晚侏羅世的疊瓦狀逆沖推覆構造變形奠定了該區主體構造格局,后期伸展及走滑為主的脆性變形對早期變形具有疊加改造作用。

綜上所述,華南板塊中生代以來以3個重要成礦區帶為代表的東南部、中部及西南部都受到了印支期、中晚侏羅世以及白堊紀3期強烈的構造變形作用,但變形樣式及強度存在較大差別。華南西南部滇東南老君山鎢錫礦集區印支期主要表現為強烈的伸展拆離,中晚侏羅世為多層疊瓦狀逆沖推覆,而早白堊世晚期則以高角度脆性斷裂為主;華南中部贛東北塔前-賦春鎢銅多金屬成礦帶印支期主要表現為褶皺變形,中晚侏羅世發生大規模的雙重逆沖推覆,構成了區內主要構造變形樣式,白堊紀主要以伸展盆地及疊加于早期構造之上的拉張變形為主;東南部的閩西南鐵多金屬成礦帶印支期主要形成逆沖斷層、大規模褶皺及層間拆離斷層,中侏羅世及晚侏羅世分別形成厚層及薄皮推覆構造,而早白堊世主要表現為伸展盆地及張性斷層。上述構造變形的時空特征表明,華南不同成礦區帶的多期構造變形為多階段成礦奠定了重要的基礎。變形樣式及強度的差異導致成礦作用類型的多樣性。因此對比分析華南不同成礦區帶構造變形特征對于準確理解成礦作用類型及礦床地質特征的時空規律具有重要的指示意義。

4 構造變形序列與成巖成礦時空分布的關系

4.1 閩西南鐵多金屬成礦帶構造變形序列與成巖成礦關系

4.1.1 推覆構造變形對中生代巖漿巖與馬坑式礦床時空分布的控制

閩西南鐵多金屬成礦帶構造變形解析表明推覆構造總體上有自北西向南東從印支期向燕山期逐漸演化的規律,變形強度自盆地西緣隆起帶向盆地東緣帶逐漸加強,并控制區域成巖成礦的時空格局。

閩西南盆地西緣隆起帶為印支期推覆構造根帶,由于推覆導致該帶擠壓增厚,印支期后由于巖石圈擠壓后松馳,沿該帶發育印支期花崗巖漿,以武平桂坑巖體(220±6.0 Ma,鋯石U-Pb;孫濤等,2007)及小陶巖體(222.0±3.5 Ma,鋯石UPb;王麗娟等,2007)等為代表,但鮮見與該期巖漿相關的成礦作用。

閩西南盆地中西部連城-上杭、永安-永定一帶的推覆構造主要形成于中侏羅世末(D2-1,規模強度逐漸變大,構造帶邊緣出現中侏羅世早期—晚侏羅世早期(約180～160 Ma)的花崗巖漿,如湯泉巖體(182.9±3.6 Ma、160.06±0.83 Ma, 鋯石U-Pb;毛建仁等,2004)、姑田巖體(160.06±0.83 Ma,鋯石U-Pb;王麗娟等,2007)。成礦作用僅有姑田及湯泉一帶存在的鉬銅及鐵礦化,時代大約為160 Ma(Li et al., 2016a, 2016b)。而在江南造山帶德興一帶分布有172～168.5 Ma與銅鉬礦化有關的Ⅰ型花崗閃長斑巖(Li et al.,2013)。根據D2-1期推覆構造變形的分布及強度,閩西南應該存在相應的巖漿與成礦記錄。Vatuva (2016)通過對馬坑外圍大排鐵多金屬礦床中的似層狀Pb-Zn-Cu礦體開展閃鋅礦及黃鐵礦Rb-Sr同位素測年,獲得175.5±3.3 Ma成礦年代,與德斑巖型銅鉬礦床(173 Ma、170 Ma, 輝鉬礦Re-Os)成礦時代相似(Lu et al., 2005; Mao et al., 2011),推斷馬坑式礦床可能存在與中晚侏羅世構造巖漿活動相關的成礦作用。

晚侏羅世末推覆構造變形(D2-2)分布于閩西南盆地中東部,推覆構造強度大,推覆距離至少超過50 km(陶建化等,2008)。該帶原地蓋層巖系普遍發生薄皮式逆沖推覆(林全勝,2013)。隨著推覆構造變形于晚侏羅世末進入尾聲,在大田-龍巖一帶高星鐵礦區形成～150 Ma的成礦花崗巖及相關的矽卡巖型鐵礦化(龔勇,2013)。龍巖馬坑及大排鐵多金屬礦區也分別獲得成礦花崗巖的同位素年齡(144.8±0.9 Ma, 鋯石U-Pb;張承帥等,2012b),其中在大排鐵礦區內可見該期花崗巖內部及接觸帶部位矽卡巖型磁鐵礦化明顯,推斷大田-龍巖一帶存在～150 Ma的花崗巖,馬坑式鐵礦床矽卡巖型鐵礦化也可能形成于此階段。

隨著區域推覆構造在145 Ma結束(呂良冀等,2014),閩西南全面進入伸展階段(D3),盆地東部推覆構造帶邊緣伸展變形尤為顯著,沿大排、馬坑、洛陽、潘田及陽山一帶盆地邊緣斷層侵入早白堊世花崗巖,形成于135～125 Ma期間。馬坑式鐵多金屬礦床輝鉬礦Re-Os同位素年齡也在134～130 Ma間。鉬礦化與早白堊世花崗巖形成時代一致性說明早白堊世伸展構造背景下馬坑式鐵礦床也存在1期成礦作用。

綜上所述,閩西南鐵多金屬成礦帶推覆構造控制中生代多期次巖漿與成礦作用。馬坑式鐵多金屬礦床的形成可能與晚中生代受推覆-伸展背景控制的3期巖漿作用相關,為多期矽卡巖-熱液疊加復合礦床。依據上述控巖控礦規律,盆地東緣的大田-龍巖、陽山-潘田以及更東部的火山巖下應該是閩西南馬坑式鐵多金屬礦的有利成礦部位。

4.1.2 推覆構造對馬坑式礦床賦礦層位的控制

推覆構造對馬坑式礦床石炭—二疊系碳酸鹽巖賦礦層位控制作用明顯。受推覆構造影響沉積蓋層內部沿多個構造滑動面發生逆沖而導致賦礦層位疊置重復,因此沿推覆構造帶賦礦地層由于構造疊置加厚而成為成礦有利部位。

龍巖中甲、馬坑、永定樟坑及大排鐵礦多金屬礦床位于九峰崎推覆體邊緣(圖18),德化陽山、安溪潘田鐵礦則也位于德化陽山-安溪劍斗推覆構造帶周緣,賦礦地層分布連續穩定。不僅如此,由于推覆構造分布區推覆面可作為屏蔽層阻止巖漿熱液擴散而利于熱液聚集在碳酸鹽巖地層中成礦(圖19)。

圖18 龍巖九峰崎推覆體與鐵多金屬礦床分布圖Fig.18 Distribution of the Jiufengqi nappe structure and iron polymetallic deposits in Longyan

圖19 馬坑外圍推覆構造及其對矽卡巖型鐵礦化體的控制Fig.19 Nappe structures around Makeng and their control on the skarn-type iron mineralization

4.1.3 推覆構造對馬坑式礦床礦體形態的控制

大田-龍巖一帶中晚侏羅世推覆構造變形(D2)導致原地巖系產生強烈的擠壓,并沿沉積地層底界發生滑動而形成不同類型的褶皺及層間伸展拆離。其中倒轉及平臥褶皺較常見,褶皺轉折端頂部由于拉張發育張節理,核部則由于層間不協調彎曲出現“虛脫”空間,是成礦熱液交代沉淀的有利場所。馬坑、潘田、陽山礦區透鏡狀礦體大多位于倒轉或平臥褶皺的轉折端,構成馬坑式礦床的主礦體(圖20)。

圖20 德化陽山受褶皺控制的矽卡巖礦體(據林全勝,2013修改)Fig.20 Skarn orebodies controlled by the folds in Yangshan,Dehua(modified after Lin, 2013)

此外,由于褶皺過程中翼部地層發生層間拆離滑脫,形成的層間破碎帶被熱液充填交代形成層狀、似層狀的矽卡巖礦體。因此推覆構造導致馬坑式礦床賦礦地層變形并形成多種不同類型的成礦空間,導致不同礦區出現復雜多樣的礦體形態。

綜上,閩西南鐵多金屬成礦帶中生代構造變形序列對馬坑式鐵多金屬礦床成礦過程及礦化分布具有時空控制作用。構造控巖控礦機制對于尋找鐵多金屬礦床具有重要指導意義。

4.2 贛東北塔前-賦春鎢銅多金屬成礦帶

4.2.1 推覆構造變形對中生代成礦巖漿侵位的控制

贛東北塔前-賦春一帶主要出露淺部順層侵入的花崗斑巖脈及深部隱伏花崗巖巖株,大部分分布在塔前、張家塢、土家塢、朱溪及珍珠山一帶,受塔前-賦春北東向斷裂控制明顯(圖21)。年代學研究揭示該區中生代花崗巖形成于中晚侏羅世(161～147 Ma)以及早白堊世(133～129 Ma)。

圖21 塔前—賦春一帶推覆構造控巖控礦特征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

中晚侏羅世花崗巖(161～147 Ma)就位機制研究得出,該期花崗巖明顯存在2種不同的就位機制,即淺部順層侵入的花崗閃長斑巖及花崗斑巖脈或巖墻,其形成時間集中于161～158 Ma(霍海龍等,2018),以及深部呈巖株狀侵入的隱伏二云母花崗巖體,侵位發生于153～147 Ma期間(李巖等,2014;蘇曉云,2014;陳國華等,2015)。其中前者被認為是塔前、月形、張家塢一帶銅鎢礦化的主要成礦地質體,而后者則被認為是朱溪巨型鎢銅礦床成礦母巖。

構造變形解析表明,塔前-賦春一帶晚侏羅世2個階段花崗巖主要受雙重逆沖推覆系統不同層次構造部位控制,并表現出不同的侵位機制。

早期(161～158 Ma)淺層巖脈順變質巖片理帶或沉積巖層間破碎帶侵位,其侵位空間主要為雙重逆沖推覆構造系統內的斷夾片及其兩側變質巖中的層間裂隙,形成與斷裂帶平行的傾角較陡的巖脈,大多表現為眼球狀或透鏡狀,表明巖脈侵入后受到推覆過程中壓剪變形改造(圖21a),也暗示花崗巖脈形成于D2期推覆構造變形晚期(圖21b—21d),并約束推覆構造變形上限約為160 Ma。

晚期中深層次大規模的隱伏花崗巖株埋藏較深,一般超過1500 m。深部巖體侵位大約發生于153～147 Ma期間,侵入體切割D2期推覆構造,是區域擠壓向伸展轉換過程的產物。其侵位機制為深部巖漿呈巖舌狀沿雙重逆沖推覆系統深層基底底板沖斷層向上侵入至中深層次沉積與變質不整合界面附近(圖22)。由于該不整合面受到推覆構造改造發生滑脫且發育破碎帶(圖21e),深部大規模巖漿的注入,發生汽球膨脹侵位使巖體體積不斷膨大。因此區域雙重逆沖推覆構造系統底板沖斷層及石炭—二疊系構造斷片與變質巖之間接觸界面是大規模花崗巖漿活動的主要空間。

1—新元古代變質巖;2—中石炭統—下三疊統碳酸鹽巖及碎屑巖(C2-T1);3—中地殼變質變形巖石組合;4—下地殼變質變形巖石組合;5—中侏羅世(～170 Ma)巖漿房;6—黑云母花崗巖巖漿房(～160 Ma);7—二云母花崗巖巖漿房(～150 Ma);8—鈉長花崗巖巖漿房(～130 Ma);9—絹云母化黑云母花崗巖巖墻組合體;10—二云母花崗巖巖株;11—鈉長花崗巖巖株;12—淺表花崗巖巖脈(～160 Ma);13—淺表花崗巖巖脈(～150 Ma);14—淺表花崗巖巖脈(～130 Ma);15—鎢礦(化)體和銅礦(化)體;16—MOHO面;17—逆沖斷層;18—頂底板滑脫面圖22 塔前—賦春一帶推覆構造控巖控礦模式圖Fig.22 Model of rock/ore control by the nappe structures in the Taqian-Fuchun area1-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

隨著白堊紀華南大陸中部全面轉變為伸展背景,塔前-賦春一帶發育與該伸展背景對應的D3期伸展變形,主要表現為白堊紀伸展盆地及構造帶內部發育A型花崗巖,形成于130 Ma左右(劉戰慶等,2016),以珍珠山一帶與鈮鉭礦化相關的鈉長花崗巖為代表。

構造對巖漿形成與侵位控制研究表明,塔前-賦春一帶存在～160 Ma、～150 Ma及～130 Ma共3期與成礦相關的花崗巖漿作用,分別受該區雙重逆沖推覆構造系統不同層次斷層空間的控制。已有研究指出朱溪鎢銅礦床有關的成礦巖體集中于153～147 Ma,對應于第2期侵位于深部的花崗巖株。但朱溪礦區構造解析表明該區既有深部有利的侵位空間,也有淺層次順層滑脫空間,為2期巖漿活動提供了有利條件。朱溪礦區淺部也獲得了～160 Ma順層侵位的同構造花崗閃長斑巖脈,且伴有鎢銅礦化,因此推斷朱溪礦區應該存在2期成礦花崗巖。

朱溪鎢銅礦床成礦強度大,多數報道傾向于朱溪超大型鎢銅礦床形成于晚侏羅世(李巖等,2014;蘇曉云,2014;陳國華等,2015),與153～147 Ma花崗巖漿作用有關。朱溪礦區自地下500 m至2000 m深度存在大范圍礦化,且礦化存在明顯分帶性。礦床地質特征也顯示出存在多期多類型礦化,且礦區自深部至淺層次存在多期不同時代的巖株及巖脈侵位。以上特征表明朱溪鎢銅礦床應該是多期礦化復合作用的結果。構造變形解析表明,朱溪礦區所在的塔前-賦春鎢銅多金屬成礦帶主體變形為D2期推覆構造,形成的雙重逆沖變形格局控制了2期成礦花崗巖侵位。基于上述變形序列、多期巖漿及復合礦化特征,認為朱溪超大型鎢銅床至少存在2期成礦作用,早期(～160 Ma)與淺部花崗閃長斑巖脈相關的銅鎢礦化,以及后期(～150 Ma)與二云母花崗巖相關的矽卡巖型鎢銅礦化,這一認識也可以解釋礦床自淺到深大跨度礦化事實以及上銅下鎢的礦化分帶規律。

4.2.2 構造變形對多期復合成礦及礦化就位空間的控制

塔前-賦春一帶雙重逆沖構造由于規模大并連通深部巖漿房,為成礦作用提供了重要來源,其中中間層次及淺層次的疊瓦狀斷裂為大跨度的礦化及超大型礦床定位奠定了基礎。

早階段成礦作用主要與早期淺表順層侵位花崗閃長斑巖脈相關,成礦熱液沿淺層裂隙貫入并交代碳酸鹽巖而形成礦化。如塔前礦區有與巖脈有關的銅礦化(胡正華等,2015),張家塢一帶巖脈體周圍也出現銅鎢礦化,朱溪礦區淺表的銅鎢礦化也與此階段花崗巖漿作用相關。

晚階段成礦作用主要位于中深部,這一部位既是主要成礦地質體侵位空間,也是重要的成礦空間。雙重逆沖推覆系統底板滑脫帶上部發育有疊瓦狀斷層、層間滑脫帶以及不對稱褶皺等(圖22),一方面為巖漿熱液的運移提供了良好的通道,也是礦產定位的有利場所,另外由于存在石炭系灰巖與基底變質砂巖交界,構成有利成礦的地球化學硅鈣面。除此之外,灰巖與變質巖界面受變形改造沿傾向方向呈撓折彎曲,出現多個由陡變緩的臺階狀(圖5),產狀變化部位也是成礦的有利部位。

此外成礦過程中由于深部源自巖漿的超壓流體促使巖石破裂并改變巖石應力狀態(徐興旺等,2019),進而形成新的成礦結構面(圖21e、21f),受構造應力、巖漿熱源驅動的成礦流體在多期次成礦過程中形成大規模成礦作用(高孝巧等,2016)。

因此,朱溪超大規模鎢銅礦床透鏡狀與脈狀礦體的成礦空間與D2期大型雙重逆沖變形系統提供的不同層次的構造部位相關。

4.3 老君山鎢錫礦集區構造變形序列與成巖成礦關系

4.3.1 老君山鎢錫礦集區構造變形與中生代多期成巖成礦作用

老君山礦集區構造解析鑒別出3期中生代以來構造變形序列,記錄了中生代以來Song Chay 穹窿受印支板塊及古太平洋板塊與華南塊體的作用過程,并對應與成礦相關的變質或巖漿熱事件,以及滇東南成礦帶典型的W-Sn成礦階段(圖23)。

圖23 滇東南W-Sn成礦時代分布特征Fig.23 Distribution of the W-Sn metallogenic ages in southeastern Yunnan

D1期伸展拆離變形與變質及Sn成礦作用:印支期末大規模中深層次的伸展變形形成穹窿內廣泛分布的順層滑脫帶,同時也伴隨強烈的低角閃巖相的區域變質作用(畢珉烽,2015)。變質作用提供成礦熱液并利用伸展拆離構造空間運移成礦形成新寨Sn礦床及其他多金屬礦化(209.5±1.1 Ma, 金云母40Ar-39Ar;馮佳睿等,2011a)。

D2期推覆構造變形導致Song Chay穹窿內部及外圍變質基底及蓋層巖系發生相互疊置,在南秧田巖組片巖中形成S2面理及大量順面理的剪切裂隙。這種大規模的推覆構造在華南塊體其他區域往往伴隨花崗巖漿活動(毛景文等,2007, 2008;李曉峰等, 2008; Guo et al., 2011; 成永生,2016;Ouyang et al., 2019)。但滇東南一直未發現中晚侏羅世花崗巖漿活動。通過對老君山礦集區南秧田鎢礦床開展礦床剖析及同位素年代學研究,獲得與似層狀鎢礦體相關的花崗巖體形成時代為163～155 Ma,且巖體侵入至南秧田巖組片巖中,沿多層順層斷裂空間交代形成南秧田似層狀矽卡巖鎢礦體(圖17)。晚侏羅世成礦花崗巖的發現表明滇東南老君山礦集區存在與D2期構造變形相關的花崗巖漿活動及鎢成礦作用。上述結果也表明滇東南一帶可能存在與南嶺鎢錫成礦帶一致的晚侏羅世花崗巖(毛景文等,2007, 2008;李曉峰等, 2008)。

D3期變形為張剪性脆性斷裂作用,受區域地殼大規模伸展背景控制,一方面形成一系列的張剪性脆性斷裂,另一方面由于疊加復合作用造成早期層間滑脫構造重新活動(薛偉等,2019)。該期變形主要活動時間為白堊紀,相應的巖漿活動為滇東南一帶廣泛存在的與錫鎢相關的中晚白堊世花崗巖(Cheng et al., 2012,2013; 闕朝陽等,2014;闕朝陽,2016;Zhao et al., 2018b; Wang et al., 2019),其形成時代為120 Ma～75 Ma(劉玉平等,2007;馮佳睿等,2010;Cheng and Mao,2010,2013; 張斌輝等,2012;Cheng et al., 2013;Feng et al., 2013; Xu et al., 2015; Chen et al.,2015;藍江波等,2016;Zhao et al., 2018b; Wang et al., 2019)。該期成礦可分為2個亞階段120～100 Ma以及90～76 Ma,其中第1個亞階段主要形成疊加于層狀矽卡巖礦體上的脈狀鎢礦化,第2個亞階段形成沿新寨巖組構造滑脫帶分布的矽卡巖型錫鋅礦化。

因此,通過構造變形序列與巖漿或變質熱事件及成礦關系的梳理,可以為完善區域構造-巖漿(變質)-成礦過程提供合理的依據。

4.3.2 構造變形對南秧田鎢礦床似層狀矽卡巖礦體的控制

老君山礦集區南秧田鎢礦床為大型似層狀矽卡巖型礦床,該礦床主礦體分布范圍較廣,主要賦存于南秧田巖組片巖層內矽卡巖中,由多層連續分布的層狀矽卡巖組成。除層狀或似層狀矽卡巖礦體外,礦區不同部位也可見切層含白鎢礦云母石英脈,常導致局部發生礦化富集。南秧田鎢礦床多層矽卡巖型礦體大范圍連續分布特征可能與其受較穩定且具有一定規模的順層展布的構造裂隙控制相關。構造變形解析得出中晚侏羅世(D2)推覆構造變形導致南秧田巖組內部形成大量相互平行的剪切裂隙。這些剪切裂隙向南東緩傾斜,且延伸穩定。在推覆構造變形后期應力松弛階段,剪切裂隙發生反轉變為張剪性。隨著晚侏羅世花崗巖侵位,巖漿熱液沿多層張剪裂隙面貫入交代圍巖而形成多層含鎢矽卡巖礦體(圖17),總體產狀與推覆構造面一致(圖24a)。除層狀礦體外,南秧田鎢礦床局部發育高品位脈狀礦體,主要集中在礦區內北西向及近東西向斷裂兩側(圖24b),表現為陡傾長英質含鎢脈體疊加于矽卡巖礦體之上,導致礦化富集,品位增大。這些脈體主要受控于D3期斷裂右旋剪切作用,形成羽狀張裂隙且被含鎢成礦熱液充填(圖24c),并疊加于早期矽卡巖礦體之上,形成局部富礦體。綜上,老君山礦集區推覆構造變形及后期右旋張剪斷裂作用是南秧田鎢礦床大礦富礦形成的主要因素。

圖24 老君山礦集區南秧田鎢礦床2期構造控礦特征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-quartzscheelite veins controlled by NW- or EW- trending transtensional faults. (c) Late mica-quartz-scheelite veins superimposed on the early stratiform skarn W orebody.

總之,中生代構造變形對華南3個成礦(區)帶成巖成礦時空分布具有重要的控制作用。構造變形序列解析成果可以為以閩西南馬坑式鐵多金屬礦床、贛東北塔前-賦春鎢銅多金屬成礦帶朱溪鎢銅礦床及滇東南老君山礦集區南秧田鎢礦床為代表的典型大型—超大型矽卡巖型礦床多期成礦作用的識別、礦化分布規律及疊加復合機理等方面提供重要依據。

5 中生代構造-巖漿-成礦動力學背景討論

華南板塊自古元古代以來經歷了多期次的構造演化,中生代以來構造巖漿成礦作用尤為顯著,主要與印支期及燕山期華南板塊、特提斯板塊和古太平洋板塊相互作用相關 (毛景文等,2007;Li and Li,2007;董樹文等,2008;Suo et al., 2019;李三忠等,2019)。

早中生代華南地塊南緣古特提斯洋俯沖并沿宋馬(Song Ma)縫合帶閉合(Hieu et al., 2011;Liu et al., 2012; Faure et al., 2014) 以及華南-華北板塊沿秦嶺-大別造山帶的陸-陸碰撞(Wang et al,2007;徐先兵等,2009;Mao et al,2011),華南板塊內部發生強烈的印支構造事件(245～225 Ma),形成近東西向的大規模褶皺沖斷構造及北東—北北東向左旋走滑韌性剪切帶(張岳橋等,2009; Shi et al., 2013; Li et al., 2016)。印支運動后期(220～200 Ma)華南部分區域伴隨碰撞后伸展變形。

滇東南一帶處于印支與華南板塊結合地帶,由于俯沖碰撞引起的擠壓及后期伸展變形廣泛發育,右江—南盤江前陸盆地于中晚三疊世關閉并記錄了印支運動的擠壓變形(楊成富等,2020)。Song Chay穹窿則記錄了印支后期伸展變形變質及成礦作用。其中位于穹窿北部的老君山礦集區構造解析及年代學研究,得出晚三疊世—早侏羅世經歷了強烈的伸展變形、變質熱事件及Sn成礦作用。與Yan et al.(2006)獲得的穹窿北部拆離斷層中角閃石39Ar-40Ar年齡(237 Ma),以及譚洪旗和劉玉平(2017)報告的斜長角閃巖帶中榍石UPb同位素年齡(～236 Ma)接近。類似的拆離變形及熱事件在越南東北部也有表現。Maluski et al.(2001)報道了從穹窿南部邊緣236 Ma到中心164 Ma的云母40Ar-39Ar年齡。Roger et al.(2000)報道了越南東北部穹窿中云母的40Ar-39Ar和Rb-Sr同位素年齡分別為210±9 Ma、190±8 Ma、206±10 Ma和176±5 Ma。上述年代學結果表明,拆離變形可能自237 Ma持續到180 Ma左右。Song Chay穹窿晚印支期變質變形作用為該區新寨錫礦床成礦提供了成礦熱液來源及控礦空間(217～197 Ma,云母40Ar-39Ar;王學焜,1994。209.5±1.1 Ma,金云母40Ar-39Ar;馮家睿等,2011a)。

印支運動在贛東北塔前-賦春一帶主要表現為北東東向褶皺帶、盆地邊緣逆沖斷層以及廣泛的角度不整合,對應于該區D1期變形。相應的巖漿作用在該區并不發育,但早—中侏羅世碎屑巖中存在240 Ma的源區年齡(Xu et al., 2016),表明印支期花崗巖可能經歷了后期強烈抬升而被剝蝕。

閩西南印支運動導致盆地于中晚三疊世關閉,形成D1期大規模北東向褶皺及盆地邊緣的逆沖斷層,并造成上三疊統不整合于下三疊統之上。受印支期板內造山環境的控制,閩西南盆地西緣沿印支期推覆構造帶發育印支期花崗巖漿作用。雖然閩西南鐵多金屬成礦帶發育印支期巖漿作用,但并未見到明顯的多金屬礦化,巖漿與成礦的關系需進一步研究。

綜上,印支運動在華南主要成礦帶都產生了不同類型的構造變形,并伴隨著不均一的巖漿及變質作用,成礦作用在老君山鎢錫礦集區較發育,對于其他2個成礦帶的多金屬礦化需要進一步開展預測研究。

早侏羅世開始,古太平洋板塊開始向華南板塊俯沖(Zheng et al., 2019),經歷了由向西的平板俯沖向正常角度俯沖的轉換,形成了侏羅紀巖漿弧(Li and Li,2007;Li et al., 2012)。古太平洋板塊大規模向西俯沖發生于180 Ma左右(Suo et al.,2019),在華南不僅對印支期構造變形進行了疊加復合(張岳橋等,2009),同時形成不同類型的大規模逆沖推覆構造及大量同構造巖漿巖,并伴隨著相應的成礦作用。

閩西南由于處于華南板塊與古太平洋板塊結合地帶,板塊俯沖導致該區強烈的推覆構造變形。其中中侏羅世自北西向南東的厚皮式疊瓦狀推覆構造(D2-1)發育于盆地中部,并伴隨相應的巖漿與成礦(Maoet al., 2003;Li et al., 2016)。其中作為馬坑式礦床重要組成部分的之一大排鐵多金屬礦床,其鉛鋅礦成礦作用形成于此階段(～175 Ma,閃鋅礦Rb-Sr;Vatuva, 2016),可能與中國東南部古太平洋板塊向西俯沖相關(Suo et al., 2019)。

江南造山帶之萍鄉-樂平坳陷東段塔前-賦春一帶由于古太平洋板塊俯沖形成雙重逆沖推覆構造(D2),使晚古生代賦礦地層呈斷夾片分布于變質巖層中。推覆構造后期(～160 Ma)沿變質巖片理或沉積巖層間破碎帶順層侵入同構造花崗巖脈,并發育相應的銅鎢礦化(霍海龍等,2018)。江南造山帶西段湖南水口山163 Ma花崗閃長巖及鉛鋅礦床的形成也受逆沖推覆構造控制(馬麗艷等,2006)。而江南造山帶東段的德興礦集區分布著172～168.5 Ma的Ⅰ型花崗閃長巖斑巖和同期的斑巖型銅礦化(Li et al., 2013),上饒船坑-銅山一帶與銅礦化相關的石英二長斑巖順層侵位于受推覆構造控制的原地巖系層間破碎帶,巖體形成于175～170 Ma(毛建仁等,2013)。據此推斷江南造山帶大規模推覆構造發生時代可能處于175～160 Ma之間,并發育同構造期花崗巖漿,形成德興大規模銅(鉬)礦床及塔前—賦春成礦帶早期銅鎢多金屬礦化。因此江南造山帶中侏羅世大規模推覆構造及相應巖漿與成礦作用與早侏羅世以來太平洋板塊持續向西俯沖有關(Li and Li, 2007)。

滇東南Song Chay穹窿及周邊區域形成的大規模疊瓦狀逆沖推覆構造(D2)可能也受制于此階段古太平洋的西向俯沖。推覆構造后期也伴隨著約160 Ma的花崗巖漿作用,順推覆構造形成的剪切裂隙交代形成似層狀矽卡巖型鎢礦床。與南嶺地區大規模成礦作用出現于中晚侏羅世(165～150 Ma)成礦時代非常近似(毛景文等,2004,2007; Peng et al.,2006)。

晚侏羅世(160～145 Ma)華南大陸由于古太平洋板塊俯沖角度的變化處于由擠壓向伸展轉換過渡期(Li et al., 2014)。閩西南位于古太平洋板塊俯沖的前緣,晚侏羅世持續發生薄皮式推覆構造變形(D2-2),導致石炭—二疊系碳酸鹽巖及碎屑巖層位發生強烈褶皺及多層次的層間拆離。推覆構造后期,大約于145 Ma花崗巖漿侵入至石炭紀—二疊紀地層中交代形成馬坑式鐵礦床,礦體主要賦存于褶皺轉折端及層間滑脫帶中,表現為多層、似層狀或透鏡狀的矽卡巖鐵多金屬礦體。

除閩西南外,塔前-賦春及滇東南地區推覆構造大約160 Ma結束,之后,巖石圈從擠壓向伸展轉換。其中江南造山帶東段由于巖石圈松弛誘發花崗巖漿,早期雙重逆沖推覆構造系統底板沖斷層及中深部疊瓦狀斷層發生反轉形成張性空間,巖漿沿著這些空間自南西向北東于153～147 Ma侵位至構造巖片與變質巖之間拆離滑脫空間,形成深成二云母花崗巖體及相關的大規模鎢銅矽卡巖礦床(李巖等,2014;蘇曉云,2014;王先廣等,2015;賀曉龍,2017)。滇東南Song Chay穹窿這一階段沒有明顯構造巖漿與成礦事件,但Ar-Ar同位素記錄了個別該階段熱事件的年代(薛偉,2019),是否存在成礦作用還需進一步研究。

上述3個重要成礦區帶中晚侏羅世構造-巖漿-成礦與毛景文等(2007,2008)指出的中晚侏羅世(170～145 Ma)華南中生代金屬礦床及南嶺鎢錫大規模成礦作用形成的主要時代一致。

早白堊世(135～80 Ma) 由于古太平洋板塊后撤,華南大陸巖石圈由擠壓轉變為伸展體制,巖石圈發生減薄,幔源物質上涌,形成廣泛分布的伸展型盆地及大量巖漿巖,并發育不同類型的多金屬礦化(毛景文等,2007,2008)。閩西南鐵多金屬成礦帶內部及周緣也存在白堊紀伸展盆地,大田-龍巖一帶東部還發育與馬坑式鐵多金屬礦床空間關系緊密的早白堊世花崗巖。成礦花崗巖與馬坑式鐵礦中輝鉬礦同位素年代都為130 Ma左右(袁遠,2020),代表馬坑式鐵多金屬礦床中鉬礦化時代。白堊紀是滇東南老君山、個舊、薄竹山礦集區最重要的構造巖漿成礦階段,廣泛發育巖漿作用和鎢錫成礦作用,對應的構造變形為張扭性斷裂及層間滑脫帶。相應的巖漿與成礦作用主要包括老君山花崗巖及與其相關的疊加于南秧田似層狀矽卡巖礦體之上的脈型鎢成礦作用(闕朝陽等,2014;闕朝陽,2016;Wang et al., 2019)、都龍超大型錫鋅礦化(Zhao et al., 2017)。薄竹山礦集區花崗巖(87～85 Ma) (Chen et al., 2015)、個舊礦集區花崗巖體(86～77 Ma),以及相應的銀、錫多金屬礦化(95～77 Ma)的時空分布(Cheng and Mao, 2010; Cheng et al., 2012, 2013)都表明白堊紀伸展構造背景控制區域巖漿及成礦作用。塔前-賦春一帶早白堊世主要形成D3期區域性的伸展盆地,以及疊加于早期變形之上的局部脆性斷裂,主要巖漿巖為分布于珍珠山一帶的鈉長花崗巖(129.3±0.5 Ma、133.3±0.8 Ma,鋯石UPb; 劉戰慶等,2016),相應礦化為鈮鉭礦化。

綜上,華南板塊3個成礦區帶都經歷了印支期、燕山早期(中晚侏羅世)及晚期(白堊紀)的不同性質的構造變形,相應的礦床類型及成因等方面存在一些差異。印支期成礦與華南板塊與周緣板塊碰撞后的巖漿及變質熱液相關,主要形成Sn及Nb-Ta礦床,主要礦床類型有熱液型、石英脈型及矽卡巖型等。礦床的形成與同碰撞或后碰撞花崗巖相關(毛景文等,2008)。中晚侏羅世由于強烈推覆構造變形影響,3個成礦區帶主要形成矽卡巖型-斑巖型W-Cu及Fe礦床,由于強烈推覆構造變形導致廣泛發育層間滑脫空間,常形成層控矽卡巖型礦床。燕山晚期成礦受脆性伸展變形的影響,主要形成獨立的熱液脈型礦床,或疊加于早期礦化之上的脈狀礦(化)體。

6 結論

在對華南中生代3個重要成礦帶開展構造變形解析的基礎上,綜合分析了中生代以來各成礦帶不同演化階段的變形樣式及形成背景,厘定了構造變形對巖漿就位與礦床分布的控制機理,探討了不同成礦區帶構造-巖漿-成礦的時空關系及異同。主要認識如下:

(1)構造解析表明,華南板塊3個成礦帶都經歷了中生代3期主要變形序列,包括印支期擠壓及后期伸展、中晚侏羅世推覆構造及白堊紀伸展變形。由于處于板塊不同部位,不同成礦帶構造變形強度及類型表現不一致。印支末期老君山鎢錫礦集區為大規模中深層伸展拆離變形,塔前-賦春鎢銅多金屬成礦帶及閩西南鐵多金屬成礦帶則為擠壓褶皺及逆沖變形。燕山期3個區域都存在大規模推覆構造變形,但作用時限及變形樣式存在差異,閩西南鐵多金屬成礦帶存在2個階段推覆構造變形,延續至晚侏羅世末期,老君山鎢錫礦集區及塔前-賦春鎢銅多金屬成礦帶推覆變形結束于晚侏羅世早期;推覆構造變形樣式方面:閩西南鐵多金屬成礦帶表現為早期基底卷入的厚皮疊瓦狀推覆及晚期以蓋層巖系為主的薄皮滑覆變形,塔前-賦春鎢銅多金屬一帶表現為雙重逆沖構造樣式,老君山礦集區則為多層疊瓦狀逆沖變形。

(2)構造變形序列及控巖控礦分析得出,不同成礦區帶都存在與變形序列相一致的巖漿或變質熱事件。并利用變形序列對應巖漿期次的完整性規律,在閩西南成礦帶針對馬坑式鐵多金屬礦床識別出與中晚侏羅世推覆及早白堊世伸展變形序列相對應的Pb-Zn-Cu礦化(～175 Ma)、矽卡巖型鐵礦化(～145 Ma)以及熱液型鉬礦化(～130 Ma)3期成礦作用,并提出馬坑式礦床為多期矽卡巖-熱液型疊加復合礦床的認識。塔前-賦春鎢銅多金屬成礦帶朱溪特大型鎢銅礦床可能形成于早期(～160 Ma)淺成巖脈及晚期(～150 Ma)深成花崗巖相關的兩階段疊加成礦。而老君山礦集區除中晚白堊世成礦外,還存在與印支期及中晚侏羅世變形序列相應的巖漿(變質)及成礦事件,其中南秧田矽卡巖型鎢礦化形成于～160 Ma。

(3)構造控礦研究表明,馬坑式鐵多金屬礦床多層、分散、形態規模變化大的礦體特征與中晚侏羅世推覆構造導致的原地賦礦巖系發生強烈褶皺及伸展拆離作用相關;朱溪鎢銅礦床自淺至深大跨度礦化及深部巨型透鏡狀礦體集中分布特征與雙重逆沖推覆構造形成的不同層次多重構造空間相關;南秧田鎢礦床大范圍分布的似層狀矽卡巖礦體受推覆構造形成的連續穩定順層剪切面控制,后期疊加了右行走滑應力作用下的高品位張性含礦脈體。控礦構造變形樣式是礦體形態及空間分布的主要控制因素。

致謝:野外工作得到福建省地勘局閩西地質大隊、第八地質大隊、福建省地質調查院、江西省912地質大隊、麻栗坡紫金鎢業有限公司的大力幫助,在此一并表示感謝。