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欽杭成礦帶的研究歷史和現(xiàn)狀

2012-08-15 00:44徐德明藺志永龍文國
華南地質(zhì) 2012年4期
關(guān)鍵詞:華南華夏成礦

徐德明 ,藺志永 ,龍文國 ,張 鯤 ,王 磊 ,周 岱 ,黃 皓

(1.武漢地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,武漢 430205;2.中國地質(zhì)調(diào)查局,北京 100037)

欽杭成礦帶蜿蜒穿越于華南地區(qū)中南部,在大地構(gòu)造上屬于揚(yáng)子與華夏兩個(gè)古陸塊于新元古代碰撞拼接所形成的板塊結(jié)合帶。該成礦帶南西起自廣西欽洲灣,經(jīng)湘東和贛中,往北東延伸至浙江杭州灣,總體呈NE向反S狀弧形展布,全長(zhǎng)約2000 km,寬100~300 km。以往通常將欽杭成礦帶作為華南成礦區(qū)的組成部分,但隨著研究工作的不斷深入,人們逐漸認(rèn)識(shí)到欽杭一線不僅是揚(yáng)子與華夏陸塊的碰撞拼接帶,而且也是華南地區(qū)一條重要且獨(dú)具特色的銅金和鎢錫多金屬成礦帶,尤其是帶內(nèi)金銅鉛鋅鐵等緊缺礦產(chǎn)資源找礦前景良好。鑒于找礦勘查的需要,中國地質(zhì)調(diào)查局于2009年底將該成礦帶納入全國重點(diǎn)成礦區(qū)帶,并于2010年全面啟動(dòng)了該區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查評(píng)價(jià)工作,掀起了新一輪有關(guān)華南大地構(gòu)造、區(qū)域成礦特征研究的熱潮。本文介紹了欽杭成礦帶的認(rèn)知過程和研究歷史,并對(duì)其研究現(xiàn)狀及進(jìn)展進(jìn)行了分析和評(píng)述,以期為欽杭成礦帶相關(guān)地質(zhì)問題的研究及地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查提供借鑒和指導(dǎo)。

1 欽杭結(jié)合帶與成礦帶的提出

欽杭結(jié)合帶的研究可以追溯到20世紀(jì)80年代初。當(dāng)時(shí),在國家自然科學(xué)基金資助下,水濤主持的科研團(tuán)隊(duì)在江山—紹興斷裂帶及其兩側(cè)開展了長(zhǎng)期的野外專題調(diào)研,獲得一批重要的基底年代學(xué)數(shù)據(jù),確認(rèn)紹興—江山斷裂帶原巖建造為晉寧早期大洋底超鎂鐵質(zhì)—鎂鐵質(zhì)火山及類復(fù)理式沉積,斷裂帶兩側(cè)為晉寧早期的島弧和古陸,并發(fā)現(xiàn)斷裂帶兩側(cè)大陸殼對(duì)沖變形結(jié)構(gòu)及斷裂帶內(nèi)部高度壓縮的緊閉扇形褶皺。據(jù)此,水濤等認(rèn)為江南古陸與華夏古陸之間曾為浩海分隔,由于兩大古陸的相向漂移運(yùn)動(dòng)和對(duì)接碰撞導(dǎo)致大洋殼向北側(cè)島弧帶消減,同時(shí)也為南側(cè)古陸殼超疊,遂于1984~1987年間相繼在《科學(xué)通報(bào)》及《中國科學(xué)》上發(fā)表了“紹興—江山古陸對(duì)接帶”、“中國東南大陸基底構(gòu)造格局”、“中國東南邊緣古基底構(gòu)造演化”等系列論文[1-3],首次提出江南古陸和華夏古陸碰撞對(duì)接的構(gòu)想,從而奠定了華南揚(yáng)子與華夏陸塊碰撞拼接模式的基礎(chǔ)。

隨后,史明魁等[4]在“湘桂粵贛地區(qū)有色金屬隱伏礦床綜合預(yù)測(cè)”研究中,注意到兩側(cè)基底結(jié)構(gòu)、地質(zhì)及地球物理、深部構(gòu)造特征的差異,最先提出欽州—紹興一線是分割揚(yáng)子與華夏古板塊的界線。繼之,楊明桂等[5-7]對(duì)該結(jié)合帶地質(zhì)構(gòu)造演化、區(qū)域成礦特征進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究,明確提出“欽州灣至杭州灣為揚(yáng)子古板塊與華夏古板塊的結(jié)合帶(簡(jiǎn)稱欽杭結(jié)合帶)”,同時(shí)指出它也是中國東南部一條最重要的構(gòu)造巖漿成礦帶,并正式命之為“欽杭成礦帶”。歷經(jīng)20余年大量地質(zhì)事實(shí)和地球物理資料的檢驗(yàn),欽杭結(jié)合帶與成礦帶的發(fā)現(xiàn)和論證已為國內(nèi)外地質(zhì)界所廣泛認(rèn)同和接受。

應(yīng)當(dāng)指出的是,在過去的20多年中,還有許多學(xué)者直接或間接對(duì)欽杭成礦帶進(jìn)行過研究和論證。如周新民等[8-10]通過對(duì)皖南蛇綠巖和江紹斷裂帶兩側(cè)前寒武紀(jì)火成巖的研究,指出900 Ma左右是漸贛皖三省交界地區(qū)最重要的碰撞造山期,1100 Ma前開始形成的江南古島弧在這一時(shí)間與華夏古陸發(fā)生碰撞和拼接,并伴生廣泛的基性和酸性巖漿活動(dòng)以及巖漿混合作用;舒良樹等[11]在對(duì)江南中段板塊—地體構(gòu)造的研究中也提出懷玉地體在新元古代與華南古大洋在萍鄉(xiāng)—江山一帶對(duì)接縫合;Gilder等[12]通過對(duì)華南地區(qū)中生代花崗巖Sm-Nd、Rb-Sr同位素的研究,首先發(fā)現(xiàn)一條由高Sr、Nd含量和高εNd值花崗巖體構(gòu)成的北東向的低TDM帶,并稱之為“十—杭帶”;洪大衛(wèi)等[13]認(rèn)為該低TDM帶是揚(yáng)子板塊與華夏板塊元古代碰撞對(duì)接帶,后由于多次沿該帶開合,新生地幔物質(zhì)加入引起。

2 華南大地構(gòu)造格局及其演化

欽杭成礦帶的確定,建立在對(duì)華南古板塊構(gòu)造格局及其演化認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上。許多學(xué)者從不同的大地構(gòu)造學(xué)說觀點(diǎn)出發(fā),研究了華南的大地構(gòu)造特征。如黃汲清等[14]根據(jù)“多旋回說”,將華南劃分為揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)、華南地槽褶皺區(qū)、臺(tái)灣褶皺系和南海地臺(tái);陳國達(dá)[15]的“地洼學(xué)說”突出了我國中新生代的活動(dòng)特征,將華南劃屬華夏期地洼區(qū)的東南地洼區(qū)和云貴地洼區(qū);張文佑[16]根據(jù)“斷塊構(gòu)造說”,將華南劃屬大陸型地殼構(gòu)造域的華南斷褶系和揚(yáng)子斷塊區(qū);以李四光為代表的地質(zhì)力學(xué)工作者,認(rèn)為華南主要是南嶺巨型緯向構(gòu)造帶與新華夏等構(gòu)造體系的復(fù)合地區(qū);王鴻禎[17]則認(rèn)為揚(yáng)子地臺(tái)東南直到浙閩沿海和雷州半島,都屬于不同階段的大陸邊緣區(qū)。

20世紀(jì)70年代中期,隨著板塊構(gòu)造學(xué)說的引入,國內(nèi)學(xué)者亦開始運(yùn)用板塊構(gòu)造理論來研究華南大地構(gòu)造問題。李春昱[18]最早勾畫了中國板塊構(gòu)造的基本輪廓,將華南劃屬揚(yáng)子地塊,包括西部的揚(yáng)子地臺(tái),中部的江南古陸和東南部的冒地槽。郭令智等[19]則最先提出華南大地構(gòu)造演化的“溝-弧-盆”模式,認(rèn)為揚(yáng)子地塊東南緣為不同世代的島弧褶皺系,華南東部陸殼是古華南洋向揚(yáng)子地塊的漸進(jìn)式俯沖后退,不同世代的島弧由北西向南東依次推演增生而成,爾后在此基礎(chǔ)上又提出華南由不同性質(zhì)和時(shí)代的地體拼帖增生而成[20]。趙明德等[21]認(rèn)為中國東南部不同時(shí)期的造山帶是太平洋板塊多次俯沖的結(jié)果,板塊俯沖帶逐步向東南方向遷移,依次形成晉寧褶皺帶、加里東褶皺帶、海西-印支褶皺帶和燕山褶皺帶;李繼亮等[22]亦持多次碰撞造山觀點(diǎn),不過他們認(rèn)為中國東南部屬于特提斯構(gòu)造域而非太平洋構(gòu)造域。在上述模式中,揚(yáng)子地塊東南部為古大洋或大陸邊緣,不存在古大陸。而水濤等[1-3]認(rèn)為華南存在江南古陸與華夏古陸,二者在晉寧早期(1000~900 Ma)沿江山—紹興一帶碰撞縫合,但向西南方向開啟形成贛湘粵桂殘洋盆地。劉寶珺等[23]進(jìn)一步認(rèn)為華夏古陸是在浙閩運(yùn)動(dòng)期間形成的原始陸塊,西以華南洋與揚(yáng)子陸塊相隔,中元古代末(1050~1000 Ma)華南洋向揚(yáng)子陸塊的俯沖使揚(yáng)子?xùn)|南邊緣形成增生的褶皺帶,俯沖帶不斷后退,形成了華夏古陸邊緣的溝-弧-盆系,晉寧運(yùn)動(dòng)(850~800 Ma)使揚(yáng)子與華夏之間的華南洋在江山以東消失,形成江山—紹興縫合帶,其以西仍然存在一個(gè)華南殘留盆地,該盆地一直延續(xù)到加里東期。但余達(dá)淦、湯加富等、王劍[24-26]認(rèn)為揚(yáng)子和華夏地塊在晉寧期已完全對(duì)接,華南地殼的演化實(shí)際上是揚(yáng)子地塊和華夏古地塊多次閉合、張啟的過程,此認(rèn)識(shí)與楊巍然等[27]的“斷裂造山帶”觀點(diǎn)可謂不謀而合。程裕淇等[28]將華南劃分為揚(yáng)子陸塊、南華陸緣活動(dòng)帶、臺(tái)灣活動(dòng)帶和瓊南微陸塊,并認(rèn)為南華活動(dòng)帶可能含有華夏古陸的殘片,實(shí)際上贊同華夏古陸的存在。以許靖華為代表的一些學(xué)者則提出華南是中生代碰撞造山帶而不是加里東期后的準(zhǔn)地臺(tái),分布于揚(yáng)子?xùn)|南緣的板溪群不是地層單位而是構(gòu)造混雜體[29-32]。但國內(nèi)多數(shù)學(xué)者不同意華南中生代阿爾卑斯型碰撞造山模式,因?yàn)榇罅康氖聦?shí)表明,板溪群是一套成層有序的正常海相地層而不是構(gòu)造混雜巖[25,33-36],江南造山帶不是中生代而是前南華紀(jì)的碰撞造山帶[1,8,37-39]。

20世紀(jì)90年代,隨著超大陸、地幔柱研究熱潮的興起,人們亦試圖將華南大地構(gòu)造演化納入超大陸聚合與裂解這一全球構(gòu)造系統(tǒng)中加以整體考慮。越來越多的學(xué)者相信,發(fā)生于~1000 Ma的格林威爾造山運(yùn)動(dòng)(華南稱四堡運(yùn)動(dòng))使揚(yáng)子古陸與華夏古陸碰撞對(duì)接并與周邊其它古陸聚合,華南成為Rodinia超大陸的組成部分[26,40-46]。而且有學(xué)者認(rèn)為,揚(yáng)子?xùn)|南緣廣泛發(fā)育的新元古代鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖和S型花崗巖是雙模式巖漿巖,是地幔柱沖擊華南巖石圈的體現(xiàn),地幔柱導(dǎo)致巖石圈大范圍的隆起、侵蝕和去頂作用,并伴隨強(qiáng)烈的裂谷化,最終導(dǎo)致Rodinia超大陸的裂解[47-51]。同一時(shí)期,隨著東特提斯研究的不斷深入[52-53],有學(xué)者將華南也納入特提斯范疇,認(rèn)為華南是特提斯多島洋體系[54]或泛華夏大陸群東南緣多島弧盆系統(tǒng)[55]的組成部分,其古地理面貌頗像今日東南亞之景觀。

進(jìn)入21世紀(jì),隨著新理論新技術(shù)新方法的普及,尤其是精確定年技術(shù)的應(yīng)用與推廣,華南大地構(gòu)造研究獲得了許多新成果。最引人注目的是在華南不同地區(qū)的地殼巖石中發(fā)現(xiàn)了越來越多的太古宙—古元古代的鋯石年齡信息[56-62],揚(yáng)子和華夏地塊內(nèi)最老鋯石年齡分別達(dá)到3800Ma[58]和3760Ma[59],這些新的年齡信息不僅揭示了華南古老地殼物質(zhì)的存在,而且進(jìn)一步證實(shí)華南東南部可能存在太古宙陸殼基底[63]。因而有學(xué)者認(rèn)為[64],華南最早的陸核可能自早太古宙就已開始形成,并經(jīng)過中晚太古宙的生長(zhǎng)和古元古代的再造而克拉通化,在新元古代時(shí)期伴隨Rodinia超大陸的聚合與裂解,大量巖漿活動(dòng)出現(xiàn)導(dǎo)致華南克拉通的初始破壞和再造。但與此同時(shí),在江南造山帶、武夷等地區(qū),許多原定為中元古代甚至古元古代的地層(如浙江麻源群、江西雙橋山群、湖南冷家溪群、廣西四堡群等)被重新厘定為屬新元古代[65-69]。這些新的成果和認(rèn)識(shí)對(duì)華南前寒武紀(jì)地殼的形成和演化以及地層年代格架的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)提出了挑戰(zhàn),也對(duì)當(dāng)前盛行的地幔柱模式提出了質(zhì)疑[69-70]。此外,通過對(duì)中生代盆嶺構(gòu)造、花崗巖以及大規(guī)模成礦作用的地球動(dòng)力學(xué)背景的研究,一些學(xué)者提出華南在早—中侏羅世經(jīng)歷了從特提斯構(gòu)造域向太平洋構(gòu)造域的體制轉(zhuǎn)換[71-75],認(rèn)為華南地區(qū)前侏羅紀(jì)的地質(zhì)演化主要受特提斯構(gòu)造體制的控制和印支期擠壓造山事件的影響,晚侏羅世以來的構(gòu)造格局則主要受太平洋構(gòu)造體制以及陸內(nèi)深部構(gòu)造—巖石圈地幔作用的聯(lián)合制約。

3 華夏古陸

討論欽杭成礦帶問題必然要涉及到華夏古陸。華夏古陸的概念是由美國地質(zhì)學(xué)家Grabau[76]最先提出的,指的是中國東南沿海及其相鄰廣大地區(qū)早古生代時(shí)期存在的古陸地。在Grabau的論述中[76-77],古陸與地槽相對(duì)應(yīng),華夏古陸位于華夏地槽的東南側(cè),其界線大致在現(xiàn)今的政和—大埔斷裂帶一線。由此可見,Grabau的華夏古陸屬于地槽理論框架內(nèi)的構(gòu)造單元,并具有時(shí)空的確定性。在往后的近80余年中,華夏古陸不斷出現(xiàn)在中外地質(zhì)文獻(xiàn)中,國內(nèi)學(xué)者如黃汲清[78-79]、李四光[80]、張文佑[81]等也使用過這一概念,然而不同學(xué)者對(duì)于它的地質(zhì)涵義以及存在的空間和時(shí)間多有不同見解。同時(shí),我國學(xué)者也較少直接使用“華夏古陸”名稱,而多使用“華夏地塊”或“華夏陸塊”,后者通常是指欽州灣—湘東—杭州灣一線東南的前南華紀(jì)變質(zhì)基底出露區(qū),包括部分沉入東海和南海的陸塊。華夏一詞的沿用,只是反映出人們對(duì)于代表了中華民族和中華大地的“華夏”一詞的鐘愛和對(duì)葛利普用語的尊重[82]。

20世紀(jì)40~60年代是以地槽理論作為地質(zhì)學(xué)主導(dǎo)思想的時(shí)期,多數(shù)學(xué)者開始對(duì)華夏古陸持懷疑或否定意見[78-79,83-85],可視為華夏古陸沉淪的時(shí)代。黃汲清[78-79]最先確定了華南東南部廣大地域加里東褶皺帶的存在,并稱之為華夏加里東褶皺帶,同時(shí)指出華夏加里東褶皺帶就是華夏古陸,但其存在的時(shí)間顯然是指加里東運(yùn)動(dòng)之后,而且在空間上大體與Grabau的華夏地槽位置相當(dāng),而與Grabau的華夏古陸位置完全不同,不過其后來提出的南海地臺(tái)[14]則與Grabau的華夏古陸范圍大體一致?;裘舳喾蛩够鵞83]以廣東海豐至浙江象山一線將華南東南部劃分為兩部分,西北屬于華南加里東褶皺帶,東南則稱為閩浙太平洋褶皺帶。張文佑[81]是該時(shí)期少數(shù)支持存在華夏古陸的學(xué)者之一,并將其命之為華夏臺(tái)背斜;馬杏垣等[86]持類似的意見,并以華夏地塊稱之。陳國達(dá)[87]專門討論過華夏古陸問題,他贊同中國東南沿海地區(qū)早古生代以前為古陸的認(rèn)識(shí),但認(rèn)為單純的“古陸”名稱不能正確表達(dá)這一地區(qū)構(gòu)造發(fā)展過程,建議稱之為“華夏活化區(qū)”。

20世紀(jì)80年代以來,由于中國南方1∶20萬區(qū)調(diào)工作的全面完成及多輪國家科技攻關(guān)項(xiàng)目的實(shí)施,形成了豐富的基礎(chǔ)地質(zhì)資料,相繼出版了各省區(qū)域地質(zhì)志及中國南方巖相古地理叢書,發(fā)表了大量的多學(xué)科論著,在華南尤其是浙閩地區(qū)的變質(zhì)巖系中獲得了大批前南華紀(jì)的年代學(xué)數(shù)據(jù)[1,8,37-39,88-98],從而進(jìn)一步證實(shí)華南東部存在古老的陸殼基底,“華夏古陸”又被重新提出[1],并在板塊構(gòu)造理論框架下重新認(rèn)識(shí)華南大地構(gòu)造,逐漸引發(fā)了新一輪華夏古陸研究的熱潮[1-7,14-26,99-104],這是華夏古陸否定之否定的時(shí)代。

進(jìn)入21世紀(jì),隨著“華夏地塊”、“華夏陸塊”等名詞的廣泛使用,相關(guān)的學(xué)術(shù)爭(zhēng)議又趨于激烈,“華夏古陸”再次遭到部分學(xué)者的質(zhì)疑。爭(zhēng)論的焦點(diǎn)主要集中在華南是否存在早古生代時(shí)期的洋盆,亦即華南加里東褶皺帶是地槽褶皺帶或板塊俯沖造山帶[105-106]還是板內(nèi)褶皺帶或陸內(nèi)造山帶[71,107-111]。從已有資料來看,區(qū)內(nèi)至今沒有發(fā)現(xiàn)確切的、能代表早古生代洋殼殘塊的蛇綠巖套,也未發(fā)現(xiàn)高壓變質(zhì)巖;加里東期花崗巖發(fā)育但沒有與之相匹配的同期火山巖系,不具備洋殼俯沖活動(dòng)大陸邊緣的特征。但武夷、贛中南及云開地區(qū)被證實(shí)有前南華紀(jì)變質(zhì)基底出露,古老碎屑鋯石的分布則更為廣泛。因而多數(shù)學(xué)者堅(jiān)信[112-114],在揚(yáng)子陸塊東南側(cè)的元古代大洋對(duì)岸或大洋之中,曾經(jīng)存在過一個(gè)規(guī)模較大的古陸塊地體。否則,人們無法解釋沿江山—紹興斷裂分布的新元古代蛇綠混雜巖帶,以及延伸1500km的江南造山帶及沿造山帶分布的新元古代巖漿巖帶的形成。但目前對(duì)華夏地塊的形成和早期地殼演化歷史仍很不明確,它是外來漂移塊體[115]還是早期華南大陸的裂解塊體[7,116],還需要進(jìn)一步研究。

4 欽杭成礦帶地質(zhì)構(gòu)造特征

4.1 欽杭結(jié)合帶的位置和邊界

欽杭結(jié)合帶的位置在北東段(浙贛段)比較清楚,其拼合的地質(zhì)標(biāo)志(蛇綠混雜巖、高壓變質(zhì)巖、島弧巖漿巖、S型花崗巖等)相對(duì)齊全[71]。水濤等[2]早先認(rèn)為紹興—江山—鷹潭—萍鄉(xiāng)—郴州—連山—北海一線為其西北界線,浙江上虞—遂昌隆起、武夷—云開隆起之西緣為其南東界線?,F(xiàn)在一般認(rèn)為大致在瀏陽—景德鎮(zhèn)—歙縣—蘇州和萍鄉(xiāng)—廣豐—江山—紹興等超殼斷裂帶之間[117-118]。

欽杭結(jié)合帶南西段(湘桂段),基本上被南華紀(jì)以來的沉積蓋層所覆蓋,無典型蛇綠混雜巖等直接證據(jù),加之后期區(qū)域構(gòu)造變形復(fù)雜、基底巖石出露稀少而不完整,因而對(duì)其位置的認(rèn)識(shí)分歧較大。主要有以下幾種觀點(diǎn):(1)萍鄉(xiāng)—茶陵—郴州—靈山—?dú)J州一線[4];(2)萍鄉(xiāng)—茶陵—永州—桂林—南寧一線[23];(3)自萍鄉(xiāng)經(jīng)湖南益陽、新化,廣西龍勝、三江,進(jìn)入貴州和云南[26];(4)過江西弋陽后往南,其位置大致在弋陽—韶關(guān)—北部灣一線或弋陽—吉水—鷹陽關(guān)一線[24-25]。但楊明桂等[6]認(rèn)為板塊拼接帶是呈帶狀分布的,欽杭結(jié)合帶南西段北西邊界由憑祥—大黎、雙牌—瀏陽等斷裂帶組成,南東邊界則由陸川—梧州、臨武—郴州、茶陵—萍鄉(xiāng)等斷裂組成;饒家榮等[118]則認(rèn)為北西邊界在瀏陽—溈山—城步—河池一線,南東邊界大致在萍鄉(xiāng)—衡東—桂林—柳州一線。

最近,覃曉峰等[119-120]于桂東陸川縣石窩鎮(zhèn)、米場(chǎng)鎮(zhèn)至北流市清水口鎮(zhèn)云開群變質(zhì)巖系中發(fā)現(xiàn)一套MORB型火山巖,認(rèn)為它們代表了中新元古代的古洋殼殘片,而且其兩側(cè)存在一系列島弧火山巖;彭松柏等[121]則將廣東信宜茶山、貴子等地出露的鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖厘定為新元古代蛇綠巖,并獲得其Sm-Nd等時(shí)線年齡為824±77 Ma,與鷹揚(yáng)關(guān)群淺變質(zhì)基性火山巖的TIMS鋯石U-Pb年齡(819±11 Ma)[122]在誤差范圍內(nèi)一致。上述成果為欽杭結(jié)合帶南西段南東邊界問題的解決提供了重要線索。

4.2 巖石組合特征

欽杭結(jié)合帶北東段在皖南、贛東北早已發(fā)現(xiàn)蛇綠巖[123],近年在湘東北也有蛇綠巖的報(bào)道[124]。前人對(duì)皖南、贛東北蛇綠巖進(jìn)行了大量的巖石學(xué)、地球化學(xué)和年代學(xué)研究[8-10,37-38,125-126],獲得蛇綠巖Sm-Nd等時(shí)線年齡為1034~930 Ma[8,37,125],伏川輝長(zhǎng)巖LA-ICP-MS鋯石 U-Pb年齡為891±13Ma[127],西灣斜長(zhǎng)花崗巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡為968±23Ma[38]。在贛東北德興西灣、饒二和茅橋蛇綠混雜巖中曾發(fā)現(xiàn)藍(lán)閃石片巖、硬玉石英片巖[128-129],其K-Ar年齡為 866±14 Ma[130]。

欽杭結(jié)合帶南西段是否存在蛇綠巖曾頗受關(guān)注。20世紀(jì)90年代以前,一般將分布于桂北、湘西及湘北四堡群和丹洲群(或相當(dāng)?shù)貙樱┲械逆V鐵—超鎂鐵質(zhì)巖定為蛇綠巖套,并視為江南古島弧東南緣大洋板塊俯沖的標(biāo)志[19,131-132]。后因在四堡群和丹洲群的鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖的圍巖中發(fā)現(xiàn)了“熱變質(zhì)”現(xiàn)象,人們開始對(duì)其蛇綠巖屬性提出質(zhì)疑[133-134],并提出了多種不同構(gòu)造環(huán)境的解釋,如大陸邊緣[135]、板內(nèi)裂谷[136]、地幔柱[47-48]等。近10多年來的研究表明,該區(qū)鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖主要形成于850~820 Ma和780~750 Ma兩個(gè)時(shí)段[47-48,137-139],目前對(duì)其成因仍有明顯分歧(詳見下文)。此外,也曾有在黔桂邊境的四堡巖群中發(fā)現(xiàn)中高壓變質(zhì)礦物(多硅白云母)的報(bào)道[140],但并未發(fā)現(xiàn)典型的高壓變質(zhì)巖石組合,仍需進(jìn)一步調(diào)查證實(shí)。

欽杭結(jié)合帶北東段廣泛發(fā)育新元古代早期的巖漿巖[46,71],以酸性火山巖和侵入巖為主,基性巖類相對(duì)較少,集中分布于皖南、贛東北和浙西等地區(qū),定年結(jié)果約為980~900 Ma,如浙西雙溪群細(xì)碧—角斑巖的礦物—全巖Sm-Nd等時(shí)線年齡為978±44 Ma[88],雙溪塢群中部白塢組和頂部章村組流紋巖的SHRIMP鋯石U-Pb年齡分別為926±15 Ma、891±12 Ma[141],侵入于雙溪塢群的桃紅和西裘巖體SHRIMP鋯石 U-Pb年齡分別為 913±15 Ma、905±14 Ma[142]。一般認(rèn)為他們是島弧巖漿作用的產(chǎn)物[46,71]。江南造山帶西段尚無1000~900 Ma巖漿巖的確切報(bào)道。

欽杭結(jié)合帶北東、南西段都發(fā)育新元古代中期(850~740 Ma)的巖漿巖[46,70],目前學(xué)術(shù)界對(duì)這些巖漿巖的成因及形成的構(gòu)造背景存在兩種截然不同的觀點(diǎn)。一種觀點(diǎn)認(rèn)為揚(yáng)子和華夏陸塊在約900 Ma前拼貼形成統(tǒng)一的華南大陸,新元古代早期(>880 Ma)的巖漿巖形成于與Rodinia超大陸聚合有關(guān)的四堡造山運(yùn)動(dòng),而新元古代中期(850~740 Ma)的巖漿巖為板內(nèi)非造山成因,它們可能與引起Rodinia超大陸裂解的地幔柱活動(dòng)有關(guān)[46-51]。另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為揚(yáng)子與華夏地塊之間的俯沖、碰撞造山運(yùn)動(dòng)可能持續(xù)到約820 Ma或更晚,新元古代早期及850~820 Ma時(shí)期的巖漿巖是大陸邊緣島弧巖漿作用的產(chǎn)物,而780~740 Ma時(shí)期的巖漿巖是造山后伸展階段形成的[70,137]。考慮到江南造山帶西段未見新元古代早期巖漿巖及四堡群的形成上限不早于820 Ma[69-70],筆者推測(cè)在新元古代時(shí)期華南洋向揚(yáng)子陸塊俯沖的過程中,可能由于板塊運(yùn)動(dòng)的不均衡性,華夏與揚(yáng)子陸塊在東段萍鄉(xiāng)—江山—紹興一帶最先接觸[1,23],以致在常德—安仁一線產(chǎn)生NW向破裂而使其成為分割東、西不同構(gòu)造塊體的轉(zhuǎn)換斷裂帶[118],并導(dǎo)致欽杭結(jié)合帶西段新元古代的巖漿活動(dòng)可能滯后于東段50~80 Ma以及后期構(gòu)造演化的差異。

4.3 構(gòu)造特征

欽杭結(jié)合帶被挾持于江南山鏈與武夷-羅霄山鏈之間,構(gòu)成一條規(guī)模巨大的古生代蓋層拗褶帶,并分布著一系列中、新生代斷陷盆地,在其南緣則伴隨有一條十分醒目的呈弧形隆起的構(gòu)造—花崗巖帶,即加里東造山帶前緣的羅霄—仙霞褶沖帶[7]。印支—燕山期發(fā)育強(qiáng)烈的褶斷帶,東段北側(cè)九嶺山南麓沿宜豐—景德鎮(zhèn)一線向南逆沖推覆;南側(cè)諸廣山—武功山—玉華山—北武夷山向北推滑[7]。西段北側(cè)的雪峰山則由南東向北西逆沖推覆,新元古代—早古生代地層逆沖覆蓋于中生代地層之上[143];南側(cè)的十萬大山盆地東南緣侏羅系逆掩于白堊系之上,花崗巖體向西北推移[144]。

結(jié)合帶東段有基底殘跡,其結(jié)構(gòu)構(gòu)造十分復(fù)雜,楊明桂等[117]曾將其自北而南劃分為瀏陽—休寧構(gòu)造巖片、萬年推覆隆起、歙縣—德興蛇綠混雜巖帶、懷玉古島弧地體等4條構(gòu)造帶,前兩者分別是由溪口巖群組成的構(gòu)造巖片和推覆體,懷玉地體由中新元古界雙溪塢群淺變質(zhì)火山島弧沉積組成。最近他們[145]又將懷玉古島弧地體單獨(dú)列出劃歸華夏地塊,江南、懷玉兩島弧地體之間為一系列構(gòu)造蛇綠混雜巖片,包括張村、西村(伏川)、宜豐—南橋、蒼溪巖片。在結(jié)合帶西南段云開隆起北緣是否存在類似的構(gòu)造蛇綠混雜巖片值得進(jìn)一步調(diào)查研究。

深部地球物理資料表明,欽杭古板塊結(jié)合帶巖石圈以低速、低(中)阻、低溫為特點(diǎn)[146-147],上地幔軟流圈頂面埋深達(dá)200~320 km,其北西側(cè)揚(yáng)子地塊巖石圈厚180~220 km,南東側(cè)華夏地塊巖石圈厚度小于150 km,大致從江西南昌經(jīng)湖南文家市—長(zhǎng)沙—南寧為古巖石圈增厚區(qū)[148],與新元古代—古生代巨厚沉積增生楔的展布方向大體一致,反映其為一條顯著的巖石圈不連續(xù)帶和上地幔凹陷帶[149-150],同時(shí)也反映了巖石圈古俯沖帶的存在[118]。

大量資料顯示,欽杭結(jié)合帶是一條構(gòu)造—巖漿活動(dòng)帶。華南地區(qū)新元古代、早古生代及海西—印支期花崗巖主要產(chǎn)出于該結(jié)合帶及其旁側(cè)[151]。該帶燕山期花崗巖類主要形成于早中侏羅世(188~151 Ma)[152-156],并具有迭次向北西、南東兩側(cè)擴(kuò)展的趨勢(shì),并以向東南沿海方向擴(kuò)展為主[6,156],故該結(jié)合帶可能是燕山期華南巖漿活動(dòng)的策源地[6]。此外,該帶大量分布鉀玄質(zhì)巖石或堿性巖石[157-159]和鋁質(zhì)A型花崗巖[160],因而該帶不僅是前述高εNd、低TDM花崗巖帶[12],也是一條富堿火山-侵入巖帶。這些富堿質(zhì)巖石顯然與古板塊結(jié)合帶深部構(gòu)造活動(dòng)有關(guān),形成于軟流圈地幔上涌和巖石圈伸展減薄的構(gòu)造背景[156-157],這為欽杭結(jié)合帶的厘定提供了又一佐證。

5 欽杭成礦帶成礦特征

欽杭結(jié)合帶不僅是一條巨型的構(gòu)造—巖漿活動(dòng)帶,而且也是有利的成礦作用帶[4,6,161]。在這條長(zhǎng)約2000 km的古板塊結(jié)合帶上,已探明的大、中型礦床達(dá)400余處,其中包括德興、銀山、錫礦山、水口山、黃沙坪、東坡、佛子沖等大型—超大型有色、貴金屬礦床(田),以及新余良山大型鐵礦床和云浮大降坪超大型硫鐵礦床等。近年來該成礦帶找礦又取得一系列新的進(jìn)展,先后發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)了留書塘鉛鋅礦、荷花坪錫礦、園珠頂銅鉬礦、高棖鉛鋅銀礦、社垌鎢鉬銅礦等一批大、中型礦床。毫無疑問,欽杭成礦帶是一條巨型的多金屬聚礦帶。

欽杭成礦帶的研究起步較晚,雖然史明魁等[4]于20世紀(jì)80年代后期已開始注意到這條古板塊結(jié)合帶控礦的重要意義,并提出了“活動(dòng)性邊緣”成礦的認(rèn)識(shí),但實(shí)際上他們?nèi)詫⒃摮傻V帶作為華南成礦區(qū)的組成部分。楊明桂等[6-7]首先將欽杭成礦帶作為獨(dú)立的成礦單元來研究,認(rèn)為該成礦帶存在中—新元古代、海西—印支、燕山等3個(gè)金屬礦產(chǎn)成礦期,形成4個(gè)成礦系列,其中中—新元古代古溝弧火山型銅金成礦系列為華南獨(dú)有;海西—印支期層控型有色、貴金屬成礦系列包括層控疊改型多金屬礦和卡林型金礦;燕山期火山—斑巖成礦系列最重要,可與長(zhǎng)江中下游成礦帶相媲美;燕山期深成花崗巖成礦系列與相鄰隆起區(qū)相比明顯為一弱化帶,但富于錫、貴金屬和多金屬。丁鵬飛[161]在前人特別是史明魁等、楊明桂等[4-7]研究的基礎(chǔ)上,總結(jié)出欽杭成礦帶深部構(gòu)造控礦、復(fù)合構(gòu)造控礦、構(gòu)造形跡控礦及古板塊或古地體邊緣聚礦等構(gòu)造控礦特點(diǎn)。

近10年來,隨著國土資源大調(diào)查、地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查評(píng)價(jià)專項(xiàng)的實(shí)施,欽杭成礦帶研究取得了一些實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。賀菊瑞等、付建明等[162-163]分別對(duì)該成礦帶北東段和南西段成礦作用特征進(jìn)行了分析研究,認(rèn)為該帶總體上東、西段具有一致性,具有礦床成群成帶、板塊邊緣聚礦、隆-坳格局控礦、中生代集中成礦等礦床時(shí)空分布規(guī)律。水濤[164]在進(jìn)一步研究紹興—江山對(duì)接帶地質(zhì)構(gòu)造及其演化的基礎(chǔ)上,探討了對(duì)接縫合帶及其兩側(cè)古陸邊緣的成礦帶及勘查區(qū)劃,為該區(qū)找礦方向的確定提供了依據(jù)。毛景文等[165]將欽杭成礦帶及其旁側(cè)礦床歸納為兩個(gè)成礦系列,即新元古代海底噴流沉積型銅鋅礦床成礦系列和燕山期與花崗巖有關(guān)的鎢錫銅鉛鋅多金屬礦床成礦系列,后者可進(jìn)一步分為中晚侏羅世斑巖—矽卡巖—熱液脈狀銅多金屬礦床、晚侏羅世與花崗巖有關(guān)的鎢錫多金屬礦床和白堊紀(jì)與次火山活動(dòng)有關(guān)的淺成低溫?zé)嵋盒徒疸y鉛鋅鎢錫礦床等3個(gè)成礦亞系列。同時(shí)認(rèn)為新元古代的塊狀硫化物銅鋅礦可能形成于弧前盆地;中晚侏羅世斑巖—矽卡巖—熱液脈狀銅多金屬礦床的形成可歸因于俯沖板片沿古結(jié)合部位發(fā)生局部重熔;而165~150 Ma的大規(guī)模鎢錫多金屬成礦作用可能與板片窗有關(guān);135 Ma之后俯沖板片運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生調(diào)整,導(dǎo)致大陸大規(guī)模巖石圈伸展,相應(yīng)絕大多數(shù)不同來源的礦產(chǎn)資源聚集在火山盆地和斷陷盆地。但筆者等認(rèn)為(另文發(fā)表),除上述[165]兩個(gè)礦床成礦系列外,新元古代大陸裂谷噴流沉積(—變質(zhì))型鐵錳硫礦床、加里東期與花崗巖類有關(guān)的鎢鉬金銀多金屬礦床、與區(qū)域動(dòng)熱變質(zhì)作用有關(guān)的韌性剪切帶型和破碎蝕變巖型金(銀)礦床等,在欽杭成礦帶中也占有十分重要的地位。新元古代大陸裂谷噴流沉積(—變質(zhì))型鐵錳礦床除前面提到的良山鐵礦和大降坪硫鐵礦外,還有湖南祁東、廣西鷹揚(yáng)關(guān)、廣東銅鑼塘、海南石碌等一系列大型礦床;加里東期與花崗巖類有關(guān)的礦床以往雖然報(bào)道的不多[166-167],但近年來在大瑤山地區(qū)取得了重要突破[168];而韌性剪切帶型和破碎蝕變巖型金礦在欽杭成礦帶內(nèi)廣泛分布,構(gòu)成了贛東北、湘東北、粵西等重要的金成礦區(qū)。周永章等[169]根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不均一性,建議將欽杭結(jié)合帶劃分為北、中、南3段,各段不僅在沉積歷史、構(gòu)造特征和巖漿活動(dòng)等方面存在差異,而且在優(yōu)勢(shì)礦種的區(qū)域分布上也有很好的體現(xiàn)??傮w上,北段(紹興—江山—萍鄉(xiāng)段)優(yōu)勢(shì)礦種為銅、鐵和貴金屬;中段(南嶺中段)是重要的鎢錫多金屬礦產(chǎn)地;南段(南嶺以南)優(yōu)勢(shì)礦種為金、銀、多金屬,斑巖型礦床有很大的找礦潛力,其成因可能與古島弧巖石重熔有關(guān)。

6 結(jié)語與展望

伴隨著華南大地構(gòu)造研究的發(fā)展和“華夏古陸”觀點(diǎn)的興衰,揚(yáng)子與華夏陸塊碰撞拼接模式在相關(guān)爭(zhēng)議過程中孕育和漸趨明朗,并隨之提出欽杭結(jié)合帶與成礦帶,這是華南大地構(gòu)造研究的重要轉(zhuǎn)折,也在某種程度上動(dòng)搖了華南東南部以南嶺為區(qū)域成礦中心的傳統(tǒng)觀念。當(dāng)前圍繞華南大地構(gòu)造和古大陸問題的研究處于空前繁榮和諸子百家爭(zhēng)鳴的時(shí)代,并趨向于與國際潮流相結(jié)合,追溯古地塊的起源和漂移歷程。欽杭成礦帶的研究,不僅是華南大地構(gòu)造和區(qū)域成礦學(xué)研究的重要課題,對(duì)探討全球Grenville造山、Rodinia超大陸聚合與裂解、新元古代成礦爆發(fā)等也有重要意義。

基于欽杭成礦帶在華南乃至全球Rodinia超大陸中的特殊地位,以及其研究進(jìn)展,我們認(rèn)為如下問題值得關(guān)注,并可望在近期取得突破。

(1)華南早期大陸地殼的形成和演化。揚(yáng)子地塊前寒武紀(jì)巖石分布較廣泛,并存在以崆嶺雜巖為代表的太古宙—古元古代結(jié)晶基底;而華夏地塊前寒武紀(jì)巖石分布較零散,主要出露于武夷、贛中南、云開及瓊南地區(qū),目前發(fā)現(xiàn)的最古老巖石為浙閩地區(qū)的古元古界八都群,是否存在太古宙結(jié)晶基底尚不明確。揚(yáng)子與華夏陸塊早前寒武紀(jì)基底之異同及其與超級(jí)大陸的親緣關(guān)系,有待進(jìn)一步研究。

(2)華南新元古代大地構(gòu)造格局與超大陸重建。新元古代是全球地質(zhì)演化歷史上一個(gè)重要的轉(zhuǎn)折和突變時(shí)期,發(fā)生了Rodinia超大陸聚合與裂解、全球性低緯度冰川、生物大分異等一系列重大事件。欽杭成礦帶及其兩側(cè)廣泛產(chǎn)出新元古代巖漿巖,也有較為完整的沉積記錄,是研究這段地質(zhì)歷史的天然實(shí)驗(yàn)室。在已有的Rodinia超大陸重建模式中,華南(包括揚(yáng)子和華夏)在其中的位置仍不十分清楚,需要有新的事實(shí)和依據(jù)對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)或發(fā)展完善。

(3)華南新元古代海底火山與噴流沉積成礦作用。已有的研究表明,華南中新元古代海底火山熱液活動(dòng)異常活躍,形成了與島弧火山作用有關(guān)的西裘式和鐵砂街式銅多金屬礦床,以及與大陸裂谷作用有關(guān)的新余式鐵礦、大降坪式硫鐵礦等,而這些礦床都處于欽杭成礦帶內(nèi),它們應(yīng)作為今后找礦突破的重點(diǎn)方向之一。

(4)華南加里東期構(gòu)造—巖漿作用與成礦。華南存在早古生代褶皺帶以及廣泛發(fā)育加里東期花崗巖是客觀事實(shí),但對(duì)其形成機(jī)制仍有很大分歧,是弧-陸碰撞,揚(yáng)子與華夏碰撞拼貼,還是陸內(nèi)造山,有待進(jìn)一步研究。雖然有不少證據(jù)支持陸內(nèi)造山帶模式,但陸內(nèi)造山的驅(qū)動(dòng)力至今沒有提出令人滿意的解釋。

(5)華南中生代構(gòu)造—巖漿作用與成礦。華南中生代構(gòu)造—巖漿作用和大規(guī)模成礦的地球動(dòng)力學(xué)背景是華南地質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域最具吸引力的課題之一,但在認(rèn)識(shí)上仍有很大分歧,提出了活動(dòng)大陸邊緣構(gòu)造—巖漿作用、大陸拉張—裂解、后造山、巖石圈減薄和拆沉、地幔柱等多種成因模式。目前大多數(shù)學(xué)者沿用活動(dòng)大陸邊緣構(gòu)造—巖漿作用模式,并從不同視角予以改進(jìn)。中生代時(shí)期沿欽杭結(jié)合帶的構(gòu)造活化也受到不少研究者的關(guān)注,但其動(dòng)力學(xué)來源尚不清楚。還值得注意的是,近年來相繼報(bào)道了一些與印支期花崗巖類有關(guān)的鎢錫鈮鉭鈾礦床,暗示中生代大規(guī)模成礦作用可能在印支晚期就已拉開了序幕。

(6)粵西—桂東地區(qū)前寒武紀(jì)地層系列及含礦性。前人對(duì)該區(qū)前寒武紀(jì)地層的時(shí)代歸屬一直存在爭(zhēng)議,而近年來不同研究者所發(fā)表的地層或巖石年齡數(shù)據(jù)及其解釋,使該區(qū)地層的劃分與對(duì)比更趨復(fù)雜。因此,在進(jìn)行同位素地質(zhì)年代學(xué)研究的同時(shí),更應(yīng)該加強(qiáng)基礎(chǔ)地質(zhì)尤其是不同地質(zhì)體構(gòu)造變形和構(gòu)造關(guān)系的研究。目前,中國地質(zhì)調(diào)查局在該區(qū)部署了一批1∶25萬和1∶5萬區(qū)調(diào)圖幅及礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查項(xiàng)目,隨著這些項(xiàng)目的相繼完成,本區(qū)前寒武紀(jì)地層劃分對(duì)比問題可望取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,其蘊(yùn)藏的豐富礦產(chǎn)將進(jìn)一步被發(fā)現(xiàn)。

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