柏道遠,魏方輝,李彬,曾廣乾,孫驥,周超

1) 湖南省地質調查所,長沙,410016; 2) 東華理工大學核資源與環(huán)境國家重點實驗室,南昌,330013; 3) 中國地質科學院地質力學研究所,北京,100081

內容提要：雁林寺金礦田位于湘東北金礦區(qū)南部,發(fā)育大量中小型金礦床(點)。前人對區(qū)內包括控礦構造在內的各類變形的運動學特征及形成時代和機制尚缺乏探討和解析,從而影響到對礦床形成和保存規(guī)律的全面認識。鑒此,筆者等基于區(qū)域構造特征和大量露頭構造的詳細解析,厘定了雁林寺金礦田及鄰區(qū)的構造變形序列及其時代背景,并結合礦床地質和同位素測年等其他資料,探討了成礦時代和控礦構造屬性。主要認識如下:① 研究區(qū)自早至晚經歷了新元古代中期NW—SE向擠壓、志留紀早期NW—SE向擠壓、志留紀末花崗巖體主動侵位擠壓、中三疊世晚期NW—SE向擠壓、晚三疊世NNW—SSE向—S—N向擠壓、中侏羅世晚期NWW—SEE向—近E—W向擠壓、白堊紀NW—SE向伸展、古近紀中晚期NE—SW向—NNE—SSW向擠壓、古近紀晚期—新近紀初NW—SE向擠壓等9期構造事件,形成了不同走向和規(guī)模的褶皺、逆斷裂、順層剪切帶、正斷裂、右行和左行走滑斷裂與剪切破裂、斷陷盆地、劈理、膝折等構造類型,以及部分構造走向的后期偏轉。② 區(qū)內存在志留紀末和晚三疊世兩期金成礦作用,均與同期花崗質巖漿活動有關。③ 雁林寺金礦田容礦構造主要有前中生代順層脆韌性剪切帶和層間斷裂、中—晚三疊世的NW向—NWW向右行走滑斷裂和剪切裂隙、花崗巖枝的內外接觸帶等3類。志留紀末金礦床的導礦構造為先期NE向深部逆斷裂,晚三疊世金礦床的導礦構造為中三疊世晚期的NE向逆斷裂、晚三疊世早期的NEE向和EW向逆斷裂。對兩期金礦床而言,成礦后各期變形事件中形成的不同類型斷裂均可能成為破礦構造。

江南造山帶湖南段分布有大量金(銻鎢)礦床,素有湖南省“金腰帶”之稱(黃建中等,2020)。前人對該帶金(銻鎢)礦床特征、成因等進行過長期研究并取得豐富成果,但關于成礦構造背景尚存在不同認識(Xu Deru et al., 2017;Zhang Liang et al., 2019;黃建中等,2020;柏道遠等,2020a,2021a)。此外,盡管對主要礦床的導礦、容礦構造等已有基本認識,但對控礦構造的運動學特征和形成時代一般缺乏研究(柏道遠等,2023a)。雁林寺金礦田位于金腰帶東段湘東北金礦區(qū)的南部(圖1),發(fā)育大量中小型金礦床(點)(圖2a)。礦田中部雁林寺—團山背一帶勘查和研究程度較高,礦床規(guī)模相對較大,前人對相關礦床的地球化學特征、成因、成礦物質來源、蝕變特征和找礦標志等進行了較多研究(柳德榮等,1993;駱珊等,2014;蔣星祥等,2016;Shao Yongjun et al., 2018;梁軍等,2018;陸文等,2020),并揭示主要容礦構造為NE向劈理化帶或層間斷裂及NW向韌性剪切帶(黃誠等,2012;陶詩龍等,2015;劉守林等,2016;徐昊等,2016)。盡管如此,目前對包括控礦構造在內的各類變形的運動學特征及形成時代和機制尚缺乏探討和解析,從而影響到對礦床形成和保存規(guī)律的全面認識。鑒此,筆者等基于區(qū)域構造特征和大量露頭構造的詳細解析,厘定了雁林寺金礦田及鄰區(qū)的構造變形序列及其時代背景,并結合礦床地質和同位素測年等其他資料,探討了成礦時代和控礦構造屬性。這一成果不僅深化了區(qū)域地質構造及其控礦特征認識,對江南造山帶湖南段金礦床的成礦地質背景和構造控礦機制研究也具有重要的參考價值。

圖2 湘東雁林寺金礦田和鄰區(qū)地質圖(a)及觀察點上構造形跡與應力場方位(b)Fig.2 Geological map of Yanlinsi Au orefield, eastern Hunan, and adjacent areas (a), deformations and stress orientation at observation points (b)

1 區(qū)域地質背景及礦床地質概況

為了通過更多地質資料對區(qū)域構造事件給予有效約束,將研究范圍從冷家溪群金礦產出區(qū)外延至東面的上古生界和中生界出露區(qū)(圖2a)。

雁林寺金礦田中、西部相對隆起,主要出露冷家溪群和志留紀晚期花崗巖體;東部相對拗陷,出露上古生界、上三疊統(tǒng)—侏羅系和白堊系(圖2a)。冷家溪群自下而上為雷神廟組、黃滸洞組和小木坪組,其中雷神廟組為一套灰色中—厚層狀板巖、泥質粉砂巖和粉砂質板巖;黃滸洞組為一套淺變質巖屑雜砂巖為主并夾泥質粉砂巖、粉砂質板巖、絹云母板,頂部發(fā)育一套火山碎屑巖;小木坪組為一套板巖、粉砂質板巖夾少量粉砂巖和細砂巖。上古生界(泥盆系—二疊系)為碎屑巖和碳酸鹽巖,上三疊統(tǒng)主要為一套礫巖,侏羅系為含煤碎屑巖系,白堊系為紫紅色碎屑巖系。值得指出的是,研究區(qū)自早至晚經歷了武陵期(冷家溪群沉積期)活動大陸邊緣盆地、雪峰期(板溪群沉積期)—南華紀陸內裂谷盆地、震旦紀—早奧陶世被動陸緣盆地、中奧陶世—志留紀前陸盆地、泥盆紀—中三疊世陸表海盆地、晚三疊世—第四紀陸相盆地及山體抬升等6個大的構造階段(湖南省地質調查院,2017),但受多期抬升剝蝕影響,雪峰期—志留紀地層在研究區(qū)未得到保存。

雁林寺金礦田南部發(fā)育志留紀板杉鋪和宏夏橋花崗巖體,主要巖石類型為黑云母花崗閃長巖、黑云母二長花崗巖,形成時代為434～418 Ma(張菲菲等,2010;關義立等,2013;李建華等,2015;隗含濤等,2020)。東南部發(fā)育印支期王仙花崗斑巖體,形成時代為224.7±4.4 Ma(楊立志等,2018)。此外,正沖金礦和團山背金礦發(fā)育志留紀隱伏花崗質巖枝;雁林寺—團山背一帶發(fā)育印支期NW向隱伏輝綠巖脈,LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(225.2±1.9)Ma(周超等,2022)。

研究區(qū)不同走向、規(guī)模及性質的斷裂、褶皺、斷陷盆地等構造類型發(fā)育,呈現(xiàn)出復雜的構造面貌(圖2a)。中西部隆起區(qū)由前中生代脆韌性逆沖剪切帶(大多數(shù)順層)和褶皺、中生代NE向和NW向的逆斷裂和走滑斷裂等組成基本構造格架,其中前中生代構造線在東部呈NE向,向西因志留紀花崗巖體強力侵位擠壓而轉為近EW向(由于褶皺疊加作用,局部仍為NE向),巖體東側甚至轉為NW向。東部拗陷區(qū)由NE向逆斷裂和褶皺以及白堊紀上疊斷陷盆地組成基本構造格架。

區(qū)內發(fā)育雁林寺、正沖、肖家山、團山背、梨樹坡、官橋、保華嶺、桃花、長沖坡、楠竹坡、洪源(金宏)、大元沖等金礦床(圖2a),均產于冷家溪群中。礦床規(guī)模多為小型,少量達中型。礦床類型以石英細脈—蝕變破碎巖型為主,代表性礦床有雁林寺、正沖、肖家山、洪源等金礦床(王淑軍等,2008)。該類礦床多產于順層(少量切層)脆韌性剪切帶中,走向以NE向為主,少量NW向。礦石類型較簡單,以含黑色條紋的石英脈為主。礦石中金屬礦物主要為黃鐵礦、黃銅礦、毒砂、方鉛礦、閃鋅礦以及自然金等;非金屬礦物以石英、絹云母、(鐵)白云石為主,綠泥石、方解石及電氣石次之;金主要以不可見金形式賦存在硫化物中,其次為裂隙金和粒間金,少量包體金(陶詩龍等,2015)。

其他礦床類型尚有蝕變巖型、石英大脈型、斑巖型、花崗巖接觸帶型等,但規(guī)模均不大(王淑軍等,2008)。蝕變巖型金礦常產于石英細脈—蝕變破碎巖型金礦脈的近側圍巖中,一般品位較低。石英大脈型金礦在部分礦床局部發(fā)育;斑巖型金礦見于團山背;花崗巖接觸帶型金礦見于正沖金礦。

2 構造事件及變形序列

2.1 研究概況

筆者等通過區(qū)域構造分析和露頭構造調查解析相結合的方法厘定主要構造事件及其形成的構造類型(變形序列)。構造事件和變形序列的厘定依據(jù)包括構造層的接觸關系、各類構造及其反映的區(qū)域應力場特征、構造卷入地層時代、不同類型構造的交切關系,以及區(qū)域構造事件的應力場特征等。

露頭觀測點多數(shù)位于中西部的賦礦層位冷家溪群出露區(qū),其中礦山井下觀察點2個(D125點、D133點);另于東部上古生界、上三疊統(tǒng)和白堊系等其他構造層進行了少量的露頭構造調查(圖2、圖3),以更有效約束變形時代。對露頭點上各種構造的幾何學、運動學特征及交切、疊加和改造關系等進行了詳細觀測,并恢復了構造形成的應力方位(圖2b),其中走滑、斜滑剪切破裂和斷裂及膝折面所形成的應力方位不易直接確定,通過赤平投影軟件strGraphPrj手工操作求解(圖4)。大量的露頭構造調查,不僅更全面了解了研究區(qū)各時代不同規(guī)模的構造類型,并為構造事件序列的厘定提供了更為可靠的資料支持。

圖3 湘東雁林寺金礦田典型構造剖面Fig.3 Typical structural section in Yanlinsi orefield, eastern Hunan斷裂和剪切帶編號同圖2a;剖面位置見圖2afaults and shear zones No. are the same as that in fig. 2a; location of the sections are shown in fig. 2a

圖4 湘東雁林寺金礦田代表性露頭觀察點走滑、斜滑剪切破裂、斷裂及膝折面的應力解析Fig.4 Stress analysis of strike-slip and oblique-slip shear fractures, faults and axials of kinks at representative outcrop points in Yanlinsi orefield, eastern Hunan發(fā)育多個破裂面時,產狀取走向和傾向的加權平均值When multiple fractures are developed, take the weighted average value of dip direction and dip angle as the attitude

區(qū)域應力場的確定是厘定構造事件及變形序列的關鍵。本文相關構造形成的最大主應力確定方法如下:褶皺、逆斷裂和劈理形成的最大主應力分別垂直其走向;脆性剪切破裂或斷裂形成的最大主壓應力與破裂面和擦痕夾角取30°;膝折帶形成的最大主壓應力與膝折面夾角為55°左右(鄭亞東等,2007)。

根據(jù)區(qū)域構造特征和野外露頭構造觀測資料,結合已有區(qū)域構造演化研究成果(柏道遠等,2015,2018, 2021b,2023a,2023b;李彬等,2022),確定研究區(qū)自早至晚經歷了9期主要構造事件(D1—D9),即新元古代中期NW—SE向擠壓(D1)、志留紀早期NW—SE向擠壓(D2)、志留紀晚期花崗巖體侵位擠壓(D3)、中三疊世晚期NW—SE向擠壓(D4)、晚三疊世NNW—SSE向—S—N向擠壓(D5)、中侏羅世晚期NWW—SEE—近E—W向擠壓(D6)、白堊紀區(qū)域NW—SE向伸展(D7)、古近紀中晚期NE—SW向—NNE—SSW向擠壓(D8)以及古近紀晚期—新近紀NW—SE向擠壓(D9)等9期構造事件,并系統(tǒng)厘定了各期構造事件的變形類型(表1,圖5)。后文即對各期變形事件的應力場特征、區(qū)域構造和露頭所見構造類型、時代依據(jù)和構造背景等給予詳細介紹。

表1 雁林寺金礦及鄰區(qū)構造變形序列Table 1 Deformation sequences in the Yanlinsi Au deposit and adjacent areas

圖5 湘東雁林寺金礦田及鄰區(qū)主要構造與成礦事件Fig.5 Major tectonic and metallogenic events in Yanlinsi orefield, eastern Hunan, and adjacent areas

2.2 代表性露頭點構造特征

D104、D114、D120、D123等4個地表露頭點以及D125、D133等2個井下觀察點發(fā)育多期次、多類型構造,本小節(jié)介紹點上所見各類構造特征及其切錯、疊加和改造關系,確定構造形成的應力場和變形期次,其中變形期次以構造事件代碼(如“(D1)”等)直接標示。其他露頭點上的構造在“2.3”節(jié)各期變形事件分述時予以簡介。

2.2.1D104點構造變形

點處出露火山碎屑巖夾凝灰質板巖,順層板劈理(D1)發(fā)育,劈理走向因志留紀花崗巖體強力就位擠壓由區(qū)域NE向轉為NWW向(D3)。見走向NE、傾向NW的逆沖斷裂Fa發(fā)育(對應圖2a中區(qū)域斷裂F6)(D4)(圖6),斷裂寬6～8 m,由南東至北西可分為:①揉皺化帶,早期的片理發(fā)生彎曲形成揉皺;②片理化帶,巖層被強烈置換成陡傾的片理;③構造透鏡體帶,巖層破碎明顯,并形成斷夾塊和構造透鏡體;④片理化帶。斷裂帶底面產狀為310°～320°∠65°～75°,斷層面附近發(fā)育產狀340°∠70°的羽裂,指示后期右行走滑,推測與中侏羅世NWW—SEE向擠壓有關(D6)。主斷層破碎帶內發(fā)育后期NE向逆斷裂Fb(D9)(圖6),其產狀為135°∠67°,破碎帶寬約3～5 cm,切錯石英脈體,剖面上顯示逆沖效應,反映區(qū)域NW—SE向擠壓(圖2b)。

圖6 D104點NE向斷裂特征Fig.6 NE-trending fault at D104 ① 揉皺帶;② 片理化帶1;③ 構造透鏡體(或斷夾塊);④ 片理化帶2;⑤ 淺變質火山碎屑巖① folds zone; ② schistosity zone 1; ③ structural lens or fault blocks; ④ schistosity zone 2; ⑤ epimetamorphic pyroclastic rock

2.2.2D114點構造變形

于公路北側見良好露頭剖面(圖7),巖石中板劈理S1(D1)發(fā)育且與巖層面S0平行。自NW向SE依次見以下構造(圖2b):① SN向右行走滑小斷裂F1(D8),產狀90°∠45°,斷層上盤牽引褶皺指示右行走滑(圖8a),反映NNE向最大主應力(圖4)。② NE向剪切小褶皺(D1)(圖8b),以層面為標志層,樞紐產狀235°∠28°,指示上巖層自SE向NW滑移;褶皺轉折端的板劈理S1垂直于S0,指示S1大體與褶皺同期或稍晚于褶皺形成;轉折端層面S0彎曲形成皺紋線理。③ NE向逆斷裂F2(D4),產狀140°～150°∠70°,破碎帶寬20～30 cm,次級牽引褶皺和羽裂指示逆沖。④ 近EW向右行走滑斷裂F3(D6),產狀170°∠75°,斷層破碎帶寬20～30 cm;正階步指示右行(圖8c),反映NWW向最大主應力(圖4)。⑤ NE向共軛逆沖斷裂F4和F5(D4),F4貫通并切割F5;F4帶內剪切派生褶皺的樞紐產狀為30°∠20°,指示逆沖兼左行走滑(圖8d),反映NW向最大主應力;F5由多條小斷裂組成,帶內硅化強變形面理發(fā)育。⑥ EW向北傾逆斷裂F6(D5),產狀360°∠20°,充填石英脈;F6切割NE向逆斷裂F4(D4)(圖7)。

圖7 D114點斷裂構造:① 淺變質粉砂巖;②粉砂質板巖Fig.7 NE-trending fault at D114: ① epimetamorphic siltstone; ② silty slate

綜上,本點經歷以下幾期變形事件:新元古代NW—SE向擠壓下形成NE向剪切小褶皺(D1);中三疊世NW—SE向擠壓下形成NE向逆斷裂F2、F4和F5(D4);晚三疊世S—N向擠壓下形成EW向逆斷裂F6(D5);中侏羅世晚期NWW—SEE向擠壓下形成近EW向右行走滑斷裂F3(D6);古近紀NE—SW向擠壓下形成SN向右行走滑小斷裂F1(D8)(圖2b)。

2.2.3D120點構造變形

點處為南橋東面采石廠,出露上三疊統(tǒng)紫家沖組礫巖、粉砂質泥巖以及白堊系神皇山組紫紅色粉砂質、泥質粉砂巖。自西往東依次見多條斷裂(圖9,圖2b):① NEE向逆斷裂F1(D5),產狀340°∠30°(圖8e),破碎帶寬約5～10 cm;羽裂和階步指示逆沖性質,反映NNW—SSE向擠壓。② NNW向左行走滑斷裂F2(D9),產狀255°∠70°,正階步及羽裂指示左行走滑(圖8f),反映NW向最大主應力(圖4)。③ NW向右行正斷裂F3(D7),表現(xiàn)為多條斷面粗糙的平行小斷裂,主體產狀為60°∠70°,次級羽裂指示右行正滑;該斷裂具調整斷裂性質。④ NNE向盆緣正斷裂F4(D7),西盤和東盤分別為上三疊統(tǒng)和白堊系(圖8g);斷裂產狀120°∠70°左右,帶寬約5 m,帶內紫家沖組礫巖與白堊系紫紅色礫巖、粉砂巖混雜,顯示同沉積斷裂特征。

圖9 D120點白堊紀控盆斷裂特征Fig.9 Cretaceous basin controlling fault at D120① 燧石質粗礫巖;②硅化破碎帶;③砂礫巖夾粉砂質泥巖;K2sh—白堊系神皇山組;T3zj—上三疊統(tǒng)紫家沖組① Cherty coarse conglomerate; ② silicified fracture zone; ③ sandy conglomerate intercalated with silty mudstone; K2sh—Cretaceous Shenhuangshan Formation; T3zj—Late Triassic Zijiachong Formation

2.2.4D123點構造變形

點處于SN向公路西側見良好露頭剖面。剖面南段巖層緩傾,產狀260°∠15°;北段巖層陡傾,產狀295°∠55°。該剖面上發(fā)育一條順層的脆韌性剪切帶(D1)(圖10),垂向寬度約7 m,發(fā)育S—C組構(圖8h)、條帶狀構造及次級剪切面理等。其中代表性S—C組構的C面理產狀270°∠20°,S面理190°∠30°,指示上巖層向NW滑移。C面理和S面理圍限可形成構造透鏡體。

圖10 D123點脆韌性剪切帶及斷裂特征Fig.10 Brittle—ductile shear zone and faults at D123① 粉砂質板巖;② 脆韌性剪切帶;③ 板巖;④ 構造透鏡體;Pt3h—新元古界冷家溪群黃滸洞組① Silty slabstone; ② brittle—ductile shear zone; ③ slabstone; ④ structural len; Pt3h—Huanghudong Formation of Neoproterozoic Lengjiaxi Group

剖面上見6條切割剪切帶的后期小斷裂(F1—F6)(圖10)。①NE向逆斷裂F2(D4),切割脆韌性剪切面理,兩盤牽引褶皺指示逆沖,反映NW—SE向擠壓(圖2b)。②NNE向左行走滑斷裂F1、F4、F5(D5),F1和F4切割脆韌性剪切帶,F5被剪切帶所限制;正階步和羽裂指示各斷裂具左行走滑,反映SN向最大主應力(圖4,圖2b)。③EW向逆斷裂F3、F6(D5),前者切割并受脆韌性剪切面控制,后者自圍巖向上切入韌性剪切帶(圖10);羽裂指示斷裂具逆沖性質。此外,于脆韌性剪切帶下盤發(fā)育NNE向左行剪切破裂(D5),其產狀為290°∠80°,被脆韌性剪切帶所限制(圖8i);正階步和擦痕指示左行走滑,反映近S—N向擠壓。

2.2.5D125點構造變形

點處為恒石金礦(雁林寺金礦床)215中段沿脈,出露青灰色—灰色粉砂質板巖。發(fā)育一條走向NE、傾向NW的順層剪切帶(D2),其產狀為315°∠57°;剪切帶中充填含金石英脈(金礦脈)。條帶狀石英脈實際存在早、晚兩期脈體(圖8j)。早期為條帶狀煙灰色石英脈,顯示逆沖型順層剪切和硅化交代作用,縱剖面和橫切面上剪切面理線分別呈直線和彎曲特征(圖8k、l),橫切或斜切剖面上或可見“S—C”面理組構,顯示自NW向SE的逆沖。晚期為塊狀乳白色石英脈,明顯為充填成因(圖8j)。在后期NE—SW向擠壓下(圖2b)(D8),石英脈產生剪切揉皺變形(軸面反傾)(圖8m),或受NW向背沖斷裂切錯與改造(圖8j)。此外,井下尚見晚三疊世NW向輝綠巖脈切割NE向金礦脈,輝綠巖的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(225.2±1.9)Ma(周超等,2022)。

鏡下:見條帶狀煙灰色石英脈由巖石經強硅化作用而成,石英交代黏土等礦物現(xiàn)象明顯,原巖中黏土、絹云母僅局部見少量殘余;石英呈他形粒狀,晶粒大小懸殊,波狀消光明顯;黏土、絹云母定向分布(圖8n)。發(fā)育平行狀分布的壓溶縫合線,不透明礦物主要分布于縫合線附近(圖8o)。

根據(jù)上述礦脈特征,結合區(qū)內主要巖漿—流體活動事件綜合考慮,初步推斷上述早期條帶狀含金脈體與志留紀晚期花崗質巖漿活動有關,晚期塊狀乳白色石英脈體與晚三疊世巖漿活動有關。

2.2.6D133點構造變形

位于金明金礦0 m中段。礦脈類型為沿脆韌性順層(局部切層)剪切帶(D1)形成的條帶狀石英脈,其初始產狀為走向NE、向W緩傾,因中生代褶皺疊加走向可變位為NNE向、NW向等。多處觀測依次見以下構造現(xiàn)象(圖2b)。① NE向左行走滑兼逆沖斷裂F1(D5)錯斷近SN向含金剪切石英脈(D1)(圖11a)。斷裂產狀為320°∠45°,正階步指示左行走滑兼逆沖,反映SN向最大主應力(圖4)。② NEE向逆斷裂F2(D5),產狀160°∠57°;斷裂帶寬約8 m,內部強、弱變形帶相間發(fā)育;S—C組構(圖11b)及羽裂指示逆沖性質;該斷裂為破礦構造,導致南盤礦脈向北終止于斷裂。③ SN向左行剪切破裂L1(D5)切錯NNW向石英細脈,反映NNW向最大主應力(圖4)。④ EW向右行走滑斷裂F3(D6)切錯NNE向含礦石英脈(D1);NNE向礦脈沿剪切帶發(fā)育,產狀285°∠27°,具條帶狀構造;F3走向90°,正階步指示右行走滑(圖11c),反映NWW向最大主應力(圖4)。⑤ 2層NNE向含礦石英脈(D1)被后期NW向石英細脈(D6)穿切(圖11d);NNE向礦脈產狀為290°∠35°,沿剪切帶發(fā)育,橫向上具厚薄變化;NW向石英細脈產狀為230°∠88°,沿剪切破裂L2(D6)發(fā)育,剪切面上正階步示左行,反映NWW向最大主應力(圖4)。⑥ NNE向含礦石英脈因擠壓形成NW向腸狀褶皺(D8);礦脈總體產狀為295°∠45°;褶皺形態(tài)近對稱(圖11e),其樞紐產狀為290°∠35°,反映NE—SW向擠壓。

圖11 D133、D105、D109、D116、D129、D107、D118點構造特征Fig.11 Characteristics of deformation at D133, D105, D109, D116, D129, D107 and D118(a) D133點NE向斷裂切錯含金石英脈;(b) D133點S—C組構示近EW向斷裂F2逆沖;(c) D133點正階步示EW向直立斷裂右行走滑;(d) D133點NW向剪切破裂(細脈)切割NNE向礦脈;(e) D133點NNE向含礦石英脈形成的腸狀褶皺;(f) D105點剪切帶內強變形帶與弱變形域相間;(g) D105點剪切派生褶皺反映南盤(現(xiàn)位)上升;(h) D105點剪切面理形成膝折;(i) D105點摩擦鏡面上礦物生長線理和正階步指示剪切帶后期左行走滑;(j) D109點剪切帶宏觀露頭特征;(k) D109點S—C組構指示武陵期上巖層由南向北滑移;(l) D116點剪切派生褶皺指示上巖層向NW滑移;(m) D129點剪切帶內深淺相間石英脈體及后期NW向左行剪切破裂;(n) D107點后期NE向破裂面及其反向羽裂(斜俯視);(o) D118點正階步及擦痕指示NWW向剪切破裂L1右行走滑(a) NE-trending fault cuts off Au-bearing quartz vein at D133; (b) S—C fabric indicate that near EW-trending fault F2 thrust; (c) steps indicate that the vertical EW-trending fault at D133 dextral strike-slip; (d) NW-trending shear fractures cut NNE-trending mineral vein at D133; (e) genual folds formed by NNE-trending ore bearing quartz vein at D133; (f) the strong deformation zones and weak deformation domains in the shear zone at D105; (g) folds derived from shear at D105 indicate that the south wall rises; (h) kinks formed by shear foliations at D105; (i) mineral growth lineations and steps indicate later sinistral strike-slipping of the shear zone; (j) macro outcrop characteristics of the shear zone at D109; (k) the S—C fabric at D109 indicate that the upper strata slipped from south to north in Wuling Period. (l) folds derived from shear at D116 indicate that the upper strata slipped to NW; (m) dark and light altemating silicified quartz veins in the shear zone and later NW-trending sinistral shear fractures at D129; (n) the late NE-trending fracture and its reverse pinnate fracture at D107(oblique view); (o) strias and steps indicate that NWW-trending shear fractures L1 at D118 dextral slip

綜上,本點經歷以下幾期變形、成礦事件:新元古代中期NW—SE向擠壓,形成NE向脆韌性順層剪切帶(D1)(局部斷坡位置為切層斷裂);志留紀晚期因巖漿活動而沿剪切帶形成石英脈型金礦脈;晚三疊世NNW—SSE—S—N向擠壓,形成NE向左行走滑兼逆沖斷裂F1、NEE向逆斷裂F2、SN向左行剪切破裂L1(D5);中侏羅世晚期NWW—SEE向擠壓,形成EW向右行走滑斷裂F3、NW向左行剪切破裂L2(D6);古近紀NE—SW向擠壓,形成NW向褶皺(D8)(圖2b)。

2.3 構造事件及變形序列

如前文所述,研究區(qū)經歷了9期主要構造變形事件(表1,圖5),以下自早至晚分別闡述各期構造變形的應力場、區(qū)域和露頭構造形跡、時代依據(jù)和構造背景。

2.3.1新元古代中期構造變形(D1)

本期變形的區(qū)域應力場為NW—SE向擠壓,形成NE向板劈理、脆韌性逆沖剪切帶、剪切派生褶皺等(圖2,圖5),部分地區(qū)構造走向可因志留紀晚期花崗巖體強力就位擠壓而變?yōu)镋W向、NW向、SN向等。板劈理普遍發(fā)育,如D101、D104、D105、D106、D107、D116等露頭點(圖2b)。脆韌性逆沖剪切帶有團山背剪切帶SH1、雁林寺—正坡里剪切帶SH2、梅子園剪切帶SH3、洪源剪切帶SH4、東坑剪切帶SH5、堯家排剪切帶SH6等(圖2a),見于D105(圖11f)、D106、D109(圖11j)、D123(圖10)、D133(圖11d)、D129(圖11m)等觀察點。脆韌性剪切帶大多順層產出,露頭上所見S—C組構或剪切派生褶皺反映本期剪切帶的運動方向主要表現(xiàn)為上巖層向NW(或N)滑移(圖2a,圖8h,圖11g,圖11k,圖11l)。剪切派生褶皺見于D105(圖11g)、D114(圖8b)、D116(圖11l)等露頭點。區(qū)域褶皺形態(tài)以緊閉倒轉為主。脆韌性剪切帶和區(qū)域褶皺的軸面多數(shù)傾向NW(或N),少量傾向SE(或S)(圖3)。傾向NW(或N)的剪切帶和褶皺可能部分形成于本期變形,部分則形成于志留紀早期NW—SE向擠壓;形成于本期者初始產狀可能傾向SE(對應于向NW的逆沖滑移),因志留紀晚期深部花崗巖漿向北擠壓拓展而翻轉變位。

本期變形卷入地層均為時代最早的冷家溪群,所形成的NE向板劈理、順層剪切帶和剪切派生褶皺的走向因志留紀花崗巖體的侵位而發(fā)生偏轉,表明其為研究區(qū)第一期構造變形。本期變形的構造背景為揚子陸塊與其東南緣的島弧之間發(fā)生弧—陸碰撞(柏道遠等,2012a,2018),其造成冷家溪群與上覆板溪群之間的角度不整合(湖南省地質調查院,2017)以及冷家溪群的淺變質。

2.3.2志留紀早期構造變形(D2)

本期變形的區(qū)域應力場為NW—SE向擠壓,形成NE向褶皺或疊加褶皺、NE向順層剪切帶等,構造走向可因志留紀晚期花崗巖體強力就位而改變(圖2a)。褶皺軸面主要傾向NW(圖3a南部及圖3b),反映自NW向SE逆沖推覆的運動學特征。順層剪切帶見于D125點(圖8k、l),“S—C”組構顯示自NW向SE的逆沖,有別于前述新元古代中期自SE向NW逆沖的順層剪切帶。

本期變形卷入地層為冷家溪群;所形成褶皺和順層剪切帶反映的逆沖推覆指向為SE,有別于第一期變形的NW向;所形成褶皺走向在志留紀花崗巖體周緣發(fā)生轉向(圖2a)。鑒此,確定本期構造為研究區(qū)第二期變形。

本期變形的構造背景為早古生代晚期陸內造山運動即北流運動(柏道遠等,2015,2021c),其造成前泥盆系的褶皺、抬升以及跳馬澗組與先期地層的角度不整合(湖南省地質調查院,2017),研究區(qū)強烈抬升剝蝕而缺失板溪群—下古生界。本次構造運動與華夏古陸向北西的擴增與擠壓有關(陳旭等,1999),區(qū)域主體構造體制為S—N向擠壓(丘元禧等,1998;王建等,2010;郝義等,2010;柏道遠等,2018),但受欽杭結合帶與揚子陸塊間弧形邊界控制,研究區(qū)構造體制為NW—SE向擠壓(柏道遠等,2012a)。

2.3.3志留紀末構造變形(D3)

本期變形非區(qū)域構造事件所致,而是與志留紀晚期板杉鋪巖體和宏夏橋巖體的主動侵位有關?；◢弾r體的多次強力就位,于巖體中形成環(huán)狀和徑向同侵位斷裂(圖2a)(劉耀榮等,2000),并對圍巖產生擠壓,導致先期NE向構造線在巖體北側、北東側和東側分別變位為EW向、NW向和SN向(圖2a),如巖體北面D104點的NWW向劈理、D105點的EW向剪切帶(圖11f)和剪切派生褶皺(圖11g)、D107點和D106點(圖12h、i)的EW向劈理,其初始走向均為NE向。巖體強力就位使先期構造線偏轉得到以下證據(jù)的支持:一是如上所述,在巖體東側—北側,先期構造線走向與巖體邊界走向趨于一致;二是區(qū)域上瀏陽以南至衡山一帶的新元古代中期構造線總體均呈NE向(柏道遠等,2012a);三是板杉鋪巖體東緣—北緣發(fā)育寬達2.9～6.4 km寬的片麻狀構造帶,巖體外側的圍巖中則發(fā)育強變形片巖帶和擠壓褶皺變形帶(劉耀榮等,2000)。

圖12 D101、D112、D119、D115、D131、D106、D121、D122點構造特征Fig.12 Characteristics of deformation at D101, D112, D119, D115, D131, D106, D121 and D122(a) D101點斷層破碎帶及羽裂構造示逆沖;(b) D112點下斷層面及斷層破碎帶;(c) D119點紫家沖組中NEE向剪切破裂或小斷裂;(d) D119點正階步示NE向斷裂左行走滑;(e) D115點NE向左行走滑斷裂;(f) D131點羽裂及反階步示NW向斷裂早期右行走滑;(g) D131點階步和擦痕示NW向斷裂晚期左行走滑;(h) D106點NE向膝折反映近E—W向擠壓;(i) D106點膝折面S2交切早期面理S1;(j) D121點正階步示近SN向小斷裂F1右行走滑;(k) D121點正階步指示NE向斷裂F2左行走滑;(l) D122點次級羽裂指示白堊系礫巖中SN向小斷裂右行走滑(a) The pinnate fractures indicate that the fault thrust at D101; (b) lower fault plane and fracture zone at D112; (c) NEE-trending shear fracture or small fault in Zijiachong Formation at D119; (d) steps indicate that the NE-trending fault at D119 sinistral strike-slip; (e) NE-trending sinistral strike-slipping fault at D115; (f) pinnate fractures and antisteps indicate the early dextral strike-slipping of the NW-trending fault at D131; (g) steps and pinnate fractures indicate the late sinistral strike-slipping of the NW-trending fault at D131; (h) the NE-trending kinks at D106 reflecting near EW-compression; (i) the axials of kinks S2 at D106 cut early foliation S1; (j) the steps indicate that the near SN-trending small fault F1 at D121 dextral strike-slip; (k) the steps indicate that the NE-trending fault F2 at D121 sinistral strike-slip; (l) the secondary pinnate fractures indicate that the SN-trending small fault in Cretaceous conglomerate at D122 dextral strike-slip

2.3.4中三疊世晚期構造變形(D4)

本期變形的區(qū)域應力場為NW—SE向擠壓,規(guī)模構造主要為東部上古生界中的NE向殘缺褶皺和逆斷裂(F34、F38、F39),中西部冷家溪群中明顯橫切新元古代和早古生代構造線的NE向逆斷裂(F4、F6、F12、F13、F14、F15、F16等),以及NWW向右行走滑斷裂F8、F31、F32等(圖2a)。其中冷家溪群中的NE向逆斷裂主要傾向NW,顯示出疊瓦逆沖推覆構造特征(圖3b)。本期露頭構造有NE向逆斷裂和NWW向右行剪切破裂。NE向逆斷裂見于D104(圖6)、D107、D114(圖7)和D123(圖10)等觀察點,其中D107點NE向高角度逆斷裂寬約6～8m,帶內巖石硅化破碎并具揉皺,斷層巖被后期NE向右行剪切破裂切割(D6)(圖11n)。NWW向右行剪切破裂見于D118點,破裂L1產于石炭系樟樹灣組細粒石英砂巖中,走向110°,正階步指示右行(圖11o),反映NW向最大主應力(圖2b,圖4)。

鑒于本期構造卷入地層為上古生界和冷家溪群,其中NE向逆斷裂橫切新元古代和早古生代構造線,結合上三疊統(tǒng)與上古生界之間的角度不整合(圖2a),確定本期變形為第四期,時代為中三疊世晚期。此外,作為上古生界與冷家溪群之間分界的華園—合水斷裂(F23)呈NNE向,其為中侏羅世構造線疊加白堊紀伸展滑脫產物,并明顯斜切西側NE向逆斷裂(圖2a),這一構造特征為中三疊世晚期的NW—SE向擠壓事件和后述中侏羅世NWW—SEE向擠壓事件均提供了重要時代約束。

區(qū)域上本期變形的構造背景為揚子陸塊與華夏古陸的繼發(fā)性陸內匯聚(柏道遠等,2009;張國偉等,2011)以及秦嶺—大別—蘇魯構造帶的碰撞造山(張岳橋等,2009;徐先兵等,2009),前者的構造體制為NWW—SEE向—NW—SE向擠壓,形成了湘東南地區(qū)NNE向、湘中地區(qū)NE向為主的褶皺(柏道遠等,2005,2006,2009,2012b,2018,2023b;張國偉等,2011);后者的構造體制為S—N向擠壓,其形成了湘北慈利—石門地區(qū)EW向褶皺(楊俊等,2021)。研究區(qū)主要受揚子陸塊與華夏古陸陸內匯聚影響而遭受NW—SE向擠壓。

2.3.5晚三疊世構造變形(D5)

本期變形的區(qū)域應力場為NNW—SSE向—S—N向擠壓,形成EW向和NEE向逆斷裂,SN向、NNE向、NE向左行走滑斷裂和剪切破裂,NW向右行走滑斷裂等。EW向逆斷裂有F1、F7(圖2),露頭上見于D101(圖12a)、D114(圖7)、D123(圖10)等觀察點;反映S—N向擠壓。NEE向逆斷裂有F3(圖2),露頭上見于D112、D119、D120(圖8e,圖9)、D133(圖11b)等觀察點,反映NNW—SSE向擠壓,其中:D112點NEE向高角度逆斷裂發(fā)育于冷家溪群黃滸洞組中,破碎帶寬約3.5～4.0 m,斷層面產狀160°～165°∠78°,疊加后期伸展活動而發(fā)育牽引褶皺(圖12b);D119點NEE向小型逆斷裂發(fā)育在上三疊統(tǒng)紫家沖組燧石礫巖中(圖12c),產狀160°∠45°,具片理化;D120和D133點NEE向逆斷裂見前文所述。SN向左行剪切破裂見于前述D133點,反映NNW—SSE向擠壓。NE向、NNE向左行走滑斷裂、剪切破裂見于D115、D119、D123(圖10)、D133(圖11a)等觀察點,反映近SN向最大主應力(圖4),其中:D115點NE向斷裂寬約2 m,產狀為300°～310°∠60°～80°,帶內剪切面理發(fā)育,剪切牽引褶皺指示斷裂左行走滑(圖12e);D119點西約100 m見NE向小斷裂,產狀135°∠75°,擦痕和正階步及羽裂(產狀295°∠80°左右)指示左行走滑(圖12d);D123點發(fā)育NNE向左行走滑斷裂、D133點發(fā)育NE向左行走滑兼逆沖斷裂(具體見前文)。

NW向右行走滑斷裂有研究區(qū)東北部切割上古生界的F29、F30(圖2a),露頭上見于D131點。D131點位于團結水庫南岸(圖2a東北角北側,圖外),見冷家溪群黃滸洞組和泥盆系跳馬澗組之間以NW向斷裂接觸(圖13),反階步和羽裂指示斷裂早期為右行走滑(D5)(圖12f),反映近S—N向擠壓(圖2b);正階步和擦痕指示后期疊加左行走滑(D6)(圖12g),大體反映NWW向最大主壓應力(圖4)。

圖13 D131點斷層特征Fig.13 Characteristics of the fault at D131① 粉砂質板巖;② 斷層破碎帶;③ 石英砂巖夾粉砂巖① Silty slabstone; ② fault zone; ③ quartz sandstone intercalated with siltstone

本期斷裂和剪切破裂切割的最新地層為上三疊統(tǒng)(D119和D120點),前文D114點見本期EW向逆斷裂(D5)切割NE向逆斷裂(D4)(圖7),結合已有區(qū)域構造演化研究成果(柏道遠等,2015,2018,2023a,2023b,2023c),確定本期變形為第五期,時代為晚三疊世。本期NNW—SSE向—S—N向擠壓變形屬晚三疊世特提斯構造域(張岳橋等,2009),可能與揚子及其以南各地塊向北運移與中朝板塊碰撞(萬天豐等,2002)有關。區(qū)域上,湘東南地區(qū)先期NNE向斷裂在S—N向擠壓下產生E—W向伸展而形成拉張盆地(柏道遠等,2011),溆浦—靖州斷裂、通道—安化斷裂、城步—新化斷裂等先期NNE向斷裂產生左行斜向逆沖(Wang Yuejun et al., 2005);湘中凹陷內形成近EW向復背斜和復向斜(張岳橋等,2009)。值得指出的是,本期變形的主壓應力方向存在NNW向至SN向的變化,可能與構造體制由中三疊世晚期NW—SE向擠壓向晚三疊世S—N向擠壓的轉變過程有關。

2.3.6中侏羅世晚期構造變形(D6)

本期變形的區(qū)域應力場為NWW—SEE向—近E—W向擠壓,形成NNE向褶皺、NNE向逆斷裂、NE向繼承性右行走滑斷裂、EW向右行走滑斷裂、NW向左行剪切破裂、NE向右行膝折帶等構造類型。NNE向褶皺有研究區(qū)東部的南橋—王坊復向斜,該復向斜自核部往兩翼依次為上三疊統(tǒng)、二疊系、石炭泥盆系和冷家溪群,其形態(tài)因NNE向斷裂破壞和白堊紀盆地疊覆而殘缺不全(圖2a)。NNE向逆斷裂以東部的F35為代表,該斷裂切割上三疊統(tǒng)(圖2a)。NE向繼承性右行走滑斷裂有F6和F16(圖2a),露頭上見于前文D104點(圖6)和D107點,其中D107點NE向剪切破裂切割先期(D4)斷層巖,產狀310°∠80°,反向羽裂(R′)指示右行走滑(圖11n),反映近E—W向擠壓(圖2b)。EW向右行走滑斷裂見于前文所述D114(圖8c)和D133點(圖11c)。NW向左行剪切破裂見于D129點及前文D133點(L2)和D131點,其中D129點NW向剪切破裂(圖11m)產狀40°∠80°,正階步指示左行走滑,反映NWW向最大主應力(圖2b,圖4)。NE向右行膝折帶見于D106點(圖12h、i),其以先期EW向板劈理和順層脆韌性剪切面理為變形面,膝折面產狀為130°∠58°,反映EW向最大主應力(圖2b,圖4)。

本期構造形跡NNE向南橋—王坊復向斜和NNE向逆斷裂(F35)卷入上古生界和上三疊統(tǒng),且南橋—王坊復向斜又被白堊紀斷陷盆地所疊覆(圖2a);區(qū)域上白堊系與上三疊統(tǒng)—侏羅系之間為角度不整合。據(jù)此并結合已有區(qū)域構造演化研究成果,確定本期變形為第六期,時代為中侏羅世晚期。此外,前述NNE向華園—合水斷裂(F23)斜切西側中三疊世NE向逆斷裂,也為本期變形時代提供了佐證。

中侏羅世晚期NWW—SEE—近E—W向擠壓變形與古太平洋板塊(或伊澤奈崎板塊)俯沖影響有關(舒良樹等,2002,2004;Li Zhengxiang et al., 2007;張岳橋等,2009;徐先兵等,2009;Shu Liangshu et al., 2009,2021;Chu Yang et al., 2019),湖南全境受其影響,如湘東北幕阜山地區(qū)(柏道遠等,2023d)和萬古地區(qū)(吳能杰等,2023)、湘北桑植—石門地區(qū)(楊俊等,2021)、湘中寧鄉(xiāng)—邵陽地區(qū)(李彬等,2022;柏道遠等,2023b)、湘西懷化—靖州地區(qū)(柏道遠等,2015)等均受到強烈NWW—SEE向擠壓而形成NNE向褶皺和逆斷裂、NW向左行走滑斷裂等構造形跡。

2.3.7白堊紀構造變形(D7)

白堊紀區(qū)域NW—SE向伸展,形成NNE—SN向、NW向正斷裂及研究區(qū)東部的NNE向斷陷盆地。主要代表性正斷裂有NNE向華園—合水斷裂F23和F37(圖2),其中F23繼承泥盆系與冷家溪群之間的角度不整合面發(fā)育。斷陷盆地可能受中侏羅世形成的NNE向斷裂如F37等控制(圖2a)。露頭上正斷裂見于D112、D117和D120點,其中:D112點表現(xiàn)為先期NEE向逆斷裂發(fā)生繼承性伸展活動(圖12b);D117點發(fā)育寬約4m的NNE—SN向正斷裂(圖14),地層缺失及正階步和擦痕指示上盤下滑的正斷裂性質,反映伸展構造體制(圖2b);D120點發(fā)育NW向右行正斷裂(調整斷裂)和NNE向盆緣正斷裂(具體見前文)。此外,D105點見先期產狀直立的EW向剪切面理發(fā)生膝折變形,膝折面產狀350°∠40°(圖11h),反映垂向上的最大主應力,很可能形成于白堊紀伸展事件。

圖14 D117點斷裂特征Fig.14 Characteristics of the fault at D117① 粉砂質泥巖;② 片理化帶;③ 硅化破碎帶;④ 石英砂巖;C1zs—下石炭統(tǒng)樟樹灣組;D3yl—上泥盆統(tǒng)岳麓山組① Silty mudstone; ②cleavage zone; ③silicified fracture zone; ④quartz sandstone; C1zs—Zhangshuwan Formation of Lower Carboniferous; D3yl—Yuelushan Formation of upper Devonian

白堊紀區(qū)域伸展變形的動力機制存在多種觀點,包括受區(qū)域NE—SW向擠壓誘發(fā)NW向伸展(萬天豐等,2002)、巖石圈伸展(Li Xianhua,2000;Wang Tao et al., 2011;Lin Wei et al., 2018)、巖石圈俯沖+基性巖漿底侵(Zhou Xinmin et al., 2000,2006)、俯沖回撤(Uyeda et al., 1979)、弧后伸展(Watson et al., 1987;Lapierre et al., 1997;Ren Jianye et al., 2002)、印度—歐亞大陸發(fā)生的俯沖和碰撞影響(Yin An et al., 2000)等。湖南于本階段形成了大量以NNE向為主的斷陷盆地(柏道遠等,2020b)。

2.3.8古近紀中晚期構造變形(D8)

本期變形的區(qū)域構造體制為NE—SW向—NNE—SSW向擠壓,形成EW向和NE向左行走滑斷裂、SN向右行走滑斷裂和剪切破裂、NW向逆斷裂、NW向褶皺等。EW向左行走滑斷裂見于D105點,先期剪切面上發(fā)育的礦物生長線理和正階步,指示后期左行走滑(圖11i),大體反映NE向最大主應力(圖2b,圖4)。NE向左行走滑斷裂見于D121點,點處泥盆系棋子橋組灰?guī)r中發(fā)育兩組斷裂和同產狀的剪切破裂(圖2b):一是近SN向右行走滑斷裂F1(D8),產狀280°∠70°,擦痕和正階步指示右行走滑(圖12j);二是NE向左行走滑斷裂F2(D8),產狀320°∠75°,正階步指示左行走滑(圖12k);兩組斷裂均反映NNE向最大主應力(圖4)。SN向右行走滑斷裂和剪切破裂見于前文D114點(圖8a)、上述D121點以及D122點,其中D122點出露上白堊統(tǒng)羅鏡灘組紫紅色礫巖,發(fā)育一帶寬0.5～2 cm的SN向右行走滑小斷裂(圖12l),主裂面產狀為270°∠85°,旁側羽裂指示右行走滑,反映NE向最大主應力(圖2b,圖4)。NW向逆斷裂見于前文D125點(圖8j)。NW向褶皺見于前文D125點(圖8j、m)和D133點(圖11e)。

本期斷裂切割最新地層為上白堊統(tǒng)(D122點),結合已有區(qū)域構造演化研究成果,確定本期變形受古近紀中晚期區(qū)域NE—SW向—NNE—SSW向擠壓控制,其動力背景為印度板塊與亞洲大陸碰撞(張進等,2010;張岳橋等,2012;Yin An et al., 2000)。已有研究表明,中新世之前印度—歐亞板塊的碰撞致使亞洲東部形成一系列的右行走滑斷裂(Gilder et al., 1999),湖南溆浦—靖州斷裂、通道—安化斷裂等NNE向斷裂因此產生右行走滑(張進等,2010;柏道遠等,2015)并派生NE—SW向擠壓,自湘西沅麻盆地(柏道遠等,2015)往東至湘中婁底—邵陽地區(qū)(柏道遠等,2023b,2023c)、湘東北萬古地區(qū)(吳能杰等,2023)和幕阜山地區(qū)(柏道遠等,2023d)均發(fā)育本期NE—SW向擠壓構造形跡。

2.3.9古近紀晚期—新近紀初構造變形(D9)

本期變形的區(qū)域構造體制為NW—SE向擠壓,形成NE向逆斷裂和NNW向左行走滑斷裂。NE向逆斷裂以研究區(qū)東南部的F40、F41為代表(圖2a),其切割上三疊統(tǒng);露頭上見于前文D104點。NNW向左行走滑斷裂見于前文D120點,其切割上三疊統(tǒng)。

根據(jù)本期斷裂切割上三疊統(tǒng)以及D104點NE向逆斷裂(D9)切錯NE向右行走滑斷裂中石英脈(D6),結合已有區(qū)域構造演化研究成果,確定本期NW—SE向擠壓事件發(fā)生于古近紀晚期—新近紀初,其動力背景可能與菲律賓海板塊向北運移并和華南塊體東部斜向碰撞有關(Allen et al., 1997;Hall,2002;張進等,2010)。湘西沅麻盆地形成了卷入白堊系的同期NE向褶皺和NE—NNE向逆斷裂(柏道遠等,2015),華南的其他一些中、新生代盆地邊緣發(fā)育同期逆沖變形,造成中國東部中新統(tǒng)與漸新統(tǒng)之間的角度不整合(Allen et al., 1997;徐政語等,2004)。

3 成礦時代

根據(jù)測年數(shù)據(jù)、礦床地質特征并結合區(qū)域構造演化背景,初步確定區(qū)內主要存在志留紀和晚三疊世兩期成礦(圖5)。

志留紀成礦與陸內造山運動誘發(fā)的后碰撞花崗質巖漿活動(關義立等,2013)有關,形成了順層脆韌性剪切帶和層間斷裂金礦、花崗巖枝內外接觸帶金礦。近期研究獲得團山背金礦主成礦階段420 Ma左右的方解石Sm-Nd同位素年齡、雁林寺金礦主成礦階段石英熱液鋯石420 Ma左右的U-Pb年齡(周超等,2022),Zhan Yuandong等(2022)獲得橫江沖金礦成礦期熱液金紅石416.1±7.3 Ma 的LA-ICP-MS年齡。隗含濤等(2020)獲得板杉鋪巖體東側花崗巖枝425.2±1.5 Ma、花崗閃長巖枝430.6±1.5 Ma的鋯石U-Pb年齡,并根據(jù)地質產狀確定金雞金礦的成礦與巖枝密切相關。此外,關義立等(2013)獲得板杉鋪巖體432.4±2.6 Ma、李建華等(2015)獲得巖體422±2 Ma和421±2 Ma的鋯石U-Pb年齡。上述測年數(shù)據(jù)反映出志留紀花崗質巖漿活動和成礦時代一致,約為430～420 Ma。肖家山金礦石英流體包裹體特征反映中期成礦流體來源于巖漿(陶詩龍等,2015),印證了本期巖漿相關成礦作用。

晚三疊世成礦相關成礦年齡有正沖金礦主成礦階段220Ma 的白云母40Ar-39Ar 坪年齡(孫思辰等,2020)、青草金礦236±14 Ma和團山背金礦222±9 Ma的石英流體包裹體Rb-Sr等時線年齡(彭渤等,1997;韓鳳彬等,2010),梨樹坡金礦208.6±1.2 Ma的成礦期黑云母40Ar-39Ar坪年齡(Wang Zhilin et al., 2022)。雁林寺金礦田東南部王仙花崗斑巖體的鋯石U-Pb年齡為224.7±4.4 Ma(楊立志等,2018),與成礦年齡一致,暗示本期成礦主要與巖漿活動有關。本期容礦構造有新元古代和志留紀順層脆韌性剪切帶和層間斷裂、印支期NWW向和NW向走滑斷裂等(圖5)。

4 控礦構造屬性

根據(jù)區(qū)域構造特征、筆者等厘定的構造變形序列、成礦時代以及前人有關含礦構造的研究成果,以下對雁林寺金礦田容礦構造的類型和時代給予總結,并對導礦構造和破礦構造屬性進行簡單探討,以期對今后的礦床勘查和控礦構造的進一步研究有所啟迪。

4.1 容礦構造

雁林寺金礦田容礦構造主要有前中生代順層脆韌性剪切帶和層間斷裂、NW向—NWW向右行走滑斷裂和剪切裂隙、花崗巖枝的內外接觸帶等3類。

(1) 形成于新元古代中期和志留紀早期的順層脆韌性剪切帶和層間斷裂,剪切帶或斷裂中礦脈的走向與地層一致,可為NE向(如雁林寺)、NNW向—近SN向(如楠竹坡—長沖坡)、EW向(如保華嶺、官橋)、NW向(如前文D133點金明金礦部分礦段)等(圖2),其中NE向為斷裂原始走向,其他走向與志留紀末花崗巖體強力侵位的擠壓改造及后期褶皺疊加有關。相關礦化類型主要有條帶狀石英脈型和蝕變巖型(陸文等,2020),蝕變巖型礦石主要分布于礦化石英脈兩側(陸文等,2020)。從已有資料來看,順層剪切帶和層間斷裂中金礦的成礦時代既有志留紀末,也有晚三疊世,前者如橫江沖金礦成礦期熱液金紅石的LA-ICP-MS年齡為416.1±7.3 Ma(Zhan Yuandong et al., 2022),雁林寺NE向金礦脈主成礦階段的石英熱液鋯石U-Pb年齡為420 Ma左右并被晚三疊世輝綠巖脈切割(周超等,2022);后者如梨樹坡順層脆韌性剪切帶中成礦期黑云母40Ar-39Ar坪年齡為208.6±1.2 Ma(Wang Zhilin et al., 2022)。

(2) NW向—NWW向右行走滑斷裂(含脆韌性剪切帶)和剪切裂隙,相關金礦為正沖金礦的主要金礦類型(徐昊等,2016),但在其他金礦床礦石品位一般較低,如雁林寺地區(qū)NW向礦脈數(shù)量少、延伸短、品位變化大,基本不具工業(yè)開采價值(陸文等,2020)。礦化類型主要為構造破碎帶型,由含金石英脈和礦化蝕變圍巖組成。成礦時代為晚三疊世,代表性年齡數(shù)據(jù)有正沖金礦主成礦階段220 Ma 的白云母40Ar-39Ar 年齡(孫思辰等,2020)、青草金礦NW向脆韌性剪切帶金礦體236±14 Ma(彭渤等,1997)和團山背金礦222±9 Ma(韓鳳彬等,2010)的石英流體包裹體Rb-Sr等時線年齡。據(jù)筆者等所厘定變形序列,NWW向右行走滑斷裂和剪切裂隙形成于中三疊世晚期NW—SE向擠壓;NW向右行走滑斷裂和剪切裂隙形成于晚三疊世近S—N向擠壓。

(3) 花崗巖枝的內外接觸帶,相關礦體見于團山背金礦和正沖金礦(王淑軍等,2008);巖枝沿NE向斷裂或脆韌性剪切帶侵位。巖體和接觸帶構造形成于志留紀晚期,如團山背花崗閃長巖的鋯石U-Pb年齡為426 Ma(周超等,2022)。

4.2 導礦構造

關于雁林寺金礦田的導礦構造前人很少進行詳細研究和論述?？紤]到擠壓事件中形成的深度和規(guī)模更大的主導性構造通常為逆斷裂,筆者等根據(jù)區(qū)內構造發(fā)育特征及變形序列初步推斷:志留紀末金礦床的導礦構造為新元古代中期和志留紀早期形成的NE向(可受志留紀晚期巖體侵位而變位)深部逆斷裂,其向上與賦礦的順層脆韌性剪切帶相連。晚三疊世金礦床的導礦構造為中三疊世晚期NW—SE向擠壓形成的NE向逆斷裂、晚三疊世NNW—SSE向—S—N向擠壓形成的NEE向和EW向逆斷裂。

4.3 破礦構造

已有勘探工作表明雁林寺金礦田的破礦構造發(fā)育,導致雁林寺、正沖、金宏等金礦床常見礦脈和含礦構造沿走向或傾向突然中斷現(xiàn)象,但前人對破礦構造的產狀及運動學特征尚缺乏研究和明確認識。根據(jù)研究區(qū)構造變形序列及金礦床形成時代(圖5),就破礦構造類型提出如下框架性認識:對志留紀末形成的順層脆韌性剪切帶和層間斷裂中的金礦而言,中三疊世晚期以來6期變形事件(D4—D9)中形成的不同類型斷裂均可能成為破礦構造,如前文D133點志留紀晚期形成的金礦脈被晚三疊世的NEE向逆斷裂所破壞;對晚三疊世金礦而言,中侏羅世以來4期變形事件(D6—D9)中形成的不同類型斷裂均可能成為破礦構造。

5 結論

(1)雁林寺金礦田及鄰區(qū)自早至晚經歷了9期主要構造變形事件:① 新元古代中期受到NW—SE向擠壓,形成NE向板劈理、脆韌性逆沖剪切帶、剪切派生褶皺等;② 志留紀早期受到NW—SE向擠壓,形成NE向褶皺、NE向順層剪切帶;③ 志留紀末板杉鋪巖體和宏夏橋巖體主動侵位,于巖體中形成環(huán)狀和徑向同侵位斷裂,并導致圍巖中先期NE向構造走向發(fā)生偏轉;④ 中三疊世晚期受到NW—SE向擠壓,形成NE向褶皺和逆斷裂以及NWW向右行走滑斷裂; ⑤ 晚三疊世受到NNW—SSE向—S—N向擠壓,形成EW向和NEE向逆斷裂,SN向、NNE向、NE向左行走滑斷裂和剪切破裂,NW向右行走滑斷裂等;⑥ 中侏羅世晚期受到NWW—SEE向—近E—W向擠壓,形成NNE向褶皺、NNE向逆斷裂、NE向繼承性右行走滑斷裂、EW向右行走滑斷裂、NW向左行剪切破裂、NE向右行膝折帶等;⑦ 白堊紀區(qū)域NW—SE向伸展,形成NNE—SN向、NW向正斷裂及研究區(qū)東部的NNE向斷陷盆地;⑧ 古近紀中晚期受到NE—SW向—NNE—SSW向擠壓,形成EW向和NE向左行走滑斷裂、SN向右行走滑斷裂和剪切破裂、NW向逆斷裂、NW向褶皺等;⑨ 古近紀晚期—新近紀初受到NW—SE向擠壓,形成NE向逆斷裂和NNW向左行走滑斷裂。

(2)區(qū)內存在志留紀末和晚三疊世兩期金成礦作用,均與同期花崗質巖漿活動有關。

(3)雁林寺金礦田容礦構造主要有前中生代順層脆韌性剪切帶和層間斷裂、中—晚三疊世的NW向—NWW向右行走滑斷裂和剪切裂隙、花崗巖枝的內外接觸帶等3類。志留紀末金礦床的導礦構造為先期NE向深部逆斷裂,晚三疊世金礦床的導礦構造為中三疊世晚期的NE向逆斷裂、晚三疊世早期的NEE向和EW向逆斷裂。對兩期金礦床而言,成礦后各期變形事件中形成的不同類型斷裂均可能成為破礦構造。

致謝：審稿專家對論文進行了仔細審查并提出寶貴修改建議,在此表示衷心感謝。