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    摘要

    骑田岭矿集区以复杂的深部地质结构和多期、多类型的成岩成矿作用为特色,是南岭中段最为重要的有色、稀有金属资源基地之一。区域成矿类型主要包括中-低温成矿作用和中-高温成矿作用2个系列;多金属矿产的赋矿围岩具有显著的“成矿专属性”,控矿构造则表现为褶皱与多向断层联合控矿的特征;空间分布上,区域成岩成矿作用主要受深断裂控制;从成岩成矿谱系来看,该区完整记录了从印支晚期—燕山晚期的多期成岩成矿作用,两者之间时间和化学成分关系十分复杂,且晚期岩相普遍具有更高的演化程度。总体来看,该区发育印支晚期造山后伸展背景下的与壳源岩浆作用有关的锡多金属矿→燕山中晚期壳幔相互作用有关的钨锡钼铋铅锌矿(西)+燕山中-晚期壳源岩浆作用有关的钨钼铋铅锌矿(东)→燕山晚期壳源与岩浆有关的锡、稀有、萤石矿的演化系列。骑田岭矿集区可能存在深及地幔的通道,且区内的小岩体从浅部至深部由岩枝过渡为隐伏大岩基。区内骑田岭岩体主要由南向北侵位于左旋构造形成的近“S”型膨大空间,在北侧前锋部位、超覆区和S型内凹部位,有利于大规模矿化的发育。从不同尺度的“全位成矿和缺位找矿”来看,骑田岭矿集区有望在类型(斑岩型、石英脉型、云英岩型)、层位(泥盆系—石炭系—二叠系)、元素组合(Li、REE、Sn)等取得突破。因此,基于骑田岭矿集区成矿规律和深部结构的总结,文章提出了2个重点远景区:①芙蓉外围钨锡铅银找矿远景区;②廖家湾-清河东钨锡铅银找矿远景区为进一步找矿勘察提供了理论依据。

    Abstract

    The Qitianling ore-concentrated region is distinguished by its intricate deep geological framework, encompassing multi-stage and multi-type magmatic activity and mineralization. It stands as a pivotal base for nonferrous and rare metal resources within the central sector of the Nanling metallogenic belt. The regional metallogenic types are predominantly characterized by series of middle-low and middle-high temperature mineralization.The polymetallic ore-bearing wall rocks exhibit distinct ore-forming characteristics, and the ore-controlling structures are marked by the interplay of folds and a network of multi-directional faults. Spatially, regional plutons and ores are governed by the influence of deep-seated faults. In terms of magmatic and metallogenic lineage, the area provides a comprehensive record of the multi-stage magmatic and mineralization processes that have unfolded from the Late Indosinian to the Late Yanshanian periods, with complex correlations between the timing and chemical compositions of these events. The later-stage lithofacies generally display a higher degree of evolution. The area has developed a sequence of evolutionary metallogenic associations, which include: Tin polymetallic associations linked to the Late Indosinian Orogenic Extension; tungsten-tin, molybdenum-bismuth-lead, and zinc associations associated with crust-mantle interactions during the Middle to Late Yanshanian; Tungsten-molybdenum-bismuth-lead and zinc associations related to the Middle to Late Yanshanian; and Tin, rare earth elements, and fluorite associations connected to the Late Yanshanian crustal remelting. It is hypothesized that there may be deep channels extending into the mantle within the Qitianling ore-concentrated area, with small rock bodies gradually transitioning from visible outcrops to concealed, extensive batholiths deeper down. The Qitianling pluton in this region primarily intruded from the south to the north and was emplaced within a near "S" shaped expansion zone, formed by left-lateral strike-slip movements. The northern margin, which is also an overlap and "S-shaped" concave area, is favorable for the formation of large-scale mineralization.Considering the concept of "full mineralization with missing prospecting" across various scales, the Qitianling pluton and its surrounding areas are anticipated to yield breakthroughs in specific types such as porphyry, quartz vein, and greisen; in strata ranging from Devonian to Carboniferous to Permian; and in element assemblages including lithium, rare earth elements, and tin.Consequently, based on an analysis of the metallogenic regularities and deep structures within the Qitianling ore-concentrated area, this paper proposes two key prospective areas:①the area outside the Furong tungsten, tin, lead, and silver prospect, and②the Qitianling pluton-Liaojiawan-Qinghedong tungsten, tin, lead, and zinc prospect area. It provides a theoretical basis for further prospecting.

  • 湘南地处华南板块钦杭结合带中部的湘中—粤北海西坳陷带内。该区隶属于华南成矿省中部南岭有色、稀有、贵金属及非金属成矿带中段中北部(徐志刚等,2008)(图1a、b)。区内发育的多重、多向构造带造就了该区独具特色的多重复合成岩成矿体系。自新元古代(晋宁期)以来,区域经历了扬子地块与华夏地块的聚合作用,古生代陆内裂解坳陷,早中生代中国大陆的成型与陆内挤压以及中生代时期太平洋板块深俯冲的远程效应(Zhou et al., 2006; Li et al., 2007;舒良树,2012;毛建仁等,2014)。区内以骑田岭岩体为代表,发育至少5种主要岩相,尽管近年来的资料显示骑田岭岩体主岩相形成于160~150 Ma,但大量的年代学资料表明,从印支早期到燕山晚期,该岩体均有相应的岩浆活动的记录(黄革非等,1992;朱金初等,2009;王登红等,2010;Chen et al., 2022)。岩体内以富含角闪石的岩相主体和细粒高硅高演化岩相为补体,且内部大量发育暗色微粒包体,指示其形成经历了广泛的壳幔交互作用(付建明等,2006;刘勇等,2010)。多期次岩浆活动和多源演化特征所反映的矿集区深部结构的复杂性目前已得到初步的认识(孙劲松,2013;李建国等,2014;宋才见等,2020),但关于区域岩体深部延伸情况和重要岩体侵位机制等问题,目前还需进一步研究(庄锦良,1993;王登红等,2005;2017)。在成矿方面,骑田岭矿集区是南岭最为重要的稀有金属和有色金属资源基地,以大量发育金、铜、钨、锡、钼、铋、铅、锌、萤石矿等资源为特征,矿床规模大且类型复杂,几乎涵盖了与岩浆作用有关的钨锡矿床所有类型(庄锦良,1993;毛景文等,1995;王登红等,2017);成矿时代跨度大,除主成矿期(燕山期)大量发育外,还出现了印支期的成锡作用(黄革非,1992;柏道远等,2006;蔡明海等,2006;郑佳浩等,2012)。但是,关于矿集区内成岩成矿期次划分(骑田岭、王仙岭岩体),成矿谱系以及区域成矿规律方面的认识,目前还存在比较大的争议(朱金初等,2009;王登红等,2010;郑佳浩等,2012)。

    自21世纪以来,在骑田岭矿集区重要岩体的边部和浅部找矿工作持续取得进展,如矿集区西北部大义山岩体内部发现蚀变花岗岩型和云英岩型锡矿化;在湖南尖峰岭地区和五峰仙地区有新的找矿进展和发现;在荷花坪新发现了层控矽卡岩型锡矿床;在骑田岭岩体南部,圈出白腊水—安源、黑山里—麻子坪、山门口—狗头岭3个北东向的锡矿带。目前关于矿集区尺度的深部找矿勘查工作虽然初具成效,如在坪宝矿田揭露厚层铜钨钼铅锌工业矿体,柴山深部发现石英脉型黑钨矿,但整体却相对滞后,围绕着矿集区内深部成矿潜力和找矿方向以及深部结构对成矿的指示,目前还存在颇多问题。

    本文聚焦于矿集区内典型岩浆岩和矿床开展主成岩成矿特征、时空分布规律、成岩成矿关系及其演化、深部结构特征,并开展区域成矿预测工作,为区域进一步的成矿理论研究提供依据,并为找矿突破提供选区。

    1区域地质

    骑田岭矿集区地处NE向茶陵—郴州深大断裂与NW向邵阳郴州断裂交汇部位偏南部位(图1b)。自元古宙以来,该区域依次经历了NE向聚合、裂解和再聚合,北部和西南部地体的挤压和汇聚,东部太平洋板块的NW向俯冲(转向和后撤)等多个构造体制的多方向的叠合和聚合,多期多阶段的构造岩浆事件制约,并展现出多维的构造格局(构造层)和多类型、多矿种的复合成矿效应,造就了区域独特的构造—岩浆—层序—成矿组合。

    晋宁旋回,该区经历了扬子古陆和华夏古陆沿着钦杭带(江山—绍兴断裂带)缝合以及晚期的裂解事件(Chen et al., 1998; Greentree et al., 2006)。早古生代时期,区域以强烈的陆内造山为基调,隆升和变形使得该区域缺失志留系沉积,震旦纪—奥陶纪强烈挤压变形,并伴生强过铝质花岗岩浆侵位,部分区域发育微弱的钨锡矿化。晚古生代—早中生代,区域为板内坳陷沉积环境,发育以早期稳定滨海相-浅海相沉积碳酸盐岩—碎屑岩建造,尤其在湘中-粤北坳陷带,巨厚层的碳酸盐岩沉积为大规模的钨锡铜铅锌、稀有金属等的成矿提供绝佳的围岩条件(蒋德和,1990)。此外,煤主要赋存于石炭系测水组,二叠系龙潭组、长兴组、斗岭组之中。早中三叠世,印支地块与Sibumas-Qingtang地块发生强烈的碰撞并引起广泛的变质作用。该碰撞造山运动对欧亚大陆的东南部产生了深远影响。同时,华南板块与华北地块之间的古特提斯洋的关闭导致华北地块呈SE向俯冲,与华南地块发生拼贴。使得区域发生强烈挤压和缩短(舒良树等,2006;2012)。印支晚期—燕山期,区域发生了构造体制转换,并出现局部伸展和应力—热释放,伴随有后造山的花岗岩类的形成,在区域形成了一期与酸性岩浆活动有关的铅锌金锡成矿作用(蔡明海等,2006)。伴随太平洋板块的俯冲转向和后撤,华南内部尤其是南岭地区进入了一个造山后的岩石圈局部伸展-拉张裂解的地球动力学环境——陆缘盆岭构造带(Zhou et al., 2006; Qin et al., 2022),并诱发地壳发生强烈活化和重熔,巨量金属迁移和聚集,最终掀起了燕山期“成矿大爆发”的序幕(毛景文等,2008)。区域主要发育NE、NW向的深大断裂系。NE向的深大断裂为茶陵—郴州—临武深大断裂,延伸上千公里,为加里东期以来发育的巨型逆冲推覆带,为区域主控矿断裂;NW向的深断裂为穿越湘中—湘南—粤北的邵阳—郴州断裂,控制了一系列北西向岩体和矿床的分布,如大义山岩体。盖层断裂包括NW、NE、SN、NNE、NNW等5个方向。NNE和SN向为主要的构造方向,分布广、规模大。为一系列的向西逆冲、南聚北散的逆断层,控岩控矿显著,如界牌洞-黄沙坪断裂、资兴-长城岭断裂。NE、NW向断裂以矿区尺度发育为特征,通常是斜向小岩体侵位的最佳通道,也是热液交代充填的有利场所,以香花岭、黄沙坪、宝山等为代表的矿床均与该套断裂系关系密切;EW向断裂分布较为局限,部分见于骑田岭岩体内部,延伸不远,但沿着断裂及其次级裂隙两侧有较强的热液蚀变晕及其铅锌锡铁等的成矿。

    2成岩成矿作用及谱系
    2.1骑田岭矿集区成矿特征

    成矿类型:本区岩浆作用有关的矿床划分为中-高温和中-低温两大系列。中-低温系列的成矿作用主要成矿元素组合为铅锌、银、金、稀散(铟)、硫等,主成矿类型包括热液交代充填型、沉积-沉积改造型等。接触交代型铜铅锌在骑田岭岩体的南北两侧均有相应的发育,北侧以钨铅锌银金组合为主,产于花岗(斑)岩、花岗闪长岩与石蹬子组的外接触带,以伴生镓、锗、铟、镉等稀散元素为特征;南侧主要发育于芙蓉锡矿荒唐岭-狗头岭矿段,以发育锡铅锌组合为特征。岩浆热液交代充填型为最主要的类型,在岩体的内部和周围小岩体的外带都十分发育。骑田岭岩体内部EW向和NS向的断裂系统中,发育一系列的构造蚀变岩型的铅锌矿,伴生有强烈的硅化、绿泥石化和叶蜡石化;岩体外侧,则主要为热液充填型矿床,尤其以千里山、王仙岭、瑶岗仙等小岩体与石炭系—泥盆系泥质碳酸盐岩破碎带(往往为下盘)之中最为发育。层控型矿床在该区分布相对局限,分布于骑田岭岩体东侧的金狮岭和玛瑙山等地,多呈透镜状产于泥盆系之中,但规模均不大。中-高温系列成矿类型复杂,规模较大,且广布于骑田岭岩体内部和周缘,包括接触交代型、高温气液型(云英岩型、蚀变岩体型)、热液充填型(石英脉型),发育矿种包括钨锡钼铋稀有金属等。矽卡岩型为主要类型,且复合成矿作用显著,其中,钨、钼组合主要见于黄沙坪、新田岭、瑶岗仙矿床,钨、锡、钼、铋、稀有金属组合见于柿竹园矿床,锡(稀有金属)多金属分布于白腊水、香花岭矿床。云英岩型以芙蓉锡矿规模最大,其次在香花岭矿区和千里山南部大吉岭地区也有发育;石英脉型在该区最为独特,仅发育于寒武系—震旦系基底出露区,如瑶岗仙和红旗岭。骑田岭岩体中南部地区发育了区域最为重要的蚀变岩体型、构造蚀变带型锡多金属矿,达到超大型规模,以强烈的钠长石化、黑鳞云母化、云英岩化、电气石化、绿泥石化、绢云母化为特征,伴生有规模可观的铅锌矿化。



    图1南岭成矿带区域地质图(a,据徐志刚等,2008)及骑田岭矿集区地质图(b,据王登红,2017)

    Ⅰ1—扬子准地台;Ⅱ1—江南台隆;Ⅰ2—南华准地台;Ⅱ2—加里东后隆起区;Ⅱ3—海西一印支坳陷区;Ⅰ3—东南沿海褶皱系;Ⅱ4—闽粤火山断陷区

    Fig. 1 Reigional geological map of Nanling polymetallic belt (a, after Xu et al., 2008) and geological map of the Qitianling ore-concentrated area (b, after Wang, 2017)

    Ⅰ1—Yantze platform;Ⅱ1—Jiangnan platform uprise;Ⅰ2—South China platform;Ⅱ2—Caledonian rear uplift;Ⅱ3—Hercynian-Indo-sinian

    depression;Ⅰ3—Southeast coastal fold system;Ⅱ4—Fujian and Guangdong volcanic depression area

    空间分布规律:①构造与成矿的空间关系:骑田岭岩体的侵位显著受制于NE向的茶陵—郴州深大断裂和NW向的邵阳—郴州大断裂的控制。这两条深大断裂的展布控制了区域主要矿床的分布。沿着NE向一线,发育九嶷山—香花岭—骑田岭—千里山—彭公庙岩带,自南向北,分别发育正冲锂(铷)矿—尖峰岭锂矿、香花岭锡多金属矿—黄沙坪、新田岭钨铅锌多金属矿—荷花坪锡矿、柿竹园钨锡多金属矿等。沿着NW向断裂发育关帝庙—大义山—千里山、王仙岭等串珠状岩群和清水塘铅锌矿—大义山锡矿床—柿竹园多金属矿床—瑶岗仙钨矿床。同时,本区也是NE向和NW向两大断裂带的交汇部位,是成矿最为集中和爆发区域,发育了多个大型、超大型矿床(图2)。②以骑田岭岩体中部为界,南部以发育锡多金属矿床为特征,发育包括香花岭、芙蓉(白腊水、安源、黑山里、狗头岭等)锡多金属矿;北侧以发育钨多金属矿床为特征,如新田岭、黄沙坪等(图2)。北侧的荷花坪锡矿具有燕山期成锡矿的记录,柿竹园矿内部、红旗岭、野鸡尾等多个矿床均有中等以上规模锡矿的产出,黄沙坪矿区的不断勘探也揭露出富锡的矿段。尤其是,项目组近期在芙蓉锡矿田的云英岩带的调研中,也发现了富钨的云英岩。因此,整个区域矿化应受源岩和不均衡的剥蚀强度等控制,应该以系统论的角度来解释骑田岭岩体及其周缘的空间分布规律。③从骑田岭矿集区内的侵入岩与成矿关系来看,明显具有多中心、多源演化的特征。以骑田岭为中心,内部发育云英岩型锡多金属矿体(山门口54号矿体)、蚀变花岗岩型锡矿体(白腊水32、42、10号矿体)、构造蚀变岩型铅锌(锡)矿体(白腊水19、43号矿体)系列,向外与碳酸盐岩接触带附近过渡为矽卡岩型钨锡铅锌多金属矿体(狗头岭55号矿体);岩体中部永春地区则发育绿泥石—磁铁矿—锡石组合(顶部)→绿泥石—铅锌组合(深部)的反向分带格局。骑田岭岩体周缘,香花岭矿区自岩体顶部至外接触带,依次发育岩体型(云英岩型)稀有金属,矽卡岩型钨锡钼、锡铅锌、铅锌的矿化组合分带(图3a);以千里山岩体为中心,向外成矿元素依次表现为钨锡→铅锌→汞锑的分带,且柿竹园矿深浅部成矿也表现为块状云英岩→脉状云英岩→含钨锡钼铋细脉状云英岩→含锡铍铜细—网脉状云英岩的分带趋势(廖煜钟,2019)(图3b)。



    图2骑田岭矿集区矿床分布图

    Fig.2 Distribution map of ore deposits in Qitianling ore-concentrated area

    主要控矿要素:①控矿层位:除缺失少量志留系和三叠系层位之外,区域自震旦系以来的层位发育较全,其中晚古生代—早中生代地层与成矿关系最为密切(表1)。区域外生矿床主要包括煤、铁、锰以及少量的砂矿和风化壳型矿床,其中,煤、铁、锰的成矿层控性尤为显著,煤矿主要赋存于石炭系测水组,二叠系龙潭组、斗岭组,上三叠统—下侏罗统安源组,尤其以二叠系龙潭组富集煤矿为特色,在清和—太和一带发育多个煤矿,并受到骑田岭岩体侵位的影响,发育大型的鲁塘石墨矿。内生矿床中,热液充填型矿床受制于两套沉积建造控制:晚古生代碳酸盐岩-碎屑岩建造和古生代—中生代硅质碎屑岩建造。前者主要形成远端交代充填型(锡)铅锌(银)多金属矿床和破碎带充填型钨铅锌多金属矿床;铅锌多金属矿床以枞树板为例,其赋矿地层跳马涧砂岩脆性较强,在后期构造断裂活动过程中易形成强烈破碎,为脉状铅锌多金属矿体充填提供了有利的空间。后者主要发育石英脉型钨锡(钼铋)矿,如瑶岗仙钨矿,NWW向、NNW向和近NS向多组矿脉产于寒武系、泥盆系、侏罗系以及花岗岩内。接触交代型矿床中,不同的富矿层位表现出显著的“地层专属性”:泥盆系佘田桥组、棋梓桥组主要形成钨、锡、铍(铌钽)、铜铅锌矿化组合,如柿竹园、香花岭以及宝山矿床;石炭系的石蹬子组主要形成钨(锡)铅锌矿化组合,如新田岭和芙蓉矿床,二叠系在该区域与岩浆作用有关的矿床关系不密切,但在邻区,主要与铁铜铅锌金成矿关系密切;同一岩体不同期次成矿,“地层专属性”也尤为突出,瑶岗仙矿中,寒武系砂岩富集石英脉型黑钨矿体,而石炭系石蹬子组灰岩中,则赋存矽卡岩型钨多金属矿床(图4a、b)。②控矿构造:骑田岭矿集区发育泥盆系层位中富含泥质夹层,在形成大量NNE-SN向的紧闭褶皱系(复式褶皱)中,能够形成很好的流体圈闭,是成矿元素迁移聚集的重要场所。从断裂构造来看,NWW、NW、NE、NEE(近SN)向的断裂对成矿具有显著的控制,派生的EW向断裂中,也可见有大量矿化蚀变的发育。NW-NNW向的断裂系赋存了坪宝钨钼铜铅锌矿床、瑶岗仙钨锡多金属矿化;NNE-NE向断裂系赋存了芙蓉、红旗岭、香花岭锡多金属矿床、新田岭钨矿床;断裂构造以扭性构造为主,利于形成膨大部位,利于大矿体的赋存。其中区域张扭性的构造与热液充填型的铅锌多金属矿的成矿作用有关,压扭性构造与矽卡岩型钨锡多金属成矿关系密切。多裂隙(构造)复合部位,为成矿最为有利的区域,如瑶岗仙矿床发育包括NW向、EW向和NE向多组次级裂隙和节理,均有黑钨石英脉的充填。某些派生的EW向断裂隙,如骑田岭岩体中部东西向的断裂系中,有大量的硅化和绿泥石化发育,伴生有铅锌锡(铁)的成矿。



    图3骑田岭矿集区典型矿床矿化分带 a.香花岭矿成矿分带图(据张德全等,1988);b.柿竹园矿云英岩型矿体分带示意图(据廖煜钟,2019)

    Fig. 3 Metallogenic zonation of typical deposits of Qitianling ore-concentrated area a. Metallogenic zonation of Xianghualing deposit (after Zhang et al., 1988), b. sketch map of Greisen-type ores zonation of Shizhuyuan deposit  (after Liao, 2019)

    表1骑田岭矿集区大型和超大型规模矿床成矿特征一览表

    Table 1 Metallogenic characteristics of large-scale and super larger-scale deposits of Qitianling ore-concentrated area

    矿床

    主矿种

    主矿床类型

    规模

    赋矿层位

    围岩特征

    矿石矿物组合

    构造特征

    岩浆作用

    成矿

    时代

    尖峰岭

    钽、铌、锂

    蚀变岩体型

    超大型

    燕山期

    花岗岩

    花岗岩体

    铌铁矿、钽铁矿、锂云母


    癞子岭

    岩体

    燕山期

    杉木溪

    铷、锂

    云英岩型

    超大型

    燕山期

    花岗岩

    花岗岩体




    燕山期

    白腊水

    锡、铅、锌

    岩浆热液型

    超大型

    二叠系

    龙潭组

    砂岩、粉砂岩、

    泥岩

    锡石、毒砂、黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿、磁铁矿、白铁矿、闪锌矿、方铅矿、白钨矿、黑鳞云母


    骑田岭

    岩体

    燕山

    早期

    新田岭

    钨、钼、铋

    接触交代型

    超大型

    石炭系下统石磴子组、梓门桥组,石炭系中上统壶天群

    灰岩、白云岩

    白钨矿、辉钼矿、辉铋矿、辉铅铋矿、黄铁矿、方铅矿、磁铁矿、锡石、蓝铜矿、毒砂、磁黄铁矿、白铁矿、铁闪锌矿、褐铁矿

    SN向背斜和向斜,NNE、NE、EW向断裂

    骑田岭—新田岭

    岩体

    燕山期

    柿竹园

    钨、锡、铋、铍、铅、锌

    接触交代型

    超大型

    泥盆系佘

    田桥组

    灰岩

    白钨矿、黑钨矿、辉钼矿、辉铋矿、锡石、黄铁矿、闪锌矿、自然铋

    NNE向高角度压性逆断裂以及扭性裂隙

    千里山

    岩体

    燕山期

    香花岭

    锡、锂、铍、铅锌、铌钽

    岩浆热液型

    大型

    中泥盆统跳马涧组和棋梓桥组

    底砾岩层、灰岩、白云质白云岩、白云岩、炭质灰岩

    磁黄铁矿、磁铁矿、黄铁矿、毒砂、锡石、闪锌矿、方铅矿、含铍锂矿物

    以F1为主干断裂的“入”字型构造

    癞子岭

    岩体

    燕山

    早期

    宝山

    铅、锌、金、银

    接触交代型

    大型

    下石炭统石磴子组、梓门桥组

    灰岩、白云岩

    方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿、黑钨矿、白钨矿、辉铋矿、辉钼矿、银黝铜矿、深红—淡红银矿、辉银矿自然银等等

    EW向复式向斜,NEE、NWW向断裂

    宝山岩

    墙、岩

    脉、小

    岩株

    燕山期

    黄沙坪

    铅、锌、钨、钼

    接触交代型

    大型

    泥盆系上统和石炭系

    灰岩、白云岩

    磁铁矿、铁闪锌矿、黄铜矿、辉钼矿、白钨矿、

    黄铁矿

    近NS向的复式褶皱和逆冲断层;NNE向、EW以及NNW向断裂

    黄沙坪

    小岩体

    燕山期

    鲁塘

    石墨

    变成型

    大型

    二叠系

    龙潭组

    砂岩、粉砂岩、

    泥岩

    石墨

    EW向正断层,NS和NNE向逆断层

    骑田岭

    岩体

    燕山期

    荷花坪

    岩浆热液型

    大型

    泥盆系棋梓桥组、跳马涧组

    灰岩、白云质灰岩、灰质白云岩、泥灰岩、中细粒石英砂岩、含泥质砂岩、粉砂岩

    锡石、黄铁矿

    NE、NNE、NW向断层

    王仙岭

    岩体

    印支期、燕山早期

    红旗岭

    锡、铜、铅锌

    岩浆热液型

    大型

    震旦系下统泗洲山组

    硅化石英砂岩夹千枚状板岩

    锡石、方铅矿、毒砂、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、磁铁矿、黑钨矿

    NNE、NE、NW向3组断裂

    千里山

    岩体

    燕山期

    天字号

    锡、铅、锌

    岩浆热液型

    大型

    泥盆系棋梓桥组、跳马涧组

    浅灰色中细粒石英砂岩、含泥质砂岩、白云质灰岩、灰岩和泥质灰岩

    方铅矿、闪锌矿、黄铁矿为主

    NE-NNE,NW-EW向断裂

    王仙岭

    岩体

    燕山

    早期

    野鸡尾

    锡、铅、锌

    接触交代型

    大型

    中泥盆统

    棋梓桥组

    白云质灰岩、泥质条带灰岩夹泥灰岩

    锡石、黄铁矿、黄铜矿、萤石、磁铁矿、辉钼矿、辉铋矿、闪锌矿、磁黄铁矿、黑钨矿、白钨矿、自然铋

    NNE向褶皱,NNE向及NE向、EW向和NNW向

    千里山

    岩体

    燕山

    晚期




    图4瑶岗仙矿区地质图(a)和成矿模式图(b)(据于志峰,2015)

    Fig. 4 Geological map (a) and metallogenic model (b) of Yaogangxian deposit (after Yu, 2015)

    2.2矿集区岩浆特征

    矿集区内,花岗岩成分跨度较大,岩性从偏中性-酸性均发育,且普遍体现为富钾、富碱、弱准铝和高铁镁比等为主要特征。但整体来看,早期无明显矿化组分低硅富碱,富Ti、Fe、Mg、Ca等基性组分,而晚期成钨锡多金属组分则更偏酸性(高Si)和更贫基性组分。除骑田岭岩体富角闪石岩相以及更西北侧的宝山、大坊岩体外,周缘的小岩体均表现为高演化程度的特征,即具有高硅、高钾、弱过铝质-强过铝质特征,但其内部依然差异显著,成锡多金属矿的大义山岩体和香花岭岩体的SiO2含量较成钨锡多金属矿的瑶岗仙、千里山、王仙岭岩体稍低,但全碱含量变化范围更大,暗示碱交代蚀变的影响。从不同时代的成矿岩体来看,印支期岩体明显较燕山期岩体具有更高的硅、铝、碱度等;燕山期则表现为更大的跨度,大义山和香花岭全碱含量的变化、瑶岗仙和千里山岩体硅含量和A.R.的变化(图5),这些差异无疑显示了燕山期成矿岩体具有更加复杂的源区属性和演化过程。

    整体来看,各岩体主要经历了同一系统(深部岩浆房)内长期的分离结晶和演化作用。骑田岭岩体以富含Rb、K、Pb等大离子半径亲石元素及Th、U、REE、Y、Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素为特征,相比于早期岩相,最晚期岩相(成钨锡矿岩相)相对富含Rb、Li、Cs、Th、U、Ta等元素,且强烈亏损Ba、Sr、P、Ti等元素。而且自早至晚,稀土元素特征具有显著演化的趋势(ΣREE=380×10-6→322×10-6→308×10-6→246×10-6;(La/Yb)N=11.3→12.4→10.4→8.1;(La/Sm)N=4.5→5.1→5.3→4.6;(Gd/Yb)N=1.8→1.7→1.3→1.2;δEu=0.60→0.45→0.35→0.22)。在骑田岭岩体及其周缘,各岩体在Nb/Ta-Zr/Hf,Nb/Ta-K/Rb图解(图6a~b)上有显著的线性相关,也指示了长期演化的特征。但演化程度及其与成矿之间的关系有显著的差异。骑田岭岩体内部虽然从早到晚具有显著的分异趋势,但仅有部分样品具有高Nb/Ta、Zr/Hf、K/Rb比值的特征,黄沙坪、大义山、千里山部分样品也体现出相应的低演化特征。低Nb/Ta、Zr/Hf、K/Rb——高演化区域,集中了包括王仙岭、千里山、瑶岗仙、大义山、黄沙坪等岩体的样品。低演化组分往往成矿潜力较差或者倾向于发育以铜铅锌为主的矿化,高演化组合为该区域最为主要的成矿岩体,涵盖了钨锡钼铋(铅锌)稀有金属在内的矿化。另外,在极端低Nb/Ta、Zr/Hf、K/Rb区域,汇聚了千里山、瑶岗仙、王仙岭岩体,暗示这些高演化组分仍然有稀有金属成矿的潜力(图6a~b)。



    图5骑田岭矿集区岩浆岩主量元素地球化学判别图

    a.TAS图解;b. SiO2—K2O图解;c. A/NK—A/CNK图解;d. SiO2—碱度率图解

    (地球化学数据来自伍光英,2005;李金冬等,2005;赵葵东等,2006;马铁球等,2006;袁顺达,2007;刘勇等,2011;郑佳浩等,2012;董少花等,2014;赵增霞等,2017等)

    1—橄榄辉长岩;2—辉长岩;3—辉长闪长岩;4—闪长岩;5—花岗闪长岩;6—花岗岩;7—副长石辉长岩;8—二长辉长岩;9—二长闪长岩;

    10—二长岩;11—石英二长岩;12—副长岩;13—副长石二长闪长岩;14—副长石二长正长岩;15—正长岩;16—副长正长岩

    Fig. 5 Major elements discriminant diagrams of intrusions in Qitianling ore-concentrated area

    a. TAS diagram, b. SiO2versus K2O diagram, c. A/NK versus A/CNK diagram, d. SiO2versus A.R. diagram

    (Geochemical data from Wu et al., 2005; Li et al., 2005; Zhao et al., 2006; Ma et al., 2006; Yuan et al., 2007; Liu et al., 2011; Zheng et al., 2012;

    Dong et al., 2014; Zhao et al., 2017, etc)1—Olivine gabbro; 2—Gabbro; 3—Gabbroic diorite; 4—Diorite; 5—Granodiorite; 6—Granite; 7—Foidmonzogabbro; 8—Monzo-gabbro;9—Monzo-diorite; 10—Monzonite; 11—Quartz monzonite; 12—Foidolite; 13—Foidmonzo-diorite; 14—Foidmonzo-syenite;15—Syenite; 16—Foid syenite



    图6骑田岭矿集区岩浆岩Nb/Ta-Zr/Hf(a)和Nb/Ta-K/Rb(b)图解(据Ballouard et al., 2016,地球化学数据来源同图5)

    Fig. 6 Nb/Ta versus Zr/Hf (a) and Nb/Ta versus K/Rb (b) diagram of intrusions in Qitianling ore-concentrated area (after Ballouard et al., 2016, source of geochemical data is same as Fig. 5)

    骑田岭岩体的(87Sr/86Sr)i值在0.708 48~0.712 57范围内,εNd(t)值在-6.8~-5.4范围内,两阶段Nd模式年龄TDM2为1.39~1.50 Ga;千里山岩体(87Sr/86Sr)i值在0.738 28~1.328 06范围内,εNd(t)值在-8.64~-4.55范围,两阶段Nd模式年龄TDM2为1.15~1.57 Ga内;香花岭花岗岩的εNd(t)值在-6.7~-6.1,TDM2为1.47~1.58 Ga(毛景文等,1995;邱瑞照等,2006);黄沙坪花岗岩的εHf(t)值在-7.6~-3.2,TDM2为1.4~1.7 Ga(原垭斌等,2014)。这表明,其物质来源以地壳为主、地幔为辅,壳幔混合作用显著。此外,在黄沙坪的岩体中的锆石继承核中,出现了较高的εHf(t)(-1.5~+6.5),也指示了壳幔混合作用的存在(原垭斌等,2014)。然而,东侧的瑶岗仙的(87Sr/86Sr)i为0.716 66~0.731 88,εNd(t)为-11.3~-8.6,TDM2为1.65~1.9 Ga。其低的εNd(t)值和更高的两阶段模式年龄指示了深部源区更古老的基底的存在(董少花等,2014)。同样,印支期王仙岭岩体的(87Sr/86Sr)i为0.720 245~0.731 391,εNd(t)值在-14.1~-10.3,TDM2为1.74~1.86 Ga(章荣清等,2016)。实际上,大量关于湘南,甚至南岭印支晚期成岩作用受制于古老地壳熔融制约,这是一种板块碰撞后局部伸展体制下的深部地幔底侵作用。而瑶岗仙岩体形成显著晚于该时期,其位置更加靠近赣南石英脉型钨矿集中区,其成岩成矿作用与淘锡坑、西华山、漂塘等具有显著的相似性,岩体也具有明显的S型特征,这指示,深部华夏陆块古老基底的再活化对其形成具有明显的控制。当然,与南岭成矿带典型的壳源S型花岗岩相比,千里山及其中西侧的成矿花岗岩的εNd(t)值相对偏高,TDM2值相对偏低,总体上反映了壳幔混合物质来源的特征(图7),这与Gilder等(1996)提出的十(十万大山)杭(杭州)高εNd(t)和低TDM2带特征一致,为华南大陆内部后造山阶段地壳拉张减薄的构造环境下,软流圈地幔沿超壳深断裂的上涌和底侵、壳幔相互的产物。

    2.3成岩成矿谱系

    骑田岭矿集区成矿时代见于表2和表3。岩浆作用从海西期至燕山晚期均有发育,海西期岩体出露十分有限,仅仅分布于区域东北侧的彭公庙岩体,为典型的贫矿岩体。印支期成岩记录以骑田岭(角闪黑云二长花岗岩)、大义山(南体花岗岩)、王仙岭(主体)岩体为代表,成岩时代介于204~235 Ma(莫柱孙,1980;黄革非,1992;付建明等,2006;蔡明海等,2006;2016)(图8a、e、f);燕山期岩体分布最为广泛,发育包括黄沙坪、王仙岭(补体)、千里山、香花岭、瑶岗仙等等在内的一系列小岩枝,围绕着该区最为典型的骑田岭岩体展布,并侵位与泥盆纪—二叠纪的碳酸盐岩和碎屑岩建造中,控制了区域最重要的钨锡钼铋铅锌多金属成矿,并构成了独具特色的紧密围绕骑田岭岩体中心,各矿田和岩体呈“放射状”展布格局(图2)。其中,燕山早—中期是区域最主要的成岩期,广布于研究区,发育完整的花岗闪长岩→黑云母(角闪)花岗岩→黑云母花岗岩→二(白)云母花岗岩→黑鳞云母(富锂)花岗岩→中酸性脉岩(花岗斑岩、石英斑岩、流纹斑岩等)→基性岩墙→MME等系列,从岩石类型上,囊括了S、I、A型。相关成矿作用也最为丰富:①高演化的Li、F花岗岩系列主要见于香花岭矿区的尖峰岭和癞子岭小岩体(153~167 Ma),为钠长(化)细粒花岗岩、黑鳞云母(铁锂云母)花岗岩,发育锡、锂、铌、钽等矿化组合,同类型在区域上发育以栗木、葛源、九岭狮子岭、同安等,是华南稀有金属最重要的来源之一(伍光英,2005;Yuan et al., 2007);②偏碱性花岗岩类系列,代表有骑田岭和千里山岩体,往往具有A型特征,与锡(铍)多金属矿化关系十分密切(芙蓉、柿竹园);③低硅钙碱性系列花岗岩系列,为该区为数不多且最主要的铜金等的成矿来源,如大坊、宝山等,该区外围钦杭带,该类型普遍发育,如德兴、水口山、铜山岭等;④高演化、高钾钙碱性系列花岗岩,时代跨度大,岩石类型以分异的I型和S型为主,与钨、铅、锌、银等多金属成矿相关,如瑶岗仙、黄沙坪、王仙岭等等(图8a~f);燕山晚期呈补体产出的岩相见于骑田岭、千里山和香花岭岩体等,形成时代为74~125 Ma,发育细粒黑云(斑状)正长花岗岩(黄革非等,1992;毛景文等,2004;伍光英,2005)(图8)。呈独立岩株产出的为界牌岭花岗斑岩和隐伏的二长花岗岩,形成时代为80~92 Ma(卢友月等,2013;Yuan et al., 2015)。在斑岩体内部、顶部发育岩体型、云英岩型锂矿,围岩中发育热液充填交代型锡、铍、萤石等矿。李欢等(2018)在香花岭矿床中识别出81.6~81.9 Ma的成矿时代,锡田矿床中发现78~82 Ma的成岩年龄。这期成矿在骑田岭及其周缘并不作为主要成矿年龄,但是在该区向西发育个旧、都龙、大厂、大明山、珊瑚、界牌岭等矿床,该区以南则以银岩为代表(胡祥昭,1989;王艳丽等,2014)。



    图7骑田岭矿集区两期岩相原始地幔标准化微量元素蛛网图(a)和εNd(t)-T图解(b)

    数据来自于毛景文等,1995;邱瑞照等,2006;董少花等,2014,章荣清等,2016

    Fig. 7 Primary mantle trace element spider diagram of Qitianling ore deposit area (a) andεNd(t) versusTdiagram (b)

    Data from Mao et al., 1995; Qiu et al., 2006; Dong et al., 2014; Zhang et al., 2016

    表2骑田岭矿集区成矿时代一览表

    Table 2 Ore-formation ages in Qitianling ore deposit area

    矿床/矿体

    分析对象

    分析方法

    时代/Ma

    资料来源

    芙蓉锡矿白蜡水

    全岩

    Rb-Sr

    136

    黄革非,1992

    黑云母

    K-Ar

    140

    锡矿石

    Rb-Sr

    137±5

    毛景文等,1995

    石英

    Rb-Sr

    177±3

    毛景文等,1995

    金云母

    Ar-Ar

    157.3±1

    彭建堂等,2007

    金云母

    Ar-Ar

    152.1±1.8

    Chen et al., 2022

    金云母

    Ar-Ar

    152±1.8

    全岩

    Rb-Sr

    177±3

    李华芹等,2006

    锡石

    U-Pb

    159.9±1.9

    Yuan et al., 2011

    锡石

    ID-TIMS

    158.2 ± 0.4

    金云母

    Ar-Ar

    154.3±1.9

    Chen et al., 2022

    锡矿石

    Sm-Nd

    133±15

    李华芹等,2006

    金云母

    Ar-Ar

    154.7±1.1

    彭建堂等,2007

    芙蓉锡矿狗头岭矿带

    全岩

    Rb-Sr

    146±3

    马丽艳等,2005

    石英

    Rb-Sr

    148±3

    王登红等,2010

    芙蓉锡矿淘锡窝

    白云母

    Ar-Ar

    154.8±0.6

    伍光英,2005

    芙蓉锡矿屋场坪

    角闪石

    Ar-Ar

    156.9±1.1

    彭建堂等,2007

    芙蓉锡矿

    全岩

    Rb-Sr

    151±5

    叶伯丹等,1986

    石英

    Rb-Sr

    155±4

    地矿部南岭项目花岗岩专题组,1989

    锡石

    U-Pb

    158.2±0.4

    Li et al.,2004

    锡石

    U-Pb

    154.2-159.4

    Chen et al., 2022

    锡石

    U-Pb

    155.5-159.1

    锡石

    U-Pb

    155.8±3.4

    麻子坪矿区

    白云母

    Ar-Ar

    150±1.5

    Chen et al., 2022

    白云母

    Ar-Ar

    149.6±1.6

    白云母

    Ar-Ar

    149.5±1.6

    新田岭钨矿

    辉钼矿

    Re-Os

    159.4±1.1

    袁顺达等,2012

    全岩

    K-Ar

    142.57~149.38

    毕承思,1988

    铁云母

    Ar-Ar

    157.1±0.3

    Mao et al., 2004

    石英脉

    Rb-Sr

    157.4±3.2

    蔡明海等,2008

    表3骑田岭矿集区侵入岩形成时代

    Table 3 Formation ages of intrusions of Qitianling ore-concentrated area

    地质体

    岩矿石类型

    年龄/Ma

    资料来源

    骑田岭安乐洞单元

    黑云母花岗岩

    157~133

    双燕等,2004;伍光英,2005

    骑田岭五里桥东单元

    中粒斑状角闪黑云母花岗岩

    161~163

    朱金初等,2003

    骑田岭板壁岭单元

    细中粒斑状角闪黑云二长花岗岩

    161

    王登红等,2010

    骑田岭菜岭单元

    斑状角闪黑云二长花岗岩

    100.6;159~161;226~265

    黄革非等,1992;蔡锦辉等,2004;李华芹等,2005;伍光英,2005;朱金初等,2009

    骑田岭芙蓉单元

    正长岩、黑云母花岗岩、粗斑状钾长花岗岩、花岗质霏细斑岩、细粒黑云母花岗岩、斑状角闪石黑云母二长花岗岩

    136~161

    黄革非等,1992;刘义茂等,2002;Li X H et al.,2004;马丽艳等,2005;朱金初等,2009;王登红等,2010

    骑田岭荒唐

    岭单元

    中细粒少斑状黑云母正长花岗岩

    174

    黄革非,1992

    92.3

    伍光英,2005

    细粒黑云母花岗岩

    149~154

    李金冬等,2005;刘勇等,2011

    骑田岭江口单元

    中粒斑状角闪黑云母二长花岗岩

    161

    赵葵东等,2006

    骑田岭廖家洞单元

    细粒少斑状角闪石黑云母二长花岗岩

    153.3

    彭建堂等,2007

    骑田岭南溪泥湾单元

    中粒斑状角闪黑云二长花岗岩

    151

    黄革非,1992

    骑田岭泥板田单元


    158

    彭建堂等,2007

    骑田岭杉山岭单元

    花岗岩

    141.3

    骑田岭淘锡窝单元

    云英岩

    159.9

    毛景文等,2004

    骑田岭新田岭单元

    细粒黑云母花岗岩

    163

    朱金初等,2009

    骑田岭仰天湖单元

    角闪黑云二长花岗岩

    156.7~155.1

    朱金初等,2009

    花岗岩

    186

    地矿部南岭项目花岗岩专题组,1989

    中粒斑状角闪石黑云母正长花岗岩

    204

    付建明等,2006

    千里山

    花岗斑岩

    136~168

    地矿部南岭项目花岗岩专题组,1989

    钾长花岗岩

    141

    等粒细粒黑云母花岗岩、斑状二长花岗岩、黑云母二长花岗岩

    136~168

    地矿部南岭项目花岗岩专题组,1989;毛景文等,1995;Li X H et al., 2004

    王仙岭

    黑云母二长花岗岩

    154~155.9

    郑佳浩等,2012

    二云母-白云母花岗岩、电气石黑云母花岗岩、黑云母二长花岗岩

    192~235

    地矿部南岭项目花岗岩专题组,1989;郑佳浩等,2012;宋美佳,2017

    香花岭

    铁锂云母二长花岗岩、黑云母花岗岩

    155~167

    伍光英,2005;袁顺达,2007

    黑鳞云母碱长花岗岩

    102

    地矿部南岭项目花岗岩专题组,1989

    瑶岗仙

    粗粒黑云母花岗岩、花岗斑岩

    155.4~157.6

    李顺庭等,2011;董少花等,2014

    黄沙坪

    花岗斑岩

    134~179.9

    刘姤群,1983;姚军明等,2005;王登红等,2010

    石英斑岩

    125.1~160.8

    原垭斌等,2014

    大义山北体

    斑状中粒黑云母花岗岩

    155~185

    刘耀荣等,2005

    花岗岩

    222~225.2

    莫柱孙等,1980

    大义山南体

    黑云母花岗岩

    153.4

    赵增霞等,2017

    大义山中段

    粗中粒斑状二云母二长花岗岩

    121.6~146.4

    柏道远等,2006




    图8骑田岭矿集区各岩体成岩成矿时代分布图

    Fig. 8 Formation ages distributions of rock bodies in Qitianling ore-concentrated area

    骑田岭岩体内部虽然成岩期次和时代目前还存在比较大的争议,但从时代分布来看,其完整的记录了中生代以来的岩浆活动,其成岩时代分布于74.99~265 Ma(图9)。在江口、礼家洞、月峰、西部的麻石和西南部的五里桥一带的中粗粒似斑状角闪黑云母二长花岗岩中,出现了较多的海西—印支期成岩记录(199~265 Ma);晚期则偏向于3阶段成岩:160~163 Ma的(角闪)黑云二长花岗岩,153~157 Ma的为黑云母花岗岩,146~150 Ma的细粒含斑黑云母花岗岩(朱金初等,2009;王登红等,2010)。Chen等(2021)则是直接划分出2个主要的成岩系列,偏基性组分系列和高硅系列,并提出在岩体南部发育的高硅系列花岗岩与锡多金属的成矿有关。



    图9骑田岭矿集区成岩成矿时代谱系

    Fig. 9 Magmatic and metallogenic time series of Qitianling ore-concentrated area

    2.4骑田岭矿集区构造—成矿演化

    大量的研究显示,华南中生代以来经历了多期次的构造-岩浆事件,形成了多期多阶段复合叠加成岩成矿(毛景文等,2004)。目前来看,可划分出4个主要的成岩成矿期次:①印支晚期(234~205 Ma)后碰撞花岗岩类,成矿作用以钨锡为主,伴生铅锌(金)(蔡明海等,2006;Qin et al., 2020);②燕山早期(180~150 Ma)俯冲带后的裂陷伸展背景下的花岗—火山岩类,发育钨锡铌钽铜铅锌银金等多金属的矿化;③燕山中期(150~123 Ma)挤压造山有关的花岗岩类,发育以钨锡为主的过渡期成矿;④燕山晚期(123~67 Ma)太平洋板片NW-NNW向俯冲下的NE向岩浆岩带,发育以锡为的矿化,伴生金、铀等(Zhou et al., 2006;毛建仁等,2014)。

    与之相对应,骑田岭矿集区具有3个主要的成矿时空演化组合:①印支晚期造山后伸展背景下的壳源岩浆作用有关的锡多金属成矿组合:在印支早期华南地块在南北侧分别与华北地块与印支地块拼合、碰撞造山事件的影响下,印支晚期,区域逐步进入后造山阶段,伴随局部区域规模有限的伸展和壳幔交互,并引发深部的古老地壳重熔。由于源区新生地壳的组分低,因此岩体表现出更老的两阶段模式年龄1.74~1.86 Ga,这与华夏地块的变质基底模式年龄一致(Chen et al., 1998)。同时,由于幔源组分的相对缺乏,成矿作用表现为与S型花岗岩有关的钨(锡)、铌钽等(Qin et al., 2020;刘善宝等,2008);②(西)燕山中期壳幔相互作用有关的钨锡钼铋铅锌等成矿组合和(东)燕山中期壳源岩浆作用有关的钨钼铋铅锌等的成矿组合:燕山中期,构造体制已发生明显转换,并发育有陆内裂陷伸展有关的辉长岩、A型花岗岩、正长岩、碱性玄武岩、拉斑玄武岩组合(陈培荣,2002;Li et al., 2003)。同时,湘-粤凹陷区内,NE向、NW向交互的超壳断裂又是深部地幔的上涌的通道,大量基性岩墙的产出以及骑田岭岩体深部结构特征便是证据(陈培荣,2002;王登红等,2017)。显著的幔源岩浆活动和壳幔交互作用致使该区域发育大量的壳幔混源花岗岩类。赣南隆起区的西侧边缘,即瑶岗仙矿区周围,古生代—元古代基底普遍存在,因此重熔花岗岩类更多继承了壳源信息(董少花等,2014);③燕山晚期壳源岩浆有关的锡、稀有金属、萤石成矿组合。该时期,受制于太平洋板片的后撤俯冲以及西部新特提斯域的远程影响,该区以强烈伸展为特征,形成一系列的NE向裂陷盆地,陆内以大量类OIB玄武岩的分布为特征(Wang et al., 2003;Meng et al., 2012)。这种体制更加有利于深部流体的活动,进而陆内(湘、粤、桂)形成量少但具规模的锡、稀有金属、铀;陆缘区域则以大量斑岩型、火山岩型铜、金、锡的成矿。

    3骑田岭矿集区深部地质结构特征

    区域上,沿着九嶷山—香花岭—骑田岭—彭公庙一线,具有显著的低重力异常特征,异常值可达-70×10-5~-80×10-5m/S2,证实深部可能存在NE向的巨型岩浆岩带(图10)。宋才见等(2020)在千里山岩体开展的重力测量反演显示深部千里山和王仙岭为统一整体,岩凸部位和岩体的鞍部分别控制着不同类型的多金属矿化。孙劲松(2013)根据千里山—王仙岭—瑶岗仙—界牌岭区域重力、航磁资料认为,瑶岗仙南部的低重力异常带与界牌岭相连。根据重力二阶导和3D密度反演,认为该区域在8 km以下相连。目前,界牌岭矿区深部钻孔已经揭露到颇具规模的花岗岩,尽管其与瑶岗仙和千里山等岩体成岩时代和成矿作用差别较大,但二者应该在空间上的紧密联系可能指示其深部岩浆房经历了漫长演化。李厚民等(内部资料)大量的矿区广域电磁法解译指示以香花岭、黄沙坪、宝山、瑶岗仙仅为高侵位小岩枝的露头。同时根据重力资料显示,矿集区内的香花岭、骑田岭、千里山岩体深部为统一的岩浆房(带),地表岩体多为半隐伏,深部有更大的面积和延伸(宋才见等,2020)。矿集区北侧,则表现为显著的高重力异常特征(-25×10-5~-35×10-5m/S2),甚至在宁远一带还发育有多处玄武岩的喷溢。李建国等(2014)开展的人工深反射地震解析出骑田岭岩体的双层界面,即浅部的强反射界面,以及深部的“漏斗状”波速低异常带(图10)。从航磁特征来看,研究区具有显著高磁异常特征,发育北东向的不连续磁异常带,异常围绕个岩体个周边分布,推测深部隐伏磁性体的存在。同时其还识别出深部地幔“叠瓦状”推覆的特征,暗示NE向深大断裂可能为扬子与华夏对接带——钦杭带的一部分,深度可及地幔,为地幔上涌的通道。这种深部结构以及长期多类型成岩演化与钨锡差异矿化的耦合可能指示深部“地幔柱”的存在(王登红等,2005)。



    图10骑田岭矿集区深部地质结构示意图(据王登红,2017修改)

    Fig. 10 Schematic diagram of deep geological structure of Qitianling ore-concentrated area (modifred after Wang, 2017)

    此外,骑田岭岩体的深部结构和侵位机制目前尚无统一的认识,但这对于成矿热液的形成、运移和储集具有关键意义。1∶20万区域地球物理资料显示,西南部等值线紧密,东侧和北侧相对舒缓,以此识别出岩体可能具有自WS向NE侵位的趋势。同时,重力等值线显示,骑田岭岩体高的重力异常区域并非岩体中部,而位于岩体的南部区域,斜向侵位可能为岩体的主要侵位方式。但是,庄锦良等(1993)基于重磁和岩体西侧的褶皱—构造系,以及系统的构造分析认为,骑田岭岩体成岩中心应为岩体东南侧,岩体侵位时发生了从SE向NW流动,侵位前锋为岩体的NW侧。基于地球物理资料的解译显示,骑田岭岩体浅部和深部形态变化较大,而且在东南部和西北部区域形成了两个重要的超覆区域,伴随有高的航磁异常和低的重力异常以及大量的对金属元素矿化异常。另外,区域构造也显示出,整个湘南地区受制于多组深大断裂的交切,断裂系均具有左旋走滑的特征,构成了棋盘状的构造格局(梁新权等,2002;柏道远等,2006)。这些区域大的深大断裂系长期活动,从成岩期前一直持续到成岩后,对骑田岭侵位空间及其岩体的形态控制产生了深远的影响(柏道远等,2006)。多期、多向左行断裂的活动有利于产生的近似于“S”型旋转张性空间,并且在不断的构造活动中膨大为近于等轴状的区域,骑田岭岩体则沿着该空间自南向北就位。因此,在岩体内部裂隙带内发育包括云英岩型、蚀变岩体型、构造蚀变带型锡铅锌多金属矿化,如芙蓉、永春等。在S型组构的NE和SW两侧内凹部位为应力释放区域,易于形成虚脱部位为流体的运移和充填提供有利空间。因此,在新田岭区域形成了超大型的钨矿。南侧芙蓉锡矿的西南侧,目前仅有少量的矿化(异常)点存在,但通过地球物理和化探异常资料的提取,该区存在有较大的成矿的潜力。依据骑田岭岩体隆升情况来看,岩体中-南部晚期岩相——细粒花岗岩普遍分布,外围为三叠系—二叠系(较北侧石炭系更新),这指示,岩体侵位的北侧前锋地段,显著遭受更加强烈的剥蚀,南部区域岩体则埋深较大而得以保留。因此,侵位机制控制下的隆升和剥蚀差异造就的“南锡北钨”格局对成矿也有重要启示。即尽管Sn异常依然发育,但北部的芙蓉式锡矿,很有可能被剥蚀和分散;南侧区域晚古生代—早中生代的深部,新田岭式的钨矿床和柿竹园(或)香花岭式的锡钨多金属矿床可能依然存在。

    4骑田岭矿集区成矿预测

    “全位成矿”是指在一定时空域内的成矿作用是必然会发生的,但具体的成矿类型、元素组合、赋存位置要以具体的时空域来定;“缺位找矿”概念则是既要寻找已经意识到而尚未勘查的矿床,也要研究可能出现但目前没有意识到的矿床(体)(王登红等,2007)。骑田岭矿集区深部为扬子陆块与华夏陆块的过渡部位,深部基底兼具备扬子和华夏双重特征。以成矿区带的角度来看,该区域位于南岭成矿带与北部武功山—杭州湾成矿带的交接的过渡区域(徐志刚等,2008)。成矿也应表现为2个构造单元和成矿带的“全位特征”,尤其是以记录壳幔交互最为显著的骑田岭岩体,形成了该矿种组合成矿的“缺位”(李超等,2012;单强等,2014)。因此,区域应具有钨、锡、铅、锌、磁铁矿、铜、金和稀土元素的成矿潜力(毛景文,2008;杨明桂等,2009)。同时,湘-粤坳陷带发育的巨厚层的滨浅海相-海陆交互相沉积为主的沉积岩系,是目前已知的该区域多金属成矿作用最为重要的赋矿层位。其中,震旦系—寒武系赋存了少量的石英脉型的钨锡矿床;泥盆系赋存了钨锡(铍)钼铋铅锌等;石炭系赋存钨钼铅锌;二叠系当冲组是区域铅锌矿的主要富集层位,龙潭组和三叠系安源组是主要煤矿(变质后为石墨矿)富集层之一。从“全位成矿,缺位找矿”的角度来看,新田岭和黄沙坪矿床的深部,具有寻找柿竹园式、香花岭式钨锡稀有金属矿床的潜力;芙蓉锡矿田南侧,安源—狗头岭一带外侧,深部可探寻2个找矿空间——泥盆系赋矿的香花岭式锡、稀有金属、铅锌矿床和石炭系赋矿的新田岭式钨多金属矿床;柿竹园矿床深部及其外围,需尝试寻找瑶岗仙式钨矿床。从元素组合来看,高演化岩相(富Li、F)不仅对Sn的成矿意义非凡,也非常有利于富锂云母沉淀形成蚀变岩体型和云英岩型的锂矿床(Breiter et al., 2019; Monnier et al., 2022;吴福元等,2023)。骑田岭岩体内部及其周缘发育有多阶段不同演化的岩相,并在仰天湖、以及南部的芙蓉矿区等发育高硅的细粒花岗岩,甚至于在奇古岭地区,发育富黄玉碱流岩(富Li、F)(Xie et al., 2013;2014; Chen et al., 2022);香花岭矿区尖峰岭岩体、癞子岭岩体即发育Li-F花岗岩相;千里山岩体的第二期黑云母花岗岩中发育的高温气液蚀变已形成黑鳞云母化和黄玉化组合(李逸群等,1991;廖煜钟,2019),界牌岭花岗斑岩与云英岩中,也有显著的锂的富集。瑶岗仙、千里山、王仙岭岩体的高侵位岩相中,不乏高演化组分端员的存在,推测也应具有成锂等稀有金属“缺位矿产”的潜力。同时,在骑田岭岩体内部则发育极为独特的成矿组合分带,即在以永春为代表的铅锌矿区,上部发育磁铁矿-锡石型矿体,深部出现绿泥石-锡石硫化物型矿体。因此,骑田岭岩体顶部,古生代—中生代地层残留区,沿着NNE向和EW向的富铅锌的多个构造蚀变(破碎)带中,如清水江等地,可寻找上锡(铁),下铅锌的矿化分带组合。

    4.1芙蓉外围钨锡铅银找矿远景区

    根据骑田岭岩体的形态和侵位机制,与新田岭相对应南侧的西部边缘仍有巨大找矿前景。从区域的航磁异常来看,以19号脉为特征的骑田岭南部成矿带中,航磁异常偏弱,安源—白腊水—屋场坪一线,出现低的ΔT值(-35~-10 nT)。这是由于岩体内部发育的矿化主要为蚀变岩体型、云英岩型和构造蚀变带型,矽卡岩型并不作为最主要类型产出,内部发育的矽卡岩型矿化也主要受制于顶垂体和捕虏体形态和规模控制。但岩体西南部外围仍发育有多个高磁异常区域。安源西侧和黄泥坪北侧区域的三叠系壶天群(C2+3ht)之中发育有南北向的磁异常带,ΔT值超过+60~+80 nT;麻田北部至洪水江区域和其东侧的梅田—观音坐莲一带的二叠系—三叠系灰岩之中,也发育多条NNW-SN向的高磁异常带(ΔT=+35~+80 nT)。该区域同样也是岩体与碳酸盐岩接触部位,因此,深部推测有磁性体(矽卡岩矿体)的存在。此外,区域航磁异常的梯度对成矿的预测也有重要的指示意义,郭友钊(2007)基于1∶500 00航磁资料绘制了航磁ΔT上延500 m磁异常梯度图,并提取了磁性的流向。岩体内部流体的汇聚区域可以与主要矿体相匹配,说明这种磁性的流动方向可为揭示区域流体流动方向提供重要依据(郭友钊,2007;邓军等,2002)。实际上,岩体内部及其边缘发育的磁性汇聚区域与矿体的产出大体一致,尤其是19号矿脉和10号矿脉,整体沿着NNE向和NE向的断层展布。岩体外部,同样也发育多处高磁性区域,且磁性汇聚区域规模更大,且与岩体内部的磁性汇聚区相连,NE向呈带状分布。此外,外部磁流分散区与高磁异常区域套合得非常好,指示流体是从高磁地段(富铁矽卡岩或蚀变岩)向外运移,说明后期的退矽卡岩化或中温热液的活动对成矿意义重大(图11)。结合磁性异常、磁流汇聚区的大量存在,说明芙蓉锡矿区南部及其外围无论是找外带构造蚀变带型,接触带矽卡岩型还是深部蚀变岩体型均是有良好的前景。

    区域化探异常同样在该区域有较好的显示,整个区域及其外围,显示出较强尤其是钨的异常,这在岩体的尺度上打破了该区南锡北钨的格局。针对于锡,南部无论是化探异常还是重砂异常均有很好的显示(魏绍六等,2002)。此外,铅和银在该区也有显著的异常表现,且与钨锡异常区域相重合(图12a~f)。因此,骑田岭岩体的西南缘,是寻找矽卡岩型、热液交代型和热液充填型钨锡铅锌银矿的重要远景区。

    4.2廖家湾—清河东钨锡铅锌多金属找矿远景区

    骑田岭岩体南北成矿已经得到了大量的研究。然而,其东西缘是目前与岩浆成矿作用有关的多金属矿化相应的“空白区”。随着近年来的深部探测工作的揭示,该区域也是寻找钨锡铅锌等多金属矿产的潜力区。王登红等(2017)在该区域开展了高精度的磁测和AMT音频大地电磁测深工作,在清和东地区识别出了呈条带状展布高磁异常体,走向为NNE向,磁异常强度最大为300 nT,在其西南方向有负磁异常伴生,磁异常强度-100 nT(图13a)。该区由于煤矿和石墨矿的发育,典型复杂,浅部异常(250 m)有可能为石墨矿或煤层的显示。深部的异常带电阻率可达2000Ω·m,呈层状分布,水平延伸远和厚度稳定(图14f)。廖家湾地区的异常分布面积较大,整体近似于NS向的条带,磁异常强度可达800~900 nT,在东侧伴生有负异常,达100 nT以上(图13b)。电性异常规模大,呈东西向展布,具有多层平行的特点(图14e)。从剖面样品有色金属元素和稀有金属元素的分析结果来看,两个异常区域均显示出显著的成矿元素富集特征,但相对来看,有色金属元素较稀有金属也元素富集程度更高。通过区域重力资料反演的结果也显示出,廖家湾区域存在一个明显向西平缓倾伏的矽卡岩型矿体的存在。实际上,外围的地质调查已经显示,两个异常区地表具有不同类型矿化或流体活动的发育,清和异常区砂岩中有细脉状的磁黄铁矿的存在,廖家湾地区灰岩中发育大量切层陡立的方解石脉,脉中发育有高温的黄铁矿颗粒。



    图11骑田岭岩体南部磁异常及其异常梯度图(据郭友钊,2007修改)

    Fig. 11 Magnetic anomalies and its gradients of South part of Qitianling pluton (after Guo, 2007)



    图12骑田岭矿集区化探异常图

    a.区域地质图;b. Sn异常;c. W异常;d. Pb异常;e. Zn异常;f. Ag异常

    Fig. 12 Geochemical anomaly diagram of Qitianling ore-concentrated area

    a. Regional geological map of Qitianling ore-concentrated area; b. Sn anomaly; c. W anomaly; d. Pb anomaly; e. Zn anomaly; f. Ag anomaly



    图13清和东(a)和廖家湾高精度磁异常图(b)(图框数值为公里网格;据王登红等,2017)

    Fig. 13 High resolution magnetic anomalies of Qinghedong district (a) and Liaojiawan district (b) (the frame values are kilomerer grid numbers; after Wang et al., 2017)



    图14骑田岭岩体东西缘有色金属、稀有金属元素含量图(a、b、c、d)和AMT音频大地电磁测深解译图(e、f)

    a、b、e.廖家湾异常区;c、d、f.清和东异常区(据王登红,2017)

    Fig. 14 Concentration diagrams of non-ferrous metals and rare metals (a, b, c, d) and AMT magnetotellurics results (e, f) of the East and West margins of Qitianling pluton

    a, b, e. Liaojiawan anomaly district; c, d, f. Qinghedong anomaly district (after Wang, 2017)

    同时,地球化学特征显示,地层中无论是稀有金属元素还是有色金属元素,其均具有相对富集的特征,也证实成矿流体活动的痕迹。但是。两种元素组合有显著差异,廖家湾异常区Li、Be、Nb、Ta、Rb相对于中国大陆地壳最高分别富集了7.73、9.18、2.49、2.69、12.52倍,清和东异常则分别富集9.66、1.71、2.19、2.03、1.66倍。W、Sn、Cu、Pb、Zn含量较Li、Be、Nb、Ta、Rb更加富集,廖家湾异常区富集44.15、28.52、7.35、16.44、3.94倍,清和东富集64.32、9.21、7.94、72.81、4.25倍(大陆地壳丰度值据黎彤等,1998)(图14a~d)。综上所述,元素地球化学分析结果与深部的典型异常和区域高精度的磁测资料结果具有很好的对应性。指示骑田岭岩体东西缘——廖家湾—清河东找矿远景区的主攻方向为矽卡岩型钨锡铅锌多金属矿。

    5结论

    (1)骑田岭矿集区发育以热液交代充填型、沉积-沉积改造型(铜)铅锌银金中-低温组合和以接触交代型、高温气液型、构造蚀变带型、热液充填型(石英脉型)为代表的中-高温组合。总体上,区域矿床受深大断裂控制明显,各矿床均显著分带的特点;特征的围岩层位和不同方向不同性质的构造对不同类型成矿具有显著的控制;

    (2)骑田岭矿集区岩浆岩具有多期活动的特征,发育自印支期至燕山晚期的4个主要期次的成岩作用。其中,印支期具有较高的演化程度,燕山期则有双重组分演化的特征,该区域从早期到晚期,成矿岩浆源区地幔组分的参与程度是逐渐增加的;通过4个主要期次可划分出印支晚期造山后伸展背景下的壳源岩浆作用有关的锡多金属矿→(西)燕山中晚期壳幔相互作用有关的钨锡钼铋铅锌矿+(东)燕山中-晚期壳源岩浆作用有关的钨钼铋铅锌矿→燕山晚期壳源岩浆有关的锡、稀有金属、萤石矿的演化系列;

    (3)骑田岭矿集区具有斑岩型(铜金)、石英脉型(钨锡)的“类型缺位”,也具有专属性赋矿层位的缺位,Li(稀有)、REE、Sn,以及幔源的铜金铀等也存在明显的“元素组合缺位”;可作为下一步找矿勘查的重点方向。矿集区内的两个重要的找矿远景区:①骑田岭西南缘——芙蓉外围钨锡铅银找矿远景区和②骑田岭岩体东西缘——廖家湾-清和东找矿远景区是实现下一步找矿突破的重点区域。


    致谢论文素材整理过程中得到了湘南地勘院许以明教授级高工、田旭峰高工的支持和帮助,论文撰写过程中得到了桂林理工大学刘战庆副教授、中南大学刘建平副教授的建议和帮助,谨致谢忱!

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