湘西北地区早奥陶世沉积特征及岩相古地理*

湘西北地区是指位于湖南省内的桃源、沅陵、怀化一线以北及以西的区域。根据2010年以来在区内开展1:5万区域地质调查项目所取得的剖面资料及填图资料,应用优势相成图法编制了早奥陶世特马豆克期、弗洛早期的岩相古地理图。基于岩相古地理研究表明: 沿张家界—古丈—吉首—凤凰一线有古隆起的存在,大致以古隆起为界,两侧沉积分异明显;西北侧属镶边碳酸盐岩台地,沉积地层为桐梓组和红花园组,主要发育局限台地、开阔台地、台地边缘浅滩、台地边缘生物礁、台地斜坡和浅海陆棚6种沉积相和若干亚相、微相;东南侧属浅海陆棚,沉积地层为白水溪组\盘家咀组、桥亭子组,主要有混积陆棚和碎屑陆棚。沉积特征的分析和系列岩相古地理图件的编制,提高了区内下奥陶统的研究程度,同时对金属地质找矿具有一定的指导意义。     

湘东南南华系—寒武系砂岩地球化学特征及对华南新元古代—早古生代构造背景的制约

湘东南位于扬子板块与华夏地块的交接地带,南华纪—寒武纪期间形成了巨厚的复理石、类复理石连续沉积。其中的砂岩总体上以中等的SiO2含量、高的K2O/Na2O值和Al2O3/(Na2O CaO)值、较高的(Fe2O3* MgO)含量及低的CaO含量为特征。稀土元素球粒陨石标准化曲线与典型的后太古宙页岩和上陆壳相似,以轻稀土富集、重稀土平坦、铕负异常显著为特征。主量元素和微量元素特征显示出被动大陆边缘、活动大陆边缘和大陆岛弧等多种环境信息。从不同构造背景下的剥蚀原岩及风化条件和搬运沉积过程来看,大陆岛弧和活动大陆边缘形成的砂岩应具有显著区别于被动大陆边缘的地球化学特征,而被动大陆边缘形成的砂岩则可能包含较多的大陆岛弧和活动大陆边缘环境的地球化学信息。因此,湘东南南华系—寒武系砂岩应形成于被动大陆边缘环境。这一判断与古元古代—中元古代岛弧与活动大陆边缘形成岩石为重要原岩,以及沉积盆地因强烈陆内伸展断陷而具一定活动性等客观事实相吻合。华南板溪群与冷家溪群间至少存在40～60Ma的沉积缺失,江南造山带新元古代碰撞造山成因的岩浆活动,板块交接带南华纪—早古生代沉积物中岛弧火山物质的缺乏,以及湘(东)南中元古界(甚至更早)结晶基底横向上的连续性等,表明扬子板块与华夏地块之间新元古代—早古生代期间的沉积盆地不是洋盆,而是陆内裂谷盆地。上述基于湘东南砂岩地球化学研究,和根据区域资料分析所得出的关于扬子板块与华夏地块间新元古代—早古生代盆地构造性质的结论,彼此提供了良好的约束。     

湘东南印支期褶皱特征及形成机制

湘东南地区以王仙岭-坪石一线为界,分为东部隆起区和西部坳陷区,分别发育两种不同类型和成因的印支期褶皱.东部隆起区大面积出露前泥盆纪褶皱基底并发育隔槽式褶皱,由泥盆纪跳马涧组与褶皱基底间的不整合界面所显示,表明褶皱基底参与了褶皱作用;露头显示褶皱过程中盖层未沿不整合界面产生明显滑脱.基于上述事实,认为隔槽式褶皱形成于基底(厚皮式)横向收缩与压扁作用,并从理论上论证了隔槽式褶皱不可能是盖层沿基底滑脱的产物,修正了前人的薄皮式观点.西部坳陷区主要出露中泥盆世-中三叠世地层并发育类侏罗山式褶皱,褶皱具有波长小且大小不一、垂向上不协调等特征,并伴生大量走向断裂,说明褶皱受不同层位软弱层顺层滑脱作用控制,其深层机制与区域断裂逆冲活动有关.     

湘东南地区中、新生代山体隆升过程的热年代学研究

湘东南地区位于南岭中段北缘。本文应用热年代学方法,测定了湘东南地区5个侵入体的热历史,进而分析湘东南中新生代的隆升过程,并结合区域构造背景,对热演化过程与构造发展过程之间的关系进行了探讨。研究结果表明,湘东南地区中新生代山体隆升过程总体上分为由较快速→快速→缓慢→快速的4个阶段,222～146.Ma期间以0.069mm/a的平均速率较快隆升,146.4～94.11Ma期间以0.113～0.186mm/a的平均速率快速隆升,94.11～14.8Ma期间以0.014～0.028mm/a的平均速率缓慢隆升,14.8Ma～0.0Ma以0.143～0.295mm/a的平均速率快速隆升。晚近时期的隆升总体呈加速趋势。隆升过程在空间上具有非均匀性,不同岩体间隆升过程存在差异。地壳隆升过程在时间上具有明显的互补性,早期具较快速或较大幅度隆升的岩体,通常伴随着晚期相对较慢和较小幅度的隆升。根据热年代学分析结果,结合区域构造背景和其它地质资料,推断五峰仙、大义山、骑田岭等地区在中三叠世后期因构造叠置增厚了4100～7700m以上,证明印支运动早期为强烈的陆内挤压造山运动。燕山晚期岩体隆升和降温由早期构造剥蚀和晚期风化剥蚀造成,并具有良好的盆地沉积响应。湘东南地区晚近时期的快速隆升是区域性整体抬升。     

区域构造体制对湘东南印支期与燕山早期花岗岩成矿能力的重要意义

湘东南是华南重要的中生代有色金属矿集区。区内,印支期王仙岭岩体与燕山早期千里山岩体紧密相邻,前者成矿差,后者则发育多个大型、超大型矿床。两岩体的地层及构造地质条件相近,都具有W、Sn多金属成矿花岗岩的岩石地球化学特征。王仙岭岩体内蚀变作用明显比千里山岩体普遍且强烈,W、Sn含量总体上明显高于千里山岩体。千里山岩体边缘有较多岩脉发育,岩体与碳酸盐岩围岩接触带矽卡岩化强烈;而王仙岭岩体边缘岩脉缺乏,岩体与碳酸盐岩围岩接触带以大理岩化为主。基于以上地质、地球化学表现,以及地球化学图解和区域构造演化背景分析,确定千里山岩体与王仙岭岩体的成矿差异,主要是由于两者侵位时的构造体制(应力场特征)不同所致:千里山岩体形成于后造山环境下的伸展构造体制,岩浆或岩体中的成矿物质能随流体沿断裂裂隙向周围有效扩散并于局部聚集、沉定而成矿;王仙岭岩体则形成于后碰撞环境下的弱挤压构造体制,侵位时断裂裂隙构造不发育,流体与成矿物质被封闭在岩体内部,因此未发生有效的成矿作用。据此推断,构造体制差异可能是造成湘东南印支期与燕山早期花岗岩成矿能力悬殊的关键原因之一。文章最后简单阐述了上述认识对区域找矿工作的启示意义。     

湘东北文家市地区仓溪岩群Sm—Nd同位素年龄及其地质意义

湘东北文家市地区仓溪岩群为一套高绿片岩—低角闪岩相的变质岩系,其Sm—Nd全岩等时线年龄：2 090±20 Ma, ∑Nd（T）=5.4 ;2 030±8 Ma, ∑Nd（T）=5.7 代表了原岩形成年龄;1 860±17 Ma, ∑Nd（T）=5.0 代表样品形成年龄。因此,将其形成时代定格为古元古代,属华南陆壳结晶基底的一部份。