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.     

湘东南印支期与燕山早期花岗岩成矿能力差异与岩石地球化学特征关系探讨

湘东南地处南岭中段北部,为华南重要中生代有色金属矿集区。区内主要矿床均与燕山早期花岗岩有关,印支期花岗岩极少形成规模矿床。已有研究表明区域构造体制不同可能是成矿差异的主要原因,即燕山早期花岗岩形成于后造山伸展构造体制,印支期花岗岩形成于后碰撞弱挤压构造体制。本文研究发现,相对印支期花岗岩而言,燕山早期花岗岩在岩石地球化学特征方面明显具有更好的W、Sn多金属成矿条件:成矿元素W、Sn,放射性生热元素U、Th,挥发分元素F以及稀有金属元素Be、B、Li、Rb等组分的含量及碱性程度更高,岩石氧化程度(Fe2O3/FeO比值)更低;(La/Yb)N值和δEu值更低,Rb/Sr比值更高,反映岩浆分异演化程度更高。因此,除构造体制差异外,花岗岩岩石地球化学特征差异也应是两时代花岗岩成矿差异的重要原因之一。两阶段花岗岩岩石地球化学特征差异的形成可能与构造-岩浆演化历史和构造环境差异有关。     

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。     

华北陆块北缘印支期S型花岗岩带特征及其构造环境

华北陆块北缘内蒙古中部地区分布着大量近东西向展布的印支期花岗岩，形成一条规模巨大的复式花岗岩带。岩石类型主要为斑状黑云二长花岗岩、钾长花岗岩，1：5万区调同位素测年获得207～227Ma的一系列锆石U—Pb表面年龄，岩相学和岩石地球化学研究显示其具有S型花岗岩特征，表明其形成于碰撞后构造环境，并不是华北板块与西伯利亚板块碰撞造山作用的产物。     

湘东南志留纪彭公庙花岗岩体的地质地球化学特征及其构造环境

志留纪彭公庙岩体地处湘东南,岩石类型主要为黑云母花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩、二云母二长花岗岩。各岩石单元从早至晚,w(S iO2)总体由低变高,变化在65.30%~73.42%之间;w(K2O)平均为4.34%,w(Na2O+K2O)为6.46%~8.32%,平均为7.09%;w(K2O)/w(Na2O)平均为1.58;岩石富铝,w(A l2O3)平均为14.13%。岩体总体属铁质、强过铝质高钾钙碱性花岗岩。Ba、Nb、Sr、P、Ti相对于原始地幔为负异常,Rb、(Th+U)、(La+Ce)、Nd、(Zr+H f+Sm)、(Y+Yb)等则相对富集。w(ΣREE)平均为221.85×10-6;轻稀土富集,w(La)N/w(Yb)N值平均为8.66;Eu弱亏损,δ(Eu)平均为0.53。ISr值为0.712 30~0.718 31,εSr(t)为110.7~196.1,εNd(t)为-8.0~-8.7,t2DM为1.81~1.87 Ga。上述地球化学特征表明彭公庙岩体为S型花岗岩。在C/MF-A/MF图解中,样品点部分落入基性岩区,部分落入变质碎屑岩区;在岩体氧化物比值的Harker图解中,各样点构成良好的线性关系;在w(La)/w(Sm)-w(La)图解中样品点分布散乱;酸性程度最高的晚期恩垄岩石单元的轻稀土相对富集更为明显;岩石中发育镁铁质岩浆包体等,表明彭公庙岩体具岩浆混合成因。地球化学构造环境判别图解、岩体侵位地质特征以及区域构造演化背景等表明彭公庙岩体形成于后造山构造环境。岩体各岩石单元侵位的先后次序可能与岩浆的粘度密切相关,基性程度相对较高的岩浆向上运移速度更快,因而侵位更早。     

湘东南印支运动变形特征研究

关于华南中三叠世晚期印支运动变形特征,一种观点强调其重要性或认为其形成了NNE向为主的上古生界盖层褶皱;另一种观点则认为印支运动强度不大,上古生界NNE向主体褶皱形成于燕山运动甚至更晚。鉴于此,本文重点对湘东南印支运动的构造线走向展开了研究,厘定其为NNE向,反映区域NWW向挤压作用。对资兴三都、宜章瑶岗仙、桂东沙田等晚三叠世—侏罗纪残留盆地进行的研究表明,早燕山构造层下伏不整合面切割了上古生界中NNE向褶皱;以NNE走向为轴将不整合面旋转至水平,恢复上古生界岩层走向及构造线方向为NNE向。不整合面之下的地层层位普遍存在沿东西方向的快速变化。以上表明湘东南印支运动构造线为NNE向而非EW向,区域挤压应力方向为NWW向而非SN向。其动力机制可能与扬子和华夏板块之间产生陆内汇聚有关。结合区域资料,认为印支运动中华南不同地区的构造背景及构造体制存在显著差异。     

金鸡岭产铀花岗岩体印支期侵位的岩浆动力学证据及其构造意义

通过对南岭西段金鸡岭花岗岩体地质-岩石地球化学特征研究,判明该岩体的侵位深度(7.5km)、围岩温度(270℃)及岩浆初始温度(950℃),建立起金鸡岭花岗岩体的数学计算模型,分别计算得出:金鸡岭花岗岩熔体侵位后,其初始温度降低至结晶温度所需的时间(Δtcol)为3.91Ma;由于结晶潜热释放而使结晶过程延长的时间(ΔtL)为2.92Ma;由于金鸡岭花岗岩体放射性元素含量(U——16.5×10-6,Th——51.3×10-6,K2O——4.82%)是世界平均花岗岩放射性元素含量(U——5×10-6,Th——20×10-6,K2O——2.66%)的3倍左右,金鸡岭花岗岩熔体侵位后产生的放射性成因热使结晶过程延长的时间(ΔtA)为34.5Ma,远长于按世界花岗岩平均放射性元素含量计算的ΔtA*(2.82Ma)。金鸡岭花岗岩体的侵位-结晶时差(ΔtECTD)为41.3Ma,结合锆石U-Pb年龄值(156Ma),通过反演计算得出金鸡岭花岗岩体侵位年龄值(tE)为197.3Ma,从而为该岩体属于印支期侵位提供了重要的岩浆动力学证据。     

海南岛海西-印支期花岗岩的地球化学特征及成因

海南岛海西-印支期花岗岩具有一个较完整的演化系列。花岗质岩浆由混合岩进一步重熔而形成。岩浆演化过程中具有一定程度的分离结晶作用。花岗岩的原岩主要为上地壳的岩石,但混有来自下地壳的火成岩。     

伊春地区晚印支期I型花岗岩带特征及其构造背景

晚印支期花岗岩岩石类型主要为一套含角闪石黑云母二长花岗岩及含黑云母正长花岗岩，岩石中暗色闪长质岩包体发育较普遍，富含角闪石及镁质黑云母，副矿物以榍石、磁铁矿、磷灰石常见，Al2O3／（Na2O十K2O＋CaO）〈1．1，显示出I型花岗岩特征。利用岩石矿物组合、岩石化学特征判别其产于碰撞后构造环境，认为造山后伸展体制是这期花岗岩形成的重要原因。岩石（^87 Sr／^86 Sr）；及δEu值反映其源区为壳幔过渡区，氧同位素（δ^18 O）测定值在5．5‰-10‰之间，具壳幔混源的特点，表明岩石来源于下地壳或壳幔过渡部分，与下地壳的部分熔融或壳幔过渡区部分熔融作用有关。     

湘东北构造活化期花岗岩形成构造环境及成因

华南大陆从印支期进入陆内活化阶段,形成一系列沿断裂分布的印支期花岗岩。该期花岗岩代表陆内活化期的开始,在岩石地球化学和形成构造环境上以及岩石的形成方式上都与该期以后的花岗质岩石存在一定的差异。表明华南中生代陆内活化构造环境的复杂性和多阶段性。本文以湘东北印支期花岗质侵入岩为例,分析其成岩构造环境,用以反映该区陆内开始活化时的构造环境和活化方式。湘东北印支期花岗质岩石以花岗闪长岩-二长花岗岩岩石系列为主,以相对较低的SiO2、K2O和较高的TiO2、P2O5及负铕异常不明显区别于中生代其它侵入期次岩石,具有陆壳重熔型花岗岩特征,其形成为陆内俯冲导致陆壳物质在俯冲前缘重熔的结果,表明陆内俯冲作用是导致湘东北陆内开始活化的主要方式之一,其构造环境以逆冲式推覆挤压为主。     

王仙岭岩体地质地球化学特征及其对湘东南印支晚期构造环境的制约

王仙岭岩体位于湘东南,形成于晚三叠世,主要由黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩组成。岩石高硅、高钾、富碱,SiO2含量为70.99%～75.93%;K2O含量平均为4.32%;Na2O K2O为5.10%～8.67%;K2O/Na2O平均为2.09。A/CNK比值为1.07～2.44,KN/A比值为0.37～0.86,属高钾钙碱性系列强过铝质花岗岩类。REE含量低,平均为90.19μg/g;δEu值0.23～0.38;(La/Yb)N值为6.17～14.1;具Ba、Nb、Sr和Ti负异常。ISr值为0.72074,εSr(t)值为30,εNd(t)值为-12.0,t2DM为1.97Ga。源岩成分的A/MF-C/MF图解判别显示为碎屑岩。结合区域岩石圈结构,上述特征表明花岗岩源岩应为中地壳结晶片岩、片麻岩。根据多种氧化物与微量元素构造环境判别图解,结合地质特征、构造演化背景等,认为包括王仙岭岩体在内的湘东南印支期花岗岩形成于陆内同造山阶段的后碰撞构造环境。印支期花岗岩的具体形成机制为:在峰期变形之后挤压应力相对松弛,深部压力降低,因地壳增厚而升温的中地壳岩石因熔点降低而得以熔融,并在相对开放的环境下侵位成岩。     

湘东南骑田岭岩体A型花岗岩的地球化学特征及其构造环境

骑田岭复式花岗岩体地处湘东南矿集区的中南部。本文研究讨论了骑田岭岩体的主体,即中侏罗世骑田岭序列花岗岩。其岩石类型为角闪石黑云母花岗闪长岩角闪石黑云母二长花岗岩黑云母二长花岗岩。各岩石单元从早至晚,SiO2含量总体由低变高,变化范围在65.92%～75.68%之间。岩石高钾、富碱,K2O含量为4.10%～5.27%,平均4.86%;Na2O K2O为7.12%～8.24%,平均7.85%;K2O/Na2O值平均为1.63;ACNK值在0.90～1.05之间,平均为0.96;KN/A在0.71～0.89之间,平均为0.78,属钾玄岩系列与高钾钙碱性系列准铝质弱过铝质花岗岩类。ΣREE平均达375.6μg/g,在原始地幔标准化图解上显示出Ba、Nb、Sr、P、Ti、Eu负异常和U、Th、Nd、Zr、Sm、Y的正异常,具明显的分异结晶作用特征。ISr值为0.70854～0.71281,εNd(t)值为-5.05～-7.57,tDM为1.35～1.56Ga,明显低于湘桂内陆带花岗岩的背景值(1.8～2.4Ga)和区域基底的时代(1.7～2.7Ga),反映出有幔源物质加入。经多种相关图解判别均显示其为A型花岗岩,骑田岭序列应形成于后造山拉张构造环境。讨论认为湘东南及华南地区燕山早期构造环境为后造山而不是陆内裂谷环境。     

湘东地区锡田印支期花岗岩的地球化学特征及其构造意义

华南印支期花岗岩分布较为分散,其构造背景长期存在争议。湘东地区的锡田印支期花岗岩位于扬子板块和华夏板块的结合带中部,主要由黑云母花岗岩和黑云母二长花岗岩组成,二者均含有较高的SiO_2(67.6%~76.8%)和全碱含量(ALK=K_2O+Na_2O,6.8%~10.7%),呈过铝质的特征(A/CNK值范围为1.0~1.2),分异指数D.I值为84~93;微量元素显示出Rb、Th、U富集和Ba、Nb、Sr、P、Ti亏损的特征,稀土元素配分图呈右倾海鸥状,轻重稀土分馏明显,指示岩体经历了高度的分异演化;P_2O_5和微量元素比值随着分异程度变化的特征,表明岩石过铝质的特征是由高度的分离结晶作用造成。锡田印支期花岗岩的ε_(Hf)(t)值为-11.3~-4.34,δ~(18)O值分布范围为6.9‰~10.8‰,O同位素分布较为分散,主要是记录了源岩与流体的不同特征。Hf同位素的二阶段模式年龄为1.6～2.2Ga,反映其源区主要为中元古-古元古代的华夏基底;Hf-O同位素呈现出良好的线性关系,同时未蚀变的花岗岩明显偏离源岩为沉积岩的大容山花岗岩,表明锡田花岗岩的形成受到了幔源岩浆的底侵作用。结合邻区邓阜仙岩体和王仙岭岩体的研究成果,显示研究区在印支期就处于伸展的构造背景,可能与古太平洋板块的俯冲作用有关。     

湘西南印支期五团岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄、地球化学特征及形成背景

五团岩体位于湘西南,主要由黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩组成,具块状构造。用SHRIMP对黑云母二长花岗岩中的锆石进行了U-Pb同位素测试,其中9颗锆石给出的206Pb/238U年龄加权平均值为(220.5±4.4)Ma,该年龄被解释为岩体的形成年龄,表明岩体形成于晚三叠世中期。岩石高硅、富铝、高钾、中碱,Si O2含量70.64%~75.32%,平均72.33%;Al2O3含量13.24%~16.37%,平均14.47%;K2O含量4.27%~6.66%,平均5.10%;全碱(Na2O+K2O)含量为6.71%~8.46%,平均7.65%;K2O/Na2O比值为1.54~5.34,平均2.23。ASI值平均为1.24,总体属铁质、高钾钙碱性-钾玄岩系列过铝质花岗岩类。Ba、Nb、Sr、P、Ti表现为明显亏损,Rb、(Th+U+K)、(La+Ce)、Nd、(Zr+Hf+Sm)、(Y+Yb+Lu)等则相对富集。ΣREE含量为84.35~222.90μg/g,平均156.81μg/g;δEu值0.17~0.52,平均0.39;(La/Yb)N值为1.81~17.12,平均10.57。ISr值为0.71813~0.72110,εSr(t)值为193.5~235.6,εNd(t)值为-9.78~-9.70,t2DM为1.78~1.79Ga。C/MF-A/MF图解显示源岩为变质泥质岩和碎屑岩。强过铝花岗岩样品的Al2O3/Ti O2比值大部分小于100。上述地球化学特征表明花岗岩为S型花岗岩,源岩主要为中、上地壳酸性岩石。花岗岩微量元素构造环境判别图解主要显示为后碰撞构造环境。基于岩石成因、构造环境判别以及区域构造演化过程,推断五团岩体的具体形成机制为:在中三叠世印支运动之后挤压应力相对松弛、深部压力降低的后碰撞构造环境下,因地壳增厚而升温的中、上地壳岩石减压熔融并向上侵位;此外,深部软流圈上涌和热量的向上传递对五团花岗质岩浆的形成可能起到一定作用。     

湘西南印支期瓦屋塘岩体年代学、成因与构造环境

瓦屋塘岩体位于湘西南,主要由黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩组成,少量黑云母花岗闪长岩。2个花岗岩样品的锆石SHRIMP U-Pb年龄分别为216.4±2.4 Ma、215.3±3.2 Ma,属晚三叠世。岩石具有富硅(SiO_2=68.39%~77.77%)、富铝(Al_2O_3=12.39%~16.43%)、高钾(K_2O=4.27%~6.02%)、中碱(Na_2O+K_2O=7.08%~8.57%)、高ASI(平均1.19)的特点,总体属高钾钙碱性系列强过铝质花岗岩类。微量元素中Ba、Nb、Sr、P、Ti表现为明显亏损,Rb、(Th,U,K)、(La,Ce)、Nd、(Zr,Hf,Sm)、(Y,Yb,Lu)等相对富集,稀土总量较低(ΣREE=81.72~216.23μg/g),轻稀土富集((La/Yb)_N=1.91~12.18),具明显的Eu负异常(δEu=0.09~0.78)。岩体具有较高的I_(Sr)值(0.71061~0.71786)和较低的ε_(Nd)(t)值(–8.63~–4.82),两阶段Nd模式年龄(t_(DM2))为1.38~1.69 Ga。C/MF-A/MF图解显示源岩为泥质岩和碎屑岩。多数样品Al_2O_3/TiO_2100,少量100。上述地球化学特征,表明花岗岩源岩主要为中上地壳酸性岩石,并可能有少量地幔物质加入。岩石氧化物和微量元素构造环境判别图解主要显示为后碰撞构造环境。基于上述岩石成因、构造环境判别,并结合区域构造演化过程,推断瓦屋塘岩体的形成机制为:中三叠世印支运动导致地壳增厚、升温,晚三叠世中期进入挤压应力相对松弛、深部压力降低的后碰撞构造环境,中上地壳岩石减压熔融并向上侵位;此外,软流圈上涌和热量的向上传递可能对瓦屋塘花岗质岩浆形成也起到一定作用。     

湘南印支期塔山岩体地球化学特征及形成构造背景

塔山岩体位于华南造山带北缘,形成于晚三叠世。自早至晚由粗中-中粒斑状二云母二长花岗岩、中细粒-细粒斑状二云母二长花岗岩、细粒二云母二长花岗岩组成,具块状构造。岩石具有高硅(SiO2=71.57%~75.01%)、富铝(Al2O3=13.92%~15.51%)、中钾(K2O=3.51%~5.20%)、中碱(Na2O+K2O=6.89%~8.62%)、高ASI(1.12~1.52)的特征,总体属铁质、高钾钙碱性系列强过铝质花岗岩类。微量元素中Ba、Nb、Sr、Ti表现为明显亏损,Rb、(Th+U+K+Ta)、(La+Ce)、Nd、(Zr+Hf+Sm)、(Y+Yb+Lu)等则相对富集。稀土总量较低(17.9~184.0μg/g),轻稀土富集((La/Yb)N=2.52~17.89),具明显的负Eu异常(δEu=0.17~0.37)。岩体具有较高的ISr值(0.73271和0.72739)和较低的εNd (t)值(-11.05和-10.82),两阶段Nd模式年龄(t2DM)为1.87 Ga和1.89 Ga。C/MF-A/MF图解显示源岩主要为泥质岩石,部分为长英质岩石。强过铝花岗岩样品的Al2O3/TiO2比值大部分小于100。上述地球化学特征表明塔山岩体为S型花岗岩,源岩主要为中、上地壳酸性岩石。构造环境地球化学判别图解显示为后碰撞构造环境。基于岩石成因、构造环境及构造演化过程,推断继中三叠世后期印支运动陆内强挤压之后,晚三叠世进入挤压松弛的后碰撞环境,地壳减压重熔而形成了塔山岩体。此外,地壳重熔可能还受到软流圈地幔上隆及其热传递的影响。     

后碰撞花岗岩类的多样性及其构造环境判别的复杂性

造山带中普遍存在着相当数量的后碰撞花岗岩类。它们在时间上晚于碰撞事件形成,在空间上可以不受构造单元的严格控制,而是可以跨构造单元分布,有时可以侵入在蛇绿岩之中。后碰撞花岗岩类的主元素特征属于中—高钾钙碱性系列和钾玄岩系列,但以钙碱性系列为主。按照MISA分类,后碰撞花岗岩类可以有I、S和A等3种类型,有的造山带以发育I型花岗岩类为主,而另一些造山带可以广泛发育S型花岗岩,而碱性A型花岗岩并不是在每个造山带都会出现。在微量元素构造环境判别图解上,后碰撞花岗岩类可以落在多种构造环境的区域。因此,仅仅依靠花岗岩类构造环境的地球化学判别图解会得出似是而非的结果。文中强调时空分布特征及区域地质构造的全面分析可能是厘定后碰撞花岗岩类最重要的依据,而在区域地质研究基础上的高精度锆石U-Pb年代学研究能够建立区域构造演化的年代学框架,进而准确地限定后碰撞花岗岩类岩浆活动的时限。