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华南早侏罗世花岗质侵入体的...——兼论其关键金属成矿作用_贾小辉.pdf
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1、华南早侏罗世花岗质侵入体的岩石成因及构造背景兼论其关键金属成矿作用贾小辉1,2,李响1,2,杨文强1JIAXiao-Hui1,2,LI Xiang1,2,YANG Wen-Qiang11.中国地质调查局武汉地质调查中心(中南地质科技创新中心),湖北 武汉,430205;2.中国地质调查局花岗岩成岩成矿地质研究中心,湖北 武汉,4302051.Wuhan Center,China Geological Survey(Geosciences Innovation Center of Central South China),Wuhan 430205,Hubei,China;2.Research C
2、enter for Petrogenesis and Mineralization of Granitoid Rocks,China Geological Survey,Wuhan 430205,Hubei,China摘要:华南早侏罗世花岗岩及其形成的构造背景是备受地质学者关注的焦点问题之一。本文在系统收集华南地区早侏罗世花岗质侵入岩的时空分布、岩体地质和地球化学特征等资料的基础上,探讨它们的岩石成因及幔源基性岩浆在花岗质岩浆形成过程中的贡献。结果显示,华南早侏罗世花岗质侵入岩总体上呈面状展布,在赣南-粤北地区相对密集,其形成时代主要集中于185190 Ma。华南早侏罗世花岗岩以A型花岗岩为主
3、,幔源物质贡献明显,其形成于印支造山运动晚阶段的后造山伸展环境。简要概述了华南与早侏罗世侵入岩有关的铀矿、铁锡矿及REE-Nb-Ta矿等关键金属成矿作用。关键词:早侏罗世;花岗岩;岩石成因;构造背景;关键金属;华南中图分类号:P581文献标识码:A文章编号:2097-0013(2023)02-0186-17Jia X H,Li X and Yang W Q.2023.Petrogenesis and Tectonic Setting of The Early Jurassic Granitic Plutons in South China:A Discussion on Mineralizat
4、ion of Critical Metals.South ChinaGeology,39(2):186-202.Abstract:One of the focuses concerned by geologists is the Early Jurassic granites in South China and theirtectonic setting.On basis of systematically collecting the data of spatiotemporal distribution,geological char-acteristics and geochemica
5、l compositions of the Early Jurassic granitic intrusive rocks in South China,we dis-cuss the petrogenesis of these granites,and the contribution of mantle-derived mafic magma in the formationof granitic magma.The results indicate that the Early Jurassic granitic intrusive rocks are generally distrib
6、ut-ed in a plane shape,and are relatively dense in southern Jiangxi and northern Guangdong,with the mainly for-mation ages of 185190 Ma.The granites in South China are dominated byA-type granites,with obvious con-tributions from mantle-derived materials.They were formed in the post-orogenic extensio
7、nal environment ofthe late stage of Indosinian orogeny.Finally,we briefly summarize the mineralization of critical metals,suchas uranium,iron-tin and REE-Nb-Ta,related to the intrusive rocks.Key words:Early Jurassic;granite;petrogenesis;tectonic setting;critical metals;South China收稿日期:2023-2-7;修回日期:
8、2023-3-21基金项目:中国地质调查局项目(DD20230204、DD20230206)、珠海市城市地质调查(含信息化)项目(MZCD-2201-008)第一作者:贾小辉(1980),男,高级工程师,从事岩石学、地球化学相关研究,E-mail:第39卷 第2期2023年6月华 南 地 质South China GeologyVol.39,No.2,186-202Jun.,2023doi:10.3969/j.issn.2097-0013.2023.02.002第39卷 第2期早侏罗世一度被认为是华南地区岩浆活动的“宁静期”(周新民等,2003;Zhou X M et al.,2006)。近年
9、来,随着对区域岩浆岩研究的逐步深入,尤其是高精度年代学数据的积累,华南早侏罗世岩浆岩陆续被报道(陈志刚等,2003;Li X H et al.,2003;Yu X Q et al.,2010;Zhu W G et al.,2010;刘潜等,2011;刘建清等,2013;Wang L X et al.,2015;WangK X et al.,2015;汤谨晖等,2016;林小明等,2017;Gan C S et al.,2017,2022;Jiang Y H et al.,2017,2022;Yu Y S et al.,2018;Zhang D et al.,2018;Zhou Z M et a
10、l.,2018;王锦荣等,2020)(图1),被认为是古特提斯构造域向古太平洋构造域转换的岩石学响应(余心起等,2005;赵正等,2020;Jiang YH et al.,2022),因此对其深入研究,对于探讨华南早侏罗世的构造背景及其动力学机制具有重要意义。本文统计并梳理了华南早侏罗世花岗岩的各类数据资料,概述这些花岗质侵入体的时空分布特征、地质特征、岩石地球化学及Sr-Nd-Hf同位素组成,分析其岩石成因类型,重点讨论了高分异花岗岩的判别和高Nd(t)值-Hf(t)值花岗岩的成因及其形成的构造背景,并对其成矿作用进行简要分析。图1 华南早侏罗世侵入岩时空分布图Fig.1 Temporal
11、and spatial distribution diagrams of the Early Jurassic intrusive rocks in South ChinaS-S型花岗岩、I-I型花岗岩、A-A型花岗岩;参考文献同表21 地质及岩石学特征华南早侏罗世花岗质侵入岩总体上呈面状展布,以赣南-粤北地区为中心,周缘零星呈扇形分布,相对而言,镁铁质侵入岩主要集中于赣南-粤北地区(图1)。早侏罗世花岗质侵入体主要呈小岩体状产出,出露面积多为数十平方千米,个别呈大的岩基状产出,面积可达数百-数千平方千米(表1),如,陂头、柯树背、寨背、沩山、光泽等,但岩体多与贾小辉等:华南早侏罗世花岗质侵入
12、体的岩石成因及构造背景兼论其关键金属成矿作用187华 南 地 质2023 年表1 早侏罗世花岗质岩体展布位置及地质特征表Table 1 Distribution and geological characteristics of the Early Jurassic granitic rocks12345678910柯树背含湖杨村关西寨背陂头珠兰埠石背大宝山笋洞赣南信丰安远赣南赣南兴国赣南龙南赣南定南赣南龙南赣南会昌赣南粤北交界粤北韶关粤北韶关位于南岭EW向构造带东段,赣州上地幔隆起区边缘,受控于三南寻乌EW向断裂。岩体呈“人”字形展布,面积350km2,侵入震旦-寒武纪浅变质岩和早古生代混合
13、岩中,被晚侏罗世火山岩不整合覆盖。与正长岩、会昌辉绿岩构成中基性含湖杂岩体,内部含有大量镁铁质暗色微粒包体。出露面积22km2,岩体侵入震旦纪地层中,与白垩纪砂岩、砾岩呈断层接触。位于华南加里东褶皱带和隆起区。岩体侵入震旦纪寒武纪浅变质地层中。位于南岭EW向构造带东段,受控于三南寻乌断裂和鹰潭安远断裂复合部位。处于赣州上地幔隆起区边缘,呈反“L”型展布,面积400km2,岩体侵入寒武纪浅变质岩和早古生代混合岩中,被晚侏罗世火山岩不整合覆盖。位于南岭花岗岩带的北带。岩体呈岩基状产出,出露面积400km2,岩体侵入震旦-寒武纪、泥盆-二叠纪地层。位于会昌盆地西侧,大地构造上处于南岭东西向构造-岩浆
14、岩带的北带,侵入震旦-寒武纪地层中。岩体为晚三叠世、早侏罗世、晚白垩世花岗岩构成的多期多旋回的复式岩基。位于南岭EW向构造带东段,石背穹隆构造。岩体与大顶铁矿关系密切。近圆状展布,出露面积25km2,侵入晚三叠世大顶群中,岩体具有明显的岩性分带特征。位于南岭纬向构造带南侧,大东山贵东东西向构造带和吴川四会深大断裂构造带的复合部位。岩体与大型铜铅锌钨钼多金属矿床密切相关,花岗斑岩侵入次英安斑岩及侏罗纪地层中。位于南岭三条东西向岩浆岩带之一的大东山-贵东-五里亭岩浆岩带。岩体侵入寒武-奥陶纪前变质岩及泥盆-石炭纪砂岩、碳酸盐岩。笋洞岩体是贵东复式岩体的组成部分,出露面积90km2,与晚三叠世、中晚
15、侏罗世花岗岩构成复式岩基。黑云母二长花岗岩,黑云母钾长花岗岩花岗闪长岩黑云母二长花岗岩黑云母二长花岗岩黑云母钾长花岗岩钾长花岗岩黑云母二长花岗岩黑云母花岗岩花岗斑岩二云母花岗岩Qtz(20%30%)、Kfs(45%55%)、Pl(15%25%、An=1530)、Bi(5%10%)Qtz、Kfs、Pl、Bi、HbQtz(26%31%)、Kfs(16%32%)、Pl(28%44%)、Bi(8%17%)Kfs(30%44%)、Pl(18%33%)、Qtz(24%34%)、Bi(2%8%)Kfs(35%45%)、Pl(20%30%)、Qtz(25%35%)、Bi(3%10%),Mus、Hb(1%)Kf
16、s(50%55%)、Pl(3%8%)、Qtz(28%40%)、Bi(3%6%)Kfs(35%45%)、Pl(25%35%)、Qtz(20%25%)、Bi(3%5%)Qtz(30%40%)、Kfs(40%50%)、Pl(5%10%)、Bi(5%)Qtz、Kfs、Pl、BiKfs(40%45%)、Pl(15%20%)、Qtz(30%35%)、Bi(2%3%)、Mus(1%2%)Zrn、Ap、Xtm、PyZrn、Ap、Tur、Mnz、Rt、Ilm、Mag、GnZrn、Ap、Mnz、Ilm、Rt、Mag、Thr、REEMag、Ilm、Mnz、Rt、Zrn、Ap、Thr、REEMag、Ilm、Zrn、F
17、l、Tur、Ap、MnzMag、Zrn、ApZrn、Mnz、Rt、IlmMag、Ilm、Zrn、Ap、MnzMag、Tur、ApLi Z X and Li X H,2007;Jiang Y H et al.,2015Yu X Q et al.,2010候可军等,2012He C et al.,2017陈培荣等,1998;Li X H et al,2007范春芳和陈培荣,2000;Jiang Y H et al.,2022Jiang Y H et al.,2015程顺波等,2016;林小明等,2016王磊等,2010凌洪飞等,2004序号岩体名称地理位置地质背景及特征主要岩性造岩矿物副矿物组合参
18、考文献188第39卷 第2期111213141516171819温公田东高坑沩山仁差圆石山锦城光泽紫云山粤北兴宁粤东潮州粤北兴宁湘中宁乡粤东平远桂北恭城福建福清赣闽交界湘中双峰岩体呈带状展布,出露面积28km2。岩体侵入新元古代古生代地层和霞岚基性侵入体中,与中基性侵入岩构成杂岩体。位于东南沿海火山岩带与南岭花岗岩带复合部位。岩体与钨锡铅锌多金属矿床相关,出露面积 45km2,侵入早侏罗世地层中。侵入早侏罗世地层中出露面积1240km2,为印支期燕山期的杂岩体。岩体侵入新元古代泥盆纪地层中,被晚白垩世地层覆盖。位于仁差盆地内。大地构造处于华南加里东褶皱系,永安梅州晚古生代坳陷带,河源深断裂带东
19、北部。岩体侵入古生代地层中。大地构造位置上属南华加里东准地台桂中-桂东台陷中的桂东北凹陷海洋山断褶带南部。岩体出露面积为57 km2,沿银殿山穹窿侵入,栗木-恭城断裂带东缘,平面上呈一长轴正南北向似椭圆状的岩柱。岩体侵入下奥陶统砂岩夹板岩和下泥盆统砂岩、粉砂岩地层中。内部富含MMEs。位于平潭-东山变质带北段,与早侏罗世火山岩呈不整合接触。位于武夷隆起带北部,受控于NE-NNE走向的崇安-石城断裂和光泽-武平断裂。岩体侵入志留纪变质岩中,被侏罗纪地层覆盖,出露面积1320km2,与晚三叠世黑云母花岗岩构成复式岩基。位于华南内陆,岩体出露面积271km2,呈透镜状南北向展布,侵入新元古代板溪群和
20、冷家溪群。岩体受控于北东向构造带,内部发育多条硅化破碎带。早侏罗世侵入体仅占少量,与主体印支期花岗岩构成杂岩体。角闪石钾长花岗岩黑云母二长花岗岩黑云母二长花岗岩黑云母二长花岗岩黑云母花岗岩黑云母二长花岗岩斑状黑云母钾长花岗岩黑云母钾长花岗岩、黑云母二长花岗岩二云母花岗岩、斑状黑云母花岗岩Qtz(22%37%)、Kfs(52%60%)、Pl(5%10%)、Bi(2%5%)、Hb(3%6%)Kfs(45%50%)、Pl(25%30%,An=27)、Qtz(20%25%)、Bi(3%5%)Kfs(30%34%)、Pl(23%29%)、Qtz(34%39%)、Bi(3%5%)Qtz(20%45%)、K
21、fs(20%30%)、Pl(30%35%,An=2237)、Bi(5%10%)Kfs、Pl、Qtz、BiKfs、Pl、Qtz、Bi斑晶Qtz(20%40%)、Kfs(10%20%)。基质40%70%,Kfs(8%20%)、Pl(2%10%)、Qtz(20%25%)、Bi(10%15%)Kfs、Pl、Qtz、BiKfs、Pl、Qtz、Bi、MusAp、Mag、ZrnZrn、Ap、MagMnz、Zrn、Ilm、Mag、Tur、PyZrn、MagZrn、Mnz、Tur、Ap、GrtZhu W G et al.,2010;甘成势等,2016刘鹏等,2015Zhou Z M et al.,2018Gan
22、 C S et al.,2022丁兴等,2005汤谨晖等,2016贾小辉等,2014刘潜等,2011Jiang Y H et al.,2015Wang K X et al.,2015序号岩体名称地理位置地质背景及特征主要岩性造岩矿物副矿物组合参考文献注:Qtz-石英、Kfs-钾长石、Pl-斜长石、Bi-黑云母、Mus-白云母、Hb-角闪石;Zrn-锆石、Ap-磷灰石、Mag-磁铁矿、Ilm-钛铁矿、Mnz-独居石、Rt-金红石、Spn-榍石、Tur-电气石、Grt-石榴子石、Thr-钍石、Fl-萤石、Py-黄铁矿、Xtm-磷钇矿、Gn-方铅矿、REE-稀土矿物.续表1贾小辉等:华南早侏罗世花岗
23、质侵入体的岩石成因及构造背景兼论其关键金属成矿作用189华 南 地 质2023 年三叠纪、中-晚侏罗世和白垩纪等时期的花岗岩构成复式岩基,其中早侏罗世岩体的出露面积相对有限。岩体多侵入震旦系、寒武系、泥盆系、二叠系、三叠系等地层中,与围岩侵入接触关系明显,可见角岩化发育。花岗质侵入岩的形成时代为176197 Ma,主要集中于185190 Ma(表2)。表2 早侏罗世侵入岩形成时代统计表Table 2 Formation ages of the Early Jurassic intrusive rocks花岗岩1234567891011121314151617181920212223242526
24、272829303132333435363738柯树背柯树背桂坑大宝山石背石背石背石背霞岚温公温公沩山沩山含湖含湖杨村杨村圆石山高坑关西田东田东田东田东寨背寨背锦城仁差仁差大坪大坪陂头陂头陂头陂头陂头陂头笋洞黑云母花岗岩正长花岗岩黑云母花岗岩花岗闪长斑岩二长花岗岩花岗闪长岩黑云母花岗岩黑云母花岗岩二长花岗岩二长花岗岩花岗岩花岗岩花岗岩花岗闪长岩花岗斑岩黑云母二长花岗岩黑云母花岗岩黑云母二长花岗岩黑云母二长花岗岩二云母花岗岩黑云母二长花岗岩黑云母二长花岗岩黑云母二长花岗岩黑云母二长花岗岩黑云母钾长花岗岩黑云母钾长花岗岩花岗岩花岗岩花岗岩花岗斑岩花岗斑岩黑云母钾长花岗岩黑云母钾长花岗岩黑云母钾长花
25、岗岩角闪石钾长花岗岩钾长花岗岩钾长花岗岩二云母花岗岩18931822182.54.9175.81.5187.51.8186.92.0174.33.6176.94.319621921196.94.4187.43.5184.55.119321863189.41.7175.81.0178.52.0186.72.5198.81.418811882191.50.9188.61.3176101725187117911861186.71.2190.71.1178.150.84186.311177.31.4178.61.5188.11.1184.50.8189.10.7SHLALALALALALALASHSH
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