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湖南锡田锡钨多金属矿床成矿构造特征及其找矿意义

2012-12-18伍式崇龙自强徐辉煌周云蒋英潘传楚

大地构造与成矿学 2012年2期
关键词:复式花岗岩矿床

伍式崇,龙自强,徐辉煌,周云,蒋英,潘传楚

(1.湖南省地质矿产勘查开发局四一六队,湖南株洲412007;2.中国科学院 广州地球化学研究所 同位素地球化学国家重点实验室,广东 广州510640;3.中国科学院 研究生院,北京100049;4.中国科学院 广州地球化学研究所长沙矿产资源勘查中心,湖南长沙410013)

湖南锡田锡钨多金属矿床成矿构造特征及其找矿意义

伍式崇1,龙自强1,徐辉煌1,周云2,3,蒋英2,3,潘传楚4

(1.湖南省地质矿产勘查开发局四一六队,湖南株洲412007;2.中国科学院 广州地球化学研究所 同位素地球化学国家重点实验室,广东 广州510640;3.中国科学院 研究生院,北京100049;4.中国科学院 广州地球化学研究所长沙矿产资源勘查中心,湖南长沙410013)

锡田矿床内发育近SN向花岗岩穹窿伸展构造、NE向复式褶皱和NE或NEE向走滑伸展构造系统。穹窿构造主要由印支期和燕山期侵入的花岗岩和古生代地层及不连续的环形滑脱断层组成,控制燕山期花岗岩与围岩接触带矽卡岩型矿体的分布;复式褶皱为古生代地层组成的NE向复式向斜,在矿区中部被锡田复式花岗岩体切割。严塘复式向斜与小田复式向斜中的背斜核部,尤其断层叠加的部位常控制一些构造破碎带型钨锡富矿体的分布。NE向或NEE向走滑伸展构造系统包括NE向右行(伸展)走滑断层、NE向或近EW向右行次级的走滑伸展断层、近SN向左行走滑断层和NW向伸展断层,控制了锡田矿区内的不同方向构造蚀变岩型、石英脉型和云英岩脉型锡钨多金属矿床的分布。花岗岩锆石U-Pb、白云母40Ar-39Ar和辉钼矿Re-Os同位素测年表明锡田地区燕山期构造活动、岩浆作用与成矿响应时间非常接近,介于150~160 Ma。岩体与地层(灰岩)接触带、岩体中的NEE向断裂带以及被NE向断裂叠加的背斜轴部是重要的成矿区域,可作为下一步矿产勘查工作重要靶区。

成矿构造;锡钨矿床;年代学;矿产勘查;湖南锡田

锡田锡钨多金属矿床地处湘赣交界处,位于郴州-临武深大断裂南东侧,受构造-岩浆的双重控制(图1)。自国土资源大调查已来,锡田矿区已发现矽卡岩型、构造-矽卡岩复合型、构造蚀变岩型、石英脉-云英岩脉型等多种类型的锡钨多金属矿床,其中规模较大的锡钨多金属矿脉20多条,主要分布在锡田岩体哑铃柄地段东西两侧内外接触带的垄上、晒禾岭、桐木山等地(罗洪文等,2005)。近十年来,对矿床的成矿时代和岩浆作用已有一定程度的研究 (刘国庆等,2008;罗洪文等,2005;付建明等,2009;伍式崇等,2004;马铁球等,2004;李献华,1990),但对矿床构造的研究相当薄弱,对成矿构造的认识还不清晰。因此,很有必要进一步工作和研究。

锡田矿床构造对矿床的控制主要体现在两个方面,一是构造对矿体以及与矿体形成有关的岩体形成过程的控制;二是构造对矿体产状和保存环境的控制。对锡田矿区成矿构造研究的主要目的,在于阐明控制成矿作用和矿产时空分布规律以及矿床产状的构造要素,为解决矿区的找矿勘查、预测和寻找隐伏矿体等地质工作的根本问题提供科学依据。

1 区域地质

锡田矿区隶属湖南省茶陵县严塘镇、秩堂镇管辖,为南岭成矿带的一部分,处于扬子块体和华夏块体的交接部位(图1a)。

图1 锡田矿区位置(a)与地质(b)略图Fig.1 Location(a)and geological sketch map(b)of the Xitian area,eastern Hunan province

除缺失志留系外,本区发育震旦系到第四系所有地层。震旦系-奥陶系主要分布在本区南部,发育炎陵-桂东的SN向隆起带和炎陵-汤市的NW向褶断带。这些构造形成于加里东期,最后定型于印支期(郝义等,2010)。前者由一系列复式岩体组成,从北往南为万洋山岩体、桂东岩体、诸广山岩体和一些小的岩株、岩脉群。这些地质体构成隆起带的主体,侵位于震旦系、寒武系、奥陶系组成的复式背斜中,总体走向近SN。岩层褶皱呈短轴状,轴向330°~300°(湖南省地质矿产局,1988)。背向斜的排列有一定的等距性、对称性,疏密相间,组成疏波和密波带,间距一般7 km,这种疏密相间现象在万洋山与彭公庙岩体之间表现最为明显。而NW向断裂受晚期华夏系和新华夏系构造的影响,其构造形迹连续性较差。

泥盆系-二叠系分布于区内锡田-南部的水口一带,发育一系列NNE-NE向复式背向斜和断裂构造,是本区重要的控岩控矿构造。前者由一系列复式背向斜组成,轴向30°~45°,背斜核部地层为奥陶系,盖层基本被剥蚀。向斜核部地层为石炭系,出露宽度2~20 km,长度大于10 km。多为长轴状至线状褶曲。后者由一系列NNE向断裂带组成,从北往南有严塘断裂带、炎陵-宁岗断裂带、桂东断裂带等。这些断裂带的长度大于30 km,总宽度10~20 km,走向15°~30°。它们呈平行展布,具有一定的等距性,两者之间的距离5~10 km。断裂是区域内的主要控矿构造。

2 矿区地质

矿区主要出露上古生界泥盆系、石炭系,岩性为浅海相碳酸盐岩、碎屑岩,石炭系中夹有滨海沼泽相含煤岩系。其中,泥盆系中统棋梓桥组(D2q)和上统锡矿山组(D3x)分布广,主要由一套不纯的碳酸盐岩组成,在其与岩体的接触部位发育强矽卡岩化和钨锡矿化。受印支-燕山期构造运动影响,围岩节理、裂隙发育,为脉型钨锡富集成矿提供了有利的赋矿空间。

锡田花岗岩岩体,出露面积约240 km2,呈NW向或NNW向展布的哑铃状,为印支期和燕山期形成的复式岩体,构成热-穹窿构造。主体岩性为印支期(中)粗粒斑状黑云母二长花岗岩,其锆石SHRIMP U-Pb年龄为230 Ma(付建明等,2009;马铁球等,2005)。燕山期主要为中细粒斑状黑云母二长花岗岩和细粒黑云母花岗岩,呈岩株或岩枝状产出,其锆石SHRIMP U-Pb年龄为156 Ma(付建明等,2009;马铁球等,2005)。燕山期岩石具有高硅、富碱以及 W、Sn、Mo、Bi、Cu、U 和 Th 丰度高的特点。研究区与湘南地区的骑田岭、香花岭等含锡花岗岩体特征相似,是勘查钨锡矿的有利靶区。频繁的岩浆活动,为成矿提供了丰富的物质来源和条件,因而在晚期岩体附近及岩体内外接触带形成了以锡为主的一系列多金属矿床(付建明等,2009)。

锡田矿区为一复式褶皱。其中部由于锡田岩体(热-穹窿构造)的切割,在岩体西侧形成了朝NE扬起,向SW倾伏的严塘复式向斜,岩体东侧形成了向SW扬起,朝NE倾伏的小田复式向斜。而在矿区范围内仅出露复式向斜的次一级褶皱,例如,西侧有垄上向斜,东侧有晒禾岭向斜、荷树下向斜等。断裂构造主要有NE向或NEE向、近SN向和NW向3组,具有多期次活动特点,彼此交截、叠加和改造。热-穹窿构造与NW向及NEE向断裂是本区重要的控矿构造,对锡、钨、铅、锌、银矿的形成具有重要意义。

研究区矿石类型为锡钨和铅锌多金属矿。锡田钨锡多金属矿体大多赋存在接触带或矽卡岩的层间破碎带中,呈层状、似层状产出。矿石矿物主要为锡石、白钨矿、黄铁矿、黄铜矿,其次为铁闪锌矿、磁铁矿、磁黄铁矿;脉石矿物主要为透辉石、石英、绿泥石,少量萤石、方解石、绿帘石。矿石为半自形-它形粒状结构、交代结构、交代残余结构,浸染状构造为主,条带状、块状构造次之。铅锌矿呈不规则脉状产于灰岩的断裂中,主要矿石矿物为闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿、黄铁矿,少量毒砂、黄铜矿。矿石多呈块状、粗粒,闪锌矿棕黑色或黑色。脉石矿物主要为方解石、石英等。

3 锡田矿区成矿构造特征

3.1 穹窿构造特征

锡田穹窿构造,呈哑铃状,主要由多期次侵入的花岗岩及不连续的环形滑脱断层组成 (图1)。花岗岩的多次侵入造成原有地层或复式NE向褶皱被改造。靠近岩体的地层翘起,并出现顺层滑脱、褶皱、剪切等现象。花岗岩主要形成时代有两期,230 Ma和155 Ma(付建明等,2009;马铁球等,2005)。强弱岩层之间滑断面有规律地倾向穹窿的周缘。下盘岩层构造简单,上盘滑裂岩特别发育,呈大小不等的角砾状及柔皱状。灰岩发生矽卡岩化,并在有利成矿部位富集成矿。锡田矽卡岩型矿体主要分布在燕山期花岗岩与白云质灰岩的接触带上(图2)。燕山期花岗岩穹窿构造的内外接触带是目前重要的找矿方向。

3.2 褶皱构造特征

褶皱在矿区中部被锡田花岗岩体切割,形成岩体西侧的向NE扬起,朝SW倾伏的严塘复式向斜;东侧的朝SW扬起,向NE倾伏的小田复式向斜。

严塘复式向斜总体轴向45°~50°,往西延伸出图外,总长约13 km,矿区范围内仅出露长约2~5 km。复式向斜由 D2q和D3x1组成,从北往南由4个次级背斜、5个次级向斜相间排列而成,在垄上地段两者间距较大,由此往南和北两端其间间距变小。两翼地层产状大多较平缓,但在花里泉的近接触带部位较陡。

图2 锡田锡钨多金属矿区垄上矿段10C(a)和100(b)号勘探线(位置见图1b)剖面图Fig.2 Profile of 10C(a)and 100th(b)prospecting line in the Longshang section of the Xitian tin and tungsten polymetallic deposit

小田复式向斜总体轴向45°~60°,往东延伸出图外,矿区范围内出露长约4~6 km。复向斜由D2q和C1y组成,从北往南由8个次级背斜、9个次级向斜相间排列而成,南北两端背向斜的间距较小,中段两者间距变大,次级背向斜两翼产状大多较陡。复向斜北部次级背斜轴部大多被区域性断裂穿切(如F4、F5等)而发育不全。

3.3 断裂构造特征

断裂构造是本区重要的控矿构造。矿区发育有多组不同方向的断裂构造,如NE向、近SN向和NW向,组成了矿区的基本构造格架。其中具一定规模的断裂30余条,已研究编号19条(图1)。

NE向(或NEE向)断裂:为矿区最主要的走滑断裂构造,局部被NNW向或SN向断裂错开。已编号的有 F1、F2、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F14、F18等。断层地表断续出露长2~13 km不等,从北东到南西,其走向从NE(荷树下以东)、NEE(荷树下-垄上之间)到NE(垄上以西)有所变化。F1、F17构成 S型(图1),断层倾向 SE或 SSE,局部倾向 NW 或NNW,倾角陡,一般 60°~85°,局部近于直立。断裂面沿走向和倾向呈舒缓波状,有膨大缩小现象。在MC21和BT2剖面点,印支期花岗岩体断层面上出现非常明显的近水平擦痕,断层产状 165°~175°∠85°,擦痕滑动线产状为250°~265°∠5°~10°,阶步与擦痕等显示右行走滑(伸展)性质(图3a、b),为印支期后的构造活动产物。在 No.5(26°49′17″,113°46′03″)、No.6(26°50′14″,113°45′50″)、No.16(26°52′54″,113°41′5″)和 No.26(26°49′42″,113°45′50″)等印支期花岗岩地质观测点,断层F5、F9和F14发育10余米宽的NEE向断裂硅化带(图3c),两侧蚀变强烈,蚀变范围较大,并呈右阶右行排列,显示伸展力学性质。在桐木山或垄上“铜矿”开采坑道内,见含矿石英脉呈右阶雁列或平行分布,呈群出现,为张性脉,类似于湘东钨矿。在泥盆系-石炭系,NE向断裂主要沿NE向褶皱构造的轴部出现,也发育很多顺层的拆离断层。在B26,印支花岗岩中发育近直立的韧性剪切带,长石、石英明显地定向拉长,并细粒化,石英脉呈S型构造,XY面上观察呈现右行走滑(图3d)。

近SN向断裂:断层呈S型变化,包括NNW(350°)、SN 向,到 NNE(15°)的一系列走向变化的小型断层,亦是很重要的含矿构造,尤其NNW→NNE向构造转化地带。在18C和MC-21,断层面产状 105°∠68°~86°,擦痕滑动线产状 25°∠5°~20°,显示左行走滑伸展(图3e)或走滑挤压(图3f)。11、21、22号矿脉可能受该组断裂的弯曲部位(伸展位)控制。

NW向断裂:为张性断裂,已编号的有F3、F10、F11、F15、F16等。地表断续出露长约 1.5~8.0 km,走向NWW,倾向NNE或SWW,倾角较陡,具有左行伸展性质(图3g、h)。

上述NEE向右行(伸展)走滑断层、NE向或近EW向右行次级走滑伸展断层、近SN向左行走滑断层和NW向断层,共同构成了燕山期形成的NE向走滑伸展构造系统。

4 矿床类型及特征

矿区已发现的矿床类型有四种,主要为矽卡岩型、构造-矽卡岩复合型,其次为构造蚀变岩型、石英脉-云英岩脉型(表1)。

图3 锡田矿区反映不同方向构造运动方向的野外照片及其赤平投影Fig.3 Field pictures and the stereographic projections of the Xitian deposit reflecting different construction movement directions

表1 锡田矿区主要矿床类型特征简表Table 1 List of the major characteristics of different ore types of the Xitian deposit

矽卡岩型矿床分布在中泥盆统棋梓桥组和上统锡矿山组下段不纯碳酸盐岩接触带部位及其外接触带形成的矽卡岩层间破碎带中;其中与棋梓桥组有关的大多形成钨锡多金属矿,而与锡矿山组下段有关的则一般只形成锡多金属矿。

构造-矽卡岩复合型矿床分布在岩体内外接触带受断裂构造控制的碳酸盐岩块形成的矽卡岩中,发育于外接触带者形成锡铅锌多金属矿,发育于内接触带者则多形成钨锡矿。

构造蚀变岩型矿床产于岩体内或外接触带砂岩中,分布在牛形里、荷树下等地。

石英脉-云英岩脉型矿床分布于垄上矿段南部花里泉一带和桐木山矿段中部荷树下、桐木山、狗打栏等地,产于锡田复式岩体之主体与补体花岗岩接触部位附近,形成钨锡多金属矿床。此外,在矿区外围西部严塘、尧水一带形成冲积型砂锡矿。

5 构造活动与成矿响应时代约束

5.1 白云母40Ar/39Ar年龄

测定白云母的40Ar/39Ar年龄,是了解构造重要活动时代和矿床形成年龄的主要手段之一。马丽艳等(2008)曾测得垄上矿段(图1)云英岩化型矿体中白云母的坪年龄tp=155.6 ±1.3 Ma,对应了97.21%的39Ar释放量,相应的39Ar/40Ar-36Ar/40Ar反等时线年龄为(155.4 ±1.7)Ma,40Ar/36Ar的初始比值为300.5 ±6.2(MSWD=0.74),接近于现代大气氩比值295.5(马丽艳等,2008)。说明所测试样品中不存在过剩的氩,也无显著的氩丢失,指示为可信的年龄,其坪年龄与燕山期花岗岩形成年龄接近,可用于地质解释。

5.2 辉钼矿Re-Os同位素年龄

辉钼矿Re-Os同位素年龄,主要用来了解矿床形成时代。实际上,它从另外一个侧面反映了构造活动。测试的5件样品采自荷树下32号(位置见图1b)云英岩石英脉型矿体。辉钼矿单矿物呈片状分布在石英脉型钨矿体中,用刀片直接从手标本上挑选。辉钼矿从手标本上剥离后在显微镜下做进一步的检查与选纯,送测样品纯度达98% 以上。本次Re-Os同位素测试分析在中国科学院广州地球化学研究所Re-Os同位素实验室进行,Re、Os化学分离步骤和质谱测定等分析方法参见文献(Sun et al.,2010)。测试结果见表2,Re-Os等时线图如图4。

从表2可以看出,辉钼矿中Re的 含量从8.67~43.99 μg/g,187Re 含量从5.45~27.65 μg/g,187Os含量为13.87~69.11 ng/g。模式年龄为149.85~150.91 Ma,变化小,在误差范围内近于一致,模式年龄加权平均值为(150.31±0.49)Ma(图4a)。图4显示,等时线年龄为(149.65 ±0.92)Ma,等时线的截距为0.17(图4b),说明辉钼矿中基本不存在普通Os,Os都是Re的衰变产物,这符合计算模式年龄的条件。等时线年龄与模式年龄基本一致,可信度较高,说明所获得的等时年龄和模式年龄是有效的。

表2 辉钼矿Re、Os含量及其Re-Os年龄数据Table 2 The Re-Os contents and Re-Os dating results of the molybdenites

图4 锡田云英岩-石英脉型锡钨矿中的辉钼矿Re-Os等时线Fig.4 Re-Os isochron for the molybdnites from the greisen-quartz vein type Tin-Tungstern ores of the Xitian deposit

6 讨 论

6.1 构造、岩浆活动与成矿作用时代

前人曾对锡田复式花岗岩体进行了系统的锆石SHRIMP U-Pb年龄测试。获得印支期花岗岩岩浆活动发生在228~230 Ma,燕山期岩浆活动则在(155±1.7)Ma(付建明等,2009;马铁球等,2005)。

锡田岩体东侧垄上矿床21号矿体中白云母Ar-Ar坪年龄为(155.6 ± 1.3)Ma,反等时年龄为(155.45 ±1.7)Ma(马艳丽等,2008)。坪年龄和反等时年龄吻合很好,代表了一次重要的构造热事件的发生(邱华宁和彭良,1997)。

所测锡田岩体西侧荷树下32号石英脉型矿体中辉钼矿Re-Os模式年龄加权平均值为(150.31±0.49)Ma,等时线年龄(149.65 ±0.92)Ma,二者在误差范围内基本一致,反映了锡田主要成矿时代应该是150 Ma左右。3种测年数据反映了锡田矿区构造-岩浆-成矿事件的一体性。

近年来,不少学者利用锆石SHRIMP或LA-ICPMS和辉钼矿Re-Os同位素法以及高精度Ar-Ar法在锡田西南的郴州-临武断裂带两侧(如柿竹园、香花岭、新田岭、骑田岭、金鸡岭、姑婆山)获得了一批燕山期花岗岩成岩年龄和钨锡矿成矿年龄数据,一般都介于150~160 Ma之间(毛景文等,2004;彭建堂等,2007;李红艳等,1996;路远发等,2006;陈郑辉等,2006;付建明等,2007,2008),这与锡田成岩成矿时代基本一致。研究表明,150~160 Ma是郴州-临武断裂带两侧或南岭地区晚中生代大规模构造活动、岩浆作用和成矿作用的高峰期。锡田锡钨多金属矿床构造-岩浆-成矿作用时代与这一区域性的构造-岩浆-成矿活动期相一致。

6.2 华南活化构造背景与锡田W-Sn成矿作用

华南大陆岩石圈块体(简称陆块)是东亚大陆岩石圈中、新生代大陆活化构造研究最早(陈国达,1956),且克拉通地台体制活化解体前奏活动显著和活化构造体制发展阶段性明显、岩石圈活化构造-岩浆作用地质记录较为丰富的典型大陆活化区(陈国达,1997)。锡田所在地区活化前晚古生代地台的褶皱基底形成于加里东晚期(Li et al.,2010;Wang et al.,2007),是华南复式岩石圈中克拉通化年代最新、变质程度最低、刚性较弱的块体。这里发育有厚度巨大的浅变质褶皱基底岩系和以碳酸盐台地相为主的地台盖层,并出现泥盆纪、石炭纪-二叠纪断裂谷,从而形成了华南陆块中岩石圈断裂构造最为发育、稳定性差的岩石圈块体。这种继承性的构造属性,使华南活化区成为一个热-构造事件频繁出现(如印支(Wang et al.,2005;Li and Li,2007)和燕山事件)、地壳/岩石圈活化改造-再造作用类型复杂、活化构造-岩浆组合多样和延续时间长、分布广的区域(陈国达等,2001)。

在区域NE向构造-岩浆活动带的湘赣粤地区,近240×200 km2的范围内,所产出的一系列多期复式花岗岩岩基穹窿组合,构成了一个巨型构造-岩浆热穹窿构造带。热穹窿由规模不同、多个环形的花岗岩基穹窿构造叠置而成,具有多时代和多期次花岗岩侵入形成的复合体特征。这些构造-岩浆热穹窿构造以燕山期花岗岩为主体,加里东期和印支期花岗岩共存其中(孙涛,2006)。以郴州-临武-江山-绍兴断裂为界,以北形成以Sn-Nb-Ta-W矿床,以南形成以W-Nb-Ta-REE为主的矿床。其中,在郴州-临武断裂带以南,早期陆壳改造型花岗岩向晚期陆壳改造型演化时,钾、氟及亲氟元素逐步富集,含量增高,导致晚期晚阶段花岗岩中钨等亲氟元素进一步聚集矿化,形成了与燕山期花岗岩有关的以钨为主的矿床(胡受奚和徐金芳,2008);在郴州-临武断裂带以北,由于处于超壳断裂附近,后造山拉张减薄构造强烈(沈晓明等,2008),地幔基性岩浆底侵,下地壳的高温熔融,使该地区形成以锡为主的一系列矿床。与世界上其他显生宙造山带或大陆增生带或活化区相比,华南地区经历了更显著、更多次的构造运动和花岗岩浆活动。目前,继南岭地区大规模燕山期成矿发现后,已在越城岭牛塘界发现了加里东期花岗岩成W矿,在王仙岭发现了印支期成W-Sn矿。

锡田锡钨多金属矿床地处湘赣交界处,是南岭成矿区带的重要组成部分。它位于南岭成矿带中段北缘,居NE向郴州-临武断裂与NW 向安仁-龙南深大断裂交汇部位,明显受到构造-岩浆的双重控制。锡田成矿区成矿时代为150 Ma左右,与含矿的细粒斑状或中粗粒斑状花岗岩形成时代基本一致,说明与南岭区域性的燕山期岩浆构造活化和WSn成矿关系密切(柏道远等,2007)。

6.3 构造对成矿的控制作用

成矿前构造主要为成矿流体提供运移的通道和就位的空间;而成矿期构造则与成矿作用是在统一的构造物质系统中协同发展,并直接影响成矿的物理化学条件;成矿后构造则主要对已形成的矿体产生改造(陈国达,1979)。

6.3.1 接触构造对成矿的控制作用

燕山期岩浆底辟作用形成的锡田穹窿构造是成矿期构造。由中心到外侧,自西向东或从北到南,从深至浅,接触面倾角由陡变缓,圈闭性好,控制了矽卡岩型矿床的具体空间位置。岩浆底辟作用衍生的环弧状层间重力滑动断裂及其滑裂岩带在矿区内特别发育,几乎在所有的重要岩性差异面上都不同程度地存在。而层间的滑裂岩带是最重要的导矿、容矿空间,在有利的岩性组合(包括矿源层)中,形成了一系列规模较大的矽卡岩型工业矿体。岩浆底辟及层间重力滑动派生的各种裂隙、断层、层间滑动是导矿、矿液渗滤、交代及储矿的重要构造。岩体与围岩的接触构造往往控制着蚀变和矿化程度。岩体顶部与有利围岩接触时,蚀变和矿化强;围岩层面与岩体界面产状反向截接时有利于成矿;围岩层面与岩体界面同向倾斜时成矿较差。

6.3.2 断裂构造对成矿的控制作用

锡田矿区构造形迹包括NEE至近EW向右行走滑(伸展)断层、NNW至近SN、NNE向左行走滑断层、NE向压性断层或褶皱、NW向张性断层。它们是燕山期强烈活动的产物,是矿区的成矿期构造。构造形迹的配套和力学分析表明,它们与南岭地区NE向右行走滑构造系统配套。其走滑剪切作用力可能来自东部太平洋壳体和深部岩石圈地幔对华南块体的作用。

产于内接触带或外接触带的碳酸盐岩中的NNW向断裂往往形成构造-矽卡岩复合型锡铅锌矿体,如晒禾岭1、2、3号矿脉及黄垄寨一些NW向矿体(图1)。

此外,在两期花岗岩接触部位的桐木山、狗打栏、花里泉、荷树下等地,发育密集平行排列的NEE或SEE向断裂,长50~1000余米,厚0.1~1 m,倾角近于直立,被石英脉或云英岩脉充填,并形成了较好的脉状钨锡矿。

印支期,南岭及其邻区形成一系列EW向压性构造面和NE向走滑逆冲构造面(梁新权等,2005)。骑田岭-九峰山花岗岩带是南岭地区EW向压性构造面代表之一,岩体呈串珠状沿东西方向展布,长约300 km,包括金鸡岭、骑田岭、香花岭、千里山、九峰山、诸广山、大余、西华山等岩体。这些岩体多为多期复式岩体,主体为燕山期岩体,次为印支期和加里东期岩体(如大余岩体)。该岩带深部受EW向的茶陵-广昌断裂和九峰山断裂控制,岩带内部及其南北两侧均发育一系列近EW向的破碎带、褶皱带和断陷带等。前侏罗纪的地质演化主要受古特提斯构造体制控制。中侏罗世以来的盆山格局则受太平洋构造体制和陆内深部构造-岩石圈地幔作用的联合制约。

6.3.3 褶皱构造对成矿的控制作用

乙垄坳背斜和笕背向斜与成矿关系最密切。前者在背斜轴部虚脱部位形成了钨锡富矿体(21-1号矿脉),并使中泥盆统跳马涧组(D2t)抬升且与花岗岩接触,导致21号矿脉往深部尖灭。后者则使中泥盆统棋梓桥组(D2q)下降,加上断裂构造影响,不但形成了多层较好的钨锡矿体,而且深部D2q与花岗岩接触部位是钨锡矿体赋存的有利空间。

7 结 论

(1)锡田地区W-Sn矿床构造-岩浆-成矿时代基本一致,介于150~160 Ma之间。

(2)锡田W-Sn矿区发育一系列与成矿期有关的近SN向的花岗岩穹窿伸展构造、NE向复式褶皱和NE、NEE向走滑伸展构造。

(3)锡田矿区位于哑铃状锡田花岗岩穹窿构造的手柄部位,W-Sn矿床的形成与岩浆作用和构造作用密切相关。矿床的定位与地层和花岗岩穹窿的接触带、岩体内的断裂构造、区域断裂构造和褶曲构造有重要关系。①岩体与地层的接触面,特别是接触面产状由上向下由缓变陡的部位,或者接触面与围岩层面的交角最大的接触部位,是最有利成矿的空间;②岩体中的NEE向断裂是有利的成矿部位;③围岩中的背斜轴部,特别是其被区域性NE向断层叠加的部位,是勘查钨锡多金属矿床的有利地段。

致谢:感谢付建明研究员和另一位审稿专家所提出的宝贵意见!

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Structural Characteristics and Prospecting Significance of the Xitian Tin-Tungsten Polymetallic Deposit,Hunan Province,China

WU Shichong1,LONG Ziqiang1,XU Huihuang1,ZHOU Yun2,3,JIANG Ying2,3and PAN Chuanchu4
(1.416Geological Team,Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development of Hunan Province,Zhuzhou412007,Hunan,China;2.State Key Laboratory of Isotope Geochemistry;Guangzhou Institute of Geochemistry,Chinese Academy of Sciences,Guangzhou510640,Guangdong,China;3.Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Beijing100049,China;4.Changsha Center of Mineral Resource Exploration,Guangzhou Institute of Geochemistry,Chinese Academy of Sciences,Changsha410013,Hunan,China)

The Xitian tin-tungsten deposit,an important deposit discovered recently in the Nanling ore-forming province,occurs in the contact zone of the Late Devonian dolomitic limestone and Jurassic to Cretaceous(Yanshanian)granitoids.The main ore types of the deposit are skan-,structural skan-,structural altered rock-and quartz-greisen vein types.There is a SN-trending extensional structure of granite dome,a series of NE-trending multiple folds and NE or NEE-trending strike-slip tectonic system developed in the Xitian deposit.The dome structure is composed of Indosian and Yanshanian granites,Paleozoic strata and Mesozoic discontinuous ring detachment faults,which controls the distribution of skarn orebodies.The complex fold is a NE-trending complicated synclines,which consists of Palaeozoic strata,and is cut by strike-slip faults in the anticlinal core.Some structural fracture zone type ore bodies are controlled by both the coaxial overprinted fold of two periods,which belong to Yantang and Xiaotian complicated syncline,and the ductile brittle shear faults.The strike-slip system consists of the first-order NE-trending right lateral strike-slip faults,secondary P-orientation shear faults,SN-trending left laterial strike-slip faults and NW-trending stretch faults.The strike-slip system controls the distribution of quartz-vein-and greisen vein type tin-tungsten polymetallic orebodies.Zircon SHRIMP and LA-ICPMS U-Pb dating of the Xitian granites and40Ar-39Ar ages of muscovites from the greisenization type tungsten-tin orebodies as well as Re-Os isochron age of molybdenites from the quartz-vein type tin-tungsten ore bodies demonstrate that the time of tectonic activity,magmatism and metallogenesis in Xitian tin-tungsten deposit is basically consistent with those of the large-scale metallogeny in Nanling ore-forming province(150 Ma~160 Ma).There exist many metallogenic areas favorable for future exploration,such as contact zones of granites and limestones,NEE-or NE-trending fault zones in the granite dome,and anticlinal cores overprinted by the Yanshanian NE-trending strike-slip faults in the strata.

ore-forming structure;tin-tungsten deposit;geochronology;exploration target;Xitian,Hunan province

P613

A

1001-1552(2012)02-0217-010

2011-09-20;改回日期:2011-10-28

项目资助:国土资源部项目(201211024-01,03)、中国科学院重大项目(KZCX1-YW-15-1)和国家自然科学基金项目(40872080,41072081)资助。

伍式崇(1967-),男,高级工程师,长期从事矿产资源勘查与研究。Email:wushichong1967@163.com

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