湘南晚侏罗—早白垩世花岗斑岩岩墙群的成因和地质意义

In recent years, based on precise geochronological data we proposed that Late Jurassic-early Cretaceous (about 150-135Ma) was an intermission of large-scale magmatism and mineralization during Mesozoic in the Nanling area, which was between W-Sn-Nb-Ta mineralization in Middle-Late Jurassic and Cu-Au-Ag-U mineralization after 135Ma. Spatial distribution, composition and petrogenesis of magmatic rocks before and after the intermission were obviously different. The intermission probably was a period of tectonic transformation from Tethys to ancient Pacific system. There were evident north-east trending granite porphyry dyke swarms in South Hunan province, overall 6-8km width and 30-40km length, consisting of more than 200 dykes associating with a very small amount of mafic dykes and quartz porphyry dykes. We plan to study petrology, geochronology, geochemistry and isotope of the granite porphyry dyke swarms to reveal geodynamic setting during Late Jurassic-early Cretaceous. Moreover, our research will be significant to promote study of felsic dyke swarms.

近年来所获取的大量精确定年结果表明，晚侏罗-早白垩世（约150-135Ma）是南岭地区中生代大规模成岩成矿作用的相对宁静期。该时期介于中晚侏罗世大规模钨锡铌钽多金属成矿作用以及135Ma之后的大规模铜金银铀成岩成矿作用之间，很可能也是特提斯和古太平洋两种构造体系转换的重要时期，且该时期前后的岩浆活动在空间分布、成分和成因机制上都有明显差异。该时期在湘南地区有显著的花岗斑岩岩墙群出现，呈北东向展布，总体宽6-8km，延长30-40km，由近于平行排列的200余条岩墙组成，其间有极少量镁铁质岩墙和石英斑岩岩墙伴生。本项目拟对该花岗斑岩岩墙群进行详细的岩石学、年代学、地球化学和同位素地质学的系统研究，以揭示其成因，研究花岗斑岩岩墙群形成的机制及其所反应的岩浆过程，探索晚侏罗-早白垩世构造－岩浆－成矿作用的转换机制及其地球动力学背景。该工作对于进一步深化国内外有关长英质岩墙群的研究也是有意义的。

湘南地区花岗斑岩岩墙群出露于郴州市东南约10km处，呈北东走向展布，总体宽6-8km，延长30-40km，由近于平行排列的200余条岩墙组成。锆石U-Pb定年表明其形成于153.2–151.7 Ma，与千里山花岗岩体（154.5–151.6 Ma）年龄在误差范围内一致。根据岩石结构和全岩主量、微量地球化学特征，该岩墙群可以分成两类：第一类的基质为显晶质，粒度为0.2–0.5 mm，第二类的基质为隐晶质，粒度< 0.01 mm；此外，第一类具有相对低的SiO2含量（71.02–73.30 wt.%）和相对高的K2O/Na2O比值（1.51–2.85）、Eu/Eu* 比值（0.26–0.39）和Zr/Hf比值（27.99–34.68）；第二类则具有相对高的SiO2含量（73.88–77.45 wt.%）和相对低的K2O/Na2O比值（1.47–2.05）、Eu/Eu* 比值（0.05–0.20）和Zr/Hf比值（19.27–26.37）。根据全岩Nd和锆石O-Hf同位素，发现该岩墙群和千里山花岗岩的源区相似，但是千里山花岗岩的源区物质更加复杂。但是锆石εHf(t)值和 δ18O值表明，该岩墙群的物质来源可分为两组，第一组具有相对低的εHf(t)（平均值-9.51）和高的 δ18O（平均值+9.51‰）；第二组则具有高的εHf(t)（平均值-5.66）和低的 δ18O（平均值+8.91‰）。这种分组现象表明岩浆经历了岩浆混合作用，即两组壳源岩浆在上升和侵位过程中发生了不同比例的混合。根据微量元素含量和比值的对比，我们发现只有千里山花岗岩的第二期岩浆发生了高度分异且达到了成矿阶段。柿竹园矿田远端铅锌矿的H-O-S-C同位素表明，该花岗斑岩墙群没有为铅锌矿提供成矿物质来源，只是岩墙侵位时产生的裂隙为铅锌矿液的运移和定位提供了通道。结合已有研究资料，华南地区在中生代期间处于一个多阶段伸展的构造动力学背景下，横贯华南中部的钦–杭深大断裂带在晚侏罗世期间重新撕裂，地幔物质沿该断裂带的侵入为岩墙群和千里山花岗岩的形成提供了热源。