Question

　元古宇含矿建造的地质特征

Answer 1

湘西元古宇Au-Sb-W含矿建造由中元古界冷家溪群和新元古界板溪群组成。冷家溪群和板溪群是该区不同大地构造发展阶段的产物，分属东安构造层和雪峰构造层。这两大构造层的形成是该区大地构造发展史上早期的两次重大地质事件，对华南地区前寒武纪地质演化和矿产的形成有重要意义，并对江南造山带周边地区自震旦纪以后的沉积建造及重要矿床的成岩成矿物质来源有重大影响。

一、冷家溪群的地质特征

冷家溪群是迄今本区发现的最老的地层，可与黔东的梵净山群、桂北的四堡群、赣东北的双桥山群、浙北的双溪坞群及皖南的上溪群进行对比。本区冷家溪群主要分布在安化、桃源一带，此外在常德、石门，芷江和古丈等地零星分布，其余广大地区均未出露。

冷家溪群自下而上可分五个岩组，各岩组间均整合接触。

第一岩组主要为浅灰色、浅灰绿色条带状粉砂质板岩，夹大量板岩，或两者呈互层，间夹浅变质细砂岩、粉砂岩及扁豆状硅质白云岩、灰岩，含凝灰质白云岩或条带，偶见透镜状砂砾岩。本组最大厚度大于2410m。

第二岩组以浅灰色、浅灰绿色、浅灰黄色、青灰色粉砂质板岩、条带状粉砂质板岩、绿泥石绢云母板岩为主，夹浅变质石英粉砂岩、细砂岩及少量硅质绢云母粉砂质板岩、浅变质凝灰质粉砂细砂岩、长石石英粉砂细砂岩。本组最大厚度5100m。

第三岩组以浅灰色、浅灰绿色、青灰色条带状含硅质粉砂质绢云母板岩、条带状含粉砂质硅质绢云母板岩为主，夹绢云母板岩、浅变质细砂岩、粉砂岩和含凝灰质浅变质细砂岩、粉砂岩、粉砂质板岩。本组最大厚度6161m。

第四岩组为浅灰色、青灰色、灰绿色绢云母板岩、条带状粉砂质绢云母板岩，夹条带状板岩、绿泥石绢云母板岩、砂质板岩、浅变质细砂岩、粉砂岩和含凝灰质粉砂岩、砂板岩。本组最大厚度8447m。

第五岩组为灰绿色、浅灰色、灰色浅变质细砂岩及泥板岩、砂质板岩夹少量斑点状板岩，砂岩中夹浅变质长石石英砂岩团块，含钙质砂岩团块，偶见板岩中夹流纹质英安凝灰岩团块。本组最大厚度大于5257m。

王自强等（1986）将冷家溪群划分为两种沉积类型。①岛弧-浊流沉积类型。此种类型分布局限，仅见于益阳石咀塘一带。显著的沉积特征是发育鲍马序列，并于层位内发育基性火山岩（科马提质玄武岩），碎屑物质中均含有大量凝灰质。其主体为泥砂质浊流沉积。本沉积类型的中元古界基本上为岛弧带的产物。②弧后盆地浊流沉积类型。湘西大部分地区均属该种沉积类型。该类型的沉积物中鲍马序列极为发育，岩性为富含凝灰质的砂泥质浊积岩，未见伴生的火山岩。本类型表现出相对稳定的弧后盆地沉积特征。

综上所述，冷家溪群是一套由浅变质细碎屑岩、泥质岩及含凝灰质细碎屑岩组成的复理石建造，为湘西元古宇Au-Sb-W含矿建造的重要组成部分。

二、新元古界板溪群的地质特征

（一）板溪群的研究历史及现状

多年来，关于板溪群时代与地层对比一直存在争议，由于涵义的几度变更，又造成了人们对其涵义理解的混乱。80年代以来，许靖华教授等又提出了“板溪混杂岩”的概念，使之更加引人注目，争论和分歧亦愈加激烈。

“板溪系”一名由王晓晴等于1936年在湖南益阳县西南约60km之板溪村（现属桃江县）进行锑矿调查时首创，在同年撰写的《长常区地质志》中，将板溪群的时代定为寒武纪。实际上包括了现今的五强溪组上部及震旦系南沱组，而现今的五强溪组下部及马底群组在该文中被称为震旦纪马迹塘系。后来时代几经厘定，或认为属于前震旦纪，或认为属于震旦纪。1958年，湖南省地矿局413地质队在沅陵、桃源一带首次发现“板溪系”内部存在角度不整合，创名“武陵运动”，将不整合面之下的地层从中划出，称之为冷家溪群，不整合面之上仍称板溪群。同年，南京大学王鹤年在桃源、安化亦发现该角度不整合，名之为东安运动，并将该不整合面之上的地层命名为“东安群”。1962年，湘、桂、黔三省（区）前寒武系地层工作组将不整合面之上称为板溪群上亚群，并首次根据构造岩相带的特点划分了板溪群的地层分区，北区称马底驿组和五强溪组，南区称拉榄组、清水江组、江口组，并统一划分为枷榜组和拉榄组。同年，《中南地层表汇编》又将其称为中板溪群，而将江口组归属上板溪群。1965年，南京大学左国朝提出南方大震旦纪的观点，将不整合面作为震旦系的底界，因而板溪群又被划归震旦系下部。1979年，湖南省地质科学研究所在《湖南地层》中，将板溪群划分为马底驿组和五强溪组，时代归属元古宙。1986年，湖南省地矿局区调队在《湖南地层》中，将板溪群划分为马底驿组（或高涧组）和五强溪组（或漠宾组），时代归属新元古代。

由于在板溪群的划分及时代归属上存在争议，因而人们对板溪群的涵义理解也就存在较大差异。以往文献中所用板溪群的涵义可概括为三种：第一种是指呈带状分布的“大板溪群”，包括现在的丹洲群、楚净山群（贵州）、板溪群、冷家溪群（湖南）、双桥山群（江西）、上溪群（安徽）、双溪坞群、白沙群（浙江）和楼子坝群（福建）等，许靖华教授所指的板溪蛇绿混杂岩的概念就是指这一带状大板溪群；第二种是指湘、黔、桂一带的板溪群、下江群和丹洲群，这是70年代湘、黔、桂三省（区）前寒武系地层工作者共同商定的处理方案；第三种是指雪峰—武陵山区新元古界的一个岩石地层单位，由马底驿组和五强溪组组成，这是近年来按多重地层划分原则重新定义的板溪群，为多数学者所接受。

随许靖华教授华南大地构造观的提出，板溪群究竟是前寒武纪的岩石地层单位还是中生代碰撞造山带的蛇绿混杂岩这一问题也就出现了。这是近十年来板溪群研究中争论最为激烈的问题。目前主要有三种认识。第一种认为板溪群是前震旦基底，这是传统的观点，也是当前多数人的意见。这里的板溪群仍指带状大板溪群。第二种认为板溪群是中生代碰撞造山运动形成的蛇绿混杂岩。这是许靖华教授80年代以来研究华南大地构造时提出的。最近，他又将其重新解释为前泥盆纪增生杂岩。这里的板溪群也指原带状大板溪群。第三种认为按多重地层划分原则重新定义的板溪群是一套正常的沉积地层而非混杂岩，对板溪群之下曾经划为板溪群的那套含有蛇绿岩外来岩块的变质岩系，需要作进一步的工作才能证明其为一套蛇绿混杂岩。不过他们认为即使这是一套蛇绿混杂岩，那也是前震旦纪的产物，而非中生代碰撞造山运动的结果。

由于对板溪群涵义及地层性质认识的不同，目前各家对板溪群时代归属的认识亦迥然不同，大致可归纳为以下三种观点。

1）前震旦纪　无论是“大板溪”还是“小板溪”，都是有代表性的观点。最有力的证据是板溪群不整合伏于震旦纪之下。

2）中生代混杂岩　系许靖华教授研究华南大地构造时提出的，也是当前最有争议的观点。他们认为：①板溪群混杂岩之所以被归属前震旦系，完全是由于两个错误的假设，即，当混杂岩与震旦系接触时便假定为震旦系不整合上覆，而当混杂岩与更年轻的地层接触时，便假定为断层接触；②老于震旦纪的地层的确存在，但它们是扬子地块的前震旦纪沉积，而非板溪混杂岩；③板溪混杂岩中可以包括前震旦纪的外来岩块，但扬子与华南的最终拼合时代是中生代。对于最后一点，他们提出了以下证据：①构造上，在“板溪群”分布区内圈定了一系列的飞来峰和构造窗，并认为它们是中生代碰撞造山运动的结果；②地质年代学上，“混杂岩的同位素年龄范围从前寒武纪到中生代”；③地层学上，“板溪混杂岩与扬子地块上从前寒武纪至中生代的所有岩石接触”；④板溪混杂岩中存在蛇绿岩外来岩块。最近，他们又将“板溪混杂岩”解释为前泥盆纪的增生杂岩楔，泥盆纪之后，由于沉积垫的存在，增生杂岩不再形成，但扬子和华南两地块的最终碰撞发生在中生代。

3）认为原带状大板溪群不是同一地层体，对其各部分应做具体分析。Rodgers认为，有作为扬子地块基底和构造混杂岩的两套“板溪群”，前者属前震旦纪，后者属中生代。这一观点的核心思想是，原带状大板溪群不是同一地层体，这已为国内多数学者所接受。

近年来，随同位素测试技术的飞速发展，已取得了一批有关华南地区与板溪群及冷家溪群相当层位的同位素年龄数据（表1）。从这些数据的结果看，其年代均属前震旦纪。

表1　板溪群及冷家溪群与华南相应地层对比

刘海臣、朱炳泉等（1994）在湘西吉首、古丈、沅陵、桃源、益阳一带的野外考察期间，较系统地采集了板溪群五强溪组凝灰质板岩、马底驿组紫红色板岩及冷家溪群板岩和千枚岩等的Pb同位素样品，获得一组拟合度较好的Pb-Pb同位素等时线年龄。他们的结果表明，马底驿组样品数据较分散，无法形成Pb-Pb等时线年龄，五强溪组构成一条很好的等时线，年龄为（1335±124）Ma（r=0.9945），冷家溪群亦构成一条很好的等时线，年龄为（1738士87）Ma。他们认为，由于样品变质程度很低，故两组年龄分别代表了板溪群和冷家溪群的形成年龄，两者的形成年龄均属中元古代。这也是本区迄今测得的两套最老的地层。通过对比，他们认为，板溪群和冷家溪群的约1400Ma和1700Ma年龄很可能分别代表了华南两次重要的地壳形成事件，具有一定的普遍意义。他们同时指出，冷家溪群Pb同位素组成分布范围广且有较高的放射成因铅，而板溪群Pb同位素组成分布范围较小且放射成因铅低。据此认为，Pb同位素的组成特征不支持板溪群是由华南地块仰冲至扬子地块的观点，而冷家溪群则可能来自华南地块。

对板溪群的语义、性质和时代归属等问题的争论由来已久。近十年来的讨论大多是围绕许靖华教授的华南大地构造观而展开的，这也是认识华南大地构造背景及其演化的关键所在，其结果对华南广泛地区的矿化格局、成矿时代以及矿床形成机制等系列问题的认识也必将带来巨大的冲击。争论仍在继续，认识终将统一。而争论的最终解决看来尚需漫长的、扎实而又全面的基础地质工作。

综观国内多数学者的学术思想，无论是“大板溪”还是“小板溪”，其时代归属前震旦纪这一点认识上是统一的，而按多重地层划分原则重新定义的板溪群已为国内多数学者所接受。鉴于板溪群目前的研究状况并结合作者的部分工作，认为这种归属和划分是较为合理的。

（二）新元古界板溪群含矿建造的地质特征

按多重地层划分原则，板溪群是指雪峰—武陵山区的一个岩石地层单位。这一狭义的板溪群仅用于湖南省境内，包括马底驿组（或高涧组）和五强溪组（或漠滨组）。板溪群可与黔东的下江群、桂北的丹州群进行对比。

板溪群在湘西地区分布甚为广泛，是雪峰山Au-Sb-W成矿带含矿建造的主要组成部分。它是一套厚度较大的碎屑岩、泥质岩、凝灰质粉砂岩（板岩）、凝灰岩及熔岩组合。岩石普遍变质，但变质程度低于绿片岩相。以黔阳-溆浦-安化深大断裂为界，南、北两侧岩性差异较大，断裂以南是一套巨厚的灰绿色类复理石建造，俗称“绿板溪”，断裂以北则是一套红色的类磨拉石及类复理石建造，俗称“红板溪”。

“红板溪”主要分布在新晃—芷江—古丈—沅陵—安化一带。该区板溪群分成两个组，下部马底驿组，上部五强溪组，两组整合接触。板溪群马底驿组与下伏冷家溪群呈角度不整合接触。

马底驿组自下而上分三个岩性段。

第一段是以灰绿色为主的块状或巨厚层浅变质砾岩、砂砾岩和砂质板岩。有些地段砾岩含量减少，相变为浅变质含砾砂岩、含砾粉砂岩或粗砂岩。在古丈大溪附近，马底驿组岩石夹一赤铁矿层，但厚度极不稳定，仅在几公里范围内既自行尖灭。本段沉积厚度变化较大，总的趋势是自北向南由薄变厚，大庸四都坪、施溶溪、桃源辽叶溪等地厚度仅数十米至百余米，溆浦、安化一带可增至百余米至数百米。

第二段是以紫红色为主的浅变质粉砂质板岩，砂质板岩、钙板岩，局部夹灰岩、泥灰岩透镜体，某些地段的浅色板岩具铜矿化。

第三段为深灰色变余层凝灰岩、砂质板岩、浅变质砂岩、凝灰质粉砂岩等。本段沉积厚度由北向南、由东向西逐渐增大，并由北向南火山物质含量逐渐增高。

马底驿组厚度1000～3000m，一般1100m，部分地段不足1000m。

五强溪组以芷江渔溪口—西晃山一带发育最好，厚3170m。可分四段（自下而上）：第一段为灰绿色厚层变质长石石英砂岩及浅变质砾岩、砂砾岩；第二段为灰色、灰绿色变余凝灰岩、变余层凝灰岩夹变质砂岩、板岩；第三段以灰绿色板岩、条带状板岩为主，夹少量变质砂岩；第四段为灰绿色浅变质砂岩、板岩互层，局部变质砂岩中夹变质砾岩。

除渔溪口—西晃山一带五强溪组发育齐全外，其它地区一般仅保存一、二段。常德太阳山、慈利溪口、大庸四都坪、花垣民乐一线，第一段为紫红色中—厚层状中、粗粒变质石英砂岩，夹少量灰绿色变质长石石英砂岩、砂质板岩夹变质含凝灰质岩；第二段为细—中粒变质长石石英砂岩、砂质板岩，含凝灰质岩，厚600～1000m。往南至桃源辽叶溪，益阳沦水铺，安化湖南坡，沅陵松溪、五强溪一带，厚度增至2000余米，下段紫红色中厚层变质细粒长石石英砂岩中，混杂大量灰绿色、灰黄色杂色岩层，同时砂质板岩、板岩等细碎屑岩也显著增加，上段则夹更多的凝灰质岩。尤其是在辽叶溪、湖南坡及奎溪等地，出现大量的变余层凝灰岩、变余凝灰岩，占整个岩石组合的21%～31%。

总之，五强溪组在本区粗碎屑岩较多，岩性较单一，局部地段含有较丰富的火山碎屑物质，沉积厚度以芷江—新晃一带较大，其它地区则由北向南由几百米变至2000m。

“绿板溪”主要分布在黔阳、会同、通道一带。自下而上分为高涧组和漠滨组。

高涧组层位相当于“红板溪”区的马底驿组，因沉积特征上的差异，湖南区调队1980年新创名高涧组。该组自下而上可分四个岩性段：第一段以灰色、灰绿色浅变质砂岩、细砂岩为主，夹浅变质粉砂岩、砂质板岩、板岩；第二段以灰色、灰绿色、紫灰色板岩、粉砂质板岩为主，夹灰岩、白云岩薄层或透镜体，具微弱铜矿化；第三段以灰黑色、深灰色炭质板岩为主，夹灰绿色、灰白色、灰黄色砂质板岩、板岩；第四段为灰绿色、灰黄色浅变质砂岩、凝灰质砂岩、砂质板岩、板岩互层。

本组厚度由北向南逐渐增大，由2000m到4000m，火山物质亦由北向南逐渐增多。

漠滨组与五强溪组层位相当，由湖南区调队1980年创名。该组在会同漠滨、托口一带发育较好，厚4757m。可分三个岩性段：第一段为灰绿色、灰色厚层变质长石石英砂岩、变质杂砂岩、砂岩及变质砾岩；第二段为灰绿色、灰色、浅紫色等变余层凝灰岩、变余凝灰岩，夹变质砂岩、板岩；第三段为灰色、浅灰绿色砂质板岩、条带状板岩，夹少量变质砂岩。

依沉积大地构造背景及地层沉积特征，本区板溪群大体可划分两种沉积类型（王自强等，1986）。①滨浅海及浊流沉沉类型。该沉积类型主要分布在石门—大庸一线以南，黔阳-溆浦-安化断裂以北，实际上包括了“红板溪”分布的大部分地区。该区马底驿组相变较大，北部常德一带主要为滨浅海紫红色砂泥质沉积，下部夹有泥质白云岩，向上泥质增高；向南本组上部则出现浊积岩，再往南浊积岩层位渐低，至沅陵马底驿地区，马底驿组底部发育了碎屑流成因的杂砾岩，向上为浊流沉积，可能代表浊流扇开始阶段的根部沟道相沉积，尔后，随上叠扇的后退出现浊流沉积。五强溪组在常德地区仅顶部出现灰绿色含凝灰质浊积岩，与马底驿组一样向南亦出现浊积岩层位逐渐降低的趋势。②浊流沉积类型。主要分布在黔阳-溆浦-安化断裂以南，“绿板溪”分布区多属此沉积类型。高涧组和潢滨组均全部为灰绿色含凝灰质浊积岩。本区“绿板溪”厚度突然加大到4000～5000m，代表了过渡类型的弧后盆地沉积。

总体上看，“红板溪”为成熟度较低的近源浊积岩，而“绿板溪”则具远源浊流沉积特征。板溪群这种有利的岩性、岩相及建造组合，使之成为湘西元古宇含矿建造的极重要组成部分。

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