Question

花岗岩的物质来源及其控矿意义

Answer 1

综上所述可见，华南与花岗岩有关的成矿域明显可以分成两类：一类以赣东北-浙西北带和长江中下游沿江带为代表，花岗岩的来源中地幔来源物质占有重要地位，矿化以铜、铁、金为主，特别是赣东北-浙西北带的花岗岩，ε_Nd为正值，可与兴蒙造山带的花岗岩对比，在整个华南实属罕见；一类以湘桂内陆带和湘赣粤过渡带为代表，花岗岩的来源以古老地壳物质为主，矿化以钨、锡、铌、钽和铀为特征。皖南-苏南带也属这一类，只是矿化活动微弱。浙闽粤沿海一带属于上述二类之间的过渡类型，花岗岩的来源中壳幔混合作用比较强烈。研究还证实，本区矿石的Pb同位素组成与区内中生代花岗岩类长石Pb同位素组成十分相似，说明矿石Pb和长石Pb来自同一体系的基底岩石，矿石和花岗岩类岩石有相同或相似的源区（李文达等，1998）。华南中生代花岗岩浆活动的高峰同成矿作用的高峰在时间上同步，说明大规模的花岗岩浆活动所提供的巨大热量可能有利于促使发生壳内大规模的流体循环和成矿元素的迁移、富集，从而导致突发性的大规模成矿作用。

前已述及，赣东北-浙西北带沿江山-绍兴断裂和赣东北断裂分布。地球物理资料说明，江山-绍兴断裂可能为一条以挤压破碎性质为主要特征的超岩石圈断裂。灵璧-奉贤地学断面的综合地球物理资料显示，赣东北断裂向北东延伸的昆山-吴江断裂为一条北东向的重力梯度带，以西为重力低，以东为重力高。大地电磁测深和地震测深结果表明，该断裂的断面直立，可能断至Moho面。断裂北西侧岩石圈较薄（约60 km），断裂东南的岩石圈较厚（120～150 km，陈沪生等，1993）。赣东北断裂可能具有类似的性质。而长江中下游沿江一带，自震旦纪以来就是一条长期发育的断裂凹陷带（毛建仁等，1990；常印佛等1991；翟裕生等，1992）。灵壁-奉贤地学断面的综合地球物理资料显示，沿江发育的江南断裂（即孟河-南渡断裂）亦为一北东向的重力梯度带，以北为广阔的负重力异常，以南突变为大面积正异常。大地电磁测深和地震测深结果均表明，该断裂的断面直立，可能断至Moho面（陈沪生等，1993）。可能正是由于这类深断裂带的控制，导致地幔物质上涌才造成以地幔来源物质为主的花岗岩定位到上地壳并造成有关的矿化。值得注意的是，长江中下游沿江带是我国著名的铜、铁矿带，赣东北带也已经发现大型的德兴铜矿，唯有在浙西北带至今在找矿上尚无重大突破，从地质、地球物理和地球化学条件看，该带都应是很有希望的远景地区，值得今后工作注意。

图5-16 华南元古宙基底变质沉积岩和变质中酸性火成岩的Sm-Nd 同位素体系（156）图

（据Hong等，1998）

就湘桂内陆带和湘赣粤过渡带而言，虽然它们的花岗岩均以地壳来源为主，但是前者的矿化以锡为主，而后者的矿化却以钨、铀为主。前已指出，湘桂内陆带奠基于扬子板块之上，湘赣粤过渡带奠基于华夏板块之上。上述两大板块元古宙基底变质沉积岩和变质中酸性火成岩的Sm-Nd同位素体系有明显的区别（图5-16）。扬子板块基底变质岩以岛弧火山沉积岩为主，变质程度较低，原岩形成时代以中、新元古代为主，有较高的¹⁴⁷ Sm/ ¹⁴⁴ Nd和¹⁴³ Nm/ ¹⁴⁴ Nd比值（平均分别为0.1240和0.512350），主要投影在图5-16的上部，说明源岩中有较多的地幔组分（较低的地壳成熟度），而华夏板块基底变质岩以陆源碎屑沉积岩为主，变质程度较高，原岩形成时代以古、中元古代为主，有较低的¹⁴⁷ Sm/ ¹⁴⁴ Nd 和¹⁴⁷ Sm/ ¹⁴⁴ Nd比值（平均分别为0.1050 和0.511750），主要投影在图5-16 的下部，说明源岩有较高的地壳成熟度。扬子地块和华夏地块变质沉积岩的Nd模式年龄亦有明显的区别：扬子地块变质沉积岩 Nd 模式年龄较低，变化范围较小（2051～1314 Ma，平均为1635 Ma），反映这些变质沉积岩形成较晚。华夏板块变质沉积岩的Nd模式年龄较高，变化范围较大（3320～1331 Ma，平均为2004 Ma），反映该区变质沉积岩形成较早。浙西南八都群变质沉积岩给出了最古老的Nd模式年龄（3320～2607 Ma），结合火成岩中普遍见有大于2.5 Ga的继承锆石（甘晓春等，1996）来看，该区域内可能存在新太古代地壳（沈渭洲等，1999，2000，2002）。正是由于湘桂内陆带和湘赣粤过渡带分属不同的岩石圈板块，基底组成的不同以及壳幔相互作用的程度和性质、有关的地球动力学环境的差异，才从根本上制约了各自花岗岩和矿化类型的不同特点。江南古陆上发育的赣北曾家垅锡矿以及近年在湘南发现的骑田岭大型锡矿就都是有力的证据。只有像岩背-太拔这样高ε_Nd、低T_DM的地区（图5-7），虽然位于华夏板块之上，却因为有较强烈的地幔来源物质活动，才形成赣南岩背大型斑岩锡矿和闽西紫金山大型铜矿。在浙闽粤沿海带局部地幔活动强烈的类似地区，如广东银岩、塌山、西岭和福建洋滨，也发育了斑岩锡矿（沈渭洲等，1995）。只有同样性质的武义-竹洲高ε_Nd、低T_DM的地区（图5-7），目前尚未发现明显矿化，却也是今后值得注意的找矿靶区。此外，如前所述，花岗岩浆的分异作用也可能是亲石元素（W，Sn等）矿化的一个重要控制因素。