1∶25万郴州幅区域地质调查主要进展及成果

柏道远， 贾宝华， 马铁球， 王先辉， 刘耀荣， 马爱军， 张晓阳, 陈必河

(湖南省地质调查院,长沙　410016)



1∶25万郴州幅区域地质调查主要进展及成果

柏道远， 贾宝华， 马铁球， 王先辉， 刘耀荣， 马爱军， 张晓阳, 陈必河

(湖南省地质调查院,长沙410016)

摘要：通过地面地质调查、样品分析测试以及前人资料收集利用，全面查明了区内地层、岩浆岩和构造发育特征，系统总结了区内矿产资源概况和成矿地质条件。针对有关区域地质问题进行了深入研究，取得以下主要进展及成果： 确定了南华系—寒武系中砂岩的主量元素和微量元素特征，反映其形成于被动大陆边缘环境； 确定了中三叠世后期印支运动表现为NWW—SEE向区域挤压下的陆内俯冲造山，提出了印支运动中NW向基底隐伏断裂的左行走滑导致部分地区构造线走向偏转，炎陵—汝城一带发育的印支期隔槽式褶皱形成于基底(厚皮式)横向收缩与压扁作用； 确定了中生代印支期、燕山早期和燕山晚期3阶段花岗岩的时限分别为233～210 Ma、174～135 Ma、130～85 Ma，形成构造环境分别为后碰撞、后造山和陆内裂谷； 通过热年代学分析揭示了湘东南地区中、新生代山体隆升过程； 厘定出湘东南及湘粤赣边区中生代构造发展框架； 分析表明构造体制差异可能是造成湘东南燕山早期花岗岩成矿能力强于印支期花岗岩的关键原因，燕山早期钨锡多金属和铅锌多金属2类矿床组合的形成可能主要与岩石圈结构和深部热扰动强度有关。

关键词：南华纪—寒武纪； 中生代； 湘东南； 岩浆活动； 构造变形； 构造环境； 成矿作用

0引言

湘东南地处扬子陆块与华夏地块交接地带，而关于华南新元古代—早古生代的构造背景暨扬子与华夏构造格局和构造演化长期以来存在多种观点，如王鸿祯等[1]、殷鸿福等[2]认为扬子与华夏(中段与南段)在加里东期拼合； 舒良树[3]提出华夏地块与扬子陆块在8～9亿年间碰撞聚合； 许靖华等[4]提出了一个从前震旦纪一直延续到中生代的弧陆碰撞缝合模式； 王剑等[5]提出了华南新元古代裂谷盆地模式； 胡受奚等[6]提出华南从元古宙到新生代形成了5个造山带。

包括南岭在内的华南内陆中生代构造-岩浆活动强烈，其构造背景及演化备受研究者关注并存在显著认识分歧，归纳起来有2大主流观点，一种认为是与太平洋板块俯冲有关的弧岩浆作用或同碰撞造山挤压环境产物[7-8]，另一种则认为是陆内岩石圈伸展减薄作用的产物[9-11]。

位于南岭中段的湘东南地区中生代形成了柿竹园、黄沙坪、水口山、骑田岭、瑶岗仙等一大批大型、超大型有色金属矿床，且成矿具有2个重要特征: 一是成矿岩体主要为燕山早期花岗岩，发育较广的印支期花岗岩成矿很差； 二是总体可分为中高温的钨锡多金属和中低温的铅锌多金属两类矿床组合。关于这2个成矿特征的形成原因前人进行过少量探讨[12-15]，但深层机制仍待进一步深入研究。

1∶25万郴州幅位于湘东南、南岭中段北部，笔者等人 2002—2005 年对该图幅开展了区域地质调查，全面查明了区内地层、岩浆岩和构造发育特征，系统总结和分析了区内各类矿产资源概况和成矿地质条件，取得集成性调查成果。同时针对上述地质问题展开了大量学术研究，在南华纪—寒武纪沉积盆地的大地构造环境[16]、早古生代(加里东期)花岗岩成因和形成环境[17]，中生代花岗岩的形成时代[18-24]、地球化学特征及岩浆成因和构造环境[22-30]，中生代构造体制及变形动力学机制[31-36]，侏罗纪盆地性质[37]，以及中生代山体隆升[38]、构造演化[39-40]、构造-岩浆-成矿动力学机理[41-43]等方面取得了重要进展，显著提高了区域基础地质和矿床地质研究水平[44]。

1主要调查成果

(1) 参照《湖南岩石地层》，将整个图幅内的地层划分为48个组级岩石地层单位； 建立32个组合带、延限带生物地层单位； 对晚古生代地层进行了层序地层划分，建立三级层序地层单位16个，显著提高了区内多重地层划分与研究水平。

(2) 通过详细的野外地质调查，以及大量分析测试工作(包括岩石化学、微量元素、稀土元素、Sr、Nd、O、长石Pb等同位素、锆石SHRIMP定年、黑云母氩-氩法定年)，结合前人已有资料，运用单元-超单元方法，将图区内花岗岩类岩体划分为7个时代(早志留世、中志留世、中三叠世、晚三叠世、中侏罗世、晚侏罗世、早白垩世)、14个序列、58个单元； 系统进行了各单元花岗岩的地质学、岩石学和岩石地球化学研究，探讨了各时代花岗岩的物质来源、成因类型及其构造环境等。摘出代表性成果说明如下:

① 利用锆石SHRIMP U-Pb法、黑云母40Ar/39Ar 法分别测得骑田岭岩体仰天湖单元的年龄为(156.7±1.7) Ma、(155.1±1.8) Ma，从而将原划为印支期的岩体更正为燕山早期，并确定骑田岭岩体不存在印支期花岗岩。对宝山隐爆角砾岩中基质与角砾进行测定，分别获得(162.2±1.6) Ma和(164.1±1.9) Ma的锆石SHRIMP U-Pb年龄，说明基质、角砾与周围的花岗闪长斑岩为同源同时代的产物。此外，还于大东山岩体中获得(162.3±1.2) Ma的黑云母40Ar/39Ar法年龄，确定了该岩体的精确时代。

② 首次对中生代花岗岩时代进行了较精确的厘定，划分为3个大的阶段(印支期、燕山早期、燕山晚期)。

③ 将中生代花岗岩划分为壳源型和壳幔混源型2种成因类型。其中三叠纪花岗岩为壳源型，岩浆来源于中地壳结晶片岩、片麻岩的熔融； 燕山早期与燕山晚期花岗岩主要为壳幔混源型，且一般以壳源为主，有少量幔源物质加入。

④ 对中生代各阶段花岗岩形成的构造环境进行了深入研究，提出印支期花岗岩形成于同造山阶段后碰撞构造环境，燕山早期花岗岩形成于后造山伸展构造环境。

(3) 全面论述了区内构造格架、变形期次、变形特征及变形机制。

① 区内主要经历了志留纪加里东运动、中三叠世晚期印支运动、中侏罗世早燕山运动、白垩纪晚燕山(伸展)运动、新生代喜山运动等变形事件。加里东运动在区域SN向挤压下形成阿尔卑斯型褶皱和同走向韧脆性逆断裂。印支运动在区域NWW向挤压下形成了汝城隆起区厚皮式隔槽式褶皱、香花岭穹状褶皱、坳陷区侏罗山式褶皱以及区域NNE向逆断裂，同时香花岭—阳明山及郴州—大义山NW向基底隐伏断裂产生左旋走滑。早燕山运动在区域NNE向左行剪切(兼挤压)作用下形成NNE向左行压扭性断裂、地表逆冲断裂及正花状构造、NW向右旋走滑断裂、NE向压扭性断裂及山前冲断收缩盆地。白垩纪晚燕山运动中在区域NWW—SEE向伸展环境下形成NEE向正断裂、NW向调节断裂、“冷”伸展盆岭构造等。古近纪中后期在近EW向挤压(？)下形成茶永盆地南端和宜章盆地中NNE—NE向褶皱，盆地边缘NNE—近SN向逆断裂、NW向左行走滑断裂等。

② 区内构造格架基本特征： 茶陵—郴州深大断裂带及其东侧仰冲隆起带、西侧俯冲坳陷带，2个主要变形构造层(上部晚古生代—中三叠世沉积盖层、下部前泥盆纪褶皱基底)，构成了测区一级三维构造格架； 印支期NNE向、SN向褶皱与逆断裂组成区内基本构造格架； 红色断陷盆地的叠加、花岗岩体的发育等，破坏了区内主体构造形迹的完整性与连续性； NE向压扭性断裂、NW向基底隐伏断裂等造成区内地表构造图像复杂化。

(4) 建立了湘东南中生代构造-岩浆-成矿动力学过程的完整模型。

(5) 对区内黑色金属、有色金属、稀有金属、贵金属、能源、化工原料、建筑材料及其他非金属等矿产的具体矿种、产地、规模等进行了详细总结，并探讨了成矿地质条件、找矿标志，进行了找矿远景区的预测。

2主要研究进展

2.1南华纪—早古生代沉积盆地性质

南华纪—寒武纪期间湘东南地区形成了巨厚的复理石、类复理石连续沉积。本项目组于资兴市黄草、汝城县外沙乡、永兴县中竹乡等地对南华系、震旦系和寒武系中的砂岩分别采集样品，并进行了主量元素、微量元素和稀土元素分析。结果表明，主量元素和微量元素特征显示出被动大陆边缘、活动大陆边缘和大陆岛弧等多种环境信息[16]。从不同构造背景下的剥蚀原岩、风化条件和搬运沉积过程考虑，大陆岛弧和活动大陆边缘形成的砂岩应具有显著区别于被动大陆边缘的地球化学特征，而被动大陆边缘形成的砂岩则可能包含较多的大陆岛弧和活动大陆边缘环境的地球化学信息。因此，确定湘东南南华系—寒武系砂岩应形成于被动大陆边缘环境[16]。这一判断与古元古代—中元古代岛弧和活动大陆边缘形成的重要岩石为砂岩，以及沉积盆地因强烈陆内伸展断陷而具一定活动性等地质事实相吻合。区域上，华南板溪群与冷家溪群间的沉积缺失，江南造山带新元古代碰撞造山成因的岩浆活动，板块交接带南华纪—早古生代沉积物中岛弧火山物质的缺乏等，表明南华纪—早古生代期间扬子板块与华夏地块之间的沉积盆地不是洋盆，而是陆内裂谷盆地。上述基于湘东南砂岩地球化学研究，同依据区域资料分析得出的关于扬子板块与华夏地块间新元古代—早古生代盆地构造性质的结论，彼此提供了良好的约束。

2.2中生代主要变形事件的构造体制及变形机制

湘东南中生代先后发生了多期变形事件[39]： 中三叠世后期印支运动具NWW—SEE向区域挤压构造体制[45]，因陆内俯冲造山而形成大量以NNE向为主的断裂与褶皱，组成研究区基本构造格架； 晚三叠世末—早侏罗世同造山上隆伸展体制下形成NNE向裂陷盆地[37]； 中侏罗世初期为NNE向左旋汇聚走滑造山，地壳浅层发育逆冲断裂并发育叠加于先期裂陷盆地之上的山前冲断收缩盆地[37]； 白垩纪在区域伸展体制下形成红色断陷盆地及NNE向盆-岭构造。上述几次主要的构造运动所形成的大量断裂、褶皱、陆相盆地等构造形迹组成了湘东南地区的总体构造格架(图1)。

研究区西部水口山—香花岭一带印支运动构造线呈近SN向，北部将军庙—安仁一带印支期褶皱走向呈NWW向，均有别于区域NNE向主体构造线走向(图1)。详细而深入的构造解析表明，上述两地SN向构造和NNW向构造的形成与印支运动中NW向基底隐伏断裂的左旋走滑有关[31-32]。以水口山—香花岭SN向构造为例阐释其机制[31]。如图2(a)所示，中三叠世后期印支运动中区域最大主压应力σa为NWW向，其形成NNE向潜在构造线Sa，并使加里东期即已存在的NW向郴州—大义山基底隐伏断裂深部发生左行平移； NW向的左行平移断裂派生近EW向的压应力σb，并形成潜在构造线Sb；σa与σb复合形成实际主压应力σc，在σc作用下形成与之垂直的构造线走向Sc。显然，Sc方向相对区域NNE构造线方向产生了逆时针旋转而趋于SN走向。NW向基底断裂左旋走滑下，浅表沉积盖层中构造线Sc同时因牵引而逆时针旋转，最终形成近SN向构造线S。受NW向走滑断裂运移规模差异控制，自该断裂端点附近往北西，构造线偏转幅度逐渐变大(图2(b))。将军庙—安仁一带印支期褶皱的NWW走向同样可由NW向常德—安仁基底隐伏断裂的左行走滑给予圆满解释[33]。

图1　湘东南地质矿产略图[44]Fig.1　Geological and mineral sketch map of southeast Hunan[44]K—E.白垩纪—古近纪地层； T3—J2.晚三叠世—中侏罗世地层； D2—T2.中泥盆世—中三叠世地层； Nh—O.南华纪—奥陶纪地层。1.白垩纪花岗岩； 2.侏罗纪花岗岩/花岗闪长岩； 3.印支期花岗岩； 4.加里东期花岗岩； 5.地质界线； 6.角度不整合地质界线； 7.断裂； 8.逆断裂； 9.正断裂； 10.平移断裂； 11.压扭性断裂。中高温矿床组合： 12.钨矿； 13.锡矿； 14.钨锡多金属矿。中低温矿床组合： 15.铅锌(铜)矿

图2　水口山—香花岭南北向构造带形成机制示意图[31]Fig.2　Forming mechanism of Shuikoushan-Xianghualing S-N-directed tectonic zone[31]

上述变形机制的存在表明，NW向基底隐伏断裂在印支期的左行走滑还是祁阳弧形构造(前人所谓祁阳山字型构造)形成的主控因素之一[35]。

图3　隔槽式褶皱形成机制[33-34]Fig.3　Mechanism of trough-like folds[33-34]

上述机制可能类似于窗棂构造，基底与花岗岩相当于窗棂构造的强硬层，上面的沉积盖层则相当于软弱层。

2.3中生代花岗质岩浆活动时代及构造背景

本次研究对湘东南花岗岩类测试了较多高精度年龄样品[18-24]，结合前人大量同位素年龄资料，确定了中生代3个阶段花岗岩的年代学框架[39]。第一阶段为印支期花岗岩，时限为233～210 Ma，即中三叠世末—晚三叠世后期。第二阶段为燕山早期花岗岩，时限为174～135 Ma，即中侏罗世早期—晚侏罗世，其中154～163 Ma为该阶段花岗岩浆活动的高峰期，该时代花岗岩在研究区内最为发育。第三阶段为燕山晚期花岗岩，时限为130～85 Ma，即白垩纪，该时代花岗岩类主要为一些花岗斑岩、石英斑岩等酸性岩脉，侵入花岗岩体仅永兴北西面的上堡岩体。根据岩体构造、岩石学和岩石地球化学特征，结合区域构造演化过程，提出印支期、燕山早期和燕山晚期等3个阶段花岗岩分别形成于后碰撞[25-26]、后造山[23-24,27-29]和陆内裂谷构造环境[39]。

值得指出的是，前人已认识到湘东南地区在印支期、燕山早期和燕山晚期均有花岗质岩浆活动，但未明确各时期花岗质岩浆活动的具体时限。本项目组所厘定的湘东南中生代花岗岩的3个阶段年代学框架，是深刻认识区域构造演化的重要基础，尤其是揭示出印支期与燕山早期两期花岗质岩浆活动事件之间存在约36 Ma的时间差，成为确定2阶段花岗岩分别形成于后碰撞和后造山环境的关键证据。

2.4中、新生代山体隆升过程的热年代学约束

本项目组选择湘东南地区的万洋山、五峰仙、大义山、骑田岭、大东山等花岗质侵入体作为研究对象，通过黑云母和钾长石单矿物 K-Ar 法测年以及磷灰石裂变径迹(FT)年龄和径迹长度分析，恢复了各侵入体的热历史，进而分析湘东南中新生代的隆升过程，并结合区域构造背景，对热演化过程与构造发展过程之间的关系进行了探讨[38]。研究结果表明，湘东南地区中、新生代山体隆升过程总体上分为由较快速→快速→缓慢→快速的4个阶段(图4)。

此类型的惰气系统供气方式，已在中海石油（中国）有限公司HYSY112浮式生产储油装置应用，运行稳定，依据经验，每外输1 m3原油，可节省柴油消耗0.000 2 m3，减少CO2排放0.000 6 t，对于年产千万吨的大型油田，每年可节省柴油费用1.6亿，温室气体排放6×104t。每年节省柴油300 m3，减少作业成本约360万元/a，减少CO2气体排放900 t/a，经济价值客观，环保价值巨大。且此方案可适用于所有海上具有生产及储油功能的油气田，惰气的引入可以选择各种类型的内燃设备，只需要对引入系统的背压、供气量、含氧量进行监控和调节，实施后可大幅节省柴油消耗，并为蓝色地球做出贡献。

图4　南岭中段花岗岩体中、新生代平均隆升速率[38]Fig.4　Average uplift rate of granite plutons in Mes-Cenozoic in mid Nanling range[38]

222～146.4 Ma期间以0.069 mm/a的平均速率较快速隆升，146.4～94.11 Ma期间以0.113～0.186 mm/a的平均速率快速隆升，94.11～14.8 Ma期间以0.014～0.028 mm/a的平均速率缓慢隆升，14.8～0.0 Ma以0.143～0.295 mm/a的平均速率快速隆升。挽近时期的隆升总体呈加速趋势。隆升过程在空间上具有非均匀性，不同岩体间隆升过程存在差异； 在时间上具有明显的互补性，早期具较快速或较大幅度隆升的岩体，通常伴随着晚期相对较慢和较小幅度的隆升。

根据热年代学分析结果，结合区域构造背景和其他地质资料，推断五峰仙、大义山、骑田岭等地区在中三叠世后期因构造叠置增厚了4 100～7 700 m，为印支运动的强烈陆内挤压造山运动性质提供了佐证； 揭示燕山晚期岩体隆升和降温由早期构造剥蚀和晚期风化剥蚀造成，并具有良好的盆地沉积响应； 确定湘东南地区挽近时期的快速隆升是区域性整体抬升。

上述中、新生代山体隆升过程的热年代学研究成果填补了南岭乃至华南地区中生代地质构造研究的空白。

2.5湘东南及湘粤赣边区中生代构造发展过程

根据区内中生代3个阶段花岗岩的时限与构造环境、不同时代陆相盆地和火山岩的性质与形成机制、构造变形和成矿作用的期次与特征等，厘定出湘东南及湘粤赣边区中生代构造发展框架[39-40]。从早至晚分为早三叠世—中三叠世早期前造山阶段(Ⅰ)、中三叠世后期—中侏罗世初陆内造山阶段(Ⅱ)、中侏罗世早期—晚侏罗世后造山阶段(Ⅲ)和白垩纪板内裂谷阶段(Ⅳ)等4个大的地质发展阶段，其中陆内造山阶段Ⅱ进一步划分为4个亚阶段(Ⅱ1—Ⅱ4)。前造山阶段Ⅰ为稳定海相沉积阶段； 中三叠世后期(Ⅱ1)为陆内俯冲汇聚高峰期，形成大量NNE向为主的逆冲断裂与褶皱，并使陆壳增厚； 中三叠世末—晚三叠世后期(Ⅱ2)挤压相对松弛，大量壳源花岗岩浆形成并侵位(233～210 Ma)； 晚三叠世末—早侏罗世(Ⅱ3)为同造山上隆伸展环境，形成NNE向裂陷含煤盆地，高Na低K的拉斑玄武岩喷发； 中侏罗世初期(Ⅱ4)为NNE向左旋汇聚走滑造山，发育逆冲断裂且前期裂陷盆地反转成为山前冲断收缩盆地； 中侏罗世早期—晚侏罗世后造山阶段(Ⅲ)，大量后造山花岗岩侵位(174～135 Ma)，同时发生大规模成矿作用； 侏罗纪末期发生过短暂的挤压事件。白垩纪板内裂谷阶段Ⅳ形成盆-岭构造和变质核杂岩构造、双峰式火山岩和次火山岩、酸性岩脉及具有A型花岗岩特征的上堡小型岩体等组合。

2.6燕山早期花岗岩成矿动力学机制

2.6.1印支期与燕山早期花岗岩成矿能力差异与岩石地球化学特征关系

就钨锡多金属成矿花岗岩而言，一般岩石中成矿元素、挥发分和放射性元素含量越高，氧化程度越低(相对还原)，钾、碱越富集，则越有利于钨锡成矿作用的进行。此外，通常钨锡多金属成矿花岗岩Li、Be、Rb等稀有金属含量越高、Rb/Sr比值越大、δEu值越低则岩体具有更强的成矿能力。

对与钨锡多金属有关的湘东南印支期与燕山早期S型花岗岩地球化学分析数据[41]进行的统计表明： 燕山早期花岗岩与印支期花岗岩的SiO2平均含量分别为73.09%、71.99%，K2O平均含量分别为5.24%、4.68%，全碱平均含量分别为8.13%、7.32%，碱度指数(NKA)平均分别为0.80、0.69，Th含量(微量元素含量单位均为μg/g，下同)平均分别为44.1、28.6，U含量平均分别为15.5、13.3，主要挥发分及稀有金属平均含量分别为F 2 728、Li 146、Be 8.3、Rb 574和F 1 956、Li 144、Be 9.3、Rb 420，W平均含量分别为32.5和11.1、Sn平均含量分别为31.8和21.2(不考虑王仙岭岩体中极高值)，δEu值平均分别为0.23、0.37，Rb/Sr比值平均分别为32.9、18.1，Fe2O3/FeO比值平均分别为0.43、0.65。上述数据显示，湘东南燕山早期花岗岩相对印支期花岗岩具有更好的钨锡多金属成矿条件，其成矿元素W、Sn，放射性生热元素U、Th，挥发分元素F及稀有金属Be、B、Li、Rb等组分的含量更高，岩石氧化程度更低而碱性程度与岩浆分异演化程度更高。因此，岩石地球化学特征差异应该是燕山早期花岗岩成矿能力明显或远远高于印支期花岗岩的重要原因之一[41]。

造成2阶段花岗岩地球化学特征差异的原因可能与构造-岩浆演化历史和构造环境差异有关[41]。如前所述，印支期花岗岩形成于后碰撞阶段的弱挤压构造体制，因此部分岩浆可能在深部岩浆房中直接冷却成岩(花岗岩)。燕山早期花岗岩形成于后造山构造环境，大规模岩浆活动使深部印支期花岗岩可再次产生部分熔融，造成W、Sn、U、Th等强不相容元素(亲花岗岩元素)再次富集，从而导致燕山早期花岗岩中成矿元素和产热元素含量更高。此外，一般拉张构造体制下岩浆侵位过程中的分离结晶作用比挤压构造体制下更强。因此，形成于后造山伸展环境下的燕山早期花岗岩，总体应比形成于后碰撞弱挤压构造环境下的印支期花岗岩经历过更强的分异演化，从而具有更高的不相容元素(包括W、Sn等成矿元素，U、Th等产热元素，Li、Rb等微量元素等)及挥发分含量，更大的Rb/Sr比值，更低的δEu值以及更高的碱性程度等。

2.6.2构造环境及构造体制对印支期和燕山早期花岗岩成矿能力的制约

尽管印支期与燕山早期花岗岩成矿能力差异与岩石地球化学特征存在一定关系，但对印支期王仙岭岩体和燕山早期千里山岩体进行深入研究后发现，构造环境及构造体制差异可能是造成湘东南印支期与燕山早期花岗岩成矿能力差异的更为关键的因素[42]。

印支期王仙岭岩体与燕山早期千里山岩体紧邻，地球化学图解及区域构造演化背景表明其分别形成于后碰撞与后造山构造环境，前者成矿差，后者则发育多个大型、超大型矿床。2个岩体的地层与构造地质条件相近(王仙岭岩体更靠近茶陵—郴州大断裂)，都具有W、Sn多金属成矿花岗岩的岩石地球化学特征。王仙岭岩体内蚀变作用明显比千里山岩体普遍、强烈，W、Sn含量总体上明显高于千里山岩体。千里山岩体边缘有较多岩脉发育，岩体与碳酸盐岩围岩接触带矽卡岩化强烈； 而王仙岭岩体边缘岩脉缺乏，岩体周围的碳酸盐岩围岩接触带以大理岩化为主。根据以上地质、地球化学表现，推断千里山岩体与王仙岭岩体成矿差异主要是由于二者侵位时的构造体制不同所致。千里山岩体形成于后造山环境下的伸展构造体制中，岩浆或岩体中的矿物质能随流体沿断裂、裂隙向周围有效扩散并于局部聚集、沉淀而成矿； 而王仙岭岩体形成于后碰撞环境下的弱挤压构造体制中，侵位时断裂裂隙构造发育差，流体与矿物质被封闭在岩体内部，因此没有发生有效的成矿作用。据此推断，构造体制差异可能是造成湘东南印支期与燕山早期花岗岩成矿能力悬殊的关键原因之一。

以上揭示出构造体制在成矿过程中的关键作用，发现岩体中矿质向外有效扩散对矿床形成的重要性，对指导地质找矿具有较重要的现实意义[42]。

2.6.3燕山早期钨锡与铅锌多金属两类矿床组合形成的构造-岩浆动力学机制

湘东南有色金属矿产及其成矿岩体主要形成于燕山早期即侏罗纪[48-51]，总体可分为中高温的钨锡多金属和中低温的铅锌多金属2类矿床组合，各主要矿区或矿床通常以某一类型为主。钨锡多金属矿床组合的成矿温度主要为280～500 ℃，为中高温； 矿体产于茶陵—郴州断裂(以下简称茶郴断裂)以东隆起区以及断裂以西坳陷区内的局部隆起地带(图1)。铅锌多金属矿床组合的成矿温度主要为150～300 ℃，为中低温； 矿体主要产于茶郴断裂以西坳陷区内。

关于形成燕山早期2类矿床组合的原因或深层机制，前人一般认为与成矿岩体的岩石类型或岩浆岩成矿专属性有关，即中高温的钨锡多金属成矿系列与传统壳源型(S型)中浅成花岗岩有关，而中低温铅锌多金属成矿系列则与传统壳-幔同熔型(I型)的中酸性花岗闪长岩类有关[14]。亦有研究者认为是由于NNE向茶郴断裂两侧岩石圈化学成分差异所致[15]。但研究表明，与黄沙坪超大型铅锌矿有关的黄沙坪花岗岩体并非I型花岗岩，而是与传统S型花岗岩相近[51]； 茶郴断裂西侧的大义山、香花岭等岩体成矿以钨锡多金属为主而非铅锌多金属。由此可见，岩石成因类型差异及茶郴断裂两侧成矿元素组合差异都不是形成2类矿床组合的关键原因。

基于对湘东南中生代构造-岩浆活动特征及机理的深入探讨，提出燕山早期2类矿床组合的形成可能主要与岩石圈结构(厚度)和深部热扰动强度，以及相应的岩浆作用规模和岩体侵位深度等因素有关[43]。

图5　湘东南燕山早期2类矿床组合形成的构造-岩浆动力学机制示意图[43]Fig.5　Tectonic-magmatic mechanisms of two types of Early Yanshanian deposit assemblages in southeast Hunan[43]C.地壳； L.岩石圈； L′.拆沉的岩石圈； A.软流圈。1.玄武质岩浆底侵的岩浆房； 2.花岗质岩浆房； 3.隆起区与坳陷区分界逆断裂； 4.岩石圈破裂； 5.花岗岩； 6.花岗闪长质岩石； 7.示基性岩浆底侵； 8.中低温铅锌多金属矿床； 9.中高温钨锡多金属矿床

(1) 中高温钨锡多金属矿床组合形成的构造-岩浆动力学机制(图5)。茶郴断裂以东隆起区和断裂以西坳陷区内的局部隆起地带岩石圈厚度较大，燕山早期后造山环境下产生更强烈的岩石圈拆沉并相应发生更大规模的岩浆活动，形成规模较大的中深成岩体并提供长时间高温条件，造成W、Sn等亲花岗岩元素的高程度、大规模富集而形成中高温的钨锡多金属矿床。与此同时，由于岩浆房的屏蔽作用，深部亲铜元素(Cu)及亲石亲铜元素(Pb、Zn、Au等)在向上运移过程中大多混入岩浆房中，在岩浆侵位结晶过程中由于其相容性相对较高难以得到充分富集，因而不易在地壳上部形成规模与品位可观的矿床。

(2) 中低温铅锌多金属矿床组合形成的构造-岩浆动力学机制(图5)。相对东面隆起区而言，茶陵—郴州断裂以西坳陷区陆壳和地幔岩石圈较薄，岩石圈拆沉规模小，引起的热扰动作用较弱，中地壳小规模熔融产生的酸性岩浆和深部偏基性岩浆向上侵位于近地表而形成浅成—超浅成小岩体。由于地壳重熔岩浆量小，不能形成W、Sn等亲花岗岩元素的大规模富集。幔源和下地壳岩浆则沿着深断裂上侵，同时流体和Pb、Zn、Cu、Au等成矿元素可源源不断地运移到近地表而富集成矿。此外，小规模岩体不能提供维持高温所需的足够热量，岩体侵位于近地表，热量易于散失，形成低温环境条件，是坳陷区难以形成中高温钨锡多金属矿床，而主要形成中低温铅锌多金属矿床的原因之一。

3结论

1∶25万郴州幅区调对湘东南及湘粤赣边区进行了多方面的地质研究，取得以下主要进展：

(1)南华系—寒武系中砂岩的主量元素和微量元素特征反映其形成于被动大陆边缘环境。

(2)中生代经历了由早三叠世—中三叠世早期前造山阶段→中三叠世后期—中侏罗世初陆内造山阶段→中侏罗世早期—晚侏罗世后造山阶段→白垩纪板内裂谷阶段的构造发展过程，期间发生了中三叠世后期NWW—SEE向区域挤压下的陆内俯冲造山(印支运动)，形成了印支期后碰撞花岗岩、燕山早期后造山花岗岩和燕山晚期陆内裂谷花岗岩。

(3)热年代学分析揭示出湘东南地区中、新生代山体隆升过程总体上分为由较快速→快速→缓慢→快速的4个阶段。

(4)构造体制差异可能是造成湘东南燕山早期花岗岩成矿能力强于印支期花岗岩的关键原因。燕山早期钨锡多金属和铅锌多金属两类矿床组合的形成可能主要与岩石圈结构和深部热扰动强度有关。

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(责任编辑： 刘永权)

Major progress and achievements in regional geological survey of 1∶250 000 Chenzhou sheet

BAI Daoyuan, JIA Baohua, MA Tieqiu, WANG Xianhui, LIU Yaorong,MA Aijun, ZHANG Xiaoyang, CHEN Bihe

(HunanInstituteofGeologySurvey,Changsha410016,China)

Abstract:Through surface investigation, sample testing and using previous data, the regional geological survey of 1∶250 000 Chenzhou sheet has studied the overall characteristics of the strata, magmatic rocks and structures, and has summarized the general situation of mineral resources. The regional geological survey has studied the granitic magmatism, the tectonic regime, the deformation dynamic mechanisms, the uplift process of mounts, the tectonic evolution and the tectonic-magmatic-mineralization dynamic mechanisms in Mesozoic, and studied the nature of the Nanhuan-Cambrian basin in southeastern Hunan in the central segment of the Nanling Mountains, and achieved progress as follows: ①the characteristics of major and trace elements suggested that the Nanhuan-Cambrian sandstones from southeastern Hunan were formed in a tectonic setting of passive continental margin; ②the Indosinian Movement in late Middle Triassic in southeastern Hunan was characterized by the intracontinental subduction-convergence controlled by the NWW-SEE compression; we suggested that the sinistral strike-slip motions of the NW-trending basement hidden faults in Indosinian Movement caused N-S-directed lineament in Shuikoushan-Xianghualing area and NWW-directed lineament in Jiangjunmiao-Anren area; we proposed that the trough like folds in Yanling-Rucheng area were formed by the transverse shrinking and flattening of the basement (thick-skin); ③the forming ages of the Indosinain, the Early Yanshanian and the Late Yanshanian granitoids were 233-210 Ma, 174-135 Ma and 154-163 Ma, and their forming tectonic settings were post-collisional setting, post-orogenic setting and intraplate rift setting, respectively; ④through the thermochronological dating study, we revealed that the Meso-Cenozoic uplift process of southeast Hunan could be divided into 4 stages, developing in order of fairly rapid uplift→rapid uplift→slow uplift→rapid uplift; ⑤studying on multiple geological elements, we defined the framework of Mesozoic tectonic evolution in southeastern Hunan and the Hunan-Guangdong-Jiangxi border area, which is of the Early Triassic-early Middle Triassic pre-orogenic stage, the late Middle Triassic-early Middle Jurassic intracontinental orogenic stage, the early Middle Jurassic-Late Jurassic post-orogenic stage and the Cretaceous intraplate rift stage; ⑥we also revealed that the first cause for the fact that the ore-forming capacity of the early Yanshanian granites in southeastern Hunan was far larger than that of the Indosinian granites is the differences in tectonic setting and tectonic regime, and the second cause is the difference in geochemistry of granites; we suggested that the formation of the W-Sn-polymetallic and Pb-Zn-polymetallic deposit assemblage is probably mainly related to such factors as the structure (or thickness) of the lithosphere, intensity of thermal perturbations in the deep interior of the Earth and corresponding scale of magmatism and depth of pluton emplacement.

Key words:Nanhuan-Cambrian; Mesozoic; southeastern Hunan; magmatism; deformation; tectonic setting; mineralization

中图分类号：P623.12

文献标志码：A

文章编号：2095-8706(2016)02-0024-10

第一作者简介：柏道远(1967—),男,博士,研究员级高级工程师,主要从事构造地质和油气地质研究。 Email: daoyuanbai@sina.com。

基金项目：中国地质调查局“1∶25万衡阳市幅和郴州市幅区域地质调查(编号： 200213000035)”项目资助。

收稿日期：2015-02-27；

修订日期：2016-02-29。

引用格式： 柏道远，贾宝华，马铁球，等.1∶25万郴州幅区域地质调查主要进展及成果[J].中国地质调查,2016,3(2): 24-33.