杨明桂,祝平俊,王光辉
(江西省地质矿产勘查开发局,江西·南昌 330002)
华南地区构造单元划分自20世纪以来经历了由槽台到板块的转变,形成了构造域、板块、陆(地)块、造山带、隆起带、坳陷带、盆地的划分体系。成矿单元的划分则以构造单元为基础,结合区域成矿特征,形成了成矿域、成矿省、成矿带、成矿亚带的划分体系,并依此进行了区划,已得到广泛应用。江西省地质矿产勘查开发局自2015年以来,通过《华夏成矿省华南洋—滨太平洋构造演化与成矿作用》研究,依托已有的划分体系,根据最新地质资料和新的认识,对构造—成矿单元的具体划分进行了重要调整,现提出来与地质界同行们商讨。
构造—成矿域的划分把区域地质构造—成矿研究创新性的提升到全球构造—成矿的领域,具有重大的理论与实践意义。我国构造域的划分由黄汲清等(1945,1977)最早提出并得到广泛应用。程裕淇主编的《中国区域地质概论》一书中,杨明桂在黄汲清按大洋动力体系划分的显生宙以来古亚洲、特提斯、滨太平洋等三大构造域的基础上,新建了古华夏构造域,范围为我国南部,奠基于扬子、华夏两个古板块之上,但未获地质界认同。陈毓川等以构造域为背景,并强调秦祁昆洋的独特性与重要性,将全国划分为古亚洲、秦祁昆、特提斯、滨太平洋等4个成矿域,作为全国4个一级成矿单元,奠定了我国一级构造—成矿单元的划分基础。作者认为辽阔的扬子、华夏板块的地质构造特征及其发展演化以及成矿作用与古亚洲、秦祁昆、特提斯构造—成矿域虽有一定联系,但仍有明显差异。现有的划分也意见不一,有的归于古亚洲域,也有的将西部归于特提斯域,东部归于滨太平洋域。对此,作者等经过一段时期以来的研究,在厘定晋宁期华南洋基本轮廓的基础上,提出了建立古华南洋构造—成矿域的意见(图1)。
图1 中国构造成矿域区划与华夏成矿省区位略图Fig.1 Sketch map of the tectonic-metallogenic domain division and the Cathaysian metallogenic province geography in China
作者通过晋宁期华南洋浏(阳)德(兴)歙县窗口区(杨明桂等,2015)和钦杭结合带与钦杭成矿带(杨明桂等,1997、1998)的研究,在基本阐明了华南洋及其陆缘弧盆在华南东部的定位及结构的基础上,进而认识到,华南洋不是一个局限于华南东部的小洋盆,而是东连原太平洋,西至钦州湾后,很自然地经北越长山盆地北缘达红河、澜沧江一带。舒良树在《南岭地区晚中生代花岗岩成因与岩石圈动力学演化》(周新民主编,2007)一书中指出,早古生代与晚古生代连续沉积的“钦防海槽的南西西延伸方向上,与南哀牢山的藤条河海盆和北越的长山河盆相连”。“钦防海槽—北越长山盆地是隔离印支陆块与华南陆块的重要构造单元”。这里未发现中新元古代板块活动的遗迹,但不难理解,这 种早古生代—晚古生代地质特征反映了这是被覆盖的扬子板块与华夏板块的分界。据范承钧研究指出(程裕淇主编,1994):“澜沧江以西,中—新元古代尚属大陆范畴,雅鲁藏布江与澜沧江间为一中间陆块,该中间陆块的澜沧群和扬子陆块西缘的大红山群的火山岩都具有大陆边缘岛弧火山岩特征。二者之间即为从中元古代开始的元古大洋”。同时,他还指出:“红河带是一条被掩盖了的晋宁期板块潜没带,推测结合带在思茅盆地与属于扬子基底的兰坪盆地之间”。由此,可以初步认为晋宁期时钦杭结合带—红河结合带—澜沧江结合带是联为一体的,总体呈向南弯曲的弧形结合带。
陆松年等(2003)在Pisarevsky等Rodinia超大陆复原图的基础上,编制的中国主要陆块在Rodinia超大陆汇聚过程中可能的位置图显示图2扬子、华夏板块是元古泛大洋中的两个小成员,只是本书作者将二者的位置做了个颠倒,不是华夏北、扬子南,而是北侧为倒三角形的扬子板块,南侧为现已裂解的华夏板块,其间为辽阔的中新元古代华南大洋,也可以分为钦杭东华南洋与澜沧江—红河西华南洋。
晋宁期华南洋轮廓的构建为古华南洋动力体系及其构造—成矿域的建立提供了支撑。
图2 中国主要陆块在Rodinia超大陆汇聚过程中可能的位置Fig.2 The possible locations of the major landmass in China during the processes of Rodinia supercontinent convergence
图3 古华南洋与古华南洋构造—成矿域轮廓图Fig.3 Contour plots of the Paleo Huanan Ocean and Paleo Huanan Ocean tectonic-metallogenic domain
中新元古代形成的扬子板块,在漫长的发展历程中,裂解消减大于增生。但仍有较大规模,总体以上扬子为核心,呈向南突出的舌状,东及朝鲜半岛南部,西至北羌塘,还有可能西延。构成了华南大陆的主体。
华夏板块于晋宁运动基本固结,旋于青白口纪晚期以来,迭经裂解,已经十分支离破碎。经近几十年来研究,现在已有较多依据证明它曾有较大规模。李春昱等(1982)划分的华南—东南亚板块,东及韩国南部、日本本州岛岛以南、印支半岛,南至印度尼西亚岛弧带。此后,建立的华夏板块除信江钱塘地块、广丰地块、琼南微陆块、印支地块为其残体外,东南加里东期造山带根部的浙西(古元古界八都岩群)、闽北(古元古界大金山岩组、古元古界天井坪岩组)、云开(古元古界天堂山岩组)、海南省中部(中元古界抱板岩群)都有古元古界或中元古界中深变质基底岩层出露。在南海海域西沙群岛西永井中于1371m深处见到片麻岩,石英岩,Rb-Sr 等时线年龄值1465Ma 程裕祺,1994),也为中元古界,与扬子板块共同组成了古华南洋构造域。该板块于新元古代(815Ma)前后裂解后,仍有较大规模,至新生代南海盆地扩张,遭到彻底解体。根据南海高精度重磁资料信息(方迎贲,2002)和金庆焕(2002)研究,除南海北部陆坡断陷区,印支地块和西沙地块具有前寒武纪变质基底外,南沙永暑—太平地块,也属于古老的地块碎块。
滨(西)太平洋构造—成矿域是欧亚板块与古太平洋板块相互作用,不断发展演化的产物,其活动始于中侏罗世的燕山运动,其构造以辽阔的新华夏构造体系为主体。作者认为,该域宜分为以沟弧盆组成的陆缘造山带和陆内活化造山带两大巨型造山带,二者构造背景、形变特征与成矿作用显着不同。后者深入东亚陆内千余千米,波及我国中部,所以是陆内而非陆缘,是环太平洋成矿带最重要的一部分,大致以大兴安岭—太行山脉东缘—雪峰山脉为界,分为西弱东强两带。
中国东部于晚中生代形成的滨太平洋构造—成矿域与先期形成的古亚洲、秦祁昆、古华南洋构造—成矿域之间主要为大角度反接关系,复合构造显着而复杂,将这一地域简单地归于滨太平洋构造—成矿域,不能客观反映区域构造的时空结构及其发展演化控岩控矿规律。由此,按照李四光构造复合理论(1973),可将我国东部分为古亚洲—滨太平洋、古华南洋—滨太平洋两个复合构造—成矿区,后者又可分为西部的扬子东部弱复合区和东部的华夏强烈复合区。
古华南洋成矿域宜分为5个成矿省。
西部:陈毓川等(2015)所划分的巴颜喀喇—松潘成矿省与喀喇昆仑—三江成矿省为古华南洋构造域扬子板块的一部分,晚二叠世—三叠纪时卷入古特提斯洋陆缘地带,故属古华南洋构造成矿域受特提斯构造成矿域复合影响地区。喀喇昆仑—三江成矿省的南界一直有不同认识,作者倾向于以龙木错—双湖—澜沧江缝合带为界。
南部:包括海南省、台湾省的东南海域成矿省。
对于采用这些设计细节的理由,里帕也给出解释:“车轮时而上行,时而下行,一如运气的变化。丰饶角表明,她正是世间财富和好事(Good Things)的支配者。车轮处于不断地运动中,因此运气多变(fickle),时时改变(changes),有时低落,有时上升。”⑩
中东部:徐志刚等(2008)以凭祥—萍乡—绍兴为界,将华南地区分为扬子、华南两个成矿省。陈毓川等(2015)又将华南成矿省北界东段南移至东南加里东造山带之中武功山—杭州湾以南,西界至桂滇交境。根据陈毓川院士强调的“按照成矿时代最年轻的和(或)成矿强度最显着的矿床分布区划分成矿区带的原则,作者将长期以来的南、北分省调整为东西分省,大致以团风—长沙—柳州—凭祥一线,即长江中下游、江南东部、钦杭等3条成矿带的西界,划分为扬子、华夏两个成矿省。与前人划分不同之处是将下扬子、江南东段归于华夏成矿省,其原因在于:首先,华南陆区在古华南洋构造成矿域的背景上受滨太平洋构造成矿域复合、成矿作用与成矿特征东西差异明显强于南北差异,华夏成矿省是东亚中生代岩浆成矿大爆发最重要的地区;其二,原划分的华南成矿省大部分属于华夏板块东南造山带,而下扬子地块与江南地块东部虽属于扬子板块,但与华夏板块长期相互作用具有密切联系,燕山期时强烈的卷入滨太平洋成矿域,发生了大规模成矿作用,成矿特征与华夏板块融为一体,同属燕山期以南岭为核心的核幔式岩浆成矿大爆发区,而与中上扬子地块有较大差异;其三,构成了滨太平洋构造成矿域以新华夏构造体为主导的复合控矿、多级控矿格局,与扬子区有显着差异;其四,华夏成矿省的厘定,解决了滨太平洋成矿域“有域无省”的空壳化问题,使该域有了成矿省支撑。总之,符合客观实际,更加有利于成矿规律与矿产预测研究。
华夏成矿省处于滨太平洋构造—成矿域西南部,北依大别—苏鲁造山带,西至钦杭成矿带西缘,与扬子成矿省相接,东南至沿海地带,与东南海域成矿省相邻(图4)。在北纬35~20,东经108~122之间,涉及8省一市3区,包括江西、浙江、广东、福建4省和上海市、香港特区、澳门特区全境及鄂东南、皖中南、苏中南、湘中南及桂东地区,北东长约2400km,中部宽约800km,面积约100万km2。其构造—成矿作用在全国乃至全球有其显着的独有特征。
(1)处于古华南洋构造域与滨太平洋构造域强烈复合地带,东临太平洋。区内下扬子地块与以东南造山带为主体的华夏板块残留部分长期相互作用,复经燕山期陆内活化造山,成为一个强烈而复杂的构造成矿复合地区。
(2)区内岩石圈以薄壳中厚上地幔为特征,为富集的钨地球化学壳型块体和富铜上地幔幔型块体,为成矿提供了重要前提。
(3)区内经多旋回构造—岩浆活动,形成了大规模的多期S型花岗岩。燕山期陆内活化造山时期发生大规模壳幔物质调整与以钦杭中段—南岭为爆心的岩浆—成矿大爆发,以广泛的S型成矿花岗岩为主,在长江中下游与钦杭带以及其他深断裂带形成I型成矿花岗岩。形成以钨、锡、钽、铌、金、银多金属为主的S型花岗岩成矿系列与以铜钼金银多金属为主的I型花岗岩成矿系列,构成一个完整的、世界罕有的、呈核幔式扩展的成矿省。
(4)该区为我国乃至世界重要的有色金属、贵、稀金属成矿省,已探明或已工程控制的钨资源储量约近千万吨,铜、钽、金、银、铀、稀土金属资源在全国也占有重要地位。萤石、岩盐、石膏、硅灰石、高岭土、滑石、凹凸棒与海泡石粘土、叶腊石、膨润土等非金属矿产与地热、矿水资源也相当丰富。
(5)区内基性、超基性岩分布局限,铬镍资源短缺。由于构造复杂,沉积坳陷与盆地规模较小,岩浆活动频繁,煤炭、油气资源不足。
华夏成矿省及邻区自杨明桂等(1997)厘定扬子、华夏古板块之间的钦杭结合带与成矿带以来,现已成为地质界的广泛共识。在此基础上,将该区构造单元综合划分如图4。
需要说明的是,钦杭结合带是一条隐伏型中新元古代板块结合带,遭到严重的构造、沉积叠覆,是一条极为复杂的构造带。据现有资料,其北界即凭祥—浏阳—景德镇—苏州深断裂带,可能为晋宁期华南洋俯冲消减带,而北海—萍乡—绍兴深断裂带可以确定是扬子—加里东期南华裂谷海盆北西缘控盆断裂带和加里东期东南造山带北西前缘逆冲推覆断裂带,故暂以凭祥—浏阳—景德镇—苏州断裂带作为板块分界,将钦杭带划属华夏板块,这也还有待进一步研究。
其次,作者注意到华南地区地质界长期沿用的构造隆起带与坳陷带,近期为岩浆弧、前陆带等等名称所取代。作者认为岩浆弧、前陆带等往往是多旋回演化过程中一个时期的构造带,不适合综合构造区划,而华南东部陆区这些构造隆起带、坳陷带往往有一个较长的发展演化过程,基本定型于燕山期,是陆内造山的一种重要构造样式。对资源环境有着重要的控制作用,也是进行资源环境区划的重要构造背景。有良好的实用效果,以继续使用为好。
华夏成矿省根据区域成矿条件,构造复合控矿格局与矿产资源禀赋特征,宜分为各具特色的下扬子、南岭、浙闽3个成矿区或成矿亚省,并进一步分为8条成矿带(图5,表1)。
3.2.1 成矿区
关于华夏成矿省3个成矿区的划分,虽然范围与地质构造分区不完全一致,但较客观的反映了3个成矿区各自独特的复合控矿构造格局、成矿系列与成矿特色。限于篇幅,各成矿区的构造—成矿特征就不一一论述了,只重点说明一下南岭成矿带提升为南岭成矿区的问题。为此,首先要厘清“南岭何在?”的问题。
南岭在地理位置上由越城岭、都庞岭、萌渚岭、骑田岭、大庾岭等五岭组成,大都呈现东西向成带,北北东向成岭的地貌特征。研究表明,南岭纬向带是欧亚板块形成后,陆内非板块碰撞构造变形带。成型于中生代的印支、燕山运动,这时陆壳固结程度较高,且与前期近南北向、北北东向构造带近于直交,只是利用了加里东期少数近东西向断裂和褶皱片段发展起来的。
1.晋宁期花岗岩; 2.加里东期花岗岩; 3.印支期花岗岩; 4.燕山期花岗岩; 5.穹隆构造或短轴背斜;6.短轴向斜; 7.加里东期东西向褶皱隆起区; 8.盖层褶皱; 9.断裂;10 滑脱构造.
南岭带近东西向断裂不发育,除河池—寻乌东西向基底断裂带规模较大外,东西向断裂很零散,其构造变形以沉积盖层的东西向横跨褶皱与近东西向排布的构造穹隆、盆地、短轴褶皱为主,尤以构造花岗岩穹隆成带分布为特征。在右江北西向构造带形成东西向横跨褶曲。在湘南与湘桂、钦杭近南北向盖层褶皱反接覆合,形成越城岭—瑞金、都庞岭—会昌、河池—寻乌、百色—梅州四条东西向的构造穹隆和复式花岗岩穹隆带(图6)。在南岭东段,沉积盖层遭到剥蚀,暴露出近东西向的花岗岩带,但在赣南的全南、龙南、信丰、瑞金等地在花岗岩带旁侧残留有东西向横跨短轴向斜。该带一些穹隆构造中,往往有花岗岩体出露。其中晋宁、加里东期花岗岩体是印支—燕山期构造穹隆形成的有利条件。印支—燕山期形成的穹隆构造是花岗岩侵位的有利构造环境。岩体侵入又使穹隆构造得到进一步发展。构造穹隆控岩控矿是南岭带的一大特征。
燕山期造山后,晚白垩世—古近纪陆壳伸展断隆成山、断陷成盆时期,南岭在燕山期造山隆升的基础上,成为分隔岭北与岭南断陷盆地群的一条东西向断隆带。
新近纪—第四纪,南岭继续缓慢上隆,成为长江与珠江水系的分水岭。
正是南岭纬向带中东段的构造—花岗岩带与前期北北东向至近南北向的钦杭南段、诸广—云开、雩山—九连山构造带复合形成了这个以南岭为中心,北起北纬27°、南迄沿海,纵横均约700km,着称于世的构造复合交织的以钨锡、三稀为主的多金属重要成矿区,包括钦杭南段、诸广—云开、雩山—九连山3条重要的成矿带。
表 1 华夏成矿省矿产简表Table 1 List of mineral resources of the Cathaysian metallogenic province
图6 华夏成矿省矿产图Fig.6 Map of mineral resources of the Cathaysian metallogenic province
3.2.2 成矿带
研究表明,华夏成矿省所属8条成矿带主要受新华夏、扬子反S型两大构造体系约束。区内新华夏构造体系随同滨太平洋构造动力体系发展演化,经历了燕山造山期强烈挤压扭动成型,造山后(晚白垩世—古近纪)伸展与新近纪以来弱挤压扭动。扬子反S型构造体系曾归于华夏系,后据其反S状构造特征进行了更名。其奠基于晋宁期扬子与华夏古板块碰撞,加里东期造山时南部有会稽山—罗霄山—云开山反S造山带拼贴增生,燕山期时在滨太平洋动力体系驱动下,大范围挤压、旋钮、增生定型,与新华夏系复合控制着区内控矿格局(图7)。
华夏成矿省的呈反S状或弧形展布的长江中下游、江南、钦杭成矿带的“控带”构造为扬子反S型构造体系的隆起带或坳陷带。经长期发展演化,燕山期归并于新华夏系的隆起带及沿海中生代构造火山—侵入岩带控制了诸广—云开、雩山—九连山、武夷、东南沿海的北北东向成矿带。武陵山—长江中下游反S状坳陷带与江南反S状隆起带被新华夏系的麻城—团风—幕阜山北北东向断裂带所截,成为长江中下游成矿带和江南东段成矿带。钦杭结合带的南段于扬子—加里东期卷入南华裂谷海盆,被加里东期、印支期造山带所叠覆(杨明桂等,2012)。成矿特征虽与北段具有I、S型岩浆成矿的共同特征,但以燕山期S型花岗岩成矿为主,故划属南岭成矿区。
另需指出的是,华夏成矿省划分的17个成矿亚带绝大多数也属于扬子反S型和新华夏构造体系的隆起、坳陷。区内初步划分出的77个重要矿集区、矿田,作者虽经努力仍难免有不少疏漏,但这些矿集区、矿田经构造解析,控矿构造绝大部分是扬子反S型、新华夏构造体系的构造成分,或二者之间以及与南岭纬向构造带的复合构造,也因篇幅所限就不深入讨论了。
图7 华南陆区构造体系略图Fig.7 Sketch map of tectonic system in South China continent