粵東蓮花山斷裂帶韌性剪切的溫壓條件及其對鎢錫銅多金屬成礦作用的約束*

王軍 汪禮明 公凡影 王艷 王成明 卜安 朱沛云

1. 中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所，中國科學(xué)院礦物學(xué)與成礦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 5106402. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 1000493. 廣東省有色金屬地質(zhì)局，廣州 5100804. 中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心，北京 1000375. 廣東省有色地質(zhì)勘查院，廣州 5100806. 中山大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，珠海 5190007. 廣東省有色金屬地質(zhì)局九三一隊(duì)，汕頭 515047

廣東蓮花山斷裂帶是華南沿海地區(qū)一條重要的斷裂帶。位于廣東蓮花山斷裂帶西南段國家級錫銅多金屬整裝勘查區(qū)內(nèi)，也是廣東省最重要的鎢、錫、銅多金屬成礦帶(王軍, 2018)。早期研究認(rèn)為該斷裂帶是一條多期變形的韌性剪切帶，且變質(zhì)作用無論在時(shí)空分布還是形成機(jī)制上都與斷裂構(gòu)造密切相關(guān)(李建超和丘元禧, 1990; 李兆麟和楊忠芳, 1995)；但40Ar/39Ar年代學(xué)表明蓮花山斷裂帶韌性剪切作用主要發(fā)生在117.5～129.7Ma(鄒和平等, 2000; 王曉虎等, 2020; Lietal., 2020)。近年來人們對蓮花山韌性剪切帶密切相關(guān)的鎢、錫、銅、鉛、鋅等多金屬成礦作用十分關(guān)注(王軍等, 2014, 2016; 丘增旺等, 2016, 2017; 錢龍兵等, 2017; Qiuetal., 2017a, b; 閆慶賀等, 2018)?；诒緟^(qū)地質(zhì)特征與巖石地球化學(xué)特征，筆者所在的研究課題發(fā)現(xiàn)蓮花山斷裂帶內(nèi)金坑錫、銅多金屬這類礦床定位嚴(yán)格受到韌性剪切帶的控制，礦體主要沿著片理化、面理化分布且局部切割了早期片理，與成礦密切相關(guān)的蝕變主要有石榴石化、硅化和綠泥石化，為晚侏羅世的左行韌性剪切作用過程中變質(zhì)熱液改造礦床(汪禮明等, 2018)。顯然，韌性剪切作用對區(qū)內(nèi)鎢、錫、銅多金屬礦床成礦具有重要影響，但前人對蓮花山斷裂帶內(nèi)的韌性剪切帶的研究相對較少且不全面(李建超和丘元禧, 1990)，特別是變質(zhì)溫壓條件對蓮花山斷裂帶內(nèi)多金屬礦床成礦元素組合制約的研究尚缺乏，影響了人們對本區(qū)成礦機(jī)理的認(rèn)識。

本文在對典型糜棱巖和糜棱巖化巖石進(jìn)行詳細(xì)巖相學(xué)研究基礎(chǔ)上，利用石榴子石-黑云母溫壓計(jì)對變質(zhì)溫壓條件進(jìn)行了估算。結(jié)合已知礦床空間分布、顯微礦物特征及變質(zhì)溫度和壓力條件，探討了蓮花山斷裂內(nèi)韌性剪切帶的不同變質(zhì)溫壓條件對多金屬成礦作用的制約，深化了韌性剪切作用對粵東地區(qū)鎢、錫、銅、鉛、鋅多金屬成礦的認(rèn)識，從而進(jìn)一步指導(dǎo)本區(qū)成礦規(guī)律總結(jié)和找礦預(yù)測工作。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

蓮花山斷裂帶大地構(gòu)造位置上處于惠陽-梅縣新華夏構(gòu)造帶內(nèi)，北起大埔，南及深圳，呈北東近45°展布，在廣東省內(nèi)延伸360km，寬20～40km。該斷裂帶是一條強(qiáng)烈的擠壓破碎帶，由120多條斷裂所組成，可分為五華-深圳和大埔-海豐西、東兩束(韌性剪切帶Ⅰ、Ⅳ和Ⅱ、Ⅲ的主要分布區(qū))，以壓性斷裂、韌性剪切帶和褶皺構(gòu)造形跡為主， 糜棱巖化、片理化及壓碎巖等十分發(fā)育(汪禮明等, 2018)。

侵入巖主要為鈣堿性花崗巖類巖石，分為粗粒黑云母花崗巖和細(xì)?；◢弾r兩類，卷入韌性剪切的部分巖體發(fā)生明顯變形，但在已揭露的鉆孔中尚未在花崗巖體內(nèi)部發(fā)現(xiàn)多金屬礦化體(汪禮明等, 2018)。斷裂帶內(nèi)出露的火山巖為上侏羅統(tǒng)高基坪群(J3gj)陸相中酸性火山巖和火山碎屑巖建造, 厚度介于1284～6419m之間，鎢、錫、銅、鉛、鋅等成礦元素的平均含量約為粵東地區(qū)地層平均含量的3～5倍(廣東省有色金屬地質(zhì)局, 2018(1)廣東省有色金屬地質(zhì)局. 2018. 廣東雙華-平安鎮(zhèn)地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查報(bào)告. 128-236)，該地層是本區(qū)鎢、錫、銅多金屬礦床的主要賦礦層位。

2 韌性剪切帶野外地質(zhì)特征

韌性剪切是蓮花山斷裂帶的主要特征之一。近年來根據(jù)野外地質(zhì)和巖相學(xué)特征在蓮花山斷裂帶內(nèi)劃分了4條韌性剪切帶，由北東向南西依次為棉洋-雙華(Ⅰ)、北山嶂-九龍嶂(Ⅱ)、五指嶂-鍋?zhàn)俞?Ⅲ)、梅隴-鲘門-觀音山(Ⅳ)(圖1)。韌性剪切帶呈北東-南西斜列的巨型構(gòu)造透鏡體，走向30°～60°，傾角32°～46°；單條長10～180km，寬5～l5km，廣泛發(fā)育糜棱巖帶-糜棱巖化帶-片理化帶，伴有石榴石化、硅化和綠泥石化等蝕變，卷入韌性剪切的地層主要是上侏羅統(tǒng)高基坪群(J3gj)陸相中酸性火山巖和火山碎屑巖。

圖1 廣東省蓮花山斷裂帶西南段沿線地質(zhì)簡圖(據(jù)汪禮明等, 2018修改)動力變質(zhì)帶：Ⅰ-棉洋-雙華；Ⅱ-北山嶂-九龍嶂；Ⅲ-五指嶂-鍋?zhàn)俞?；?梅隴-鲘門-觀音山Fig.1 The brief geological map along southwestern part of Lianhuashan fault (modified after Wang et al., 2018)Dynamic metamorphic belt: Ⅰ-Mianyang-Shuanghua; Ⅱ-Beishanzhang-Jiulongzhang; Ⅲ-Wuzhizhang-Guozizhang; Ⅳ-Meilong-Houmen-Guanyinshan

棉洋-雙華和梅隴-鮜門-觀音山糜棱巖的礦物以石榴子石、白云母、石英為主；而北山嶂-九龍嶂和指嶂-鍋?zhàn)俞置永鈳r的礦物則主要以石榴子石、堇青石、黑云母為主。研究顯示，棉洋-雙華糜棱巖的黑云母、白云母和石英礦物定向性明顯且具有明顯拉長現(xiàn)象，糜棱面理、線理和牽引構(gòu)造較發(fā)育(圖2Ⅰ、Ⅱ)，石英脈及金屬礦物透鏡體在糜棱巖中呈透鏡狀、串珠狀分布；北山嶂-九龍嶂和五指嶂-鍋?zhàn)俞猪g性剪切帶以發(fā)育“構(gòu)造透鏡體”為顯著特征，透鏡體大小不一，其長軸均與擠壓面大致平行，圍繞著它的片理、葉理都很發(fā)育，透鏡體的拉伸方向均指示了一期左行剪切構(gòu)造作用(圖2Ⅱ、Ⅲ)；梅隴-鮜門-觀音山韌性剪切帶則以“石香腸構(gòu)造”為典型特征，云母、石英礦物受剪切作用呈塑性向側(cè)向流動，而夾在其中能干性較強(qiáng)的部分巖石被拉斷(圖2Ⅳ)。

圖2 蓮花山斷裂帶韌性剪切帶和代表性巖石礦物手標(biāo)本(a-e)及顯微鏡下特征(f-j)Ⅰ：棉洋-雙華；Ⅱ：北山嶂-九龍嶂；Ⅲ：五指嶂-鍋?zhàn)俞?；Ⅳ：梅隴-鲘門-觀音山.(a、b)含石榴子石(堇青石)糜棱巖：(c)石榴子石黑云母糜棱片巖；(d)含堇青石白云母糜棱片巖；(e)含石榴子石云母糜棱巖. Grt-石榴子石；Bt-黑云母；Mus-白云母；Qz-石英；Di-透輝石；Crd-堇青石Fig.2 Ductile metamorphic belts and hand specimen (a-e) with microscopic characteristics (f-j) of the typical rocks in Lianhuashan fault beltsⅠ: Mianyang-Shuanghua; Ⅱ: Beishanzhang-Jiulongzhang; Ⅲ: Wuzhizhang-Guozizhang; Ⅳ: Meilong-Houmen-Guanyinshan; (a-b) garnet (cordierite)-bearing mylonite; (c) garnet-biotite-bearing mylonite; (d) cordierite-bearing muscovite-mylonite; (e) garnet-bearing mica-mylonite. Grt-garnet；Bt-biotite；Mus-muscovite；Qz-quartz；Di-diopside；Crd-cordierite

總的說來本區(qū)的韌性剪切帶呈雁列狀、串珠狀沿?cái)嗔褞д共迹g性剪切作用明顯受蓮花山斷裂帶控制，遠(yuǎn)離斷裂帶變質(zhì)作用迅速減弱甚至消失；每條韌性剪切帶內(nèi)由核部到邊部變形強(qiáng)度也逐漸減弱。在高安寨、仙水瀝地區(qū)由核部至邊部變質(zhì)分帶依次為：石英透鏡體→石榴子石(堇青石)糜棱巖→糜棱片巖→片巖→原巖(火山碎屑巖)，兩側(cè)呈對稱分布，石英透鏡體內(nèi)以鎢、錫成礦元素為主，石榴子石糜棱巖和糜棱片巖內(nèi)則以錫、銅、鉛、鋅等成礦元素為主。已有的研究表明，區(qū)內(nèi)的韌性剪切作用導(dǎo)致了蓮花山斷裂帶內(nèi)眾多的的鎢、錫、銅多金屬礦床的形成(汪禮明等, 2014, 2018)。

3 樣品巖石學(xué)特征

本文對蓮花山斷裂內(nèi)棉洋-雙華、北山嶂-九龍嶂、五指嶂-鍋?zhàn)俞帧⒚冯]-鲘門-觀音山4條韌性剪切帶的5件樣品進(jìn)行了研究(GSZ-1、XF-2、JS-1、TJ-2、YP-B-1，采樣位置見圖1)，其巖性分別為含石榴子石白云母糜棱巖、含堇青石白云母糜棱巖、石榴子石黑云母糜棱片巖、含堇青石白云母糜棱片巖、含石榴子石云母糜棱巖(圖2a-e)。所研究的糜棱巖石由斑晶和基質(zhì)組成，具變余糜棱組構(gòu)，顯示眼球狀、片狀構(gòu)造。變質(zhì)巖的斑晶主要為石榴子石、堇青石以及石英，常呈眼球狀、碎粒狀，多為殘留的碎斑礦物，其中石榴子石含量為3%～15%，堇青石含量為0～12%，石英含量為0～12%；基質(zhì)礦物主要為白云母、黑云母、石英、綠泥石、透輝石等，其中白云母含量為30%～45%，黑云母含量為12%～40%，石英含量為15%～56%。金屬礦物主要有黑鎢礦、白鎢礦、閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦和黃鐵礦等。

石榴子石呈半自形粒狀，近等軸狀，粒徑為0.8～3.5mm，具有殘縷結(jié)構(gòu)。鏡下特征顯示其中一種石榴子石較為干凈，邊界平直，應(yīng)為進(jìn)變質(zhì)作用產(chǎn)物(圖2h)；另一種石榴子石邊界呈港灣狀(圖2f, i)，含有石英包裹體且具有明顯的定向性，部分自形小顆粒石榴子石和黑云母、定向排列的石英、白云母共生，且保留了早期的晶形輪廓，具有退變質(zhì)礦物特征。

黑云母呈鱗片狀、片狀，粒徑為0.01～1.5mm，少部分黑云母發(fā)生綠泥石化作用，具有定向排列(圖2h, j)，與石榴子的共生邊界清楚，尚未見到兩者之間有溶蝕結(jié)構(gòu)，表明石榴子石和黑云母是平衡狀態(tài)下的礦物組合。

白云母呈鱗片狀，粒徑為0.01～0.23mm，個(gè)別可達(dá)0.55mm，白云母連續(xù)定向分布，定向性明顯，可見白云母包裹石榴子石或堇青石(圖2f, g, i, j)。鏡下特征顯示圖2a中的白云母與圖2g, h, i中的白云母在顆粒大小、晶體形態(tài)和自形程度明顯不一樣，顯然本區(qū)至少存在斑晶白云母、基質(zhì)白云母兩種不同類型。

石英主要呈他形粒狀，部分被拉長，波狀消光，顆粒間呈凹凸?fàn)罱佑|，粒徑為0.01～0.2mm，部分石英聚集成條帶狀分布。少量石英晶體為0.5～7mm，呈碎粒狀、眼球狀，為殘留的碎斑礦物，周圍有重結(jié)晶的細(xì)小石英晶體。

堇青石呈他形粒狀，粒徑為0.4～3.3mm，常被白云母、黑云母等礦物所環(huán)繞(圖2b)。

透輝石呈他形粒狀，粒徑為0.01～0.1mm，可見透輝石交代石榴子石(圖2a)，透輝石常常是角閃巖相或相當(dāng)變質(zhì)溫壓條件的指示礦物。

綠泥石呈鱗片狀，具有淺綠色-淡褐色的多色性，正低突起，顯藍(lán)灰色的異常干涉色，粒徑為0.01～0.3mm。

4 礦物成分特征

為了限定區(qū)內(nèi)不同韌性剪切帶內(nèi)巖石特征及變質(zhì)條件，對采集樣品的石榴子石、黑云母、白云母和綠泥石等特征礦物進(jìn)行了電子探針分析。分析在中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所礦物學(xué)與成礦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。使用的儀器為JEOLJXA-8230型電子探針，工作條件為加速電壓15kV，束斑直徑1μm，探針電流18×10-8A，Si、Al、Fe、Mn、Mg和Ca的計(jì)數(shù)時(shí)間為峰期20s和上、下背景各10s，Cr和Ti的計(jì)數(shù)時(shí)間為峰期40s和上、下背景各20s，Na和K的計(jì)數(shù)時(shí)間為峰期10s和上、下背景各5s。Si、Ti、Al、Fe、Mg和Ca的相對精度為±2%，Na、K、Cr和Mn相對精度為±5%。由于石榴子石和黑云母之間會發(fā)生Fe/Mg等交換反應(yīng)，選取離邊緣和裂隙稍遠(yuǎn)的區(qū)域進(jìn)行分析。石榴子石、黑云母化學(xué)成分見表1、表2。

4.1 石榴子石

本次研究分析測試的代表性礦物石榴子石的化學(xué)成分見表1。蓮花山斷裂帶內(nèi)的棉洋-雙華、北山嶂-九龍嶂、五指嶂-鍋?zhàn)俞帧⒚冯]-鲘門-觀音山4條韌性剪切帶其主量元素含量總體變化范圍為：SiO2含量為36.88%～37.86%，TiO2含量為0～0.12%，Al2O3含量為20.94%～21.36%，F(xiàn)eO含量為15.89%～42.08%，MnO含量為0.08%～26.02%，MgO含量為0.04%～0.98%，CaO含量為0.89%～7.00%。研究樣品石榴子石的SiO2和Al2O3含量較穩(wěn)定，F(xiàn)eO、MnO和CaO三者的含量波動較大(圖3a)。沿蓮花山斷裂帶北東至南西石榴子石成分逐漸由錳鋁榴石(Sps)過渡到鐵鋁榴石(Alm)，Mg/Fe比值逐漸增加，由0.01增加至0.04。石榴子石成分的差異暗示不同韌性剪切帶變質(zhì)條件存在一定的差異，這與4條韌性剪切帶在空間上呈串珠狀、雁列排列密切相關(guān)(圖1)。

表1 蓮花山斷裂內(nèi)不同韌性剪切帶內(nèi)石榴子石的化學(xué)成分(wt%)

本文還對北山嶂-九龍嶂韌性剪切帶石榴子石顆粒不同位置進(jìn)行成分分析(樣品編號JS-1，測點(diǎn)依次為1-5)(圖3d)。該樣品為石榴子石黑云母糜棱片巖，石榴子石晶形完好，化學(xué)成分穩(wěn)定，表明該石榴子石是進(jìn)變質(zhì)作用的產(chǎn)物。分析結(jié)果顯示，石榴子石核部和邊部成分基本一致，石榴子石主量元素成分剖面比較平直(圖3b)；由核部向邊部FeO和MgO含量總體增加(分別由39.99%和0.82%增加至41.17%和0.95%)，MnO2和CaO含量總體降低(分別由0.09%和2.21%降低至0.06%和1.76%)，反映了在進(jìn)變質(zhì)作用過程中，變質(zhì)溫度不斷增加而壓力逐漸減小。

圖3 蓮花山斷裂帶內(nèi)不同韌性剪切帶內(nèi)石榴子石含量變化及樣品JS-1石榴子石主量元素成分剖面(a)不同韌性剪切帶石榴子石中主量元素含量變化；(b)石榴子石(JS-1)主量元素成分剖面；(c)石榴子石、黑云母和白云母共生特征；(d)石榴子石探針剖面點(diǎn)位圖Fig.3 Variation of the garnet contents in different ductile shear belts in Lianhuashan fault belt and the main elements component profile of Samples JS-1 garnet(a) changes of principal element content in different ductile shear zone garnet; (b) profile of main element composition in garnet; (c) symbiotic characteristics of garnet, biotite and muscovite; (d) point map of garnet probe profile

4.2 云母

蓮花山斷裂帶變質(zhì)巖中的云母有黑云母和白云母，其礦物成分詳見表2。棉洋-雙華和梅隴-鲘門-觀音山兩條韌性剪切帶以白云母為主，其白云母Sipfu(pfu為單個(gè)分子中的離子數(shù))分別為2.82、2.71，(Fe+Mg)pfu分別為0.17、0.13，這表明本區(qū)應(yīng)該至少存在兩期不同類型變質(zhì)作用，這與礦物顯微鏡下觀察到的兩類不同的白云母是相吻合的。而北山嶂-九龍嶂和五指嶂-鍋?zhàn)俞謨蓷l韌性剪切帶以黑云母為主，含有少量白云母。黑云母Sipfu為2.18～2.57，明顯低于白云母中Sipfu的含量；云母的含鐵系數(shù)f=Fe2+/(Fe2++Mn+Mg)達(dá)0.69～0.93，均值0.76，表明本區(qū)的云母屬于富鐵貧鎂型云母；Ti/(Mg+Fe+Ti+Mn)和Al/(Al+Mg+Fe+Ti+Mn+Si)分別為0～0.06、0.23～0.46，云母成分顯示了富鋁的特點(diǎn)。

表2 蓮花山斷裂內(nèi)不同韌性剪切帶中云母的化學(xué)成分(wt%)

5 變質(zhì)作用的溫壓條件對多金屬成礦作用及探討

5.1 變質(zhì)溫壓條件

石榴石-黑云母是變質(zhì)巖中最為常見的礦物對，地質(zhì)學(xué)家們早已發(fā)現(xiàn)這兩種礦物之間的Fe-Mg交換同平衡溫度有確定的函數(shù)關(guān)系，籍此標(biāo)度了石榴石-黑云母溫度計(jì)，Wuetal.(2006) 發(fā)現(xiàn)石榴子石-黑云母溫度計(jì)(Holdaway, 2000)是中高級別泥質(zhì)變質(zhì)巖中誤差小、準(zhǔn)確度很高的理想溫度計(jì)。石榴石-黑云母-斜長石-石英壓力計(jì)是同時(shí)適用于含或者不含Al2SiO5礦物的中高級泥質(zhì)變質(zhì)巖的理想壓力計(jì)，系統(tǒng)誤差約為±1.0kbar。石榴石-黑云母溫度計(jì)(Holdaway, 2000)和石榴子石壓力計(jì)(Hoisch, 1991; Wu, 2019)分別為：

所研究樣品的石榴子石粒度較大，晶形較好，且與黑云母兩者共生，說明在變質(zhì)作用過程中石榴子石和黑云母兩種礦物內(nèi)部的化學(xué)成分已達(dá)到平衡。本文分別對棉洋-雙華、北山嶂-九龍嶂、五指嶂-鍋?zhàn)俞?、梅隴-鲘門-觀音山4條韌性剪切帶的樣品進(jìn)行了變質(zhì)溫壓條件估算，其結(jié)果分別為484～526℃/4.92～7.72kbar、458～469℃/2.17～2.67kbar、536～551℃/1.28～1.67kbar、512～516℃/4.38～4.87kbar，詳細(xì)結(jié)果見表3。

表3 蓮花山斷裂內(nèi)韌性剪切帶內(nèi)溫壓計(jì)算結(jié)果

5.2 錫多金屬成礦特征

蓮花山斷裂帶內(nèi)棉洋-雙華和梅隴-鲘門-觀音山兩條帶的變質(zhì)壓力明顯高于北山嶂-九龍嶂和五指嶂-鍋?zhàn)俞猪g性剪切帶，溫度也略高。這種差異不僅使得巖石產(chǎn)生差異變形和變質(zhì)分帶，而且導(dǎo)致多其金屬成礦元素組合不同。野外地質(zhì)特征表明韌性剪切帶從核部到邊部變形強(qiáng)度逐漸減弱，由核部至邊部變質(zhì)分帶依次為：石英透鏡體→石榴子石糜棱巖→糜棱巖→片巖→原巖(火山碎屑巖)。在仙水瀝地區(qū)(圖1，XF-2)的石英透鏡體內(nèi)及邊部溫度較高，以鎢、錫、銅、鋅等成礦元素為主，品位分別為12.72%、1.00%、2.0%、0.51%(圖4a)；石榴子石糜棱巖中以錫、鋅等成礦元素為主，品位分別為0.63%、0.24%(圖4b)；而糜棱巖中則以錫、銅、鋅等成礦元素，品位分別為0.75%、0.44%、1.75%(圖4c)；其主要成礦物質(zhì)特征如下：

圖4 蓮花山斷裂帶韌性剪切帶成礦特征(a-c)仙水瀝地區(qū)韌性剪切帶由核部至邊部礦化分帶：石英脈型→石榴子石糜棱巖型→糜棱巖型；(d)黑鎢礦與白鎢礦共生；(e)閃鋅礦→黃銅礦→方鉛礦；(f)閃鋅礦→黃銅礦→方鉛礦→黃鐵礦.Sh-白鎢礦；Wf-黑鎢礦；Ccp-黃銅礦；Sph-閃鋅礦；Gn-方鉛礦；Py-黃鐵礦Fig.4 Metallogenic characteristics of different dynamic metamorphic belts in Lianhuashan fault belt(a-c) ductile shear zone in Xianshuili area is mineralized from core to edge: quartz vein type→garnet type→mylonite type; (d) symbiosised wolframite and scheelite; (e) sphalerite→chalcopyrite→galena; (f) sphalerite→chalcopyrite→galena→pyrite. Sh-scheelite；Wf-wolframite；Ccp-chalcopyrite；Sph-sphalerite；Gn-galena；Py-pyrite

黑鎢礦，板狀，粒徑為0.005～0.9mm；白鎢礦呈半自形粒狀，粒徑為0.02～0.3mm，可見白鎢礦與黑鎢礦共生，常沿裂隙分布(圖4d)。

閃鋅礦呈他形粒狀，粒徑為0.05～0.2mm，可見閃鋅礦內(nèi)包含黃銅礦。

黃銅礦呈他形粒狀、乳滴狀，粒徑為0.01～0.05mm，有明顯的定向排列，這與變質(zhì)熱液成因礦體具有明顯的片理化、面理化也相吻合(汪禮明等, 2018)，其明顯的出溶結(jié)構(gòu)應(yīng)為變質(zhì)作用下壓力或者溫度降低形成的，表明黃銅礦成礦時(shí)間基本與閃鋅礦同時(shí)或稍晚(圖4e, f)。

方鉛礦呈他形粒狀，粒徑為0.01～0.07mm，包圍或穿插較早期的閃鋅礦和黃銅礦(圖4e, f)。

黃鐵礦則最晚期形成，呈自形-半自形粒狀，粒徑為0.01～1.4mm，呈浸染狀、團(tuán)粒狀(圖4f)。

5.3 討論

本區(qū)棉洋-雙華、北山嶂-九龍嶂、五指嶂-鍋?zhàn)俞?、梅隴-鲘門-觀音山4條韌性剪切帶的變質(zhì)溫壓條件估算結(jié)果分別為484～526℃/4.92～7.72kbar、458～469℃/2.17～2.67kbar、536～551℃/1.28～1.67kbar、512～516℃/4.38～4.87kbar。李建超和丘元禧(1990)在五華、淡水等地區(qū)測得變質(zhì)溫壓條件為400～560℃、壓力4.6～6.6kbar。邱元禧等(1991)通過石榴石-黑云母溫度計(jì)、白云母壓力計(jì)求得本地區(qū)韌性剪切帶的形成溫度為400～500℃，壓力9～17kbar。本次研究顯示變質(zhì)作用的溫度變化較小但壓力變化較大；蓮花山斷裂帶西束(棉洋-雙華、梅隴-鲘門-觀音山)和東束(北山嶂-九龍嶂、五指嶂-鍋?zhàn)俞?的壓力整體上由北東向南西降低，蓮花山斷裂帶西束從4.92～7.72kbar→4.38～4.87kbar；東束從2.17～2.67kbar→1.28～1.67kbar，同時(shí)我們也發(fā)現(xiàn)棉洋-雙華、梅隴-鲘門-觀音山火山巖為主的地區(qū)變質(zhì)壓力明顯高于北山嶂-九龍嶂、五指嶂-鍋?zhàn)俞只◢弾r為主的地區(qū)。

蓮花山斷裂帶地區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)研究表明，該斷裂帶從福建延伸到廣東境內(nèi)，經(jīng)大浦、豐順、揭西、海豐和深圳，韌性剪切作用逐漸減弱最終消逝在海域(李建超和丘元禧, 1990; 李兆麟和楊忠芳, 1995; 汪禮明等, 2018; Lietal., 2020)；王曉虎等(2020)通過對比蓮花山斷裂帶北段、中段和南段巖石的變形程度來分析本地區(qū)的韌性變形與成礦的關(guān)系，北段的巖石變形有超糜棱巖出現(xiàn)，而中段和南段主要是糜棱巖和糜棱片巖為主，表明其變形程度由北東向南西逐漸減弱。廣東南澳韌性剪切帶和蓮花山韌性剪切帶的黑云母單礦物的40Ar/39Ar年代學(xué)研究表明本區(qū)的韌性剪切作用主要發(fā)生在151～162Ma、117.5～129.7Ma、66～97Ma(鄒和平等, 2000)，蓮花山斷裂帶北段樣品汕45-3的40Ar/39Ar的坪年齡為151～162Ma，而樣品深012-1和深015-1的坪年齡分別為117.5～129.7Ma、66～97Ma，這表明本區(qū)的韌性剪切活動逐漸有斷裂帶北東逐漸往南西延伸。本區(qū)的變質(zhì)作用主要以綠片巖相和綠簾角閃巖相為主，綠片巖相主要礦物有黑云母、白云母、石英等；綠簾角閃巖相主要礦物為石榴子石、堇青石、石英、黑云母等(吳安生等, 2007)，在蓮花山斷裂帶北部高安寨、仙水瀝和金坑地區(qū)的礦物組合主要為石榴子石、堇青石、綠泥石、黑云母、白云母。西南段礦物組合主要為白云母、綠泥石、石英和長石以及少量的石榴子石。根據(jù)本區(qū)野外地質(zhì)調(diào)查、巖相學(xué)特征和礦物組合以及變質(zhì)溫壓條件，我們認(rèn)為棉洋-雙華和梅隴-鲘門-觀音山韌性剪切帶是以石榴子石白云母糜棱巖為代表；隨著溫壓條件的改變尤其是壓力降低而發(fā)生退變質(zhì)作用，石榴子石變斑晶逐漸由堇青石代替，部分退變質(zhì)為綠泥石和黑云母，從而在北山嶂-九龍嶂韌性剪切帶和五指嶂-鍋?zhàn)俞謨?nèi)形成了堇青石黑云母糜棱片巖。

野外地質(zhì)調(diào)查研究表明，從韌性剪切帶核部向邊部礦化逐漸減弱，外部變形較弱或者沒有發(fā)生形變的片巖和原巖基本無礦化活動。鎢錫多金屬礦體大多產(chǎn)于糜棱巖帶和糜棱巖化帶中，兩者均表現(xiàn)出強(qiáng)烈的擠壓變形，面理和片理是成礦元素運(yùn)移和聚集的場所；擠壓變形或糜棱巖化程度越高，成礦活動明顯增強(qiáng)。韌性剪切帶本身伴生了層間滑動斷層及其伴生的節(jié)理、裂隙等，這些構(gòu)造體在應(yīng)力釋放后滑脫，可形成相當(dāng)規(guī)模的儲礦空間，經(jīng)韌性剪切而變形碎裂的礦物，如石榴子石旋轉(zhuǎn)碎斑也可提供礦化空間，金屬礦物沿其顆粒裂隙及顆粒邊部壓力薄弱部位沉淀富集(汪禮明等, 2018)。因此本區(qū)多金屬成礦活動在時(shí)空上主要受控于韌性剪切作用。從不同韌性剪切帶內(nèi)的溫度和壓力分布情況看，溫度變化范圍相對較小，而壓力變化幅度較大，從最低1.28kbar到最高7.72kbar；從蓮花山斷裂帶在區(qū)域上的空間展布來看，由北東延伸到南西，最終在惠州、深圳一帶消失在海域，其中北山嶂-九龍嶂、五指嶂-鍋?zhàn)俞謨蓷l韌性剪切帶內(nèi)分布有大量的花崗質(zhì)巖體，其巖石的能干性相對區(qū)內(nèi)的上侏羅統(tǒng)高基坪群火山巖較強(qiáng)，故而其變質(zhì)作用的壓力相對較低。巖石形變才能提供成礦活動需要的通道和場所，因此變質(zhì)作用的壓力因素是本區(qū)鎢錫多金屬成礦活動的主控因素。自中生代以來華南地區(qū)先后共發(fā)生了三次大規(guī)模成礦活動，分別是湘贛交界地區(qū)燕山早期(180～170Ma)銅、鉛鋅成礦；南嶺地區(qū)燕山中期(150～139Ma)鎢錫鈮鉭等成礦和東南沿海地區(qū)燕山晚期(125～98Ma)錫多金屬成礦(華仁民等, 2005)，而粵東蓮花山斷裂帶沿線地區(qū)主要有巖漿熱液成礦(Qiuetal., 2017a, b; 閆慶賀等, 2018; Zhaoetal., 2018a, b, 2021)和動力變質(zhì)熱液成礦(王軍等, 2014, 2016; 汪禮明等, 2018)。

目前按照韌性剪切熱液成礦機(jī)制，在蓮花山斷裂西南段國家級整裝勘查區(qū)內(nèi)現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)中型礦床7處，其中遠(yuǎn)景規(guī)模有望達(dá)大型礦床2處，小型礦床12處，礦點(diǎn)36處，已知礦床(點(diǎn))大多產(chǎn)于韌性剪切帶以內(nèi)。位于棉洋-雙華和梅隴-鲘門-觀音山韌性剪切帶的高安寨、長埔礦床則以鎢錫為主，遠(yuǎn)景可達(dá)大型規(guī)模；而位于北山嶂-九龍嶂韌性剪切帶的金坑礦床主要為銅、鋅、鉛等，已控制礦體規(guī)模均達(dá)中型規(guī)模，全區(qū)資源量可達(dá)超大型規(guī)模；此外通過近年工作已新發(fā)現(xiàn)了江西坑、大湖、淘錫湖等一批新的勘查基地。

6 結(jié)論

(1)蓮花山斷裂帶內(nèi)的韌性剪切帶發(fā)育構(gòu)造透鏡體、石香腸、糜棱面理和線理等構(gòu)造；巖石學(xué)、礦物學(xué)及礦物成分特征表明本區(qū)變質(zhì)巖有含石榴子石(堇青石)糜棱巖、石榴子石(堇青石)糜棱片巖等。

(2)利用石榴石-黑云母地質(zhì)溫壓計(jì)得出棉洋-雙華、北山嶂-九龍嶂、五指嶂-鍋?zhàn)俞?、梅隴-鲘門-觀音山4條韌性剪切帶形成的溫壓條件分別484～526℃/4.92～7.72kbar、458～469℃/2.17～2.67kbar、536～551℃/1.28～1.67kbar、512～516℃/4.38～4.87kbar。溫度變化較小但壓力變化較大，蓮花山斷裂帶西束(棉洋-雙華梅隴-鲘門-觀音山)和東束(北山嶂-九龍嶂、五指嶂-鍋?zhàn)俞?的變質(zhì)壓力整體上由北東向南西降低。

(3)結(jié)合已有礦床時(shí)空分布規(guī)律，本區(qū)的多金屬成礦活動主要為黑鎢礦、白鎢礦、閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦和黃鐵礦，明顯受控于韌性剪切作用，且棉洋-雙華和梅隴-鲘門-觀音山韌性剪切帶的壓力條件相對較高，金屬成礦以鎢、錫多金屬成礦為主；而北山嶂-九龍嶂和五指嶂-鍋?zhàn)俞猪g性剪切帶的壓力相對較低，金屬成礦則以銅、鉛、鋅成礦為主。

(4)蓮花山斷裂帶內(nèi)的韌性剪切分帶和礦化分帶是本區(qū)韌性剪切成礦的顯著特征。按照變質(zhì)溫度壓力條件和該地區(qū)的多金屬成礦活動演化規(guī)律，可以進(jìn)一步指導(dǎo)本區(qū)鎢、錫、銅多金屬成礦規(guī)律總結(jié)和找礦預(yù)測。

致謝在論文撰寫過程中得到了中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所牛賀才研究員、中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心呂志成研究員、孫海瑞博士和中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地球科學(xué)學(xué)院平先權(quán)老師以及臨沂大學(xué)王國棟老師的指導(dǎo)；在野外地質(zhì)工作中得到了許典葵、顏倫明、錢龍兵三位高級工程師的支持和幫助；在論文修改期間得到了兩位匿名審稿人和俞良軍老師的寶貴意見和建議；在此一并表示衷心感謝。