柏道遠,李 彬,2,周 超,孫 驥,魏方輝,曾廣乾,3,姜 文,李銀敏,蔣啟生
(1. 湖南省地質調查院, 湖南 長沙 410016; 2. 東華理工大學 核資源與環(huán)境國家重點實驗室, 江西 南昌 330013;3. 中國地質科學院 地質力學研究所, 北京 100081)
江南造山帶湖南段自西向東的走向由NNE向漸轉為EW向,總體呈向北西凸出的弧形展布(圖1)。該帶是湖南省金礦的主要發(fā)育構造帶(以下稱江南金礦帶湖南段)(黎盛斯, 1994),有湖南省“金腰帶”之稱(黃建中等, 2020)。前人對江南金礦帶湖南段內金礦床特征、成因和時代背景等進行過大量研究(羅獻林, 1989, 1991; 劉亮明等, 1997; 彭建堂等, 1998; 彭建堂, 1999; 王秀璋等, 1999; 馬東升等, 2002; Xuetal., 2017; Zhangetal., 2019; Zhouetal., 2021),其中對時代背景的爭議較大。如關于湘東北地區(qū)金礦成礦時代即存在雪峰期和燕山-喜山期(黎盛斯, 1994)、武陵-雪峰期和加里東期(羅獻林,1989)、武陵期和加里東期及印支-燕山期(陶詩龍等, 2015)、加里東期和印支-燕山期(彭建堂等, 1998; 彭建堂, 1999)、加里東期和印支期(韓鳳彬等, 2010)、加里東期和燕山期(董國軍等, 2008)、加里東-印支期和燕山期(文志林等, 2016)、印支期和燕山期(黃誠等, 2012)、燕山期(肖擁軍等, 2004; Dengetal., 2017)等不同認識;再如關于沃溪金礦成礦時代,顧雪祥等(2000)、董樹義等(2008)認為形成于新元古代雪峰期,彭建堂等(2003)認為形成于加里東期,彭渤等(2006)認為形成于中生代。
圖 1 湖南省綜合構造單元劃分(據(jù)湖南省地質調查院,2017)及江南造山帶湖南段金礦分布略圖Fig. 1 Subdivision of comprehensive tectonic units in Hunan Province(Hunan Institute of Geology Survey, 2017) and distribution of gold ore deposits of Jiangnan Orogen in Hunan ProvinceⅣ—羌塘-揚子-華南板塊; Ⅳ-4—揚子陸塊; Ⅳ-4-5—湘北斷褶帶(八面山陸緣盆地); Ⅳ-4-5-1—石門-桑植復向斜; Ⅳ-4-5-2—沅潭褶沖帶; Ⅳ-4-9—雪峰構造帶(江南新元古代造山帶); Ⅳ-4-9-1—武陵斷彎褶皺帶; Ⅳ-4-9-2—沅麻盆地; Ⅳ-4-9-3—雪峰沖斷帶; Ⅳ-4-9-4—湘東北斷隆帶; Ⅳ-4-8—邵醴坳-隆帶(桂湘早古生代陸緣沉降帶); Ⅳ-4-8-1—邵陽坳褶帶; Ⅳ-4-8-2—醴陵斷隆帶; Ⅳ-4-14—洞庭盆地; Ⅳ-5—華夏板塊:Ⅳ-5-3—粵湘贛早古生代沉陷帶; Ⅳ-5-3-1—炎陵-汝城沖斷褶隆帶; Ⅳ-5-4—云開晚古生代沉陷帶; Ⅳ-5-4-1—寧遠-桂陽坳褶帶; F1—慈利-保靖斷裂(江南斷裂); F2—保靖-銅仁斷裂; F3—古丈-吉首斷裂; F4—懷化-沃溪斷裂; F5—溆浦-靖州斷裂; F6—通道-江口斷裂; F7—城步-江口斷裂; F8—城步-新化斷裂; F9—公田-灰湯-新寧斷裂; F10—連云山-衡陽-零陵斷裂; F11—茶陵-郴州斷裂; F12—瑤崗仙斷裂; F13—桂東-汝城斷裂; F14—常德-安仁斷裂; F15—郴州-邵陽斷裂; F16—藍山-新寧斷裂; F17—川口-雙牌斷裂Ⅳ—Qiangtang-Yantze-South China plate; Ⅳ-4—Yantze block; Ⅳ-4-5—North Hunan fault-fold zone (Bamianshan epicontinental basin); Ⅳ-4-5-1—Shimen-Sangzhi synclinore; Ⅳ-4-5-2—Yuangtan fold-thrust fault zone; Ⅳ-4-9—Xuefeng tectonic belt (Jiangnan Neoproterozoic orogenic belt); Ⅳ-4-9-1—Wuling fault-bend fold zone; Ⅳ-4-9-2—Yuanling-Mayang Basin; Ⅳ-4-9-3—Xuefeng thrust-fault zone; Ⅳ-4-9-4—Northeastern Hunan faulted uplift zone; Ⅳ-4-8—Shaoyang-Liling depression-uplift zone (Guangxi-Hunan Early Paleozoic epicontinental depression zone); Ⅳ-4-8-1—Shaoyang depression-fold zone; Ⅳ-4-8-2—Liling faulted uplift zone; Ⅳ-4-14—Dongting Basin; Ⅳ-5—Cathaysia block; Ⅳ-5-3—Guangdong-Hunan-Jiangxi Early Paleozoic depression zone; Ⅳ-5-3-1—Yanling-Rucheng thrust-fold uplift zone; Ⅳ-5-4—Yunkai Late Paleozoic depression zone; Ⅳ-5-4-1—Ningyuan-Guiyang depression-fold zone; F1—Cili-Baojing fault(Jiangnan fault); F2—Baojing-Tongren fault; F3—Guzhang-Jishou fault; F4—Huaihua-Woxi fault; F5—Xupu-Jingzhou fault; F6—Tongdao-Jiangkou fault; F7—Chengbu-Jiangkou fault; F8—Chengbu-Xinhua fault; F9—Gongtian-Huitang-Xinning fault; F10—Lianyunshan-Hengyang-Lingling fault; F11—Chaling-Chenzhou fault; F12—Yaogangxian fault; F13—Guidong-Rucheng fault; F14—Changde-Anren fault; F15—Chenzhou-Shaoyang fault; F16—Lanshan-Xinning fault; F17—Chuankou-Shuangpai fault
近年來關于區(qū)域金(多金屬)的成礦時代,不同研究者也提出了不同主張。Xu 等(2017)根據(jù)華南(包括江南造山帶)自新元古代以來構造-巖漿與成礦特征,提出了“陸內活化型”礦床概念以解釋江南造山帶金(多金屬)礦床的成因,認為存在早古生代(423~397 Ma)、侏羅紀(176~170 Ma)和早白堊世(144~130 Ma)等3期礦化事件,且燕山晚期(130 Ma)是其主要成礦富化階段;Zhang等(2019)提出存在三疊紀(約235 Ma)和早白堊世(142~130 Ma)的2期金成礦事件、早泥盆世(約402 Ma)和晚三疊—早侏羅世(224~163 Ma)的2期金-銻成礦事件、早白堊世(約130 Ma)的1期銻成礦事件;黃建中等(2020)提出湖南“金腰帶”成礦發(fā)生于加里東期和印支期;柏道遠等(2020a, 2020b)認為除加里東期和印支期外,尚存在中晚燕山期金成礦作用。然而,對“金腰帶”不同期次成礦事件的構造格局及其對成礦的控制作用,目前尚缺乏研究和探討。鑒此,本文采用區(qū)域成巖成礦年代學資料、礦床(區(qū))地質特征、礦床成因和流體來源、區(qū)域構造演化背景等多要素相結合的研究方法,對各主要金礦區(qū)的成礦時代逐一進行了詳細解析,并以此為基礎重新厘定區(qū)域金礦成礦地質事件及其時代,探討各成礦期的區(qū)域構造格局(構造背景)控礦特征和機制,以為江南金礦帶湖南段成礦學研究提供更為全面、客觀的參考資料。
江南金礦帶湖南段金礦主要分布于雪峰沖斷帶(Ⅳ-4-9-3)、湘東北斷隆帶(Ⅳ-4-9-4)南部、醴陵斷隆帶(Ⅳ-4-8-2)北部以及邵陽坳褶帶(Ⅳ-4-8-1)北部的大乘山-龍山串珠狀隆起帶(圖1)。
該帶自早至晚經(jīng)歷了武陵期(冷家溪群沉積期)活動大陸邊緣盆地、雪峰期(板溪群沉積期)-南華紀陸內裂谷盆地、震旦紀-早奧陶世被動陸緣盆地、晚奧陶世-志留紀前陸盆地、泥盆紀-中三疊世陸表海盆地、晚三疊世-第四紀陸相盆地等6個大的構造階段(柏道遠等, 2020b),期間發(fā)生過武陵、雪峰、加里東、印支、早燕山、晚燕山等主要構造運動以及武陵期、加里東期、印支期和燕山期等主要花崗質巖漿侵入事件,形成了復雜的沉積、巖漿、變形、變質和成礦等地質記錄。
帶內自早至晚發(fā)育地層包括青白口系冷家溪群弧后盆地陸緣碎屑夾火山沉積,板溪群(或同期異相的高澗群)裂谷盆地陸緣碎屑夾火山和鈣質沉積,南華系裂谷盆地陸緣碎屑夾鈣質、錳質沉積,震旦系被動大陸邊緣盆地白云質、硅質、炭泥質夾錳質沉積,寒武系-志留系被動陸緣盆地-前陸盆地陸緣碎屑為主、鈣質為輔沉積,泥盆系-下三疊統(tǒng)陸表海盆地陸緣碎屑和碳酸鹽為主夾硅質沉積,上三疊統(tǒng)-下侏羅統(tǒng)陸相盆地碎屑夾鈣質沉積,白堊系-古近系陸相紅盆碎屑夾膏鹽沉積,第四系河、湖相松散堆積。金礦產(chǎn)出地層主要為冷家溪群、板溪群和南華系,其中冷家溪群主要分布于湘東北隆起帶和雪峰沖斷帶北段; 板溪群主要分布于雪峰沖斷帶;南華系分布于雪峰沖斷帶和邵陽坳褶帶北部(圖1)。
帶內發(fā)育武陵期、加里東期、印支期和燕山期(主要為晚侏羅世)花崗質侵入巖。其中武陵期花崗巖分布于湘東北平江—瀏陽一帶,加里東期花崗巖分布于東部醴陵板杉鋪和西部白馬山,印支期花崗巖分布于通道—溆浦—益陽—醴陵一線以南,3期花崗巖分別形成于俯沖和武陵運動之后 (王孝磊等, 2004)、加里東運動之后(柏道遠等, 2005; 關義立等, 2013)、印支運動之后 (柏道遠等, 2005; 曾認宇等, 2016)的后碰撞構造環(huán)境;燕山期花崗巖分布于靖州—華容一線南東,形成于早燕山運動之后的后造山(陳培榮等, 2002; 柏道遠等, 2005)、后碰撞(李鵬春等, 2005)或太平洋板塊俯沖后崩塌(Li and Li, 2007;許德如等, 2017)等構造環(huán)境。
江南金礦帶湖南段現(xiàn)今最主要構造特征表現(xiàn)為構造隆起,帶內前白堊系各構造層褶皺、斷裂變形強烈,尤其以多條NE-NNE向主干斷裂以及NW向常德-安仁基底隱伏斷裂最為矚目(圖1)。帶內構造變形主要與冷家溪群沉積期(武陵期)末弧-陸碰撞的武陵運動、奧陶紀末和志留紀后期的加里東陸內造山運動(分別稱為北流運動和廣西運動)、中三疊世后期的印支陸內造山運動、中侏羅后期的早燕山陸內造山運動等構造運動有關(柏道遠等, 2020b)。此外,還經(jīng)歷了青白紀末期的雪峰運動和白堊紀—古近紀構造伸展,前者為陸內裂谷環(huán)境下斷塊旋轉和差異升降所致,后者形成了眾多斷陷盆地和盆-嶺構造格局。
江南金礦帶湖南段金礦床廣泛分布于湘東北隆起區(qū),雪峰弧形構造帶的北段(EW向段)、中段和南段(NE向、NNE向段)(圖1)。其中較為知名或規(guī)模較大的有黃金洞、大萬(大洞、萬古)、沃溪、鏟子坪、漠濱等金礦。帶內不同規(guī)模金礦產(chǎn)地的成礦元素多以金為主,同心銻礦、渣滓溪銻鎢金礦、龍王江銻金礦田等(圖1)少部分礦床中金以次要或伴生元素產(chǎn)出。
不同區(qū)帶金礦的賦礦地層存在顯著差異。湘東北地區(qū)金礦主要產(chǎn)于冷家溪群中;雪峰弧形構造帶北段(EW向段)金礦產(chǎn)于板溪群和冷家溪群中;中段—南段金礦產(chǎn)于板溪群(西帶)和南華系(東帶)中(圖1)。
江南金礦帶湖南段內金礦體均產(chǎn)于斷裂中,但主容礦斷裂類型多樣,或為順層(局部切層)剪切斷裂,如黃金洞金礦和大萬金礦的NWW向容礦剪切帶(顧江年等, 2012; 文志林等, 2016; 高順, 2017)、雁林寺地區(qū)NE向容礦層間剪切帶(黃誠等, 2012)、沃溪金礦中的層間礦脈(鮑振襄等, 2002)、合仁坪金礦中控礦層間斷裂(鄧穆昆等, 2016)、大坪金礦中NE向容礦韌性剪切帶(李華芹等, 2008)、漠濱金礦區(qū)NE向賦礦層間斷裂(鮑振襄等, 1998)等;或為順巖層或構造線走向的切層斷裂,如黃金洞礦區(qū)金塘礦段3號礦脈容礦斷裂(高順, 2017)等;或為走向與巖層或構造線大角度相交的切層斷裂,如雁林寺地區(qū)NW向容礦斷裂(徐昊等, 2016)、鏟子坪金礦NW向主容礦斷裂(駱學全, 1993)、渣滓溪銻鎢金礦NW向主容礦斷裂(鮑振襄等, 1991)等。成礦元素金一般沿礦脈走向分段富集,礦脈走向與傾角突變轉折、分枝、膨脹及多組斷裂交切、主斷裂與派生斷裂交匯等部位金更為富集。
成因類型主要為與變質作用、構造作用和花崗質巖漿活動有關的中低溫熱液型金礦,與變質作用和構造作用有關的代表性礦床有沃溪金礦(劉亞軍, 1992; 彭建堂等, 2003)、漠濱金礦(鮑振襄等, 1998);與花崗質巖漿活動有關的代表性礦床有雁林寺金礦和正沖金礦(陶詩龍等, 2015; 隗含濤等, 2020)、黃金洞金礦和萬古金礦(許德如等, 2017; Xuetal., 2017; Dengetal., 2020)、板溪銻(金)礦(Lietal., 2018)、鏟子坪金礦(曹亮等, 2015)等。
根據(jù)礦石結構和組分特征主要可分為石英脈型和蝕變巖型等兩大類,另有個別花崗巖體接觸帶型金礦床發(fā)育。石英脈型金礦又可進一步分為順層石英脈型和切層石英脈型,前者以雁林寺、黃金洞、大萬、沃溪、柳林汊、漠濱等金礦床等為代表,后者以淘金沖金礦和肖家金礦等為代表。蝕變巖型金礦可進一步分為蝕變板巖型、蝕變破碎帶型、蝕變構造角礫巖型等,見于雁林寺、黃金洞、大萬、鏟子坪等金礦,可為獨立礦體,也可分布于石英脈型礦體的兩側?;◢弾r體接觸帶型見于湘東北隆起區(qū)南部的團山背金礦和正沖金礦(王淑軍等, 2008)。
礦石常見構造有塊狀構造、(網(wǎng))脈狀構造、條帶狀構造、角礫狀構造、浸染狀構造等;常見結構有粒狀結構、片狀結構、交代結構、包含結構、充填結構、碎裂結構、固溶體分離結構等。常見金屬礦物有自然金、毒砂、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、黝銅礦等(部分有銻、鎢礦物);常見非金屬礦物有石英、絹云母、方解石、綠泥石、白云母、鐵白云石、粘土礦物等(部分有鈉長石、斜長石);金主要以裂隙金、晶隙金的形式充填于石英、毒砂、黃鐵礦、輝銻礦、鈉長石等礦物中或板巖碎塊與石英脈接觸處裂隙中。不同礦床的礦物組合和成礦元素可存在較大差異,如湘東北黃金洞金礦和萬古金礦中毒砂是最主要的載金礦物之一,成礦元素以單一金為主;而湘西沃溪金礦中卻沒有毒砂,主要成礦元素有Au、Sb、W等多種。常見礦脈及圍巖蝕變有硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化、毒砂化、黃鐵礦化、粘土化等,部分伴有鎢礦化、輝銻礦化、閃鋅礦化、黃銅礦化、輝銅礦化、方鉛礦化等;金礦化與硅化、毒砂化、黃鐵礦化關系密切(鮑振襄等, 2002; 鄧穆昆等, 2016; 文志林等, 2016; 高順, 2017)。
成礦作用主要為中低溫熱液成礦(楊燮, 1992; 黃誠等, 2012; 曹亮等, 2015; 李偉等, 2016; 鄧穆昆等, 2016), 流體包裹體均一溫度主要集中在150~300℃。同一礦體的成礦過程常具多階段特征,一般從早階段到晚階段成礦溫度逐漸降低,如沃溪金礦(楊燮, 1992)、古臺山金礦(李偉等, 2016)等。
關于礦質(Au)來源存在地層(柳德榮等, 1994; 彭建堂, 1999; 董國軍等, 2008)、巖漿(李偉等, 2016)、地層和深部巖漿(毛景文等, 1997; 賀轉利等, 2004)等不同認識?;诹颉U、碳、氫、氧等同位素研究提出的成礦流體來源認識不一,有圍巖或區(qū)域變質熱液(鄧穆昆等, 2016; Dengetal., 2017)、變質熱液與巖漿熱液(李偉等, 2016)、變質熱液與大氣降水(楊燮, 1992; 韓鳳彬等, 2010)、巖漿熱液與大氣降水(毛景文等, 1997)、海水熱液(顧雪祥等, 2000; 董樹義等, 2008)、混合熱液(賀轉利等, 2004; 曹亮等, 2015)等??傮w而言,前人研究表明成礦物質來源于圍巖或下部基底構造層,巖漿可能有部分貢獻;成礦流體以區(qū)域變質熱液為主,同時存在天水深循環(huán)流體和巖漿流體;多期構造-巖漿-熱作用是形成、驅動成礦流體的動力機制;流體混合可能是成礦流體發(fā)生成礦元素卸載、沉淀和富集的原因。
(1) 江南金礦帶湖南段內成礦元素Au、Sb、W常常共生,但是由于物理化學條件、成礦物質、成礦流體、成礦能量來源、成礦元素活化轉移和沉淀的機制等存在差異,形成單元素為主、雙元素組合、三元素組合等不同類型礦床(劉英俊等, 1994),但其成礦時代背景總體相同或密切相關。因此,本文一并搜集了帶內金礦、銻礦、鎢礦、金銻礦、金銻鎢礦等不同類型礦床的時代,以形成有更多資料證據(jù)支持的關于金礦成礦時代背景的更全面、更客觀的認識。
(2) 江南金礦帶湖南段向南西延伸至鄰省貴州,黔東南金井金礦、平秋金礦、八克金礦等金礦床的大量年代學成果對本文研究具有重要的啟示意義,因此將其作為重要的參考資料。
(3) 江南金礦帶目前已積累了較多的成礦年齡資料,分析方法多樣,包括石英和石英流體包裹體的Rb-Sr等時線法、金屬礦物(輝鉬礦、黃鐵礦、毒砂等)的Re-Os等時線法、金屬礦物(黃鐵礦和白鎢礦)和方解石Sm-Nd等時線法、K-Ar法、Ar-Ar法(表1)。受礦物成因及其地質背景、初始同位素的均一化程度、同位素的分異、含量和賦存狀態(tài)、同位素體系的封閉性等地質因素以及實驗設備和分析方法的影響,各類測試方法各有優(yōu)劣(劉建明等, 1998);就具體樣品而言,其分析結果的可靠性及地質解釋的合理性相對于客觀實際可能存在偏差??傮w而言,目前被認為可靠性較高的成礦年齡分析方法有Re-Os等時線法、Sm-Nd等時線法、Ar-Ar法等。受次生流體包裹體干擾以及Sr同位素均一化和Rb與Sr分異等環(huán)節(jié)不易滿足分析條件等限制,近20年來應用很廣的石英和石英流體包裹體Rb-Sr等時線法頗受質疑(劉建明等,1998;姚海濤等,2001)。盡管如此,研究區(qū)內黃金洞、鏟子坪、大坪、平茶、肖家等礦床的石英或石英流體包裹體Rb-Sr等時線年齡與其它成巖成礦年齡和地質背景吻合較好(詳見后文),本文視其為有限可靠或有重要參考價值的年齡資料??傊?,本文在利用前人已有測年資料分析成礦年代時,總體上優(yōu)先考慮方法更為可靠的測年數(shù)據(jù),同時也考慮了測試結果可能存在的偏差,顧及測試結果的地質合理性。
(4) 部分侵入巖體與礦體具有密切的空間和成因聯(lián)系,則侵入巖的成巖年齡可作為成礦年齡。
(5) 本著測年數(shù)據(jù)與地質資料相結合的原則進行成礦時代的綜合分析與厘定,如通過構造事件和構造變形的時代約束構造活化和變質相關礦床的時代,通過巖漿巖的時代約束巖漿流體相關礦床的時代,通過賦礦地層時代、含礦構造時代約束成礦時代的下限,通過成礦流體來源(如巖漿來源或變質來源)、礦床與區(qū)域侵入巖體的空間關系等約束成礦作用的構造或巖漿背景,等。
鑒于上述,表1中除江南金礦帶湖南段金礦和金多金屬礦的成礦年齡數(shù)據(jù)外,還列出了研究區(qū)內銻礦和鎢礦的成礦年齡、成礦相關石英斑巖和花崗斑巖的成巖年齡數(shù)據(jù)以及黔東南金井等金礦床的測年數(shù)據(jù)。
本文按自東至西、自北至南的順序,對江南金礦帶湖南段(以下簡稱江南金礦帶)各金礦區(qū)(床)成礦時代進行綜合分析和厘定。
3.2.1 雁林寺金礦區(qū)成礦時代
雁林寺金礦區(qū)位于江南金礦帶東段南部(圖1),分布有雁林寺、正沖、團山背、梨樹坡、官橋、青草、洪源、楠竹坡、金雞等大量中小型金礦床(點)。賦礦地層為冷家溪群雷神廟組、黃滸洞組和小木坪組含炭質板巖、粉砂質板巖、變質砂巖等。金礦區(qū)西南面為加里東期板杉鋪巖體,正沖金礦和團山背金礦發(fā)育隱伏花崗質巖枝,雁林寺—團山背一帶發(fā)育NW向隱伏輝綠巖脈。
根據(jù)含礦構造類型可將本區(qū)金礦分為以下3類。
第1類金礦的含礦構造為(近)順層韌性剪切帶和層間斷裂,礦脈大多為NE走向,金宏金礦等局部地區(qū)受后期構造疊加可為NW走向。此外,受板杉鋪巖體強力就位影響,巖體東側、北側構造線產(chǎn)生變位,礦脈分別呈近SN向和EW向。礦化類型主要有條帶狀石英脈型和蝕變巖型,蝕變巖型礦石主要分布于礦化石英脈兩側(陸文等, 2020)。
第2類金礦的含礦構造主要為NW向斷裂(含韌性剪切帶)或裂隙,其切割第1類礦體(脈),或受第1類含礦斷裂限制而發(fā)育于后者上盤。礦化類型主要為構造破碎帶型,由含金石英脈和礦化蝕變圍巖組成。此類金礦為正沖金礦的主要金礦類型(徐昊等, 2016),但在其它金礦床礦石品位一般較低,總體工業(yè)意義不大,如雁林寺地區(qū)NW向礦脈數(shù)量少、延伸短、品位變化大,基本不具開采價值(陸文等, 2020)。
第3類金礦的含礦構造為花崗巖枝的內外接觸帶,此類礦體見于團山背金礦和正沖金礦(王淑軍等, 2008), 巖枝沿NE向斷裂或韌性剪切帶侵位。
根據(jù)上述礦床地質特征,結合區(qū)域構造演化過程以及成巖成礦測年資料,初步確定雁林寺金礦區(qū)主要存在加里東期和印支晚期金成礦事件。
加里東期成礦與加里東陸內造山運動誘發(fā)的志留紀后碰撞花崗質巖漿活動(關義立等, 2013)有關,形成了前述第1類金礦脈以及第3類金礦。最近孫驥等(面告 , 待發(fā)表)于團山背金礦、雁林寺金礦分別進行了3件、1件礦脈樣品的熱液鋯石U-Pb年齡測定,得到一致的426 Ma左右的成礦年齡;其還獲得團山背金礦420 Ma左右的方解石Sm-Nd同位素年齡、礦化花崗巖430 Ma左右的年齡。 隗含濤等(2020)獲得板杉鋪巖體東側花崗巖枝和花崗閃長巖枝的鋯石U-Pb年齡分別為425.2±1.5 Ma和430.6±周岳強, 董國軍, 許德如, 等. 2021. 湖南黃金洞金礦床白鎢礦Sm-Nd年齡及其地質意義. 地球化學(待刊).
表 1 江南金礦帶湖南段及鄰區(qū)成礦和相關成巖年齡數(shù)據(jù)Talbe 1 Metallogenic ages of deposits and related magmatic rocks in Jiangnan gold metallogenic zones in Hunan and its adjacent areas
1.5 Ma(表1),并根據(jù)地質產(chǎn)狀確定金雞金礦的成礦與巖枝密切相關。此外,關義立等(2013)獲得432.4±2.6 Ma,李建華等(2015)獲得422±2 Ma和421±2 Ma等板杉鋪巖體鋯石U-Pb年齡。上述測年數(shù)據(jù)反映出加里東期花崗質巖漿活動和成礦時代一致,約為430~420 Ma。肖家山金礦石英流體包裹體特征反映中期成礦流體來源于巖漿(陶詩龍等, 2015),印證了本期與巖漿相關的成礦作用。
印支晚期成礦形成了前述第2類金礦,即以NW向斷裂或裂隙為含礦構造的礦脈。相關成礦年齡有青草金礦236±14 Ma和團山背金礦222±9 Ma的石英流體包裹體Rb-Sr等時線年齡(彭渤等, 1997; 韓鳳彬等, 2010)。本金礦區(qū)東南部王仙花崗斑巖體的鋯石U-Pb年齡為224.7±4.4 Ma(楊立志等, 2018),與成礦年齡一致,反映本期成礦主要與巖漿活動有關。據(jù)區(qū)域構造演化背景,初步推斷賦存礦體的NW向斷裂、裂隙形成于中三疊世后期印支運動主幕的NW(W)向擠壓(柏道遠等, 2005)。
由于處于相對統(tǒng)一的構造-巖漿演化背景下,本金礦區(qū)各金礦床可能不同程度發(fā)生過上述2期成礦作用,只是不同期次成礦對不同礦床的重要性存在差異。
3.2.2 黃金洞-萬古金礦區(qū)成礦時代
黃金洞-萬古金礦區(qū)位于江南金礦帶東段北部,包括黃金洞金礦田、萬古-大洞金礦田以及其它眾多中小型金礦床(圖1)。區(qū)內地層主要為冷家溪群和白堊系—古近系,同時發(fā)育大量燕山期花崗巖。賦礦地層為冷家溪群板巖、粉砂質板巖、凝灰質板巖等。含礦構造主要為NWW向(部分轉為近EW向)、傾向北的順層或近順層脆韌性剪切破碎帶,其與軸面北傾的同走向倒轉褶皺相伴發(fā)育;黃金洞金礦尚見褶皺轉折端控制礦體(顧江年等, 2012; 高順, 2017)。此外,個別礦脈賦存于傾向南的切層斷裂中,如黃金洞礦區(qū)金塘礦段3號礦脈(高磊等, 2017)。含礦斷裂常具多期活動特征,如早期條帶狀石英脈可呈構造透鏡體夾于后期擠壓破碎帶中,含礦石英脈可發(fā)生較強變形而形成揉皺。金礦體常表現(xiàn)出側伏現(xiàn)象,但側伏規(guī)律尚待進一步研究(顧江年等, 2012)。根據(jù)礦石結構和組分,礦石類型主要有蝕變破碎巖型、構造角礫巖型、石英脈型、碎裂石英脈型和蝕變板巖型等(顧江年等, 2012; 文志林等, 2016; 高順, 2017)。
目前本金礦區(qū)內已有成礦年齡集中在加里東期和燕山期(表1)。加里東期年齡有黃金洞金礦462±18 Ma、萬古金礦425±33 Ma的石英流體包裹體Rb-Sr等時線年齡(韓鳳彬等, 2010)和黃金洞金礦第1期石英脈(主成礦期之前)399~397 Ma的白云母Ar-Ar年齡(Dengetal., 2020)。燕山期成礦年齡有黃金洞金礦152±13 Ma的石英流體包裹體Rb-Sr等時線年齡(董國軍等, 2008)、129.7±7.4 Ma的白鎢礦Sm-Nd等時線年齡(周岳強等, 2021)(1)周岳強, 董國軍, 許德如, 等. 2021. 湖南黃金洞金礦床白鎢礦Sm-Nd年齡及其地質意義. 地球化學(待刊).,大巖金礦(礦化點)130.0±1.4 Ma的白云母Ar-Ar年齡(Dengetal., 2017)等。此外,七寶山銅鉛鋅多金屬礦床伴生金,其礦床153.4±2.0 Ma的石英流體包裹體Rb-Sr等時線年齡(胡俊良等, 2017)以及成礦相關石英斑巖152.1±1.3 Ma、154.8±2.1 Ma的鋯石U-Pb年齡(胡俊良等, 2016),為燕山期成礦提供了佐證。
除上述年齡外,前人尚獲得大洞金礦70 Ma和萬古金礦70 Ma的石英流體包裹體Rb-Sr等時線年齡(毛景文等, 1997; 董國軍等, 2008)。鑒于其所對應的白堊紀末期為伸展盆地發(fā)展階段,區(qū)內無強烈構造變形和巖漿活動以提供成礦所需熱能,因此推斷上述年齡數(shù)據(jù)僅反映伸展期的一般低溫蝕變,或與分析方法可靠性差有關,不能指示同期成礦事件。最新勘探進展表明,萬古金礦礦脈往東延伸至下白堊統(tǒng)之下,表明白堊系開始沉積時金礦體即已出露地表,此為上述推斷提供了有力佐證。
根據(jù)上述礦床地質特征和成礦年齡數(shù)據(jù),結合區(qū)域構造演化過程,可初步確定黃金洞-萬古金礦區(qū)存在加里東期和燕山期等2期成礦事件,并以燕山期成礦為主,加里東期成礦可能僅導致礦質的初步富集。
鑒于區(qū)內無加里東期花崗巖發(fā)育,加里東期成礦有別于前述花崗質巖漿活動有關的雁林寺金礦區(qū),認為本礦區(qū)主要應與加里東陸內造山運動的構造活化有關。
燕山期成礦應與早燕山運動以及其后的花崗質巖漿活動有關。中侏羅世后期的早燕山運動中區(qū)域應力場為NWW向擠壓(柏道遠等, 2005),其導致武陵運動和加里東運動中形成的NWW向和EW向斷裂拉張而形成良好的儲礦空間(文志林等,2016)。晚侏羅世—早白堊世初期的大規(guī)?;◢徺|巖漿活動提供了成礦所需的流體和熱源,于巖體圍巖中形成帶狀分布的多金屬礦產(chǎn),其中最外帶即為金礦發(fā)育的中低溫成礦帶(許德如等, 2017)。
值得指出的是,前人(湖南省地質調查院, 2017)曾將本區(qū)金井一帶的多個小巖體時代歸為三疊紀,但筆者在新近完成的1∶5萬區(qū)調中于金井地區(qū)新獲得一批花崗巖和酸性斑巖的鋯石SHRIMP U-Pb年齡,顯示包括原三疊紀花崗巖在內的酸性侵入巖年齡值約165~150 Ma(數(shù)據(jù)待發(fā)表),說明該區(qū)并無印支期花崗巖。這應該是本金礦區(qū)有燕山期而無印支期金礦成礦作用的原因所在。
3.2.3 半邊山金礦區(qū)成礦時代
半邊山金礦區(qū)位于江南金礦帶中段東部(圖1),區(qū)內發(fā)育半邊山金礦、金山金礦和木瓜園鎢礦等礦床。
木瓜園大型鎢礦同時有少量金礦化。礦區(qū)發(fā)育的三仙壩花崗斑巖為含礦巖體,其全巖鎢礦化,礦體產(chǎn)狀與巖體一致,沿NWW285°斷裂分布。少量金礦化賦存于圍巖板溪群斷裂破碎帶中,為破碎帶蝕變型(陜亮等, 2019)。花崗斑巖的LA-ICP-MS 鋯石U-Pb年齡為224.2±2.0 Ma,礦體中輝鉬礦Re-Os等時線為225.4±1.4 Ma(表1)(陜亮等, 2019)。顯然,上述礦床地質特征及同位素年齡反映木瓜園鎢礦及其少量金礦化的形成與花崗斑巖密切相關,成礦作用和巖漿活動均發(fā)生于225 Ma左右的印支晚期(晚三疊世)。
半邊山金礦位于印支期桃江花崗巖體東側(圖1),礦區(qū)出露地層為冷家溪群絹云母板巖、粉砂質板巖(鮑振襄, 1994)。發(fā)育NNE向-近SN向陡傾斜斷裂和劈理以及NNE向斷裂之間的少數(shù)NW向和NE向斷裂或羽狀分枝斷裂,為本區(qū)控巖控礦構造。礦區(qū)發(fā)育多條含金石英斑巖脈,主要充填于NNE向斷裂帶(主)及NW向和NE向斷裂帶(次)內。斑巖本身為含金異常體,其Au平均含量高于維氏酸性巖豐度19~44倍,高于圍巖的1.4~3.3倍(鮑振襄,1994)。金礦化主要富集在石英斑巖內的石英脈、蝕變帶及其接觸破碎帶,其中石英脈一般不穿入圍巖中,屬巖漿期后石英脈。上述礦床地質特征表明半邊山金礦與石英斑巖在成因上相關且形成時代相同??臻g上,半邊山酸性斑巖和金礦體緊鄰桃江巖體,并與木瓜園的酸性斑巖和鎢礦以及巖壩橋巖體相近(圖1),而鋯石SHRIMP U-Pb年齡測定表明桃江巖體時代為222±2 Ma,巖壩橋巖體的時代為219.1±1.1 Ma和220.7±1.0 Ma(表1)(湖南省地質調查院, 2017),結合前述木瓜園礦區(qū)成巖、成礦年齡,可推斷半邊山酸性斑巖及金礦的形成時代約為225~220 Ma,屬晚三疊世。金山金礦位于半邊山金礦東側,地質背景與后者相近(李曉峰, 2002),最大可能也是形成于晚三疊世。
綜上所述,半邊山金礦區(qū)金礦的形成時代應為印支晚期,即晚三疊世。
3.2.4 板溪-符竹溪金礦區(qū)成礦時代
板溪-符竹溪金礦區(qū)位于江南金礦帶中段中部,主要礦床有板溪銻礦、王家沖銻礦、符竹溪金銻礦、西沖金礦等(圖1),其中板溪銻礦和符竹溪金銻礦有成巖成礦年齡。
板溪銻礦為中低溫熱液充填輝銻礦-石英脈礦床,主要賦礦圍巖為板溪群五強溪組板巖、砂質板巖和砂巖。礦區(qū)北部發(fā)育東西向石英斑巖脈群,其含銻金較高,少數(shù)被含銻金石英脈穿插。礦體受NE向與EW向斷裂控制,二者復合的弧形部位形成富礦體(羅獻林,1995)。按礦石和礦物組合特征分為富銻石英脈型、含銻破碎帶型、富銻金石英脈型等3種礦化類型。輝銻礦可分為兩期,早期輝銻礦呈致密狀、結晶較差,其被晚期結晶稍好的輝銻礦細脈充填切割(羅獻林, 1995)。彭建堂等(2001)對礦區(qū)含礦石英斑巖進行了全巖K-Ar分析,獲得202~194 Ma的成巖年齡;Fu 等(2019)獲得石英斑巖脈鋯石U-Pb年齡為218.8 ± 3.1 Ma和223.8 ± 3.0 Ma,表明其為印支晚期巖體,與東鄰半邊山礦區(qū)酸性斑巖的形成時代基本一致。Li 等(2019)獲得成礦期石英Rb-Sr等時線年齡196±4 Ma,反映出印支期成礦作用。Li Huan等(2018)對礦石中輝銻礦與毒砂以及輝銻礦分別進行了Rb-Sr等時線和Sm-Nd等時線分析,得到129.4±2.4 Ma和130.4±1.9 Ma的年齡(表1),反映出燕山期的成礦作用。上述礦床地質特征和成巖成礦年齡數(shù)據(jù),大體反映出板溪銻礦經(jīng)歷了印支晚期和燕山期兩期成礦事件,其中印支晚期的銻金成礦與同期酸性巖漿活動密切相關,形成早期致密狀銻金礦;而燕山期成礦作用可能與區(qū)域巖漿作用驅動下的基底來源熱流體與大氣降水的混合流體有關(Li Huanetal., 2018),形成晚期輝銻礦細脈。
符竹溪金銻礦賦存于板溪群馬底驛組紫紅色板巖內,為受斷裂構造控制的中-低溫熱液脈狀充填型礦床(姚振凱等, 1993; 潘燦軍等, 2015)。礦區(qū)內發(fā)育沿斷裂帶侵入的花崗斑巖脈和鈉長輝綠巖脈,巖脈多呈NW向、近EW向和NE向,成群成帶分布。斑巖中金、銻含量分別高出上部陸殼平均值的13倍、650倍,表明花崗斑巖脈的侵入可以提供成礦物質和成礦流體(潘燦軍等, 2015)。成礦受區(qū)域性EW向符竹溪斷裂及NNW-NW向斷裂控制,主要礦脈走向NNW,礦體傾向SW近直立,向NW側伏。銻金礦化具有明顯的垂直分帶性,上部以銻為主,下部以金為主。礦脈具有沿傾向延伸較大、側伏成礦及柱狀富集的特點,結合區(qū)域構造背景(柏道遠等, 2015, 2018),推測柱狀礦體的延伸方向受加里東運動所形成的EW向北傾斷裂與印支運動中所形成的NNW向走滑斷裂的交線控制。含礦花崗斑巖的K-Ar年齡為210±4 Ma(姚振凱等, 1993),與半邊山礦區(qū)和板溪礦區(qū)的酸性斑巖一樣,為印支晚期巖體;礦區(qū)南東面的江石橋輝綠巖鋯石U-Pb年齡為229 Ma(金鑫鏢等, 2017),據(jù)此推斷礦區(qū)鈉長輝綠巖脈也形成于印支晚期。上述礦床地質特征和成巖年齡數(shù)據(jù),表明符竹溪金銻礦形成于印支晚期,與同期花崗質巖漿活動有關。
王家沖銻礦目前缺少測年資料,鑒于其位于板溪和符竹溪礦床之間,可大體推斷其成礦時代背景與后者相同。
綜上所述,板溪-符竹溪金礦區(qū)的成礦時代主要為印支晚期,其中板溪銻礦尚存在燕山期成礦作用。板溪銻礦發(fā)生燕山期成礦作用應與南鄰溈山一帶的巖漿活動驅動有關,以晚三疊世花崗巖為主的溈山巖體內部即出露有燕山期侵入體(圖1)。
3.2.5 柳林汊-沃溪金礦區(qū)成礦時代
柳林汊-沃溪金礦區(qū)位于江南金礦帶中段西部,該區(qū)南部發(fā)育沃溪超大型金銻鎢礦和沈家埡金礦,北部發(fā)育柳林汊金礦、合仁坪金礦及眾多小型金礦床(點)(圖1)。各礦床(點)礦體主要產(chǎn)于馬底驛組紫紅色板巖的層間破碎帶中。
沃溪金銻鎢礦床賦存于板溪群馬底驛組紫紅色板巖、含鈣質板巖中,礦脈位于EW向北傾沃溪大斷裂下盤的層間剪切斷裂中,包括層間脈型、下盤細脈帶型和切層節(jié)理裂隙型(鮑振襄等, 2002)。礦區(qū)位于NEE向仙鵝抱蛋背斜的北側,礦床受多級褶皺控制(劉亞軍, 1992),反映多層次不同規(guī)模斷裂及層間剪切帶的存在??氐V主體褶皺為田香灣復向斜,礦田中90%的礦石儲量產(chǎn)于其中(雷鳴波等, 1998)。
柳林汊金礦和合仁坪金礦受NEE向褶皺、斷裂控制,含礦構造主要為馬底驛組層間剪切帶及其派生的節(jié)理裂隙。合仁坪礦床層間破碎帶中斷層角礫發(fā)育,角礫具脈動性液壓致裂特征并被石英、鈉長石膠結。
目前本金礦區(qū)獲得的成礦年齡有402±6 Ma的白鎢礦Sm-Nd等時線年齡(彭建堂等, 2003)、420±20 Ma和414±19 Ma的石英Ar-Ar年齡(彭建堂等, 2003),顯示成礦時代為加里東期。此外,史明魁等(1993)獲得沃溪礦床145±12 Ma、陳富文等(2008)獲得沈家埡金礦90.6±3.2 Ma的石英Rb-Sr等時線年齡,區(qū)域上無對應時代的構造變形事件和巖漿活動,本文認為屬伸展事件中熱流體的反映,或與分析方法可靠性差有關。
基于上述成礦年齡和礦床地質特征并結合區(qū)域構造背景(柏道遠等, 2015),確定柳林汊-沃溪金礦區(qū)的金礦成礦時代為志留紀晚期(加里東期),并可形成該區(qū)金礦成礦和構造變形過程及背景的基本認識: 志留紀晚期發(fā)生加里東運動,該區(qū)處于雪峰弧形構造北段西部而形成NEE向斷裂、層間剪切滑脫帶(上巖層自北向南滑移)及不同規(guī)模和級別的褶皺,同時因構造活化沿層間剪切帶及其派生裂隙中形成礦脈。在此過程中,沃溪礦田南面形成向NEE傾伏的仙鵝抱蛋背斜,背斜北翼形成了NE-NEE向的田香灣復向斜,復向斜軸部區(qū)域因處于構造低點而成為流體匯聚和成礦的主要構造部位。
3.2.6 渣滓溪-大溶溪金礦區(qū)成礦時代
渣滓溪-大溶溪金礦區(qū)位于江南金礦帶西段北部(圖1),包括大溶溪鎢礦、同心銻礦、渣滓溪銻鎢金礦、羊皮帽銻金礦及區(qū)內眾多小型金銻礦床(點)。
大溶溪鎢礦位于大神山花崗巖體的西北側及通道-江口大斷裂帶上,所發(fā)育白鎢礦體主要賦存于南華系南沱組下段的變質砂巖層和大理巖、硅質板巖層中。主礦脈4條,主要受不同巖性接觸界面附近的層間裂隙、層內裂隙控制,呈層狀、似層狀、條帶狀產(chǎn)出,礦石類型有矽卡巖型和石英網(wǎng)脈型(張龍升等, 2014)。礦床的輝鉬礦Re-Os等時線年齡為223.3±3.9 Ma (張龍升等, 2014),與緊鄰的大神山花崗巖224.3±1.0 Ma的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡(張龍升等, 2012)完全一致,均形成于晚三疊世(印支晚期),說明成礦與巖漿作用密切相關。
渣滓溪銻鎢金礦床位于溆浦-靖州大斷裂東側,產(chǎn)于板溪群五強溪組碎屑巖、含凝灰質碎屑巖和凝灰?guī)r中。銻(金)礦脈沿NWW向和NW向共軛斷裂(斷面發(fā)育水平擦痕)發(fā)育,礦體向SE側伏,側伏角一般50°~60°;白鎢礦具層控特征,沿NE向砂質巖層產(chǎn)出,但充填于NW向層內細脈中(鮑振襄等, 1991)。礦床內白鎢礦Sm-Nd等時線年齡為227.3±6.2 Ma(王永磊等, 2012),與大溶溪鎢礦成礦時代一致,為印支晚期。
羊皮帽銻(金)礦床主要賦存于五強溪組NE向層間破碎帶內,產(chǎn)狀較穩(wěn)定,具分段富集特征(鮑振襄等, 1991)。該礦床目前缺乏成礦年齡資料,不過據(jù)同樣的層間破碎帶控礦特征以及居于同一NNE向構造帶(圖1),可大體推斷其與北面的沃溪礦田、南面的字溪金礦、肖家金礦和漠濱金礦等礦床一樣形成于加里東期。在外,礦區(qū)尚見產(chǎn)于近EW-NEE向陡傾斷裂中的銻金礦體(鮑振襄等, 1991),初步推斷其與層間破碎帶型礦化一樣形成于加里東期,含礦斷裂與加里東運動NWW-NW向擠壓(柏道遠等, 2015)有關。
綜上所述,渣滓溪-大溶溪金礦區(qū)北部的大溶溪鎢礦、渣滓溪銻鎢金礦床形成于印支晚期,南部的羊皮帽銻(金)礦床很可能形成于加里東期。此外,同心銻礦位于大溶溪鎢礦和渣滓溪銻鎢金礦之間,推斷其形成時代也為印支晚期。
3.2.7 古臺山-龍王江-鏟子坪金礦區(qū)成礦時代
古臺山-龍王江-鏟子坪金礦區(qū)位于江南金礦帶西段中部(圖1),包括古臺山金銻礦、龍王江銻金礦田、鏟子坪金礦、桐溪金礦、大坪金礦、字溪金礦及其它小型金礦床(點)。多數(shù)礦床產(chǎn)于溆浦-靖州斷裂、通道-江口斷裂、城步-江口斷裂等斷裂帶上或兩側,少數(shù)產(chǎn)于古臺山隆起;總體沿NNE向構造帶(線)展布,局部沿NW向斷裂展布,如大坪金礦和桐溪金礦。
古臺山礦床位于白馬山復式巖體北側,主要賦存于南華系長安組含礫砂巖和含礫泥巖中,為石英脈型金銻礦床。NW向斷裂為主要導礦構造,金(銻)礦體多呈脈狀賦存于NNW向和NNE向剪切裂隙中,鍶同位素組成指示成礦流體源于巖漿流體與基底碎屑巖的水巖相互作用(孫驥等, 2020)。成礦期白云母Ar-Ar坪年齡為223.6±5.3 Ma(Li Weietal., 2018),為印支晚期(晚三疊世)。
鏟子坪金礦位于黃茅園巖體(白馬山巖體西體)南西側,賦礦地層為長安組含礫砂質板巖夾砂巖。其為構造破碎蝕變巖型金礦床(主礦脈旁側發(fā)育與之平行的石英細脈型礦脈),礦脈產(chǎn)于NW向陡傾斷裂帶和裂隙中,礦床西面的通道-江口斷裂則為導礦構造(駱學全,1993)。含金石英脈Rb-Sr等時線年齡為206±9 Ma,而緊鄰的黃茅園巖體黑云母花崗巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡為222.3±1.7 Ma(李華芹等, 2008),二者在誤差范圍內基本一致,均屬印支晚期(晚三疊世),暗示成礦與巖漿活動密切相關,曹亮等(2015)等對礦床流體包裹體的研究也揭示其成因類型為中高溫巖漿熱液型。值得指出的是,同位于NNE向通道—江口斷裂帶上的上茶山鎢礦和牛角界鎢礦分別產(chǎn)于崇陽坪巖體和瓦屋塘巖體中,受同侵位斷裂控制,而兩巖體的鋯石U-Pb年齡分別為223.1±2.1 Ma和214.2±1.7 Ma(蘇康明等, 2016),進一步印證了印支晚期成礦作用。
大坪金礦緊鄰鏟子坪金礦西面,位于通道-江口斷裂帶旁側(圖1),賦礦地層為高澗群含凝灰質板巖、粉砂質板巖、板巖。含金石英脈產(chǎn)于NE向韌性斷裂帶和片理化蝕變帶以及NW向破碎蝕變帶中,前者礦體延伸較長且穩(wěn)定,后者礦脈數(shù)量多、延伸短但蝕變更強(李華芹等, 2008)。NW向斷裂中的含金石英脈Rb-Sr等時線年齡為205±6 Ma(李華芹等, 2008),與鏟子坪金礦完全一致,屬印支晚期。NE向韌性剪切帶中金礦缺少測年數(shù)據(jù),筆者根據(jù)地表構造調查和巖芯觀察,初步推斷其主要形成于加里東期,印支期產(chǎn)生了疊加礦化作用(詳細證據(jù)與論證擬另文介紹):志留紀后期加里東運動中形成了NNE向絹云母化韌性剪切帶(常表現(xiàn)為強劈理化帶并與劈理帶過渡),同時形成因遞進剪切作用而褶皺變形的硅化礦化脈;中三疊后期印支運動中在NWW向擠壓下形成橫切先期糜棱面理的NW向左行平移斷裂;晚三疊世沿NW向斷裂發(fā)生毒砂化、黃鐵礦化、金礦化而形成深色金屬礦化體。
龍王江銻金礦田位于通道-江口斷裂和城步-江口斷裂之間的淘金坪-龍鼻橋復背斜(圖1),自北而南分布著淘金坪、江東灣、江溪壟、泥潭沖和白竹坪等銻砷金礦床(點)。賦礦地層為板溪群五強溪組;含礦構造為NE-NNE向韌脆性剪切帶及其派生的EW-NEE向南傾韌性剪切帶;礦化類型有石英脈型、破碎蝕變巖型和蝕變糜棱巖型(鮑振襄, 1996)。龍王江銻金礦田與大坪金礦位于同一NNE向構造帶上,控礦地層和控礦構造類型相近,因此初步推斷其成礦時代為加里東期和印支晚期。
字溪金礦位于溆浦-靖州大斷裂東側,賦礦地層為高澗群磚墻灣組,含礦構造為NE向層間剪切帶,成礦作用的毒砂Re-Os等時線年齡為425±28 Ma,屬加里東期(Wangetal., 2019)。
綜上所述,古臺山-龍王江-鏟子坪金礦區(qū)的金礦成礦時代有加里東期和印支晚期,加里東期礦床有字溪金礦,印支晚期礦床有古臺山金銻礦、鏟子坪金礦,加里東期和印支晚期兩期成礦的礦床有大坪金礦、龍王江銻金礦田。此外,桐溪金礦緊鄰鏟子坪金礦,印支晚期成礦的可能性大。
3.2.8 漠濱-平茶金礦區(qū)成礦時代
漠濱-平茶金礦區(qū)位于江南金礦帶西段南部,包括漠濱、米貝、肖家、淘金沖、陽團灣、平茶、茶溪等金礦床及眾多金礦點(圖1),賦礦地層為高澗群沉凝灰?guī)r及凝灰質砂巖、板巖等。以下首先簡介典型礦床的地質特征,然后結合區(qū)域成礦年代學資料和區(qū)域構造演化過程厘定其成礦時代背景。
漠濱金礦的含礦構造主要為走向NE、向NW緩傾的層間斷裂及其派生的節(jié)理裂隙(鮑振襄等, 1998),礦化類型主要為石英脈型,成礦流體主要為變質流體(丁清峰等, 2009)。筆者于290巷道內層間礦脈底部見剪切碎粉巖,S-C組構指示上巖層向SSE逆沖(圖2a)。
圖 2 漠濱金礦區(qū)控礦構造特征Fig. 2 Characteristics of the ore-controlling structures of Mobin gold deposit a—層間脈底部S-C組構指示逆沖; b—正階步指示NW向斷裂左行走滑a—S-C fabric at the bottom of interlayer vein indicates thrust; b—positive steps indicate left-lateral slipping of the NW-trending fault
礦區(qū)尚發(fā)育一組切割早期層間斷裂的NW向近直立含礦斷裂,寬窄不一,于一礦硐中見裂面上正階步指示左行走滑特征(圖2b);斷裂中礦化類型為硅化破碎帶型。290巷道內清楚見到NW向斷裂與層間斷裂交匯處形成規(guī)模很大、品位極高的富金礦包。
淘金沖金礦位于NE向肖家田背斜南東翼近軸部,含金石英脈的斷裂構造可分為NE向、NWW-NNW向、層間斷裂等幾組(羅鳴皋, 1984)。NWW-NNW向斷裂為主要含礦斷裂,包括NWW向與NNW向“X”型節(jié)理和一組NW向橫張節(jié)理,均垂直層面發(fā)育;該組斷裂平面上集中發(fā)育而形成3個NW向至NNE向的礦脈帶(裂隙帶)。NE向斷裂為與褶皺軸向一致的壓扭性斷裂;層間斷裂常錯切NWW-NNW向穿層斷裂,其交匯處往往形成富集體。上述斷裂系統(tǒng)與加里東運動中NW向擠壓有關(羅鳴皋, 1984)。筆者野外觀察表明,除上述構造外,礦區(qū)尚發(fā)育NNE向產(chǎn)狀直立的右行平移斷裂、NNW向陡傾右行平移斷裂、NEE向逆斷裂等中新生代形成的斷裂構造。
肖家金礦位于NE向肖家田背斜核部偏南東翼,NE向肖家-坡腳壓扭性斷層控制礦體的產(chǎn)出。代表性Ⅰ號礦體為一由含金石英細脈帶組成的走向NEE板狀礦體,礦體則由充填于NWW向裂隙的密集礦脈組成;肖家-坡腳斷層以西即下盤金礦化強于斷層以東上盤金礦化。筆者野外觀察發(fā)現(xiàn)NWW向裂隙局部變化為近EW向且為右行平移特征,并于一礦硐中見EW向直立石英脈被順層滑脫斷裂切錯,切錯部位見傾向SE的小型切層逆斷裂,顯示上巖層由SE往NW的滑移(圖3)。
圖 3 肖家金礦區(qū)層間滑脫斷裂切錯EW向礦脈Fig. 3 Interlayer faults cut and moved EW-trending ore vein in Xiaojia gold deposit
區(qū)域成礦年代學資料表明漠濱-平茶金礦區(qū)存在加里東期和印支期兩期成礦作用。金礦區(qū)內漠濱金礦層間礦脈中成礦相關鉀長石404 Ma的K-Ar年齡(王秀璋等, 1999)、肖家金礦412±33 Ma的石英流體包裹體Rb-Sr等時線年齡和418±4 Ma的蝕變巖Rb-Sr等時線(彭建堂等, 1998)以及平茶金礦435±9 Ma的石英流體包裹體Rb-Sr等時線(彭建堂等, 1998)等(表1),明確反映出加里東期成礦作用。與金礦區(qū)位于同一構造帶上的黔東南平秋金礦400±24 Ma的毒砂Re-Os等時線年齡(王加昇等, 2011)、八克金礦410±52 Ma的毒砂Re-Os等時線年齡(顧尚義等, 2016)以及同古金礦425±16 Ma的石英流體包裹體Rb-Sr等時線年齡(朱笑青等, 2006)等(表1),為漠濱-平茶金礦區(qū)加里東期成礦提供了有力佐證。順便說明,朱笑青等(2006)獲得的平秋金礦492±37 Ma和477±14 Ma的石英流體包裹體Rb-Sr等時線年齡相對加里東運動時代明顯偏大,而獲得的金井金礦340±16 Ma的Rb-Sr等時線年齡(表1)則無區(qū)域構造或巖漿事件對應,結合分析方法的可靠性考慮,本文不將這3個數(shù)據(jù)視為成礦年齡。
漠濱金礦兩期含礦構造的存在,說明漠濱-平茶金礦區(qū)除加里東期成礦外尚存在后期成礦事件。盡管區(qū)內缺少相關年齡報道,但鄰區(qū)黔東南有關研究初步指示后期成礦事件的時代為印支期,如顧尚義等(2016)獲得平秋金礦毒砂Re-Os等時線年齡為235±3 Ma。此外,顧尚義等(2016)對王加昇等(2011)報道的金井金礦174±15 Ma的毒砂Re-Os等時線年齡測試數(shù)據(jù)進行了再研究,認為分析結果中187Re/188Os>5 000的兩個樣品的印支期模式年齡(242.6 Ma和231.3 Ma)才代表實際成礦年齡。
根據(jù)上述礦床地質特征和成礦年齡,結合區(qū)域構造演化背景(柏道遠等, 2015),確定漠濱-平茶金礦區(qū)成礦時代有加里東期和印支期,且兩期金礦成礦背景及相關控礦構造形成機制如下:
志留紀晚期(加里東期)發(fā)生加里東運動,在區(qū)域NW向擠壓體制下高澗群產(chǎn)生褶皺和斷裂變形,金元素隨構造活化形成的變質熱液于各類斷裂和節(jié)理裂隙中沉淀而形成礦體。漠濱礦區(qū)形成NE走向的緩傾層間斷裂并派生節(jié)理裂隙,含礦石英脈于層間斷裂和節(jié)理裂隙中充填。淘金沖—肖家一帶形成NE向肖家田背斜和肖家-坡腳壓扭性斷裂,兩者成為控礦和導礦構造。淘金沖礦區(qū)首先在NW向擠壓下形成NWW向和NNW向共軛“X”型斷裂以及NW向橫張節(jié)理,隨著變形過程的發(fā)展形成NE向背斜和層間剪切斷裂,上述斷裂提供了礦脈充填空間。肖家礦區(qū)在類似的構造機制下先后形成NWW-EW向右行平移斷裂和層間剪切斷裂,前者成為主要容礦構造。米貝、陽團灣、平茶、茶溪等金礦的主要含礦構造也為層間斷裂,成礦時代主要也應為加里東期。
中三疊世后期的印支運動中遭受NWW向擠壓,漠濱礦區(qū)形成NW向左行走滑斷裂,深部流體作用下于NW向斷裂及其與層間斷裂交匯處形成礦體充填。
3.2.9 金坑沖礦區(qū)成礦時代
金坑沖礦區(qū)位于常德-安仁隆起帶與湘中凹陷交接地帶、紫云山巖體的北側(圖1),自西向東分布有金坑沖、包金山、王家灣等中小型金礦床。其礦床地質特征以包金山金礦最為典型。該礦床賦礦地層主要為板溪群馬底驛組鈣質板巖;礦區(qū)發(fā)育走向NW、傾向NE的花崗斑巖脈,以及近EW向、NNE向、層間破碎帶和NW 向等4組斷層,其中近EW向斷裂控制礦床的空間定位,層間破碎帶和NW 向斷層為重要的賦礦構造;礦化類型可分為石英脈型和破碎帶蝕變巖型(鞠培姣等, 2016)。在花崗斑巖脈弧狀拐彎處上、下盤的破碎蝕變帶中常發(fā)育較富金礦體,暗示巖漿活動提供了部分成礦物質和熱源。成礦作用劃分為變質熱液期、巖漿熱液期和熱液疊加期等3個成礦期,主成礦期為巖漿熱液期(鞠培姣等, 2016)。鑒于成礦作用與巖漿活動密切相關,而礦區(qū)南側紫云山巖體的鋯石U-Pb年齡為222 Ma(劉凱等, 2014),因此推斷成礦時代為印支晚期(晚三疊世)。
以上通過測年數(shù)據(jù)與礦床地質特征、礦床成因和流體來源、區(qū)域構造演化背景等綜合約束的方法,對江南金礦帶湖南段各金礦區(qū)(床)成礦時代進行了解析和厘定,結果表明存在加里東期、印支晚期和燕山期等3期金成礦事件,各成礦事件涉及礦床如表2所示。順便指出,鑒于江南金礦帶湖南段內成礦元素Sb、W常與Au共生,銻礦和鎢礦與金礦的成礦時代背景總體相同或密切相關,因此表2中除金礦和金多金屬礦外,也列出了銻礦和鎢礦。
表 2 江南金礦帶湖南段成礦地質事件及相關礦床一覽表Table 2 Gold mineralization events and relatived deposits of Jiangnan gold zones in Hunan
據(jù)已有測年數(shù)據(jù)(表1),加里東期成礦年齡在462~402 Ma之間,如考慮誤差值和年齡本身的不準確度以及加里東運動和加里東期花崗質巖漿活動的時代背景(詳見4.2節(jié)),估計實際成礦年代為430~410 Ma,對應于志留紀后期(跨泥盆紀初)。如考慮年齡數(shù)據(jù)的誤差值和不準確度,印支晚期成礦年齡約在227~202 Ma之間,對應于晚三疊世;燕山期成礦年齡約在152~130 Ma,對應于晚侏羅世—早白堊世初。
值得指出的是,湘東北雁林寺金礦區(qū)及黃金洞-萬古金礦區(qū)的冷家溪群經(jīng)歷過新元古代中期武陵運動強烈構造變形,相應的構造活化作用很可能于(近)順層斷裂(或剪切帶)及兩側圍巖中產(chǎn)生了金的初步富集。雁林寺地區(qū)部分條帶狀礦化石英脈中的硅化條帶與圍巖巖性條帶之間可呈過渡關系,即暗示武陵期礦化作用存在的可能性較大。鑒于目前缺乏可靠的成礦年齡數(shù)據(jù),武陵期金成礦作用存在與否及其強度是值得關注和研究的重要問題之一。
江南金礦帶湖南段各成礦地質事件的發(fā)生與特定的構造階段即構造環(huán)境密切相關,各期金礦的分布還受同期構造格局的控制。本節(jié)即就各期成礦的構造背景和構造格局控制特征予以分析闡述。順便指出,加里東、印支和燕山等成礦期的構造格局厘定即構造單元劃分方案依據(jù)已發(fā)表文獻(柏道遠等, 2020a, 2020b),其主要根據(jù)同期構造變形類型和強度差異、隆-凹構造格局及花崗質巖漿活動的差異等進行厘定,但限于篇幅,具體證據(jù)和表現(xiàn)本文不展開闡述。
根據(jù)構造變形、巖漿活動、角度不整合特征及抬升剝蝕幅度等,厘定加里東成礦期即志留紀后期構造格局如圖4所示。省境自南東至北西分為湘中-湘東南構造巖漿帶(Ⅰ)、雪峰構造帶(Ⅱ)、湘西北構造抬升帶(Ⅲ)等3個構造帶,其中雪峰構造帶根據(jù)構造樣式和變形強度差異可進一步分為雪峰沖斷帶(Ⅱ1)和武陵低緩褶皺帶(Ⅱ2)等2個次級構造帶。
湘中-湘東南構造巖漿帶(Ⅰ)的西邊界受城步-江口斷裂控制,北邊界大體為瀏陽-城步匯聚帶的東段。該帶既有強烈的構造變形,又有大規(guī)模的花崗巖漿活動,巖體所在部位多為加里東期次級構造隆起(圖4),表現(xiàn)在泥盆系角度不整合在巖體之上,反映出巖漿的形成與局部更強烈的擠壓作用、斷裂活動以及更大幅度的地殼增厚有關。雪峰構造帶(Ⅱ)具斷裂、褶皺變形,但無明顯的花崗質巖漿活動。其東部雪峰沖斷帶(Ⅱ1)變形更強,逆沖斷裂活動導致斷塊疊置和地殼大幅抬升;西部武陵低緩褶皺帶(Ⅱ2)主要發(fā)育較寬緩的斷彎褶皺,地殼抬升幅度較小。湘西北構造抬升帶(Ⅲ)內泥盆系與志留系為平行不整合接觸,反映加里東運動中僅有抬升而無變形。
圖 4 加里東期(志留紀后期)構造格局及金礦分布Fig. 4 Tectonic framework and distribution of gold deposits in Caledonian (late Silurian)構造格局據(jù)柏道遠等(2020a, 2020b)略修改; 斷裂名稱及礦床類型同圖1; Ⅰ—湘中-湘東南構造巖漿帶; Ⅱ—雪峰構造帶: Ⅱ1—雪峰沖斷帶; Ⅱ2—武陵低緩褶皺帶; Ⅲ—湘西北構造抬升帶tectonic framework is modified from Bai Daoyuan et al., 2020a, 2020b; names of faults and types of deposits as for Fig.1; Ⅰ—Central-Southeastern Hunan tectonomagmatic belt; Ⅱ—Xuefeng tectonic belt: Ⅱ1—Xuefeng thrust-fault zone; Ⅱ2—Wuling gentle fold zone; Ⅲ—Northwestern Hunan tectonic lifting belt
上述構造格局由加里東運動及其后的后碰撞花崗質巖漿活動塑造。早古生代后期的加里東運動為陸內造山運動(張國偉等, 2013),構造運動造成中、上地殼疊置、增厚和升溫,在變形峰期之后由于擠壓減弱、應力松弛的后碰撞構造環(huán)境下深部地殼巖石減壓熔融并向上侵位而形成S型花崗巖體(柏道遠等, 2015)。需要說明的是,這一構造-巖漿活動在湖南尚表現(xiàn)出較為復雜的遷移特征: 城步-新化斷裂以東,加里東運動構造變形分為2期,即奧陶紀末—志留紀初的北流運動以及志留紀后期的廣西運動,相應產(chǎn)生了早志留世(約445~430 Ma)和志留紀末—泥盆紀初(410 Ma左右)等2期花崗質巖漿活動;城步-新化斷裂以西,僅經(jīng)歷晚期的廣西運動和志留紀末—泥盆紀初的花崗質巖漿活動,此前的奧陶紀末—志留紀早期則為前陸盆地而接受沉積(柏道遠等, 2015)。
值得指出的是,湘中-湘東南構造巖漿帶與雪峰構造帶之間的巖漿活動性差異,可能與區(qū)域加里東運動由南東向北西擴展以及武陵期洋-陸構造格局及其形成的深部巖石圈結構差異有關,具體分析如下: 區(qū)域上加里東運動由南東向北西擴展(陳旭等, 1999; 柏道遠等, 2015),使得變形強度總體由南東往北西變弱,巖漿活動也限于城步-江口斷裂以東、瀏陽-城步匯聚帶東段以南地區(qū),從而形成湘中-湘東南構造巖漿帶與雪峰構造帶之構造分野。此外,雪峰構造帶在武陵期屬揚子陸塊邊緣而具更加穩(wěn)定的巖石圈結構,湘中-湘東南構造巖漿帶因武陵期為弧后擴張帶、島弧和華南洋(柏道遠等, 2018)而巖石圈強度較低,使得后期構造運動中后者的深部構造變形和熱擾動強于前者。
上述構造格局控制了加里東期金礦的發(fā)育與分布。在雪峰沖斷帶(Ⅱ1)中段—西南段,受加里東陸內造山運動控制,板溪群產(chǎn)生低級變質并形成順層滑脫斷裂、逆沖斷裂、與層面大角度相交的剪切斷裂、褶皺及其派生的層間剪切斷裂等地質構造。變質和變形產(chǎn)生的成礦流體以及變形相關構造活化作用(劉亮明等, 1997),使成礦元素得以萃取、運移、聚集而最終于順層滑脫斷裂、層間斷裂、切層斷裂(裂隙)中沉淀,從而于柳林汊-沃溪、羊皮帽-龍王江-大坪、米貝-漠濱-淘金沖、平茶-茶溪等地區(qū)形成了眾多規(guī)模不一的造山型金礦床(點)(表2、圖4)。值得指出的是,雪峰沖斷帶(Ⅱ1)中段—西南段的加里東期金礦均產(chǎn)于該帶西部的板溪群中,而該帶東部的南華系中無同期金礦發(fā)育,可能與金礦化發(fā)生于較深構造層次有關,即一定深度的斷裂中才具備成礦發(fā)生的溫度、壓力和流體條件。
在雪峰沖斷帶(Ⅱ1)東段東部的黃金洞-萬古地區(qū),冷家溪群受加里東運動SN向擠壓(柏道遠等, 2015)控制而形成EW向逆斷裂,武陵期NWW向(近)順層剪切帶和層間斷裂產(chǎn)生繼承性剪切活動,構造活化作用萃取圍巖中Au元素并使之隨流體運移、聚集后沉淀成礦(圖4)。這一成礦作用可形成新的礦脈(體),但更多的可能是疊加在武陵期礦(化)體之上,使成礦元素進一步富集,礦石品位進一步提高。
在湘中-湘東南構造巖漿帶(Ⅰ)東北部雁林寺地區(qū),繼加里東陸內造山運動之后產(chǎn)生較大規(guī)模的后碰撞花崗質巖漿活動,受其提供的熱能和流體驅動,形成了巖體接觸帶型金礦和石英脈型金礦(圖4),后者疊加在武陵期礦脈之上使礦石品位進一步提高,礦床規(guī)模進一步增大。
據(jù)已有地層、巖漿巖和構造等資料,厘定印支晚期(晚三疊世)構造格局如圖5所示。省境自南東至北西分為湘中-湘東南構造巖漿帶(Ⅰ)、雪峰構造帶(Ⅱ)、湘西北褶皺帶(Ⅲ)等3個構造帶,其中湘中-湘東南構造巖漿帶根據(jù)隆-凹構造格局可進一步分為炎陵-汝城隆起帶(Ⅰ1)、湘中凹陷帶(Ⅰ2)和雪峰東南緣構造巖漿隆起帶(Ⅰ3)等3個次級構造帶。
湘中-湘東南構造巖漿帶(Ⅰ)的北西邊界為溆浦-靖州斷裂,北東邊界大體沿瀏陽—益陽一線,與冷家溪群沉積期的弧后擴張帶走向基本一致(柏道遠等, 2018)。該帶主要特征是花崗質巖體發(fā)育,這些巖體大多沿NE-NNE向和NW向大斷裂或其旁側分布,暗示巖漿形成與斷裂剪切生熱、斷裂逆沖增厚升溫等有關,而巖體侵位則與斷裂提供良好的侵位通道和就位空間有關(圖5)。此外,帶內形成了NW向川口-溈山、EW向白馬山-龍山、NE向高掛山-關帝廟和都龐嶺-陽明山等多個構造隆起。雪峰構造帶(Ⅱ)印支期褶皺和斷裂變形強烈,但無花崗質巖漿活動。湘西北褶皺帶(Ⅲ)主要為褶皺變形,也無巖漿活動。
除漠濱金礦外,印支晚期金(銻、鎢)礦均分布于湘中-湘東南構造巖漿帶(Ⅰ)內,其中絕大部分位于雪峰東南緣構造巖漿隆起帶(Ⅰ3),少量位于湘中凹陷帶(Ⅰ2)東緣;礦床大多位于同期表露花崗巖體的內外接觸帶和外圍附近(圖5)。符竹溪、王家沖、板溪、雁林寺等部分離花崗巖體較遠的礦床,其礦區(qū)或外圍也往往伴生有晚三疊世石英斑巖、花崗斑巖等酸性巖脈,說明深部有同時代隱伏花崗巖體存在。
圖 5 印支晚期(晚三疊世)構造格局及金礦分布Fig. 5 Tectonic framework and distribution of gold deposits in late Indosinian (Late Triassic)構造格局據(jù)柏道遠等(2020a, 2020b)略修改; 斷裂名稱及礦床類型同圖1; Ⅰ—湘中-湘東南構造巖漿帶; Ⅰ1—炎陵-汝城隆起帶; Ⅰ2—湘中凹陷帶; Ⅰ3—雪峰東南緣構造巖漿隆起帶; Ⅱ—雪峰構造帶; Ⅲ—湘西北褶皺帶tectonic framework is modified from Bai Daoyuan et al., 2020a, 2020b; names of faults and types of deposits as for Fig.1; Ⅰ—Central-Southeastern Hunan tectonomagmatic belt; Ⅰ1—Yanling-Rucheng uplift zone; Ⅰ2—Central Hunan depression zone; Ⅰ3—southeastern Xuefeng tectonomagmatic uplift zone; Ⅱ—Xuefeng tectonic belt; Ⅲ—Northwestern Hunan fold belt
目前對五團、瓦屋塘、崇陽坪、黃茅園、白馬山、大神山、溈山、桃江、巖壩橋、丫江橋、歇馬、紫云山、南岳等花崗質巖體以及龍山隆起周緣酸性巖脈進行的SHRIMP 或LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分析(丁興等, 2005; 陳衛(wèi)鋒等, 2007; 李華芹等, 2008; 張龍升等, 2012; 馬鐵球等, 2013; 劉凱等, 2014; 蘇康明等, 2016; 黃子進等, 2017; 湖南省地質調查院, 2017; 楊立志等, 2018),表明雪峰東南緣構造巖漿隆起帶(Ⅰ3)內及湘中凹陷帶(Ⅰ2)龍山隆起印支期花崗巖(或酸性斑巖)的侵位時代為230~205 Ma的晚三疊世,此與帶內227~202 Ma的印支期金礦成礦時代完全一致。成礦與成巖在空間和時間上的耦合,表明印支晚期金(銻、鎢)成礦與花崗質巖漿活動密切相關。
印支晚期花崗質巖漿活動和成礦作用發(fā)生于后碰撞構造環(huán)境。中三疊世晚期發(fā)生印支運動,雪峰東南緣構造巖漿隆起帶(Ⅰ3)及湘中凹陷帶(Ⅰ2)龍山隆起產(chǎn)生強烈的褶皺、斷裂變形。晚三疊世進入應力松弛的后碰撞階段(柏道遠等, 2005; 劉凱等, 2014; 曾認宇等, 2016),深部巖石減壓熔融形成的酸性巖漿于相對張性環(huán)境下向上侵位。受大規(guī)?;◢徺|巖漿活動的熱能和流體驅動,含礦熱液于先期斷裂中運移、沉淀而成礦。值得指出的是,桃江巖體南面約10 km江石橋輝綠巖的鋯石U-Pb年齡為229 Ma(金鑫鏢等, 2017),為晚三疊世張性環(huán)境提供了佐證。由此可見,印支期金礦為巖漿活動相關的熱液礦床,且容礦斷裂為成礦前斷裂。
與前述加里東期構造-巖漿活動類似,印支期雪峰構造帶與湘中-湘東南構造巖漿帶巖漿活動的差異,也可能與武陵期構造格局及其形成的深部巖石圈結構差異有關。
與其它礦床處于花崗質巖漿活動區(qū)不同的是,漠濱金礦位于無花崗質巖漿活動的雪峰構造帶(Ⅱ),其印支晚期成礦可能與印支運動相關的深部流體活動有關。
據(jù)地層、巖漿巖、地質構造等分析,晚侏羅世—早白堊世初省境自南東往北西可分為湘中-湘東構造巖漿帶(Ⅰ)、雪峰西部構造帶(Ⅱ)、湘西北褶皺帶(Ⅲ)等3個構造帶(圖6)。湘中-湘東構造巖漿帶(Ⅰ)早燕山運動中發(fā)生較強烈的褶皺和斷裂變形,并以燕山期花崗巖廣泛發(fā)育為特征(圖6;圖中未包括隱伏巖體);其具區(qū)域隆-凹構造格局而可進一步劃分為炎陵-汝城沖斷褶隆帶(Ⅰ1)、寧遠-桂陽坳褶帶(Ⅰ2)、邵陽坳褶帶(Ⅰ3)和雪峰東南部構造巖漿隆起帶(Ⅰ4)等4個次級構造帶;該隆-凹構造格局主要繼承自印支期并在早燕山期有進一步發(fā)展。雪峰西部構造帶(Ⅱ)進一步分為懷化-桃源沖斷帶(Ⅱ1)和武陵斷彎褶皺帶(Ⅱ2)等2個次級構造帶,地表均無燕山期花崗巖出露。
圖 6 早燕山期(晚侏羅世)構造格局及金礦分布Fig. 6 Tectonic framework and distribution of gold deposits in Early Yanshanian (Late Jurassic)構造格局據(jù)柏道遠等(2020a, 2020b)略修改;斷裂名稱及礦床類型同圖1;Ⅰ—湘中-湘東構造巖漿帶:Ⅰ1—炎陵-汝城沖斷褶隆帶; Ⅰ2—寧遠-桂陽坳褶帶; Ⅰ3—邵陽坳褶帶; Ⅰ4—雪峰東南部構造巖漿隆起帶; Ⅱ—雪峰西部構造帶: Ⅱ1—懷化-桃源沖斷帶; Ⅱ2—武陵斷彎褶皺帶; Ⅲ—湘西北褶皺帶tectonic framework is modified from Bai Daoyuan et al., 2020a, 2020b; names of faults and types of deposits as for Fig.1; Ⅰ—Central-Eastern Hunan tectonomagmatic belt: Ⅰ1—Yanling-Rucheng thrust-fold uplift zone; Ⅰ2—Ningyuan-Guiyang depression-fold zone; Ⅰ3—Shaoyang depression-fold zone; Ⅰ4—southeastern Xuefeng tectonomagmatic uplift zone; Ⅱ—western Xuefeng tectonic belt; Ⅱ1—Huaihua-Taoyuan thrust-fault zone; Ⅱ2—Wuling fault-bend fold zone; Ⅲ—Northwestern Hunan fold belt
燕山期金(銻、鎢)礦主要分布于中部的板溪一帶和雪峰東南部構造巖漿隆起帶(Ⅰ4)東部的黃金洞—萬古一帶(圖6),礦床深邊部或外圍有燕山期花崗巖體發(fā)育。黃金洞-萬古地區(qū)的眾多金礦床以及南鄰七寶山銅鉛鋅多金屬礦位于燕山期花崗巖和酸性斑巖廣泛出露區(qū)(圖6),金礦位于巖體圍巖多成礦帶的外帶(許德如等, 2017)。
七寶山石英斑巖155~152 Ma(胡俊良等, 2016)、連云山巖體145±1 Ma(許德如等, 2017)和149.4±1.1 Ma (張鯤等, 2019)、幕阜山巖體131.9±1.1 Ma(張鯤等, 2017)和142.9±0.9 Ma(許暢等, 2019)以及筆者新獲得的金井地區(qū)花崗巖和酸性斑巖165~150 Ma(5個樣品)(數(shù)據(jù)待發(fā)表)等鋯石U-Pb年齡,反映江南金礦帶內燕山期花崗質巖漿活動的時代為165~131 Ma,與前述燕山期金(銻、鎢)礦床152~130 Ma的成礦時代基本一致,均為晚侏羅世—早白堊世初。
綜上,燕山期成巖與成礦在空間上和時間上高度耦合,表明江南金礦帶湖南段燕山期成礦與花崗質巖漿活動緊密相關,巖漿活動為金成礦提供了熱能和流體。值得指出的是,前人對黃金洞、萬古(董國軍等, 2008)、沃溪(彭渤等, 2006)等金礦成礦流體進行的研究均反映巖漿流體成礦或參與成礦,為這一認識提供了進一步佐證。
已有研究認為,晚侏羅世花崗巖形成于繼中侏羅世末早燕山陸內造山運動之后的后造山(陳培榮等, 2002; 柏道遠等, 2005)、后碰撞(李鵬春等, 2005)或太平洋板塊俯沖后崩塌(Lietal., 2007; 許德如等, 2009, 2017)等伸展構造環(huán)境。值得注意的是,燕山中晚期花崗巖分布區(qū)的西邊界呈NNE走向,向北延伸范圍則相對于印支期后碰撞花崗巖大幅北移(圖5、圖6),暗示巖漿活動除與后碰撞或后造山環(huán)境下的原地構造體制有關外,還與太平洋板塊向北西的俯沖有一定關系。在燕山期伸展構造體制下,酸性巖漿向上侵位,含Au成礦流體于武陵、加里東、印支和早燕山等構造運動形成的斷裂中運移、交代、沉淀而形成金礦。
(1) 江南造山帶湖南段主要發(fā)生了加里東期、印支晚期和燕山期等3期金成礦事件,其中加里東期金礦成礦年代為430~410 Ma,即志留紀后期;印支晚期金礦成礦年代為227~202 Ma,即晚三疊世;燕山期金礦成礦年代為164~130 Ma,即晚侏羅世—早白堊世初。
(2) 加里東期金礦大多與加里東運動變質變形和構造活化作用有關,但位于雁林寺金礦區(qū)的金礦與志留紀后期花崗質巖漿活動有關;印支晚期金礦成礦主要與后碰撞花崗質巖漿活動有關;燕山期金礦成礦與伸展環(huán)境下的花崗質巖漿活動有關。
致謝匿名審稿人對本文提出了寶貴的修改意見,在此表示衷心感謝。