華南地區成礦地質條件及其晚中生代動力學研究

袁 航

（桂林理工大學地球科學學院，廣西 桂林 541004）

華南晚中生代這一階段與燕山期的構造運動相吻合。在整個早期（中、晚期），整體上是一個巨大的擠壓-撞擊環境，并有大規模的褶皺推覆推覆作用，并有華南花崗巖區和一大的超巨型花崗巖，A型—I型花崗巖，二峰型火山巖，并有少量的（堿性）正長巖。最近的一些調查表明，古代太平洋板塊的俯沖運動與侏羅系的熔融活動密切相關。晚（白至系）伸展活動，主要有大規模紅盆、火山塌陷盆地、伸展彎窿構造、大規模巖漿噴發、火山侵入雜巖帶和雙峰型火山活動。白至紀的大部分地區為NE-NNE方向，并由海岸到內陸的沉積層厚度不斷增加。

1 華南地質概況

華南板塊位于我國東南部，涵蓋浙、閩、皖、贛、粵、桂、湘、貴及云等地區。大地構造位置上，華南板塊北部與華北板塊以秦嶺-大別山帶相隔；西南與印支板塊相連；東、西夾持于太平洋板塊與松潘-甘孜地塊之間。在華南板塊演化過程中經歷了多期次構造活動，導致板塊內構造體制復雜、成礦地質情況多樣，巖漿活動劇烈。

華南南部以W-Sn-Cu-Pb-Zn-Au-Ag-U等礦床為主，其中又以W-Sn礦床分布最廣。目前以勘察清楚且具有價值的W-Sn礦床主要分布于華南東南沿海地區以及兩廣（廣西、廣東）、云南等。Cu礦床以斑巖型、矽卡巖型為主，在華南板塊內部最為廣泛分布。福建紫金山Au-Cu-Mo礦集區是一個大型斑巖-淺成低溫熱液成礦系統，主要成巖成礦時代為早白堊世晚期。另外華南板塊內部主要成礦帶可分為“欽杭”成礦帶、南嶺W-Sn成礦帶及長江中下游Cu成礦帶三個主要礦帶。

研究表明華南板塊由揚子地塊與華夏地塊于新元古代拼合而成。這兩陸塊基底組成有所不同：揚子地塊基底為遭受過高級變質作用的TTG（英云閃長巖、奧長花崗巖、花崗閃長巖）、角閃巖及長英質片麻巖所組成的太古代崆嶺群（3.3～2.9Ga）[1]；華夏地塊基底則主要為古元古代-新元古代片麻巖、角閃巖和混合巖組成，出露于浙西南及云開-武夷山地區。陸塊的拼合作用致使華南板塊新元古代一系列的巖漿活動及江南造山帶的形成。針對江南造山帶內（即桂北、黔西南、黔東北、湘西、贛西北、贛東北、皖南、浙西、浙北一帶）巖漿巖研究表明其形成年齡主體在860Ma～770Ma之間，形成環境多與洋—洋、洋—陸俯沖及陸—陸碰撞有關。在隨后的南華紀—奧陶紀華南板塊遭受廣泛伸展和裂解作用，華南內部形成了巨厚的復理石沉積盆地并同時伴隨有一系列基性和超基性巖以及雙峰式火山巖的生成[2]。

晚古生代，華南板塊西南部與印支板塊發生碰撞拼貼，拼貼時間發生在258Ma～243Ma，同時導致松馬縫合帶形成，也有學者認為位于海南島中部的邦溪-晨星縫合帶是松馬縫合帶向東南方向的延展[3]。隨后至早中生代，位于華南板塊北側的華北板塊沿大別山-蘇魯造山帶與其發生碰撞拼貼，拼貼時間被限定在240Ma～220Ma。在晚古生代-早中生代時期，作為板塊碰撞拼貼的陸內響應，華南板塊內部發育了一系列近東西向的褶皺帶，但這些褶皺帶隨后被燕山期形成的北東向褶皺帶所疊加改造[4]。此外，這一時期的構造事件造就了華南少量晚古生代花崗巖和大量早中生代花崗巖的侵位。花崗巖成因類型有I型、S型和A型。其中S型花崗巖主要形成于早中生代早期，且主要分布于華南南部；I型和A型花崗巖主要形成于早中生代晚期，主要分布于華南中、北部。

華南地區在中生代發生了大規模的巖漿活動和相應的多金屬成礦事件，晚中生代華南巖漿活動作用更為強烈且廣泛。巖漿巖和礦床顯示很好的時空分布規律。從欽杭成礦帶至華南東南沿海地區均有分布，形成了600km的火山巖-侵入雜巖帶。該成礦帶及其旁側是華南地區最重要的Cu-Au-Pb-Zn-Ag多金屬成礦帶。主要發育有3個時期的礦床:新元古代海底噴流沉積型銅鋅礦床、侏羅紀與不同類型花崗巖類有關的銅金鎢錫鉛鋅礦床、白堊紀與次火山巖有關的淺成低溫熱液型金銀鉛鋅鎢錫礦床。該時期的構造活動導致一系列北東向斷陷盆地的形成。中侏羅世巖漿巖在欽杭成礦帶以西的華南內陸分布較少。其花崗巖分布形式主要有兩種，一種是在南嶺山脈呈EW向分布，二是在武夷山褶皺帶兩側呈NE向展布。華南晚白堊世巖漿巖主要分布于華南東南沿海一帶。該時期巖漿主要可分為3組：即早白堊世中期（120Ma～115Ma）同造山環境下的片麻狀過鋁質英云閃長巖-奧長花崗巖-花崗閃長巖組合、早白堊世晚期（110Ma～99Ma）后造山環境下的中鉀高鋁輝長巖、高鉀I型花崗巖類、晚白堊世（94Ma～85Ma）非造山環境下的A型花崗巖、雙峰式巖脈和基性巖脈群。目前多數學者將華南東南部晚中生代巖漿活動作與太平洋板塊俯沖作用相關聯[5]。

2 華南晚中生代動力學模型及問題

中生代時,華南經歷了印支運動和燕山運動,這兩期的構造事件基本奠定了現今華南的構造輪廓。晚中生代是華南大陸重要的構造演化時代。特殊的構造環境控制了華南大陸一系列斷陷盆地和大規模的巖漿巖形成；同時也是華南重要的成礦時代，形成以長江中下游Fe-Cu成礦帶、東南沿海W-Sn-Cu多金屬成礦帶、欽杭成礦帶等重多礦產資源。由于華南南部，處于太平洋構造域和特提斯構造域的結合部位，因此其構造背景存在爭議。自20世紀90年代以來，眾多學者以華南晚中生代巖漿巖為研究對象，從巖漿巖類型、年代學、地球化學特征、分布規律及成因等方面開始探討華南晚中生代構造演化過程，提出了一系列構造動力學模型，如圖1為華南晚中生代的礦石。

圖1 華南晚中生代礦石樣品

2.1 太平洋板塊俯沖角度變陡模型

Li[6]等基于高分辨率離子探針（SHRIMP）U-Pb鋯石數據，綜合構造、年代學和沉積相研究成果，認為古太平洋板塊中生代存在平板俯沖，同時認為該俯沖模式不僅導致了華南東南地區發育了一個廣泛的（大約1300km寬）華南陸內造山帶，也促使了該造山帶在250 Ma和190 Ma之間從沿海地區遷移到大陸內部。Zhou[7]等基于華南晚中生代火成巖的地質、地球化學和地球物理等資料在該模式上提出太平洋板塊俯沖角度變陡模型。其認為在180Ma～80 Ma期間，中國東南部古太平洋板塊俯沖的板塊傾角由極低的角度增加到中位角度。因此，中國東南大陸邊緣巖漿活動向華南東南方向遷移。最初，巖漿活動集中在洋陸邊界區西北800km～1000km處，位于臺灣中嶺東側。隨著板塊傾角的增大，該巖漿帶迅速遷移到距該邊界帶僅100km～200km的區域。在俯沖過程中，增生的地幔楔不同程度熔融或玄武巖底侵為中下地殼部分熔融提供了必要的熱量；同時地幔物質混合可能在巖漿分餾過程中發揮了重要作用。隨著對該模式研究的不斷深入和近些年來學者們補充研究，太平洋板塊俯沖角度變陡模型已經可以很好解釋華南沿海地區造山后發生的一系列復雜的事件：如前陸褶皺沖斷帶遷移后形成的淺海盆地、造山后形成了世界上最大的盆地和山脈式火成巖省等。

2.2 太平洋俯沖板片拆沉引起軟流圈上涌+陸內伸展模型

孟立豐[8]通過對大致垂直于華南褶皺帶走向分布的衡陽盆地、攸縣盆地、茶陵盆地、永新盆地等中生代陸相沉積盆地群內發育的玄武巖進行同位素等地球化學方法研究后，提出盆地內基性巖可分為三個主要活動期次，即 早 期195Ma～160Ma、中 期160Ma～110Ma與 晚 期110Ma～64Ma，并認為早期基性巖源區為很少遭受混染的軟流圈地幔，而中期源區為有明顯的巖石圈地幔，晚期陸內與沿海表現為兩個明顯不同的源區性質，沿海源區很有可能是巖石圈底部新形成且被俯沖板片析出熔體交代的巖石圈地幔或正常的俯沖帶內的巖石圈地幔，陸內源區則可能為軟流圈地幔并有少量巖石圈地幔的貢獻。基于此，其認為古太平洋板塊與歐亞大陸相互作用是華南中生代的構造演化的主導因素，是早中生代太平洋板塊平板俯沖后期的裂解、拆沉及后撤成正常俯沖作用的結果。

2.3 太平洋俯沖板片拆沉引起軟流圈上涌+與菲律賓板塊碰撞擠壓+巖石圈伸展模型

周靜[9]通過對比浙西北與華南其他地區晚中生代巖漿作用的特征，結合區域地質研究成果和地球物理方面的研究資料，建立浙西北晚中生代構造—巖漿演化模型：早侏羅—晚侏羅世中期（180Ma～150Ma），受古太平洋板塊俯沖的影響，浙西北地區發生陸內造山作用，地殼增厚并隆升剝蝕；150Ma～135Ma期間，隨著古太平洋板塊的俯沖后撤以及巖石圈的拆沉，華南大陸的巖石圈進入伸展階段，軟流圈地幔物質沿構造薄弱帶（“欽杭帶”）上涌，地殼基底物質部分熔融形成I型、S型和高分異花崗巖。135Ma之后，隨著華南大陸巖石圈進入強烈的伸展階段以及地殼的減薄，地殼大規模重熔形成火成巖省。孫立強[10]對該模式進行了更詳細的劃分，認為早白堊世初起（ca.136 Ma），華夏地塊受古太平洋板塊俯沖影響而處于擠壓構造環境中，同時指出板片的俯沖位置位于華南沿海地區及臺灣以東，其后受板片回滾影響，華夏地塊進入弧后拉張構造環境，形成NE向斷陷型盆地。該拉張階段結束后，華夏地塊經歷了一次擠壓隆升事件，其認為此次擠壓事件動力來源可能是菲律賓板塊與東亞大陸邊緣碰撞作用。至110Ma左右，受古太平洋板塊高角度俯沖影響，華夏地塊再次處于巖石圈伸展減薄的構造環境。

以上模型雖然在古太平洋板塊俯沖—后撤時限上的認識有所不同，但基本都認同華南構造體質大轉折始于侏羅紀晚期（～165Ma），即從特提斯構造域進入濱太平洋構造域，華南晚中生代巖漿活動與古太平洋板塊回滾而形成的拉張環境有關。構造應力解析工作也表明白堊紀發生過多期次NW-SE向的擠壓和伸展應力轉換，與以上構造模型有很好的耦合。

但需要指出的是，以上古太平洋俯沖動力學模型多基于華南板塊西南沿海地區的巖漿活動規律及地質構造特征，而對華南內陸地區（尤其是華南板塊西南地區）晚中生代巖漿活動并不能做出較好的約束。例如：①華南板塊西南內陸地區晚中生代巖漿活動時限與華南板塊東南地區基本一致，但同期巖石組合卻略有差別[11]；②如果是侏羅紀古太平洋板塊對歐亞大陸板塊消減，被消減的古太平洋殼板片尚未達到110km以下深度，如何能誘發陸緣弧型巖漿作用，促使華南內陸地區的巖漿活動；③華南板塊西南內陸地區白堊紀中期經歷了較強烈的擠壓抬升，但此時古太平洋板塊處于后撤狀態，擠壓應力如何形成等。

因此有學者認為華南內陸地區晚侏羅世巖漿活動仍受特提斯構造域控制，處于印支造山運動的后造山伸展環境，與太平洋板塊俯沖無關。而白堊紀中晚期則可能受控于新特提斯板片與印支和華南陸塊匯聚作用[12]，即新特提斯板片從白堊紀早期開始向N俯沖，到白堊紀中期新特提斯洋脊平行于俯沖帶并發生俯沖，在白堊紀晚期新特提斯板片開始后。

板塊俯沖地帶是巖漿和成礦活動最活躍的地區之一，太平洋板塊在華南地區有一定的俯沖歷史。對其俯沖過程也有不同的研究。特提斯構造域礦產資源豐富，特提斯構造域發育大量富含油氣資源的沉積盆地，是世界上主要的油氣產區，還是錫礦、鎢礦和銅礦產出的重要區域。特提斯具有階段性裂解的特點，在我國引起了大規模的成礦作用。研究認為太平洋構造域和特提斯構造域對華南地區有著重要的影響，正確認識這兩種構造域動力學對研究華南地區巖漿作用和成礦具有重要意義。

3 結論

（1）華南地區成礦地質情況多樣，板塊內部主要成礦帶可分為“欽杭”成礦帶、南嶺W-Sn成礦帶及長江中下游Cu成礦帶三個主要礦帶。

（2）基于對構造動力學模型特征分析及認識，華南晚中生代巖漿活動主要活動主要動力學機制可分為濱太平洋構造域動力學及特提斯構造域動力學。