几何学和岩石学特征

2025-03-21 15:23:26

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回答1：

1.几何学特征

该区的盆-山耦合类型和配置与变质核杂岩组合颇为相似，巨大的花岗岩体组成了一系列近东西向展布的高耸山脉，其南北两侧为低洼的盆地，南侧为南雄盆地，北侧为汝城盆地。盆地与山体之间以大型韧性拆离断层为界，拆离断层上盘发育糜棱岩化岩石，糜棱面理和拉伸线理指示山体从北向南朝山外下滑。韧性剪切带、山前的南雄盆地和诸广岩体（晚期）形成时代相近。从20世纪90年代初以来，不断有人对其进行伸展构造的研究（陈跃辉等，1994；1998；潘永正等，1994）。鉴于该区没有断失巨厚的地壳剖面，也未形成大规模的地壳中深层次韧性剪切带，糜棱岩化动力变质只发生在几条大断裂带附近，规模较小，主体变形形迹属于地壳浅层变形域（深度＜10km）（孙岩等，2000），不具备变质核杂岩命名的充分条件，故称其为岩浆热隆伸展构造（陈跃辉等，1998）。

图6-10 南雄—诸广地区布格重力异常示意图

野外调查发现，南雄-诸广岩浆热隆伸展构造的变质变形具双层结构，由脆性变形带和低绿片岩相变质变形带（板岩、绿泥绢云千枚岩和长英质片岩）所组成。脆性变形带主要分布在盆地区和远离诸广岩体的中-新生代岩层中，低绿片岩相变质变形带分布在前泥盆纪的变质基底岩石和盆-山交接带。主拆离断层分布在诸广岩体SE缘盆山交接带的南雄—周田一带，发生在韧性与脆性变形带之间（图6-9），为一大型犁式滑脱正断层，大多顺寒武系、奥陶系、泥盆系薄弱层及花岗岩边部发育。下拆离盘由糜棱岩化的花岗岩和下古生界变质岩所组成；上拆离盘是由正断层和碎裂岩组成的脆性变形带，广泛发育在南雄盆地中。在下拆离盘的岩体轴部塘洞—扶溪一带，发育走滑型韧性剪切带；在岩体轴部SE侧，还发育澜河（N25°13′32″，E114°14′35″）韧性剪切正断层和百顺脆性正断层。

在诸广岩体和南雄盆地的盆山结合带，构造变形分带性最为明显。以南雄断裂为界，上盘（SE盘）为脆性变形域，宽约2000～3000m，下盘（NW盘）为韧性变形域，宽 1500～2000m。从岩体到盆地，具明显变形演化规律，可分出似斑状花岗岩带→片麻状花岗岩带（1200m）→花岗质片麻岩带（500m）→眼球状片麻岩带（300m）→走滑型长英质千糜岩带（约20m左右，下盘顶部）→硅化岩、硅化角砾岩带（50m，上盘底部）→红层的破碎角砾岩带（100m）→红层的碳酸盐化蚀变带（褪色带）（0.5～1.0m）→红色砂砾岩带等若干个构造变形带。几何学与运动学特征研究表明，从中深部到中浅部，从岩体到盆地的构造变形演化及其产物都受制于热隆伸展这一地球动力学背景。

2.地层序列

野外调查证实，诸广山花岗岩体发育在浅变质的华南早古生代褶皱基底之上，基底岩石主要由板岩化-弱千枚岩化的下古生界（PZ₁）和震旦系（Z）所组成，沉积盖层主要由古近系（E）、白垩系（K）、中-下侏罗统（J₂-J₁）和上三叠统（T₁）所组成，局部出露石炭系和泥盆系。

古近系厚500～650m，为灰紫、暗红色粗碎屑岩系，含石膏层和油页岩。上白垩统厚 1300～2100m，为砖红色粉砂岩、泥岩、石膏层，含橄榄玄武岩夹层，产龟鳖、腹足类、介形类、恐龙、蛋化石等；和下白垩统呈假整合接触。下白垩统厚1100～1800m，为灰紫、紫红色流纹岩、熔结凝灰岩、晶屑凝灰岩夹灰绿色玄武岩、安山岩层组合。中-下侏罗统厚度大于800m，分布零星，为灰紫、深灰、灰白色砂砾岩、石英砂岩、杂砂岩夹碳质泥岩，中部夹杏仁状玄武岩和流纹岩薄层；底砾岩层呈角度不整合覆盖于老地层之上。上三叠统为砾岩、砂岩夹碳质泥岩，局部见下三叠统泥灰岩、页岩；缺失中三叠统。上古生界零星出露，仅见石炭系和泥盆系，为浅海-滨海相碎屑岩-碳酸盐岩组合；与下古生界多呈断裂接触。寒武-奥陶系主要为一套板岩化、千枚岩化的泥砂质复理石（寒武系含碳质泥岩）；缺失志留系。震旦系为千枚岩化的泥砂质复理石、硅质岩夹火山碎屑岩、细碧岩、角斑岩；近年测年数据表明，其中有部分岩石属于中元古代。

3.岩石学特征

诸广岩体南部是华南铀矿的主要产区之一，上述的古生代和前寒武纪岩石地层构成了南雄-诸广岩浆热隆伸展构造发育和演化的基底，岩体和基底岩石的交接处普遍发育角岩化带。诸广岩体为一个位于粤赣湘边境近EW向的多期复式岩体，由早古生代（γ³）、早中生代、中-晚侏罗世和白垩纪花岗岩复合而成，以中生代花岗岩分布面积最大（图6-9）。早古生代岩体只出露在扶溪和澜河一带，扶溪为似斑状花岗闪长岩（主要矿物：Q＋Pl＋Mc＋Bt＋Amp），而澜河则为眼球状片麻状花岗岩（主要矿物： Q＋Pl＋Mc＋Bt±Ms）。早中生代岩体由似斑状黑云母花岗岩（主要矿物：Q＋Mc＋Bt± Pl）和二云母花岗岩（主要矿物：Q＋Mc＋Bt＋Ms）所组成，主要分布在百顺、鲁溪、下庄和北山一带。晚中生代花岗岩在全区广泛分布，由粗斑状钾长花岗岩（主要矿物： Q＋Mc＋Bt±Pl）、似斑状花岗岩（主要矿物：Q＋Mc＋Bt＋Pl）、二云母花岗岩、似斑状黑云母花岗岩和细粒黑云母花岗岩所组成；白垩纪花岗岩不发育，以石英花岗斑岩为特征，主要分布在研究区的西部。

岩体中普遍发育暗色基性岩墙，多属辉绿岩，具辉绿结构，由细粒状拉长石、辉石和少量角闪石所组成。宽2～10m不等，沿NWW向和NE向侵入中生代花岗岩中。中-晚侏罗世花岗岩中还常见基性岩包体，包体6cm×12cm至45cm×80cm不等，基性岩包体的边缘多呈火焰状，和花岗岩呈渐变接触。据此推测，研究区晚中生代曾经发生过拉伸背景下的基性与酸性岩浆的混合作用。

诸广岩体北缘为残缺不全的汝城古生代沉积盆地，露头多沿NNE方向展布，其上叠加狭长带状早-中侏罗世粗碎屑岩盆地，盆内岩层多呈近EW方向展布，缺少白垩纪一古近纪沉积。诸广岩体北部和古生代沉积岩层为侵入接触关系，接触带角岩化发育。

南雄盆地发育在诸广山花岗岩体的南东缘，呈走向NE50°～60°的狭长条状发育于北面的诸广山花岗岩和南面的青嶂山花岗岩两大山体之间（图6-9）。长130km，宽15～ 18km，面积1800km²。由晚白垩世和古近纪的红色泥砂质岩石所组成；两个时代岩层的分界线大致位于始兴—南雄—信丰公路一线。研究表明，南雄盆地总体上是一个不对称的宽缓向斜构造，具“北断南超” 特征：盆地北缘；古近纪砂砾岩以上陡下缓的犁式正断层与诸广山花岗岩接触，断面朝SE中-陡倾斜；盆地南缘，见晚白垩世砾岩夹砂岩岩层不整合沉积在青嶂山花岗岩（γ⁵）之上（图6-9）。八处露头获取的前积层数据指示晚白垩世古水流从NE朝SW方向运动；冲刷痕和粒序层指示南雄盆地的正常层序为南老北新。以南雄断裂为界，沉积和沉降中心均从SE向NW方向迁移，导致地层SE侧老而NW侧新，表现出不对称的伸展断陷盆地特征。根据盆地内砾岩、粗砂岩成分与周围地层、岩体成分的一致性以及盆内砾石粗大、分选差、棱角状等特征分析，推测当时盆区位置离蚀源区不远。

南雄盆地晚白垩世地层中多处发育气孔状玄武岩，如南雄走马连、始兴吊当排均出露有厚5～20m的中细粒玄武岩层。岩石中气孔含量约10％～15％，内充填沸石、石英和蛋白石等矿物；斑晶成分为拉长石（10％）和橄榄石＋辉石（3％～5％）。多分布在上白垩统底部粗碎屑岩中，和上下地层产状平行。地球化学数据（表6-4）反映其为亚碱系列的拉斑玄武岩，代表拉张环境。

4.岩石地球化学特征

为了解诸广热隆伸展构造中花岗岩和盆地中火山岩的岩浆成分和岩浆源区的性质，采集了10个代表性的新鲜样品（8个花岗岩，2个玄武岩）作主元素、稀土元素和不相容元素的分析，其岩石学和矿物学特征上文已述。1～8号样品的主元素分析由江苏国土资源厅中心实验室、9～10号样品的主元素分析由南京大学现代分析中心张孟群完成、稀土和微量元素测定工作由南京大学成矿作用国家重点实验室高剑峰（ICP-MS）和裘丽雯（ICP-AES）完成。稀土元素配分曲线采用球粒陨石数值标准化（Sun et al.，1989），微量元素配分曲线采用原始地幔数值标准化（Mc Donough et al.，1995）。分析结果见表6-4。

岩石的SiO₂含量和矿物成分表明，诸广岩体主要存在花岗闪长岩和花岗岩两种岩石类型。前者以扶溪岩体为代表；后者分布面积占绝对优势，按矿物成分可分为黑云母花岗岩、二长花岗岩、钾长花岗岩、二云母花岗岩等多种类型。岩石化学数据表明（表6- 4），早古生代花岗岩类（澜河的二长花岗岩和扶溪的花岗闪长岩，表6-4）以富Als₂O₃（14.38％～14.96％）和KK₂O（4.15％～4.66％），K₂O/Na₂O＝1.18～1.39为特征。其碱质指数（Als₂O₃＋CaO＋K₂O＋Na₂O）/（Als₂O₃＋CaO-K₂O-Na₂O）（质量百分比）为 2.2～2.5，属于钙碱系列岩石。其花岗闪长岩ANKC值Mol Als₂O₃/（Na₂O＋K₂O＋CaO）为0.87，具Ⅰ形花岗岩之特征。早中生代和中-晚侏罗世花岗岩类的主量元素含量差别不大，化学成分上的显著特点是普遍富硅、铝、钾，SiO₂＝70.32％～74.38％，Als₂O₃＝ 13.61％～14.68％，K₂O＝4.06％～5.92％，K₂O/Na₂O＝1.3～2.3，其碱质指数从早中生代到中-晚侏罗世呈升高趋势（从2.8到3.6），表明一种富钾的钙碱岩系亲缘性；其 ANKC值从1.16到1.3，属于S形花岗岩。南雄盆地中的晚白垩世玄武岩和广东三水盆地中的晚白垩世-古近纪玄武岩化学成分相似（广东省地质矿产局，1988）：SiO₂含量 50.13％～53.43％，Als₂O₃ 14.17％～15.37％，Na₂O 2.86％～2.88％，K₂O 0.73％～ 1.14％，碱含量偏低，碱质系数1.4，ANKC值0.66～0.73，属拉斑系列玄武岩类。

表6-4 南雄—诸广地区部分火成岩主量元素、稀土元素和微量元素分析数据

续表

注：测试单位：南京大学成矿作用国家重点实验室、江苏国土资源厅中心实验室.样品1～8用ICP-AES、9～10 用ICP-MS分析。

稀土元素上（表6-4），诸广岩体所有样品均显示出轻稀土富集的特点，La/Yb＝ 9.1～11.0（但花岗闪长岩则为6.3），铕异常亏损明显（Eu/Eu*＝0.2～0.47），稀土总量213～282μg/g，球粒陨石标准化配分曲线呈朝右倾斜的轻稀土富集型（图6-11），表明轻重稀土分馏明显，证实该复合岩体的花岗岩主要来源于地壳物质。南雄盆地中的玄武岩配分曲线与大陆裂谷玄武岩相似（Condie K C，1989），表现为向右倾斜的轻稀土轻度富集型，La/Yb＝8.8～9.1，铕异常不明显（Eu/Eu*＝1.0），稀土总量119～124μg/g，推测其物质成分主要来源于地幔。

在不相容元素上，诸广山花岗岩贫Ba、Nb，（表6-4），暗示花岗岩类岩石的成因为陆壳重熔型；与此相关，较高的Rb、Th含量显示出岩石具过铝质侵入体的特征。在原始地幔标准化蛛网图上（图6-11），以明显的Ba、Nb、P、Ti负异常和Rb、Th正异常以及微弱的Ce、Zr、Hf正异常为特征，和S形花岗岩不相容元素配分样式（Condie，1989）很相似，说明该区古老基底的地壳组分影响着诸广山花岗岩类的岩石成分。相比之下，南雄盆地玄武岩的不相容元素以贫Rb、Ce、Zr，弱富集Ba、Th、Ta、Nb为特征。其蛛网图总体上呈一上凸型（图6-11），与大陆裂谷玄武岩的蛛网图形态（Condie，1989）相似。

图6-11 南雄—诸广地区花岗岩类和玄武岩的稀土元素和不相容元素配分曲线

综上所述，诸广山花岗岩类具有高的SiO₂、Als₂O₃、K₂O含量，碱质指数大于2.8， ANKC值大于1.1；轻稀土富集、稀土总量高，铕亏损，具明显Eu负异常；富集Rb、Th，贫化Ba、Nb等特点，属富钾过铝的钙碱系列S形花岗岩类，反映陆内构造-岩浆环境。南雄盆地玄武岩则以富硅贫碱，轻稀土轻度富集，铕异常不明显；贫Rb、Ce、Zr，弱富集Ba、Th、Ta、Nb为特征，配分样式呈上凸型，属拉斑系列玄武岩类，反映大陆裂谷构造-岩浆背景。

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