南岭钨锡成矿背景讨论：来自卫星重磁的证据.pdf

第 69 卷增刊 1Vol.69Supp.12023 年6 月Jun.,2023地质论评GEOLOGICALREVIEW175南岭钨锡成矿背景讨论：来自卫星重磁的证据罗凡1,2)，严加永3)，吴德海1,2)，梁健1,2)，张晟1,2)，饶耕玮1,2)1)自然资源部离子型稀土资源与环境重点实验室/江西应用技术职业学院，江西赣州，341000；2)资源环境与珠宝学院/江西应用技术职业学院，江西赣州，341000；3)中国地质科学院，北京，100037注：本文为中国地质调查局地质调查项目（编号：DD20230008）、江西应用技术职业学院博士启动基金项目（编号：JXYY-G2022004）、江西应用技术职业学院校级科技创新平台项目（编号：010-2302320005）、江西省自然资源厅科技创新项目（编号：ZRKJ20232410）的成果。收稿日期：2023-04-10；改回日期：2023-04-30；责任编辑：郭现轻。DOI：10.16509/j.georeview.2023.s1.072作者简介：罗凡，男，1994 年生，博士，讲师，主要从事勘探地球物理和深部结构探测研究；Email：。通讯作者：严加永，男，1977 年生，博士，博士生导师，教授级高工，主要从事地球深部探测和矿产资源勘查；Email：。关键词：关键词：南岭；钨锡成矿背景；卫星重磁南岭成矿带是全世界最重要的钨锡矿集中分布区，东段以钨矿为主，西段以锡矿为主。是什么原因导致南岭形成“东钨西锡”的矿产分布格局？深部结构差异是造成成矿作用时空分布差异的重要原因之一。基于卫星重磁数据获得的莫霍面、居里面深度，有效弹性厚度，岩石圈密度及热结构等是反映深部结构和构造差异性特征的重要结果。笔者等通过对南岭地区卫星重磁数据处理与反演获得的系列成果，认为南岭形成钨、锡矿的壳、幔源物质比例具有较大差异（钨矿的“源区”以壳源物质成分为主，幔源物质为辅；锡矿的“源区”含有更多的壳源及壳幔源混合物质），深部热环境造成的地壳部分熔融区域的大小是南岭“东钨西锡”金属成矿空间分布差异的重要影响因素。1研究概况南岭钨、锡、稀土成矿带位于华南陆块中部，横亘于扬子地块和华夏地块之上，跨越湖南、广东、广西、江西四省（区），发育有大量的钨、锡和稀土资源，是我国重要的有色金属资源基地和生产加工基地（孙莉等，2016）。钨、锡金属成矿在南岭地区空间上呈现“东钨西锡”的分布格局。在一定时空范围内，物质只能从一种状态向另外一种状态转变或者从某个部位向另外一个部位转移。究竟是什么原因导致南岭形成“东钨西锡”的矿产分布格局。地表浅部矿产资源富集形成受地球内部圈层耦合和深部动力学作用所控制。深部结构差异是造成成矿作用时空分布差异的重要原因之一。地球物理方法是深部结构探测的主要手段。虽然地球物理方法探测的地下深部结构反映的是现今的深部结构，不能直接探测到成矿时期的岩石圈结构，但强烈的成矿作用所伴随着的构造岩浆事件会在地壳或地幔中存在较多保留至今的“痕迹”，可被地球物理方法探测。地球物理方法中的重磁勘探方法是了解地壳物性结构特征的重要一环。随着卫星观测地球重磁场技术的不断提高及多颗重磁专业卫星相继升空，具有覆盖性广、较高精度特点的卫星重磁资料正被广泛应用于研究演化过程、重要构造单元边界及陆内成矿等地学问题。通过卫星重磁数据获得的莫霍面、居里面深度，有效弹性厚度，岩石圈密度及热结构等是反映深部结构和构造差异性的重要结果。鉴于此，本文通过卫星重磁数据所获得的反映南岭深部结构的系列成果对钨、锡成矿空间差异的深部原因进行讨论。2卫星重磁数据系列处理与反演笔者等首先运用球坐标系下的重力异常校正方法对地球重力场模型 EIGEN-6C4 数据处理获得布格重力异常；利用逐点变参数化极方法对岩石圈磁场模型 EMAG2_V3 数据处理获取化极磁异常。其次，利用横向变密度变参考深度的密度界面反演方法、导纳和相关函数联合方法、功率谱方法分别计算出南岭地区的莫霍面、居里面及岩石圈有效弹性厚度。然后，以莫霍面深度、综合大地热流数据及地震波速度为约束条件，采用先验信息约束下的重力三维反演方法，获取研究区精细可靠的岩石圈密度结构；并通过一维稳态热传导方程和综合大地地质论评 2023 年 69 卷 增刊 1176热流数据，以及地震横波速度与温度之间的关系，建立出较为可靠的南岭岩石圈热结构。3南岭钨锡成矿背景讨论南岭成矿带是全世界最重要的钨锡矿集中分布区，东段以钨矿为主，西段以锡矿为主。南岭成矿带被郴州临武断裂带分割成南西和北东部分。反映南岭成矿带深部结构特征的整体载荷比介于0.50.85，呈现出北东高、南西低特征，居里面深度和深部温度分布呈现出相同变化特征；有效弹性厚度介于 515 km，呈现北东薄、南西厚分布；莫霍面深度介于 3235 km 之间，相对于中国大陆的平均莫霍面深度而言，处于相对隆起。上述多个深部结构参数特征指示，深部热构造活动是改造南岭成矿带深部结构的主要作用方式，且南岭成矿带南西部分的深部构造作用大于北东部分。南岭成矿带的中下地壳（1525 km）区域出现了较大范围的低密度层，且居里面深度、平均热岩石圈厚度（约 130 km）较薄、有效弹性厚度较薄、平均载荷比大于 0.5，反映深部热构造活动降低了岩石圈力学强度。结合华夏地块的多板块汇聚作用（董树文等，2007），南岭成矿带区域的中下地壳（1525 km）低密度层可能是受古太平洋板块俯冲、华夏地块与扬子地块碰撞作用所共同引起的深部岩浆和热作用下形成的地壳部分熔融。而南岭成矿带中下地壳低密度层范围由南西至北东方向逐渐缩小，居里面和地幔温度反映的温度分别呈现出南西浅或高、北东深或低的分布特征。结合测线位置与郴州临武贺州梧州北海（华夏地块与扬子地块的西南段深部边界）之间的距离，南西段与华夏地块扬子地块的碰撞区域更为相近，故引起南西段的深部岩浆作用更为剧烈，造成南西段区域的地壳部分熔融范围大于北东段。南岭成矿带中钨、锡矿床的锆饱和温度（Yuanet al.,2019）显 示，成 钨 花 岗 岩 的 温 度 介 于650750，成锡和成锡钨花岗岩的形成温度约为 800，钨矿的形成温度要低于锡及锡钨矿形成温度。结合南西段和北东段的深部岩浆和热作用的相对变化，表明南西段深部岩浆作用较北东段更为剧烈，引起南西段区域的地壳部分熔融区范围大于北东段区域。地壳部分熔融范围越大，地壳和地幔物质融合充分，汲取壳幔物质更多。同理，北东段深部岩浆作用较为平缓，地壳部分熔融范围越小，指示着较少的地幔物质参与。因此，南岭南西段区域地壳部分熔融范围较大，形成以锡或锡钨成矿元素为主的岩浆；北东段区域地壳部分熔融范围较小，形成以钨成矿元素为主的岩浆。基于上述分析，认为南岭成矿带的钨锡成矿系统的金属“源区”均与深部地幔热物质有关。但形成钨矿和锡矿的壳、幔源物质比例具有较大差异，钨矿的“源区”以壳源物质成分为主，幔源物质为辅；锡矿的“源区”含有更多的壳源及壳幔源混合物质。且深部热环境造成的地壳部分熔融区域的大小是“东钨西锡”金属成矿空间分布差异的重要影响因素（图 1）。图 1南岭钨、锡矿成矿背景参考文献/References董树文,张岳桥,龙长兴,杨振宇,季强,王涛,胡建民,陈宣华.2007.中国侏罗纪构造变革与燕山运动新诠释.地质学报,81(11):14491461.孙莉,肖克炎,邢树文,丁建华.2016.南岭钨锡稀土成矿带资源特征与潜力分析.地质学报,90(7):15891597.Yuan S D,Williams-Jones A E,Romer R L,Zhao P L,Mao J W.2019.Protolith-related thermal controls on the decoupling of Sn and W inSn-W metallogenic provinces:Insights from the Nanling region,China.Economic Geology,114(5):10051012.LUO Fan，YAN Jiayong，WU Dehai,LIANG Jian，ZHANGSheng，RAO Gengwei：Discussion on the tungsten-tinmetallogenic background in the Nanling:Evidence fromsatellite gravity and magneticKeywords：Nanling；Wu-Sn mineralization background;satellite gravity and magnetic