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岩浆活动与成矿作用具有紧密的时空联系,二者与成矿之间的耦合关系一直是地质学研究的重点。南岭地区广泛分布着多阶段演化的复式花岗岩体,因在燕山期集中爆发大规模成矿而受到关注,是举世闻名的钨锡多金属矿集区,也是研究岩浆-构造作用及对钨锡成矿制约的理想区域。 本论文选取南岭中段的湘东地区为研究对象,利用LA-ICP-MS对锡石进行了U-Pb同位素的定年,系统精确地厘定了研究区的成矿时代。同时,对研究区的花岗岩体的岩石学、矿物学和地球化学特征以及侵位过程中的野外构造特征进行了综合分析,进一步探讨了对钨锡成矿有利的地质因素。 通过对湘东地区的锡田矿区和邓阜仙矿区成矿时代的研究发现,石英脉型和矽卡岩型的矿体均形成于150~155Ma,两个矿区与晚侏罗世的花岗岩具有紧密的时空联系,与南岭地区燕山期大规模成矿爆发的时代相一致,其不同的矿化类型的形成是由于岩浆活动至不同部位所造成的结果。 锡田岩体的岩性以黑云母花岗岩和黑云母二长花岗岩为主,而邓阜仙岩体则主要为二云母花岗岩、黑云母花岗岩和白云母花岗岩。通过对矿物学的系统研究发现,二者斜长石均主要以钠-奥长石为主,二者均具有相似的副矿物组合,暗示其经历了相似的矿物分离结晶过程,其中邓阜仙岩体中的白云母主要是黑云母交代形成,不能指示其源区的性质。对含挥发分的矿物(黑云母、磷灰石)研究表明,邓阜仙岩体具有更高程度的分异演化。 锡田岩体和邓阜仙岩体在晚三叠世和晚侏罗世具有一致的地球化学特征,表现出高硅、高钾、弱过铝的特征,均富集大离子亲石元素Rb、Th,而亏损Ba、Nb、Sr、P、Ti,暗示其来自于相似的源区。相较于锡田岩体,邓阜仙岩体具有更明显的轻重稀土分馏,这是由于其经历了更高程度分异演化的结果,与矿物学所呈现出的特点一致。锡田晚侏罗世花岗岩的微量元素呈现明显的四分组效应,是明显流体作用的特征。Sr-Nd-Hf同位素结果表明,锡田岩体和邓阜仙岩体Nd二阶段模式年龄和Hf二阶段模式年龄均在1.8~2.0Ga之间,且有部分古老锆石颗粒的记录,指示了二者均主要来自于古老的地壳。两个岩体中的晚三叠世花岗岩相较于晚侏罗世花岗岩均存在更多的地壳物质的混染,指示了围岩混染对于成矿不是关键因素。Hf-O同位素研究表明,湘东地区晚侏罗世花岗岩的形成受到地幔不同程度的影响,其中锡田岩体在晚侏罗世时期有明显的幔源组分的参与。 野外构造特征的观察以及矿体的产出特征表明,在锡田矿区的岩体两侧均有拆离剪切作用;剪切带活动至岩体内部形成石英脉型矿体,穿过碳酸盐岩形成矽卡岩型矿体。邓阜仙矿区中的主要矿化类型为石英脉型,矿体展布与剪切带的夹角为~15°和~70°,按照库伦破裂准则,对应于里德尔的R和R剪切,表明矿体的形成与剪切作用密切相关。 综上所述,湘东地区花岗岩浆,构造作用对钨锡成矿的关键控制因素有:(1)湘东地区在晚侏罗世处于伸展的构造背景,软流圈的上涌触发了岩浆的形成及侵位,强烈的壳幔相互作用使得岩浆经历了高度的分异演化,有利于熔体高度富集挥发分元素,并对成矿元素进行迁移富集;(2)伴随着岩体的就位过程,构造活动控制了矿体的产出,剪切带中应力的局部集中-快速释放造成了成矿元素的沉淀,使得易形成络合物的W、Sn等元素快速沉淀析出,随着剪切作用的持续进行,循环往复,最终富集成矿。