Comparison of characteristics between magmatic core complex and metamorphic core complex and examples of ore control: Tectonic community and ore controlling model of Niushan-Fenghuangshan metamorphic core complex and North Niushan magmatic core complex in the South Qinling Mountains
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摘要:
以南秦岭牛山-凤凰山变质核杂岩和牛山北岩浆核杂岩为例, 通过核杂岩的构造群落、变质程度、岩浆侵位与变形时代、构造层次与演化、控矿特征与控矿构造-蚀变岩相填图及测年研究, 对比2类核杂岩的特征及其控矿作用。结果表明, 2类核杂岩有相似的结构样式, 但构造群落和演化差别较大。牛山-凤凰山变质核杂岩核部为新元古代武当岩群和耀岭河岩组中深变质岩, 其中可见新元古代石英闪长岩和加里东期辉石岩-辉绿岩株, 说明是在新元古代或加里东期形成的。核杂岩与外围震旦系—泥盆系浅变质岩间由剥离断层及韧性剪切带分割。志留系梅子垭岩组为浅变质强变形的岩片组合, 发育多层次韧性剪切、固态流变、滑脱-逆冲-走滑变形3期新生面理及其置换。而牛山北岩浆核杂岩核部和外围是浅变质岩, 在核部和外围填图、测试时发现新元古代、早古生代、三叠纪、侏罗纪4期侵入岩, 与岩浆核杂岩相关的有三叠纪—早侏罗世二长花岗岩株和晚侏罗世花岗岩脉2期侵入岩。研究发现, 与岩浆核杂岩伴随的岩浆侵位、韧性剪切变形与热变质增温-变斑晶加大-自然金沿S2面理分布-金矿化热液蚀变等的时代均集中在晚三叠世—侏罗纪, 指示了时代较新的陆内造山期岩浆核杂岩的脆-韧性剪切变形-立交桥式岩浆-热力垂向增生-热液蚀变成矿时空关联特点及深部找矿方向。
Abstract:Taking the metamorphic core complex of Niushan-Fenghuangshan(NFMtCC)in the southern Qinling Mountains and the North Niushan magmatic core complex (NMgCC) as examples, this study compares the characteristics and ore-controlling effects of the two types of core complexes. The research method is to compare and analyze the structural community, metamorphic degree, magma emplacement and deformation era, structural hierarchy and evolution, and ore control characteristics of the nuclear complex, combined with ore control structure alteration lithofacies mapping and dating research. The results indicate that the two types of core complexes have similar structural styles, but there are significant differences in their tectonic communities and evolution. The core of Niushan-Fenghuangshan metamorphic core complex is the Neoproterozoic Wudang rock group and Yaolinghe rock group medium deep metamorphic rock, with Neoproterozoic quartz diorite and Caledonian pyroxene diabase strain, indicating that it was formed in Neoproterozoic or Caledonian. There are detachment faults and ductile shear zones between the core complex and the surrounding Sinian Devonian shallow metamorphic rock. The Meiziya Formation of the Silurian system is a combination of shallow metamorphic and strongly deformed rock slices, with three stages of newly formed foliation and replacement, including multi-level ductile shear, solid-state rheology, detachment thrust strike slip deformation. The core and periphery of the North Niushan magmatic core complex are shallow metamorphic rock, and four intrusive rocks of Neoproterozoic, early Paleozoic, Triassic and Jurassic are found in the core and periphery by mapping and testing. There are two phases of intrusive rock related to the magmatic core complex: Triassic-Early Jurassic monzonitic granite stock (180.2±3.6 Ma, 176.0±1.9 Ma) and Late Jurassic granite vein (156.5 Ma). This research has found that the magma emplacement, ductile shear deformation, and thermal metamorphism accompanied by the magma core complex, as well as the increase of metamorphic phenocrysts, the distribution of natural gold along the S2 plane, and the hydrothermal alteration of gold mineralization, are all concentrated in the Late Triassic-Jurassic, indicating the spatiotemporal correlation characteristics of the brittle ductile shear deformation, overpass type magma, thermal vertical accretion, and hydrothermal alteration of the magma core complex during the relatively new era of intracontinental orogeny, as well as the direction of deep exploration.
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表 1 岩浆核杂岩与变质核杂岩基本特征对比
Table 1. Comparison of basic characteristics between magmatic core complex and metamorphic core complex
基本特征对比 变质核杂岩(MtCC) 岩浆核杂岩(MgCC) 核部 核部(基底)杂岩组合 主要是各类中深变质岩+一期侵入岩+糜棱岩 是沉积岩(或中浅变质岩)+多期次侵入岩 外围 上部构造层及其应力场特点 为浅变质或沉积岩层，发育铲式正断层；是区域拉张、伸展构造应力环境，或隆起－伸展滑脱应力环境；产在古老造山带转化为陆内松弛或张裂阶段 为浅变质或沉积岩层，是在区域或局部挤压-伸展构造转换期应力场，产在挤压收缩-伸展引张-构造转换-岩浆侵位演变期，发育于陆内构造-岩浆活动转换阶段 界面 主剥离断层带 发育剥离断层和韧性剪切带，且主要发育在古老的变质基底岩系，或在侵入岩体也有糜棱岩和韧性剪切带 有剥离断层或早期韧性、晚期脆-韧性剪切带或滑脱断层，表现出岩浆热液交代蚀变或糜棱岩带或铲状正断层带 构造群落 平面和剖面构造组合 中老外新。核部中深变质岩，可有可无侵入岩，呈闭合地质体。外围浅变质岩或沉积岩，无侵入岩。剖面呈复式背形，显示横弯褶皱 中老外新，核部外围为沉积岩或变质岩及至少一期以上侵入岩体，呈闭合或半闭合，剖面复式背形，显示横弯褶皱或热力背斜 变形变质岩石组合与构造变形环境 外围构造层为沉积岩或浅变质岩，核部与外围间有剥离断层或脆-韧性剪切带，切失地层较多，核部与外围构造层时代差别较大。核部变质岩基底可有花岗岩类侵入岩体 核部与外围构造层多为沉积岩或浅变质岩，也可出现脆-韧性剪切带，但切失地层较少，核部与外围构造层时代差别不大，可出现角度不整合或侵入接触关系 变质 变质作用特点和变质程度 核部中深变质岩，外围沉积岩或浅变质岩，以区域变质作用为主，中高级变质程度 核部和外围均可为沉积岩或浅变质岩，以热动力变质作用和岩浆热液蚀变为主，中低级变质程度 成矿 成矿富集特点与成矿时代 主剥离断层和韧性剪切带附近成矿富集，成矿时代与侵入岩活动时代和韧性剪切变形时代相近 沿核部岩浆核杂岩和外围岩体周围、主界面带附近成矿富集，成矿时代与较新的侵入岩活动及韧性剪切变形时代相近 
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表 2 牛山-凤凰山变质核杂岩和牛山北岩浆核杂岩构造-岩石组合
Table 2. Structure rock assemblage of Niushan-Fenghuangshan metamorphic core complex and North Niushan magmatic core complex
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表 3 牛山-凤凰山变质核杂岩和牛山北岩浆核杂岩及其北部一带构造类型与变形序列
Table 3. Structural types and deformation sequences of Niushan-Fenghuangshan metamorphic core complex and North Niushan magmatic core complex and their northern belt
旋迥 世代 变形机制 构造层次 主要构造类型 喜马拉雅期 D9 垂向抬升 浅部层次 各级阶地，正断层 D8 南北向收缩断块 上部层次 北西西向、近东西向逆断层、北东向、北西向、南北向共轭断层、平移断层 D7 南北向伸展断块 上部层次 北西西向、近东西向正断层、平滑断层，断陷盆地 燕山期 D6 东西向伸展 上部层次 南北向宽缓褶皱，区域性节理、膝折，断陷盆地 D5 南北向走滑 上构造层次 近东西向右行走滑剪切带、伸展-走滑-岩浆核杂岩形成 D4 南北向收缩 中—上部层次 逆冲推覆构造，区域复式背向斜、紧闭褶皱，扇状褶劈理 印支期 D3 南北向收缩 中部层次 区域北西西向、近东西向逆掩推覆、转换构造、滑劈理、片理、片麻理、韧性剪切带、掩卧褶皱，局部伸展-走滑 加里东期—海西期 D2 南北向伸展(隆滑) 中—下部层次 伸展-剥离断层、隆滑构造，岩浆核杂岩孕育；多级剥离剪切带、流劈理、片理、片麻理、掩卧褶皱、分划性韧性剪切带、褶叠层等伸展构造组合多样 D1 南北向伸展(拉张) 下部层次 变质核杂岩形成，基底剥离断层、顺层剪切面理、掩卧褶皱、分划性韧性剪切带、褶叠层，伸展构造组合，裂陷槽
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图(12)
表(3)
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