南岭地区骑田岭岩体侵位及其围岩热-流变行为的研究

To unravel processes of incremental granite emplacement and its thermal-rheological consequences for crustal host rocks, we intent to choose the representative middle-late Jurassic Qitianling pluton in the Nanling area as our object, we will combine structural analysis, geobarometry and numerical modelling in our study. Based on previous petrological, geochemical, geochronological and structural studies that have already well-constrained the crystallization conditions and the evolution of the granitic system, while no quantitative constraints exist for the country rocks. We will characterize country-rock petrofabrics to quantify deformation patterns, strain values, strain rate, and the extent of the thermal aureole and gradients in the country rocks surrounding the intrusion to deduce magma injection rates and magma flux. With these data, we will use the open-source SUTRA software (Fortran platform), to quantitatively simulate incremental emplacement, rigorously comparing numerical model results, including temperature-pressure and strain value, and observations on the natural system, through the comparison we will iteratively improve and complete our model. Accordingly, our results will reveal the processes and consequences of incremental emplacement of the Qitianling pluton, and will have far-reaching implications for further understanding of the thermal-rheological behavior and evolution of the continental crust, tectonic setting and associated mineralization in Nanling area during Mesozoic epoch.

本项目拟选择南岭地区中-晚侏罗世代表性岩体-骑田岭岩体为研究对象，运用构造解析、地质温压计和数值模拟的方法来探究花岗质岩浆增量式侵位过程及其地壳围岩热-流变行为的演化。前人对岩体开展的岩石学、地球化学、年代学和构造分析成果很好地限定了岩浆结晶条件和岩浆系统的演化，但缺乏对围岩的定量化研究。本项目重点对该区围岩开展定量化研究，以揭示岩浆侵位引起的围岩变形方式、应变量、应变速率、热接触变质晕范围和地温梯度等，从而推算出可能的岩浆侵位速率、岩浆通量等参数。根据以上研究成果，利用开源SUTRA程序在Fortran平台上建立数值模拟模型进行增量式岩浆侵位过程的计算，将模拟得出的围岩温-压和应变量等结果与实测结果进行对比，验证和逐步完善数值模拟的模型。最终，揭示骑田岭岩体增量式岩浆侵位过程，并进而探讨增量式岩浆侵位对南岭地区中生代地壳热-流变行为演化、构造背景和伴生成矿作用的影响。

岩浆岩从深部岩浆源区聚集演化-运移上升-叠加侵位于地壳不同深度，形成相互联通的穿地壳岩浆系统。这一穿地壳岩浆系统也是搬运和储存成矿流体的主要路径。前人对大型岩基（面积≥100 km²）的岩浆侵位开展了大量研究，对岩浆通道系统末端的小岩株（面积≤10 km2）侵位机制的研究通常被忽略，然而浅地壳的小岩株通常是岩浆矿床形成的关键。本项目首先对骑田岭岩基侵位机制进行了研究，该岩基侵位深度为10-15 km，通过多期次的水平岩床垂向叠加形成具有岩盖式的岩浆房形态。其次，对铜陵矿集区发育的浅成侵入体（3-5 km）铜官山和冬瓜山成矿小岩株开展了岩浆侵位机制研究，发现小岩株也是由多期次岩墙水平侧向叠加而成。最后，岩浆侵位机制的数值模拟表明1）周期性和连续性的岩浆叠加侵位形成的大岩基对围岩产生的热烘烤和变形范围差异不大，2）不同的岩浆叠加方式，例如岩床垂向叠加、岩墙水平侧向拼贴和岩墙单侧拼贴，对围岩的热烘烤和变形差异较大，其中单一侧的岩浆拼贴更有利于成矿；3）岩浆通道系统中，侵位于不同地壳深度的岩浆房会改变浅地壳的局部应力场，从而影响深部岩浆的运移速率和浅成岩体的空间定位。本次研究对地壳岩浆系统中不同侵位深度的岩浆房侵位机制开展了研究，尤其是对浅成小岩株侵位机制的研究有助于创新和发展岩浆热液成矿模式和理论，提高深部隐伏矿床成矿预测的准确性。