南岭在地理上是指长江流域与珠江流域之间的分水岭，即东西横亘于湘、桂、粤间的五岭山脉及赣、粤间的九连山脉。本文所涉及的南岭地区范围在北纬26°30′～22°40′，东经108°20′～108°116′00之间，主要包括桂北、赣南和粤北地区。
南岭地区地跨“江南复背斜”和“华南造山带”（任纪舜，1990），鉴于华南地区存在有两种基底形式，即以前震旦系变质基底的“扬子式”和以前泥盆系为基底的“华夏式”，很多学者将华南划为扬子地块和华夏地块两个一级构造单元，二者的界线由东到西大致沿江山—绍兴断裂至上饶—韶关—肇庆一线（金文山等，1997）。据此，南岭少数地区（桂北）属扬子地块江南构造域（分布大致相当于江南台隆或江南复背斜），大部分地区属华夏地块的桂粤湘赣闽构造域（主体重叠于华南造山带或华南褶皱系）。
一、地层序列与岩石建造
南岭地区地层发育较全，自前震旦系至第四系都有分布。除桂北部分地区归属扬子地层区江南分区外，余者均属东南地层区。各时代地层特征如下：
中元古界四堡群为一套巨厚的深海相泥砂质复理石建造夹火山碎屑岩、局部地区发育变低钾拉斑玄武岩和变低钾富镁拉斑玄武岩，厚1700～5800m，主要出露在桂北九万大山一带。
新元古界青白口系，仅在桂北出露较全，称丹洲群，主要为一套岩相变化较大的深海、半深海类复理石泥砂质夹火山碎屑岩建造，厚900～5000m。
震旦系—志留系为一套浅海—次深海相复理石、类复理石夹少量碳酸盐岩的冒地槽建造；总厚度大于8000m，主要分布在湘桂赣粤等地，不同地区岩性，岩相变化较大，震旦系下统为冰海沉积相，常具锰矿层（桂北）、磁铁矿层（赣粤）；上统则以含黑色板岩、硅质岩为特征，桂北厚度较薄，湘粤赣较厚。寒武系以深海至半深海相砂页岩为主，总厚达4000m，下部一般发育黑色岩系，以含碳页（板）岩为主，尤其底部及近底部，发育含碳硅质岩类，夹石煤层，含磷、硅质结核、并有铀、钒、钨、钼等金属元素富集现象；中部以砂、板岩相间组成的复理石建造为特征；上部板（页）岩较发育。奥陶系遍于全区，但多不同程度地缺失，由次深海浊流相碎屑岩（粤）和陆棚浅海相碳硅质岩（赣）、笔石页岩及介壳碳酸盐岩等建造所组成（桂）。志留系在区内主要分布于桂北和粤桂交界地区，仅属残存部分，桂北主要由页岩、碳质页岩和粉砂岩组成，厚370m；粤桂交界由砾岩、含砾砂岩、砂岩及页岩组成。
上古生界泥盆系—二叠系主要是一套地台浅海相碎屑岩和碳酸盐沉积建造。地层沉积韵律明显，最大厚度约4000m。泥盆系分布广泛，桂境主要为浅海碎屑岩相和碳酸盐台地相，粤湘赣以海相潮坪相为主。石炭系在区内较泥盆系分布更广，发育更全，下统在西部以碳酸盐建造为主，东部为海陆交互相碎屑岩含煤建造；上统全为碳酸盐岩建造。二叠系的分布与石炭系形影相随，下部以深灰、灰黑色致密灰岩为主，常夹白云岩、燧石岩；上部是灰色灰灰岩（桂北），泥灰岩、钙质页岩、粉砂岩及含煤岩系（赣粤）为主的滨海沼泽相碎屑岩含煤建造。
中生界的沉积建造：中、下三叠统分布较广，多继承上古生界的特点，为浅海相碳酸盐建造；桂西和桂西南为复理石建造，并夹火山熔岩及凝灰岩，代表地槽型沉积。上三叠统主要为陆相或海陆交替相的含煤建造。侏罗系和白垩系的沉积建造明显不同，侏罗系分布较广，建造类型比较复杂，下统在西部为陆相含煤建造，闽粤沿海及粤北、湘南遭受海侵，为类复理石建造含火山岩夹层。中侏罗统发育陆相碎屑岩、火山碎屑岩建造。上侏罗统为一套巨厚的陆相喷发中酸性火山岩及火山碎屑岩建造，分布于东南沿海地区，是中国东部火山岩带的组成部分。白垩系为陆相红色河湖相碎屑岩建造和火山岩建造。
新生界的沉积建造主要为内陆断陷中的陆相红色含盐和含油建造及火山岩建造。
二、沉积作用的化学元素演化
有关南岭地区不同时代沉积岩的元素丰度，已取得了较为系统完整的研究成果（於崇文等，1987；胡云中等，1986），对探讨南岭地区沉积作用的元素演化及其沉积构造演变提供了基础数据，由于资料的限制，主要涉及中生代侏罗纪以前的沉积岩。
主要化学元素成分的演化
从南岭地区中元古代至中生代地层沉积岩的元素丰度（表3-1、图3-2）可以看出，南岭地区各时代地层沉积岩主要化学成分具有以下演化规律；
图3-2 南岭地区地层化学元素时序演化图
表3-1 南岭地区各时代地层化学元素丰度、元素比值（wB）
注：元素丰度引自於崇文等（1987），数据主要由粤北、赣南和桂北三个地区地层厚度加权平均计算而得。带*元素丰度由粤北和桂北两个地区的数据加权平均而得；带**元素丰度取自桂北，胡云中、邓坚资料（1985）；带＃元素丰度取自粤北於崇文等资料（1987）。含量单位：主成分Al、Fe、Ca、Mg、K、Na为10-2；Au为10-9，其他10-6。
表中震旦系包括中国区域年代地层表（2001）中的南华系和震旦系。
Al、Fe、K、Na等化学元素的丰度及Fe+Mg值从中元古代至晚古生代总体上呈螺旋式降低的变化趋势，其中在元古宇和下古生界地层中相对较高，且变化幅度较小，而在上古生界地层相对较低，而且变化范围较大；到了中生界地层中则开始升高。Ca元素丰度、Ca/Mg、K/Na比值的演化与上述元素的演化趋势相反，即在中元古代至早古生代均较低，晚古生代显著增高，中生代又降低。
主要元素的变化主要反映沉积作用的变化，Al、K等化学元素是易迁移元素，主要富集在细碎屑岩和泥质岩中，它们的多寡反映了泥质成分的多少，Al、K元素的演化特征表明，从中元古代至晚古生代，地层中的细碎屑岩和泥质比例减少，粗碎屑岩或碳酸盐岩比例减少，这与各时代地层中沉积岩的岩石组成基本相符。
Ca元素丰度Ca/Mg比值演化表明，晚古生代南岭地区已较变为稳定的浅海沉积环境，沉积了大量以灰岩为主的碳酸盐岩，晚古生代石炭纪Mg含量的显著增高，则表明此时沉积盆地较为封闭，有大量白云岩沉积。
沉积岩（特别是砂质岩）中Fe、Fe+Mg值及K/Na比值能够反映沉积物源区幔源成分的多少和沉积物的成熟度，中元古代至晚古生代地层及砂质岩中的Fe、Fe+Mg值（表3-2）的逐渐降低演化趋势表明，沉积物源区的幔源成分逐渐减少，或者说上部地壳逐渐向酸性地壳演变，同时也表明沉积物的成熟度在增加；中生代地层沉积岩的Fe、Fe+Mg值较晚古生代升高，说明沉积物源区上部地壳有部分幔源成分的加入。
表3-2 南岭地区各时代地层砂质岩化学元素丰度、元素比值（wB）
注：元素丰度由粤北、赣南和桂北三个地区砂岩平均计算而得。带*元素丰度取自粤北、带**元素丰度取自桂北。含量单位：主成分Al、Fe、Ca、Mg、K、Na，10-2；Sc、Th，10-6。FM=Fe+Mg。A/CN=Al/（Ca+Na）。数据来源於崇文等（1985）南岭地区地球化学研究报告。
从各时代地层及砂质岩的K/Na比值总体变化趋势来看，中元古代至早古生代沉积物成熟度较低（但有呈逐渐增高趋势），而晚古生代早、中期的沉积物成熟度较高，到了晚期明显降低，中生代时沉积物成熟度又有所提高。成熟度的这种变化与本区沉积环境由中元古代至早古生代动荡的深海-半深海的沉积环境到晚古生代的相对稳定的浅海—滨海相沉积环境，再到相对不太稳定的陆相沉环境演变基本一致。
三、铁族、微量与稀土元素的演化
南岭地区各时代地层微量元素与稀土元素的演化（表3-1，图3-2）具有以下规律：铁族元素Ti、V、Cr、Co、Ni、Sc及Li、Be、Zr、Th、Ba等微量元素与Al、Fe、K等常量元素的演化趋势相似，即在中元古代到早古生代地层中丰度较高，晚古生代降低，中生代时又升高，总体反映出岩性的控制作用。由于各个地史时期沉积物源及沉积环境不同，以及各自的地球化学性质不同，它们的变化还是有差异的，如Ti、Cr、Co在震旦系地层中最高，而V、Li、Sc则在四堡群中最高，Ni、Be、Th在寒武系中最高，Ba在丹洲群中最高。
Sr的演化与Ca类似，总体上在中元古代到早古生代地层中的丰度较低，（19.10×10-6～67.40×10-6），晚古生代地层中明显升高（115.66×10-6～215.59×10-6），中生代地层又显著降低（47.93×10-6～48.99×10-6）。
Mn自中元古代到早古生代呈逐级降低的变化趋势（716×10-6→189×10-6），晚古生代略有升高（195×10-6～339×10-6），中生代又逐级降低（184×10-6～78×10-6）。
由于REE、Th、Sc等元素，难溶于水溶液中，在海水中的滞留时间短，在沉积、成岩和变质作用过程中相对稳定，因此它们在细粒陆源碎屑岩中的含量能直接定量地反映它们在源区岩石中的丰度。因为沉积岩的成分主要受物源区组成和沉积盆地的构造环境控制，所以细粒陆源碎屑岩中REE、Th、Sc等元素及（La/Yb）cn、Eu/Eu*、Th/Sc比值的变化能够反映沉积物源区及构造环境的变化（Bhatia，1985，1986；Taylor和McLennan等，1985）。
沉积岩Th/Sc比值从中元古界到新元古界（雪峰期）降低，震旦系到奥陶系逐渐升高，志留系降低，泥盆系再升高，石炭系骤降，以后小幅波动。
砂质岩中Th/Sc的变化基本与上相同（表3-2），中、新元古界砂质岩中Th、Sc、Th/Sc值介于Bhatia（1985）给出的大陆岛弧砂岩与活动大陆边缘砂岩之间（表3-3），但更接近大陆岛弧砂岩；早古生代砂岩的Th、Sc值的活动大陆边缘砂岩与被动大陆边缘砂岩之间，更靠近活动大陆边缘砂岩。虽然Th/Sc值（1.64～1.78）较低，但仍离大陆岛弧砂岩较远，接近活动大陆边缘砂岩，以上说明元古宙与早古生代构造环境及沉积物源有所变化。
表3-3 判别沉积盆地构造背景的杂砂岩地球化学参数
注：元素含量单位为10-6。
（据Bhatia 1985，1986）
ΣREE在从中元古代至早古生代奥陶系的地层中含量逐渐增加（152.26×10-6→242.04×10-6），从志留纪开始到晚古生代地层则逐渐减少（188.57×10-6→94.67×10-6），中生代时又明显增加（158.34×10-6→186.41×10-6）；LREE/HREE、（La/Yb）cn、Eu/Eu*比值出显示出与ΣREE相近的变化趋势，但中生代三叠纪时LREE/HREE、（La/Yb）cn、Eu/Eu*比值较低（6.86×10-6、7.56×10-6、0.55）；从Eu的负异常看，中元古代（0.55）和新元古代早期（0.6）、志留纪（0.61）、三叠纪（0.55）的沉积岩有明显的Eu负异常。
各时代泥质岩的稀土元素时序演化与沉积的变化规律相近（表3-4）。
表3-4 南岭地区各时代地层泥质岩化学元素丰度、元素比值（wB）
注：数据来源、单位同表3-1。
中元古代—新元古代早期（雪峰期）泥质岩中ΣREE、（La/Yb）cn、Eu/Eu*比值较低，介于Bhatia（1985）给出的大陆岛弧砂岩与活动大陆边缘砂岩之间，考虑到泥质岩的（La/Yb）cn、Eu/Eu*与砂岩相近，因此二者可近似代表砂岩值，（La/Yb）cn与大陆岛弧砂岩相近，而Eu/Eu*则与活动大陆边缘砂岩相似，结合砂岩的Th、Sc、Th/Sc的判别，本区此时期具有大陆岛弧与活动大陆边缘的双重特征，对此时期的沉积构造环境目前还有很多争论，从沉积岩的化学特征看，构造环境更接近大陆岛弧环境。
震旦系至志留系泥质岩的ΣREE、（La/Yb）cn、Eu/Eu*比值较前震旦系的泥质岩有大幅增加，说明沉积物源与构造环境发生变化，泥质岩的ΣREE、（La/Yb）cn与被动大陆边缘砂岩非常相近，但砂岩的Th、Sc、Th/Sc的判别却似活动大陆边缘砂岩，从沉积建造特征可知此时期不发育活动大陆边缘的火山岩，因此应属被动陆缘环境。沉积区的物源主要来自华夏古陆，部分地区（桂北）来自扬子古陆。
四、成矿元素的演化
由南岭地区各时代地层成矿元素的丰度（表3-1，图3-2）可知，由于它们各自的地球化学性质不同，受物源、沉积环境等多因素的影响，其演化规律也各有不同。
W的丰度从中元古界至中生界呈旋回式降低的趋势，其中以四堡群的丰度（4.3×10-6）最高、其次是震旦系（2.45×10-6）和泥盆系（2.11×10-6），在三个相对较高的层位中，由老到新依次降低。
Sn的丰度演化与W不同，它有两个明显的变化趋势，即从中元古界至晚古生界早期泥盆系的逐渐升高趋势及泥盆纪以后的递减趋势；在升高趋势中又有次级旋回，在地层中形成Sn含量的三个相对富集层位中，Sn的丰度由早到晚依次增高。
Mo的丰度在奥陶系（2.79×10-6）最高，以后则呈降低趋势。
Cu元素从中元古代到新元古代早期降低（3.84×10-6→19.9×10-6），震旦纪到奥陶纪逐渐升高（34.2×10-6→46.3×10-6），志留纪时大幅减少（3.09×10-6），晚古生代又有所增加（15.6×10-6→19.5×10-6），中生代三叠纪增加，侏罗纪再减少，其中以早古生代奥陶系中的丰度最高（46.3×10-6），其次为中元古代四堡群（38.4×10-6）。
Zn的丰度变化总体上呈倾斜的U字型走势，中元古代至早古生代地层整体较高，从最高的中元古界四堡群（105.4×10-6）开始，呈平缓下降趋势，晚古生代地层中骤减，以泥盆纪地层最低（40.4×10-6），中生代地层又有大幅度提高（75.2×10-6→64.5×10-6）。
Pb的丰度以中元古界和新元古界丹洲群较低（12×10-6），震旦纪和寒武纪开始明显升高（22×10-6），奥陶纪到石炭纪逐渐降低，二叠纪以后又明显升高，Pb含量最高层位为侏罗系（32×10-6），其次是震旦系（229×10-6）、寒武系（22×10-6）。
Au的丰度以泥盆系最高（0.86×10-9），其次是三叠系（0.81×10-9）和中元古界四堡群（0.77×10-9），其他时期地层含量变化不大（0.86×10-9～0.6×10-9）。Ag的含量从震旦纪—古生代地层含量低变化小，中生代地层含量显著增加。
Sb的演化有从低（元古界）→最高（寒武系1.71×10-6）→最低（志留系0.12×10-6）→次高（泥盆系1.21×10-6）→低（侏罗系0.25×10-6）的旋回式振荡走势。
As从元古界至中生界的演化有从最高（古元古界15.7×10-6）→次高（寒武系14.6×10-6）→高（泥盆系1.21×10-6）→最低（侏罗系0.94×10-6）的旋回式振荡走势。
从南岭地区中元古界-中生界沉积地层及沉积岩的元素演化可以看出，其间存在三个较明显的地球化学转换界面（丹洲群与震旦系、志留系与泥盆系、二叠系与三叠系），即在界面的上、下地层中化学组成演化规律发生了较明显的变化。
其中最明显的是志留系与泥盆系之间的转换界面，Al、K、Fe、Ca、Ti等主要组分、微量元素Th、Sc的丰度及K/Na、Ca/Mg、Th/Sc比值等均出现大幅升高或降低的变化，这种变化主要是加里东的褶皱造山运动使本区从地槽转变为准地台，引起沉积环境与沉积物源的变化。这种构造沉积环境和沉积物源的变化，也可从沉积建造上反映出来，界面之下主要以次稳定的类复理石碎屑岩及泥质岩沉积建造为主，界面之上则以稳定陆源碎屑岩建造和碳酸盐沉积建造为主。另外两个地球化学界面主要反映在稀土元素的变化上，在丹洲群与震旦系界面上Eu/Eu*值明显上升（0.6→0.76），泥质岩中的ΣREE、（La/Yb）cn也大幅增加（分别为183×10-9→263×10-9，7.65→10.88）；而在三叠系界面上Eu/Eu*值明显下降（0.68→0.55），泥质岩中的ΣREE则大幅升高（153×10-9→243×10-9），两个界面上、下的沉积建造也有较大的变化。
上述三个地球化学界面的时间恰与南岭地区发生在晋宁（雪峰）、加里东和印支构造运动相对应，反映出沉积岩元素演化与大地构造演化和联系。虽然四堡群地层发生北西西向的褶皱变形，并与上覆丹洲群地层呈高角度不整合接触，但在罗城-安化转换断层的东侧均未见到四堡运动所产生的角度不整合，故四堡运动不是华夏陆块与扬子陆块缝合长生的特提斯型造山运动，而是发生在大陆边缘的地体拼贴及岛弧、弧后造山作用。四堡运动对盆地的影响主要表现为四堡晚期扬子边缘造山带向盆地提供了粗碎屑物质（刘宝珺等，1993）。因此，四堡群与丹洲群的地球化学界面并不明显，其沉积物源区和沉积构造环境差异不大。
根据上述三个界面，可以将南岭地区沉积作用的化学元素演化分为4个旋回。各个旋回阶段的构造背景、沉积建造、元素地球化学特征及成矿、运矿元素富集特点如下：
1）中元古宙（四堡期）-新元古宙早期（雪峰期）槽（洋）盆发育与褶皱造山阶段：此阶段的沉积构造环境具有大陆岛弧和活动大陆边缘的双重特点。四堡期沉积了一套含基性火山岩的复理石建造，沉积岩以高Al、Mg、Fe、Co、Cr、Ni，低ΣREE、LREE/HREE、（La/Yb）cn、Eu/Eu*为特征。雪峰期则沉积了一套深海、半深海类复理石泥砂质夹火山碎屑岩建造，沉积岩元素含量特征除与四堡群类似外，还具有较高Na含量，并以Sc高、Th/Sc值低为特征。
此沉积阶段成矿元素主要富集在早期（四堡期），相对富集了W、Sn、Zn、As、Au和矿化剂Cl元素。
2）震旦纪-志留纪裂谷盆地发育与消亡造山阶段：从震旦纪开始受全球性构造运动影响，泛大陆纷纷解体，早期（
3）泥盆纪—二叠纪（—早三叠世）陆（海）盆地发育和造陆阶段：形成陆相-滨海相碎屑岩建造、浅海碳酸盐岩建造。该阶段地层Ca、Mg、Sr明显高于其他阶段地层，Al、K、Na及铁族元素低于其他阶段地层。成矿元素主要富集在早期的泥盆纪，相对富集了W、Sn、As、Sb、Au和S等。
4）三叠纪以后陆内断陷盆地陆相火山-沉积作用阶段：形成陆相杂（红）色碎屑岩为主的沉积建造，该阶段地层较前一沉积阶段地层Al、K、铁族元素、ΣREE、K/Na值等有明显提高，但三叠纪地层Eu/Eu*、（La/Yb）cn偏低，而侏罗纪地层则K/Na很高。该阶段早期三叠纪地层Cu、Au、Ag较富集，中期的侏罗纪地层Pb较富集。
从南岭各个沉积演化阶段成矿元素富集情况可以总结出以下规律：
1）每个阶段都有成矿元素的富集，但主要富集在第一、第三阶段。
2）不同沉积演化阶段具有不同的元素富集特点，但成矿元素的富集主要在每个演化阶段的早、中期。早期包括高温成矿元素W、Sn和中低温成矿元素Cu、Zn、Au、Ag、As、Sb和S等；中期包括Mo、Sn、Pb、Cl等。
3）每个阶段的早期富集元素较多，如第一阶段早期（四堡期），相对富集了W、Sn、Zn、As、Au和矿化剂Cl元素；第二阶段早期（寒武纪），相对富集了Pb、Zn、As、Sb和S；而第三阶段早期的泥盆纪，则相对富集了W、Sn、As、Sb、Au和S等。
根据南岭地区构造演化与沉积建造特征可知，本区每个旋回演化阶段早期的构造沉积盆地拉张裂陷或拗陷强烈，多伴有火山活动（四堡期）和热液活动（四堡期），（陈毓川、毛景文，1995；韩发，1997），或具有特殊的缺氧沉积环境（刘宝珺等，1993），这些都有利于金属成矿元素的活动转移而达到初始富集，而每个旋回演化阶段的晚期构造活动以挤压抬升为主，区内岩浆活动以侵入为主，火山活动不强，沉积盆地内热液活动也较弱，沉积环境偏氧化，因而不利于成矿元素在沉积过程中富集和保存。