贛中鉛鋅礦地質(zhì)特征與成礦物質(zhì)分析

葉林春,楊瑞棟

摘要:贛中某礦田是一個以錫、鉛、鋅為主的大型礦田。各類礦床以巖體為中心,呈“暈圈式”分布,從內(nèi)到外由高溫礦種過渡為低溫礦種。文章探討了區(qū)域內(nèi)鋅礦床的礦體特征、礦物組成、稀土元素特征、同位素地球化學(xué)特征和流體包裹體特征,分析了鋅礦的地質(zhì)地球化學(xué)特征、成礦流體來源以及成礦機制。

關(guān)鍵詞:贛中;鋅礦床;地質(zhì)特征;成礦物質(zhì);礦物分析

中圖分類號:P617文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2009)24-0189-02

近年來,與花崗巖有關(guān)的有色金屬礦產(chǎn)成為礦床勘查和開發(fā)的重點對象之一。如何結(jié)合我國的具體地質(zhì)實際,深入開展這類礦床的地質(zhì)研究與勘查開發(fā)工作,是一個急待解決的重大問題。長江中下游地區(qū)成礦條件非常優(yōu)越,以錫鉛鋅為主的礦產(chǎn)資源十分豐富,相關(guān)的研究成果也很多。區(qū)內(nèi)的某礦田是一個以錫鉛鋅礦產(chǎn)為主的多金屬礦田,內(nèi)有正在開采或勘探的多個大中型錫鉛鋅礦床,從區(qū)域上看,該地區(qū)地處長江中下游有利成礦地帶中,位于揚子板塊與華南板塊交接地帶中“江南碰撞剪切帶”的北部邊緣偏揚子板塊一側(cè)。

多數(shù)學(xué)者認(rèn)為礦床空間分布與燕山期侵入巖體有關(guān),而巖體產(chǎn)出又受中生代的NEE和NW向斷裂構(gòu)造控制。前人對控巖控礦構(gòu)造的形成過程問題有多種認(rèn)識,以及其控礦方式等問題也引起有關(guān)的討論,有的認(rèn)為是受太平洋板塊向西俯沖控制的;有的認(rèn)為是由長江大斷裂派生的;有的認(rèn)為是在大陸邊緣拉張作用下引起的;有的則認(rèn)為是揚子板塊與華北板塊的“陸一陸”碰撞產(chǎn)生的。但總體認(rèn)為燕山期的巖漿運動是九瑞地區(qū)成礦運動的重要前提,燕山期侵入的規(guī)模不一的酸性花崗巖體是九瑞地區(qū)眾多金屬礦田的成礦母巖,而分布于區(qū)內(nèi)的基底構(gòu)造及中生代形成的各級有利構(gòu)造則為成礦提供了必不可少的通道和儲礦空間。

一、地區(qū)成礦背景

該地區(qū)位于揚子臺坳中段南緣,區(qū)域上總體構(gòu)造格架是近東西向的褶斷帶,東端橫迭著一個面積約180km2呈南北向伸展的短軸背斜,其東西北三面以一個環(huán)弧狀層間滑動斷裂帶與印支期褶斷帶相分割,南緣則以一條長期活動的東西向斷裂與近東西向印支期褶斷帶相接。

(一)北東東向褶斷構(gòu)造

本區(qū)自震旦系至中三疊系之間,尚未發(fā)現(xiàn)有角度不整合現(xiàn)象,沉積蓋層直至印支期才第一次形成NE至NEE向的褶斷帶。西北部的付山、樟樹至崛山一帶由一系列軸向呈NE到NEE向的褶斷帶組成,核部為志留系,軸面多傾向北西。在的北東側(cè)洞宵一帶有NE向的背斜,延伸部分為后期的彎窿構(gòu)造迭加。印支期褶斷帶在南側(cè)最為發(fā)育,軸向呈NEE,在易家壟一梓坊一白果橋及槽漁洞一永豐一烏石門一帶有一組規(guī)模較大的NEE向推覆斷裂帶。

(二)底辟彎窿構(gòu)造體系

彎窿構(gòu)造是一個由震旦系至奧陶系地層組成,長期處于相對隆起狀態(tài),最后在燕山晚期定型的底辟彎窿構(gòu)造。該構(gòu)造主要由四部分組成,一是彎狀褶皺,二是環(huán)弧形層間重力滑動斷裂,三是放射狀斷裂,四是高揮發(fā)份的隱伏花崗巖體。

1.彎窿褶皺。彎窿褶皺作為底辟彎窿構(gòu)造的主體,面積約180km2,呈橢圓形,長軸近南北,短軸近東西,長寬比約5∶4,為正地形環(huán)弧狀山系。地表形態(tài)基本上與彎狀褶皺形態(tài)一致,主峰在尖峰坡,海拔標(biāo)高525.6m。彎窿核部主要由震旦系地層組成,面積約10km2,兩側(cè)地層主要由寒武系一奧陶系組成,最外圈為志留系。由核部向兩側(cè),由淺部向深部,以及由北部向南部地層傾向由緩變陡,圈閉性較好。

2.環(huán)弧狀層間重力滑動斷裂。環(huán)弧狀層間滑動斷裂在底辟彎窿構(gòu)造范圍內(nèi)特別發(fā)育,幾乎在所有的重要巖性差異地段的界面處都不同程度地存在,尤其是在震旦系銅門組頂部礫巖層與上覆砂頁巖層之間;陡山沱組與南沱組冰嘖巖之間:燈影組厚層硅質(zhì)巖與下伏頁巖之間;下寒武系灰?guī)r、硅質(zhì)巖與頁巖之間;奧陶系下統(tǒng)厚層白云巖與下伏的寒武系薄層泥灰?guī)r與頁巖互層之間;志留系下統(tǒng)砂巖與下伏的奧陶系瘤狀灰?guī)r之間則更為發(fā)育。這一系列層間重力滑動斷層中常伴有厚度變化較大的滑裂巖(斷裂角礫巖),是重要的導(dǎo)礦、控礦構(gòu)造。由內(nèi)向外,依次可劃出三個重力滑動斷裂體系(F3、F4、F5)。它們在彎窿兩側(cè)大體呈對稱產(chǎn)出。

上述的F3、F4、F5內(nèi)中外三個層間重力滑動斷裂系統(tǒng),圍繞彎窿構(gòu)造分布,由內(nèi)向外,由核部到翼部,均呈層間正斷層,層層滑落,滑裂巖發(fā)育,呈厚層,主斷面在平面圖上與地層產(chǎn)狀基本一致,呈環(huán)弧形延展。在剖面圖呈對稱狀,主滑斷面常伴有一系列次級滑斷面,層間反牽引小褶曲發(fā)育,軸面有規(guī)律地向彎窿核部傾伏,滑斷面總是選擇于巖性差異明顯的重要的地層分布,潤滑層常由巖性較為軟弱的炭質(zhì)頁巖、泥灰?guī)r組成。脫頂帶及滑裂巖帶內(nèi)蝕變,礦化現(xiàn)象明顯。

3.放射性斷裂系統(tǒng)。在花崗巖漿底辟上升的過程中,首先出現(xiàn)了彎窿褶皺,接著形成層間重力滑動斷裂,并伴有一定的側(cè)向擴展,在擴展過程中必然導(dǎo)致以彎窿核部為中心的放射性斷裂的產(chǎn)生及裙邊次級小摺皺的出現(xiàn)。由于彎窿構(gòu)造區(qū)底辟上升過程中產(chǎn)生的張應(yīng)力是由中心向邊部逐漸增大的,所以放射狀斷裂也多發(fā)生于周邊地帶。

在彎窿的北部及西傾伏端,放射狀橫斷裂較發(fā)育,主要位于外圈層間滑動斷裂系統(tǒng)的附近。它們多為橫向正斷層或張剪性斷層,傾角較陡,但斷距不大,在彎窿的南及東傾伏端的望夫山、石頭腳一帶橫向上呈放射狀展布。在彎窿核部,橫斷層極少,且斷距不大,一般為0.22～1m,最大3m,常伴有斷層角礫巖帶,偶有礦化現(xiàn)象。

二、成礦過程

通過以上研究,筆者以含礦流體的活動和形成過程為主線,結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景、礦集區(qū)基本特征以及區(qū)域內(nèi)鉛鋅礦的地球化學(xué)資料等對成礦機制進(jìn)行了探討,并總結(jié)出了包括該區(qū)域內(nèi)鉛鋅礦床在內(nèi)的礦田的成礦作用過程。

1.從區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景來看,整個地區(qū)位于揚子板塊與華南板塊兩大板塊的拼接地帶,屬于不穩(wěn)定的過渡型構(gòu)造單元。這種不穩(wěn)定的地殼活動構(gòu)造單元有利于發(fā)育深大斷裂系統(tǒng),而深大斷裂帶具有貫通地下深部的特點,有助于深部與淺部的聯(lián)系,為巖漿活動提供有利的條件,使巖漿在活動過程中向淺部輸運了大量的成巖成礦物質(zhì),從而為成礦提供了物質(zhì)來源。礦床明顯受到燕山晚期的巖漿彎窿構(gòu)造的控制,顯示為“似層控性”,礦體多數(shù)以似層狀、層狀為主,極大多數(shù)順層分布。

2.礦床的分布特征、礦床的礦化特征、成礦與成巖的關(guān)系、巖漿巖與礦石的地化特征以及同位素資料都表明,礦床的形成與隱伏巖體之間存在密切的時空、成因聯(lián)系。巖漿活動不僅給成礦作用帶來了成礦物質(zhì),而且為成礦提供了能量。成礦時代與隱伏巖體侵入相近或稍后(未作礦石年代測定),屬燕山晚期第一階段。與成礦相關(guān)的圍巖巖性組合主要為粉砂巖、石英砂巖、碳酸鹽巖。從礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造來看,成礦主要以充填交代為主,顯示出典型“后生”礦床的特征。

3.根據(jù)地質(zhì)條件,花崗巖的含礦性及其與成礦的關(guān)系,結(jié)合巖石和礦石的硫、鉛同位素以及稀土分布資料,作者認(rèn)為成礦物質(zhì)來源復(fù)雜,以殼源為主,有部分深部慢源物質(zhì)混合。氫氧同位素研究表明,含礦流體是巖漿水與大氣降水的混合產(chǎn)物,表明成礦物質(zhì)主要來自陸殼下部巖層重熔巖漿及其期后氣液熱液流體。

三、結(jié)語

本文敘述了區(qū)域內(nèi)鋅礦床的礦體特征、礦物組成、稀土元素特征、同位素地球化學(xué)特征和流體包裹體特征,重點探討了鋅礦的地質(zhì)地球化學(xué)特征、成礦流體來源以及成礦機制。

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