贛西萍樂凹陷帶卡林型金礦的構(gòu)造控礦特征

楊 斌 董國(guó)臣 莫宣學(xué) 曾書明

（1.成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，成都610083；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京100083；3.江西地勘局贛西地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，南昌330201）

萍樂凹陷帶西段位于江西省西北部，20世紀(jì)90年代以來(lái)在該凹陷帶中發(fā)現(xiàn)了多處卡林型金礦化點(diǎn)，顯現(xiàn)出了良好的找礦前景（圖1）。近年來(lái)，區(qū)內(nèi)金礦的成礦特征研究取得了重要成果［1－8］。這些研究成果主要集中在2個(gè)方面：一是對(duì)萍樂凹陷帶構(gòu)造特征以及構(gòu)造體系、亞體系的研究［6－8］，二是對(duì)凹陷帶內(nèi)金礦的成礦特征及成礦規(guī)律的研究，認(rèn)為區(qū)內(nèi)金礦普遍受斷裂控制，熱液蝕變發(fā)育明顯［1－3］。然而，有關(guān)構(gòu)造對(duì)成礦流體來(lái)源的控制以及對(duì)區(qū)內(nèi)卡林型金礦成礦的主導(dǎo)作用的研究不夠。筆者在詳細(xì)野外填圖的基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)區(qū)內(nèi)2個(gè)礦區(qū)成礦期的同位素研究，對(duì)萍樂凹陷帶西段內(nèi)金礦的成礦流體來(lái)源進(jìn)行了探討，由成礦流體的組成變化反映了流體運(yùn)移的變化，并以此為切入點(diǎn)，尋找構(gòu)造與區(qū)內(nèi)卡林型金礦的內(nèi)在聯(lián)系，以期深化對(duì)該區(qū)礦床成因的認(rèn)識(shí)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

贛西萍樂凹陷帶地處揚(yáng)子板塊與華南板塊交接部位，北部以沿高安—南昌—景德鎮(zhèn)一線為界，南部以萍鄉(xiāng)—新余—上饒為界，是一個(gè)古裂谷區(qū)［1］，屬于幾個(gè)不同構(gòu)造單元的銜接部位（圖1）。

圖1 贛西萍樂凹陷帶構(gòu)造分區(qū)略圖Fig.1 Tectonic division of the Pingle depression in the west of Jiangxi

20世紀(jì)90年代初期，就有學(xué)者開展了對(duì)萍樂凹陷帶區(qū)域構(gòu)造特征的研究：朱志澄等認(rèn)為萍樂凹陷帶是一個(gè)巨大的對(duì)沖構(gòu)造，構(gòu)造活動(dòng)起于印支期，燕山期活動(dòng)最強(qiáng)，在喜馬拉雅期結(jié)束［6－8］。杜定全認(rèn)為對(duì)沖構(gòu)造形成的時(shí)間大約在中生代晚期［9］。席與嶺等則詳細(xì)研究了萍樂凹陷帶內(nèi)安源組地層特征，借此反演了萍樂凹陷帶形成的古氣候和古地理環(huán)境［10］。宋鴻林等更是在前人認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，以“板溪群”為切入點(diǎn)，認(rèn)為萍樂凹陷帶是一個(gè)巨型構(gòu)造窗［11］。

綜上所述，萍樂凹陷帶西段存在一個(gè)巨大的逆沖推覆體系［11］，據(jù)此由南至北把萍樂凹陷帶劃分為3大構(gòu)造體系：南部為武功山滑覆體系、北部的九嶺逆沖推覆體系，以及中部的構(gòu)造對(duì)接帶（圖2）。

a.武功山伸展構(gòu)造體系 武功山北緣重力滑覆構(gòu)造體系，在武功山北坡有零星露頭，主要由滑片及滑塊組成。常見老地層組成的滑片蓋在新地層組成的滑片之上，如新余、萍鄉(xiāng)等地。朱志澄等認(rèn)為武功山滑覆構(gòu)造是前期推覆與后期滑覆疊加形成的滑覆推覆系［8］。

b.九嶺逆沖推覆構(gòu)造體系 九嶺南緣逆沖推覆構(gòu)造體系可分為3部分：原地基底地層體系、推覆體系以及沉積蓋層體系。其中推覆體系又可分為上推覆體和中下推覆體。上推覆體為中元古淺變質(zhì)巖塊（變質(zhì)巖和花崗巖），在中帶北部以發(fā)育構(gòu)造窗為特色，南部則發(fā)育飛來(lái)峰構(gòu)造；中下推覆體由晚古生界與中生界組成，與其配套的逆沖推覆面雖在地表未見出露，但其前鋒有出露，表現(xiàn)為高角度逆沖斷層。在其發(fā)育地區(qū)，出現(xiàn)一系列北傾的犁式逆沖斷層，組成了一個(gè)疊瓦狀逆沖斷裂系統(tǒng)，造成了凹陷帶西段的明顯縮短［12］。因此推測(cè)其下有一平緩的犁式推覆面存在，極有可能位于基底與蓋層的分界面上。逆沖斷層擴(kuò)展方式是典型的前展式。

c.南北構(gòu)造體系對(duì)接帶 指九嶺南緣逆沖推覆構(gòu)造體系、武功山伸展構(gòu)造體系在萍樂凹陷帶西段中部對(duì)接的地段，大致分布于高安付家墟—上高天山—萬(wàn)載豐頂山—宜春南木—萍鄉(xiāng)長(zhǎng)坪一線?？煞譃閿鄬訉?duì)接、尖壁對(duì)接、褶皺對(duì)接3種對(duì)接形式，沿對(duì)接帶分布的飛來(lái)峰和構(gòu)造窗是該對(duì)接帶發(fā)育的證據(jù)（圖2）。

從構(gòu)造體系的劃分中可知萍樂凹陷帶的區(qū)域構(gòu)造總體上表現(xiàn)出了多層次滑脫拆離、南北兩大構(gòu)造體系對(duì)沖、構(gòu)造疊加復(fù)合的特點(diǎn)［13］。其中南北構(gòu)造對(duì)接帶的構(gòu)造背景是由壓性向張性的過(guò)渡區(qū)域，這樣的構(gòu)造環(huán)境比較有利于卡林型金礦的形成［14］。已有的地質(zhì)工作成果也表明凹陷帶內(nèi)大多數(shù)卡林型金礦均發(fā)育在此區(qū)域內(nèi)［15］。

區(qū)內(nèi)發(fā)育的地層較簡(jiǎn)單，廣泛出露的僅為晚古生代及中生代地層，卡林型金礦主要分布在華山嶺組（C1h）、茅口組（P2m）、南港組（P2n）和青龍組（T1q）這4套地層內(nèi)（圖3）。

圖2 萍樂凹陷帶西段構(gòu)造及成礦亞帶示意圖Fig.2 Sketch map showing the structures and metallogenic subbelts in the Pingle depression in the west of Jiangxi

圖3 贛西萍樂凹陷帶金礦產(chǎn)出層位對(duì)比圖Fig.3 Comparison of the golden horizons of Carlin gold deposits in the west of Jiangxi

華山嶺組底部為砂、頁(yè)巖，中部為石英砂巖、粉砂巖互層，上部為石英砂巖與礫巖互層。茅口組發(fā)育深灰色中厚層狀生屑灰?guī)r、燧石灰?guī)r，夾灰?guī)r角礫、鈣質(zhì)泥巖、硅質(zhì)巖等深灰色泥灰?guī)r。南港組巖性為鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r，夾灰?guī)r透鏡體，其中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)23%，亦可見滑石。青龍組可分為3段，自下而上為殷坑段→棗木段→高安段。殷坑段為泥巖、鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r；棗木段為礫屑灰?guī)r與極薄層狀泥晶灰?guī)r互層；高安段為薄層狀泥晶灰?guī)r與鈣質(zhì)泥巖（圖4）。

圖4 贛西地區(qū)茅口組、南港組及青龍組巖性柱狀圖Fig.4 Lithologic histograms of the Maokou，Nangang and Qinlong groups in the west of Jiangxi

2 典型礦區(qū)簡(jiǎn)介

本文的研究主要依托研究區(qū)內(nèi)的2個(gè)典型卡林型礦床：大石芴和吳村。

大石芴礦區(qū)位于萍鄉(xiāng)—高安凹褶斷束帶中部的北側(cè)豐頂山背斜中，發(fā)育地層有華山嶺組（C1h）、黃 龍 組 （C2h）、船 山 組 （C2c）、茅 口 組（P2m）、長(zhǎng)興組（P3c）和大冶組（T1d）。礦區(qū)構(gòu)造以斷裂為主，分為NEE向、NW向和NNE向3組，其中NEE向構(gòu)造是該區(qū)的容礦、導(dǎo)礦構(gòu)造（F1—F3），褶皺屬大石芴倒轉(zhuǎn)向斜的北西翼（正常翼）。區(qū)內(nèi)地層傾向南東（168°），傾角30°～45°。礦區(qū)有2兩條礦化帶，以近EW向的F2斷裂為界，分為南北2個(gè)礦化帶。南礦帶為區(qū)內(nèi)的主礦帶，主要賦存在茅口組的層間破碎帶（F3）中，產(chǎn)狀與F3近似，寬度受斷裂控制，長(zhǎng)約1.7km；北礦帶位于F2以北，賦存在華山嶺組與黃龍組的斷裂破碎帶中（F1），產(chǎn)狀與F1相似，寬約40m，長(zhǎng)1.8km（圖5）。

圖5 大石芴金礦區(qū)略圖及22線剖面圖Fig.5 Sketch maps showing the geology and profile map of No.22prospecting line in the Dashiwu gold deposit in the west of Jiangxi

吳村地處九嶺推覆構(gòu)造和武功伸展構(gòu)造對(duì)沖帶南側(cè)，屬于萍樂凹陷帶西段北緣，是錦江復(fù)式向斜與九嶺隆起區(qū)南緣豐頂山背斜的接觸部位。吳村礦區(qū)主要出露地層為長(zhǎng)興組、青龍組、楊家群和第四系（圖6）。礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要為一傾向南東東的背斜構(gòu)造，傾角25°～40°。斷裂構(gòu)造主要有北東走向的正斷層（F2）和一組走滑斷層。F2大體沿長(zhǎng)興組和青龍組接觸部位形成層間斷層，傾向145°，傾角40°～60°，走向長(zhǎng)度＞2km。礦區(qū)內(nèi)主要出露地層在吳村形成吳村倒轉(zhuǎn)背斜，傾向南東。礦化大多賦存在青龍組下部與長(zhǎng)興組的層間滑動(dòng)面中，礦體呈層狀，走向40°～60°，傾向135°～145°，傾角40°～60°（圖7）。

圖6 吳村金礦區(qū)略圖Fig.6 Sketch map showing the geology and profile map of No.84prospecting line in the Wucun gold deposit in the west of Jiangxi

圖7 吳村金礦A－B勘探線剖面圖Fig.7 Profile map of A－B prospecting line in the Wucun gold deposit in the west of Jiangxi

3 成礦熱液來(lái)源

國(guó)內(nèi)外關(guān)于卡林型金礦的成礦熱液的來(lái)源具代表性的觀點(diǎn)大致有2種［14］：一種認(rèn)為成礦熱液來(lái)源主要是早期的建造水，后期有大量大氣降水加入［15－18］；另一部分研究者認(rèn)為成礦熱液源自巖漿分異而來(lái)［19－21］。本文對(duì)區(qū)內(nèi)典型的大石芴和吳村礦區(qū)礦石中成礦期的H、O同位素進(jìn)行了分析（表1），以探討對(duì)區(qū)內(nèi)成礦熱液的來(lái)源。

表1 萍樂凹陷帶卡林型金礦床流體包裹體氫氧同位素組成（w／‰）Table 1 Compositions of H and O isotopes of the fluid inclusions in the main Carlin gold deposits in the west of Jiangxi

2個(gè)礦區(qū)成礦期包裹體氫氧同位素（表1）顯示了以下特征：①成礦流體包裹體的δ18OSMOW與δ18O（H2O）值巨大的差異說(shuō)明成礦流體是來(lái)自于深部。②總體上看，2個(gè)礦區(qū)的數(shù)據(jù)有3個(gè)落在巖漿水范圍內(nèi)，3個(gè)落在大氣水范圍內(nèi)，剩余8個(gè)樣品呈線性形式分布于巖漿水與大氣水的過(guò)渡區(qū)域內(nèi)（圖8），這說(shuō)明2個(gè)礦區(qū)的成礦流體的原始組分主要是巖漿熱液，只是分異出的巖漿熱液自西向東運(yùn)移過(guò)程中不斷有大氣水的加入，從而導(dǎo)致成礦熱液的主要組成不斷地發(fā)生改變，到后期就變成了以大氣降水為主的成礦流體。

4 構(gòu)造對(duì)成礦的控制作用

構(gòu)造對(duì)成礦有著極為重要的作用，這在贛西地區(qū)的卡林型金礦中突出表現(xiàn)為褶皺與層間滑動(dòng)對(duì)成礦的控制［22］，前已提及的大石芴與吳村2個(gè)礦床最為典型。

圖8 贛西卡林型金礦流體包裹體的δD－δ18 O關(guān)系圖Fig.8 Map showing the relationship betweenδD－δ18 O of the fluid inclusions of the gold deposits in the west of Jiangxi

大石芴礦區(qū)發(fā)育一個(gè)向斜，剖面顯示礦體呈層狀、似層狀賦存在向斜的翼部（圖5），并且賦礦的層位屬于長(zhǎng)興組與茅口組接觸的層間構(gòu)造破碎帶。礦體的形態(tài)、產(chǎn)出部位以及賦礦層的位置表明礦體的形成與褶皺及層間滑動(dòng)關(guān)系密切。一方面褶皺產(chǎn)生時(shí)，不同巖層由于巖性的硬度差異而產(chǎn)生了層間滑動(dòng)，由此也形成了后期熱液成礦的空間；另一方面褶皺和層間滑動(dòng)的產(chǎn)生也使巖石破裂，巖石的滲濾性大為增強(qiáng)，為含礦熱液的運(yùn)移提供了通道。

吳村礦區(qū)內(nèi)有一個(gè)倒轉(zhuǎn)背斜，勘探線剖面顯示吳村礦區(qū)的礦體呈層狀賦存在長(zhǎng)興組與青龍組的層間破碎帶中，礦體的產(chǎn)狀與控礦的滑脫斷層產(chǎn)狀幾乎一致（圖7）。背斜本身就是含礦熱液良好的沉淀場(chǎng)所，再加上褶皺產(chǎn)生的層間滑動(dòng)既可以作為熱液運(yùn)移的通道，又可作為熱液沉淀的場(chǎng)所，這些都為成礦提供了有利的條件。

類似于褶皺與層間滑動(dòng)面對(duì)金礦的這種控制情況在萍樂凹陷帶中極為普遍，筆者統(tǒng)計(jì)了區(qū)內(nèi)大多數(shù)已知卡林型金礦的地層、礦體與控礦斷裂的產(chǎn)狀數(shù)據(jù)（表2），通過(guò)對(duì)比地層、斷裂以及礦體的產(chǎn)狀發(fā)現(xiàn)：①所有礦區(qū)的地層、礦體與控礦斷裂的產(chǎn)狀都相近或一致；②大部分礦區(qū)內(nèi)地層的走向與控礦斷裂的走向一致，均為NNE向或者近EW向；③大部分金礦體為層狀或似層狀。

地層、礦體與圍巖的產(chǎn)狀對(duì)比說(shuō)明了3點(diǎn)：①萍樂凹陷帶內(nèi)的卡林型金礦普遍存在褶皺與層間滑動(dòng)斷層組合控礦的情況；②控礦的斷裂大多為層間滑動(dòng)斷層；③金礦體大多賦存在層間滑動(dòng)面中。由此可見，褶皺與層間滑動(dòng)的組合對(duì)于贛西地區(qū)卡林型金礦的形成有著極為重要的意義。

構(gòu)造作用于圍巖使得圍巖適合于熱液運(yùn)移和沉淀，并最終形成礦體；而圍巖對(duì)于熱液的控制作用主要表現(xiàn)為熱液的滲濾。熱液的滲濾是通過(guò)巖石的孔隙進(jìn)行的，熱液在巖層中滲濾需要熱液的流體壓力達(dá)到一定程度，否則熱液無(wú)法通過(guò)巖層。所以構(gòu)造對(duì)于圍巖的作用實(shí)際上是構(gòu)造對(duì)于圍巖孔隙度的改變，地殼巖石圈不同深度的流體壓力－滲濾條件可以用孔隙流體因子－深度圖解（圖9）來(lái)表示［23］。已有的卡林型包裹體資料顯示，在卡林型金礦中的包裹體捕獲壓力一般低于60MPa，靜水壓力深度＜6km；而當(dāng)成礦流體中有巖漿流體參與的記錄時(shí)捕獲壓力高達(dá)200MPa，相當(dāng)于靜巖壓力深度約7km［24］。在張性向壓性過(guò)渡背景下，贛西卡林型礦集區(qū)要求流體滲濾的壓力較大（λv＞0.8），因此成礦熱液極少通過(guò)圍巖滲濾，只能轉(zhuǎn)而通過(guò)構(gòu)造運(yùn)移，從而促進(jìn)了區(qū)內(nèi)的構(gòu)造控礦。

表2 贛西地區(qū)卡林型金礦地層、礦體及控礦斷裂實(shí)測(cè)產(chǎn)狀對(duì)比Table 2 The contrast among occurrences of the formations，ore bodies and ore－controlling faults of the Carlin gold deposits in the west of Jiangxi

圖9 擠壓逆沖斷層、伸展正斷層和走滑斷層裂隙網(wǎng)絡(luò)流體滲濾所需的壓力條件Fig.9 The pressure premises to activate the infiltration of fracture networks caused by compressional thrust faults，extensional normal faults and strike－slip faults

5 結(jié)論

a.贛西地區(qū)卡林型金礦成礦流體特征：成礦流體源于巖漿分異，在初始階段，其主要組成為巖漿水；但在運(yùn)移的過(guò)程中，不斷有大氣水的加入；所以到了后期，成礦流體的主要組成變?yōu)榇髿馑?/p>

b.構(gòu)造是影響區(qū)內(nèi)卡林型金礦成礦的主要因素，金礦體大多呈層狀賦存在“褶皺＋順層斷層”構(gòu)造組合的順層滑動(dòng)面中。

本文的研究工作受益于教育部高等學(xué)校創(chuàng)新引智計(jì)劃（“111計(jì)劃”），得到了中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心的資助；野外工作中得到了江西地質(zhì)勘查局贛西地質(zhì)大隊(duì)曾書明總工程師、覃兆松高級(jí)工程師、劉金元教授級(jí)高級(jí)工程師和黃孝文高級(jí)工程師等的大力幫助；數(shù)據(jù)測(cè)試分析過(guò)程中，東華理工大學(xué)電子探針實(shí)驗(yàn)室的郭國(guó)林、劉成東老師提供了寶貴的幫助和建議；桂林礦床地質(zhì)調(diào)查研究院陳大經(jīng)老師提供了無(wú)私幫助；論文修改過(guò)程中李龔建碩士提供了許多修改意見。作者在此一并向他們致以誠(chéng)摯的謝意。

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