南嶺科學鉆探0～2000m地質(zhì)信息及初步成果*

趙正 陳毓川 郭娜欣 陳鄭輝 曾載淋 王登紅 楊洲畬 蔡正水

1.中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所，北京 1000372.國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室，北京 1000373.中國地質(zhì)科學院，北京 1000374.江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛南地質(zhì)調(diào)查大隊，贛州 3410005.安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊，六安 237010

我國能源、重要金屬礦產(chǎn)供應形勢極為嚴峻，資源已經(jīng)成為制約經(jīng)濟與社會發(fā)展的首要因素，向深層次找油、找氣、找礦成為必然。1999年我國啟動大陸科學鉆探計劃(CCSD)；2001年在大別-蘇魯超高壓變質(zhì)帶東部的江蘇東海實施我國第一口大陸科學深鉆，在鉆探技術、測井技術、地球物理技術、地質(zhì)分析測試技術、信息技術應用以及地質(zhì)研究等方面取得了一系列豐碩的科技創(chuàng)新成果(許志琴等，2004,2005；張澤明等, 2004；劉福來等, 2004；游振東等, 2004；徐玨等, 2004；牛一雄等, 2004；羅立強等，2004；楊文采等, 2004)。2008年，國家啟動“深部探測技術與實驗研究專項(SinoProbe)”，是我國地球科學家探索地球深部的重大科學行動(董樹文和李廷棟，2009；董樹文等，2011)，并首次將科學鉆探應用于礦集區(qū)立體探測與深部成礦作用研究，分別在西藏羅布莎、甘肅金川和江西贛南等地選擇實施資源科學鉆探工程(許志琴，2004；楊經(jīng)綏等, 2011)。

歷時3年的選址工作，經(jīng)多次院士專家論證，南嶺科學鉆探于2011年6月25日開孔，選址于南嶺成礦帶與武夷山成礦帶交匯部位——贛南銀坑貴多金屬礦田(E 2901454, N 39364294, H 191m)實施(圖1)，設計孔深2500～3000m，旨在探索兩大成礦帶結合部“二層空間”成礦作用等科學問題，截止2013年7月22日終孔，科鉆總進尺2967.83m，揭露了豐富的地層、構造、礦化和巖漿巖信息，本文對南嶺科學鉆探的主要科學目標和0～2000m內(nèi)揭露的重要地質(zhì)信息及初步成果進行報道。

1 南嶺科學鉆探工程的科學目標及重要意義

南嶺成礦帶作為華南多金屬成礦省的重要組成部分，是我國及世界鎢、錫、重稀土等重要礦產(chǎn)的傳統(tǒng)資源基地(陳毓川，1983,1999;陳毓川等, 1989；王登紅等，2007；豐成友等2009)。華南地區(qū)關于巖漿活動與成礦作用等科學問題的研究經(jīng)久不衰，隨著科研投入力度的加大和技術方法的進步，積累了一大批年代學和地球化學數(shù)據(jù)，研究成果顯示華南地區(qū)中生代強烈的殼幔相互作用-構造巖漿活動與大規(guī)模多金屬成礦作用在時間上幾乎同步、在成因上密切相關(華仁民和毛景文，1999;華仁民等，2005a，b；陳培榮，2004；毛景文等, 2004, 2007, 2008；馬東升，2008；郭春麗，2010)。在此基礎上，陳毓川院士從成礦系列理論的角度再次總結了“華南地區(qū)中生代巖漿成礦作用的礦床成礦系列劃分”、“武夷-云開構造-巖漿-成礦帶在華南區(qū)域成礦過程中的作用”、“華南中生代巖漿礦床成礦系列相互疊合的問題”、“華南區(qū)域成礦分帶問題”四大科學問題(陳毓川和王登紅，2012)。

南嶺科學鉆探選址于江西贛南銀坑礦田實施。銀坑地處南嶺和武夷兩大成礦帶的交匯部位(楊明桂等，1998)，區(qū)內(nèi)不僅發(fā)育南嶺地區(qū)典型的矽卡巖-石英脈型鎢礦床，還產(chǎn)出一套中低溫熱液型金銀鉛鋅(銅)多金屬礦床，近年勘查成果顯示銀坑地區(qū)金已達到大型規(guī)模，銀、鉛、鋅為中型規(guī)模，更有意義的是兩類礦床的成巖成礦時代基本一致(趙正等，2012,2013；全淦，1995；施明興和高貴榮，2006；葉景平等，1998；張家菁，1997)。一般認為很難在同一過程中相伴產(chǎn)出的兩類礦床為何在同一空間內(nèi)同時出現(xiàn)？兩者之間具有怎樣的成因關系？受怎樣的深部動力學機制控制？南嶺科學鉆探工程正是瞄準這一科學問題(陳毓川等，2013)，進而探索兩類礦床的三維空間分帶、時空四維成礦規(guī)律，通過理論提升拓展南嶺乃至整個華南地區(qū)的金屬礦床找礦思路、開拓深部找礦空間。

圖1 贛南銀坑礦田地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of the Yinkeng orefield, southern Jiangxi Province

2 鉆探工程工藝

南嶺科學鉆探施工由贛南地質(zhì)調(diào)查大隊和安徽313隊協(xié)作完成，采用全孔繩索取心工藝，鉆機類型為FYD-2200型。NLSD-1鉆孔的0～2000m孔深檢查結果表明，記錄孔深與檢查孔深誤差不超過0.1%，均在規(guī)范允許范圍之內(nèi)，符合施工規(guī)范要求。鉆孔彎曲度測量采用KXP-2D型鉆孔測斜儀。

因鉆孔從開孔至1373.71m孔深段為推覆體，地質(zhì)條件復雜、構造裂隙、褶皺發(fā)育、 地層破碎， 地層傾角陡(65°±)，鉆進過程中鉆孔傾角變化較大，機臺采取了多段孔內(nèi)糾斜鉆進的方法，彎曲度累計不超過1°/100m，符合設計施工方案。鉆孔軌跡如圖2，鉆孔與套管結構見表1和圖3。

表1南嶺科學鉆探NLSD-1鉆孔口徑結構表

Table 1 Diameters of the Nanling Scientific Drilling-1

序次測量孔深(m)口徑(?/mm)備注10～14．92130金屬外肋骨鉆頭214．92～33．33110金屬鉆頭333．33～1461．6997金剛石雙管鉆具繩索取心41461．69～200075金剛石雙管鉆具繩索取心

3 巖心編錄方法

科學鉆探巖心可以提供豐富的深部信息、資料寶貴，礦集區(qū)內(nèi)的科學鉆探兼顧重大地質(zhì)科學問題和礦產(chǎn)勘查信息兩項目標，因而通過精細編錄提取更多的有效地質(zhì)信息至關重要。

南嶺科學鉆探地質(zhì)組在國際大陸科學鉆探計劃(ICDP)編錄方法基礎上，融合了我國地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查編錄標準的一些規(guī)范，建立了一套適用于礦集區(qū)深部科學鉆探的精細編錄規(guī)則(圖4)。從巖心箱牌、箱號、回次牌到分層簽、采樣簽均已規(guī)范化；從巖心箱記錄、巖心全心立體掃描、巖心局部特征、巖礦石光薄片四個尺度建立影像記錄；以孔深為坐標，巖性分層為基礎，以巖心塊為單元，對每大于5cm的巖心塊精細編錄，包括構造編錄(斷層、破碎帶、裂隙的性質(zhì)和產(chǎn)狀統(tǒng)計)、礦化編錄(礦化特征、礦物組合、礦化期次和蝕變)、巖礦石現(xiàn)場磨制光薄片并鑒定、地球化學編錄(等間距X熒光快速分析成礦元素、重點位置加密)。巖心精細編錄的目標是盡可能全面地提取巖心中的地質(zhì)信息，為巖心的研究工作奠定基礎。

圖2 孔內(nèi)結構與軌跡示意圖Fig.2 The inside structure and locus of drilling

圖3 鉆孔結構與套管結構設計示意圖Fig.3 The designed structure of borehole and casing

圖4 南嶺科學鉆探NLSD-1巖心編錄流程Fig.4 The core documantation process of the Nanling Scientific Drilling-1

4 地質(zhì)信息

我國華南地區(qū)構造-巖漿活動頻繁、地質(zhì)條件復雜、礦化類型多樣，在華南地區(qū)開展礦集區(qū)深部科學鉆探尚屬首次。目前，南嶺科學鉆探工程已獲得2967.83m連續(xù)的固體巖心樣品，揭露了垂向上豐富連續(xù)的地層、構造、巖漿巖和礦化信息(圖5)。

4.1 地層學特征

4.1.1 庫里組地層

庫里組地層(推覆體)屬上元古界青白口系，為一套海底火山-沉積建造，是區(qū)內(nèi)最老的褶皺基底，主要巖性為淺灰綠色、深灰色變質(zhì)細屑沉凝灰?guī)r與變質(zhì)粉屑沉凝灰?guī)r互層夾凝灰質(zhì)板巖、變質(zhì)凝灰質(zhì)細砂巖。南嶺科學鉆探0～1373.71m揭露了該組變質(zhì)沉凝灰?guī)r。

變質(zhì)沉凝灰?guī)r：巖石具變余沉凝灰結構、中-薄層狀構造，發(fā)育板理、水平層理和劈理，水平層理與板理疊加，軸心夾角20°～40°。巖石碎屑成分主要為火山碎屑(>50%)，陸源碎屑次之，另見絹云母等礦物。碎屑粒徑0.01～0.05mm，被泥質(zhì)和硅質(zhì)膠結(圖6a, b)。

變質(zhì)凝灰質(zhì)細砂巖：巖石具變余細粒砂狀結構、厚層狀構造，層理不發(fā)育。巖石碎屑成分主要為陸源碎屑(>50%)，火山碎屑次之，另見絹云母等礦物，碎屑粒徑0.1mm±，膠結物為泥質(zhì)和硅質(zhì)。巖石普遍發(fā)生硅化、綠泥石化蝕變，且蝕變強度隨著深度增加而增大(圖6c, d)。

變質(zhì)凝灰質(zhì)板巖：巖石具變余泥質(zhì)結構，板狀構造、薄層狀構造，單層厚1cm±，層理軸心夾角20°～25°，主要由泥質(zhì)(70%±)和火山灰(30%±)組成，粒徑<0.001mm，另見少量細小鱗片狀絹云母，膠結物為泥質(zhì)和硅質(zhì)。巖石常發(fā)生硅化、綠泥石化、綠簾石化、絹云母化等蝕變(圖6e, f)。

銀坑示范區(qū)內(nèi)骨干剖面測量資料顯示銀坑地區(qū)青白口系庫里組地層厚度在900m以上(表2)，與科學鉆探揭露的信息測算結果相近，指示南嶺與武夷西坡交匯地區(qū)Pt3k地層發(fā)育沉積韻律層，多個韻律層構成大的海相火山碎屑沉積旋回。

4.1.2 二疊系地層

鉆孔從1375.37m開始揭露二疊系地層，與上元古界青白口系庫里組地層之間呈斷層接觸，其巖性組合特征如下：1375.37～1743.39m：灰色、灰白色中厚層狀巖屑石英砂巖，灰色、淺灰綠色厚層狀細砂巖，灰色、紫紅色中層狀粉砂巖，黑色含炭質(zhì)粉砂巖、含炭質(zhì)泥巖；1743.39～1984.73m：灰色、灰黑色薄-中層狀含炭質(zhì)粉砂巖、含炭質(zhì)泥巖，夾中層狀灰色細砂巖；1984.73～2000m：灰黑色、深灰色泥灰?guī)r夾含炭質(zhì)泥巖(圖7)。

圖5 南嶺科學鉆探0～2000m巖性簡化剖面Fig.5 Simplified lithological profile of 0～2000m of the Nanling Scientific Drilling-1

圖6 南嶺科學鉆探揭露的青白口系庫里組地層(a)-變質(zhì)沉凝灰?guī)r巖心照片；(b)-變質(zhì)沉凝灰?guī)r顯微照片，單偏光；(c)-變質(zhì)凝灰質(zhì)細砂巖巖心照片；(d)-變質(zhì)凝灰質(zhì)細砂巖顯微照片，正交偏光；(e)-變質(zhì)凝灰質(zhì)板巖巖心照片；(f)-變質(zhì)凝灰質(zhì)板巖顯微照片，正交偏光Fig.6 Pyroclastic rocks of the Kuli Formation of Qingbaikou System in the Nanling Scientific Drilling-1(a)-metamorphic sedimentary tuff, drill core photograph; (b)-metamorphic sedimentary tuff, micrograph, plane polarized light; (c)-metamorphic tuffaceous sandstone, drill core photograph; (d)-metamorphic tuffaceous sandstone, micrograph, perpendicular polarized light; (e)-metamorphic tuffaceous slate, drill core photograph; (f)-metamorphic tuffaceous slate, micrograph, perpendicular polarized light

圖7 南嶺科學鉆探揭露的二疊系地層(a)-細粒巖屑石英砂巖巖心照片；(b)-細粒巖屑石英砂巖顯微照片，正交偏光；(c)-含炭質(zhì)泥巖巖心照片；(d)-含炭質(zhì)泥巖顯微照片，單偏光；(e)-粉晶泥灰?guī)r巖心照片；(f)-粉晶泥灰?guī)r顯微照片，單偏光Fig.7 The Permian System strata in the Nanling Scientific Drilling-1(a)-fine-grained lithic quartz sandstone, drill core photograph; (b)-fine-grained lithic quartz sandstone, micrograph, perpendicular polarized light; (c)-carbonaceous mudstone, drill core photograph; (d)-carbonaceous mudstone, micrograph, plane polarized light; (e)-powder crystal marl, drill core photograph; (f)-powder crystal marl, micrograph, plane polarized light

砂巖具細粒砂狀結構、粉砂狀結構，中層-中厚層-厚層狀構造，碎屑成分主要為石英(50%～85%)、炭質(zhì)(0～30%)、長石(5%～15%)、巖屑(10%～15%)及少量白云母，粒徑0.01～0.25mm。巖石整體新鮮，近巖脈處發(fā)生綠泥石化、角巖化；近破碎帶處巖石常發(fā)生硅化，石英次生加大。

泥巖具泥狀結構、厚層狀構造，成分主要為泥質(zhì)(65%～95%)、粉砂質(zhì)(20%～25%)和炭質(zhì)(5%～15%)。巖石受應力作用常發(fā)育鏡面現(xiàn)象。接近巖脈處巖石普遍具角巖化熱變質(zhì)，形成由新生黑云母、堇青石、紅柱石等礦物雛晶聚集的斑點。

泥灰?guī)r具泥晶-粉晶結構，中厚層狀構造，成分主要為方解石(60%±)和泥質(zhì)(40%±)，方解石重結晶形成粒度較粗的粉晶、細晶。

贛南地區(qū)二疊系地層出露面積小且不連續(xù)，目前鉆孔共揭露二疊系地層600余米，上部被推覆構造破壞，底部尚未穿透。根據(jù)區(qū)域?qū)崪y地質(zhì)剖面成果(贛南地質(zhì)調(diào)查大隊，2013*贛南地質(zhì)調(diào)查大隊.2013.“深部探測技術與實驗研究專項”第3項目“深部礦產(chǎn)資源立體探測技術及實驗研究”第3課題“南嶺于都-贛縣礦集區(qū)立體探測實驗與深部成礦模式”第3專題“地質(zhì)實測剖面和深部鉆孔的相關工作”)，區(qū)域上F1推覆構造使得青白口系庫里組地層被疊置于二疊系車頭組地層之上；二疊系樂平組(厚度>556m)為石英砂巖、長石石英砂巖、長石砂巖、粉砂巖、頁巖、炭質(zhì)頁巖，并夾有煤層；車頭組(厚度231.95m)為硅質(zhì)頁巖(泥巖)、炭質(zhì)頁巖(泥巖)、粉砂巖、細砂巖，夾硅質(zhì)巖；小江邊組(厚度97.70m)為炭質(zhì)泥巖、灰?guī)r、泥灰?guī)r(表2)。據(jù)此，將鉆孔中1375.37～1743.39m劃歸為樂平組；1743.39～1984.73m劃歸為車頭組；1984.73m以下劃歸為小江邊組(棲霞組)。鑒于贛南東部二疊系地層出露很少，二疊系地層的連續(xù)揭露將為該組地層層序的研究提供很好的依據(jù)。

4.2 構造特征

4.2.1 劈理、褶皺

鉆孔內(nèi)板理、劈理發(fā)育，軸心夾角33°～50°，但在孔深85～105m之間，板理、劈理軸心夾角變陡，為5°～12°，近于直立，劈理極為發(fā)育，可能為褶皺軸部或褶皺轉(zhuǎn)折端，且花崗斑巖脈發(fā)育，與銀坑礦區(qū)地表花崗斑巖脈產(chǎn)出形態(tài)特征十分相似， 常分布于褶皺軸部或褶皺轉(zhuǎn)折端。 孔深1043.22～1059.89m，劈理軸心夾角變緩，為30°±，1255～1275m，劈理極為發(fā)育，軸心夾角30°±，沿劈理常有硅質(zhì)脈充填，呈彎曲狀、港灣狀、香腸狀，具韌性剪切特征(圖8a, b)。

表2贛南銀坑地區(qū)上元古界和上古生界地層劃分簡表

Table 2 The Upper Proterozoic and the Upper Paleozoic stratigraphic sacle of Yinkeng area

地質(zhì)年代巖石地層單位界系統(tǒng)群組代號厚度(m)上古生界二疊系石炭系上統(tǒng)下統(tǒng)上統(tǒng)下統(tǒng)壺天群樂平組車頭組小江邊組棲霞組馬平組大埔組梓山組P3lP2cP2xP2qP1mC2dC1z556231．9597．7167．7>535．00196．38上元古界南華系青白口系上統(tǒng)下統(tǒng)上統(tǒng)沙壩黃組上施組庫里組Nh2sNh1sPt3k>143．5>216．64>923．84

圖8 南嶺科學鉆探巖心中構造特征(a)-綠泥石化凝灰質(zhì)板巖中的板理，礦化脈沿板理充填(890.01m)；(b)-變質(zhì)細屑沉凝灰?guī)r中沿劈理充填硅質(zhì)脈(211.71m)；(c)-破碎帶(1743.01～1743.35m)；(d)-鉛鋅礦化長英質(zhì)脈(520.27m)；(e)-沿推覆構造貫入的閃長玢巖脈(1373.71m)Fig.8 The structure feature of the core in Nanling Scientific Drilling-1(a)-mineralized veins fill the cleavages in chloritization tuffaceous slate (890.01m); (b)-siliceous veins fill the cleavages in metamorphic sedimentary tuff (21.71m); (c)-crushed zone (1743.01～1743.35m); (d)-lead and zinc mineralized felsic veins (520.27m); (e)-dioritic porphyrite in nappe structure F1 (1373.71m)

巖石中構造裂隙及劈理發(fā)育，沿構造裂隙及劈理充填硅質(zhì)脈(線)，脈幅一般1～4mm，部分達數(shù)厘米，分布較零亂，呈彎曲狀、港灣狀、香腸狀，具韌性剪切特征，常伴有黃銅礦化、鉛鋅礦化、黃鐵礦化，軸心夾角小(10°～30°)的硅質(zhì)脈切割軸心夾角大(50°～80°)的硅質(zhì)脈。部分孔段劈理分布密集，較平直，局部呈扭曲狀。

4.2.2 破碎帶

鉆孔內(nèi)共發(fā)現(xiàn)破碎帶90層，大于50cm厚的有20處。主要有：黃鐵礦化破碎帶(如12.14～14.72m)；硅化破碎帶(如20.68～27m)；綠泥石化、糜棱巖化破碎帶(如107.54～110.42m)；鉛鋅礦化、黃鐵礦化硅化破碎帶(如270.30～271.42m)；富含黃銅礦、鉛鋅礦、黃鐵礦硅化破碎帶(1083.33～1085.29m)；弱黃銅礦化、鉛鋅礦化、黃鐵礦化、碳酸鹽化破碎帶(1293.35～1296.15m)等(圖8c)。

除此之外，孔內(nèi)發(fā)育長英質(zhì)脈(圖8d)，為氣水熱液沿構造裂隙上升、充填形成，主要分布于孔深488.00～523.00m，脈幅為0.5cm～2.41m，部分脈體伴有黃銅礦化、鉛鋅礦化、黃鐵礦化，脈體邊界不規(guī)則，軸心夾角一般為70°±，常被后期裂隙錯斷。

4.2.3 推覆構造

鉆孔1373.71m開始揭露對區(qū)域內(nèi)成巖成礦具有重要意義的F1推覆構造，推覆體內(nèi)構造、裂隙、褶皺發(fā)育，但規(guī)模較小。推覆構造內(nèi)充填厚度為1.66m的閃長玢巖(圖8e)，頂、底板軸心夾角分別為25°和38°。新地層形成寬厚的構造被動帶(1375.37～1463.63m)，斷裂構造極為發(fā)育，中酸性巖脈侵入頻繁，大致可分為三個帶：

1375.37～1415.42m為強烈擠壓破碎帶，發(fā)育構造角礫，角礫多呈次棱角狀-次圓狀，壓扭性特征明顯，沿裂隙侵入的中、酸性巖脈規(guī)模較大(厚17.69m)；

1415.42～1440.62m為硅化破碎帶，原巖受構造應力作用而發(fā)生硅化破碎，伴有黃銅礦化、黃鐵礦化，發(fā)生黃鐵絹英巖化、綠泥石化、綠簾石化蝕變，并伴有花崗巖脈的侵入；

1440.62～1463.63m為弱硅化破碎帶，斷續(xù)見4條小規(guī)模的硅化破碎帶，帶內(nèi)見黃鐵礦化、少量的鉛鋅礦化、黃銅礦化，發(fā)生綠泥石化、綠簾石化蝕變，并伴有小規(guī)模中性巖脈的侵入。

4.3 巖漿巖特征

鉆孔0～2000m共揭露29層巖漿巖，其中花崗斑巖脈10處，流紋斑巖脈3處，花崗閃長斑巖脈15處，閃長玢巖脈1處，圖5中部分層位已歸并?；◢彴邘r產(chǎn)于淺部56.90～106.19m和深部1381.49～1961.10m，見孔厚度為0.21～17.69m；流紋斑巖集中在20～101.59m，見孔厚度為3.20～6.32m；花崗閃長斑巖除頂部2.9～20.68m外，主要集中在1043m以下，見孔厚度為0.30～17.78m；閃長玢巖僅在1373.71m推覆構造頂板部位出現(xiàn)一段，見孔厚度為1.66m。

花崗斑巖：肉紅色、灰白色帶粉紅色色調(diào)，斑狀結構，塊狀構造，斑晶為鉀長石、斜長石、石英和黑云母，含量20%～25%。鉀長石呈肉紅色寬板狀，邊部被熔蝕呈港灣狀，粒徑2×3mm～3×5mm；斜長石呈灰白色板狀，粒徑0.5×1mm～1×2mm；石英呈淡煙灰色半自形-他形粒狀，粒徑2～3mm，邊部被熔蝕；黑云母呈自形片狀，粒徑1.5×1mm±。基質(zhì)為顯微晶質(zhì)的長英質(zhì)礦物。巖石發(fā)生綠泥石化蝕變，與圍巖呈侵入接觸，接觸面呈港灣狀，接觸面整體軸心夾角40°±(圖9a, b)。

圖9 南嶺科學鉆探巖心中巖漿巖特征(a)-花崗斑巖巖心照片；(b)-花崗斑巖顯微照片，單偏光；(c)-流紋斑巖巖心照片；(d)-流紋斑巖顯微照片，正交偏光；(e)-花崗閃長斑巖巖心照片；(f)-花崗閃長斑巖顯微照片，單偏光；(g)-閃長玢巖巖心照片；(h)-閃長玢巖顯微照片，正交偏光Fig.9 Magmatic rocks in the Nanling Scientific Drilling-1(a)-granite porphyry, drill core photograph; (b)-granite porphyry, micrograph, plane polarized light; (c)-rhyolite porphyry, drill core photograph; (d)-rhyolite porphyry, micrograph, perpendicular polarized light; (e)-granodiorite-porphyry, drill core photograph; (f)-granodiorite-porphyry, micrograph, plane polarized light; (g)-dioritic porphyrite, drill core photograph; (h)-dioritic porphytite, micrograph, perpendicular polarized light

流紋斑巖：肉紅色帶灰色色調(diào)，斑狀結構，流紋構造，斑晶為石英和鉀長石，含量3%±。石英呈淡灰色、淡煙灰色半自形-他形粒狀，粒徑1～3mm，邊部被熔蝕呈港灣狀；鉀長石呈肉紅色寬板狀，粒徑1.5×2mm～2.5×4mm?；|(zhì)為微晶結構的長英質(zhì)礦物。巖石普遍發(fā)生鉀化、綠泥石化蝕變(圖9c, d)。

花崗閃長斑巖：深灰色帶肉色色調(diào)，斑狀結構，塊狀構造，斑晶為鉀長石、角閃石、石英，含量30%±。鉀長石呈肉紅色寬板狀，邊部被熔蝕呈港灣狀，粒徑1×2mm～7×13mm；角閃石呈黑色、墨綠色的針狀、柱狀，粒徑0.5×2mm～1×1.5mm，粒度細小，分布密集；石英呈淡煙灰色半自形-他形粒狀，具熔蝕現(xiàn)象，粒徑1×1.5mm～2×3mm?；|(zhì)為顯微晶質(zhì)結構，成分為長英質(zhì)礦物和堿性礦物。巖石普遍發(fā)生綠泥石化、綠簾石化蝕變(圖9e, f)。

閃長玢巖：淺灰綠色，斑狀結構，塊狀構造，斑晶為角閃石、斜長石和石英，含量32%±。角閃石呈灰綠色、淺灰色針狀、柱狀，粒徑多為0.5×1.5mm±，部分為1×2mm±；斜長石呈灰白色板條狀，粒徑0.5×1.5mm～1×2mm；石英呈淺灰白色粒狀，內(nèi)部常見裂紋，邊部被熔蝕，并見紫色、紅色次生暈，粒徑2～3mm?；|(zhì)為顯微晶質(zhì)結構的角閃石和斜長石。巖石常發(fā)生鉀化蝕變，表現(xiàn)為較多鉀質(zhì)物及不規(guī)則的鉀質(zhì)脈，并見少量星點狀黃鐵礦。巖脈中常見角礫，角礫成分為圓狀-次圓狀的變質(zhì)沉凝灰?guī)r或硅質(zhì)脈(內(nèi)見黃鐵礦線)，大小為1×1mm～3×4mm，個別可達6mm×20mm(圖9g, h)。

鉆孔中揭露的巖漿巖與地層之間呈侵入接觸，接觸面軸心夾角10°～38°，與地層產(chǎn)狀一致或小角度斜交。巖脈與地層的內(nèi)接觸帶發(fā)育1～2cm的冷凝邊，冷凝邊內(nèi)常含圍巖角礫。在F1推覆構造處，圍巖角礫被拉長，且長軸方向與巖脈頂?shù)装瀹a(chǎn)狀一致。上述特征說明鉆孔中脈巖就位于推覆構造之后，巖漿沿著推覆構造及推覆過程中產(chǎn)生的層間裂隙和破碎帶侵入，指示深部與成礦關系密切的隱伏巖體的存在。

4.4 礦化特征

孔內(nèi)見各類礦化185層(圖10)，產(chǎn)出狀態(tài)以微細脈、細脈狀、網(wǎng)脈狀、浸染狀和礦化破碎帶型為主，少量為團塊狀礦化(帶)，其中含黃銅礦化、黃鐵礦化、褐鐵礦化80層，破碎帶內(nèi)礦化67層。礦化主要見于硅質(zhì)脈中，其次為破碎帶和長英質(zhì)脈中。

圖10 南嶺科學鉆探0～2000m礦化頻率圖Fe-Cu、Pb-Zn、W-Bi-U礦化欄中線條粗細代表礦化層厚度Fig.10 Mineralization frequency diagram of Nanling Scientific Drilling in the depth between 0 and 2000mLine thickness represents thickness of mineralized layers

硅質(zhì)脈中的礦化主要為黃鐵礦化、黃鐵礦-黃銅礦化或黃鐵礦-黃銅礦-方鉛礦-閃鋅礦化，其中，青白口系淺變質(zhì)巖40～1060m孔深段和二疊系沉積巖1570～1740m孔深段為礦化硅質(zhì)脈分布相對密集的部位(圖11a, b)。破碎帶中的礦化主要為黃鐵礦化或黃鐵礦-黃銅礦-方鉛礦-閃鋅礦化。礦化破碎帶厚度較小，為0.20～3.93m，軸心夾角30°～45°，隨著鉆孔深度的增大，礦化破碎帶出現(xiàn)的頻率降低。長英質(zhì)脈中的礦化主要為黃鐵礦化或黃鐵礦-黃銅礦-方鉛礦-閃鋅礦化，青白口系淺變質(zhì)巖745～850m、1220～1345m孔深段為礦化長英質(zhì)脈分布相對密集的部位(圖11e, f)。0～1000m普通化學樣分析結果顯示，472.48～473.45m、623.35～624.33m、985.82～986.21m三段黃銅礦化、黃鐵礦化、鉛鋅礦化破碎帶中鉛、鋅、金、銀達到工業(yè)品位(表3)，其他礦化層中Cu含量為0.003%～0.153%，平均值為0.019%；Pb含量為0.002%～0.029%，平均值為0.010%；Zn含量為0.005%～0.307%，平均值為0.052%；Au含量為0.05×10-6～0.09×10-6，平均值為0.077×10-6，Ag含量為0.3×10-6～15.7×10-6，平均值為2.648×10-6。

礦物組合特征簡單描述如下：

黃鐵礦：黃鐵礦呈淺黃色-淺銅黃色自形-半自形粒狀，粒徑0.1～1mm，呈星點狀散布于硅質(zhì)脈、長英質(zhì)脈、碳酸鹽脈內(nèi)、破碎帶中、裂隙面上或二疊系地層中。黃鐵礦含量較高時可聚集成3～5mm的小團塊狀或致密的黃鐵礦微細脈(圖12a, b)。

黃銅礦-黃鐵礦組合：黃銅礦呈銅黃色半自形-他形，粒徑1.5～3mm；黃鐵礦呈淺銅黃色自形-半自形粒狀，粒徑1mm±。二者共生呈2～7mm的團塊狀分布于硅質(zhì)脈、長英質(zhì)脈內(nèi)或破碎帶中(圖12b)。

閃鋅礦-方鉛礦組合：閃鋅礦呈黑色-灰黑色-棕灰色-暗褐色半自形-他形、金屬光澤，粒徑0.1～8mm；方鉛礦呈鉛灰色自形粒狀，粒徑<1mm，具梯形解理，含量遠少于閃鋅礦。二者共生呈2mm±大小的團塊分布于硅質(zhì)脈、長英質(zhì)脈中或破碎帶內(nèi)。閃鋅礦和方鉛礦含量較高時可形成致密的鉛鋅礦集合體微細脈(圖12c)。

黃鐵礦-閃鋅礦組合：黃鐵礦呈淺銅黃色-黃色自形-半自形粒狀，方鉛礦呈黑色-棕褐色半自形-他形粒狀。二者粒徑均較小，一般為0.05～0.1mm。閃鋅礦含量少于黃鐵礦，二者共生膠結呈浸染狀、團塊狀散布于硅質(zhì)脈中，且常沿脈體邊緣分布，少數(shù)分布于碳酸鹽脈、長英質(zhì)脈中(圖12f)。

黃銅礦-黃鐵礦-方鉛礦-閃鋅礦組合：黃銅礦呈銅黃色不規(guī)則狀，黃鐵礦呈淺黃色自形-半自形粒狀，方鉛礦呈鉛灰色自形粒狀、閃鋅礦呈灰黑色-棕褐色半自形-他形粒狀。該礦化組合常見于石英脈中，石英脈寬1～7mm，軸心夾角10°～40°，脈體呈平直狀或彎曲狀。硫化物在石英脈中呈星點狀、團塊狀斷續(xù)分布或呈線狀連續(xù)分布，硫化物含量高時形成致密的硫化物微細脈。此外，該礦化組合還可以在破碎帶中呈1～3mm大小的團塊出現(xiàn)，并常伴隨有硅化和圍巖角礫的綠泥石化(圖12c, f)。

黃銅礦-黃鐵礦-白鎢礦-黑鎢礦-輝鉍礦-自然鉍-鈾礦組合：見于1660～1680m處，黃銅礦呈銅黃色他形；黃鐵礦呈自形-半自形粒狀；白鎢礦呈他形粒狀；黑鎢礦主要呈黑色微細粒狀(<0.05mm)；輝鉍礦呈灰白色微細粒狀(0.01～0.05mm)；自然鉍呈帶紅色色調(diào)彩色錆色的他形片狀；鈾礦物呈塵點狀。其中，黃銅礦、黃鐵礦、白鎢礦在石英中鑲嵌生長；黑鎢礦和輝鉍礦常包裹于黃鐵礦或石英內(nèi)部；鈾礦物分布于石英中；自然鉍包裹于輝鉍礦內(nèi)部或生長于黃鐵礦邊緣(圖12g-j)。

表3 NLSD-1中達到工業(yè)品位的礦石成礦元素含量

Table 3 Content of ore-forming elements in ore which achieve industrial grade in Nanling Scientific Drilling-1

樣品號樣品深度(m)假厚度(m)礦石名稱CuPbZnAuAg(wt%)(×10-6)NLSD?1?H6472．48～473．450．97鉛鋅礦化、黃銅礦化、黃鐵礦化、綠泥石化破碎帶0．1440．0181．330．0614．0NLSD?1?H16623．35～624．330．98黃鐵礦化、黃銅礦化、鉛鋅礦化、硅化破碎帶0．0580．1484．280．0717．2NLSD?1?H26985．82～986．210．39黃銅礦化、鉛鋅礦化、黃鐵礦化、硅化破碎帶0．5761．180．9610．52450

圖11 南嶺科學鉆探巖心中不同類型礦化巖心照片(a)-黃銅礦-黃鐵礦-方鉛礦-閃鋅礦化硅質(zhì)脈(1166.99m)；(b)-變質(zhì)沉凝灰?guī)r中的黃鐵礦-閃鋅礦化硅質(zhì)網(wǎng)脈(850m)；(c)-黃銅礦-黃鐵礦-方鉛礦-閃鋅礦化、硅化破碎帶(623.35～624.33m)；(d)-破碎帶中的微細脈狀閃鋅礦化(623.35～624.33m)；(e)-黃銅礦-黃鐵礦-方鉛礦-閃鋅礦化長英質(zhì)脈(1226.82m)；(f)-長英質(zhì)脈中硫化物呈團塊狀(793.22m)Fig.11 Different types of mineralization in the Nanling Scientific Drilling-1(a)-chalcopyrite, pyrite, galena and sphalerite siliceous veins (1166.99m); (b)-pyrite and sphalerite siliceous stockwork (850m); (c)-chalcopyrite, pyrite, galena, sphalerite and silicification crushed zone (623.35～624.33m); (d)-fine sphalerite veins in crushed zone (623.35～624.33m); (e)-chalcopyrite, pyrite, galena and sphalerite felsic vein (1226.82m); (f)-crumby sulfide in felsic vein (793.22m)

鉆孔中同時揭露了中低溫鉛鋅銅(金銀)成礦組合和中高溫鎢錫鉬鉍成礦組合、花崗斑巖和花崗閃長斑巖，這與銀坑礦田內(nèi)與燕山早期淺成花崗閃長斑巖有關的中低溫熱液脈型貴多金屬礦床(牛形壩-柳木坑金銀鉛鋅銅礦床)、礦田外圍與燕山早期黑云母花崗巖有關的巖漿期后氣化-高溫熱液礦床(畫眉坳石英脈型鎢礦)和高中溫熱液接觸交代礦床(巖前矽卡巖型鎢礦)對應。因此，南嶺科學鉆探揭露了在面上分帶的高溫氧化物礦化和中低溫硫化物礦化組合在垂向上的分帶，一定意義上揭露了“兩層空間”成礦作用在銀坑礦田內(nèi)的存在。但兩套成礦組合是否屬于同一成礦系列、兩套巖漿巖是否為同源演化、以及兩類礦化的成因關系問題還有待于進一步研究。

5 初步認識

(1)在國際大陸科學鉆探計劃(ICDP)巖心精細編錄方法的基礎上結合礦集區(qū)勘查工作需要，項目組建立了金屬礦集區(qū)科學鉆探精細編錄方法，可以為下一步大陸科學鉆探計劃和金屬礦區(qū)的深部探測工作提供基礎；以此建立了南嶺科學鉆探0～2000m的綜合柱狀圖(地層、構造、礦化、巖漿巖)。

(2)南嶺科學鉆探揭露了0～1373.71m的青白口系地層，揭露了區(qū)內(nèi)以庫里組為代表的前寒武系海相火山-碎屑沉積的旋回特征；鉆孔1375.37m開始揭露二疊系地層，與區(qū)域測量工作充分對比，可以完善二疊系該段地層層序，建立了標準含炭層位特征，彌補了區(qū)內(nèi)二疊系地層地表出露稀少的不足，對區(qū)內(nèi)二疊系地層的研究具有重要的意義。

(3)南嶺科學鉆探于1373.71m揭露了區(qū)內(nèi)對成巖成礦作用具有重要意義的推覆構造(F1)，推覆構造內(nèi)及上部地層產(chǎn)狀相對陡直(15°～45°)，向下變緩(35°～60°)；受推覆構造及其次級裂隙和褶皺構造控制，上盤推覆體中劈理、裂隙和破碎帶構造發(fā)育，為鉛鋅金銀含礦熱液的充填提供了有利空間。

(4)南嶺科學鉆探揭露了29層花崗質(zhì)巖漿巖，對其蝕變特征和與礦化關系的初步研究認為花崗閃長斑巖與鉛鋅金銀和鎢鉍礦化均有密切關系，并且可以確定區(qū)內(nèi)巖漿活動和

圖12 礦化顯微照片

(a)-破碎帶中團塊狀黃鐵礦化(778.64m)，反射光；(b)-變質(zhì)沉凝灰?guī)r中微細脈狀黃鐵礦化、黃銅礦化(1225.38m)，反射光；(c)-凝灰質(zhì)板巖中閃鋅礦化、方鉛礦化、黃銅礦化(1067.61m)，反射光；(d)-變質(zhì)沉凝灰?guī)r中星點狀黃鐵礦化、黃銅礦化(1254.03m)，反射光；(e)-變質(zhì)沉凝灰?guī)r中微細脈狀黃鐵礦化與星點狀方鉛礦化(1293.2m)，反射光；(f)-凝灰質(zhì)細砂巖中黃鐵礦化、黃銅礦化、閃鋅礦化(1370.62m)，反射光；(g)-石英脈中黃銅礦化、黑鎢礦化(1668m)，反射光；(h)-石英脈中黃鐵礦化、自然鉍礦化、黑鎢礦化(1668m)，反射光；(i)-石英脈中黃鐵礦化、白鎢礦化、黑鎢礦化、鈾礦化(1668m)，背散射圖像；(j)-石英脈中黃鐵礦化、黑鎢礦化、自然鉍礦化、輝鉍礦化(1668m)，背散射圖像.Bg-輝鉍礦；Cp-黃銅礦；Gn-方鉛礦；Nbi-自然鉍；Py-黃鐵礦；Sh-白鎢礦；Sph-閃鋅礦；U-鈾礦；Wf-黑鎢礦兩類礦化均形成于推覆構造之后，閃長玢巖為推覆構造同時或稍后第一期巖漿侵入活動的產(chǎn)物。

Fig.12 Micrographs of mineralization

(a)-crumby pyrite mineralization in crushed zone (778.64m), reflected light; (b)-fine vein-type pyrite and chalcopyrite mineralization in metamorphic sedimentary tuff (1225.38m), reflected light; (c)-sphalerite, galena and chalcopyrite mineralization in tuffaceous slate (1067.61m), reflected light; (d)-star-like pyrite and chalcopyrite mineralization in sedimentary tuff (1254.03m), reflected light; (e)-fine vein-type pyrite and star-like galena in sedimentary tuff (1293.2m), reflected light; (f)-pyrite, chalcopyrite and sphalerite mineralization in fine-grained tuffaceous sandstone (1370.62m), reflected light; (g)-quartz-type chalcopyrite and wolframite mineralization (1668m), reflected light; (h)-quartz-type pyrite, bismuth and wolframite mineralization (1668m), reflected light; (i)-quartz-type pyrite, scheelite, wolframite and uranium mineralization (1668m), back-scattering image; (j)-quartz-type pyrite, wolframite, bismuth and bismuthinite mineralization (1668m), back-scattering image. Bg-bismuthinite; Cp-chalcopyrite; Gn-galena; Nbi-native bismuth; Py-pyrite; Sh-sheelite; Sph-sphalerite; U-uranium; Wf-wolframite

(5)南嶺科學鉆探0～2000m共揭露各類礦化185層，其中達到工業(yè)品位的鉛鋅和金銀礦化帶3段，礦化類型以細脈-微細脈-浸染狀和礦化破碎帶為主，推覆構造上部主要為(銅)鉛鋅金銀礦化，推覆構造下部揭露兩處鎢鉍礦化。

南嶺科學鉆探設計孔深3000m，實際總進尺2967.83m，是目前南嶺地區(qū)最深的科學鉆探工程。在0～2000m范圍內(nèi)已揭露區(qū)內(nèi)控巖控礦推覆構造(F1)，發(fā)現(xiàn)了淺部中低溫金銀鉛鋅礦化組合和深部中高溫鎢鉍礦化組合，初步分析了各類巖漿巖與礦化和推覆構造的關系，初步實現(xiàn)了南嶺科學鉆探設計的三項科學目標。南嶺科學鉆探以邊編錄邊研究為原則，本文僅報道了0～2000m內(nèi)的地質(zhì)信息和初步成果，其它各項研究工作正在進行，成果將陸續(xù)發(fā)表。

致謝感謝國家深部探測技術與實驗研究專項對南嶺科學鉆探提供的資助和管理平臺；感謝許志琴院士、楊經(jīng)綏研究員、呂慶田研究員對本課題工作的支持和精細編錄等方面的指導；感謝江西省、贛州市、于都縣、銀坑鎮(zhèn)各級政府和潤鵬礦業(yè)公司對本項目工作的支持；感謝原國土資源部部長徐紹史等領導一行對本項目一線工作人員的慰問和鼓勵！

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