陳克昱,敖 平,李 強(qiáng)
(江西省地質(zhì)局第十地質(zhì)大隊(duì),江西 鷹潭 335000)
賽陽關(guān)火山穹隆位于欽杭結(jié)合帶江西段的中東部,地處揚(yáng)子板塊與華夏地塊之結(jié)合帶部位南側(cè)(楊明桂等,1997)。并長期受兩大地塊的控制,發(fā)生過多次構(gòu)造-巖漿-(沉積)變質(zhì)-成礦事件。晉寧期-加里東期為造陸期,大量洋殼相幔源物質(zhì)以構(gòu)造侵位的方式侵入兩側(cè)的地層中;燕山期造山期,基底斷裂復(fù)活,成為火山活動(dòng)通道,東鄉(xiāng)南部火山活動(dòng)、分布以及火山機(jī)構(gòu)的展布都直接受以上構(gòu)造的控制(王中杰等,1988);燕山運(yùn)動(dòng)也是本區(qū)內(nèi)生礦床的重要成礦期,區(qū)內(nèi)虎圩、上官、柴古垅、銀峰源金鉛鋅礦等礦床均形成于該期(芮行健等,1987)。
鎮(zhèn)賽陽火山穹隆平面形態(tài)呈一不規(guī)則橢圓形,長24km,寬10km,長軸北東東向,面積約220km2,是一個(gè)大型復(fù)式火山構(gòu)造。
研究區(qū)位于欽杭結(jié)合帶江西段的中東部,地處揚(yáng)子板塊與華夏地塊之結(jié)合帶部位南側(cè)。并長期受兩大地塊的控制,發(fā)生過多次構(gòu)造-巖漿-(沉積)變質(zhì)-成礦事件。晉寧期-加里東期為造陸期,大量洋殼相幔源物質(zhì)以構(gòu)造侵位的方式侵入兩側(cè)的地層中;燕山期造山期,基底斷裂復(fù)活,成為火山活動(dòng)通道,東鄉(xiāng)南部火山活動(dòng)、分布以及火山機(jī)構(gòu)的展布都直接受以上構(gòu)造的控制;燕山運(yùn)動(dòng)也是本區(qū)內(nèi)生礦床的重要成礦期,區(qū)內(nèi)虎圩、上官、柴古垅、銀峰源金鉛鋅礦等礦床均形成于該期[1]。
受區(qū)域構(gòu)造影響,區(qū)內(nèi)北東向、北北東向斷裂發(fā)育,并控制了主要礦化帶的分布。新元古代溪口巖群、萬年群和南華紀(jì)變質(zhì)巖分別構(gòu)成揚(yáng)子、華夏兩大地塊的褶皺基底,蓋層主要為晚古生代石炭紀(jì)、中生代侏羅紀(jì)及白堊紀(jì)紅層,為淺海-陸相沉積。
研究區(qū)地層發(fā)育不全,屬東南地層區(qū)武夷地層分區(qū)。本區(qū)主要分布有新元古代青白口紀(jì)周潭巖組及南華紀(jì)萬源巖組、洪山組等變質(zhì)巖?;鹕綆r以北地區(qū)大面積分布萬年群變質(zhì)巖系;上部蓋層分布侏羅紀(jì)林山群,白堊紀(jì)武夷群打鼓頂組火山碎屑巖、贛州群茅店組、周田組與圭峰群塘邊組紅色碎屑巖及第四紀(jì)松散堆積層。
新元古代包含青白口紀(jì)地層和南華紀(jì)地層,其中青白口紀(jì)由砂、泥質(zhì)沉積夾基-中酸性火山熔巖、火山碎屑巖組成;南華紀(jì)為一套巖石組分復(fù)雜的硅鐵質(zhì)建造,以碎屑巖為主,夾硅質(zhì)灰?guī)r組成。礦區(qū)出露的有青白口紀(jì)周潭巖組,南華紀(jì)萬源巖組和洪山組。
區(qū)內(nèi)中生代地層出露有:侏羅紀(jì)林山群漳平組,白堊紀(jì)武夷群如意亭組、打鼓頂組,贛州群茅店組、周田組,圭峰群塘邊組[2]。
1.2.1 侏羅紀(jì)林山群漳平組(J2z)
本組地層主要分布于余江鐵山嶺一帶,呈條帶狀分布。巖性下部為淺灰、淺紫色粗礫巖、砂礫巖夾含礫砂巖不穩(wěn)定透鏡體;中部為紫紅、淺灰紫色砂礫巖、含礫巖屑雜砂巖、雜砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖,砂巖中見沖刷充填構(gòu)造及板狀交錯(cuò)層理;上部為紫紅色粉砂質(zhì)泥巖為主,夾少量鈣質(zhì)粉砂巖、砂巖。屬半干旱氣候的濱湖三角洲-濱湖相。厚度475.51m~630.73m。
1.2.2 白堊紀(jì)
白堊紀(jì),地殼抬升,形成許多盆地,除沉積了河湖相的紅色碎屑巖之外,還伴隨有火山巖噴發(fā)與沉積。根據(jù)巖性巖相特征,早期有武夷群、火把山群沉積,晚期有贛州群及圭峰群沉積。為陸相地層,分布于盆地中。
區(qū)內(nèi)新生代主要有第四紀(jì)全新世及更新世,分別見有望城崗組、進(jìn)賢組、蓮塘組及聯(lián)圩組。多分布于平原、河谷兩側(cè)及山間低洼地區(qū),為一套松散沉積物。上部為各種粘土、亞粘土及亞砂土、砂土層;下部為砂礫石層。區(qū)內(nèi)第四紀(jì)階地發(fā)育,局部地段階地標(biāo)高相差較大,階面完好。全新世與更新世二者之間呈平行不整合接觸關(guān)系,與下伏地層呈角度不整合接觸。
構(gòu)成火山穹窿的火山產(chǎn)物,由兩個(gè)噴發(fā)旋回的噴發(fā)物組成。早期為周家源噴發(fā)旋回,主要由噴溢亞相的流紋質(zhì)英安巖、英安巖和安山-粗安質(zhì)集塊角礫熔巖組成;晚期為花草尖噴發(fā)旋回,主要由熔結(jié)凝灰?guī)r及含集塊熔結(jié)角礫巖組成。兩套巖層繞賽陽關(guān)石英閃長玢巖體及桃花嶺花崗斑巖體略作環(huán)狀展布。
周家源噴發(fā)旋回噴發(fā)物之集塊角礫巖與流紋質(zhì)英安巖、英安巖多為粘合過渡關(guān)系。兩巖性在層位上多為集塊角礫巖覆于流紋質(zhì)英安巖之上,局部地段兩者層序有倒置現(xiàn)象;有的地段見集塊角礫熔巖呈爆發(fā)侵入狀態(tài)產(chǎn)于流紋質(zhì)英安巖之中。在北部局部見集塊角礫熔巖呈北東東向帶狀斷續(xù)夾于英安巖之中,在其附近流紋質(zhì)英安巖產(chǎn)狀紊亂、偏陡、流狀褶曲發(fā)育。據(jù)些特征分析,認(rèn)為集塊角礫熔巖為周家源噴發(fā)旋回中近火山口-火山通道相的產(chǎn)物。
花草尖噴發(fā)旋回強(qiáng)烈爆發(fā)始于含集塊熔結(jié)角礫巖,其上的熔結(jié)凝灰?guī)r依熔結(jié)程度可分為三部:下部為灰白色塊狀,漿屑多而雜亂;中部為棕灰色厚層狀,漿屑較多,呈長透鏡狀,定向排列;上部呈紫紅色薄層板狀,少斑結(jié)構(gòu),漿屑細(xì)餅狀。上、中、下三部呈逐漸過渡關(guān)系,基于該套熔結(jié)凝灰?guī)r為酸性,富含高溫石英和少量透長石斑晶,從下而上均含花崗質(zhì)成分“包裹體”及石英斑晶集合體,柱狀節(jié)理發(fā)育,并在局部地段見侵入于底部含集塊熔結(jié)角礫巖和凝灰質(zhì)粉砂巖中,具有侵出-溢流的某些特征,可認(rèn)為屬就地噴出。噴發(fā)型式從其多呈狹長帶狀展布來看,似以線狀噴出為主[3]。
周家源噴發(fā)旋回的熔巖普遍蓋覆于一套湖盆堆積之上,證明晚侏羅世初,因燕山運(yùn)動(dòng)影響,沿鉛山-宜春沖斷裂帶首先產(chǎn)生了斷陷,并接受了以粉砂巖為主的陸相堆積。這套堆積物受盆地邊緣和內(nèi)部斷裂差異運(yùn)動(dòng)的影響,具有北緩南陡的不對稱性;盆地內(nèi)部波狀起伏,沉降中心位于盆地南西側(cè)。因些,反映在沉積物上,不僅其展布方向與盆地走向一致,而且從其巖性、厚度上亦反映出沉降中心和沉積中心一致性。
由于斷陷盆地孕育于鉛山-宜春沖斷裂中,斷裂的差異運(yùn)動(dòng)所形成相對水下隆起和拗陷,致使沉積物的巖性、厚度不一,從而使下部巖漿承受的靜壓力也不平衡。這樣,巖漿則沿控制隆起和拗陷的北東東向斷裂上升噴溢,形成流紋質(zhì)英安巖、英安巖。噴溢晚期,粘稠熔漿堵塞管道,氣體不能逸出,壓力不斷增大,便產(chǎn)生隱爆,由偏堿性的集塊角礫熔巖堵塞管道,結(jié)束了周家源噴發(fā)期的噴發(fā)活動(dòng)。
火山噴溢階段噴溢之后,深部巖漿開始上侵頂起了上覆巖層使之穹起。穹起作用的結(jié)果,使周家源期的火山盆地在構(gòu)造上發(fā)生了奇異的變化,在其中心繞賽陽關(guān)巖體形成一穹狀構(gòu)造,盆地北、東緣仍保持原始內(nèi)傾的產(chǎn)狀。伴隨侵入、穹起產(chǎn)生了一些環(huán)狀、放射狀斷裂,為隨之而來的侵入、侵出和爆發(fā)活動(dòng)開辟了良好的通道。這種活動(dòng)表現(xiàn)在(1)早期次火山相的筆架尖石英閃長玢巖-英安玢巖體侵入和侵出-溢流相的英安巖等沿放射狀斷裂的侵出;(2)晚期在巖體周圍不同部位發(fā)生了灰流亞相的爆發(fā)。
伴隨賽陽關(guān)巖體侵入穹起以及新華夏系構(gòu)造活動(dòng)的增強(qiáng),在雙重壓力的作用下,于里山源、清屋寺至賽陽關(guān)、肖家莊一線以南;任家山、坪里至金全村以西,分別形成了兩個(gè)不同方向的斷陷盆地,隨后,在其限定范圍內(nèi)堆積了含礫沉凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r等,其礫石成分復(fù)雜,除火山巖礫石外,尚有片巖、脈石英礫石,并見有下伏集塊角礫熔巖、流紋質(zhì)英安巖及晶屑凝灰?guī)r的巖塊,大者達(dá)0.3m~1.5m。隨著湖盆堆積的過程中,尚有小股火山活動(dòng)。南部盆地東端凌塘南部一帶周家源噴發(fā)旋回熔巖之上,分布一套具熔結(jié)結(jié)構(gòu)的含集塊凝灰角礫巖,其上覆蓋流紋巖。在這套巖層中還見有英安玢巖小巖體侵入。另在肖家莊附近,也見含礫沉凝灰?guī)r夾晶屑玻屑凝灰?guī)r分布。
地塹式斷陷盆地的堆積,是火山活動(dòng)停息時(shí)間較長的一個(gè)階段,乘些間隙,深部巖漿源得以恢復(fù),溫度升高,壓力增大,促使富含揮發(fā)份,具高粘度的酸性巖漿開始沸騰,在地塹式斷陷盆地形成的兩個(gè)地塹式盆地內(nèi),沿盆地的邊界斷裂及由于賽陽關(guān)巖體的侵入穹起所產(chǎn)生的環(huán)狀、放射狀斷裂,發(fā)生了大規(guī)模的猛烈爆發(fā),形成了厚達(dá)數(shù)百米的熔結(jié)凝灰?guī)r和含集塊熔結(jié)角礫巖、凝灰角礫巖,構(gòu)成了花草尖噴發(fā)期的主體噴發(fā)物。這種火山灰流由于粘度大、流動(dòng)性差,僅在噴口上部及附近凝回成巖。
隨花草尖噴發(fā)期灰流相的噴發(fā)噴出,在構(gòu)造活動(dòng)頻繁的地帶,如佛嶺、漸嶺峰等地灰流相的火山口發(fā)生局部范圍的塌陷,在含集塊熔結(jié)角礫巖之上覆蓋著一套含礫的沉凝灰?guī)r、晶屑凝灰?guī)r及英安質(zhì)流紋巖。這一事實(shí)說明塌陷的存在及沉積之后仍有小股火山活動(dòng)。
經(jīng)上一階段的火山停息,殘余巖漿沿賽陽關(guān)巖體北部佛嶺附近上侵,形成了桃花嶺花崗斑巖體。從而基本上結(jié)束了賽陽關(guān)火山穹窿構(gòu)造活動(dòng)發(fā)展歷史。
花崗斑巖體侵入于賽陽關(guān)巖體和周家源噴發(fā)旋回之中,其上部殘留有含集塊熔結(jié)角礫巖,說明它可能是沿含集塊熔結(jié)角礫巖的一個(gè)火山管道侵入的,其頂端殘留有含礫的沉凝灰?guī)r、晶屑凝灰?guī)r及英安質(zhì)流紋巖,又可說明花崗斑巖侵入時(shí)間應(yīng)在第六階段之后。
區(qū)內(nèi)與成礦有關(guān)的次火山巖體主要為賽陽關(guān)石英閃長玢巖,該巖體侵位于早白堊世周家源旋回火山巖中,呈三棱形巖株產(chǎn)出,出露面積為3.5km2。巖體被南東向發(fā)育的斷裂切成主體部分和向西南舌狀伸出部分,后者出露面積約2.5km2。
巖性為黑云母斜長花崗巖,分布于區(qū)內(nèi)南部金溪陸坊一帶,屬金溪花崗巖基的一部分。巖體被侏羅-白堊紀(jì)地層不整合覆蓋,侵入于周潭巖組、萬源巖組中,由于巖體侵位后遭受區(qū)域應(yīng)力擠壓變形,接觸界線形態(tài)極為復(fù)雜,總體上呈指狀與圍巖相間出現(xiàn)。內(nèi)接觸帶中云母條帶、長石斑晶及圍巖捕虜體非常發(fā)育,具較強(qiáng)的定向性,構(gòu)成明顯的片麻狀構(gòu)造,其走向與侵入變形面大致平行,而在侵入變形面轉(zhuǎn)折端與其斜交,但與區(qū)域片理一致;捕虜體呈橢圓狀、透鏡狀,主要為變粒巖、片巖等。外接觸帶發(fā)育由巖體和圍巖共同受變形擠壓作用而平行化,并與圍巖面“似層狀”產(chǎn)出的花崗質(zhì)巖石呈“似脈狀、似巖枝狀”的密集帶,其寬度為200m~300m,遠(yuǎn)離巖體則趨于消失,其延伸方向與區(qū)域片理基本一致。外接觸帶圍巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)改造后僅保留殘余角巖結(jié)構(gòu)。
巖石學(xué)特征:巖石呈灰白-淺灰色,巖石中主要礦物成分為斜長石、鉀長石、石英、黑云母、白云母等。其中鉀長石以微斜長石為主,石英具強(qiáng)波狀消光,少數(shù)具壓扁拉長現(xiàn)象,巖石中鈉質(zhì)交代明顯。巖石中暗色包體發(fā)育,多呈近圓狀。
賽陽關(guān)石英閃長玢巖與周家源組呈侵入接觸,巖體接觸面不平整呈枝叉狀,整體外傾,傾角18°~60°。圍巖主要為周家源組下部凝灰質(zhì)泥巖和粉砂巖,其上部為似層狀英安巖,僅見于葉家村北山上。接觸交代和烘烤現(xiàn)象均不明顯。
原巖經(jīng)輕微蝕變,巖體與火山巖接觸部位蝕變較強(qiáng),發(fā)育較強(qiáng)的綠泥石化。圍巖見較強(qiáng)的硅化、綠泥石化等蝕變。該玢巖體巖相分帶不明顯,僅與火山巖接觸部位巖石變細(xì),呈隱晶質(zhì)或具霏細(xì)結(jié)構(gòu),斑晶不明顯,巖石為灰紫色。此內(nèi)接觸帶僅0.5m~2m,局部見角礫構(gòu)造,由熔巖角礫組成,與巖體呈過渡關(guān)系。
巖石新鮮面呈灰綠色,似斑狀結(jié)構(gòu),中細(xì)粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。斑晶主要為斜長石及角閃石、黑云母等暗色礦物,后者多綠泥石化,部分斜長石絹云母化、綠泥石化,斑晶含量一般為,粒度0.5mm~10mm之間,個(gè)別達(dá)20mm~30mm,斜長石斑晶為自形扳狀,中性斜長石,含量20%~30%,具環(huán)帶構(gòu)造,偶見聚片雙晶,內(nèi)有磷灰石,鋯石包體?;|(zhì)為半自形粒狀結(jié)構(gòu),礦物為斜長石、黑云母、石英、鉀長石等。巖石常具硅化、綠泥石化等。副礦物有磷灰石、鋯石等。
5.2.1 斜長石
斜長石斑晶灰白色,自形程度較高,呈板狀、板柱狀,粒徑0.1mm×0.2mm~5mm×3mm。含量20%~30%,具環(huán)帶構(gòu)造,偶見聚片雙晶,內(nèi)有磷灰石,鋯石包體。斜長石易蝕變,發(fā)生絹云母化和綠泥石化,有時(shí)可見環(huán)帶構(gòu)造和鈉長石雙晶;基質(zhì)中,斜長石粒徑在0.02%~0.08mm之間,為半自形粒狀,常見絹云母化、綠泥石化蝕變。
5.2.2 石英
石英斑晶,無色透明,油脂光澤,呈半自型粒狀或團(tuán)粒狀,粒徑1mm×2.5mm,含量3%~5%,熔蝕明顯,裂隙發(fā)育,具環(huán)邊結(jié)構(gòu);基質(zhì)石英呈它形粒狀,粒徑較小。在基質(zhì)中,斜長石、石英及暗色礦物共生,組成隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。
5.2.3 黑云母
黑云母斑晶,呈黑褐色,玻璃光澤,片狀、厚板狀,長0.5mm~1mm,約占3%~5%,常見暗化現(xiàn)象,偶見磷灰石包裹體,部分絹云母、綠泥石化;基質(zhì)黑云母呈顯微鱗片狀,已絹云母化。
5.2.4 角閃石
呈綠色至黑色,玻璃光澤,柱狀,粒徑0.25mm,含量較少,多在基質(zhì)中分布,常被綠泥石、方解石交代。
5.2.5 鉀長石
呈淺肉紅色,呈半自形板狀,粒徑0.15mm×1.5mm,泥化深,局部見熔蝕現(xiàn)象。
5.2.6 副礦物
副礦物主要有磷灰石、鋯石、白鈦石、鈦鐵礦、磁鐵礦、榍石、石榴石等,個(gè)別人工重砂中見黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、自然金等,可能受礦化所致。
賽陽關(guān)巖體石英閃長玢巖的SiO2含量變化不大,在57.49%~60.69%之間,平均59.26%,略低于區(qū)內(nèi)次火山巖平均值;Al2O3含量在16.63%~19.84%之間,多在17%左右;CaO含量1.42%~3.75%,一般≥3.00%,整體高于區(qū)內(nèi)其它次火山巖含量,個(gè)別樣品低于1.50;TiO2含量在0.49%~0.72%之間;K2O含量高4.51%~6.10%,平均5.37%,與區(qū)內(nèi)其它巖體相似;Na2O含量在2.52%~3.48%之間;MgO含量1.12%~1.73%;K2O+Na2O含量7.59%~9.30%,平均8.40%;K2O/Na2O值為1.63%~1.94,平均1.77,變化范圍小;Fe2O3+FeO含量4.77%~6.04%,平均值6.16%;Fe2O3/(Fe2O3+FeO)值在0.28%~0.97之間,平均0.60,大多在0.50以上,略低于區(qū)內(nèi)其它次火山巖,表明石英閃長玢巖體與區(qū)內(nèi)其它巖體形成的氧化環(huán)境相同。
利用硅堿圖(Irvine等,1971)可以對區(qū)內(nèi)巖石類型進(jìn)行初步判別。巖石數(shù)據(jù)投影點(diǎn)大部分位于Ir線附近,屬于堿性系列與亞堿性系列過渡區(qū)域,賽陽關(guān)巖體數(shù)據(jù)多數(shù)投影于堿性系列。在AFM圖中,大部分?jǐn)?shù)據(jù)投影于鈣堿性區(qū)域。樣品里特曼指數(shù)σ值多在3.3~6之間,個(gè)別樣品位于3.3以下,屬于堿性區(qū)域。由于各自所考慮的因素不同,分類結(jié)果會(huì)產(chǎn)生些微差異,而綜合以上幾種方案,賽陽關(guān)巖體巖性整體富含堿質(zhì),屬于堿性系列,部分區(qū)域可能為堿性和鈣堿性過渡系列。同時(shí),根據(jù)巖石分析結(jié)果可以看出,巖石的Al2O3>(K2O+Na2O+CaO),賽陽閃長玢巖巖體屬于鋁過飽和型。
除賽陽關(guān)巖體外,東鄉(xiāng)南部區(qū)域分布的次火山巖體巖石類型有花崗斑巖、富鉀粗安玢巖、安山玢巖、橄欖玄武巖及英安玢巖,屬于中酸性高鉀富鋁巖石系列。
賽陽關(guān)巖體石英閃長玢巖明顯高K2O,在SiO2~K2O圖中位于高鉀-鉀玄巖巖石區(qū)域,與區(qū)域內(nèi)其它淺成侵入巖(體)特點(diǎn)一樣,但與其它地區(qū)石英閃長玢巖不同。如三門峽高廟石英閃長玢巖,其K2O含量在3.3%左右,明顯低于賽陽關(guān)巖體的K2O含量。整體富鉀、堿質(zhì),基性組份Fe0、Mg0、Ca0含量較低,Al2O3較高是賽陽關(guān)石英閃長玢巖的特點(diǎn)。
東鄉(xiāng)南部區(qū)域其它次火山巖與賽陽關(guān)石英閃長玢巖二者常量元素特征相似,SiO2相近、Al2O3含量較高。
區(qū)內(nèi)與成礦作用有關(guān)的侵入巖主要產(chǎn)于燕山早期,侵入巖為成礦提供物質(zhì)、動(dòng)力及場所。區(qū)內(nèi)礦體規(guī)模、礦種、空間產(chǎn)出與侵入巖活動(dòng)密切相關(guān)。
隨著侵入巖活動(dòng)時(shí)間的變化,由早到晚,侵入巖體含礦性依次減弱。燕山早期區(qū)內(nèi)不同期次次火山巖體侵入就位于不同噴發(fā)旋回火山巖層中,次火山巖巖性主要為石英閃長玢巖、安山玢巖、富鉀粗安玢巖、英安玢巖等,不同噴發(fā)旋回、不同期次次火山巖,其巖體規(guī)模、礦化程度也不同。周家源噴發(fā)旋回中第一期次火山巖侵入體為賽陽關(guān)石英閃長玢巖體,其規(guī)模大,含礦性好,第二期次火山巖侵入體為筆架尖巖體,同樣具有普遍的金多金屬礦化,具一定規(guī)模,本旋回次火山巖體金品位較高,次為鉛鋅礦,礦床規(guī)模較大;虎巖噴發(fā)旋回的安山玢巖和富鉀粗安玢巖,亦常見鉛鋅銅礦化,金礦化次之,礦體規(guī)模、品位整體低于周家源噴發(fā)旋回;梧溪噴發(fā)旋回的巖體規(guī)模小,英安玢巖含礦性差,礦化微弱。