修水縣洞下—官塘尖巖漿巖地球化學特征

張 浩

江西省地質局第二地質大隊

本區(qū)及相鄰地區(qū)殼、幔構造有以下重要特征：一是具薄殼、厚上地幔特征，重力場以鄱陽一帶最高（+15×10-5m/s2），為華南陸內地殼最薄的地區(qū)；二是地殼厚度總體上是由東往西增厚，中部為軸向北北東的幔隆區(qū)；三是重力高異常軸呈北北東向與北東東向交織出現(xiàn)，北西部為重力低異常區(qū)（-45×10-5m/s2）；四是殼內存在多層拆離帶；五是呈橫向分塊、縱向分層，擠壓推覆和伸展拆離滑脫的地殼結構及運動模式。這些深部構造特征與區(qū)域中生代以來構造及其成巖成礦作用有著內在聯(lián)系。

1 區(qū)域地質背景

依據(jù)中國區(qū)域地質志（江西志部分，2016）的構造單元劃分，香爐山礦區(qū)位于揚子板塊Ⅰ（一級單元）、下?lián)P子地塊Ⅰ1（二級單元）、江南隆起帶Ⅰ12（三級單元）中的九嶺逆沖隆起（四級單元）之幕阜山凸起西段。隸屬于揚子成礦省江南東段成礦帶九嶺鎢鉬錫銅金多金屬螢石高嶺土成礦亞帶中部九嶺尖鎢銅鉬礦集區(qū)，具有優(yōu)越的成礦地質條件[1]。

1.1 地層

香爐山礦區(qū)地層主要由南華系下統(tǒng)蓮沱組（Nh1l）、上統(tǒng)南沱組（Nh3n），震旦系下統(tǒng)陡山沱組（Z1d）、上統(tǒng)燈影組（Z2d），寒武系下統(tǒng)荷塘組（∈0-1h）、下統(tǒng)觀音堂組(∈1g)、中統(tǒng)楊柳崗組(∈2y)、上統(tǒng)華嚴寺組(∈3hy)、西陽山組（∈3x），奧陶系下統(tǒng)寧國組（O1-2n）、中上統(tǒng)胡樂組（O2-3hl）、上統(tǒng)硯瓦山組（O3yw），志留系下統(tǒng)梨樹窩組（S1l）及第四系組成[2]。

蓮沱組（Nh1l）：區(qū)內地表較少出露，主要分布于張?zhí)炝_礦段的東部張?zhí)炝_次級背斜核部附近。底部受接觸帶變質作用多成石英巖，與巖體接觸處則成混合巖化帶，厚約109 m。

南沱組（Nh3n）：主要分布于張?zhí)炝_礦段和大巖下礦段。巖性主要為灰、灰綠色薄層狀含礫粉砂質泥巖、冰磧角礫巖、含礫粉砂巖。巖層中少見白鎢礦化，僅在大巖下、張?zhí)炝_礦段見少量單工程控制的小礦體[3]。

陡山沱組（Z1d）：大部分分布于張?zhí)炝_礦段、大巖下礦段的東部及南部。巖性主要為含炭質頁(泥)巖，多受熱變質為角巖，呈灰—淺灰—灰白等雜色，呈頁片狀或板狀構造。巖層中夾不純灰?guī)r，多受熱液交代變質為矽卡巖（張?zhí)炝_51線-53線最為典型），呈黃綠色，呈條帶狀，板狀構造，矽卡巖化與白鎢礦密切相關，矽卡巖巖石中常見厚度大、品位富的白鎢礦體，如張?zhí)炝_礦段ⅡW礦體WO3金屬量達1.35萬噸，平均品位0.80%，局部品位達3%～5%，矽卡巖化是有利的找礦標志[4]。

燈影組（Z2d）：主要分布于張?zhí)炝_礦段、大巖下礦段東部及南部。巖性主要為含炭含泥硅質巖、下部為硅泥質灰?guī)r，顏色主要呈深灰色，中厚—厚層狀，極少薄層狀，巖性基本含炭質、泥質。下部夾硅泥質灰?guī)r，與薄層硅質巖、頁巖互層，與Z1d過渡接觸。由于巖石中鈣質多以星點狀、條帶狀分布，故巖石中白鎢礦多呈稀疏浸染狀、條帶狀，白鎢礦礦石品位一般較矽卡巖礦石低。由于巖層下部夾硅泥質灰?guī)r，在大巖下礦段73線、75線底部見厚大的矽卡巖白鎢礦礦體，礦石中磁黃鐵礦極發(fā)育，白鎢礦多呈密集浸染狀分布。

荷塘組（∈0-1h）：地表主要出露于張?zhí)炝_東部、大巖下礦段中北部。巖性主要為炭質泥巖，呈灰黑色、黑色。底部為薄層狀或條帶狀硅質巖。巖石不發(fā)生白鎢礦化，但巖石中炭質、泥質的致密膠結對礦液具有較好的屏蔽阻隔作用[5]，提供了良好的成礦環(huán)境（大巖下69線、73線、75線較為典型）。

觀音堂組（∈1g）：地表出露于張?zhí)炝_礦段東—北部、大巖下礦段北部。巖性主要為含炭頁巖，呈黑灰色，已變?yōu)楣杷豳|角巖。厚203～228 m。

楊柳崗組（∈2y）：地表出露于形坪礦區(qū)的東部、張?zhí)炝_礦段中—西部。巖性主要為含炭硅泥質灰?guī)r，呈灰白、灰、灰黑色，薄層夾中厚層構造，雜質分布不均，相間出現(xiàn)，平行排列形成極發(fā)育的條紋帶狀構造，泥質灰?guī)r中常夾含泥較少的不規(guī)則扁豆狀，透鏡狀條紋條帶狀泥質灰?guī)r，原巖已變?yōu)榻菐r或大理巖，接觸帶常見條帶狀矽卡巖。礦體主要產(chǎn)于楊柳崗組與花崗巖接觸帶上。底部以含炭泥質灰?guī)r與觀音堂組（∈1g）分界。厚300 m。

華嚴寺組（∈3h）：地表出露于形坪礦區(qū)的西部、張?zhí)炝_礦段中南部。巖性主要為條帶狀灰?guī)r：灰、灰黑、灰白色，薄—中厚層，含泥含炭，這些雜質相間出現(xiàn)，構成條紋條帶狀構造，普遍遭受角巖化、大理巖化，有時見磁黃鐵礦、黃鐵礦化。底部有10～20 m厚的灰質泥巖，為與楊柳崗組（∈2y）的分界標志。厚度220 m。

西陽山組（∈3x）：地表出露于形坪礦區(qū)的西北部。巖性為灰色、灰白色。中厚層狀泥質灰?guī)r，微層理發(fā)育；局部夾透鏡狀灰?guī)r及似條帶狀、竹葉狀灰?guī)r、黑色炭質灰?guī)r。

寧國組（O1-2n）：地表出露于形坪礦段的西北部。巖性為鈣質頁巖，層間含扁豆狀、透鏡狀灰?guī)r；綠色頁巖。

胡樂組（O2-3hl）和硯瓦山組（O3yw）：地表出露于形坪礦區(qū)的西北部。灰色鈣質頁巖夾扁豆狀灰?guī)r及泥巖夾灰?guī)r。

第四系（Q）：下部亞粘土碎石層夾0.1～1.5 m的巖塊。溝谷中為砂屑碎石層，上部腐植土。厚0～11 m。

2 巖漿巖野外分布特征

區(qū)內巖漿活動頻繁，為燕山期花崗巖。該區(qū)巖漿巖按巖石譜系單位劃分及空間分布，由西向東依次劃分為高湖巖體、太陽山巖體。

高湖巖體沿背斜軸部上侵，由北東向南西侵伏，邊界面與圍巖層理面近于平行，系整合協(xié)調的侵入體，出露面積約4.0 km2。太陽山巖體規(guī)模較大，其主體位于礦區(qū)東側外圍。

伴生的脈巖為細晶巖、輝綠巖。主要分布于香爐山背斜南東翼，沿斷裂充填而成。北北東—北東向成群產(chǎn)出，傾向以南東向為主，傾角＞70°，寬2～15 m，長數(shù)百米至3 000 m不等。細晶巖斜切地層、巖體、礦體，但未影響其完整性。

3 巖漿巖巖石學特征

3.1 高湖巖體

高湖巖體為中粗粒黑云母二長花崗巖，新鮮面呈灰白色、淺灰略帶肉紅色，風化后呈黃色。中粗?；◢徑Y構，顯微文象結構，局部呈變余花崗結構，塊狀構造，局部見斑狀構造，斑晶多為斜長石，大小1～5 cm。主要礦物成分為斜長石（31%±）、鉀長石（31%±）、石英（31%±）。次要礦物成分為黑云母（4%±）。副礦物成分為獨居石、磷灰石、鈦鐵礦、鋯石等?；◢弾r內常見高嶺土化，局部見云英巖化。

巖體靠近圍巖邊側或巖支普遍具邊緣相特征，邊緣相花崗巖厚度一般20～50 m，局部巖凸部位80～150 m，邊緣相花崗巖多呈灰白色，中細?；◢徑Y構，主要礦物成分為鉀長石（40%）、斜長石（30%）、石英（25%）、白云母（4%），少量黑云母。

基質主要礦物成分為鉀長石、斜長石、石英。次要礦物成分為黑云母。蝕變礦物成分有綠泥石、白云母、高嶺土、硅化石英、鈉化鈉長石。副礦物成分有獨居石、鋯石、磷灰石、鈦鐵礦等。巖體近地表易發(fā)生云英巖化、綠簾石化、高嶺土化。

3.2 太陽山巖體

太陽山巖體為斑狀中?；蛑?細粒黑云母二長花崗巖，新鮮面呈灰白色、淺灰?guī)饧t色，風化后呈黃色。全晶質似斑狀結構，基質為中?！毩；◢徑Y構，局部呈變余花崗結構或交代結構，塊狀構造。主要礦物成分為鉀長石（27%±）、斜長石（20%±）、石英（43%±）。次要礦物成分為黑云母（6%±）。副礦物成分為獨居石、磷灰石、鈦鐵礦、鋯石等。

斑晶為鉀長石，偶見石英。含量5%～15%，大小一般為10×15 mm。其光性特征與高湖巖體基本相同。

基質主要礦物成分為鉀長石、斜長石、石英。次要礦物成分為黑云母。副礦物成分為磷灰石、獨居石、鋯石、鈦鐵礦等。蝕變礦物成分為綠泥石、絹云母、高嶺土、硅化石英、鉀化鈉長石，次生黑云母。

綜上所述，二巖體具有大致相同的巖石化學特征，區(qū)別在于：太陽山巖體后期發(fā)生硅化、綠泥石化及其相應的光性特征表明局部變形比高湖巖體強烈。此外同源包體僅發(fā)育于太陽山巖體，反映了巖體形成過程中的差異。

3.3 脈巖

伴生的脈巖有細晶巖、輝綠巖。其巖性特征主要是：

（1）細晶巖：白色，細粒塊狀，由于有些相變，邊緣常見花斑結構，靡細結構、球粒結構。因而出現(xiàn)石英斑巖、花斑巖等變種巖石。由石英、鉀長石、更長石等組成。地表風化呈砂糖狀，深部堅硬塊狀。

（2）輝綠巖：深灰綠色、黑綠色；細?！旅軌K狀；輝綠結構，主要由中長石、輝石組成；含較多磁黃鐵礦，巖石具弱磁性；堅硬塊狀。

4 巖漿巖地球化學特征

4.1 常量元素特征

常量元素特征：①SiO2均大于70%（70%～75%）；含鋁指數(shù)除少數(shù)外，均大于或接近1.1；李特曼指數(shù)σ在1.50～2.48之間。說明巖體屬超酸性，鋁飽和或過飽和型，鈣堿性系列。此外在CIPW標準礦物中出現(xiàn)剛玉。②分異指數(shù)DI高達84～92；固結指數(shù)SI僅為1.70～10.4。說明巖體的分異程度高，酸性程度高。從變化趨勢上，太陽山巖體至高湖巖體，隨著分異指數(shù)的遞增，分異度增高；固結指數(shù)呈負增長，標志著酸性程度愈來愈高。

4.2 稀土元素特征

稀土元素總量∑REE較高，CeN/YbN均大于1為其特點之一。高湖巖體及太陽山巖體稀土元素總量∑REE分別為189.27×10-6～236.9×10-6、197.76×10-6、120.72×10-6，呈遞減趨勢；CeN/YbN分別為3.37～3.71、4.45、2.50。屬輕稀土富集型，分布曲線向右傾，具“S”型花崗巖特點。另一特點是δEu均小于1。銪負異常極為明顯，為銪虧損型，分布曲線在Eu處呈“V”型谷形。

4.3 微量元素特征

微量元素特征：①成礦元素W含量較高，濃集系數(shù)較大；②伴生Bi、Cu、Ag含量較高，濃集系數(shù)較大，與礦床中含量較高一致；③巖脈類細晶巖中W、Cu、Ag、Pb、Bi含量亦較高，顯示了對花崗巖的繼承性。根據(jù)87Sr/86Sr初始比值大于0.719這一結果，屬高鍶花崗巖。

5 花崗巖體類型、測年

根 據(jù)B.W.Chappell and Waite（1974，1978，1983）提出的分類方案與原則，將本區(qū)花崗巖巖體侵入類型、副礦物特征、CIPW標準礦物、化學參數(shù)以及氧逸度、鍶同位素、稀土元素等項與其進行對比，屬于典型的“S”型花崗巖。另用ACF圖解法，其投影集中于“S”型花崗巖一邊，得出與上相同的結論。

據(jù)鉀—氬法同位素年齡測定，巖體均屬白堊世（125.9～131.1 Ma），與張家菁等獲得黑云母花崗巖全巖Rb-Sr等時線年齡為126.2±2.6 Ma（95%可信度）[1]相近，高湖巖體與太陽山巖體系同源不同期次侵入。

6 結語

（1）修水縣洞下—官塘尖巖漿巖研究表明，該區(qū)巖漿巖形成時間確認為125.9～131.1 Ma，時代屬于白堊世，為燕山早期至燕山晚期的產(chǎn)物。

（2）本區(qū)巖漿巖地球化學性質富集SiO2均大于70%（70～75%）；含鋁指數(shù)除少數(shù)外，均大于或接近1.1；李特曼指數(shù)σ在1.50～2.48之間，屬于酸性花崗巖。稀土元素總量∑REE較高、CeN/YbN均大于1；CeN/YbN為2.50～4.450，屬輕稀土富集型，分布曲線向右傾，具“S”型花崗巖特點；另一特點是δEu均小于1，銪負異常極為明顯，為銪虧損型，分布曲在Eu處呈“V”型谷形。