赣中铅锌矿地质特征与成矿物质分析

叶林春,杨瑞栋

摘要:赣中某矿田是一个以锡、铅、锌为主的大型矿田。各类矿床以岩体为中心,呈“晕圈式”分布,从内到外由高温矿种过渡为低温矿种。文章探讨了区域内锌矿床的矿体特征、矿物组成、稀土元素特征、同位素地球化学特征和流体包裹体特征,分析了锌矿的地质地球化学特征、成矿流体来源以及成矿机制。

关键词:赣中;锌矿床;地质特征;成矿物质;矿物分析

中图分类号:P617文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)24-0189-02

近年来,与花岗岩有关的有色金属矿产成为矿床勘查和开发的重点对象之一。如何结合我国的具体地质实际,深入开展这类矿床的地质研究与勘查开发工作,是一个急待解决的重大问题。长江中下游地区成矿条件非常优越,以锡铅锌为主的矿产资源十分丰富,相关的研究成果也很多。区内的某矿田是一个以锡铅锌矿产为主的多金属矿田,内有正在开采或勘探的多个大中型锡铅锌矿床,从区域上看,该地区地处长江中下游有利成矿地带中,位于扬子板块与华南板块交接地带中“江南碰撞剪切带”的北部边缘偏扬子板块一侧。

多数学者认为矿床空间分布与燕山期侵入岩体有关,而岩体产出又受中生代的NEE和NW向断裂构造控制。前人对控岩控矿构造的形成过程问题有多种认识,以及其控矿方式等问题也引起有关的讨论,有的认为是受太平洋板块向西俯冲控制的;有的认为是由长江大断裂派生的;有的认为是在大陆边缘拉张作用下引起的;有的则认为是扬子板块与华北板块的“陆一陆”碰撞产生的。但总体认为燕山期的岩浆运动是九瑞地区成矿运动的重要前提,燕山期侵入的规模不一的酸性花岗岩体是九瑞地区众多金属矿田的成矿母岩,而分布于区内的基底构造及中生代形成的各级有利构造则为成矿提供了必不可少的通道和储矿空间。

一、地区成矿背景

该地区位于扬子台坳中段南缘,区域上总体构造格架是近东西向的褶断带,东端横迭着一个面积约180km2呈南北向伸展的短轴背斜,其东西北三面以一个环弧状层间滑动断裂带与印支期褶断带相分割,南缘则以一条长期活动的东西向断裂与近东西向印支期褶断带相接。

(一)北东东向褶断构造

本区自震旦系至中三叠系之间,尚未发现有角度不整合现象,沉积盖层直至印支期才第一次形成NE至NEE向的褶断带。西北部的付山、樟树至崛山一带由一系列轴向呈NE到NEE向的褶断带组成,核部为志留系,轴面多倾向北西。在的北东侧洞宵一带有NE向的背斜,延伸部分为后期的弯窿构造迭加。印支期褶断带在南侧最为发育,轴向呈NEE,在易家垄一梓坊一白果桥及槽渔洞一永丰一乌石门一带有一组规模较大的NEE向推覆断裂带。

(二)底辟弯窿构造体系

弯窿构造是一个由震旦系至奥陶系地层组成,长期处于相对隆起状态,最后在燕山晚期定型的底辟弯窿构造。该构造主要由四部分组成,一是弯状褶皱,二是环弧形层间重力滑动断裂,三是放射状断裂,四是高挥发份的隐伏花岗岩体。

1.弯窿褶皱。弯窿褶皱作为底辟弯窿构造的主体,面积约180km2,呈椭圆形,长轴近南北,短轴近东西,长宽比约5∶4,为正地形环弧状山系。地表形态基本上与弯状褶皱形态一致,主峰在尖峰坡,海拔标高525.6m。弯窿核部主要由震旦系地层组成,面积约10km2,两侧地层主要由寒武系一奥陶系组成,最外圈为志留系。由核部向两侧,由浅部向深部,以及由北部向南部地层倾向由缓变陡,圈闭性较好。

2.环弧状层间重力滑动断裂。环弧状层间滑动断裂在底辟弯窿构造范围内特别发育,几乎在所有的重要岩性差异地段的界面处都不同程度地存在,尤其是在震旦系铜门组顶部砾岩层与上覆砂页岩层之间;陡山沱组与南沱组冰啧岩之间:灯影组厚层硅质岩与下伏页岩之间;下寒武系灰岩、硅质岩与页岩之间;奥陶系下统厚层白云岩与下伏的寒武系薄层泥灰岩与页岩互层之间;志留系下统砂岩与下伏的奥陶系瘤状灰岩之间则更为发育。这一系列层间重力滑动断层中常伴有厚度变化较大的滑裂岩(断裂角砾岩),是重要的导矿、控矿构造。由内向外,依次可划出三个重力滑动断裂体系(F3、F4、F5)。它们在弯窿两侧大体呈对称产出。

上述的F3、F4、F5内中外三个层间重力滑动断裂系统,围绕弯窿构造分布,由内向外,由核部到翼部,均呈层间正断层,层层滑落,滑裂岩发育,呈厚层,主断面在平面图上与地层产状基本一致,呈环弧形延展。在剖面图呈对称状,主滑断面常伴有一系列次级滑断面,层间反牵引小褶曲发育,轴面有规律地向弯窿核部倾伏,滑断面总是选择于岩性差异明显的重要的地层分布,润滑层常由岩性较为软弱的炭质页岩、泥灰岩组成。脱顶带及滑裂岩带内蚀变,矿化现象明显。

3.放射性断裂系统。在花岗岩浆底辟上升的过程中,首先出现了弯窿褶皱,接着形成层间重力滑动断裂,并伴有一定的侧向扩展,在扩展过程中必然导致以弯窿核部为中心的放射性断裂的产生及裙边次级小摺皱的出现。由于弯窿构造区底辟上升过程中产生的张应力是由中心向边部逐渐增大的,所以放射状断裂也多发生于周边地带。

在弯窿的北部及西倾伏端,放射状横断裂较发育,主要位于外圈层间滑动断裂系统的附近。它们多为横向正断层或张剪性断层,倾角较陡,但断距不大,在弯窿的南及东倾伏端的望夫山、石头脚一带横向上呈放射状展布。在弯窿核部,横断层极少,且断距不大,一般为0.22～1m,最大3m,常伴有断层角砾岩带,偶有矿化现象。

二、成矿过程

通过以上研究,笔者以含矿流体的活动和形成过程为主线,结合区域地质背景、矿集区基本特征以及区域内铅锌矿的地球化学资料等对成矿机制进行了探讨,并总结出了包括该区域内铅锌矿床在内的矿田的成矿作用过程。

1.从区域地质构造背景来看,整个地区位于扬子板块与华南板块两大板块的拼接地带,属于不稳定的过渡型构造单元。这种不稳定的地壳活动构造单元有利于发育深大断裂系统,而深大断裂带具有贯通地下深部的特点,有助于深部与浅部的联系,为岩浆活动提供有利的条件,使岩浆在活动过程中向浅部输运了大量的成岩成矿物质,从而为成矿提供了物质来源。矿床明显受到燕山晚期的岩浆弯窿构造的控制,显示为“似层控性”,矿体多数以似层状、层状为主,极大多数顺层分布。

2.矿床的分布特征、矿床的矿化特征、成矿与成岩的关系、岩浆岩与矿石的地化特征以及同位素资料都表明,矿床的形成与隐伏岩体之间存在密切的时空、成因联系。岩浆活动不仅给成矿作用带来了成矿物质,而且为成矿提供了能量。成矿时代与隐伏岩体侵入相近或稍后(未作矿石年代测定),属燕山晚期第一阶段。与成矿相关的围岩岩性组合主要为粉砂岩、石英砂岩、碳酸盐岩。从矿石的结构构造来看,成矿主要以充填交代为主,显示出典型“后生”矿床的特征。

3.根据地质条件,花岗岩的含矿性及其与成矿的关系,结合岩石和矿石的硫、铅同位素以及稀土分布资料,作者认为成矿物质来源复杂,以壳源为主,有部分深部慢源物质混合。氢氧同位素研究表明,含矿流体是岩浆水与大气降水的混合产物,表明成矿物质主要来自陆壳下部岩层重熔岩浆及其期后气液热液流体。

三、结语

本文叙述了区域内锌矿床的矿体特征、矿物组成、稀土元素特征、同位素地球化学特征和流体包裹体特征,重点探讨了锌矿的地质地球化学特征、成矿流体来源以及成矿机制。

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