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《华东地区地质调查成果汇编:成矿条件与规律综合研究》

时间:2023-10-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:省域成矿条件与成矿规律综合研究涉及面很广,加上江西成矿条件优越而复杂,成矿规律研究成果积淀丰厚而又存在较多不同认识,研究工作相当繁重。1)多旋回、多岩类岩浆活动以燕山期中酸性岩类为主的成矿特征新编《江西省区域地质志》对全省岩浆岩的时代、岩类、成因类型、组合、序列及其特征进行了系统的研究总结,为岩浆成矿规律研究提供

《华东地区地质调查成果汇编:成矿条件与规律综合研究》

省域成矿条件与成矿规律综合研究涉及面很广,加上江西成矿条件优越而复杂,成矿规律研究成果积淀丰厚而又存在较多不同认识,研究工作相当繁重。项目工作始终遵循“实践—认识—再实践—再认识”及“实践是检验真理的唯一标准”的认识论。按照全面学习继承,密切联系江西实际,以研编的第二代《江西省区域地质志》和本志“矿产分述”取得成果为依托,跟踪江西地质找矿新的预测找矿验证成果,广泛吸取找矿勘查第一线群众智慧,分析、鉴别、研究、总结,本着地质专业志书有述有论,论而不泛的原则进行研编,取得一些新的理论认识。

1.区域成矿的基本格局

扬子华夏两个古板块与扬子、华南成矿省,占有我国南方大部区域,且东延朝鲜半岛南部,西及中亚。江西及邻区的研究表明,晋宁期华南洋动力体系所奠定的巨型反“S”构造体系是扬子与华南成矿省成矿作用的重要基础。因此,新建扬子-华夏构造域与陈毓川等厘定的古亚洲、秦祁昆、特提斯成矿域,共同构成横亘欧亚大陆中南部的4个成矿域。江西处于扬子-华夏成矿域与滨太平洋成矿域相复合地区,具有十分优越的成矿区位条件。

基于江西区域地质构造在认识上由传统的“北台南槽”更新为扬子、华夏两个古板块,并随着钦杭结合带和南华裂谷海盆结构构造研究的深化,对江西区域成矿格局的认识发生了重大变化。

扬子成矿省与华南成矿省分界宜以新厘定的(凭祥)-宜丰-景德镇-(苏州)板块对接断裂带为界。宜丰-景德镇板块对接带与萍乡-广丰-绍兴地壳叠接带之间的钦杭结合带江西段,传统认为是一个完整地块,此次研究表明宜丰-德兴地区不是古陆,而是晋宁期华南洋消减带和扬子—加里东期裂谷深海及叠覆型加里东期造山带,而信江钱塘地块为华夏转型变质基底、扬子型沉积盖层的华夏陆块残体。钦杭成矿带江西段即形成于这一复杂的地质构造背景之上,成为斜贯华南的一条超大型矿床集中分布的重要成矿带。

扬子—加里东期南华裂谷海盆经加里东期“北贴西拼”式造山,形成“一弧”(云开大山—武功山—会稽山)、“一横”(南岭)、“两纵”(雩山、武夷)、“一旋”(罗霄)基底褶皱带,也奠定了区域成矿分带的基础。南岭东西向成矿带形成于岭南块体北贴构成的宜山-佛冈东西褶皱断裂带和钦杭带(西南段)、诸广、雩山等纵向褶皱带近东西向横张断裂带基础之上。

新的研究表明,江西北部不是稳定性地块,仅有下扬子、信江钱塘两个又窄又小的地块残体,全省大部分地区为活动性强的造山带,且由古板块结合带、地壳叠接带和南岭裂谷中央海盆等岩石圈不连续带以及地壳脆弱带构成了有利的构造-岩浆-成矿背景。

根据上述构造成矿格局,江西区划为两(成矿)省(扬子、华南)、六(成矿)带[长江中下游、江南东部、钦杭、武(功山)会(稽山)、南岭、武夷成矿带],构成了“六带汇赣”的有利成矿格局。

2.沉积成矿作用

江西自中新元古代以来经历了晋宁期华南洋及其陆缘弧盆、扬子—加里东期华南裂谷系、海西—印支期陆表海盆及晚三叠世以来陆盆的多旋回沉积-成矿体系。

(1)晋宁期华南洋沉积成矿体系:形成含铜(兴源冲式)金(矿源层)蛇绿岩片和弧后盆地海相火山热水(喷流)沉积型铜矿(铁沙街式)以及弧盆(火山)浊流含金(矿源层)建造。而且宜丰-德兴华南洋消减带,在此后的地质时期中,一直是海水进退的主要通道和重要的沉积矿产成矿地带。

(2)扬子—加里东期华南裂谷沉积成矿体系:呈现近东西向沉积成矿分区,形成北、南两大沉积成矿盆地。同时由于雪峰运动时,下扬子地块与信江钱塘地块在苏南一带联结,形成了华南东部地区“北东合、南西开、北东高、南西低”的古地貌古地理态势,海水迭次从南西向北东入侵,构成北东-南西向的沉积成矿分带。

南华纪间冰期在南华裂谷海盆北缘,即信(江)钱(塘)地块南侧形成了新余式硅铁质沉积建造。江西北部在华南洋消减带基础上形成的宜丰-德兴裂谷海槽构成了南华纪—早古生代沉积盆地的中心和海水入侵的主要通道,其两侧的下扬子、信(江)钱(塘)地块主要为陆表海沉积。震旦纪时广丰微陆块浅海台地成为朝阳式磷矿、溪滩式黑滑石矿产地。

(3)海西—印支期,陆表海沉积成矿体系:宜丰—景德镇一带海水入侵形成的指状海湾的“中指”,形成萍乡-乐平含有宁乡式沉积铁矿、萍(乡)莲(花)式石膏矿、乐华式锰矿、牯牛岭式海泡石矿以及梓山组、乐平组、安源组煤系的沉积盆地,也是煤层气、页岩气、天然气主要远景区。

赣南地区海水受加里东期罗霄-诸广、雩山、武夷等纵向褶皱带阻挡,使沉积作用与沉积矿产形成受到影响,且燕山期时大部分成为隆起区,沉积矿产仅残留于宁于等小型坳陷或小型向斜中。

(4)燕山—喜马拉雅期陆盆沉积成矿体系:先后形成晚三叠世安源含煤盆地、早白垩世火(山)盆(地)及晚白垩世—古近纪赣鄱断陷“红盆”,有早白垩世早期膨润土叶蜡石矿产形成,早白垩世晚期冷水坞组为含烃较高的暗色碎屑岩层;晚白垩世周田组膏盐层、碘锂卤水层和古近纪新余组清江段岩盐芒硝层。

长期以来,关于海底火山热水喷流沉积与热水成矿问题,存在不同认识。经研究,海底热水喷流沉积与热水成矿作用在江西占有重要地位,显示由洋—海—陆作规律性演化。晋宁期洋盆和弧盆深海形成了海底火山热水喷流沉积成铜建造(铁沙街式、兴源冲式);南华纪—中三叠世由于岩石圈伸展、地幔放热、弱火山活动、气候热暖,使陆表浅海海水增温发生低温热水成矿沉积,形成南华间冰期新余式硅铁建造,震旦纪—早寒武世锰、磷、滑石及含钒、铀、钼、碳硅泥质黑色页岩建造;晚石炭世黄龙组菱锰矿、菱铁矿及中二叠世小江边组含海泡石、滑石镁质黏土建造,均为低温海水增温沉积矿产;晚三叠世进入大陆河湖环境,这一时期由于沉积水体欠发育,于燕山期大陆活化造山后,转变为以断裂带脉状热水金、铀、萤石重晶石、硅石成矿为主,偶有早白垩世陆相火山湖泊热水喷流形成的铁锰碳酸盐岩夹层(冷水坑)。

3.岩浆成矿作用

火山岩成矿作用以燕山晚期中酸性潜火山岩与成矿关系最为密切,以下主要叙述侵入岩的成矿作用。

1)多旋回、多岩类岩浆活动以燕山期中酸性岩类为主的成矿特征

新编《江西省区域地质志》对全省岩浆岩的时代、岩类、成因类型、组合、序列及其特征进行了系统的研究总结,为岩浆成矿规律研究提供了良好基础。江西岩浆成矿虽然具有多旋回多岩类特点,但晋宁期至印支期成矿作用均较弱。幔源中基性、超基性岩类有多期活动,但均未形成具规模的矿床。其中:晋宁期海相火山岩含金成铜建造,由于均呈不大的岩片产出,分布局限;青白口纪晚期、晚白垩世—古近纪陆相中基性火山岩铜矿化较广,但矿化分散,仅青白口系上部广丰群桃源组粗面玄武岩中有桃源式小型自然铜矿床1处。晋宁期超镁铁质蛇绿岩块中有低品位铬镍矿化;加里东期超基性岩中有镍、铂(族)矿化,但未能形成工业矿床;燕山早期车步辉长岩形成钛铁矿砂矿母岩。省内有多期花岗岩分布,曾认为武夷成矿带在加里东期、印支期花岗岩有伟晶岩型钽铌锂矿形成,根据近期调查测年结果,这些矿床成矿也与燕山期花岗岩有关。因此,江西大规模的岩浆成矿作用主要为燕山期。

2)多旋回、多成因花岗岩及其成矿的演化特征

江西是多期、多型花岗岩“王国”,此次研究继承翁文灏(1920年)对国内外花岗岩分类研究成果,进行了时代、岩类、成因类型、组合、序列的划分,使花岗岩成矿专属性研究显著地向前推进了一步。

(1)6期成岩,以燕山期成矿为主:全省花岗岩类有晋宁、扬子、加里东、印支、燕山和喜马拉雅6期,以加里东期、燕山期分布最广。成矿主要为燕山期花岗岩类。

(2)M、A、I、S四型俱全,以S型、I型成矿为主。

①M型钠长花岗岩仅见于蛇绿混杂岩中,时代为晋宁期,规模小,未见矿化。

②A型花岗岩成矿微弱。扬子期石耳山花岗岩未发现矿化,中侏罗世花岗岩在江西省分布局限于赣西南,仅为锆、铀、稀土风化矿床的矿源岩,未发现岩浆热液矿化。

③I型中酸性斑岩,时代为燕山期,成为主要的铜金多金属成矿系列。本项目将其进一步划分为4个序列、2个杂岩和扬子成Cu、Au为主的序列组合与以成W、Cu、Mo为主的钦杭序列组合。

④多旋回S型花岗岩类,矿化随岩浆演化增强。该类花岗岩自晋宁期至燕山晚期由以中酸性岩为主,向酸性岩、超酸性岩演化,各期花岗岩成岩序列也由中酸性向酸性、超酸性演化,岩浆分异程度由弱到强,矿化逐渐富集,至燕山期发生大规模成矿作用。燕山期前花岗岩、火山岩可成为离子型稀土矿床的母岩。以燕山期S型花岗岩类分布最广,成矿最重要。本项目将燕山期S型岩类进一步划分为7个序列、2个杂岩,进一步归并为中深成南岭成 W、Sn、Mo、Bi、Ta、Nb、Li序列组合,中浅成江南成 W、Sn、Mo、Ta、Nb、Cu、Pb、Zn序列组合以及潜火山式武夷成 Ag、Pb、Zn、U序列组合。

4.变质成矿作用

(1)江西重要的区域变质矿床有新余式沉积变质磁铁石英岩型矿床,其次为绿帘-角闪岩变质岩区的早寒武世石墨矿床。

(2)花岗岩接触变质型矿床有月光山式硅灰石、透辉石、透闪石矿床等。

(3)动力变质型金矿床在江西占有重要地位。本次研究认为德兴张村蛇绿岩片中的金山式金矿为国内罕见的逆冲推覆型韧性剪切绿岩型金矿床;其次有产于加里东期造山带角闪岩相中的茅排式韧性剪切带混合岩化变质热液型金矿床和产于万年群绿片岩相浊积岩中的金山岭式韧脆性剪切带石英脉蚀变岩型金矿床。

5.地球物理地球化学成矿条件

对全省区域地球物理、地球化学成矿条件进行了全面研究总结,选择铜厂、城门山、冷水坑等典型矿田(床)进行了地球物理、地球化学异常特征剖析,建立了阳储岭斑岩钨矿、岩背斑岩锡矿综合找矿模型,并取得了以下认识。

(1)岩石圈结构方面:研究认为江西南部及邻区燕山早期虽然上地幔软流圈大量向地壳供热,形成大量S型花岗岩和壳源矿床,而未能提供铜、镍、铬等幔源成矿物质,可能与岩石圈地幔中有一个饼状硬质块体隔挡有关;宁化—大田间的地幔软流圈蘑菇云构造与南武夷成矿带中有部分I型岩浆成矿可能与来自台湾方向的古太平洋板块俯冲有关。

(2)江西北部处于下扬子弱减薄壳体与弱减薄岩石圈区,为硬化程度较低的轻质地幔,可能利于富铜金地幔供热并发生壳幔同熔造浆,沿深断裂带形成大量I型岩浆岩带与铜金矿床。

(3)根据布格重力异常进行的隐伏花岗岩体预测,发现全省大致以北东向的遂川-临川深断裂带为界,东南部为构造隆起花岗岩区,剥蚀程度稍高,花岗岩出露广,规模大,预测的隐伏、半隐伏体相对较少;西北部为构造隆坳交互花岗岩区,剥蚀程度相对较低,花岗岩出露稀少,规模小,预测的隐伏、半隐伏岩体分布较广、规模较大,提供了一个岩浆岩空间分布的重要信息。同时预测了一批隐伏、半隐伏花岗岩体。如根据预测,发现了九岭晋宁期花岗岩岩基中存在大湖塘等4个燕山期花岗岩分布区,为寻找“体中体”式成矿花岗岩岩体提供了重要信息。

(4)进行了地球化学块体及其特征的研究分析。以分散流地球化学测量为基础圈定了省内主要成矿元素地球化学块体。同时发现前人厘定的巨型地球化学块体对区域矿床分布具有明显的约束作用,如以南岭为中心的燕山早期南岭组合成矿系列花岗岩分布范围已达武夷山脉及饶南地区,但随着进入华南钨地球化学块体外缘,钨成矿作用已明显减弱。

6.构造控矿作用

运用板块、地质力学、构造解析相结合的方法,对区域、矿田、矿床、矿体等不同级别与不同类型构造形迹的控矿规律进行了研究分析和总结。

(1)江西北部与南部构造体系控矿格局有明显差异。江西北部呈现以华南洋动力体系形成的反“S”形构造带为主导与滨太平洋动力体系形成的北北东向构造带相复合的控矿格局,控制了长江中下游、江南、钦杭等一系列成矿带。江西南部则为以南华裂谷海盆动力体系形成的“两纵”(雩山、武夷)、“一横”(南岭)、“一弧”(云开大山—武功山—会稽山)、“一旋”(罗霄)构造为基础,与滨太平洋动力体系形成北北东向构造为主导相复合的控矿格局,形成武功山、南岭、武夷等成矿带。

(2)隆起、坳陷构造控矿差异显著。隆、坳构造是燕山期大陆硬化程度较高的条件下活化造山所特有构造类型。隆起带可分为前缘逆冲推覆隆起式(九岭)、推覆体隆起式(万年)和隆滑式(武功山、武夷、南岭),具有不同的壳层结构和成矿储矿条件,构成不同特征的成矿(亚)带。隆起带基底裸露,莫霍面下凹,地壳增厚,构成燕山期与S型花岗岩有关的矿带主要形成脉状斑岩型、蚀变花岗岩型矿床;坳陷带处莫霍面上凸,地壳减薄,是沉积矿产存储之区,出露的侵入岩稀少,当有深断裂带通过,可形成与Ⅰ型斑岩有关的矿床。矿床以层体耦合、“多位一体”为特征。隆、坳交接地带往往为深大断裂带,构成Ⅰ型斑岩成矿系列的导岩导矿构造。

(3)钦杭结合带岩石圈不连续带形成了钦杭超大矿集群。该带从晋宁期华南洋俯冲到后期陆内仰冲形成了一个长期的强烈深俯冲带,扬子陆缘江南、万年地体依次向南、南东大规模逆冲推覆,至燕山期陆内造山,形成了超大矿集群,其内部具有多样的控矿特征。

(4)宜丰-景德镇板块对接带。在赣东北、七宝山-赋春、萍乡-广丰地壳叠接带的基础上,于燕山早期形成的一系列逆冲推覆深断裂带构成了重要的Ⅰ型岩浆成矿流体通道。形成了区内铜多金属矿集区、矿田和矿床。该带发育韧性剪切带,又残留有含金蛇绿岩片,构成了金山式绿岩韧性剪切带型金矿床成矿的有利条件。该带的萍乐坳陷含煤带,受“北推南滑”构造影响,构成5个不同的煤田构造区段:北部逆冲叠覆区、西部推滑对冲区、南鄱区薄皮推覆体区、东部岩片堆叠区、中部弱形变“安全岛区”。煤田、煤层气、页岩气储存条件较好。由于推滑作用形成了“多层楼”堆叠滑褶煤田构造和一群被错断的“无根”内生金属矿床(志木山、七宝山、五宝山、铁岗山及朱溪含铜花岗闪长斑岩)。

滨太平洋动力体系形成的北北东向、北东向挤压走滑型构造带,影响遍及江西全省,具有分级复合控矿的鲜明特征。

(5)江西南北具有不同的复合控矿特征。

①北部与反“S”构造成矿带复合,控制了长江中下游、江南东部、钦杭东部、武功山-会稽山一系列成矿带,构成了中国东部最重要的下扬子铜铁钨锡多金属巨型矿集区。

②南部与南岭东西向成矿带复合构成了世界著名的南岭钨锡多金属巨型矿集区,增强了罗霄-诸广、雩山等纵向成矿亚带的成矿潜力,并分划了武夷等纵向成矿带的分界。

(6)复合控制矿集区、矿田的普遍性、多样性特征。除了前已述及的控矿构造,在矿田尺度上同样显示出复合控矿的普遍性与多样性。

北北东向断裂带与北东向断裂复合控制,形成九岭尖、桃山矿田;北北东向断裂带与东西向构造复合控制,形成崇余犹、赣于等矿集区;北北东向、北东向断裂带与近东西向片理带、韧性剪切带复合控制,形成的金银矿床(体)有金山、虎家尖;北北东向、北东向断裂带与火山机构、侵入机构复合控制,形成的矿田有银山、锡坑迳、相山等。

北北东向、北东向断裂系统伴生与派生构造成为江西普遍性的优势容矿构造。北东东向、北西西向、近东西向剪张性或张剪性高密度裂隙带,为常见的脉状矿体容矿构造,是赣南脉状钨矿床的优势容矿构造。

北北西向剪切性断裂带主要利于形成贵多金属硫化物矿体,如银山、虎圩等;北东东向、近东西向具压剪性的层间构造,利于形成似层状热液型多金属矿体,如永平、武山北等。

7.成矿区(带)和重要矿集区、矿田成矿特征

1)成矿区(带)

江西6条成矿带中长江中下游、钦杭(含原钦杭南带的武功山-会稽山成矿带)、南岭、武夷等成矿带已列为国土资源部重点找矿成矿区(带)。尚未列入的江南东部成矿带近期也已取得了找矿的重大突破。本项目按成矿区(带)结合经济地理将全省分为北、中、南3个矿产资源战略区进行了总结。

(1)赣北区属扬子成矿区,包括长江中下游、江南东部两个成矿带的江西段,组成以九江为中心矿产资源战略区。

①长江中下游成矿带九江亚带。该带包括九瑞铜金矿集区和大浩山金矿田,成矿时代为早白垩世。九瑞矿集区区域导岩导矿构造为北北东向构造带伴生的鄂州-九江北西西向深张断裂带,成矿具有等距、群聚、递变、多台阶等特征;从鄂东南至九瑞,成矿总体向南东方向侧伏,九瑞地区剥蚀程度低,资源潜力大;根据成岩成矿的多台阶及成矿岩基与岩株的时空关系建立了“蛋糕蜡烛”式模式;进一步总结了以I型斑岩为主因,以黄龙组等地层为重要条件的“层体耦合,二次成岩成矿叠合的多位一体”成矿模式,在深部找矿中取得了重大新进展,城门山、武山铜矿区有望达到超大型规模。

②江南东部成矿带九岭亚带。该带主要属早白垩世S型花岗岩江南组合成矿亚系列,北部已有香炉山、彭山、莲花山钨锡矿田和星子铍、高岭土矿田,大致等距分布。该带南部前缘为逆冲推覆结构,自西而东新发现有花山洞钨钼矿床,九岭尖矿集区大湖塘巨型钨(铜钼)矿田,云山锡铜矿田,甘坊含钽铌锂瓷石矿田,阳储岭I型钦杭组合斑岩钨钼矿田,鹅湖金、高岭土矿田,其中大湖塘矿田发现有世界级规模的石门寺钨矿床和狮尾洞超大型钨矿床,大湖塘钨矿床也具超大型远景。该带向东在皖南地区也有多处大型钨矿区发现,已成为与南岭媲美的钨多金属成矿带,铜、铅、锌、金、萤石等也具较大规模。

(2)赣中区包括钦杭与武会成矿带的江西段,形成以南昌为中心的矿产资源战略区。

该区具“两带”(宜丰-德兴叠覆型深俯冲造山带、东南造山带武功山-饶南前缘带)夹“一块”(信钱地块)结构;“两坳”(萍乐、上饶)“两隆”(万年、武功山)交错;拥有5条北东东向深断裂带贯穿全区。历经多旋回沉积形成了全省磷、煤、铁、滑石、岩盐、石膏等沉积(变质)矿产最重要的分布区。燕山期形成I型扬子、钦杭组合及S型南岭、江南、武夷组合5个成矿岩浆岩组合与5个成矿亚系列构成的多源成矿区。拥有新发现的世界级钨(铜)矿床1处(朱溪),超大型铜、钽、银、金、铁、铀金属矿8处,超大型非金属矿床有岩盐、硅灰石、滑石、瓷石4处,是罕见的超大型矿床群聚之地。(www.xing528.com)

(3)赣南区居华南成矿省腹地,处于南岭成矿带东部和武夷成矿带西部,构成以赣州为中心的矿产资源战略区。

南岭成矿带东部包括罗霄-诸广、雩山两个北北东向成矿亚带,成矿以燕山早期晚侏罗世S型南岭组合花岗岩成矿系列为主体,尤以石英脉型钨矿床为特色。花岗岩型铀矿床、萤石矿床也有优势。该带也是离子型稀土矿发现地和主要产地。拥有崇余犹、赣于、兴宁、三南、青塘-银坑5个重要矿集区和桃山、下庄铀矿田。

武夷成矿带燕山早期S型花岗岩钨的成矿趋弱。但在其南部与南岭东西向构造带的复合地区,燕山晚期Ⅰ型、S型中浅成、潜火山岩成矿有增强趋势。沿鹰潭-安远深断裂带相继发现燕山早期与I型岩浆岩有关的银坑大型金银多金属矿田和S型斑岩形成的园岭寨大型斑岩钼矿床,显示该区是一个多源多期次的与中浅成侵入岩、潜火山岩有关的钼金银锡铜矿产远景区,展示了赣南成矿的新格局。

2)矿集区、矿田

矿集区、矿田为成矿区(带)总结的重点,对其中一批重要矿集区、矿田结合勘查工作进行了实地调查和研究分析,取得了如下新的认识。

(1)德兴铜金多金属矿集区:该区位于万年晋宁—加里东期推覆体前缘,被夹持于赣东北深断裂带北、南两条分支断裂之间的晋宁期蛇绿岩片之中。研究发现德兴斑岩铜矿田、银山潜火山岩斑岩型铜金银铅锌矿田的导岩导矿构造为赣东北断裂带北支逆冲推覆深断裂带。银山成矿岩体为早白垩世打鼓顶组潜英安玢岩;金山金矿为晋宁—加里东期绿岩-韧性剪切带型金矿床,燕山期受到构造-热事件叠加改造;德兴矿田成矿岩体为中侏罗世浅成花岗闪长斑岩。三者分属于3个不同时代的成矿系统。

(2)永平铜矿床:调研发现矿区为一个典型的逆冲推覆构造窗构造,赋矿地层为潮坪-浅海相藕塘底组,为“夹心饼”式准原地构造岩片;成矿岩浆岩为晚侏罗世—早白垩世I型钦杭组合的斑状富斜黑云母花岗岩—花岗闪长斑岩序列,显示岩浆演化反序特征。由似层状(矽卡岩型)铜(钨钼)矿床与钼(铜)斑岩矿床组成“二位一体”矿床。

(3)冷水坑银铅锌矿区:调研发现矿区为一典型的大型逆冲推覆控矿系统,其前缘断裂带导岩导矿。似层状热液矿床赋矿地层为火山湖泊气液喷流沉积形成的白云质大理岩、铁锰碳酸盐岩层,发育震碎角砾结构,形成潜碱长花岗斑岩岩浆热液交代充填银铅锌-铅锌银矿床,与斑岩型、脉型矿相伴组成层-体耦合、“三位一体”矿床。成矿主岩体为侧卧式舌状小岩株,形成由岩舌尖到岩舌根部的银铅锌—铅锌银—铅锌铜顺向成矿分带。火山岩中碳酸盐岩夹层为似层状矿床成矿有利围岩,潜在花岗斑岩为成矿必要条件。

(4)新余铁矿区:处于东南加里东期造山带前缘,进一步研究确认,矿田的3期叠加褶皱序列,具有不同的样式和控矿作用。第一期为近东西的流变型神山复背斜,根据中深勘查资料发现,其南翼由“上倒转、下正常”两个大型叠褶层构成矿田上、下两大台阶,这种构造叠褶是形成矿田厚大矿体的重要因素,并具有多级、等距、叠褶、加厚特征;第二期为北北西向同斜剪切流变型叠加褶皱,使矿层上下飘动,形成“红绸舞”式变形;第三期为南北向宽展型褶皱,具等距分布特点,矿层在背形处上拱、向形处下坳。由此矿田的四维结构进一步趋于明朗,深部找矿前景很好。

8.主要矿产成矿系列

根据陈毓川等关于成矿体系与成矿系列理论,结合江西实际将江西划分为晋宁期华南洋弧盆岩浆、扬子—加里东期华南裂谷系及其闭合造山、海西—印支期陆表海沉积与陆内造山、燕山—喜马拉雅期造山-伸展4个成矿体系,下分11个成矿系列组合/类型、20个成矿系列、22个成矿亚系列、矿床式91个。其中前燕山期共建成矿体系3个、成矿系列组合/类型7个、成矿系列11个、成矿亚系列4个、矿床式23个,并初步建立重要矿产的成矿谱系。以第二代《江西省区域地质志》关于燕山期花岗质岩类时代、期次、成因类型、组合、序列划分研究的新成果为基础,对燕山期大陆活化造山大规模岩浆成矿系列组合/类型、成矿系列、亚系列以及成矿特征进行了重点研究。

将燕山期成矿花岗质岩浆划分为S型、Ⅰ型岩浆热液和热水5个成矿系列及8个成矿亚系列。研究总结了不同系列、亚系列、不同岩石顺序、不同侵位类型岩石的成矿特点和时空分布规律。

1)燕山期S型花岗岩成矿系列分为2期3个成矿亚系列

(1)燕山早期同造山期南岭组合花岗岩钨、锡、钼、铋、铅、锌、银、钽、铌、锂、铍、稀土、铀成矿亚系列。

时代主要为晚侏罗世(165~146Ma);以深—中深成花岗岩为主;岩石序列为花岗闪长岩(导体,少见)—黑云母二长花岗岩+正长黑云母花岗岩(主体)—白(二、锂)云母花岗岩(补体),以气成高温矿床为主,以石英脉型黑钨矿床类型占绝对优势。常形成“五层楼+地下室”钨(锡)矿床,“五层楼”式矿床与“地下室”矿床规模往往互为消长,“地下室”矿床多呈岩盖状,厚度一般较小。

(2)燕山晚期后造山期江南组合花岗岩钨、锡、钼、铋、铜、铅、锌、钽、铌、铍成矿亚系列。

时代为早白垩世(145~115Ma),以中—浅成花岗岩为主。岩石序列为黑云母二长花岗岩+正长黑云母花岗岩+二(白)云母花岗岩(主体)—锂云母花岗岩+花岗斑岩(补体),有晶洞、隐爆结构出现。以气成高温矿床为主,高中温、中温白钨锡和铜铅锌多金属共(伴)生组分增多增强,蚀变花岗岩型、石英脉型、矽卡岩型、隐爆角砾筒型多类型钨锡矿床广泛发育,且以规模大、矿化强为特色。形成的蚀变花岗岩型矿床往往深度大、规模大,脉状钨矿床“五层楼”分带特征不明显。

(3)燕山晚期同造山期武夷组合陆相火山-潜火山岩银、铅、锌、铀、锡、铌、钽、铜成矿亚系列。

形成于早白垩世,岩石序列为斑状花岗岩(导体)—花岗斑岩(主体)—石英正长斑岩(补体),以中低温热液成矿为主,隐爆构造普遍,以斑岩型、脉状矿床为主,以银铅锌锡铋强矿化为特色,斑岩矿体往往矿化深度较大。除此之外,燕山期造山后的中酸性岩墙群,形成了重要的瓷石矿产。

(4)燕山期花岗岩类的同源演化成矿序列。

江西在建立燕山期岩浆岩同源演化序列的基础上,对相应的成矿序列也进行了初步研究。如I型扬子组合城门山序列由石英闪长玢岩(导体)—花岗闪长斑岩—石英斑岩组成,相应形成的成矿序列为Au—(Cu、Pb、Zn)—Cu、Mo、Pb、Zn、Ag(Au)—Mo(Cu、Cw)。S型花岗岩成矿序列比较复杂。研究发现江西的钨、锡、钽铌、铀、稀土等重要矿产成矿母岩均为燕山期S型花岗岩,但因成矿元素地球化学习性的差异,分别在岩浆演化或成岩后不同时期、不同地质环境、不同状态从岩浆或岩体析出成矿,构成了不同矿产同源不同位现象。

形成离子型稀土矿床的S型花岗岩为第四纪遭受剥蚀含稀土副矿物的岩基式大型岩株。桃山式热水淋积花岗岩型铀矿床形成于燕山期造山后至喜马拉雅伸展期,也产于已剥蚀出露的富铀S型花岗岩岩基中。

钨、锡、钽铌矿床形成于燕山期同造山S型花岗岩岩体前锋部位的小型岩体内外接触带。一是随花岗岩序列由黑云母二长花岗岩向二(白)云母花岗岩、锂云母花岗岩演化,即由酸性向超酸性演化,成矿系列同步由W—W、Sn—Sn、W—Sn—Ta、Nb演化,据此初步建立了成岩成矿序列演化模式。二是Ta、Nb以及Li、Rb、Cs等主要呈类副矿物在强分异的锂云母花岗岩中富集形成蚀变(钠化)花岗岩型矿床,部分形成伟晶岩、花岗斑岩、霏细岩墙型矿床,而不易进入石英脉型、接触交代型矿床。在“五层楼+地下室”钨矿床中Ta、Nb、Cs、Rb、Li往往在“地下室”矿体中有不同程度富集。

2)燕山期Ⅰ型中酸性岩成矿系列分为2个成矿亚系列

(1)Ⅰ型扬子组合中酸性岩铜、钼、金、银、铅、锌成矿亚系列。

成矿岩体为燕山早期中侏罗世同造山期(172~168Ma)铜厂花岗闪长斑岩、燕山晚期后造山期早白垩世初银山潜火山杂岩及燕山晚期后造山期城门山序列,石英闪长玢岩(导体)—花岗闪长斑岩(主体)—石英斑岩(补体)。成矿序列由Au、Cu、Ag—Pb、Zn—W(白钨)、Mo演化。

(2)钦杭组合浅成中酸性岩钨(白)铁、铜、铅、锌、金、银成矿亚系列。

成矿岩体为燕山早期同造山期晚侏罗世(162~146Ma);成矿岩石序列以花岗闪长岩、花岗闪长斑岩、花岗岩、花岗斑岩为主(塔前-朱溪地区),也有由偏酸性向中酸性作反序演化(永平地区),或由花岗闪长斑岩向花岗闪长岩演化(阳储岭地区)。钦杭组合岩石具由I型向S型过渡趋势,以钨(白)铜成矿为主,或形成“钨铜同床”矿床。

3)燕山期造山晚期低温热液-热水成矿系列

(1)燕山期晚期低温热液-热水金、锑、钴成矿亚系列。

该系列形成于燕山期岩浆侵入体远外接触带,主要为岩体供热或供气、变质基底含金银矿源层供矿,大气供水形成的混合热液石英脉蚀变岩型金银矿,微细粒型金矿,钴、锑矿床,岩浆残余水气形成的萤石矿床。

(2)燕山期造山后至喜马拉雅伸展期热液-热水萤石、重晶石、铀成矿系列。

该系列形成于早白垩世晚期至古近纪,主要为燕山期岩浆房岩浆期后残余气热与大气水形成的萤石、重晶石矿床,富铀花岗岩因地幔放热或玄武岩火山口热水淋积形成脉状铀矿床。

9.燕山期成矿序列的核幔式扩展模式

以江西“地质构造演化过程成矿作用的演化及时空结构”初步构建了江西主要矿产成矿谱系。并以幔源、壳幔混源、壳源岩浆作用演化为主线构建了成矿谱系系统。

围绕燕山期花岗质岩浆与成矿活动时空演化规律问题,此次从燕山期岩浆活动期次、成因类型、组合、序列与成矿系列、亚系列、成矿演化序次的构建入手,结合同位素定年和燕山期成矿系列时空分布图编制,发现江西及邻区燕山期成岩成矿活动呈现以钦杭带为先导,以南岭为核心作“核幔式”扩展的时空演化规律。而且在这一规律支配下,成矿系列、亚系列与相对应的成矿带、亚带在时间、空间分布上基本一致。

燕山期钦杭成矿带中段于中晚侏罗世率先发生造山,形成了I型扬子组合铜多金属成矿亚系列和钦杭组合铜多金属成矿系列。至晚侏罗世,以南岭为中心形成了以S型南岭组合深—中深成花岗岩为主的钨锡多金属成矿系列,其范围包括罗霄-诸广、雩山成矿亚带,武功山成矿亚带,西部在湘中南与钦杭带中南段连接。燕山晚期早白垩世围绕钦杭、南岭成矿核心形成了江南东部以江南组合为主的成矿系列和长江中下游以I型扬子组合为主的成矿系列。武夷成矿带则具有以S型江南组合、武夷组合和I型扬子组合、钦杭组合多期多源成矿特点,值得注意的是该带燕山早期S型南岭组合花岗岩分布较广,但钨成矿明显弱化。这些岩体一是剥蚀程度高;二是处在华南钨地球化学块体边缘;三是时代需进一步查明。经调研采集样品,黎川县熊村中粒黑云母正长花岗岩和铅山县陈坊岩体中—粗粒正长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄值分别为270±4.6Ma和236±1.5Ma,可能存在较老的复式岩体,需进一步研究。

10.成矿“四维”结构与成矿模式研究

江西自20世纪60年代初,围绕隐伏矿床找矿需要开始了成矿结构、成矿模式研究,并在实践中不断得到检验与发展。在此基础上,此次将其归纳为3个方面,并作了进一步地研究总结。

1)成矿组合结构

江西围绕成矿岩体形成的多种矿床式组合规律的研究,由单一矿种(铜)向多矿种(钨、银铅锌、锡)延伸发展、深化,由以城门山矿区为原型建立的以I型扬子组合斑岩为主因的斑岩型、似层状型、接触交代型“三位一体”铜矿成矿模式起步,发展到省域的“多位一体”铜矿床模式,经长期实践扩展到以S型花岗岩为主因的“多位一体”钨矿床成矿模式。大湖塘巨型钨矿田的发现经历了由石英脉型矿床、岩体内蚀变花岗岩矿床、外接触带蚀变花岗岩矿床和隐爆角砾岩筒矿床的过程。冷水坑银铅锌矿区是围绕S型武夷组合潜花岗斑岩体、脉体再到层的发展过程,成为一个超大型的“三位一体”矿区等。实践表明“多位一体”组合结构是一个较普遍的成矿现象,往往是大型、超大型矿床(田)常见特征。运用“多位一体”模式,根据层-体、脉-体耦合关系,“以脉找体”“以层找体”或“以体找层”进行矿产缺位预测,已屡见效。朱溪深部巨大钨矿体就是“以层找体”的典型实例。

2)成矿分带结构

以隆坳构造、隐伏花岗岩预测资料、区域成矿特征、剥蚀程度4个要素进行了区域成矿垂直分带的探索性研究,进行了成矿层次分区,如提出萍乐坳陷西部为浅剥蚀的上部中低温成矿带;崇余犹矿集区为中—浅剥蚀的高温成矿带;北武夷为强剥蚀成矿中深部带等。

总结了城门山、彭山、银坑、银山等矿田以成矿岩体为中心的穹状或环状顺向成矿分带;以赣南石英脉型钨矿床为基础,总结了裂隙充填石英脉型高中温热液矿床的逆向成矿分带和脉动成矿分带。

江西地质局于1964年以木梓园隐伏钨矿床为原型总结的线脉带-细脉带-大脉带-根部带的“四带”图式,到1965年吸取冶勘部门粤东研究成果,增加了薄脉带(或细脉、大脉混合带)统称为“五层楼”式矿床,此后成为得到广泛应用的“五层楼”成矿模式。近期又进一步总结为“五层楼+地下室”(岩壳带蚀变花岗岩型矿床)模式,是南岭组合成矿系列由外接触带到内接触带脉状钨矿床的典型成矿模式,往往具有逆向矿化分带特征,是裂隙带被矿质扩容充填沉淀分带的产物。根据这一模式,线脉带或细脉带标志带找寻盲矿脉和“以脉找体”已取得广泛效果。

3)成矿几何结构

成矿作用受构造应力场、构造样式、岩浆成矿流体的内动力作用,在空间上往往呈现规律性的几何结构。20世纪60年代初通过西华山-漂塘钨矿田研究总结的石英脉型钨矿床,由小脉体-脉体-脉组-矿床空间分带的“四性”(等距性、等深性、侧现性、侧伏性)排列组合规律,在找矿预测中起到了一定实效。如木梓园隐伏钨矿床的发现与等距缺位预测有关;根据侧伏规律,近期发现了西华山、浒坑钨矿区边部的隐伏矿脉组。岿美山、淘锡坑钨矿床发现有“楼下楼”式盲脉组。上述结构在九瑞、德兴等铜多金属矿集区、新余沉积变质型铁矿田以及相山铀矿田中也有出现。近期发现成矿的群聚性与台阶性也是一个重要结构要素。如九瑞矿集区成矿斑岩与铜矿床出现城门山与邓家山上下两级成岩成矿台阶,高差约600~800m;新余铁矿田由于矿层发生往复盘褶,形成“上倒转、下正常”的两个台阶;德兴矿集区铜厂上台阶与银山下台阶;朱溪矿田塔前上台阶与朱溪下台阶之间成矿区间约2 000~2 500m,构成了一定的成矿深度区间,而且上台阶成矿岩体成矿作用具有下延、下台阶隐伏岩体成矿作用上行,也构成了一定成矿深度区间现象。按照两个台阶、两种成矿延展样式,同一成矿深度区间的认识,有助于自上而下“探边”“摸底”“寻根”,扩大找矿成果。

11.成岩成矿动力学问题

从江西区域多旋回造山运动特征和多级序构造控岩控矿形式分析入手,对区域构造运动方式和动力学特征有以下3点认识:地壳伸展成盆与汇聚造山的多旋回性;伸展期与造山期的大致等时性;漫长的伸展期和短暂汇聚期的周期性。

1)造山运动的性质与多向性特征

晋宁期华南洋俯冲消减,陆陆碰撞造山:造山前地壳发生纬向挤压,形成近南北向开阔褶皱;造山期陆陆碰撞形成反“S”状褶皱造山带。加里东期南华裂谷海盆闭合造山:造山方式为“北贴西拼”,形成北缘“一弧”(云开大山—武功山—会稽山)反“S”状褶皱带和“两纵”(雩山、武夷)、“一横”(南岭)、“一旋”(罗霄)的复杂造山带。印支期陆表海沉积褶皱造山:先来自东西方向,次来自印支方向,后来自华北方向的三向汇聚作用。燕山期大陆活化造山:首先发生近南北向陆内收缩挤压,主期为李四光所指出的东亚大陆与古太平洋板块间的相对左行挤压扭动(走滑),与来自台湾方向的古太平洋板块俯冲。

古亚洲、秦祁昆、扬子-华夏:特提斯构造成矿域的纬向展布特征和我国以上扬子地块为中心构造结,“三横”(天山-兴蒙、秦祁昆、南岭)、“一纵”(贺兰山-康滇)、“两弧”(青藏、扬子)约略对称的大中华构造格局(中国地质调查局)显示出与地球坐标系有一定成生联系。

2)燕山期大陆活化造山的主要特征

中国东南部燕山期大陆活化造山是世界上一个独特的重大地质事件,它具有以下特征:

(1)为欧亚大陆与古太平洋两大超级板块超强扭动俯冲造山导致大陆东部活化,可分为陆内、陆缘两带。中国大陆东部处于陆内带,为陆壳硬化程度较高的条件下造山,以地壳总体隆升、脆性破裂、隆坳分异为主要构造样式。发生地幔放热、地壳增温,壳幔物质发生调整,形成岩浆成矿“大爆炸”;幔源岩浆成矿流体沿深断裂上升,壳内大规模造浆Ⅰ型,并主动向上地壳入侵就位、成矿。发生壳内物质调整,隆起带形成大量S型成矿花岗岩,地壳增厚、地壳上隆、莫霍面下凹,坳陷带地壳减薄,莫霍面上凸。与陆缘造山带相比,地壳褶皱增厚不显著,缩短量小。

(2)运动于中侏罗世,启动于钦杭带,晚侏罗世剧烈活动于南岭,早白垩世呈核幔式向外侧扩展,不同于陆缘洋壳俯冲模式。

根据对赣南脉状钨矿床观察,造山期热动力过程为:地壳构造挤压扭动破裂—花岗岩岩浆成矿热流体上涌,地壳热胀,裂隙扩容矿质充填—矿质枯竭,地块松弛,陡倾裂隙作正断层滑落。反映了陆内活化造山的动力序次转化程式:即由第一次的地壳近水平挤压扭动造浆→岩浆成矿流体上侵转变为第二序次的垂直应力场→上地壳因岩浆侵入热胀扩容转变为向外侧蠕散伸展的第三序次水平应力场→挤压应力,热力耗散,发生地壳陷落,转变为第四序次下陷应力场。由此燕山早期同造山期以南岭中心地壳热胀隆升,同时地壳主要向沿海方向蠕散,并发生造山后松弛,导致地壳减薄,花岗岩侵位由深而浅,火山作用自陆内向沿海发展。燕山晚期造山是在地壳有所减薄的条件下进行,岩浆成矿活动以江南组合的中—浅成花岗岩和火山-潜火山岩为主。约自110Ma,即早白垩世晚期,地壳由造山向伸展转型,至晚白垩世,发生强烈伸展,上地壳断陷,中地壳进一步拆离,下地壳和地幔塑韧性拉薄,造成地壳与岩石圈向沿海减薄。这种上壳扩容减薄机制也是陆内造山的一个特征。

(3)超强的构造动力、热力导致岩石圈大规模物质调整与各种成矿元素大规模活化迁移。在发生岩浆热液或混合热液水大规模成矿的同时,由于壳内岩浆房于岩浆期后长期释放残热、残气形成的受热大气水在壳内循环,萃取成矿物质沿断裂带形成大量脉状热水型低温矿床,也是燕山期大陆活化造山运动的一个重要特征。

综合上述特征,说明李四光提出地球运动变速及产生的“大陆车阀”作用是地壳运动的启动因素和重要的动力,其与地幔对流等地球内动力结合构成了地壳运动的主因。

在《江西省矿产地质志》完成之际,编者深刻地体会到,该志是百余年来几代地质人,特别是中华人民共和国成立后江西数万地质队员辛勤劳动的成果。广大地质队伍群众性的地质实践,是取得江西丰硕地质找矿成果和成矿规律性认识的源泉。本项目成果的研编也是一次广泛地群众性综合研究过程,完成了对江西地质矿产勘查、科研成果的集成,进一步提升了对江西成矿规律的认识,为江西地质工作搭建了一个新的科学平台。但实践在继续,认识也将不断发展,在本项目工作成果研编的基础上,江西地矿科技事业将揭开崭新的一页。

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