贛西萍樂凹陷帶卡林型金礦的構造控礦特征

楊 斌 董國臣 莫宣學 曾書明

（1.成都地質礦產研究所，成都610083；2.中國地質大學 地球科學與資源學院，北京100083；3.江西地勘局贛西地質調查大隊，南昌330201）

萍樂凹陷帶西段位于江西省西北部，20世紀90年代以來在該凹陷帶中發現了多處卡林型金礦化點，顯現出了良好的找礦前景（圖1）。近年來，區內金礦的成礦特征研究取得了重要成果［1－8］。這些研究成果主要集中在2個方面：一是對萍樂凹陷帶構造特征以及構造體系、亞體系的研究［6－8］，二是對凹陷帶內金礦的成礦特征及成礦規律的研究，認為區內金礦普遍受斷裂控制，熱液蝕變發育明顯［1－3］。然而，有關構造對成礦流體來源的控制以及對區內卡林型金礦成礦的主導作用的研究不夠。筆者在詳細野外填圖的基礎上，結合對區內2個礦區成礦期的同位素研究，對萍樂凹陷帶西段內金礦的成礦流體來源進行了探討，由成礦流體的組成變化反映了流體運移的變化，并以此為切入點，尋找構造與區內卡林型金礦的內在聯系，以期深化對該區礦床成因的認識。

1 區域地質背景

贛西萍樂凹陷帶地處揚子板塊與華南板塊交接部位，北部以沿高安—南昌—景德鎮一線為界，南部以萍鄉—新余—上饒為界，是一個古裂谷區［1］，屬于幾個不同構造單元的銜接部位（圖1）。

圖1 贛西萍樂凹陷帶構造分區略圖Fig.1 Tectonic division of the Pingle depression in the west of Jiangxi

20世紀90年代初期，就有學者開展了對萍樂凹陷帶區域構造特征的研究：朱志澄等認為萍樂凹陷帶是一個巨大的對沖構造，構造活動起于印支期，燕山期活動最強，在喜馬拉雅期結束［6－8］。杜定全認為對沖構造形成的時間大約在中生代晚期［9］。席與嶺等則詳細研究了萍樂凹陷帶內安源組地層特征，借此反演了萍樂凹陷帶形成的古氣候和古地理環境［10］。宋鴻林等更是在前人認識的基礎上，以“板溪群”為切入點，認為萍樂凹陷帶是一個巨型構造窗［11］。

綜上所述，萍樂凹陷帶西段存在一個巨大的逆沖推覆體系［11］，據此由南至北把萍樂凹陷帶劃分為3大構造體系：南部為武功山滑覆體系、北部的九嶺逆沖推覆體系，以及中部的構造對接帶（圖2）。

a.武功山伸展構造體系 武功山北緣重力滑覆構造體系，在武功山北坡有零星露頭，主要由滑片及滑塊組成。常見老地層組成的滑片蓋在新地層組成的滑片之上，如新余、萍鄉等地。朱志澄等認為武功山滑覆構造是前期推覆與后期滑覆疊加形成的滑覆推覆系［8］。

b.九嶺逆沖推覆構造體系 九嶺南緣逆沖推覆構造體系可分為3部分：原地基底地層體系、推覆體系以及沉積蓋層體系。其中推覆體系又可分為上推覆體和中下推覆體。上推覆體為中元古淺變質巖塊（變質巖和花崗巖），在中帶北部以發育構造窗為特色，南部則發育飛來峰構造；中下推覆體由晚古生界與中生界組成，與其配套的逆沖推覆面雖在地表未見出露，但其前鋒有出露，表現為高角度逆沖斷層。在其發育地區，出現一系列北傾的犁式逆沖斷層，組成了一個疊瓦狀逆沖斷裂系統，造成了凹陷帶西段的明顯縮短［12］。因此推測其下有一平緩的犁式推覆面存在，極有可能位于基底與蓋層的分界面上。逆沖斷層擴展方式是典型的前展式。

c.南北構造體系對接帶 指九嶺南緣逆沖推覆構造體系、武功山伸展構造體系在萍樂凹陷帶西段中部對接的地段，大致分布于高安付家墟—上高天山—萬載豐頂山—宜春南木—萍鄉長坪一線。可分為斷層對接、尖壁對接、褶皺對接3種對接形式，沿對接帶分布的飛來峰和構造窗是該對接帶發育的證據（圖2）。

從構造體系的劃分中可知萍樂凹陷帶的區域構造總體上表現出了多層次滑脫拆離、南北兩大構造體系對沖、構造疊加復合的特點［13］。其中南北構造對接帶的構造背景是由壓性向張性的過渡區域，這樣的構造環境比較有利于卡林型金礦的形成［14］。已有的地質工作成果也表明凹陷帶內大多數卡林型金礦均發育在此區域內［15］。

區內發育的地層較簡單，廣泛出露的僅為晚古生代及中生代地層，卡林型金礦主要分布在華山嶺組（C1h）、茅口組（P2m）、南港組（P2n）和青龍組（T1q）這4套地層內（圖3）。

圖2 萍樂凹陷帶西段構造及成礦亞帶示意圖Fig.2 Sketch map showing the structures and metallogenic subbelts in the Pingle depression in the west of Jiangxi

圖3 贛西萍樂凹陷帶金礦產出層位對比圖Fig.3 Comparison of the golden horizons of Carlin gold deposits in the west of Jiangxi

華山嶺組底部為砂、頁巖，中部為石英砂巖、粉砂巖互層，上部為石英砂巖與礫巖互層。茅口組發育深灰色中厚層狀生屑灰巖、燧石灰巖，夾灰巖角礫、鈣質泥巖、硅質巖等深灰色泥灰巖。南港組巖性為鈣質泥巖、泥灰巖，夾灰巖透鏡體，其中鎂的質量分數高達23%，亦可見滑石。青龍組可分為3段，自下而上為殷坑段→棗木段→高安段。殷坑段為泥巖、鈣質泥巖、泥灰巖；棗木段為礫屑灰巖與極薄層狀泥晶灰巖互層；高安段為薄層狀泥晶灰巖與鈣質泥巖（圖4）。

圖4 贛西地區茅口組、南港組及青龍組巖性柱狀圖Fig.4 Lithologic histograms of the Maokou，Nangang and Qinlong groups in the west of Jiangxi

2 典型礦區簡介

本文的研究主要依托研究區內的2個典型卡林型礦床：大石芴和吳村。

大石芴礦區位于萍鄉—高安凹褶斷束帶中部的北側豐頂山背斜中，發育地層有華山嶺組（C1h）、黃 龍 組 （C2h）、船 山 組 （C2c）、茅 口 組（P2m）、長興組（P3c）和大冶組（T1d）。礦區構造以斷裂為主，分為NEE向、NW向和NNE向3組，其中NEE向構造是該區的容礦、導礦構造（F1—F3），褶皺屬大石芴倒轉向斜的北西翼（正常翼）。區內地層傾向南東（168°），傾角30°～45°。礦區有2兩條礦化帶，以近EW向的F2斷裂為界，分為南北2個礦化帶。南礦帶為區內的主礦帶，主要賦存在茅口組的層間破碎帶（F3）中，產狀與F3近似，寬度受斷裂控制，長約1.7km；北礦帶位于F2以北，賦存在華山嶺組與黃龍組的斷裂破碎帶中（F1），產狀與F1相似，寬約40m，長1.8km（圖5）。

圖5 大石芴金礦區略圖及22線剖面圖Fig.5 Sketch maps showing the geology and profile map of No.22prospecting line in the Dashiwu gold deposit in the west of Jiangxi

吳村地處九嶺推覆構造和武功伸展構造對沖帶南側，屬于萍樂凹陷帶西段北緣，是錦江復式向斜與九嶺隆起區南緣豐頂山背斜的接觸部位。吳村礦區主要出露地層為長興組、青龍組、楊家群和第四系（圖6）。礦區內構造主要為一傾向南東東的背斜構造，傾角25°～40°。斷裂構造主要有北東走向的正斷層（F2）和一組走滑斷層。F2大體沿長興組和青龍組接觸部位形成層間斷層，傾向145°，傾角40°～60°，走向長度＞2km。礦區內主要出露地層在吳村形成吳村倒轉背斜，傾向南東。礦化大多賦存在青龍組下部與長興組的層間滑動面中，礦體呈層狀，走向40°～60°，傾向135°～145°，傾角40°～60°（圖7）。

圖6 吳村金礦區略圖Fig.6 Sketch map showing the geology and profile map of No.84prospecting line in the Wucun gold deposit in the west of Jiangxi

圖7 吳村金礦A－B勘探線剖面圖Fig.7 Profile map of A－B prospecting line in the Wucun gold deposit in the west of Jiangxi

3 成礦熱液來源

國內外關于卡林型金礦的成礦熱液的來源具代表性的觀點大致有2種［14］：一種認為成礦熱液來源主要是早期的建造水，后期有大量大氣降水加入［15－18］；另一部分研究者認為成礦熱液源自巖漿分異而來［19－21］。本文對區內典型的大石芴和吳村礦區礦石中成礦期的H、O同位素進行了分析（表1），以探討對區內成礦熱液的來源。

表1 萍樂凹陷帶卡林型金礦床流體包裹體氫氧同位素組成（w／‰）Table 1 Compositions of H and O isotopes of the fluid inclusions in the main Carlin gold deposits in the west of Jiangxi

2個礦區成礦期包裹體氫氧同位素（表1）顯示了以下特征：①成礦流體包裹體的δ18OSMOW與δ18O（H2O）值巨大的差異說明成礦流體是來自于深部。②總體上看，2個礦區的數據有3個落在巖漿水范圍內，3個落在大氣水范圍內，剩余8個樣品呈線性形式分布于巖漿水與大氣水的過渡區域內（圖8），這說明2個礦區的成礦流體的原始組分主要是巖漿熱液，只是分異出的巖漿熱液自西向東運移過程中不斷有大氣水的加入，從而導致成礦熱液的主要組成不斷地發生改變，到后期就變成了以大氣降水為主的成礦流體。

4 構造對成礦的控制作用

構造對成礦有著極為重要的作用，這在贛西地區的卡林型金礦中突出表現為褶皺與層間滑動對成礦的控制［22］，前已提及的大石芴與吳村2個礦床最為典型。

圖8 贛西卡林型金礦流體包裹體的δD－δ18 O關系圖Fig.8 Map showing the relationship betweenδD－δ18 O of the fluid inclusions of the gold deposits in the west of Jiangxi

大石芴礦區發育一個向斜，剖面顯示礦體呈層狀、似層狀賦存在向斜的翼部（圖5），并且賦礦的層位屬于長興組與茅口組接觸的層間構造破碎帶。礦體的形態、產出部位以及賦礦層的位置表明礦體的形成與褶皺及層間滑動關系密切。一方面褶皺產生時，不同巖層由于巖性的硬度差異而產生了層間滑動，由此也形成了后期熱液成礦的空間；另一方面褶皺和層間滑動的產生也使巖石破裂，巖石的滲濾性大為增強，為含礦熱液的運移提供了通道。

吳村礦區內有一個倒轉背斜，勘探線剖面顯示吳村礦區的礦體呈層狀賦存在長興組與青龍組的層間破碎帶中，礦體的產狀與控礦的滑脫斷層產狀幾乎一致（圖7）。背斜本身就是含礦熱液良好的沉淀場所，再加上褶皺產生的層間滑動既可以作為熱液運移的通道，又可作為熱液沉淀的場所，這些都為成礦提供了有利的條件。

類似于褶皺與層間滑動面對金礦的這種控制情況在萍樂凹陷帶中極為普遍，筆者統計了區內大多數已知卡林型金礦的地層、礦體與控礦斷裂的產狀數據（表2），通過對比地層、斷裂以及礦體的產狀發現：①所有礦區的地層、礦體與控礦斷裂的產狀都相近或一致；②大部分礦區內地層的走向與控礦斷裂的走向一致，均為NNE向或者近EW向；③大部分金礦體為層狀或似層狀。

地層、礦體與圍巖的產狀對比說明了3點：①萍樂凹陷帶內的卡林型金礦普遍存在褶皺與層間滑動斷層組合控礦的情況；②控礦的斷裂大多為層間滑動斷層；③金礦體大多賦存在層間滑動面中。由此可見，褶皺與層間滑動的組合對于贛西地區卡林型金礦的形成有著極為重要的意義。

構造作用于圍巖使得圍巖適合于熱液運移和沉淀，并最終形成礦體；而圍巖對于熱液的控制作用主要表現為熱液的滲濾。熱液的滲濾是通過巖石的孔隙進行的，熱液在巖層中滲濾需要熱液的流體壓力達到一定程度，否則熱液無法通過巖層。所以構造對于圍巖的作用實際上是構造對于圍巖孔隙度的改變，地殼巖石圈不同深度的流體壓力－滲濾條件可以用孔隙流體因子－深度圖解（圖9）來表示［23］。已有的卡林型包裹體資料顯示，在卡林型金礦中的包裹體捕獲壓力一般低于60MPa，靜水壓力深度＜6km；而當成礦流體中有巖漿流體參與的記錄時捕獲壓力高達200MPa，相當于靜巖壓力深度約7km［24］。在張性向壓性過渡背景下，贛西卡林型礦集區要求流體滲濾的壓力較大（λv＞0.8），因此成礦熱液極少通過圍巖滲濾，只能轉而通過構造運移，從而促進了區內的構造控礦。

表2 贛西地區卡林型金礦地層、礦體及控礦斷裂實測產狀對比Table 2 The contrast among occurrences of the formations，ore bodies and ore－controlling faults of the Carlin gold deposits in the west of Jiangxi

圖9 擠壓逆沖斷層、伸展正斷層和走滑斷層裂隙網絡流體滲濾所需的壓力條件Fig.9 The pressure premises to activate the infiltration of fracture networks caused by compressional thrust faults，extensional normal faults and strike－slip faults

5 結論

a.贛西地區卡林型金礦成礦流體特征：成礦流體源于巖漿分異，在初始階段，其主要組成為巖漿水；但在運移的過程中，不斷有大氣水的加入；所以到了后期，成礦流體的主要組成變為大氣水。

b.構造是影響區內卡林型金礦成礦的主要因素，金礦體大多呈層狀賦存在“褶皺＋順層斷層”構造組合的順層滑動面中。

本文的研究工作受益于教育部高等學校創新引智計劃（“111計劃”），得到了中國地質調查局成都地質調查中心的資助；野外工作中得到了江西地質勘查局贛西地質大隊曾書明總工程師、覃兆松高級工程師、劉金元教授級高級工程師和黃孝文高級工程師等的大力幫助；數據測試分析過程中，東華理工大學電子探針實驗室的郭國林、劉成東老師提供了寶貴的幫助和建議；桂林礦床地質調查研究院陳大經老師提供了無私幫助；論文修改過程中李龔建碩士提供了許多修改意見。作者在此一并向他們致以誠摯的謝意。

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