欽杭成礦帶皖浙贛相鄰區(qū)成礦地質(zhì)背景對(duì)比*

陳 芳 杜建國 許 衛(wèi) 湯金來

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院;2.安徽省地質(zhì)調(diào)查院)

欽杭成礦帶為一條長達(dá)1 500 km以上的Cu－Pb－Zn－Au和 W －Sn－Mo－Bi多金屬成礦帶［1］。皖浙贛相鄰區(qū)位于欽杭成礦帶的北部，該區(qū)經(jīng)歷了自中元古代以來的多次造山作用，尤其是中國東部燕山期成礦大爆炸引發(fā)了強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)與成礦作用，該區(qū)是我國重要的銅、金成礦區(qū)之一［2］。按照成礦系列學(xué)術(shù)思想［3］，該區(qū)屬于燕山期與花崗巖有關(guān)的鎢錫銅鉛鋅多金屬成礦系列。

研究區(qū)由南部的贛東北地區(qū)和北部的皖南地區(qū)和西南部的浙西地區(qū)組成。皖南寧國—休寧地區(qū)位于欽杭成礦帶東段的最北部地區(qū)，是皖南金銀多金屬礦最具潛力的地區(qū)之一。該區(qū)礦化類型眾多，如休寧天井山金礦、祁門三寶銀多金屬礦以及績溪逍遙鎢、鉬、銅多金屬礦床等，礦化類型有鎢、錫、鉬等，但礦床規(guī)模小［4］。贛東北地區(qū)的德興—樂平一帶發(fā)育了多個(gè)大型(超大型)金屬礦床，如銅廠、銀山和金山等礦床。浙西地區(qū)結(jié)蒙—千畝田一帶巖漿活動(dòng)同樣頗為廣泛，燕山早期中酸性火山－侵入雜巖發(fā)育，銅鉛鋅成礦作用主要由燕山早期的中酸性巖漿侵入有利構(gòu)造層，礦床(點(diǎn))眾多，如夏色嶺—千畝田鎢鈹?shù)V、淳安結(jié)蒙鉛鋅銀礦床、淳安潘家銅礦床、開化大溪邊、大橫山鉛鋅礦，但是經(jīng)濟(jì)意義均不大。欽杭成礦帶安徽部分(皖南地區(qū))、江西部分(贛東北地區(qū))和浙江部分(浙西地區(qū))的基底組成和構(gòu)造演化具有很多相似性，但成礦作用差異顯著。許多同類型礦床往往具有相似的控礦因素，因此，本研究將皖浙贛相鄰區(qū)典型金屬礦床的賦礦地層、構(gòu)造、巖漿巖及成礦時(shí)代進(jìn)行對(duì)比，對(duì)于指導(dǎo)皖浙贛相鄰區(qū)金屬礦床的勘查與評(píng)價(jià)工作有十分重要的意義。

1 地層對(duì)比

欽杭成礦帶北部皖浙贛相鄰區(qū)地質(zhì)概況見圖1。皖南地區(qū)震旦—古生代蓋層發(fā)育，初始富集Ag、Mo、Cu等元素，成為成礦元素豐度層，經(jīng)巖漿熱液疊加改造形成沉積－疊加改造型Ag、Pb、Zn礦床。由于不同巖性層構(gòu)成的地球化學(xué)障和十分發(fā)育的層間剝離面，為順層交代成礦提供了有利的成礦和容礦空間。皖南元古代地層中的木坑組、牛屋組、井潭組和板橋組中Au豐度高，在變形、變質(zhì)過程中能夠?yàn)槌傻V流體提供成礦物質(zhì)［4］。區(qū)內(nèi)對(duì)多金屬礦床的形成具重要作用的因素主要為震旦系和早古生代為主的前中生代地層的活化，比如以藍(lán)田組為代表的震旦—寒武紀(jì)地層常富集 Ag、W、Mo等成礦元素。皖南西村巖組在巖石組合和含礦性方面與贛東北地區(qū)的銅廠群類似，但兩者形成地質(zhì)背景還是有所差異的。

浙西主要發(fā)育元古界和古生界地層。震旦系、寒武系、奧陶系地層發(fā)育，而元古界地層僅在浙西的西北和東南有所出露;浙西的東南分布有志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系及侏羅白堊系的地層。明顯的礦源層為震旦—寒武紀(jì)沉積型金屬礦(化)層，因?yàn)樗鼈兛紫抖容^大，元素也較為活潑，鎂質(zhì)、硅質(zhì)、泥質(zhì)碳酸鹽巖為有利巖性，僅有少部分產(chǎn)于較脆性巖石、泥巖頁巖之中。浙西的震旦—寒武系地層中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一批中小型沉積成因的礦床，如產(chǎn)于上震旦統(tǒng)地層中的層控鉛鋅黃鐵礦，產(chǎn)于下寒武銅磷塊巖頂部的黑色金屬層。這些規(guī)模不大但分布廣泛的礦床點(diǎn)均與黑色碳硅泥巖、碳酸鹽巖有關(guān)。

贛東北地區(qū)沉積礦源層較皖南和浙西地區(qū)明顯發(fā)育，贛東北地區(qū)礦源層主要有中元古界、上元古界下部、震旦系、寒武系及泥盆—石炭系等，多為復(fù)礦火山沉積建造、復(fù)礦碳酸鹽建造及復(fù)礦砂頁巖建造等。W、Cu元素背景在富含火山物質(zhì)的巖石中相當(dāng)高，同時(shí) Sn、Mo、Bi等元素也有一定含量［4-8］。元古代的結(jié)晶基底即雙橋山群淺變質(zhì)巖為贛東北地區(qū)礦床的主要容礦圍巖，其Au的含量較高，而樂平—德興成礦帶內(nèi)雙橋山群淺變質(zhì)巖的Au背景含量更高，為地殼克拉克值的13倍，為金、銀等礦床的形成提供了有利的物質(zhì)基礎(chǔ)，且其他金屬元素也很高，均超過地殼巖石圈的平均值，是斑巖型及層控型礦床的重要礦源層［4-7］。而贛東北地區(qū)震旦系和早古生代地層較皖南和浙西地區(qū)相比不甚發(fā)育。

整體而言，皖南、浙西地區(qū)含礦沉積建造發(fā)育較差，巖漿活動(dòng)也很單一，如中元古界上溪群地層中火山及火山碎屑巖成分較少，晚泥盆世至石炭紀(jì)含礦沉積建造發(fā)育很不完整。

2 巖漿巖對(duì)比

巖漿巖與金屬礦床的成礦關(guān)系十分密切，強(qiáng)烈而頻繁的巖漿活動(dòng)為成礦作用提供熱源和物質(zhì)來源。欽杭成礦帶皖浙贛相鄰區(qū)存在晉寧期和燕山期2期巖漿活動(dòng)，其中燕山期的巖漿活動(dòng)與成礦關(guān)系密切，一般分為燕山早、晚2期。皖南地區(qū)的侵入體巖性主要為花崗閃長巖、黑云母花崗巖、花崗巖、花崗閃長斑巖;浙西巖性有花崗巖(斑)巖和石英閃長巖等;而贛東北巖性主要為花崗閃長斑巖、黑(白)云母花崗巖和英安斑巖等。

2.1 成礦時(shí)代

從收集到的研究區(qū)內(nèi)花崗巖的同位素年齡測試數(shù)據(jù)結(jié)果［5］，分析得出皖南地區(qū)和浙西地區(qū)燕山期巖體的年齡分布較集中。皖南地區(qū)巖體年齡主要集中在115～130 Ma和130～145 Ma兩個(gè)階段，巖石類型主要為燕山中期的花崗閃長巖和燕山晚期的花崗巖。浙西地區(qū)侵入年齡比皖南稍大，為145～150 Ma，集中于燕山中期。贛東北地區(qū)侵入巖年齡分布相對(duì)于皖南地區(qū)和浙西地區(qū)更廣，時(shí)間間隔大，為100～180 Ma，但多大于 130 Ma，集中于 160～180 Ma。因此，皖南地區(qū)侵入巖漿活動(dòng)最晚(中晚燕山期)，其次是浙西(中燕山期)，贛東北巖漿活動(dòng)時(shí)間(早燕山期)最早。

2.2 巖漿巖成因

前人對(duì)皖浙贛相鄰區(qū)巖漿巖的痕量元素、同位素特征及巖石學(xué)特征方面進(jìn)行了大量的研究［4-8］，研究結(jié)果表明皖南的寧國—休寧以及相鄰的浙西地區(qū)與贛東北的德興地區(qū)巖石系列相似，主要為高鉀鈣堿性系列，但是在以下3個(gè)方面有所區(qū)別:①巖石類型。皖南、浙西地區(qū)相對(duì)于贛東北地區(qū)巖石類型偏酸性，皖南、浙西地區(qū)主要巖石類型為二長花崗巖和花崗閃長巖，贛東北地區(qū)主要巖石類型為花崗閃長巖和石英閃長巖，皖南、浙西地區(qū)巖體的里特曼指數(shù)也較贛東北地區(qū)高。②巖石化學(xué)特征。皖南、浙西地區(qū)相對(duì)于贛東北的德興地區(qū)巖體富Si、K，貧Mg、Fe、Ca等暗色物質(zhì)組分及Ti、P等不相容元素組分。③巖石成因類型。皖南、浙西地區(qū)主要為I型花崗巖，個(gè)別為S型花崗巖;贛東北地區(qū)巖石均為Ⅳ型花崗巖，無S型。

δ(87Sr)/δ(86Sr)初始值常常用來示蹤巖漿源區(qū)，全球的 δ(87Sr)/δ(86Sr)初始值是 0.705 2，而地殼的初始值較高，地幔的初始值較低(一般為0.703 3)。目前關(guān)于欽杭成礦帶皖南和贛東北地區(qū)燕山期花崗巖類同位素資料相對(duì)較多［9-13］。已有的同位素地球化學(xué)研究表明，不同地區(qū)燕山期斑巖體、花崗巖體的成巖物質(zhì)來源明顯不同。分析發(fā)現(xiàn)皖南燕山期花崗巖和斑巖體的δ(87Sr)/δ(86Sr)初始值范圍分別為 0.706 9～0.728 7和 0.707 81～0.710 88，而贛東北燕山期花崗巖和斑巖體 δ(87Sr)/δ(86Sr)初始值范圍分別為0.710 69～0.724 19和0.703 3～0.708 3。贛東北地區(qū)斑巖體的δ(87Sr)/δ(86Sr)初始值相對(duì)較低，反映了巖漿的幔源來源特征，而其余巖體則明顯較高，反映了其殼源特征。Nd同位素在熱液作用和變質(zhì)作用中具有極強(qiáng)的干擾性，能有效地示蹤巖漿源區(qū)性質(zhì)而被廣泛地應(yīng)用，εNd(t)、TDM均是用來定量指示源區(qū)性質(zhì)的變量。當(dāng)εSr(t)為正值，εNd(t)為負(fù)值，則反映成巖物質(zhì)來源中地殼成分較重。當(dāng)TDM值較低，同時(shí)ISr(即δ(87Sr)/δ(86Sr))值高，也說明了巖漿作用主要發(fā)生于陸殼內(nèi)，為殼源物質(zhì)部分熔融作用的產(chǎn)物。皖南燕山期花崗巖的 εNd(t)為 －4.2～ －8.01，花崗巖 TDM為1.29～2.37 Ga，斑巖的 εNd(t)為 －5.19 ～ －10.6，斑巖的TDM為1.35～1.78 Ga;贛東北燕山期花崗巖的εNd(t)為 －13.8～ －8.3，花崗巖 TDM為 1.65 ～2.09 Ga，燕山期斑巖 εNd(t)為 －1.9 ～0.7，斑巖(僅查到銀山巖體)的TDM為1.09 Ga。Nd、Sr同位素特征反映出皖南燕山期花崗巖體、斑巖體、贛東北燕山期花崗巖成巖物質(zhì)來源以殼源為主，而贛東北燕山期斑巖在成巖物質(zhì)來源方面明顯地具幔源特征。

關(guān)于浙西花崗巖類同位素資料報(bào)道不多，目前僅收集到洪公巖體與沐塵巖體有同位素資料。據(jù)陳江峰等［11］研究，洪公巖體的Nd同位素組成εNd(t)為－5.63～ －8.01，TDM為 1.4～1.6 Ga。據(jù)沈渭洲等［13］研究，沐塵巖體 δ(87Sr)/δ(86Sr)初始值為0.705 3，εNd(t)為 － 5.8，TDM為 1.23 Ga。王一先等［14］獲得沐塵巖體的 δ(87Sr)/δ(86Sr)初始值為0.7074，εNd(t)為 － 4.98，TDM為 1.30 Ga。浙江中生代晚期磨石山群第一旋回殼源火山巖的εNd(t)為－14 ～ －8，TDM為 1.6 ～2.1 Ga［15］。洪公巖體與沐塵巖體的εNd(t)值為明顯的負(fù)值，反映其主要來源于地殼物質(zhì)的部分熔融，而εNd(t)值變化較明顯，可能反映它是由不均一源區(qū)熔融形成的，或反映在其形成過程中曾發(fā)生過殼幔物質(zhì)的混合作用［13］。另外，邱駿挺等［16］對(duì)浙西開化地區(qū)巖體中桐村斑巖體、里山嶺巖體、上三汁巖體的研究發(fā)現(xiàn)除里山嶺巖體來自殼源的S型外，其他與德興堿性花崗巖(I型)相同，都是來自殼幔源，只是德興中酸性深源淺成斑巖更多，當(dāng)然構(gòu)造環(huán)境不同，也必然決定了4個(gè)巖體成礦潛力達(dá)不到贛東北的規(guī)模。這也佐證了浙西地區(qū)金屬礦床不發(fā)育與深源巖漿參與少有直接因果關(guān)系。痕量元素、同位素特征及巖石學(xué)特征均已表明皖南燕山期花崗巖和斑巖體、贛東北燕山期花崗巖的成巖物質(zhì)以殼源為主，源巖中存在有一定的幔源物質(zhì)［6-7］，而贛東北燕山期斑巖體為幔源巖漿向上侵位的過程中與地殼巖石發(fā)生相互作用的產(chǎn)物或有大量幔源物質(zhì)的參與［6，8］。因而幔源巖漿直接參與成礦作用是贛東北地區(qū)燕山期與斑巖有關(guān)的多金屬礦床發(fā)育的根本因素。

已有研究同時(shí)表明皖南的逍遙和靠背尖巖體在巖石系列、組合、化學(xué)組成及其礦化類型等方面與贛東北德興含礦巖體具有可比性［8］，另外，逍遙、靠背尖巖體及成礦帶位于江南臺(tái)隆北東緣皖浙坳陷帶，其所處構(gòu)造位置可與德興礦區(qū)類比，是皖南尋找W、Mo、Cu等礦床的較好遠(yuǎn)景區(qū)。

3 構(gòu)造背景對(duì)比

3.1 地球動(dòng)力學(xué)背景對(duì)比

欽杭成礦帶皖浙贛相鄰區(qū)經(jīng)歷了自中元古代以來的多次造山作用，尤其是燕山期中國東部經(jīng)歷了成礦大爆炸時(shí)期，成巖、成礦作用十分活躍。在中新元古代，揚(yáng)子地塊和華南地塊作用形成的俯沖碰撞造山帶的構(gòu)造－巖石組合發(fā)育完整。此時(shí)主要位于弧后區(qū)和大陸邊緣區(qū)的是皖南和浙西地區(qū)，而主要位于島弧和弧后區(qū)的則是贛東北地區(qū)［6］。印支—燕山早期以來，該造山帶成為發(fā)育近東西向并且向北逆沖的逆沖－推覆構(gòu)造，之后，北東向和北西向斷裂－褶皺構(gòu)造疊加于該造山帶之上，從而導(dǎo)致了基底巖系的疊置，逐漸隆升成山［17］。周濤發(fā)等［4，6］對(duì)皖贛相鄰區(qū)的成巖成礦構(gòu)造背景判別及時(shí)代分析表明，在早燕山期(160～170 Ma)，為兩大動(dòng)力學(xué)體系的交替轉(zhuǎn)變期，構(gòu)造－巖漿作用在贛東北地區(qū)表現(xiàn)強(qiáng)烈，而皖南和浙西地區(qū)構(gòu)造－巖漿作用表現(xiàn)不及贛東北地區(qū)，并且在贛東北地區(qū)出現(xiàn)的構(gòu)造環(huán)境表現(xiàn)為拉張和擠壓過渡性質(zhì)。145 Ma以后，欽杭成礦帶內(nèi)的皖南地區(qū)、浙西地區(qū)與贛東北地區(qū)的構(gòu)造動(dòng)力學(xué)背景均表現(xiàn)為陸內(nèi)擠壓構(gòu)造環(huán)境，此時(shí)構(gòu)造－巖漿作用的中心由贛東北地區(qū)向皖南和浙西地區(qū)轉(zhuǎn)移。同時(shí)對(duì)應(yīng)的成礦作用也發(fā)生了巨大的變化，表現(xiàn)為從早期的贛東北地區(qū)以大規(guī)模銅、金多金屬成礦為主轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛑型砥谕钅稀⒄阄鞯貐^(qū)的W，Sn，Pb，Zn，Ag多金屬成礦為主。總而言之，皖浙贛相鄰區(qū)地球動(dòng)力學(xué)背景研究表明了贛東北燕山期斑巖體形成的構(gòu)造環(huán)境相對(duì)皖南和浙西來說較獨(dú)特，是一種既有拉張又有擠壓的構(gòu)造背景。從動(dòng)力學(xué)體制上來說，屬于由局部拉張向擠壓過渡的構(gòu)造體制，并且殼幔作用及古斷裂活化是這種構(gòu)造背景形成的主導(dǎo)因素;而皖南和浙西燕山期花崗巖體、斑巖體及贛東北燕山期花崗巖體的形成時(shí)間相對(duì)于贛東北燕山期斑巖體而言，顯得相對(duì)較晚，并且其形成于相對(duì)擠壓的構(gòu)造環(huán)境，而贛東北斑巖體形成于既有拉張又有擠壓的構(gòu)造環(huán)境，這種構(gòu)造環(huán)境上的差異也導(dǎo)致了其成礦作用的巨大差異［6-7］。

3.2 斷裂構(gòu)造系統(tǒng)對(duì)比

欽杭成礦帶皖浙贛相鄰區(qū)的控礦構(gòu)造類型主要為斷裂構(gòu)造、韌性剪切帶、火山構(gòu)造、隱爆角礫巖筒等。深大斷裂和大型韌性剪切帶的控礦作用在贛東北地區(qū)表現(xiàn)強(qiáng)烈。很多大型礦床和相關(guān)斑巖體均分布于北東向的深切巖石圈的贛東北斷裂、樂安江斷裂之間，而且在其北東向的隱伏斷裂及其交匯部位也是如此，比如由于韌性剪切帶構(gòu)造長期活動(dòng)、疊加和復(fù)合而形成的金山金礦;另外該區(qū)基底斷裂是以東西—北東東向、北西向和北北東向的斷裂為主組成的復(fù)雜系統(tǒng)，而且這些斷裂與褶皺復(fù)合組成的復(fù)雜斷裂褶皺帶嚴(yán)格控制了贛東北地區(qū)巖漿巖和礦床的展布。這些不同級(jí)次的斷裂褶皺構(gòu)造構(gòu)成的龐大且復(fù)雜的體系為成礦物質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)化和富集提供了重要通道;另外火山機(jī)構(gòu)(破火山口)也對(duì)部分礦床的形成起到了關(guān)鍵作用，比如銀山礦床的含礦斑巖體、隱爆角礫巖與該礦床的成礦關(guān)系密切，對(duì)礦床的形成起到了關(guān)鍵的控礦作用。不難發(fā)現(xiàn)，贛東北地區(qū)強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)和成礦作用是與大型剪切帶、斷裂帶和多期次構(gòu)造作用有著密切聯(lián)系的。欽杭成礦帶皖南和浙西地區(qū)斷裂及深大斷裂發(fā)育程度均較差，地殼厚度偏大，深源巖漿無法上升參與成礦作用，導(dǎo)致了許多礦點(diǎn)的成礦作用簡單，如在皖南績溪的乳坑Pb、Zn礦點(diǎn)的含礦沉積建造簡單，還有許村巖體未見有明顯的后期巖漿熱液穿插跡象。但是還有形成大中型(或者中小型)多金屬礦床的成礦遠(yuǎn)景區(qū)，如位于贛東北深大斷裂延伸部位的皖、浙交界地帶。皖南地區(qū)已經(jīng)在馮村—小連口—査山一帶發(fā)現(xiàn)了元古代地層中金礦床形成的強(qiáng)變形的韌性剪切帶構(gòu)造。另外贛東北地區(qū)一些大型礦床的形成，具有多階段、多期次的成礦作用也是重要原因之一。

同時(shí)值得一提的是江西金山(超大型)、皖南天井山金礦床(小型)同位于江南造山帶之障公山構(gòu)造混雜巖上，均位于由印支運(yùn)動(dòng)形成一系列北東及北北東向展布的褶皺斷裂帶上，在區(qū)域上，二者經(jīng)歷了晉寧早期俯沖和晚期碰撞兩個(gè)造山階段，同時(shí)經(jīng)歷了燕山運(yùn)動(dòng)，使其轉(zhuǎn)入大陸邊緣活動(dòng)帶的階段，如此分析，它們必然有著相似的地球動(dòng)力學(xué)過程［18-19］。研究已發(fā)現(xiàn)金山金礦與天井山金礦有著同樣的富金地層，多階段、多期次的構(gòu)造活動(dòng)，燕山期的兩期巖漿巖活動(dòng)有利于金礦形成，因而本研究同樣認(rèn)為皖南天井山金礦的成礦前景不容忽視。

綜上所述，欽杭成礦帶上贛東北地區(qū)在大地構(gòu)造單元上相近，都屬于揚(yáng)子陸塊的江南構(gòu)造帶，但是分屬于障公山隆起帶、皖浙贛地體邊界匯聚帶和浙西坳陷帶3個(gè)次級(jí)構(gòu)造帶。地質(zhì)、地球物理和地球化學(xué)特征方面3個(gè)構(gòu)造單元也具有類似性［20］。贛東北地區(qū)較皖南和浙西地區(qū)而言，贛東北斑巖體形成的構(gòu)造環(huán)境既有拉張，又有擠壓，從而導(dǎo)致了贛東北地區(qū)相關(guān)斑巖礦床的大規(guī)模發(fā)育;同時(shí)贛東北地區(qū)深大斷裂發(fā)育，幔源巖漿的直接參與成礦作用;另外贛東北地區(qū)礦源層多，并具多階段、多期次的成礦作用。以上因素造就了贛東北與皖南和浙西地區(qū)成礦作用的巨大差異。

4 結(jié)論

贛東北地區(qū)與斑巖體有關(guān)礦床發(fā)育的關(guān)鍵原因在于贛東北地區(qū)較皖南和浙西地區(qū)而言，贛東北斑巖體形成的構(gòu)造環(huán)境既有拉張，又有擠壓;贛東北地區(qū)深大斷裂發(fā)育，幔源巖漿的直接參與是贛東北地區(qū)燕山期與斑巖有關(guān)的多金屬礦床發(fā)育的根本因素;另外贛東北地區(qū)礦源層多，并具多階段成礦作用。

贛東北深大斷裂延伸部位的皖、浙交界地帶是皖南尋找W、Mo、Cu、Ag等礦床的有利地段。皖南天井山金礦的成礦前景樂觀。

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