江西遂川地區(qū)成礦地質(zhì)背景及成礦模式探討

朱合胤，黃小年，劉 川

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛西地質(zhì)調(diào)查大隊，江西 南昌 330000）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

該區(qū)大地構(gòu)造位置位于羅霄～諸廣隆起北部，區(qū)內(nèi)主要出露基底地層，為震旦—奧陶系淺變質(zhì)巖，構(gòu)成一系列NW—NNW走向的同斜褶皺，僅在北部及東部出露上古生界蓋層不整合于基底褶皺系之上，區(qū)內(nèi)西面及南面被印支期、燕山期復式多種礦物體多次侵入。

2 區(qū)域地層特征

區(qū)域上主要出露有寒武系、奧陶系及第四系地層。由老至新分述如下：

2.1 寒武系

主要分布于礦區(qū)東側(cè)及外圍東側(cè)，可分為底-下統(tǒng)牛角河組、底-中統(tǒng)高灘組和底-上統(tǒng)水石組。①底-下統(tǒng)牛角河組（∈0-1n）：為一套閉塞的淺海類復理石泥砂質(zhì)沉積，礦物特性主要為灰、深灰色、灰綠色厚層變余長石石英砂夾同色礦物，厚度2110米～2190米。②中統(tǒng)高灘組（∈2g）：為一套淺海相類復理石泥砂質(zhì)沉積，礦物特性主要為灰綠色、灰色厚層中細粒變余長石石英砂巖、硬砂質(zhì)砂巖夾同色之板巖，并夾有數(shù)層含硅炭質(zhì)多種礦物質(zhì)，厚度2520米。③上統(tǒng)水石組（∈3s）：為一套淺海相類復理石泥砂質(zhì)沉積，礦物特性主要為灰綠色厚層狀變余石英礦物與同色砂質(zhì)礦物互為層，區(qū)域地層總厚度1535米。

2.2 奧陶系

主要分布于礦區(qū)外圍東側(cè)、北東側(cè)、南東側(cè)，可分為奧陶系下統(tǒng)茅坪組、中統(tǒng)對耳口組及上統(tǒng)花面垅組。

下統(tǒng)茅坪組（O1m）：礦物特性灰綠色厚層狀礦物、粉砂質(zhì)礦物，含炭質(zhì)礦物組成的地層體的為同期無機沉積，厚度約638米。中統(tǒng)對耳口組（O2-3d）：它是整合于茅坪組之上石口組之下，礦物特性為一套灰黑色中-厚層狀硅質(zhì)礦物，為礦體的有利圍巖，厚度880米。上統(tǒng)花面垅組（O3h）：礦物特性主要為板狀礦物、炭質(zhì)礦物、變余砂礦物，厚度＞2800米。

3 構(gòu)造

3.1 褶皺構(gòu)造

受北東向黃坳大斷裂的割切干擾，基底地層被分割為NW及SE兩個區(qū)：南東區(qū)（即堆前—衙前一帶）由10多個走向北西，軸面南西的倒轉(zhuǎn)背向斜組成北西向的線狀褶皺擠壓帶；北西區(qū)由走向為近南北向的倒轉(zhuǎn)向斜組成。成礦區(qū)位于佛祖仙復背斜西北翼，東部為遂川向斜盆地，西-西南臨湖南與江西交界羅霄山脈(圖1)。

3.2 斷裂構(gòu)造

區(qū)域上主要發(fā)育北東向斷裂和北西向斷裂兩組，其中與成礦有關(guān)的主要為北東向黃坳大斷裂。

北東向斷裂（黃坳大斷裂）：走向NE，SW延入湘境，NE端被吉（安）—泰（和）盆地掩埋，控制了吉安子盆地與泰和子盆地的發(fā)育。江西省鏡內(nèi)延長百余千米，硅化破碎帶發(fā)育，局部寬達250m～300m，構(gòu)成陡峭山蜂。其中南風面一帶控制了加里東期多種礦物的分布，破碎帶內(nèi)產(chǎn)出多個大、中型礦物，斷面一般向SE傾斜，傾角45°～75°不等，SW段有多處熱泉，礦漿侵入較強烈，沿NE向黃坳大斷裂侵入。

北西向斷裂：區(qū)域內(nèi)發(fā)育多條NW向斷層，其中4條大于10千米，斷層傾向不定，傾角一般60°～80°，多呈舒緩波狀延展，擠壓現(xiàn)象明顯，與成礦作用不明顯[1]。

4 礦物特征

成礦區(qū)及外圍區(qū)域成礦熱液活動強烈，礦物活動主要有印支期礦石和燕山期礦石，位于區(qū)內(nèi)黃坳大斷裂西側(cè)及南側(cè)。成礦區(qū)加里東期礦物侵入較強烈，該斷裂對礦體形態(tài)起著一定控制作用。

圖1 區(qū)域構(gòu)造示意平面圖

4.1 印支期變斑狀黑云母

礦區(qū)及外圍的印支期變斑狀黑云母(二長)礦區(qū)域上稱之為南風面礦體。位于黃坳大斷裂西側(cè)呈基狀產(chǎn)出，礦體無分異分相標志，礦物無接觸變質(zhì)，僅受不同程度交代混合作用。礦體上侵受黃坳大斷裂影響，屬脈動侵入，在外接觸帶形成約200米寬的糜棱巖帶[2]。

4.2 燕山期中細—中粗粒斑狀黑云母

礦區(qū)外圍的燕山期中細—中粗粒斑狀黑云母(二長)礦物，位于黃坳大斷裂北西側(cè)，呈不規(guī)則弧形株狀產(chǎn)出，受北東向黃坳大斷裂控制，侵入印支期礦體中。礦體流動構(gòu)造時有見及，多系長石斑晶定向排列形成，主要呈北東向，與黃坳大斷裂走向相近。礦體邊緣相極不發(fā)育，礦物特性穩(wěn)定，主要以中細—中粗粒斑狀黑云母(二長)礦。

5 礦床成因及模式分析

中生代初期，本區(qū)進入以斷塊活動為特色的大陸邊緣活動階段，頻繁而強烈的構(gòu)造運動與深大斷裂活動相配合，陸塊急劇差異性斷折，造成大部分地區(qū)隆起，形成一系列NE和NNE向的主干斷裂及其派生斷裂，地幔流體沿深大斷裂上升，生成殼源型巖漿，并在地幔流體的促使下，在本區(qū)深部逐漸形成一個富揮發(fā)分、礦物質(zhì)的陸殼重熔型巖漿。印支期礦漿在頻繁的上侵活動中沿黃坳大斷裂侵入，形成南風面礦體。隨著溫度、壓力降低，發(fā)生結(jié)晶分異和熔離作用，富含SiO2的熱液，順斷裂貫入與礦床交代重結(jié)晶形成巨大脈狀礦體。

根據(jù)近期的研究成果，1:50000區(qū)域地質(zhì)圖，礦物可以劃分為印支期、燕山期第二期。1:50000區(qū)域地質(zhì)圖，圖面上的加里東期調(diào)整為印支期根據(jù)李獻華（1990）鋯石U-Pb法年齡值為219Ma，孫艷（2012）鋯石LA-Me為233Ma～247Ma，相當于印支期中期。

在印支期南風面礦體與北東向黃坳深斷裂構(gòu)造圈閉的成礦環(huán)境中，由于礦漿的侵入而引起的礦床溫度增高而產(chǎn)生的飽和硅質(zhì)熱液充填交代—重結(jié)晶作用形成的礦床。根據(jù)該地區(qū)礦物在變質(zhì)成礦過程可以歸入為侵入礦漿早期冷凝結(jié)晶放熱而引起礦床溫度增高，在高溫高壓作用下產(chǎn)生的重結(jié)晶，使變質(zhì)礦中的硅質(zhì)礦物形成微晶-隱晶質(zhì)礦物，這一過程中幾乎沒有或很少有外來物質(zhì)的加入或帶出，是在固體狀態(tài)下，通過離子或者質(zhì)子擴散來完成重結(jié)晶作用。溫度進一步升高，使原礦物在變質(zhì)結(jié)晶的基礎(chǔ)上進一步選擇重熔，長英質(zhì)低熔組分呈流體相出現(xiàn)了再結(jié)晶，從而產(chǎn)生塊狀的礦物。因此，礦床成因類型屬礦漿期后中高溫熱液充填交代-重結(jié)晶型礦床。

5.1 礦床成因分析

如下所述：

（1）構(gòu)造控礦。區(qū)內(nèi)礦體產(chǎn)于黃坳大斷裂兩側(cè)，與斷裂帶產(chǎn)狀基本一致，且延伸較長，礦床延伸超10千米，構(gòu)造控礦作用明顯。

（2）礦物熱液與成礦的關(guān)系。區(qū)內(nèi)的礦物為寒武系上統(tǒng)水石組（∈3s）、奧陶系下統(tǒng)茅坪組（O1m）、奧陶系中統(tǒng)對耳口組（O2-3d）、奧陶系上統(tǒng)花面垅組（O3h），礦物特性為變余砂巖、千枚巖、硅質(zhì)板巖、結(jié)晶灰?guī)r等，圍巖SiO2含量較高，圍巖的物理化學性質(zhì)以及硬度、導熱性有利、孔隙度較好，是形成石英巖的有利條件[3]。

（3）成礦物質(zhì)來源。侵入體成分為中酸性礦物特性，含熱量大，而南風面巖體為333平方千米的大巖基，提供熱度大，為礦床的重結(jié)晶形成提供了必要的熱源。印支期—燕山期漫長復雜的地質(zhì)構(gòu)造運動，區(qū)內(nèi)地層變質(zhì)作用形成變質(zhì)熱液，印支期南風面多種礦物體侵位形成礦漿期后熱液，使一部分SiO2活化轉(zhuǎn)移形成變質(zhì)熱液,熱液順斷裂貫入，形成脈狀礦體。變質(zhì)熱液、礦物蝕變熱液為成礦提供豐富的礦液來源。

（4）成礦溫度。礦體受構(gòu)造應(yīng)力作用而發(fā)生多期礦化，產(chǎn)生不同的礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦石類型，通過流體包裹體測溫認為多種礦物成礦溫度為241°～278°和354°兩個階段，說明區(qū)內(nèi)多種礦物形成溫度為中高溫。

（5）成礦時間。區(qū)內(nèi)礦體受多期構(gòu)造應(yīng)力作用，而發(fā)生多期礦化。區(qū)內(nèi)以礦體的賦存空間、圍巖時代來，初步判別其成礦時間應(yīng)在230Ma左右。

5.2 該類礦床特征總結(jié)如下

（1）礦體沿接觸帶發(fā)育，礦體形態(tài)、產(chǎn)狀比較規(guī)則，與接觸帶保持一致。

（2）熱接觸變質(zhì)較連續(xù)，且規(guī)模大。

（3）圍繞侵入體的為嚴重產(chǎn)生接觸變質(zhì)暈分帶較清楚，分為三個帶，即顯著的重結(jié)晶帶、過渡帶和原巖帶。自下而上，距侵入巖距離由近—遠，則熱量逐漸減少，熱變質(zhì)程度也逐漸減弱，硅化程度也呈由強變?nèi)醯内厔荨?/p>

5.3 影響礦床形成的主要因素

（1）礦物的原始成分：下奧陶統(tǒng)的茅坪組（爵山溝組）細砂礦物、泥（粉）質(zhì)砂巖。研究礦區(qū)的SiO2含量較高，提供了較好的礦床物質(zhì)來源[4]。

（2）礦物的物理化學性：硬度、脆性、導熱性高，孔隙度等特性較好，

（3）侵入體成分為中酸性，含熱量大，南風面巖體為333Km2的大巖基，提供熱量大，對接觸變質(zhì)礦床在一個封閉體系內(nèi)之到熱力學平衡時，成礦物質(zhì)接收的熱能應(yīng)高于熱液所放出的熱能，熱液越大，成礦物質(zhì)所接受的熱量也越大，重結(jié)晶也越完全。所以，大部分接觸變質(zhì)礦床都圍繞在大巖基外圍分布，但也有一些在基性侵入體由于熱容量高，也可能存在一些比較次級接觸變質(zhì)礦床。

（4）接觸帶深度。這個因素直接影響到接觸變質(zhì)時靜壓力大，一般在深—中深的部位。3公里～6公里，一般壓力較大，溫度擴散較慢，南風面巖體侵入深度大于3Km，有利于接觸變質(zhì)礦床的形成。

（5）礦漿與侵入體的接觸產(chǎn)狀。侵入體走向NNE，地層走向NNW，侵入體與礦漿的層理全斜交，有利于熱的傳導，熱能容易擴散，因此變質(zhì)暈比較巨大。

以上五個方面并不是孤立的，而是相互影響，相互制約的。

6 找礦標志

（1）地質(zhì)構(gòu)造標志：大斷裂是找礦的有利區(qū)，斷裂內(nèi)見大規(guī)模硅化角礫礦物帶，侵入體成分為中酸性礦物特性，含熱量大，為礦床的重結(jié)晶形成提供了必要的熱源。

（2）地層標志：寒武系底-上統(tǒng)水石組（∈3s）、奧陶系下統(tǒng)茅坪組（O1m）、奧陶系中統(tǒng)對耳口組（O2-3d）、奧陶系上統(tǒng)花面垅組（O3h），圍巖SiO2含量較高，圍巖的物理化學性質(zhì)以及硬度、導熱性有利、孔隙度較好的圍巖。

（3）礦化蝕變：跟該礦床有關(guān)的礦化蝕變主要為硅化。節(jié)理裂面多見有黃褐色氧化礦物。