贛東北船坑—銅山推覆構造及其與同構造成礦巖漿的關系

盧俊浩，張　達，狄永軍，畢珉烽，熊光強，秦曉峰

（中國地質(zhì)大學（北京）地球科學與資源學院，北京 100083）

贛東北船坑—銅山推覆構造及其與同構造成礦巖漿的關系

盧俊浩，張達，狄永軍，畢珉烽，熊光強，秦曉峰

（中國地質(zhì)大學（北京）地球科學與資源學院，北京 100083）

通過野外構造變形解析得出，江西上饒船坑—銅山一帶銅礦床及其相關的侵入巖體主要受中生代推覆構造控制。推覆構造面總體傾向SE，表現(xiàn)為波狀起伏。推覆構造外來巖系為中石炭統(tǒng)至上三疊統(tǒng)碳酸鹽巖及頁巖、泥質(zhì)粉砂巖，原地巖系為下侏羅統(tǒng)地層。外來巖系變形大多呈同斜褶皺，并伴生不同規(guī)模逆沖斷層及順層滑脫構造，局部存在平臥及箱狀褶皺；原地巖系變形亦較強烈。推覆構造表現(xiàn)為自SE向NW的運動。成礦巖體大多呈相互平行的薄層狀，巖席侵位于上述推覆體外來巖系順層滑脫帶中。巖石地球化學及同位素年代學分析表明成礦巖體具擠壓機制下巖漿弧特征，形成于170 Ma。結(jié)合推覆構造卷入的地層、研究區(qū)外圍德興一帶同類型侵入巖與中生代推覆構造關系的討論，認為上饒船坑—銅山一帶與銅多金屬礦相關的中生代石英二長斑巖為受同時代推覆構造變形控制的同構造巖漿巖，可能與中生代古太平洋板塊向中國東南大陸俯沖導致巖石圈增厚發(fā)生大規(guī)模推覆構造，并誘發(fā)下地殼重熔巖漿侵位至淺表順層滑脫空間有關。

船坑—銅山銅礦區(qū)；推覆構造；同構造巖漿作用；成礦作用；江西上饒

引用格式：盧俊浩，張達，狄永軍，等.贛東北船坑—銅山推覆構造及其與同構造成礦巖漿的關系［J］.中國地質(zhì)調(diào)查，2016，3（3）：29-37.

0　引言

江西上饒船坑—銅山銅礦位于江南造山帶東段，緊鄰華夏板塊西北緣的武夷山隆起帶，屬揚子、華夏兩個古板塊的結(jié)合部位［1］。由于中侏羅世以來東亞巖石圈大規(guī)模板塊運動造成了中國大陸及周緣地帶產(chǎn)生強烈的構造變形，華南大陸巖石圈總體處于持續(xù)擠壓狀態(tài)［2］，燕山早期（170±5）Ma在古太平洋板塊向華南大陸低角度俯沖作用形成構造擠壓，產(chǎn)生地殼增厚，分別誘發(fā)了華夏地塊三疊紀和晚侏羅世地殼深熔作用和巖漿侵入活動［3］，北武夷及周緣產(chǎn)生大規(guī)模NE—NNE向褶皺及逆沖推覆構造。

同時，贛東北地區(qū)在170 Ma左右存在與成礦相關的巖漿作用及大規(guī)模成礦作用，德興斑巖銅礦、銀山多金屬礦、冷水坑銀鉛鋅礦、永平銅礦的成巖成礦時代也都集中于170 Ma［4-11］，同構造巖漿有可能是該區(qū)重要的成礦因素。但在贛東北一帶尚未找到一個構造、巖漿活動和成礦作用具有時空耦合關系特征的礦區(qū)。本文選取船坑—銅山銅多金屬成礦帶開展推覆構造變形特征及形成時代、成礦巖體年代學及成巖背景、構造控巖控礦特征等方面進行綜合研究，發(fā)現(xiàn)該區(qū)不僅成巖成礦受中侏羅世推覆構造的控制，成巖年齡也與推覆構造時代相近，顯示同構造巖漿特征。研究成果對于進一步認識贛東北地區(qū)同構造巖漿成礦體系，開展成礦遠景區(qū)劃具有一定的意義。

1　推覆構造特征

贛東北推覆構造主要分布于德興、永平、陳坊、鐵砂街、船坑—銅山和冷水坑等地，對區(qū)域礦產(chǎn)的形成和分布起到了重要的控制作用。船坑—銅山推覆體位于江西省上饒市南部，北武夷成礦帶北緣。

1.1推覆體結(jié)構特征

推覆構造總體呈NE50°方向展布，外來巖系由晚古生代葉家灣組（C2y）、藕塘底組（C2o）灰?guī)r，車頭組（P2c）粉砂巖、含生物碎屑灰?guī)r，霧林山組（P2wl）石英砂巖、頁巖夾煤層，樂平組（P3lp）粉砂巖、頁巖和早中生代大冶組（T1d）泥質(zhì)粉砂巖、頁巖夾薄層灰?guī)r組成。下伏原地巖系主要出露下侏羅統(tǒng)林山組（J1l）石英砂巖、細砂巖。

區(qū)域上主推覆面總體傾向SE，礦區(qū)內(nèi)與推覆構造有關的主要構造界面有3個，分別是中石炭統(tǒng)葉家灣組（C2y）和中侏羅統(tǒng)林山組（J1l）之間的逆沖斷層、中石炭統(tǒng)藕塘底組（C2o）和中二疊統(tǒng)霧林山組（P2wl）之間的逆沖斷層、上二疊統(tǒng)樂平組（P3lp）和下三疊統(tǒng)大冶組（T1d）之間的逆沖斷層。3條逆沖斷層呈疊瓦狀排列。這些逆沖斷層傾角約60°，寬約25 km，推覆距離較大，沿（P3lp/T1d）斷面走向有多處巖漿侵入（圖1）。

圖1　船坑—銅山地區(qū)構造綱要圖Fig.1　Structure outlinemap of Chuankeng-Tongshan area

1.2推覆構造變形特征

船坑—銅山一帶受到強烈的擠壓應力，構造定向性明顯，構造線均呈NE向展布。外來巖系變形復雜而強烈，褶皺普遍倒轉(zhuǎn)，B型線理、共軛剪節(jié)理發(fā)育。礦區(qū)形成一系列軸向近于平行的斜歪—同斜倒轉(zhuǎn)背向斜組成的復式褶皺（圖2），褶皺軸面傾向SE，傾角40°～60°，褶皺倒向與推覆方向一致，伴生不同規(guī)模的逆沖斷層及順層滑脫構造（圖3），次級褶皺中偶見平臥褶皺，在推覆面附近發(fā)育較為緊閉的箱狀褶皺。原地巖系林山組長石石英砂巖以強烈擠壓變形的倒轉(zhuǎn)—平臥褶皺為主，褶皺軸面與巖層產(chǎn)狀總體均傾向SSE，傾角較緩，為15°～30°，在礦區(qū)范圍內(nèi)以構造窗的形式出露于花廳附近。

圖2　推覆構造的野外表現(xiàn)Fig.2　Nappe structu re in the field

圖3　礦區(qū)外圍A—B圖切剖面及部分地層產(chǎn)狀赤平投影Fig.3　Cross-section of A—B around them ining area and stereographic projection of stratum attitude

1.3推覆構造運動方向及應力場研究

1.3.1運動方向

根據(jù)對推覆構造運動學特征的野外地質(zhì)調(diào)查及室內(nèi)分析后得出，區(qū)域推覆構造方向為SE向NW推覆，主要依據(jù)是：①外來巖系卷入地層從SE向NW具有逐步變新的趨勢，說明推覆構造具有自SE向NW發(fā)展的特征；②上盤倒轉(zhuǎn)褶皺軸面一致傾向SE，各時代地層之間接觸關系及接觸面、逆沖斷面產(chǎn)狀均傾向SE；③最大主應力的優(yōu)勢方位集中于SE—NW方向（表1）。綜合以上可得出推覆構造的運動方向為SE向NW推覆。

表1　船坑井下共軛裂隙產(chǎn)狀統(tǒng)計Tab.1　Attitude statistic of X-conjugate joint in tunnel of Chuankeng

續(xù)表

1.3.2應力場研究

為了探討與推覆構造變形有關的區(qū)域構造應力場方位，選取船坑礦區(qū)井下不同中段開展了系統(tǒng)的共軛剪切面測量（表1），獲得了不同測量點最大主應力σ1的方位。結(jié)果顯示，σ1總體傾伏角較小，證明了當時處于近水平擠壓的構造環(huán)境。

1.4推覆時代

研究區(qū)成礦巖體石英二長斑巖與推覆構造關系密切，石英二長斑巖大多呈巖脈（墻）產(chǎn)出，長軸方位與推覆構造走向基本一致，并大多沿與推覆構造面平行的層間破碎帶侵位。根據(jù)對巖體與圍巖接觸帶的觀察，發(fā)現(xiàn)圍巖接觸帶靠近巖體附近常見烘烤邊，巖體也未發(fā)生后期構造變形，表明巖體（脈）稍晚于推覆構造形成后侵位，同時推覆構造對巖體侵位具有重要的控制作用。通過對侵位于推覆構造帶中的巖體開展鋯石U-Pb年代學研究，表明形成時間為（170.4±1.8）Ma［12］，相當于中侏羅世。而推覆構造原地巖系中最新地層為侏羅系林山組（J1l），其沉積古地理特征表明，林山組石英砂巖可能于早侏羅世晚期或中侏羅世早期，即約175 Ma結(jié)束［13］。

綜上所述，推覆構造發(fā)生時代在170～175 Ma之間，這也暗示成礦巖體是在推覆構造發(fā)生后不久或伴隨著推覆構造的發(fā)生同時侵入的。

2　同構造侵入巖及其成礦作用特征

研究區(qū)發(fā)現(xiàn)與成礦關系密切的石英二長斑巖體共6個，整體沿船坑—葉塢倒轉(zhuǎn)背斜南東翼呈NE向展布、席狀順層產(chǎn)出。

2.1巖石學特征

成礦巖體石英二長斑巖為灰色、灰綠色，全晶質(zhì)半自形—自形斑狀結(jié)構，塊狀構造。斑晶主要為斜長石和石英，還有少量黑云母和角閃石。斜長石呈自形板狀，發(fā)育環(huán)帶結(jié)構和聚片雙晶，以中長石為主，粒徑0.85 mm×0.5 mm～2 mm×1.7 mm。基質(zhì)多為斜長石、鉀長石、石英和角閃石，斜長石多發(fā)生黏土化。副礦物為磁鐵礦、黃鐵礦等。

2.2地球化學特征

2.2.1主量元素特征

礦區(qū)內(nèi)巖體SiO2含量介于56.86%～67.31%之間，平均61.78%，屬于中酸性巖類，在侵入巖分類圖解（圖4（a））中，落入石英二長巖、花崗閃長巖和閃長巖范圍，礦區(qū)主要出露并與成礦有關的為石英二長斑巖，零星出露花崗閃長斑巖；Al2O3含量介于14.64%～16.9%之間，平均15.69%；巖石全堿（K2O+Na2O）含量介于5.55%～7.84%之間，平均6.77%；K2O/Na2O=0.59～2.71，平均值為1.22；MgO和CaO含量分別為0.75%～3.48%和2.86%～5.34%；巖石具低Ti（TiO20.25%～0.72%）、富Al（Al2O314.64%～16.91%）等特征［12］。Al飽和指數(shù)（A/CNK）介于0.89～1.03之間，為偏鋁質(zhì)—過鋁質(zhì)巖石系列；在SiO2-（K2O+Na2O）圖解（圖4（b））中樣品投點落入亞堿性區(qū)域；在A/CNKA/NK圖解（圖4（c））中落入偏鋁質(zhì)—過鋁質(zhì)區(qū)域。里特曼指數(shù)σ為1.42～3.12，平均2.5，為鈣堿性巖；由SiO2-K2O圖（圖4（d））判斷巖石系列為高鉀鈣堿性系列。

圖4　主量元素特征投圖（底圖據(jù)文獻［12］）Fig.4　Characteristic maps of major elemen ts（after reference［12］）

2.2.2微量元素特征

秦曉峰［12］所投的船坑—銅山石英二長斑巖構造環(huán)境判別圖以及稀土微量元素蛛網(wǎng)圖（圖5），從圖5（a）可以看出，本區(qū)170 Ma的侵入巖數(shù)據(jù)投點絕大部分落在活動大陸邊緣區(qū)域（ACM），其中有3個投點落在活動大陸邊緣（ACM）和板內(nèi)火山巖帶（WPVZ）交界線附近。判別圖解結(jié)果表明北武夷地區(qū)燕山期的巖漿巖具有活動大陸邊緣弧的特征，表明它處于遠離海溝的內(nèi)陸構造部位。較高Sr/Y比值、中等La/Sm比值、中等Sm/Yb比值、弱或無Eu負異常（圖5（b）、圖5（c）），暗示巖漿熔融體可能是殘留相，為角閃石±石榴子石源區(qū)部分熔融的結(jié)果，且侵入巖巖漿源區(qū)的地殼深度介于20～30 km之間（圖5（d）），推測其為板塊俯沖導致地殼和地幔巖石圈水平縮短加厚的結(jié)果。

在欽杭結(jié)合帶東段分布著眾多與研究區(qū)地球化學特征、成巖時代類似的巖體及與之有成因聯(lián)系的大型銅鐵金礦床，如德興花崗閃長斑巖及其斑巖型銅礦床鋯石U-Pb年齡為172.5 Ma［14］、銀山火山—次火山巖及銅金礦床鋯石U-Pb年齡為176～166 Ma［9］；浙北地區(qū)開化縣桐村花崗閃長斑巖體及斑巖型鉬（銅）礦床鋯石U-Pb年齡分別為（167.7±2.5）Ma和（164.8±1.6）Ma［15］；浙北紹興地區(qū)柵溪花崗閃長斑巖體及銅鐵礦床鋯石U-Pb年齡為（150.1±2.6）Ma［16］。這些巖體的地球化學特征都顯示為高鉀鈣堿性系列，在微量元素組成上同時具有埃達克質(zhì)巖石和島弧型巖石的特征。它們是由增厚的下地殼部分熔融形成的，源區(qū)中殘留富HREE的石榴子石和角閃石，表明該地區(qū)存在同構造擠壓的地殼增厚事件。

2.3成巖時代

秦曉峰［12］對船坑—銅山石英二長斑巖進行了LA-ICP-MSU-Pb和SHRIMPU-Pb定年，得出船坑礦區(qū)巖體加權年齡為（170±1）Ma，銅山巖體加權年齡為（170.4±1.8）Ma，代表了石英二長斑巖的侵位時間，屬于中侏羅世。毛建仁等［17］測定船坑—銅山成礦巖體石英二長斑巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為175～172 Ma。

圖5　微量元素特征投圖（底圖據(jù)文獻［12］）Fig.5　Characteristic maps of trace elements（after reference［12］）

通過前人對德興、銀山等礦床成礦年齡的研究，對比船坑—銅山銅礦的年齡數(shù)據(jù)（表2）可知，兩礦區(qū)的成巖成礦年齡相近，均為燕山期早期巖漿作用的結(jié)果。年齡數(shù)據(jù)表明這些礦床可能屬于同一巖漿成礦體系。

表2　船坑—銅山銅礦與德興地區(qū)典型礦床成礦年齡對比Tab.2　Com parison ofm ineralization age of typical deposits in Chuankeng-Tongshan and Dexing area

2.4構造、巖體與成礦的關系

由于擠壓增厚作用下發(fā)生了同構造巖漿侵位，使研究區(qū)逆沖推覆斷層上盤及巖性差異面上盤沿層間向下滑移，致使區(qū)域上三疊統(tǒng)大冶組地層倒轉(zhuǎn)褶皺中的滑脫構造極為發(fā)育，成為了成礦巖體侵位于表層的通道，并成為礦區(qū)主要的控巖構造（圖6）。

在滑脫構造影響下，巖體發(fā)生順層侵入，直接與頂板大冶組灰?guī)r地層發(fā)生接觸交代，致使成礦作用與巖漿活動具有同位、同時性，成巖與成礦不僅時代一致，空間展布也一致。礦體主要賦存于巖體與灰?guī)r的接觸帶上或接觸帶附近，蝕變分帶也在滑脫構造兩側(cè)分布，并且沿地層產(chǎn)狀向下延伸，說明該巖體的侵入直接受控于滑脫構造。因此侵入巖的形態(tài)和產(chǎn)狀對礦體具有較大的影響，對礦體的分布、形態(tài)及厚度等起直接控制作用。

圖6　滑脫構造野外觀察（a、b、c）及船坑礦區(qū)控巖控礦示意圖（d）Fig.6　Decollement in field（a，b，c）and schem atic map of ore and rock controlling structure（d）

3　推覆構造形成背景及其與成巖成礦關系的討論

自中侏羅世開始，華南板塊由于受到“東亞巖石圈匯聚”（西伯利亞、特提斯及古太平洋板塊的相互擠壓）而出現(xiàn)大規(guī)模的巖石圈擠壓增厚［18］，并在地殼淺表形成中深層次的推覆構造。伊澤奈奇板塊朝NW方向運移，俯沖到東亞大陸之下，初生的太平洋板塊則在南半球微弱向NW方向俯沖，致使中國大陸及鄰區(qū)受到較強的、總體NW向的擠壓和縮短作用［19］。大規(guī)模擠壓作用可能誘發(fā)下地殼持續(xù)重熔，為中生代大規(guī)模巖漿作用奠定了重要的構造背景。其中，受中侏羅世以來最早的地殼擠壓作用影響的揚子與華夏地塊交界的欽杭結(jié)合帶推覆構造異常發(fā)育。與此相伴隨的代表性的巖漿作用有德興花崗閃長斑巖，其SHRIMP鋯石U-Pb年齡為（171±3）Ma［4］，銀山礦床英安斑巖U-Pb年齡170～181 Ma［6-7］。相應的銅（鉬）礦輝鉬礦Re-Os年齡為（170.4±1.8）Ma［5］。

前述調(diào)查成果表明，作為欽杭結(jié)合帶東段主要組成部分的贛東北船坑—銅山一帶推覆構造發(fā)育，其主體結(jié)構及變形特征與東南大陸中侏羅世以來推覆構造類似，暗示其深部背景也與東南大陸由于巖石圈擠壓導致的加厚構造背景一致，可能會形成與該背景一致的同時代深熔巖漿作用。船坑—銅山一帶與成礦相關的石英二長斑巖和德興銅礦區(qū)花崗閃長斑巖的巖石類型及巖相學特征相似，并且形成時代一致［12］，地球化學分析表明巖漿巖具擠壓構造背景，與構造演化階段一致。除贛東北170 Ma前后巖漿與成礦作用外，由于東南巖石圈大陸持續(xù)擠壓及推覆構造遞進變形，170Ma前后與銅礦化有關的推覆構造及巖漿活動在研究區(qū)的鄰區(qū)廣泛分布，其中冷水坑銀鉛鋅礦田花崗斑巖中絹云母Ar-Ar年齡（162.8±1.6）Ma［12］；閩西南永定山口輝鉬礦Re-Os年齡為（165.3±3.5）Ma［20］，大寶山輝鉬礦Re-Os年齡為164.74 Ma［21］；浙北地區(qū)開化縣桐村花崗閃長斑巖體及其斑巖型鉬（銅）礦床鋯石U-Pb年齡分別為（167.7±2.5）Ma、（164.8±1.6）Ma［15］，巖體及成礦年齡大多集中于170～160 Ma之間。與毛景文等［22-23］指出的對應華南中侏羅世以來巖石圈擠壓階段的重要成礦作用時代（170～160 Ma）吻合，表明贛東北船坑—銅山一帶在該時期存在推覆構造變形及與其相伴隨的巖漿與成礦作用。

4　結(jié)論

（1）船坑—銅山礦區(qū)受控于一條以中石炭統(tǒng)至下三疊統(tǒng)所組成的中侏羅世推覆體，推覆到下侏羅統(tǒng)林山組地層之上。推覆—倒轉(zhuǎn)—巖漿侵入過程中沿巖性差異面發(fā)生的順層滑脫構造是最直接的控礦構造，也是礦化富集的空間。

（2）礦區(qū)成礦巖體石英二長斑巖的年齡均為170 Ma左右，推覆構造的形成時代也為170～175 Ma之間，由此推斷推覆構造活動與成礦巖漿的侵入為同生關系，巖漿屬同構造巖漿。

（3）石英二長斑巖的性質(zhì)為高鉀鈣堿性，構造環(huán)境判別為活動大陸邊緣的火山弧環(huán)境，成礦背景是在東南部古太平洋板塊俯沖作用下產(chǎn)生的。水平擠壓的環(huán)境導致地殼增厚，誘發(fā)了深部巖石重熔，并沿著推覆面和滑脫構造上升侵位。

（4）船坑—銅山銅礦成礦年齡與德興銅礦多個典型礦床的成巖成礦年齡相近，均為燕山早期產(chǎn)物，且形成的大地構造環(huán)境相同，表明二者可能屬于同一巖漿成礦體系，暗示二者在成因上有緊密聯(lián)系。

致謝：本項目在野外地質(zhì)調(diào)查過程中得到了江西省地礦局贛東北地質(zhì)大隊的大力支持，井下數(shù)據(jù)統(tǒng)計和資料收集是在江西金鈺實業(yè)集團有限公司船坑礦區(qū)工作人員的悉心幫助下完成的，在此表示衷心的感謝。

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［23］ 毛景文，謝桂青，郭春麗，等.華南地區(qū)中生代主要金屬礦床時空分布規(guī)律和成礦環(huán)境［J］.高校地質(zhì)學報，2008，14（4）：510-526.

（責任編輯：常艷）

The relationship between thrust-fault and the syntectonic magmatism in Chuankeng-Tongshan，northeastern Jiangxi Province

LU Junhao，ZHANG Da，DIYongjun，BIMinfeng，XIONG Guangqiang，QIN Xiaofeng
（School of Earth Sciences and Resources，China University of Geosciences（Beijing），Beijing 100083，China）

This paper gives the conclusion that the copper deposit and the ore-forming rocks in Chuankeng-Tongshan area in Jiangxi Province were controlled by Mesozoic thrust-fault，by tectonic deformation analysis in the field.The thrust-fault's surface undulate and overall dip towards SE.The exotic block composed of carbonate，shale and pelitic siltstone from middle Carboniferous to upper Triassic and the autochthon crop out Lower Jurassic. Deformations of exotic block shows isoclinal fold，associated with different scale of thrust fault and bedding detachment structure.Some recumbent and box folds are local existence.The thrust-faultmoves from SE to NW.The ore-forming rocks intrusive to the thrust bedding detachment asmutual paralleled sheet.Other research in rock geochemistry and isotopic geochronology showed that the magma formed in magmatic arc under extensional environment，around 170 Ma.According to the stratigraphic age，the relationship of Mesozoic thrust-fault and the granite in Dexing area，the result inferred that themagma was syntectonic intrusion rocks，and controlled by the thrust-fault.And this probably results from the subduction of Pacific plate and southeast continentalof China，and leads to the incrassation lithosphere and large scale nappe，then induces the lower earth crust remelting and magma invade.

Chuankeng-Tongshan copper mine area；thrust-fault；syntectonic magmatism；minerallization；Shangrao，Jiangxi

P542.3；P588.132；P613

A

2095-8706（2016）03-0029-09

2015-11-27；

2016-05-07。

中國地質(zhì)調(diào)查局“北武夷成礦帶東鄉(xiāng)浩家?guī)X—上饒梨子坑多金屬成礦規(guī)律調(diào)查（編號：1212011220557）”項目資助。

盧俊浩（1992—），男，碩士，地質(zhì)工程專業(yè)，主要從事構造地質(zhì)學研究。Email：sm luwan@163.com。

簡介：張達（1967—），男，教授，博士生導師，主要從事構造地質(zhì)及成礦規(guī)律研究。Email：Zhangda@cugb.edu.cn。