贛西萍鄉(xiāng)地區(qū)變質(zhì)巖微量元素特征及與成礦的關(guān)系探討

肖興，吳丹，徐喆，尹斌，曹員兵，吳新華

（江西省地質(zhì)調(diào)查研究院，江西·南昌 330002）

1 概況

贛西萍鄉(xiāng)地區(qū)位于飲杭成礦帶[1]的西部南緣（圖1），廣泛出露一套新元古代變質(zhì)地層[2-3]；該區(qū)變質(zhì)巖類型多而復(fù)雜，而且與成礦關(guān)系密切。該區(qū)礦產(chǎn)資源較豐富，前人一直將該區(qū)作為江西煤炭資源和鐵礦工業(yè)基地之一，而對(duì)貴多金屬礦和有色金屬等礦產(chǎn)不夠重視。以往對(duì)該區(qū)變質(zhì)巖的含礦性亦未進(jìn)行過詳細(xì)的研究，且絕大多數(shù)側(cè)重于變質(zhì)巖的地質(zhì)特征、形成時(shí)代、大地構(gòu)造環(huán)境、礦床特征等方面，而對(duì)其與成礦關(guān)系方面的研究甚少。本文試圖從贛西萍鄉(xiāng)地區(qū)分布廣泛的區(qū)域變質(zhì)巖巖石成礦微量元素特征及其與成礦的關(guān)系方面進(jìn)行討論。

贛西萍鄉(xiāng)地區(qū)變質(zhì)地層出露較齊全，新元古代青白口紀(jì)、南華紀(jì)、震旦紀(jì)和寒武紀(jì)地層較為發(fā)育，為一套巨厚的類復(fù)理石碎屑巖建造，普遍經(jīng)受區(qū)域變質(zhì)，屬淺—中淺變質(zhì)相。晚古生代和中生代白堊紀(jì)地層零星遍布于整個(gè)測(cè)區(qū)。泥盆紀(jì)地層為一套陸源碎屑、碳酸鹽巖建造；石炭紀(jì)—二疊紀(jì)地層為一套陸源碎屑、碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖夾含煤建造；三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)地層則為一套粗碎屑巖夾含煤建造；白堊紀(jì)地層則是厚度甚大的陸相內(nèi)陸湖泊紅色磨拉石建造。

2 變質(zhì)巖地質(zhì)特征

贛西萍鄉(xiāng)地區(qū)變質(zhì)巖廣泛出露，有青白口紀(jì)潭頭群、南華紀(jì)楊家橋群、震旦紀(jì)樂昌峽群和寒武紀(jì)八村群，變質(zhì)巖巖石類型多而復(fù)雜。

圖1 贛西地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)略圖Fig.1 The geological and mineral map of western Jiangxi province

2.1 新元古代青白口紀(jì)地層

新元古代青白口紀(jì)潭頭群，主要分布于研究區(qū)中部東部東橋—廣寒寨—東坑、坑背和蘆溪高灘、沙坪—水洋洞一帶。潭頭群可進(jìn)一步分為早世神山組、晚世庫(kù)里組。

（1）神山組（Qb2s）

神山組主要分布于東橋—南港口一帶，地層呈北北東走向。巖性為灰—青灰色風(fēng)化后呈黃綠色—灰綠色中薄層狀變質(zhì)長(zhǎng)石質(zhì)細(xì)砂巖、中—厚層狀變余凝灰質(zhì)砂巖、千枚狀粉砂質(zhì)板巖、凝灰質(zhì)板巖、灰黑色中—薄層狀含碳粉砂質(zhì)千枚巖、千枚狀含碳粉砂巖夾乳白色中層狀變沉凝灰?guī)r。上部普遍發(fā)育菱鐵礦化。厚度約為1048m。

（2）庫(kù)里組（Qb2k）

庫(kù)里組主要分布于南港口—廣寒寨、蘆溪、錢山一帶，高洲北部地層呈北北東走向。與上覆地層呈整合接觸關(guān)系。

巖性為淺灰色—黃綠色中層狀變余細(xì)粒凝灰質(zhì)砂巖、粉砂巖，千枚狀粉砂質(zhì)板巖、凝灰質(zhì)板巖夾乳白色中層狀變沉凝灰?guī)r、變細(xì)屑沉凝灰?guī)r；上部為灰黑色薄層狀含碳千枚巖及千枚狀粉砂質(zhì)板巖。厚度為1052m。

2.2 新元古代南華紀(jì)地層

南華紀(jì)地層主要出露于研究區(qū)西部松樹下—廟前—青山下—大沙江、滸竹坑—鍋底垅、蘆溪、錢山、良坊等地。本系組與組之間均為整合接觸關(guān)系?？煞譃樵缡郎鲜┙M和晚世楊家橋群。

（1）上施組（Nh1s）

上施組主要分布于松樹下—廟前一帶，高洲西部楊樹沖一帶有零星分布，地層呈北北東走向。巖性為淺灰色薄層狀凝灰質(zhì)絹云板巖、凝灰質(zhì)絹云千枚巖、淺灰-灰白色中厚層狀變余凝灰質(zhì)粉砂巖、凝灰質(zhì)粉砂質(zhì)板巖夾白色沉凝灰?guī)r及塊狀變余凝灰質(zhì)砂巖；偶夾變石英角斑巖。厚度為2492米。

（2）古家組（Nh2g）

古家組主要分布于湘東區(qū)廟前—青山下一帶，大塘沅—千步、蘆溪狗腦寨以及分宜至安福等地有大面積分布，地層呈北北東走向。與上覆地層呈整合接觸關(guān)系。巖性為青灰色、灰黃色厚—塊狀變質(zhì)含礫砂巖、薄層含礫粉砂質(zhì)千枚巖、含礫凝灰質(zhì)板巖夾粉砂質(zhì)千枚巖；中部夾變復(fù)成分礫巖。厚度為1035m。

（3）下坊組（Nh2x）

下坊組主要分布于東橋西部青山下—暗江沖和高洲西部過風(fēng)坳—樟樹沖—大豐一帶和蘆溪縣下村一帶，以及分宜至安福一帶，地層呈北北東走向。與上覆地層呈整合接觸關(guān)系。

本組巖性為深灰色、褐鐵礦化中厚層狀變余長(zhǎng)石石英砂巖與與中薄層狀碳質(zhì)板巖互層，偶夾磁鐵石英巖、含硅質(zhì)赤鐵礦，含鐵質(zhì)板巖。厚度為176.14m。

（4）大沙江組（Nh3d）

本組主要分布于西部大沙江一帶和西部碧湖潭—老山里一帶，地層呈北東—北北東走向，與上覆地層呈整合接觸關(guān)系。

本組巖性為深灰色厚層—塊狀變質(zhì)（含礫）中粗粒砂巖及黑色薄層狀含碳質(zhì)板巖。厚度為20.5-100m。

2.3 新元古代震旦紀(jì)地層

震旦紀(jì)地層主要分布于東橋西部青草湖—大沙江—羅家沖、板欄沖—黃崗和蘆溪縣北西部九洲—上半山—竹高嶺和蘆溪縣下嶺—龍下、瑞源—棋盤石一帶，以及分宜至安福一帶，地層呈北北東—北東走向。震旦系可分為早世壩里組和晚世老虎塘組。

（1）壩里組（Z2b）

本組與上覆、下伏地層均呈整合接觸關(guān)系。

巖性為淺灰色淺灰綠色中—厚層狀變余巖屑長(zhǎng)石石英雜砂巖、變余石英砂巖夾淺黃色薄層千枚狀絹云板巖、粉砂質(zhì)板巖、絹云千枚巖。厚度為1080m。

（2）老虎塘組（Z2l）

本組地層走向近南北—北北東向，與上覆寒武紀(jì)地層呈整合接觸關(guān)系。

灰色、灰白色、蛋青色厚層硅質(zhì)巖、灰白色厚層硅質(zhì)巖夾千枚狀砂巖、千枚巖、薄層硅質(zhì)板巖。厚度為232.46m。

2.4 早古生代寒武紀(jì)地層

寒武紀(jì)地層出露較分散，主要分布于研究區(qū)西部青草湖—中村和蘆溪下古廟—么高、錢山、盆形里、新棚里，良坊、上城一帶，根據(jù)巖性組合特征可分為牛角河組、高灘組和水石組。

巖性為淺黃色、灰—灰綠色厚—巨厚層狀余巖屑長(zhǎng)石石英雜砂巖、粉砂質(zhì)板巖夾薄層狀絹云千枚巖、灰黑色中—薄層狀含碳絹云千枚巖、含碳千枚巖夾黑色薄層含碳硅質(zhì)板巖。填圖標(biāo)志為黑色薄層含碳硅質(zhì)板巖。其下與老虎塘組、上與高灘組均呈整合接觸。厚度1674.76m。

該地層主體呈北東向條帶狀展布，巖性為灰綠—黃綠—淺黃色厚—巨厚層狀變余長(zhǎng)石石英砂巖、變余不等粒巖屑雜砂巖、變余長(zhǎng)石巖屑雜砂巖夾深灰—淺黃色薄層狀絹云板巖、絹云千枚巖組成互層，厚度744.54m。

巖性為淺黃—灰綠—深灰色變余中細(xì)粒長(zhǎng)石石英雜砂巖、變余中細(xì)粒長(zhǎng)石巖屑雜砂巖、變余石英巖屑雜砂巖、變余巖屑雜砂巖夾淺黃—淺灰—深灰色薄層狀變余粉砂巖、絹云板巖、絹云千枚巖等，其上部可見深灰色薄層狀大理巖，厚度大于1700.35m。

3 變質(zhì)巖微量元素地球化學(xué)特征

根據(jù)最新完成的1:5萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查項(xiàng)目的工作成果，對(duì)所取得的微量元素?cái)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，變質(zhì)巖中微量元素地球化學(xué)特征顯示與成礦關(guān)系緊密相關(guān)，為礦床的形成提供了物質(zhì)來源。

3.1 不同層位變質(zhì)巖微量元素地球化學(xué)特征

區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖之微量元素在不同地層其含量不同，說明其含礦性是不同的。

區(qū)內(nèi)不同變質(zhì)巖巖石微量元素特征（表1）顯示：總體不同層位變質(zhì)巖Pb、Zn、Fe、La、Th、Zr元素高于地殼克拉克值；而Fe普遍高于地殼克拉克值2-4倍，特別是下坊組Fe高于地殼[7]克拉克值20余倍，說明本區(qū)對(duì)鐵礦成礦非常有利。本區(qū)不同層位對(duì)La、Th、Zr元素成礦均屬有利。而其它元素一般低于地殼克拉克值。但Au、Ag、Pb、Zn元素在神山組、上施組、下坊組中一般高于地殼克拉克值。說明本區(qū)這些層位對(duì)金、銀、鉛、鋅等成礦有利。特別是下坊組中Au高于地殼克拉克值55倍，充分說明本區(qū)下坊組除鐵礦成礦有利外，對(duì)金礦成礦也是非常有利的。從上可知，本區(qū)下坊組是鐵、金、銀、鉛、鋅成礦最為有利之層位。

3.2 不同變質(zhì)巖類的微量元素地球化學(xué)特征

根據(jù)表1的分析成果，按不同的巖類進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可知，區(qū)內(nèi)不同巖性具有不同的微量元素豐度（表2）。

表1 區(qū)域變質(zhì)巖微量元素特征一覽表(含量: ω(B)/10-6)Table 1 Regional metamorphic rock trace element characteristic schedule

表2 各巖類微量元素與中國(guó)東部沉積巖化學(xué)成分對(duì)比(含量: ω(B)/10-6)Table 2 Contrast of trace elements in every type of rocks and chemicals in eastern of China

對(duì)本區(qū)不同變質(zhì)巖類而言，對(duì)成礦也是不盡相同的。變質(zhì)砂巖類Au、Ag、Cu、Co、Ti、Sc含量一般低于地殼克拉克值，但Pb、Zn、Fe、La、Th、Zr則高于地殼克拉克值，多數(shù)高于1-2倍。泥質(zhì)巖類（板巖、千枚巖），Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Fe、Mn等元素含量相對(duì)變化較大，但大多數(shù)高于地殼克拉克值，特別是碳質(zhì)板巖Au有的高出地殼克拉克值近百倍；Fe、La、Th、Zr高出地殼1-2倍；但Co、Ti、Sc含量一般低于地殼克拉克值。在碳酸鹽巖類對(duì)Au、Ag、Pb、Zn成礦十分有利。其它元素一般則低于地殼克拉克值，而在變質(zhì)巖類中細(xì)碎屑巖對(duì)Au、Ag成礦更為有利。

從表2可以看出，不同巖類其微量元素豐度是不同的。通過與中國(guó)東部地區(qū)地殼與巖石化學(xué)成分對(duì)比[8-9]，在本區(qū)地殼中除硅質(zhì)巖、變凝灰質(zhì)（火山碎屑）巖外；幾乎所有碎屑巖類均高于中國(guó)東部沉積巖的化學(xué)成分；有的高出幾倍。Au元素在變余砂巖中高2-3倍，而在板巖中比同類巖石高15倍；特別是在碳質(zhì)板巖中更高，有的高出幾十至幾百倍。Cu、Ag元素與中國(guó)東部沉積巖化學(xué)成分大致相當(dāng)，在白云巖、千枚巖中最高；Pb、Zn、Co、Ti、Sc、La、Th等元素均高于中國(guó)東部沉積巖化學(xué)成分；而Zr元素則偏低。

4 變質(zhì)巖與成礦關(guān)系探討

本區(qū)地處飲杭反S狀巨型金屬成礦帶（江西段西端）上[1,2,4,8,9]，區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源較豐富；萍鄉(xiāng)地區(qū)主要有金（銀）礦（為本次工作新發(fā)現(xiàn)之礦種）、鐵礦、鎢礦、鉛鋅礦、煤礦、瓷土礦等。該區(qū)經(jīng)歷了長(zhǎng)期多旋回構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，形成了極為復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造和變質(zhì)巖，各種變質(zhì)巖發(fā)育，特別是區(qū)域變質(zhì)巖表現(xiàn)尤為突出。

與變質(zhì)巖關(guān)系密切的主要有鐵礦、金（銀）礦、鎢礦、鉛鋅礦、瓷土礦等。

從礦床分布的特點(diǎn)可知，這些礦床不僅與構(gòu)造、巖漿巖等關(guān)系密切外，還與區(qū)內(nèi)的不同層位的變質(zhì)巖及不同變質(zhì)巖類型的含礦性（微量元素含量）密切相關(guān)，變質(zhì)巖中微量元素含量高則有利成礦，形成的礦床多而大。

5 結(jié)論

區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖巖石微量元素特征顯示：Au、Ag、Fe、Pb、Zn元素在下坊組含量比其它層位高，F(xiàn)e元素則普遍高于地殼克拉克值幾倍至幾十倍。其充分表明下坊組含礦性最好，是一良好的礦源層。其它元素則低于地殼克拉克值。

本區(qū)變質(zhì)砂巖類Cu、Pb、Zn含量變化不大，Au、Ag含量高于地殼克拉克值；泥質(zhì)巖類（板巖、千枚巖）中Cu、Pb、Zn、V、Co、Ni等元素含量相對(duì)變化較大；Au、Ag在千枚巖、碳質(zhì)板巖中含量最高，有的還比地殼克拉克值高出幾倍。

從上可知，該研究成果為今后的地質(zhì)找礦提供了較好的基礎(chǔ)資料，同時(shí)也指明了找礦方向。

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