贛北地區(qū)鎢錫礦床NNE向中酸性巖脈的找礦指示意義

周賢旭，胡志戍，張 磊，許瑞平

(江西省地質(zhì)局第二地質(zhì)大隊，江西 九江 332000)

0 引言

贛北地區(qū)鎢錫礦資源較豐富，是九嶺鎢鉬錫銅金多金屬螢石高嶺土成礦亞帶的重要組成部分，分布有蓮花山錫(鎢)礦田、彭山錫(鉛鋅)礦田、云山錫礦化集中區(qū)、九嶺尖鎢錫銅礦集區(qū)及香爐山鎢礦田(圖1)等。礦(田)集區(qū)內(nèi)礦床(點)眾多，鎢錫礦床類型多樣，斑巖型、云英巖型、矽卡巖型、石英脈型和錫石硫化物型，均可納入花崗巖巖漿及其熱液流體構成的成礦體系[1]。筆者在前人研究的基礎上，通過研究發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)鎢錫礦田(床)特別是大中型鎢錫多金屬礦床均有數(shù)量不等、規(guī)模各異的NNE向中酸性巖脈。本文試圖從其與礦床(體)成礦定位的關系入手，研究分析其成礦的控制作用和找礦指示意義，為更好地推進該區(qū)今后鎢錫礦找礦勘查研究工作提供借鑒。

圖1 江南造山帶東段贛北地區(qū)成礦區(qū)劃簡圖

1 區(qū)域地質(zhì)背景

贛北地區(qū)地處江南造山帶東段，為江南東段成礦帶的重要組成部分。江南造山帶是指出露于揚子板塊與華夏板塊之間，主要是一套淺變質(zhì)(綠片巖相)、強變形的新元古代巨厚沉積-火山巖系及時代稍晚的侵入體所構成的地質(zhì)構造單元，被認為是在Rodinia超大陸形成晚期，揚子板塊與華夏板塊碰撞拼接的產(chǎn)物，隸屬于揚子板塊南緣。江南造山帶形成之后，其上不整合覆蓋南華系裂谷沉積，之后沉積了從震旦系到中奧陶統(tǒng)的陸源碎屑沉積。贛北地區(qū)位于其東段，是圍繞揚子板塊東南緣發(fā)展起來的新元古代大陸邊緣弧后盆地帶[2]。

自晉寧期主造山運動以來，經(jīng)歷了古揚子板塊東南緣裂開—陸緣小洋盆有限俯沖—弧陸碰撞造山—造山期后陸殼裂陷沉積的完整的造山作用過程，造就了良好的構造-地層-巖漿熱液成礦系統(tǒng)[3]。新元古代變質(zhì)巖基底為一軸向近EW的巨型復式倒轉背斜，由于后期構造疊加或改造，呈“S”型輾轉彎曲；西段緊密線性褶皺明顯，主要為大湖塘復背斜等；東段褶皺構造保存完整，主要為鄣公山—高臺山復背斜等。蓋層褶皺主要由南華紀—中三疊世地層組成，總體呈NEE向彎曲延展，其間常疊加有NE—NNE向短軸褶皺或鼻狀褶皺，牽引褶皺明顯。區(qū)內(nèi)斷裂構造極為發(fā)育，相互交織成網(wǎng)，規(guī)模較大的斷裂主要有NEE向、NE—NNE向和NW向三組。修水—武寧、慈化—宜豐NEE向斷裂帶，規(guī)模大切割深，分別為九嶺隆起帶的北、南邊界斷裂；一系列NE—NNE向和NW向斷裂帶十分發(fā)育，通常控制著巖體和礦集區(qū)(田)的分布，是區(qū)內(nèi)主要的儲巖儲礦構造，對成礦條件十分有利。

區(qū)內(nèi)巖漿巖類比較齊全，從酸性、中酸性到基性、超基性巖類均有，巖漿活動具多期次、多形式以及多層次造漿與就位特點。晉寧期花崗閃長巖、二長花崗巖、英云閃長巖呈大型復式富斜花崗巖巖基產(chǎn)出，大致呈EW向展布，以氧化鈣含量高為特點；中生代大規(guī)模酸性-中酸性巖漿多次上侵，形成了規(guī)模大小不等的巖株或巖瘤，遍布于江南造山帶東段贛北地區(qū)的南北兩側，構成了明顯的近EW向酸性巖漿巖帶，主要由黑云母花崗巖、二云母花崗巖、白云母花崗巖組成，其中侏羅世-晚白堊世的香爐山、九嶺、云山、彭山和蓮花山地區(qū)出露或隱伏“S”型花崗巖與鎢錫多金屬礦成礦關系最為密切，是與錫、鎢成礦密切相關的重要巖漿活動期。黑云母花崗巖→二云母花崗巖→白云母花崗巖的演化結果表現(xiàn)出巖石中W元素含量逐漸降低而Sn元素含量則顯著增高(圖2)，也間接說明區(qū)內(nèi)黑云母花崗巖多與鎢礦關系密切，而白(二)云母花崗巖則與錫礦成礦關系更為明顯。

圖2 贛北地區(qū)花崗巖W-Sn元素含量變化曲線圖

2 鎢錫礦床地質(zhì)特征

贛北地區(qū)目前共發(fā)現(xiàn)近50處鎢錫礦床(點)，分布于蓮花山錫(鎢)礦田、彭山錫(鉛鋅)礦田、云山錫礦化集中區(qū)及香爐山鎢礦田中，礦床類型有包括蔣少涌等[1]劃分我國鎢錫礦床的所有五種主要類型：斑巖型、云英巖型、矽卡巖型、石英脈型和錫石硫化物型，通常具有“多位一體”組合特征。其成礦元素組合、地質(zhì)特征和典型礦床詳見表1。

表1 贛北地區(qū)主要鎢錫礦床地質(zhì)特征

3 成礦規(guī)律

3.1 圍巖建造對錫礦的成礦控制

贛北地區(qū)鎢錫礦與燕山期花崗巖巖漿及其熱液流體密切相關，研究燕山期花崗巖漿侵入時的圍巖成礦建造具有重要的意義。雖然鎢錫礦可形成于不同的構造背景，但全球鎢錫礦的發(fā)育受控于巖漿形成時富W-Sn沉積巖(或圍巖)分布范圍[4]，即地層巖性中W-Sn含量對鎢錫礦成礦地質(zhì)體及礦床的形成具有重要的控制作用。基于本區(qū)晉寧期黑云母花崗巖是產(chǎn)于后碰撞的構造背景之下，且?guī)缀跛醒芯空哒J可的該區(qū)元古界對燕山期巖漿巖成巖物質(zhì)的貢獻[5]基本情況，本文也將其視作燕山期巖漿形成時的“沉積巖”。通過對區(qū)內(nèi)地層巖石和晉寧期花崗巖中的Au、Cu、Mo、Pb、Sn、W、Zn等成礦元素統(tǒng)計對比(表2)，發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)新元古界雙橋山群和晉寧期花崗巖的W、Sn、Mo元素的富集濃度高，是最有利于提供鎢、錫、鉬等成礦物質(zhì)來源的地層和巖石，其分布地區(qū)亦是找尋鎢、錫礦等的有利地段。

表2 贛北地區(qū)地層及晉寧期花崗巖成礦元素化學分析含量統(tǒng)計

3.2 構造對鎢錫礦的成礦控制

本區(qū)經(jīng)歷了從新元古代至新生代以來的多旋回構造運動，斷裂構造十分發(fā)育、復雜，常成帶成組出現(xiàn)，主要有NE向、EW向、NNE向及NW向4組斷裂帶。構造環(huán)境或構造作用是控制礦床在空間和時間上分布不均勻性的一級因素。區(qū)內(nèi)EW向斷裂帶由深大斷裂、逆沖-推覆構造體系構成，是區(qū)內(nèi)大地構造分界線，NE向斷裂帶是區(qū)內(nèi)表現(xiàn)特征最為明顯的一組斷裂帶，斷裂帶延伸性好，大部分延伸長度在數(shù)十千米至一百余千米，寬度數(shù)千米，成組呈帶狀平行展布；NNE向、NW向斷裂在區(qū)內(nèi)分布并不十分發(fā)育，但對成礦巖體也有著十分明顯的控制作用?？傮w上EW向與NW向斷裂交匯通?？刂浦嗌狡诖蠛?、云山、彭山、蓮花山及香爐山等“S”型中酸性巖漿巖分布，表現(xiàn)為近EW向帶狀展布，如大湖塘—蓮花山、香爐山—太陽山近EW向構造巖漿帶；出露或隱伏的巖基或巖瘤的長軸方向通常呈NW向展布，可能為NW向大斷裂控制作用的結果。這些巖基或巖瘤是本區(qū)鎢錫礦(田)床定位的重要的制約因素，且鎢錫礦床(點)主要分布于巖體的邊緣和巖體拱起的部位。同時，這些斷裂構造也是區(qū)內(nèi)鎢錫礦體最重要的控礦容礦構造(表3)，是控制礦體空間分布的重要因素。

表3 贛北地區(qū)斷裂含礦性統(tǒng)計結果

3.3 巖漿巖對鎢錫礦的成礦控制

在江南造山帶東段贛北地區(qū)經(jīng)歷了從新元古代至白堊紀多次巖漿活動，形成了廣泛分布的區(qū)內(nèi)各時代“S”型花崗巖。

新元古代早期揚子板塊與華夏板塊總體沿宜豐-景德鎮(zhèn)斷裂一帶碰撞拼貼，引起新元古代巖漿侵位形成以黑云母花崗閃長巖、黑云母花崗巖等組成的復式巖基，是本區(qū)鎢錫礦成礦重要的物質(zhì)來源之一[8]。早侏羅世—晚白堊世，受太平洋板塊與歐亞板塊碰撞作用，形成了大量的NE、NNE及NW向陸內(nèi)斷裂并伴發(fā)大規(guī)模巖漿活動，巖漿侵位受先存構造控制并被動侵位形成以黑云母花崗巖、二云母花崗巖和白云母花崗巖為主組成的復式巖體，巖石U-Pb定年統(tǒng)計顯示為151 Ma～91 Ma①。巖石整體具有高SiO2(70.75%～77.3%)、高Al2O3(12.58%～15.53%)、強堿(Na2O+K2O=5.39%～8.62%)、富含W、Sn、Mo、Cu等成礦有益元素(表4)為特征，是本區(qū)鎢錫礦最重要的成礦母巖。且自黑云母花崗巖→二云母花崗巖→白云母花崗巖(淺色花崗巖)演化造成巖石中暗色礦物、稀土總量逐漸減少，Eu負異常增強。巖石類型總體上自下而上為具有黑云母花崗巖→二云母花崗巖→白云母花崗巖→鈉長石化-云英巖化花崗巖(似偉晶巖)的垂向分帶特征[19-11]。這種垂向分帶的演化關系并非結晶分異的結果，而是花崗巖自交代的結果[10-11]。垂向分帶上的白云母花崗巖和鈉長石化-云英巖化花崗巖屬于蝕變帶花崗巖，是由原巖為黑云母花崗巖經(jīng)不同程度自交代形成的，引起自交代的流體來自侵位時發(fā)生的氣-液分離形成富氣流體相[11]。

表4 贛北地區(qū)燕山期巖漿巖成礦元素化學分析含量統(tǒng)計

富氣流體相與不同圍巖接觸產(chǎn)生不同的鎢錫礦床類型：①當圍巖為鈣質(zhì)巖系(如灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r等)巖石時，可形成矽卡巖型鎢多金屬礦體(如香爐山鎢礦床和曾家垅錫礦床)，礦體分布于巖體內(nèi)外接觸帶內(nèi)；②當圍巖為碎屑巖(如板巖、角巖等)巖系時，則在脈動構造運動的驅(qū)動下，通常以裂隙構造和微裂隙充填交代(即滲透交代)形成鎢或錫礦石英脈-石英網(wǎng)脈帶(如獅尾洞鎢礦床和大山塢鎢錫礦床)，個別尚見有含鎢鉬或錫銅石英脈-網(wǎng)脈體(如昆山鎢鉬礦床)和構造蝕變巖型鎢錫礦體(如桐木坑錫礦床)，這些礦脈發(fā)育于巖體頂部外接觸帶圍巖中；③當圍巖為長英質(zhì)巖系(如似偉晶巖、花崗巖、隱爆角礫巖、云英巖等)時，則多形成似層狀鎢錫礦體，礦體產(chǎn)于蝕變花崗巖中(如徐家尖錫礦床、平苗鎢礦床、茅棚店錫礦等)，分布于自交代作用形成的巖體上拱凸出部位內(nèi)接觸帶，少數(shù)因自交代淺色花崗巖體上部成巖后，在脈動構造運動的驅(qū)動下，使剛成巖部分冷凝收縮、裂隙擴張，并與外接觸帶圍巖的裂隙構造貫通，富揮發(fā)分和成礦金屬元素的“汽-水熱液”沿裂隙構造充填-交代形成構造蝕變巖型鎢錫礦體(如鄧家山錫礦床等)，并呈脈狀或透鏡狀分布于巖體內(nèi)外接觸帶中。

成礦作用與巖漿活動及其建造有著密切的關系，不同時期和不同類型的巖漿建造，又有其各自的成礦專屬性。一般深色花崗巖多與鎢礦相關，如香爐山、石門寺、大湖塘[12]、槽頭港等鎢礦)；區(qū)內(nèi)錫多金屬礦明顯受各復式巖體中最晚期次的淺色花崗巖(二云母花崗巖或白云母花崗巖)制約，礦體主要分布于其與圍巖(包括沉積、變質(zhì)巖和先期侵入的巖漿巖等)的接觸帶中，尤其是巖體上拱凸出部位的內(nèi)外接觸帶控錫作用更為明顯(圖3、圖4)，這與淺色花崗巖中Sn元素的濃集系數(shù)相對高于深色花崗巖緊密相關。

圖3 蓮花山礦田徐家尖礦區(qū)7線地質(zhì)剖面圖

圖4 香爐山鎢礦床22線地質(zhì)剖面圖

4 NNE向含礦巖脈地質(zhì)特征

前面已敘述，贛北地區(qū)總體上NNE向斷裂構造分布并不是很突出，但是通過分析研究發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)幾乎所有已知大中型鎢、錫礦床中均分布有此類斷裂構造，且多有中酸性花崗巖脈侵入充填(圖5)，形成醒目而特有的地質(zhì)景觀。

4.1 NNE向斷裂構造特征

大中型鎢、錫礦床中NNE向斷裂構造多為硅化破碎帶寬，堅硬致密，角礫成分復雜，中心部位以構造透鏡體、角礫巖及石英脈的普遍發(fā)育和強烈硅化為特征，不均勻破碎帶中具綠泥石化、強硅化。該組斷裂通常切割其他方向斷裂，具多期次活動的典型特征，一般表現(xiàn)出左行張扭性質(zhì)。斷裂帶長短不一，一般幾十米到幾千米，出露寬度一般為幾十厘米到幾十米，其傾向多為330°～360°，傾角多集中于50°～70°。沿斷裂帶常見中酸性巖脈侵入于斷層破碎帶中，伴有銅、鉛、鋅、鎢、錫、金等礦化或局部形成工業(yè)礦體。總體上認為區(qū)內(nèi)該斷裂是鎢錫多金屬礦體最重要的控礦容礦構造，特別是對構造蝕變巖型錫礦體的明顯的控制作用(圖5)。具體如云山礦化集中區(qū)鄧家山礦區(qū)(圖6)和蓮花山礦田徐家尖礦區(qū)等錫礦體，是含錫花崗巖脈最突出的控巖容巖構造。

4.2 NNE向含礦巖脈找礦指示意義

贛北地區(qū)巖脈廣泛分布，巖性一般為主要為花崗斑巖，其次為細晶巖，少量輝綠巖脈。巖脈方向各異、規(guī)模懸殊。但由于巖脈是最普通、最常見的地質(zhì)體，它出露規(guī)模相對較小，在以往工作中，對成礦作用和成礦貢獻上往往重視程度不夠，把成礦潛力寄托在發(fā)現(xiàn)深成巖體上。然而，多數(shù)巖脈或多或少地與一些內(nèi)生金屬礦床有著千絲萬縷的聯(lián)系[13]。通過本次研究發(fā)現(xiàn)，贛北地區(qū)在已知的鎢錫多金屬礦礦集區(qū)(田)內(nèi)，均分布有侵位于張扭性NNE向構造帶中含礦巖脈，巖脈一般規(guī)模較大，其傾向多為330°～360°，傾角多集中于50°～70°(圖5)其長度遠大于巖脈寬度，長度一般幾十米到幾千米，出露寬度一般為幾十厘米到幾十米。這些巖脈下部存在成礦巖體通常可形成工業(yè)礦床(體)，且當下部成礦巖體為深色花崗巖并直接關聯(lián)時，一般形成鎢(錫)礦床(體)，如香爐山含鎢鉛鋅礦細晶巖脈直接與下部黑云母二長花崗巖有成因聯(lián)系的矽卡巖型鎢礦相關聯(lián)(圖3)；而當下部成礦巖體為與其直接相關的淺色花崗巖時，則一般形成錫(鎢)礦床(體)，如徐家尖含錫花崗斑巖脈下部分布有隱伏的淺色花崗巖體及蝕變淺色花崗巖型錫礦體(圖4)。這些顯示出，贛北地區(qū)NNE向含礦巖脈與巖脈下部存在成礦巖體的復合疊加具有較為明顯的成礦專屬指示性。

圖5 贛北地區(qū)NNE向含錫巖脈與錫礦床點分布關系示意圖

圖6 鄧家山礦區(qū)NNE向斷裂控制含錫花崗巖脈及礦體平面分布圖

5 結論

1)贛北地區(qū)鎢錫礦床類型多樣，主要有斑巖型、石英脈型、破碎帶蝕變巖型、矽卡巖型、錫石硫化物型礦床，均可納入花崗巖巖漿及其熱液流體構成的成礦體系，多具“多位一體”的分布特征。

2)贛北地區(qū)新元古代早期揚子板塊與華夏板塊碰撞拼貼，形成一套淺變質(zhì)(綠片巖相)、強變形的新元古代巨厚沉積-火山巖系，并且引起新元古代巖漿侵位形成以黑云母花崗閃長巖、黑云母花崗巖等組成的復式巖基，為本區(qū)鎢錫礦成礦重要的物質(zhì)來源。燕山期受太平洋板塊與歐亞板塊碰撞作用，形成了大量的NE、NNE及NW向陸內(nèi)斷裂并伴發(fā)大規(guī)模巖漿活動，形成總體上由深色花崗巖→淺色花崗巖演化趨勢的鎢錫礦巖漿巖母巖。一般深色花崗巖多與鎢礦相關，而其復式巖體中最晚期次的淺色花崗巖則通常是形成錫礦最為有利的成礦地質(zhì)體。

3)贛北地區(qū)從新元古代到新生代以來的多旋回構造運動造成區(qū)內(nèi)十分發(fā)育的斷裂構造系統(tǒng)。特別是在早侏羅世至晚白堊世，受太平洋板塊與歐亞板塊碰撞作用，造成了大量的NE、NNE及NW向陸內(nèi)斷裂并伴發(fā)大規(guī)模巖漿活動，巖漿受先存構造控制被動形成不同規(guī)模、不同產(chǎn)狀的巖基、巖瘤(株)及巖脈等鎢錫礦成礦母巖。但是，在以往地質(zhì)找礦勘查研究工作中，往往只注意前兩者，而對巖脈重視程度不夠。通過研究發(fā)現(xiàn)，贛北地區(qū)規(guī)模型NNE向含礦巖脈與巖脈下部存在成礦巖體的復合疊加具有較為明顯的成礦專屬指示性，即當其下部成礦巖體為深色花崗巖并直接關聯(lián)時，通常形成鎢(錫)礦床(體)；而當下部成礦巖體為與其直接相關的淺色花崗巖時，則通常形成錫(鎢)礦床(體)。但其成因機制可能與大規(guī)模的白堊紀晚期伸展環(huán)境相關，有待于進一步的研究。

致謝：評審專家對本文詳細而全面的審閱，提出的意見使本文的質(zhì)量得到很大提高，作者在此表示由衷的感謝。