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地理学论文:浅析赣南钨矿区域地质特征及找矿标志

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2013-11-11

(七)三叠系(T)

区内仅在崇义左溪见有下三叠统出露,江西南部缺失中三叠统的沉积,上三叠统则见于本区东侧于都地区。

下统(大冶群)主要为灰黄、黄绿色薄层状泥质页岩,粉砂岩及钙质页岩,间夹少量泥质灰岩,近上部常发育紫红、褐红色粉砂岩。出露厚度195米。整合与上二叠统大隆组之上。

上统(安源组)区内未见出露。本组直接不整合与石炭系船山组之上。为砂岩、粉砂岩及炭质泥岩,夹炭质粉砂岩及煤层,下部石英粗砂岩发育,夹

砾岩和含炭泥岩,底部为含粒粗砂岩及砾岩,厚度为201米。

(八)侏罗系(J)

区内未见侏罗纪地层出露。

(九)白垩系(K)

分布于赣州、池江、油石断陷盆地,未见下白垩统出露,上白垩统分为赣州组和南雄组。

上统赣州组为紫红、棕红色砂岩、含砾砂岩,粉砂岩间夹灰绿、灰、灰黄及紫红色泥岩、粉砂岩,局部地区有玄武岩、沉凝灰岩一级岩盐、石膏、卤水、泥灰岩、含铜砂岩等。产脊椎动物及植物等。厚度595-2406米。不整合在白垩纪以前的老地层之上。

上统南雄组上部为紫红、砖红色砂岩、粉砂岩和泥岩,夹少量砂砾岩和灰绿色细砂岩;产脊椎动物等。南雄组下部为紫红、砖红色厚层至巨厚层状砾岩,砂砾岩夹少量细砂岩和粉砂岩,偶夹灰绿、黄绿色中薄层状粉砂质泥岩;产腹足类,还产介行类以及产植物等。厚度584-7300米。下与赣州组普遍为整合关系或直接超覆于较老地层及岩体之上。

(十)新近系(E)

分布于池江断陷盆地,主要为下第三系的古新统和始新统,尚未发现渐新统和古近系。新近系为陆相红色建造。

下、中古新统(狮子口组)为砖红色砂质泥岩,钙质砂岩,砂砾岩组成。产哺乳类。厚度约128米。下与南雄组为整合接触关系。

上古新统(池江组)上部为紫红色泥岩夹砂岩、粉砂岩;下部为紫红色厚层状泥岩夹砖红色、灰绿色钙质泥岩和砾岩。产哺乳类。厚度约473米。与狮子口组为连续沉积。

中、下始新统(坪湖组)主要为紫红色、棕红色泥岩夹灰绿色或浅灰、灰黑色泥岩,钙质泥岩夹砾岩。产哺乳类和介行类、轮藻。厚度118-239米,未见顶。与下伏池江组呈整合接触。

(十一)第四系(Q)

分布较为广泛,其中以南康磹口—唐江一带分布较为集中,主要为河湖沉积类型,均为松散砾石。砂砾和粘土,厚度变化大。在冲积或洪积相产有钨、锡砂矿,具有一定的工业价值。

二.区域构造

江西南部地处华南褶皱系之万洋山—诸广山拗褶断带与武夷山隆褶断带。古生代阶段属古亚洲构造域,中生代阶段属滨太平洋构造域。崇余饶地区则位于万洋山—诸广山拗褶断带内次级北北东向复式向斜的东翼。区域曾经历多旋回构造运动,褶皱断裂发育,岩浆活动频繁,矿产资源丰富。

崇余饶地区内震旦纪和早古生代地层褶皱发育,一紧密线形褶皱为主,部分为同斜倒转褶皱,褶皱轴向多为北北西—北西向、近南北向或近东向向。本区西部对耳石—聂都一带主要为奥陶系、寒武系、震旦系组成的复向斜,轴线北部为北北西向,往南渐变为北西向,期间有两个大致横交轴线的扬起端;复向斜内部褶皱相当发育,一般向斜宽阔,背斜较窄,西部和南部被花岗岩体与断裂所破坏。本区东部上饶—新城一带为震旦系与寒武系构成的复背斜,轴线近南北向呈反“S”型延伸;复背斜西翼普遍倒转,次级褶皱十分发育。

区内晚古生代地层由于断裂和侵入体的破坏,加之风化剥蚀,仅残存于一些小型向斜或断陷之中,延伸多为北北东向或北西向,少数呈东西向展布。晚古生代地层的褶皱以宽展型为主,其中以斜贯本区中部的陡水—铅厂向斜规模较大,由泥盆系到下三叠统构成,轴线自南而北由北北东向-南北向-北北东向呈“S”型延伸,与早古生代地层的褶皱轴线斜交;此向斜西翼被断裂破坏。此外,还有思顺向斜等,多数仅有泥盆系所构成。

中新生代盆地的形成和堆积,主要受基底构造特别是大断裂的控制,分布范围较大的有赣州、池江、油石等盆地。盆地内中新生代的褶皱极其微弱,仅形成一些拗曲和平缓短轴褶曲。盆地形态和延伸方向以及发生发展过程,主要受北东—北北东向和近东西向断裂的控制。

崇余饶地区内断裂构造复杂多样,尤其是中新生代以来强烈的断块作用,形成一系列东西向、北北东向、北东向以及北西向、南北向多组断裂带,其中以北东-北北东、东西向断裂带发育最好、组成区域构造格架。

北东向断裂带在区内以池江深切断裂规模最大,为大余—南城深断裂的组成部分,沿断裂带尚有玄武岩溢出以及温泉和震中出现,重力场也存在一清晰的重力梯度带。池江深切断裂经历了长期反复多次强烈活动,控制着晚古生代以及中生代地层的沉积和分布,亦控制着燕山期花岗岩的侵入。此外还有义安、窑下、高滩等次级北东向断裂带。

北北东向断裂主要有铅厂断裂带,属崇义—万安大断裂的南段,由十余条冲断、裂平行斜列组成,具明显的坐行扭动特征;控制了晚古生代地层的展布和油石中生代盆地的沉积。与铅厂断裂带相似的还有北西部的上堡北北东向断裂带。在西华山以北地区,次级北北东向扭压性断裂与其伴生的北东东向扭裂、北西-北北西向张扭性断裂十分发育,对该期燕山期花岗岩和钨矿的分布有明显的控制作用。

区内东西向断裂带也相当发育,以古亭-南康东西向挤压断裂带规模较大,但连续性较差。在崇义与大余之间,次级东西向断裂发育,自南往北有总隆口、九龙脑—木梓园、漂塘、左拔、五子云—八仙脑等,各断裂大致呈4千米左右等间距出现,对九龙脑等燕山期花岗岩和钨矿的控制作用较为明显。

三.区域岩浆岩

区域地质发展史上,经历了多阶段的强烈构造运动,而几乎每一次重要的地壳构造运动,都有相应的岩浆岩形成,具有多旋回岩浆活动特征。区域广泛分布的岩浆岩,是从加里东期至喜马拉雅期以来不同强度的多期次岩浆活动的产物。在岩石类型上,各大岩类均有不同程度的分布,其中以花岗岩类占主导,中基性岩类次之。燕山期花岗岩浆侵入活动最盛,且与钨、锡、稀有等金属成矿关系极为密切。

(一)加里东期岩浆旋回

加里东岩浆旋回区域加里东期岩浆活动十分频繁,其分布广度和发育程度仅次于燕山期岩浆活动,并有其独自的特点。

加里东旋回的早期,除有分布相当广泛的火山喷发活动外,由于区域热动力变质,选择性重熔—交代,曾发生混合岩化、花岗岩化作用,出现有混合花岗岩。到加里东旋回晚期,混合岩浆发展成混染岩浆,并导致岩浆的侵入作用,形成混染花岗岩,以及岩浆侵入型花岗岩。

在崇余饶成矿区内,主要为加里东晚期岩浆侵入型花岗岩类,多呈中小型岩基或岩株产出,其中以上饶掩体比较典型。

上饶岩体分布于上饶县城以西,成椭圆状,面积约100平方千米,为以小型岩基。岩体的南、东南及西北角与寒武纪地层呈清晰地侵入接触关系,热接触变质现象明显,具有一定的同化混染作用;岩体北侧为上白垩统南雄组所覆盖;岩体西侧被中泥盆统陡水组直接沉积覆盖,界限较平直。故岩体形成时期应属加里东晚期。

上饶岩体主要为中-中粗粒似斑状黑云母花岗岩,其边缘为中细粒黑云母花岗岩,常具交代净边现象和蠕虫状结构。主要造岩矿物:斜长石20-30%,钾长石30-40%,石英35%,黑云母3-4%;主要副矿物有锆石、磷灰石、金红石、锡石、独居石、榍石,并见有褐帘石。岩石化学成分计算结果(如下图)

上饶岩体主要化学成分表(%)

属查氏化学分类的2类3科即硅酸过饱和的富碱性岩石。二氧化硅含量变化较大,从72.14-75.94%,基性组份偏低,为富硅钾贪铁镁的岩石。岩石中微量元素普遍出项Sn“W“Pb“Zn“Cu“Bi“Mo等,其中W“Sn含量高于酸性岩平均值,钨高出数十倍。

在上饶岩体西北部陡水一带出现几处小掩体,呈岩瘤或岩枝状侵入于上饶花岗岩中,称为陡水花岗岩,为形成上饶花岗岩的岩浆深部分异后期侵入体。岩浆后期蚀变普遍,形成大量气成矿物和气泡状云英岩。属加里东晚期岩浆活动形成的产物。

陡水岩体为白云母花岗岩,灰白色或微带肉红色,细粒花岗结构,主要造岩矿物平均含量为:斜长石20.4%,钾长石41.5%,石英34.1%,白云母3.8%,主要副矿物有锆石、锡石、电气石等。其岩石化学成分与燕山期成矿花岗岩十分相似,具有高硅、低铝、贫钙、铁、镁、钛等特点。岩石中微量元素W“Sn“Mo“Be的丰度很高,其中W“SN含量分别高于酸性岩平均值16倍和24倍。说明随着岩浆分异演化趋于完善,成矿元素有相对集中的趋势。

(二)海西—印支期岩浆旋回

区域海西—印支期(晚古生代—中三叠世)的岩浆活动尚有争论,目前已证实这个时期有范围不广的火山活动,形成有关的熔岩、火山角砾岩及凝灰岩;并且也有基性、酸性侵入岩。同时许多同位素年龄数据表明,海西—印支期岩浆活动不仅存在,而且还伴有混合岩化或花岗岩化的出现。

根据许多同位素年龄资料,并结合岩体产出特征与其它地质体的关系,初步认为西华山一带的大余城南片麻状花岗岩,以及漂塘、大龙山、罗家背等石英闪长岩,主要为海西—印支期岩浆活动形成的产物。

大余片麻状花岗岩岩石化学成分表

属查氏系列的2类四科二氧化硅饱和中碱性岩石。岩石中微量元素钨、锡含量很高,Mo“Bi“Cu“Pb“Ag等元素也有一定的含量。

关于大余城南片麻状花岗岩体的时代划分,主要有两种意见:一种认为归属加里东晚期,一种认为属海西期岩体。

B. 石英闪长岩、闪长岩

区域所见海西—印支期石英闪长岩、闪长岩较多,但一般规模较小,呈小岩株、岩瘤或岩盖状产出。主要出露于漂塘、大龙山、罗家背、塘下、河皮等地,岩体分布受北东或北西向断裂控制较为明显。

漂塘石英闪长岩岩体规模较大,东西长1.2千米,南北宽0.4千米,岩体长轴作北西方向延展,岩体呈上大下小的漏斗状,南部侵入于寒武系,北侧与中泥盆统陡水组呈断层接接触,同位素年龄242MA、253MA、287MA。漂塘岩体之难5千米处与之相同的罗家背石英闪长岩侵入于中泥盆统陡水组,并使陡水组石英砂岩强烈变质。可见,这两个岩体形成的地质时代较为可靠。

漂塘石英闪长岩主要造岩矿物含量(%):斜长石40-50,钾长石10-15,角闪石12-18,石英5-10,辉石3-5,黑云母5-20.副矿物主要有锆石,磷灰石,磁铁矿,以及少量钛铁矿、黄铁矿、黄铜矿、黑钨矿和锡石等。微量元素中锡含量高达60,铜、铅含量分别为30与40.

各主要石英闪长岩与闪长岩岩体的岩石化学成分特征列表如上图。漂塘石英闪长岩二氧化硅含量较高,已接近花岗闪长岩类化学成分,K2O+Na2O总量达7.72%;Fe2O3/FeO比值较低,说明岩体是在深度较大的氧化还原电位条件下形成的。

(三)燕山期岩浆旋回

区域内燕山期岩浆活动极为强烈,就岩浆作用类型而言,有火山喷发作用和次火山浅成—超浅成的侵入作用,也有深成演讲的侵入作用。岩石类型颇为复杂,从喷出岩类到深成岩类,从深源岩浆的侵入的中基性岩类,与火山作用有一成因联系的中酸性岩类,到重熔再生岩浆侵入的花岗岩类等,均有不同程度的发育,其中花岗岩类的分布几乎遍及全区,形成规模不等的岩基,岩株,岩瘤和岩脉。岩浆活动具有典型的多期多阶段特征,并常形成复式岩体,根据构造运动和岩浆活动特点,可划分为燕山早期三个阶段和燕山晚期二个阶段。

燕山期花岗岩浆活动与钨锡,稀有稀土等矿产的形成有着成因联系,是区域上最重要的一个成矿期。

在西华山—棕树坑矿带范围,燕山期岩浆活动也十分频繁,形成了多期次的侵入的复式花岗岩体,部分已暴露地表,但大部分仍隐伏于地下一定深度;其中西华山花岗岩株为出露范围最大的燕山期多阶段侵入的复式岩体。此外,还有洞脑、太平山等花岗岩呈岩瘤产出,与花岗岩有关的酸性岩脉分布更为普遍。根据深部钻孔和坑道工程揭露资料,已相继在漂塘、大龙山、木梓园、新安子、鸭子脑等矿床深部发现隐伏燕山期花岗岩,其中漂塘斑状细粒黑云母花岗岩钾-氩法同位素年龄155.69_+1.8MA,推测在一定的深度彼此有连成一体的趋势。

隐伏岩体的岩石类型主要为黑云母花岗岩,岩体边部或顶部常见含石榴子石细粒二云母或白云母花岗岩,其边缘往往出现“似伟晶岩边或团块”或“云英岩壳”等,并常见细晶岩脉、伟晶岩脉以及钾、钠化或云英岩化花岗岩脉等。

各隐伏花岗岩中钾长石的含量多于斜长石,且以微斜长石或微斜条纹长石为主,正长石少见;斜长石主要为奥纳长石,一般An值为7-13,并经常有少量钠长石;暗色矿物较少;主要为黑云母,含量一般在5%之下;石英含量多在30%之上。花岗岩中副

矿物常有黑钨矿、锡石、辉钼矿存在,并以含硅铍钇矿等稀土矿物为特征;而褐帘石,榍石、金红石、钛铁矿。磁铁矿等含量甚微;石榴子石与萤石、电气石含量较多,有时石榴子石的含量占副矿物总量的绝大部分。花岗岩普遍有程度不等的自交代蚀变作用,常以钾微斜长石化为主,此为白云母化,而钠长石化微弱。这些均为本区各隐伏花岗岩体岩石学的共同特征,但是,与不同矿化有关的花岗岩也有一定的差异。

燕山期花岗岩普遍含有较高丰度的Wu“Sn“Bi“Mo“Be“Ta等矿化成分,其中钨的含量一般高于酸性岩平均值的13-26倍;这些花岗岩中li“Rb的含量也明显偏高。

上述燕山期花岗岩的共同特点,是本区钨矿床形成的重要条件,同时也反映出与钨矿有关花岗岩的一般特征。但是,燕山期花岗岩之间的岩石特征及分异演化程度也有一定的差异,其矿化特征和矿化强度也有所不同。

(四)喜马拉雅期岩浆旋回

区域喜马拉雅期岩浆活动比较微弱,在池江中新生代盆地内的大合一带,见有喜马拉雅期辉绿岩呈岩瘤产出,与下伏第三系古新统池江组呈侵入接触,与围岩接触面很陡。岩石为黑色,风化后呈黄褐色,具斑状构造,斑晶为斜长石,辉石,石基为基性斜长石,单斜辉石,磁铁矿,玻璃质组成。岩石次生蚀变为绿泥石化,碳酸盐化,并见有次生方解石,沸石组成。其主要氧化物二氧化硅含量为47.04%,属钠、铁质基—超基性岩类。并发现有镍的矿化现象。

此外,沿池江北东向大断裂,在江西坳、崩岗下等地,见有岩瘤状产出的花岗岩,据有关资料报道可能为喜马拉雅期侵入体,但具体不详。

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