江西遂川地區成礦地質背景及成礦模式探討

朱合胤，黃小年，劉 川

（江西省地質礦產勘查開發局贛西地質調查大隊，江西 南昌 330000）

1 區域地質背景

該區大地構造位置位于羅霄～諸廣隆起北部，區內主要出露基底地層，為震旦—奧陶系淺變質巖，構成一系列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，區內西面及南面被印支期、燕山期復式多種礦物體多次侵入。

2 區域地層特征

區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

主要分布于礦區東側及外圍東側，可分為底-下統牛角河組、底-中統高灘組和底-上統水石組。①底-下統牛角河組（∈0-1n）：為一套閉塞的淺海類復理石泥砂質沉積，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中統高灘組（∈2g）：為一套淺海相類復理石泥砂質沉積，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、硬砂質砂巖夾同色之板巖，并夾有數層含硅炭質多種礦物質，厚度2520米。③上統水石組（∈3s）：為一套淺海相類復理石泥砂質沉積，礦物特性主要為灰綠色厚層狀變余石英礦物與同色砂質礦物互為層，區域地層總厚度1535米。

2.2 奧陶系

主要分布于礦區外圍東側、北東側、南東側，可分為奧陶系下統茅坪組、中統對耳口組及上統花面垅組。

下統茅坪組（O1m）：礦物特性灰綠色厚層狀礦物、粉砂質礦物，含炭質礦物組成的地層體的為同期無機沉積，厚度約638米。中統對耳口組（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-厚層狀硅質礦物，為礦體的有利圍巖，厚度880米。上統花面垅組（O3h）：礦物特性主要為板狀礦物、炭質礦物、變余砂礦物，厚度＞2800米。

3 構造

3.1 褶皺構造

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：南東區（即堆前—衙前一帶）由10多個走向北西，軸面南西的倒轉背向斜組成北西向的線狀褶皺擠壓帶；北西區由走向為近南北向的倒轉向斜組成。成礦區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 斷裂構造

區域上主要發育北東向斷裂和北西向斷裂兩組，其中與成礦有關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育。江西省鏡內延長百余千米，硅化破碎帶發育，局部寬達250m～300m，構成陡峭山蜂。其中南風面一帶控制了加里東期多種礦物的分布，破碎帶內產出多個大、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：區域內發育多條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，擠壓現象明顯，與成礦作用不明顯[1]。

4 礦物特征

成礦區及外圍區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，位于區內黃坳大斷裂西側及南側。成礦區加里東期礦物侵入較強烈，該斷裂對礦體形態起著一定控制作用。

圖1 區域構造示意平面圖

4.1 印支期變斑狀黑云母

礦區及外圍的印支期變斑狀黑云母(二長)礦區域上稱之為南風面礦體。位于黃坳大斷裂西側呈基狀產出，礦體無分異分相標志，礦物無接觸變質，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，呈不規則弧形株狀產出，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。礦體邊緣相極不發育，礦物特性穩定，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，在本區深部逐漸形成一個富揮發分、礦物質的陸殼重熔型巖漿。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，發生結晶分異和熔離作用，富含SiO2的熱液，順斷裂貫入與礦床交代重結晶形成巨大脈狀礦體。

根據近期的研究成果，1:50000區域地質圖，礦物可以劃分為印支期、燕山期第二期。1:50000區域地質圖，圖面上的加里東期調整為印支期根據李獻華（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造圈閉的成礦環境中，由于礦漿的侵入而引起的礦床溫度增高而產生的飽和硅質熱液充填交代—重結晶作用形成的礦床。根據該地區礦物在變質成礦過程可以歸入為侵入礦漿早期冷凝結晶放熱而引起礦床溫度增高，在高溫高壓作用下產生的重結晶，使變質礦中的硅質礦物形成微晶-隱晶質礦物，這一過程中幾乎沒有或很少有外來物質的加入或帶出，是在固體狀態下，通過離子或者質子擴散來完成重結晶作用。溫度進一步升高，使原礦物在變質結晶的基礎上進一步選擇重熔，長英質低熔組分呈流體相出現了再結晶，從而產生塊狀的礦物。因此，礦床成因類型屬礦漿期后中高溫熱液充填交代-重結晶型礦床。

5.1 礦床成因分析

如下所述：

（1）構造控礦。區內礦體產于黃坳大斷裂兩側，與斷裂帶產狀基本一致，且延伸較長，礦床延伸超10千米，構造控礦作用明顯。

（2）礦物熱液與成礦的關系。區內的礦物為寒武系上統水石組（∈3s）、奧陶系下統茅坪組（O1m）、奧陶系中統對耳口組（O2-3d）、奧陶系上統花面垅組（O3h），礦物特性為變余砂巖、千枚巖、硅質板巖、結晶灰巖等，圍巖SiO2含量較高，圍巖的物理化學性質以及硬度、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，為礦床的重結晶形成提供了必要的熱源。印支期—燕山期漫長復雜的地質構造運動，區內地層變質作用形成變質熱液，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活化轉移形成變質熱液,熱液順斷裂貫入，形成脈狀礦體。變質熱液、礦物蝕變熱液為成礦提供豐富的礦液來源。

（4）成礦溫度。礦體受構造應力作用而發生多期礦化，產生不同的礦石結構、構造、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，說明區內多種礦物形成溫度為中高溫。

（5）成礦時間。區內礦體受多期構造應力作用，而發生多期礦化。區內以礦體的賦存空間、圍巖時代來，初步判別其成礦時間應在230Ma左右。

5.2 該類礦床特征總結如下

（1）礦體沿接觸帶發育，礦體形態、產狀比較規則，與接觸帶保持一致。

（2）熱接觸變質較連續，且規模大。

（3）圍繞侵入體的為嚴重產生接觸變質暈分帶較清楚，分為三個帶，即顯著的重結晶帶、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，熱變質程度也逐漸減弱，硅化程度也呈由強變弱的趨勢。

5.3 影響礦床形成的主要因素

（1）礦物的原始成分：下奧陶統的茅坪組（爵山溝組）細砂礦物、泥（粉）質砂巖。研究礦區的SiO2含量較高，提供了較好的礦床物質來源[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，對接觸變質礦床在一個封閉體系內之到熱力學平衡時，成礦物質接收的熱能應高于熱液所放出的熱能，熱液越大，成礦物質所接受的熱量也越大，重結晶也越完全。所以，大部分接觸變質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礦床。

（4）接觸帶深度。這個因素直接影響到接觸變質時靜壓力大，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，有利于接觸變質礦床的形成。

（5）礦漿與侵入體的接觸產狀。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）地質構造標志：大斷裂是找礦的有利區，斷裂內見大規模硅化角礫礦物帶，侵入體成分為中酸性礦物特性，含熱量大，為礦床的重結晶形成提供了必要的熱源。

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

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