方 平, 張平艷, 肖 興, 熊 寬, 何 攀, 曹海峰, 吳新華
(1.江西省地質(zhì)工程(集團(tuán))公司,江西 南昌 330029;2.江西省地質(zhì)調(diào)查研究院,江西 南昌 330030)
贛南地區(qū)在各個(gè)地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展階段和各時(shí)期的地殼運(yùn)動(dòng)中,相應(yīng)地形成一系列規(guī)模不等、性質(zhì)不同的斷裂構(gòu)造;尤其是深斷裂及大斷裂,對(duì)于江西省地質(zhì)構(gòu)造的發(fā)展、演化及成巖、成礦作用關(guān)系密切。前人(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1984;廣東省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1985;舒良樹(shù)等,1995;楊明桂等,1998;江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局,2017)對(duì)省內(nèi)基底構(gòu)造和主要斷裂帶進(jìn)行了厘定認(rèn)為,除深斷裂帶外,多數(shù)斷裂以斷續(xù)式側(cè)列分布為主,走向延伸一般十余千米至數(shù)十千米;其中不少斷續(xù)成帶,組成大斷裂帶(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1984;謝明瑛等,2009),大余-南城斷裂帶就是其中一條。該斷裂帶是江西省內(nèi)一條十分重要的斷裂帶,它規(guī)模巨大,由一系列數(shù)十千米到百余千米的北東向沖斷層或走滑斷層側(cè)列組成,總體呈“S”形(圖1),省內(nèi)延長(zhǎng)約330 km;往SW延伸至廣東省內(nèi)(廣東省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1985)。但對(duì)該斷裂帶的特征、控巖控礦信息等研究甚少。興國(guó)縣良村-高嶺斷裂帶是大余-南城深大斷裂帶的一部分,根據(jù)前人和近期最新區(qū)調(diào)成果,結(jié)合地球物理、地表、熱象及遙感影像等有關(guān)資料,筆者試圖從該斷裂帶的基本特征及其控巖控礦特征,以及本次在該斷裂帶中新發(fā)現(xiàn)的黃蠟石礦的成因和意義進(jìn)行探討,為今后地質(zhì)找礦提供參考。
興國(guó)縣良村-高嶺斷裂帶位于大余-南城深大斷裂帶中部的興國(guó)縣良村-高嶺一帶,延長(zhǎng)約100 km,由一系列十余千米到數(shù)十千米的NE向韌-脆性斷裂呈帶狀側(cè)列平行展布(圖1),單條主干斷裂延長(zhǎng)數(shù)千米至數(shù)十千米,帶寬數(shù)十米至幾千米;沿?cái)嗔褞D壓片理化、硅化破碎、糜棱巖(化)帶均較發(fā)育。該斷裂帶在重力場(chǎng)上也有反映,在興國(guó)到南城一線(xiàn)重力異常長(zhǎng)軸及排列方向,均沿?cái)嗔殉示€(xiàn)形分布(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1984;謝明瑛等,2009)。該韌-脆性斷裂帶以逆沖為主兼有走滑,具多期活動(dòng)的特點(diǎn)。
該斷裂帶在興國(guó)縣良村-鄭楓村-高嶺一帶有3條平行側(cè)列韌-脆性斷裂組成,單條斷裂延伸長(zhǎng)16~28 km,寬約50~70 m,局部幾百米。走向NE—NNE,傾向NW,傾角60°~80°。
該斷裂帶早期(加里東期),在興國(guó)縣良村和高嶺一帶,整體表現(xiàn)為韌性斷裂為主。韌性斷裂帶主要?dú)埓嬗谘嗌狡诤陀≈诨◢弾r中。由于后期構(gòu)造改造,韌性變形跡象沿走向顯得強(qiáng)弱不一,主要表現(xiàn)為NE—NNE走向的糜棱巖(化)帶及片理化帶,帶寬約15~20 m。韌性變形表現(xiàn)為糜棱巖(化)帶,帶內(nèi)花崗質(zhì)糜棱巖,呈糜棱結(jié)構(gòu)、眼球碎斑結(jié)構(gòu),定向構(gòu)造、條帶構(gòu)造。碎斑呈眼球狀、透鏡狀,粒徑0.8~8.0 mm,由鉀長(zhǎng)石、石英及細(xì)中粒花崗巖組成,碎基由粒徑小于0.02 mm的霏細(xì)狀長(zhǎng)英質(zhì)組成,部分呈條帶狀集中平行排列,顯示巖石條帶狀構(gòu)造、定向構(gòu)造?;◢弾r中石英呈近透鏡狀、條帶狀集合體,部分近拔絲組構(gòu),定向排列。長(zhǎng)石類(lèi)礦物具雙晶微彎曲、雙晶尖滅、矩形石香腸等變形組構(gòu)。云母類(lèi)礦物大致定向排列,其中白云母類(lèi)蝕變礦物,多有“云母魚(yú)”狀及扭折變形。根據(jù)薄片顯微特征,帶內(nèi)巖層磁鐵礦物具壓力影特征,在平行走向切面中應(yīng)力具右行特征(圖2),拔絲組構(gòu)亦顯示右行特點(diǎn)(圖3),反映了其沿NNE方向右行剪切運(yùn)動(dòng)的特征。片理化帶則表現(xiàn)為巖石中片理密集、平行發(fā)育,片理面平直,較光滑,片理產(chǎn)狀320°∠83°。
燕山期由伸展到強(qiáng)烈陸內(nèi)造山時(shí)期,受該運(yùn)動(dòng)影響,本斷裂再次活動(dòng),產(chǎn)生了一系列斜列式的右行走滑斷裂,主要表現(xiàn)為明顯的擠壓破碎帶。如在興國(guó)縣鄭楓村一帶,該斷層帶寬156 m,斷面呈舒緩波狀,產(chǎn)狀(295°~310°)∠(55°~70°),斷面上局部見(jiàn)擦痕、階步,擦痕線(xiàn)理產(chǎn)狀345°∠20°,表現(xiàn)以右行剪切平移運(yùn)動(dòng)為主,并具逆斷層性質(zhì)。斷層巖按變形特征可依次劃分為弱硅化碎裂巖帶、膝折帶、含石英團(tuán)塊破碎帶、擠壓透鏡體帶、膝折帶、碎裂巖帶、弱硅化碎裂巖帶(圖4)。另外,帶內(nèi)沿片理有石英脈貫入,脈寬約3~5 cm,且形成透鏡體狀(圖5)、脈狀,大小約10~30 cm,局部可見(jiàn)石英脈及擠壓片理呈彎曲狀,表明早期形成的片理受了擠壓作用;依據(jù)片理及石英脈被扭成彎曲狀、構(gòu)造透鏡體長(zhǎng)軸與斷層面的交角,指示斷裂構(gòu)造呈右行走滑性質(zhì)。
自晚白堊世始,本區(qū)地殼強(qiáng)烈伸展拉張,斷裂再次活動(dòng)。在良村、高嶺一帶,斷裂中心還保存有早期的構(gòu)造透鏡體和擠壓片理。在其兩側(cè)后期疊加有脆性變形(圖5)。斷層帶內(nèi)發(fā)育構(gòu)造角礫巖帶、硅化巖帶和碎裂巖帶,整個(gè)斷裂帶寬達(dá)3 km。構(gòu)造角礫巖帶之角礫大小為1~10 cm不等,呈棱角狀—尖棱角狀;角礫間充填的主要為基質(zhì)、巖粉和硅鐵質(zhì),基質(zhì)多為棱角狀碎粒。硅化巖帶中巖石具強(qiáng)烈的硅化,呈大小不一的石英團(tuán)塊和少量碎裂巖化板巖。石英團(tuán)塊中常見(jiàn)晶洞,晶洞中發(fā)育石英晶簇,石英晶簇多呈梳狀。斷裂邊部為碎裂巖帶,巖石破碎,大小多為5~30 cm,其中節(jié)理和裂隙發(fā)育,并具弱硅化現(xiàn)象。
良村-高嶺斷裂帶控巖特征明顯。各個(gè)時(shí)期對(duì)控巖的作用不同。早中期主要控制了加里東期、印支期、燕山期花崗巖的產(chǎn)出及定位,同時(shí)控制了基底褶皺的展布。自晚白堊世開(kāi)始,地殼強(qiáng)烈伸展拉張,導(dǎo)致蓋層褶皺的破壞和大規(guī)模裂陷成盆,形成了興國(guó)-高興等紅色盆地。
根據(jù)本次工作成果,沿良村-高嶺斷裂帶有一系列加里東期(鵝婆等巖體)、印支期巖體(高嶺巖體)、燕山期(古龍崗、良村等)巖體侵位,巖體多為巖墻擴(kuò)張式沿?cái)嗔焉锨侄?,這些巖體明顯受良村-高嶺斷裂帶的控制。
高嶺、古龍崗和良村巖體平面上呈近橢圓狀、多呈不規(guī)則狀產(chǎn)出,總體呈NE、NNE向展布,分布于NE、NNE向斷裂帶之間或旁側(cè),明顯受斷裂控制。圍巖中常有花崗巖枝或巖脈貫入,在巖體邊部常有圍巖捕虜體。燕山期構(gòu)造強(qiáng)烈活動(dòng),本區(qū)以斷裂活動(dòng)為主,形成NE、NNE向的右旋扭動(dòng)斷裂。在上述斷裂間產(chǎn)生了拉伸環(huán)境,為巖漿上侵提供了空間。深部巖漿經(jīng)巖墻擴(kuò)張的方式被動(dòng)侵位,然后在斷裂附近冷卻成巖。
由于后期高興-高嶺斷裂帶再次活動(dòng),對(duì)這些巖體產(chǎn)生切割、破壞。造成古龍崗和良村巖體平面上多呈不規(guī)則狀,高嶺巖體明顯呈右行扭動(dòng)。
晚白堊世該區(qū)進(jìn)入燕山期陸內(nèi)造山后的喜馬拉雅伸展期。沿區(qū)域性斷裂拉開(kāi),沿?cái)嗔褞纬闪艘幌盗惺芸赜诹即?高嶺斷裂的斷陷盆地,如興國(guó)等斷陷盆地,其展布總體呈NE—NNE向。該區(qū)側(cè)向堆積了巨厚的贛州群及龜峰群磚紅色陸相碎屑巖建造,多數(shù)屬箕狀斷陷盆地,且其沉降中心多向同生斷裂一側(cè)遷移,也有少數(shù)地塹式或結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的盆地。
興國(guó)盆地受控于良村-高嶺斷裂和寶石村NW向斷裂構(gòu)造的聯(lián)合控制。這兩條斷裂在白堊紀(jì)盆地形成時(shí)具有右行走滑特點(diǎn),使斷裂西部形成“S”形走滑拉分盆地。盆地形成初期,首先在兩條斷裂的交接部位產(chǎn)生拉分雛形,并沿兩條斷裂的邊界擴(kuò)張演化,西盤(pán)地塊下降,東盤(pán)地塊相對(duì)上升,形成在平面上呈紡綞形,在剖面上呈楔狀的內(nèi)陸盆地;盆地的沉積中心位于東部與地理中心嚴(yán)重偏離。周田組沉積時(shí),盆地的下降速度極其緩慢,盆地底形平坦開(kāi)闊,氣候干旱,沉積速率極低,以一套湖相細(xì)碎屑沉積為主,盆緣發(fā)育一些規(guī)模不大的沖積扇。隨后控盆斷裂的活動(dòng)出現(xiàn)間歇,使盆地抬升形成了贛州群與龜峰群之間的平行不整合。之后,斷裂活動(dòng)加劇,盆地快速沉降,氣候轉(zhuǎn)為濕熱為主,形成了一系列的沖積扇。在這一過(guò)程中由于良村-高嶺控盆斷裂上盤(pán)逐漸下降,因此在斷裂邊緣盆地內(nèi)形成北西向同沉積開(kāi)闊向斜(圖6)。
本區(qū)發(fā)育的紅盆是太平洋板塊與歐亞板塊相互作用下,板塊之間沿前期斷裂差異升降的結(jié)果。其形成大致經(jīng)歷了拉張下凹沉降→伸展斷陷→推擠壓縮等轉(zhuǎn)變過(guò)程。
斷裂構(gòu)造是成礦物質(zhì)活化遷移的主要驅(qū)動(dòng)力,它不僅是礦液活動(dòng)的通道和聚積場(chǎng)所,也是礦質(zhì)產(chǎn)生運(yùn)移的主導(dǎo)因素之一。良村-高嶺斷裂帶中或其附近區(qū)域礦產(chǎn)豐富,主要有鎢礦、金礦、螢石、黃蠟石礦等。
沿該斷裂帶鎢礦分布眾多,主要有畫(huà)眉坳鎢(鈹)、李家地鎢銅鉬、坪湖鎢礦,張家地、壇石坪鎢銅礦床等。這些鎢多金屬礦均受NE向構(gòu)造控制。其中興國(guó)畫(huà)眉坳鎢(鈹)礦位于畫(huà)眉坳SN走向復(fù)式背斜傾伏端,構(gòu)造復(fù)雜,為一近似弧形向SE傾斜的單斜構(gòu)造。斷裂構(gòu)造主要有NE向、NNE向;根據(jù)斷裂切割關(guān)系,NE向斷裂最早,NNE向和NEE向較晚。黑鎢礦石英脈主要充填于產(chǎn)狀(300°~320°)∠(65°~80°)扭張或扭張復(fù)合裂隙中,主要受良村-高嶺NE向構(gòu)造帶控制(干正如等,2009;吳少偉等,2017;曾載淋等,2017;王勇等,2009)。
區(qū)帶上的貴多金屬礦多為構(gòu)造蝕變巖型,與構(gòu)造關(guān)系密切(張慶林等,2017;幸世軍,2009)。如興國(guó)留龍金礦床、寨子腦金礦床、雞冠嶂金礦化帶均受良村-高嶺NE向構(gòu)造帶的控制。其中寨子腦金礦床位于良村-高嶺斷裂帶SW側(cè)的寨子腦,有3條礦脈,礦體呈脈(帶)狀、透鏡狀產(chǎn)出,主礦脈兩側(cè)斷續(xù)分布有低品位礦(化)體。礦體走向?yàn)?00°~350°,傾向東,傾角65°~74°。礦體為中部大,往南、北兩端逐漸變小或尖滅,沿傾向呈透鏡狀、不規(guī)則狀,即地表或近地表塊段較厚,往下變薄,厚度變化系數(shù)為69.19%~116.45%。
白堊紀(jì)斷陷盆地的一些控盆或盆邊斷裂,長(zhǎng)期存在且活動(dòng)頻繁(李長(zhǎng)江等,1991;李燈平等,2015),對(duì)螢石礦床的形成特別有利。
興國(guó)縣古龍崗、良村、高嶺一帶規(guī)模不等的螢石礦床星羅棋布。如隆坪、城崗、龍頭逕、王坑、黃砂、羅潭、譚家陂、高嶺等,這些螢石礦體基本上賦存于良村-高嶺斷裂帶內(nèi)或其派生斷裂構(gòu)造帶中。螢石礦體基本為NE—NNE向呈脈狀或透鏡狀展布。
興國(guó)縣良村鎮(zhèn)前村黃蠟石礦為本次調(diào)查良村-高嶺NE向斷裂構(gòu)造時(shí)首次發(fā)現(xiàn),礦體賦存于良村-高嶺斷裂帶內(nèi)。
區(qū)內(nèi)僅見(jiàn)巖漿巖出露,主要為燕山期黃陂序列d單元(ηγJ3d)和c單元(ηγJ3c),巖性分別為中-粗粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖和中粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖。局部見(jiàn)少量燕山期黃陂序列e單元(ηγJ3e)呈脈狀產(chǎn)出,巖性為細(xì)粒黑云二長(zhǎng)花崗巖。
良村-高嶺斷裂構(gòu)造在區(qū)內(nèi)為NE—SW向,產(chǎn)狀(80°~120°)∠(40°~60°),整體呈“尖”字狀(圖7),NE小,SW大,最窄處約50 m,最寬處約200 m。斷裂SW部呈叉型發(fā)育,分為兩條斷裂分別SW向和SSW向延伸,寬約 50~80 m。斷裂構(gòu)造在SW向表現(xiàn)較強(qiáng),NE向較弱,主體巖性為碎裂狀花崗巖,局部見(jiàn)角礫巖,巖石硅化極強(qiáng)。斷裂帶內(nèi)石英脈中常見(jiàn)黃蠟石化(圖8a)、褐鐵礦化,在水溝中褐鐵礦化尤為明顯(圖8b),斷裂外帶石英脈多呈灰白色或煙灰色。
本次發(fā)現(xiàn)黃蠟石礦體3條,集中分布于NE向斷裂帶中(圖9)。Ⅵ礦體寬約 20~30 m,長(zhǎng)約 350 m,呈透鏡狀分布,整體傾向SE,傾角較陡,產(chǎn)狀(100°~120°)∠(60°~75°)。黃蠟石以角礫狀產(chǎn)出,其中單個(gè)黃蠟石大小約10~25 cm。該礦體顏色為較純的蠟黃色,透明度較好,硬度強(qiáng),品質(zhì)中等偏好(圖10a)。Ⅶ礦體寬約10 m,長(zhǎng)約100 m,為石英脈帶型礦體,整體產(chǎn)狀為(130°~150°)∠(60°~85°)。黃蠟石呈細(xì)脈狀不均勻分布,脈寬約5~40 cm,肉眼觀察黃蠟石觀賞石整體體積占比約15%。該礦體礦石較堅(jiān)硬,顏色為較純凈的蛋青色,透明度較好,質(zhì)量較好(圖10b)。Ⅷ礦體產(chǎn)于Ⅶ礦體東部,與Ⅶ礦體近平行產(chǎn)出,寬約3~8 m,長(zhǎng)約50~80 m,整體產(chǎn)狀為300°∠50°。黃蠟石礦石以角礫狀、脈狀混雜產(chǎn)出,肉眼目估整體含礦體積比約30%左右,但該礦體顏色較雜,蠟黃色間夾鐵紅色等,透明度相對(duì)較差,礦石質(zhì)量中等偏下(圖10c)??傮w質(zhì)量較好,可做觀賞石或玉石。
黃蠟石具顯微纖維狀結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu),塊狀、條帶狀構(gòu)造,主要成分為玉髓,含量約92%~97%,顯微纖維狀,長(zhǎng)軸約0.04 mm,雜亂分布,混雜有微晶石英,其集合體呈低正突起。鐵質(zhì)為微量,塵狀、散染狀分布于淺紅色條帶中,見(jiàn)少量石英細(xì)脈,脈寬約2.50 mm,具梳狀結(jié)構(gòu);還可見(jiàn)少量圍巖殘留體碎塊。
黃蠟石在巖石學(xué)上是一種石英石,主要成分為石英。黃蠟石硬度大,摩氏硬度7°左右,韌性強(qiáng),極富穩(wěn)定性,其表層為黃蠟油狀,切面石心部分多為粉白或黃白、乳白色的石英微粒。
良村-高嶺斷裂帶在本區(qū)多次活動(dòng),在斷裂帶中形成了大量的硅化巖、石英巖或脈石英。當(dāng)這些石英石受到良村-高嶺斷裂再次活動(dòng),導(dǎo)致其破碎滾入酸性的泥土(花崗巖體風(fēng)化物)中,并長(zhǎng)期受酸性物質(zhì)的低溫溶蝕,使其表面產(chǎn)生蠟狀釉彩。其中一部分又因山洪暴發(fā),滾入山溪河溝中,經(jīng)多年的溪水沖刷及沙礫摩擦,表面變得油光滑膩,又經(jīng)水中各種礦物元素(主要為Mn、Fe)的長(zhǎng)期滲蝕,形成蠟黃、淺紅、淡紫等色彩。
從斷裂特征和黃蠟石礦成因分析,黃蠟石礦的原巖為硅化巖、石英巖或脈石英,其主要形成于燕山期和晚白堊世,因此黃蠟石礦的形成時(shí)代可能為燕山期或喜馬拉雅期。
該黃蠟石礦的發(fā)現(xiàn),填補(bǔ)了興國(guó)地區(qū)寶玉石礦床類(lèi)型的空白,為興國(guó)-黃陂(寧都)-(泰和)一帶尋找寶玉礦床開(kāi)辟了新思路。前人一直認(rèn)為該區(qū)是尋找螢石礦、鎢多金屬等礦床的有利地區(qū),該黃蠟石礦的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明該區(qū)存在新的礦床類(lèi)型,為找礦指出了新的方向。
黃蠟石礦體集中分布于良村-高嶺NE向斷裂帶中。該斷裂帶延伸長(zhǎng),規(guī)模大,往NE向?qū)幎?、泰和一帶也有黃蠟石礦的發(fā)現(xiàn),顯示出區(qū)內(nèi)有利的成礦地質(zhì)條件和巨大的找礦潛力。該礦易開(kāi)采,見(jiàn)效快,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
良村-高嶺斷裂帶是由一系列十余千米到數(shù)十千米的韌-脆性斷裂側(cè)列組成。沿線(xiàn)糜棱巖帶、擠壓片理化帶、透鏡體帶、膝折帶、硅化破碎帶發(fā)育,指示斷裂具多期活動(dòng):早期表現(xiàn)韌性為主;中期為正斷層性質(zhì)特征;晚期以右行走滑為主。該斷裂控制著加里東期、印支期、燕山期花崗巖的侵位和興國(guó)等斷陷盆地成生與發(fā)展,對(duì)分布在興國(guó)地區(qū)一系列的螢石礦、黃蠟石礦、金礦、鎢礦的控制作用明顯。通過(guò)對(duì)該斷裂帶的調(diào)查,新發(fā)現(xiàn)了黃蠟石礦,填補(bǔ)了興國(guó)地區(qū)寶玉石礦床類(lèi)型的空白,為興國(guó)-寧都-泰和一帶尋找寶玉礦床開(kāi)辟了新思路。