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摘要 :白面石地区位于华南板块的中部武夷山隆起 带上, 大地构造位置处于华夏古陆与华南褶皱带的全南- 寻乌隆起的交汇部位, 是武夷山多金属成矿带与南岭多金 属成矿带的复合部位。该地区出露的主要为白面石岩体、 单观嶂岩体和罗浮岩体,岩体演化分带性良好,可为多金 属成矿提供物质来源。区内构造复杂,东西向、北北东向 和密集的北西向构造组成了白面石盆地内构造的基本格 架,控制着区内岩浆活动、盆地形成和发育,并对区内成 矿作用起到非常重要的控制作用。白面石地区磁异常形态 变化简单,为低缓的磁异常,钨锡等多金属矿种元素分散 晕围绕着花岗岩基展布。
关键词 :江西,白面石,多金属,矿床特征
1 前言
白面石地区地处赣粤边界,位于江西省寻乌县城西 南 240°方位直距约 32km 处,行政区划属江西省寻乌县 晨光镇及定南县鹅公镇管辖,面积约 120km2.工作区内交 通较为便利,高速、省道与县、乡道连接成网,各乡镇均 有班车相通,大部分乡村通水泥路。工作区内地貌以低山 丘陵为主,水系发育,植被茂盛,浮土覆盖较厚,主要有 松树、杉树及灌木等。山体总体呈北东走向,海拔一般在 300m ~ 840m 之间,地势高低相差较大,地形切割剧烈, 峰峦叠嶂。属亚热带湿润季风性气候,气候温和,雨量充 沛,夏冬季长,春秋季短,年平均气温 18.8℃。最热的 7 月 平均气温 28.5℃, 最冷的 1 月平均气温 7.6℃, 无霜期 280 天左右。年平均降雨量 1662mm, 年平均蒸发量 1576mm, 雨季主要集中在 5 ~ 6 月份,年均降雨天数 173 天。丰富 的水资源,特殊的地形和茂密的植被覆盖,使区内具有夏 季凉爽湿润、冬季寒冷干燥、春季回暖迟、秋季变温明显 的气候特征。区内经济以农业为主,伴有稀土矿业及林业 等产业。农作物以水稻为主,经济作物有柑桔、脐橙等, 寻乌县有“中国蜜桔之乡”“中国脐橙之乡”之称。区内居 民点相对较分散, 自然村庄较少, 人多耕地少, 劳力富余。 电力供应充足,水源丰富,可满足民用和工业用水。
工作区及周边矿产资源丰富,已发现的矿种主要有稀土、钨、 锡、钼、铜、铅、锌、铌钽、铁、钴、金、铀、泥炭、石灰石、 石材、磷、钾、石膏、黏土、水晶、硫铁矿、矿泉水、铀等。 研究区暂未设置规划区、自然保护区、水源地、风景名胜 地和其它禁止勘查区,暂未划置生态红线,对区内多金属 整体调查评价没有影响。区域地质方面,研究区前人已完 成包括 1:50000~1:200000 区域地质调查、1:200000 航磁测 量、1:50000 ~ 1:200000 区域化探扫面、1:200000 ~ 1:50000 区域重力测量,部分矿区或异常区开展了大比例尺的重 力、磁法、电法和遥感解译等工作。矿床地质方面,原中 南 309 队第九队先后在白面石地区开展了航空伽玛、航空 能谱、地面伽玛、地面能谱、爱曼以及放射性水化学找矿、 磁测和 1 ∶ 2000 ~ 1:200000 铀矿地质填图等工作。1996 年~ 1998 年,原华东264 队在赣州南部开展了《南岭多金 属成矿带(寻乌段)1:50000综合区调》项目,建立了区域 成矿模式,预测了白面石-菖蒲远景区。研究区多金属矿 种主要包括稀土、铁、锡、金及铅锌矿等矿产。区内相应 的矿产工作开展的较早,最早始于 1936 年周道隆等人。随 后有重工业部长沙地质勘探公司207 队、冶金部江西地质 分局220 普查队、江西赣南行署地质勘探大队、江西有色 冶金勘探公司 618 队,地质部江西地质局 908 队和 909 队, 江西冶金地质勘探公司 13 大队,二机部 608 队,江西省地 质局区域地质调查大队等地质单位开展了多金属矿找矿 工作。前人详实的地质工作,初步查明了工作区内稀土、 铁、锡、金及铅锌矿等矿产分布以及矿化特征。
特别是稀 土矿产以品位高、储量大、易开采等特点而被开发利用。 前人在白面石地区已开展了数十年的多金属矿地质勘查、 研究工作,落实了龙一系列矿床和矿点,取得了许多宝贵 的规律性认识,这对研究区找矿突破具有重要的意义。但 是限于当时“工作手段、技术条件、找矿思路”等多方面 的影响, 前人找矿工作的重点主要针对盖层底部砂岩和玄 武岩,而未重视基底花岗岩和火山机构及次火山岩、脉岩 中的矿化。加上区内控矿因素复杂,矿化类型多样,矿床 点带之间及其深部、外围尚存在工作程度相对较薄弱、认识不统一、众多成矿有利地段揭露勘查程度不够等问题。 但上述工作建立了本区地层层序, 查清了区域基本构造格 局,查明了区内矿产分布情况,总的而言,研究区找矿工 作主要集中在白面石等已知矿床, 外围及深部工作程度相 对较低,为新一轮的找矿勘查留下了较大的找矿空间。因 此,本文在前期研究的基础上, 重点从区域地层、岩浆岩、 区域构造等方面, 对白面石地区多金属成矿的相关地质特征进行了详细的总结和概括。
2 区域地质特征
白面石地区位于华南板块的中部武夷山隆起带上,大 地构造位置处于华夏古陆与华南褶皱带的全南-寻乌隆 起的交汇部位,邻近北西向信丰-平远断裂,又是武夷山 多金属成矿带与南岭多金属成矿带的复合部位。
地层中,震旦系坝里组零星分布于研究区东部、北东 部,厚度大于 1500m。岩性为深灰—灰白色中厚层状变余 细粒(长石、石英) 砂岩夹薄层粉砂质板岩、板岩。岩层 内褶皱、劈理、小绕曲等构造发育。震旦系老虎塘组分布 于研究区北东部,厚度大于 400m。部分被侏罗纪火山地 层覆盖。岩性为青灰色—浅肉红色变余细砂岩、变余粉砂 岩、薄层板岩、硅质岩、硅质板岩,呈互层产出。局部受 晚期侵入体的影响,见重结晶和角岩化现象。侏罗系林山 组分布于菖蒲东部一带,厚约 1230m。下部岩性为浅灰色 中-厚层状复成分砂砾岩和灰白、灰紫色厚层状中粗粒 长石石英砂岩夹薄层粉砂岩、炭质页岩,具明显的半韵律 结构,砾、砂呈叠瓦状定向排列。上部为灰紫-灰白色中 薄层状粉砂质千枚状绢云母板岩、石英长石砂岩夹薄层 页岩。与上覆菖蒲组不整合接触。侏罗系菖蒲组分布于菖 蒲、白面石一带,厚度约 1000m。其下部以基性熔岩与砂 岩、凝灰岩层产出,上部以酸性熔岩产出,构成明显的双 峰式火山岩。与上覆鸡笼嶂组呈不整合接触。依其岩性划 分为上、下两段。下段底部为一套砂岩、砂砾岩,其上覆 盖一层玄武岩于沉角砾凝灰岩、玻屑熔结凝灰岩,或为多 层玄武岩与多层砂岩、凝灰质砂岩呈灰层产出。其中玄武 岩具气孔-杏仁构造,并富含铁质和具强磁性特征。上段 主要为流纹斑岩、流纹岩、流纹质英安岩。侏罗系鸡笼嶂 组分布于研究区东部和南部,厚度大于 900m。底部为紫 红色砂岩、砂砾岩 ;上部以火山碎裂岩为主,岩性组合为 熔结集块岩、集块岩、角砾凝灰岩、流纹质含砾熔结凝灰 岩、流纹质晶屑凝灰岩。第四系(Q)主要表现为亚黏土、 亚砂土、砂砾石层,主要沿河流及沟谷两侧分布,形成冲 积、残坡积层。
研究区以中酸性岩浆侵入为主,具有多期次、多阶段 活动特点,常呈复式岩基产出,早期多为大规模岩浆侵入 活动,形成大型复式岩基,后期的岩体多呈岩株、岩瘤乃 至小岩滴、岩脉状产出,为补充侵入的产物。脉岩分布较 广,主要有花岗岩脉、花岗斑岩脉、石英斑岩脉、煌斑岩 脉和辉绿岩脉等,都是晚期岩浆侵入的产物。区内主要出 露罗浮复式岩体,由若干个多期次侵入的花岗岩体组成。 白面石岩体构成白面石-菖蒲火山盆地的基底, 岩体呈北 西向展布,岩性为中细粒二云母花岗岩,含大量白云母 ; 单观嶂岩体位于白面石岩体北侧, 平面展布形式略呈东西 向的不规则同心环带状,岩性为黑云母二长花岗岩,主体 为粗中粒黑云母二长花岗岩,补体为中粒(细粒) 黑云母 二长花岗岩。岩石成因类型为“S”型花岗岩。最近几年锆 石U-Pb 同位素年龄显示 :罗浮复式岩体是加里东期、海 西期、印支期和燕山期等多期次侵入的花岗岩体。火山活 动在本区主要分布在白面石-菖蒲地段,形成菖蒲旋回 (169Ma ~ 160Ma),是一套独特的双峰式火山岩系。此外, 区域上还出露大量煌斑岩、细晶岩等。此外,白面石地区 发育一系列北西向、南北向的辉绿岩脉以及石英斑岩或花 岗斑岩脉,对前人资料分析发现,绝大多数矿化分布在斑 岩脉的加持区内,而无斑岩分布的部位,见矿率极低,由 此可得脉岩侵入与成矿有密切关系。
本区经历了长期大规模岩浆-构造活动,基底岩系 (元古界和寒武系等) 普遍发生了区域变质作用,形成区 域变质岩,而且部分地区产生了混合岩化作用,形成大面 积的混合花岗岩。区域变质岩主要见于中—晚元古界和震 旦纪地层中,岩性为变质长石石英砂岩、含炭板岩、硅质 岩、千枚岩、片岩、片麻岩、麻粒岩和变粒岩等, 原岩恢复 为泥砂质建造,变质程度绿片岩相。构造岩见于各种地层 中,岩性主要为条痕状片糜岩、斜长片糜岩、花岗质片糜 岩等。出露于主要断裂构造带附近。混合岩大面积分布于 罗浮复式岩体周围,主要岩性为混合岩化变质岩,组成条 带状混合岩、眼球状混合岩、条痕状混合岩及混合花岗岩 带。混合岩化程度由花岗岩体向外由深至浅,远离交代花 岗岩体,混合岩化程度逐渐减弱。以往勘查中对白面石盆 地已投入了较多工作量, 但限于当时的地质认识和勘查能 力,已开展的勘查工作多数集中在 300m 以上,只有少数 地段勘查深度达到 300m ~ 500m,主要是控制产于上部 砂岩中的矿体, 对产于深部花岗岩基底中的矿体控制程度 相当低。虽然勘查揭露到基底花岗岩中铀矿化,但未做更 多工作。当时只注重对层状矿体的勘查,而忽视了对陡倾 构造控制的矿化研究和勘查。因此,对基底花岗岩铀成矿潜力无法判定。
3 成矿地质特征
白面石地区岩体演化分带性良好,单观嶂岩体岩性 为黑云母二长花岗岩 ,K-Ar法同位素年龄为 164Ma, Rb-Sr 法同位素年龄为 144Ma, 补体年龄 125.2Ma, 属燕山期。 罗浮岩体在本区南部有部分出露, 主体位于区外。岩性中 粒黑云母二长花岗岩, 岩石中晚期有不同期次岩株、岩瘤 的侵入。K-Ar 年龄 157Ma,属燕山期。白面石岩体作为罗 浮复式花岗岩体的一部分,也属重熔“S”型花岗岩,亏损 Eu,轻稀土元素富集等特点,其原岩为震旦系-寒武系 变质岩。
白面石盆地内构造十分复杂。由于地处南岭深层构造 东西向布格重力梯度带,又受到武夷山构造带和安远- 寻乌热隆环状构造的影响,故而东西向、北北东向和密集 的北西向构造组成了白面石盆地内构造的基本格架。研 究区处于中国东南活动大陆边缘,长期经受剧烈地壳运 动影响,留下了丰富的构造运动形迹。本区构造具有多阶 段活动特点,各种构造形迹发育,但以北(北)东向断裂 构造最发育为特征。总体上,组成以(北)北东向为主导, 东西、北西向构造为辅的网状构造格架。北(北)东向邵 武-河源断裂带为区域上主要断裂,它北起福建省崇安, 经邵武、建宁,过江西省石城、瑞金、会昌、寻乌,向南延 伸到广东省河源,进入南海。全长超过 1000km,破碎带 宽几米至几百米。该断裂带实际上由若干条断裂组成,该 断裂大致可划分出三段。断裂发育硅化,三角型断层面明 显。挤压活动强烈,断面呈舒缓波状,阶步显示南东盘向 北西仰冲。邵武-河源深断裂控制着研究区岩浆活动、盆 地形成和发育,并对区内成矿作用起到非常重要的控制 作用,沿此断裂带发现了一系列大小不等的铜、锡、稀土 等矿床(田)。东西向全南-寻乌断裂带为南岭东西向构 造带的主构造之一,区内延伸长 100km,宽约 4km,向东 延至福建境内。这些断裂连续延伸、斜列分布,断层挤压 破碎带发育,并具右旋扭动特点。断裂控制着东西向的花 岗杂岩带、侏罗纪基性-中酸性火山岩盆地及一系列断续 出露的基性、超基性岩小岩体。沿断裂带有明显的重力梯 度带、串珠状航磁异常。十余处温泉和地震震中沿断裂带 成串分布。北西向信丰-平远大断裂大致始于信丰,穿越 白面石-菖蒲盆地,止于平远南,是区域性的基底构造,控制着白面石岩体的展布和白面石-菖蒲火山盆地的形 成与发展。该断裂实际上是由一系列小断层组成,这些小 型断层规模大小不等,长约几十米到几千米。它们形态不 规则,具有膨胀、收缩、分支、复合现象。该断裂走向为 290°~ 320°, 倾向北东或南西,倾角一般 50°~ 75°。 断裂破碎带发育,以石英斑岩、流纹斑岩、辉绿岩脉(群) 充填为主,形成脉岩断裂构造破碎带。硅化角砾岩充填次 之,并有少量石英脉充填。由于断裂后期活动及脉岩充 填,对上覆盖层有破坏作用。
本区在 1:500000 的布格重力异常图中,处于赣东南 近南北向的重力异常梯度带上 ;在 1:200000 布格重力图 中,表现为复杂的重力场特征,其西侧为北北东向局部重 力高,南侧为北北东向局部重力低,北东侧也为局部重力 低,白面石矿田处于这三个局部异常的夹持区中。呈北东 向的磁异常反映了北东向邵武-河源、鹰潭-安远深断 裂。磁场特征表明,白面石矿田处于北东向断裂与东西向 全南-寻乌断裂带之交汇处,矿田内磁异常形态变化简 单,为低缓的磁异常,异常值在 0 ~ +50nT之间变化。前 人地面伽玛总量测量工作结果显示, 白面石矿田处在白面 石-新田-大黄砂相对伽玛偏高场、高场中。该偏高场、 高场呈近南北向展布, 宽 3km ~ 13km, 长约 30km。据江 西省地矿局重砂测量及金属量测量成果, 显示区内广泛分 布重砂分散晕及金属分散晕,主要有W、Sn、Pb、Zn、Ni、 Co、Mo、Ti、Cr、Be、Cu、Au、Hg、REE 等 金 属 分 散 晕, 绝大多数矿种分散晕围绕着花岗岩基展布,特别是W、Sn 和多金属矿种。
4 结论
白面石地区位于华南板块的中部武夷山隆起带,是武 夷山多金属成矿带与南岭多金属成矿带的复合部位。该地 区花岗岩体演化分带性良好, 可为多金属成矿提供物质来 源。研究区磁异常形态变化简单,磁异常低缓,钨锡等多 金属矿种元素分散晕围绕着花岗岩基展布。区内构造控制 着区内岩浆活动、盆地形成和发育,并对区内成矿作用起 到非常重要的控制作用。
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