夏中智,王先廣
(江西省地質(zhì)勘查基金管理中心,江西南昌330025)
江西朱溪超大型鎢銅礦床拆離與推覆造山動熱成巖成礦機制
夏中智,王先廣
(江西省地質(zhì)勘查基金管理中心,江西南昌330025)
江西朱溪鎢(銅)礦床是近年發(fā)現(xiàn)的超大型白鎢(銅)礦床,地處揚子、華夏古板塊間欽杭結(jié)合帶北東部近東西向塔前—賦春推(滑)覆構(gòu)造前鋒帶中西部,位于北北東向走滑伸展滑脫型疊瓦式斷裂帶復(fù)合部位。在研究成礦地質(zhì)背景、構(gòu)造控礦特征的同時,著重研究 “鏟式拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造系緩傾斜弧形大轉(zhuǎn)彎地段”控制巨厚大(似)層狀矽卡巖型礦體過程,并對其“拆離與推覆”造山動熱成巖成礦機制等進行了研究和探討。
成礦地質(zhì)背景;鏟式拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造系;超大型鎢(銅)礦床;江西朱溪
20世紀80年代以來,推(滑)覆、走滑伸展構(gòu)造及滑脫剝離斷層的成礦機制,已成為礦田、礦床構(gòu)造地質(zhì)學及礦產(chǎn)成礦預(yù)測研究的熱點。
近年來,在江西塔前—賦春礦集區(qū)朱溪銅礦區(qū)外圍深部發(fā)現(xiàn)規(guī)模巨大的鎢(銅)礦體,地質(zhì)找礦取得了重大突破,鎢礦床規(guī)模為超大型(王先廣等,2012,2014;劉定明等,2014;王先廣,2014)。長期以來,眾多學者對該區(qū)成礦地質(zhì)背景和構(gòu)造控巖控礦作了大量研究(楊明桂等,1997,2003,2006;毛景文等, 2011) 。
本次研究在野外地質(zhì)調(diào)查和鉆孔巖芯觀察的基礎(chǔ)上,對朱溪鎢銅礦床成礦地質(zhì)背景、成礦條件、控礦因素、構(gòu)造控巖控礦特征進行了探討,著重研究了 “鏟式拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造系緩傾斜地段”控制巨厚大(似)層狀矽卡巖型礦體過程中,對朱溪鎢銅礦床的“獨特性”及其花崗巖漿流體的來源、“拆離與推覆”造山動熱成巖成礦機制等進行了研究和探討。
江西朱溪鎢(銅)礦床是近年發(fā)現(xiàn)的超大型白鎢(銅)礦床,地處揚子、華夏古板塊間欽杭結(jié)合帶北東部江西段宜豐—樂平大型近EW向推(滑)覆構(gòu)造系統(tǒng)東部樂平大型推(滑)覆構(gòu)造系內(nèi)之塔前—賦春推(滑)覆構(gòu)造前鋒帶中西部(朱志澄,1991;包家寶等,2002) ,并位于贛東北(德興—東鄉(xiāng))NE—NNE向大型走滑推(滑)覆構(gòu)造系北西側(cè)(上盤)走滑伸展滑脫型疊瓦式斷裂帶復(fù)合部位(圖1)。前人對塔前—賦春推(滑)覆構(gòu)造前鋒帶及其塔前—賦春Cu-W-Au多金屬礦集區(qū)進行過不同程度的研究(朱志澄等,1989;楊明桂等,1997)。
礦區(qū)北西邊界為區(qū)域性逆沖推覆斷裂帶中段,新元古界萬年群變質(zhì)基底以高角度逆沖推覆于上三疊統(tǒng)安源組之上;礦區(qū)南東邊界主要是沿蓋層上石炭統(tǒng)黃龍組與基底新元古界萬年群之間發(fā)育的主干拆離滑脫剝離斷裂帶,其蓋層上石炭統(tǒng)黃龍組、船山組灰?guī)r中的鎢銅成礦元素含量都很高(何細榮等,2011;王先廣,2014;王先廣等,2014a),是控制朱溪鎢銅礦床主礦(體)帶的最重要構(gòu)造(圖2)。
圖1 超大型朱溪鎢銅礦床區(qū)域大地構(gòu)造位置圖Fig.1 Map showing regional geotectonic location of the super-large Zhuxi tungsten-copper deposit
礦區(qū)深部礦化花崗巖類A/CNK值均大于1.1,屬富鉀的強過鋁質(zhì)花崗巖,具顯著的負Eu異常,屬基底陸殼重熔型高分異偏堿花崗巖(陳國華等,2012;王先廣等,2015b)。
礦床的“獨特性”是確定礦床的成因及其成巖成礦機制的最重要事實依據(jù)。綜合“朱溪式”超大型鎢(銅)礦床的獨特性主要有以下7個方面:(1) 多層次大型變形構(gòu)造疊置復(fù)合成礦地質(zhì)背景;(2) 俯沖型推(滑)覆構(gòu)造是巨厚大似層狀矽卡巖型礦體形成的先決條件;(3) 拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造系是礦床主體控巖控礦構(gòu)造型式;(4) 超大型礦體產(chǎn)于鏟式主拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造系緩傾斜弧形大轉(zhuǎn)彎地段;(5) 巨厚大(似)層狀矽卡巖型礦體礦石礦物共生組合受一定層位的控制;(6) 蝕變與礦化具同源、同時、同空間的衍生關(guān)系;(7) 礦化巖體源巖為新元古界陸殼物質(zhì)重熔分異演化的產(chǎn)物(李巖等,2014;劉戰(zhàn)慶等,2014)。
圖2 朱溪鎢銅礦區(qū)綜合地質(zhì)構(gòu)造略圖(據(jù)《朱溪外圍(30線—78線)鎢銅礦普查報告》,2015修改)1-第四系;2-三疊系;3-二疊系;4-上石炭統(tǒng)船山組;5-上石炭統(tǒng)黃龍組;6-新元古界萬年群;7-細晶巖;8-花崗斑巖9-閃長玢巖;10-煌斑巖;11-透閃石-陽起石化帶;12-綠色蝕變巖帶;13-地質(zhì)界線;14-實、推測斷層;15-主拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂;16-層間拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂;17-隱伏鎢(銅)礦體范圍;18-以往完工鉆孔;19-本次完工鉆孔及其編號Fig.2 Geological sketch map showing comprehensive geological structures of the Zhuxi tungsten-copper deposit(modified from General Investigation Report of Tungsten Copper Deposit surrounding the Zhuxi area of prospecting lines No.30-78, 2015)
朱溪鎢銅礦床所處區(qū)域(塔前—賦春)為“五個大型變形構(gòu)造多層次疊置復(fù)合成礦地質(zhì)背景”,是朱溪鎢(銅)超大型礦床形成的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造前提。該區(qū)屬于長期活動的宜豐—景德鎮(zhèn)—歙縣板緣超殼斷裂東段,中新生代板緣超殼斷裂帶發(fā)生強烈的剪切張開,沿斷裂帶為中酸性斑巖帶及其Cu-W-Au多金屬成礦帶的導(dǎo)巖、導(dǎo)礦良好通道。
新元古代晚期大型陸緣裂陷槽貫穿全區(qū),同期板緣“裂谷” 萬年群變質(zhì)基底以富含W、Cu、Pb、Sn、Mo、Zn等成礦元素為特征,中新生代發(fā)生拆離、放熱、重熔、造漿,形成“動熱熔漿成礦熱流體”,提供了重要的成礦物質(zhì)來源(陳國華等,2015)。
晚古生代裂陷富含W、Cu碳酸鹽巖礦源層的疊置,不僅進一步豐富了成礦物質(zhì)來源,其易碎裂、化學性質(zhì)活潑的碳酸鹽巖又為“動熱變質(zhì)成礦熱流體”的循環(huán)交代提供了龐大容(儲)礦空間。
中新生代江西宜豐—樂平大型推(滑)覆構(gòu)造前鋒波及全區(qū),其所在的塔前—賦春推(滑)覆構(gòu)造前鋒帶是朱溪銅鎢礦床主體控巖控礦構(gòu)造,其與北北東向走滑沖斷推(滑)覆斷裂帶上盤走滑伸展構(gòu)造復(fù)合(王先廣等,2015c),“鏟式拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造系”發(fā)育及其反復(fù)疊加富集的多種熱流場和成礦復(fù)合構(gòu)造異常部位,有著巨大的鎢、銅、金多金屬資源成礦潛力。
朱溪鎢銅礦床定型于燕山期(中晚侏羅世—早白堊世)推(滑)覆-走滑伸展構(gòu)造熱動力活動與成礦作用的鼎盛期。
朱溪礦區(qū)處于塔前—賦春地區(qū)推(滑)覆構(gòu)造帶的中段,因3條主逆沖斷裂都侵位到沉積蓋層之上,所以形成基底(新元古界萬年群)-逆沖推覆斷裂-蓋層(上古生界碳酸鹽巖與碎屑巖)-拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂-基底組合體的重復(fù),屬于下(基底)推、上(蓋層)滑的陸內(nèi)俯沖型推(滑)覆構(gòu)造的一種普遍形式,即多層次拆離滑脫-逆沖擴展模式。唯此,才能解釋朱溪礦區(qū)推(滑)覆(拆離與推覆)形成的“兩層樓式” 基底逆沖疊瓦式結(jié)構(gòu)類型及其相應(yīng)的多層次拆離滑脫-逆沖的擴展模式,以及拆離滑脫剝離復(fù)合斷層上、下盤都發(fā)生變形變質(zhì)(蝕變)的基本事實。這種俯沖型推(滑)覆構(gòu)造的擴展形式,促使W、Cu成礦元素含量高,化學性質(zhì)活潑,同時剛、脆性強(易于碎裂)的碳酸鹽巖飄浮于強大的“主拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造帶”之上,其下又為高W、Cu且柔韌性強(易于重熔)的變質(zhì)巖基底,構(gòu)成了沿“鏟式拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造系”形成遠離巖體巨厚大動熱層滑(似)層狀矽卡巖型鎢(銅)多金屬礦(化)體的先決條件(圖3)。
圖3 塔前—賦春推(滑)覆斷裂帶中段(朱溪)構(gòu)造剖面圖1-上三疊統(tǒng);2-上二疊統(tǒng);3-中二疊統(tǒng);4-上石炭統(tǒng);5-新元古界萬年群;6 -粉砂巖;7-砂巖;8-灰?guī)r;9-大理巖化灰?guī)r;10-變質(zhì)巖;11-推覆斷裂;12-滑覆斷裂Fig.3 Structural profile of the middle section of Taqian-Fuchun nappe (slip) fault zone
4.1 “拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造系”是礦床主體控巖控礦構(gòu)造型式
北東東向推(滑)覆構(gòu)造滑覆拆離滑脫斷裂與北北東向走滑伸展構(gòu)造剝離扭裂面復(fù)合形成的“拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造系”是礦床主體控巖控礦構(gòu)造型式。
朱溪礦區(qū)各種蝕變礦化類型礦體均受控于“拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造系”: 裂隙脈帶型礦體主要賦存于淺部次級滑脫剝離斷裂帶;云英巖網(wǎng)脈型礦體主要賦存于中淺部茅口組(P2m)與棲霞組(P1q)之間的次級滑脫剝離斷裂帶;(似)層狀矽卡巖型礦體主要賦存于F2主拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂帶緩傾斜部位上盤黃龍組(C2h)白云質(zhì)大理巖和船山組(C2c)大理巖中;蝕變花崗巖型礦體較嚴格受上石炭統(tǒng)船山組與中二疊統(tǒng)棲霞組間次級層間拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂帶的制約。
4.2 超大型礦體產(chǎn)于“鏟式主拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造帶緩傾斜弧形大轉(zhuǎn)彎地段”
朱溪礦區(qū)外圍(30線—78線)深部以(似)層狀矽卡巖型鎢銅礦體為主,產(chǎn)布于蓋層與變質(zhì)基底間“鏟式主拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造帶緩傾斜弧形大轉(zhuǎn)彎地段”上盤上石炭統(tǒng)黃龍組與船山組碳酸鹽巖地層巖片內(nèi);當鏟式斷裂組合往深部傾角變緩時,伴隨拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂,糜棱巖化、片理化、片糜理化的持續(xù)發(fā)展或產(chǎn)出無根勾狀柔皺,其上盤滑脫剝離斷裂帶的伴、派生構(gòu)造不斷涌現(xiàn),發(fā)育于“主拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂帶”與上石炭統(tǒng)黃龍組與船山組次級拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂帶間有一系列低角度正斷層和反骨牌式多米諾斷層組成的“X”共軛斷裂(隙)群,構(gòu)成主、次級滑脫剝離斷層交匯帶組成的多層次正向滑脫剝離構(gòu)造群,從而形成厚度(延深)500~800 m的較為連續(xù)的礦體。
朱溪超大型鎢(銅)礦體,如遠離巖體的巨厚大似層狀矽卡巖型1號礦體(占全區(qū)WO3總資源量的94.18%,占全區(qū)銅總金屬量的94.82%),已基本控制走向延長1 200 m,傾向延深140~1 918 m。礦體走向北北東,傾向北西西,傾角29°~77°。礦體主要賦存于 “鏟式主拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂帶緩傾斜弧形大轉(zhuǎn)彎地段”上盤巨厚似(層狀)矽卡巖中(王先廣等, 2015b),礦體由南東東往北西西傾角有變緩的趨勢,橫剖面上總體呈“掃帚狀”(42線)、花籃狀(54線) 產(chǎn)出,礦體底界與主拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂帶產(chǎn)狀基本一致(圖4)。其中,厚大富鎢銅礦體(w(WO3)≥ 1.00%)絕大多數(shù)屬于由透輝石、透閃石、石榴石等組成的厚大似層狀干矽卡巖型礦體,富礦體下界線為船山組大理巖和黃龍組白云質(zhì)大理巖的組間次級滑脫剝離復(fù)合斷裂帶界面。
圖4 朱溪礦區(qū)主要礦體類型分布略圖(據(jù)饒建鋒等修改)1-第四系;2-安源群;3-長興組;4-樂平組;5-茅口組;6-棲霞組;7-船山組;8-黃龍組;9-萬年群;10-斷裂;11-層間拆離滑脫剝離斷裂;12-主拆離滑脫剝離斷裂帶;13-花崗斑巖;14-花崗巖;15-閃長巖;16-銅礦體;17-鎢礦體① 裂隙脈帶型礦體;② 云英巖網(wǎng)脈型礦體;③-1 細脈干矽卡巖型礦體;③-2 厚大(似)層狀矽卡巖型礦體;③-3 細脈濕矽卡巖型礦體;④ 蝕變花崗巖型礦體Fig.4 Skeleton diagram showing distribution of the main ore-bodies in the Zhuxi mine(modified from Rao et al.)
“朱溪式”巨厚大(似)層狀矽卡巖型鎢(銅)礦體主要由上石炭統(tǒng)黃龍組發(fā)育的綠色蝕變帶含水細脈狀濕矽卡巖白鎢礦體、上石炭統(tǒng)船山組發(fā)育的紅色蝕變帶無水矽卡巖(細脈干矽卡巖、厚大似層狀干矽卡巖)鎢(銅)礦體等構(gòu)成。巨厚大(似)層狀矽卡巖型礦體礦石礦物共生組合受一定層位的控制,上石炭統(tǒng)黃龍組含鎂的白云質(zhì)大理巖內(nèi)發(fā)育的“綠色蝕變帶”主要為含鈣鎂含水硅酸鹽礦物,礦物共生組合主要為透閃石、蛇紋石、綠泥石、綠簾石和石英等,少量無水硅酸鹽透輝石、石榴石、鎂橄欖石。上石炭統(tǒng)船山組大理巖內(nèi)發(fā)育的“紅色蝕變帶”主要為含鈣無水硅酸鹽礦物,礦物共生組合主要為石榴石、透輝石、螢石、硅灰石、(透閃石)、符山石和石英等,其產(chǎn)出形態(tài)主要有2種:一種是沿裂隙呈細脈干矽卡巖產(chǎn)出,另一種呈厚大(似)層狀干矽卡巖產(chǎn)出(圖5),高品位鎢銅礦石多分布于厚大(似)層狀干矽卡巖中。這種礦物共生組合嚴格受層位控制的矽卡巖礦體的發(fā)現(xiàn),豐富了矽卡巖礦床(體)的內(nèi)涵,并為深化研究這類“(似)層狀矽卡巖”型礦體的形成機制提出了新課題。
圖5 朱溪礦區(qū)船山組地層中的厚大似層狀干矽卡巖型鎢銅礦石(紅色蝕變帶)(據(jù)《朱溪外圍(30線—78線)鎢銅礦普查報告》,2015)Fig.5 Thick bedded skarn tungsten-copper ores (red alteration zone) in the Chuanshan Formation at the Zhuxi deposit(modified from General Investigation Report of Tungsten Copper Deposit surrounding the Zhuxi area of prospecting lines No.30-78, 2015)
據(jù)《江西省塔前—賦春銅多金屬成礦帶成礦規(guī)律與成礦預(yù)測》等研究資料成果,在朱溪礦區(qū)及其塔前—賦春推(滑)覆構(gòu)造內(nèi)所測定的巖漿巖鋯石U-Pb 年齡,均捕獲或者繼承了新元古代早期形成的鋯石年齡,如朱溪礦區(qū)煌斑巖鋯石206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(856.0±10.0)Ma;朱溪礦區(qū)含銅花崗閃長斑巖鋯石206Pb/238U和207Pb/235U協(xié)和年齡為(854.5±3.5)Ma,206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(847.2±9.4)Ma;塔前礦區(qū)似斑狀花崗閃長巖206Pb/238U表觀年齡變化在(910.3~843.1)Ma之間;月形礦區(qū)花崗巖206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(811.7±7.5)Ma。 王先廣等(2015a)在江西朱溪鎢銅礦細?;◢弾rLA-ICP-MS鋯石U-Pb定年和巖石地球化學研究中,采集ZK4209鉆孔中細?;◢弾r進行鋯石同位素年齡分析,21個測點206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(146.9±0.97)Ma,代表了花崗巖的結(jié)晶年齡;其測點10.1的鋯石206Pb/238U加權(quán)平均年齡為839.20 Ma,很可能屬于花崗質(zhì)巖漿源或侵位時捕獲繼承了新元古代形成的鋯石年齡。綜上表明成巖時代為中、晚侏羅世或早白堊世巖脈(體)捕獲或者繼承了新元古代早期形成的代表源巖的鋯石年齡,這不僅揭示了新元古代早期晉寧運動揚子陸塊區(qū)、武夷—云開造山系2個古板塊碰撞對接的構(gòu)造熱事件,也為該區(qū)(塔前—賦春推、滑覆構(gòu)造內(nèi))礦化巖體(脈)的源巖大部分為新元古代早期(萬年群)提供了依據(jù),其中朱溪礦區(qū)含銅花崗閃長斑巖瘤也有可能是新元古代早期華南古洋殼俯沖消減及揚子陸塊與華夏陸塊碰撞的巖漿作用產(chǎn)物的構(gòu)造殘留體。礦化巖體(脈)的巖漿源巖為新元古代早期(萬年群變質(zhì)基底)地殼物質(zhì)部分重熔同源巖漿分異演化的產(chǎn)物,表明礦化巖體的形成與中生代“拆離與推覆”陸內(nèi)疊加造山“動力熱流體”密切相關(guān),這是成巖成礦特別值得深化研究的重大課題。
綜合分析“朱溪式”超大型鎢(銅)礦床的獨特性可以看出:朱溪鎢銅礦床所處區(qū)域為“五個大型變形構(gòu)造多層次疊置復(fù)合成礦地質(zhì)背景”,具有形成超大型礦床的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造前提;“拆離與推覆”造山形成的基底(新元古界萬年群)-逆沖推覆斷裂-蓋層(上古生界碳酸鹽巖與碎屑巖)-拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂-基底“俯沖型推(滑)覆”構(gòu)造結(jié)構(gòu)擴展形式是沿“鏟式拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造系”形成遠離巖體巨厚大動熱層滑(似)層狀矽卡巖鎢(銅)多金屬礦(化)體的先決條件。
朱溪鎢銅礦床定型于燕山期(中晚侏羅世—早白堊世)推(滑)覆構(gòu)造-走滑伸展構(gòu)造鼎盛發(fā)展階段,也是推(滑)覆構(gòu)造-走滑伸展構(gòu)造熱動力活動與成礦作用鼎盛期,多級次“拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造系”控巖控礦構(gòu)造時空演化和分布的協(xié)調(diào)統(tǒng)一性以及與巖漿活動、成礦作用的密切關(guān)系,均體現(xiàn)出它與拆離滑脫剝離復(fù)合構(gòu)造形成的滑覆(擠壓)剝離(擴張)區(qū)域應(yīng)力場的時空一致性,共同構(gòu)成一個“拆離與推覆”造山動熱成巖成礦體制。
中新生代“拆離與推覆”造山形成的“拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造系”是朱溪鎢銅多金屬礦床主體控巖控礦構(gòu)造型式,較嚴格控制了礦化巖體定位和礦床(體)的形成及其分布。朱溪礦區(qū)上古生界蓋層絕大部分屬構(gòu)造巖片,受到的“拆離與推覆” 造山作用均極為強烈,特別是剛性很強的石炭系上統(tǒng)黃龍組和船山組大理巖(灰?guī)r)構(gòu)造巖片內(nèi),伴、派生構(gòu)造、斷裂破碎、密集裂隙帶極為發(fā)育,均是有利于成礦動力熱流體形成、運移和巨厚大動熱層滑(似)層狀矽卡巖交代、成礦元素沉淀的空間。
朱溪鎢銅礦床大量的深部鉆孔巖芯實際資料表明,主拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂帶緩傾斜弧形大轉(zhuǎn)彎地段,斷裂糜棱巖化、片理化、片糜理化極為發(fā)育;主拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂帶緩傾斜地段上盤上石炭統(tǒng)黃龍組、船山組碳酸鹽巖內(nèi)發(fā)育寬達數(shù)十米的密集裂隙帶,發(fā)育一系列次級正向韌性剪切帶、劃分性韌性剪切帶、順層韌性剪切帶以及具固態(tài)流變的順層掩臥揉皺,巖層部分還發(fā)生動態(tài)交代重結(jié)晶現(xiàn)象,構(gòu)成主、次級拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂交匯帶組成的多層次正逆向滑脫剝離構(gòu)造群,多層次正逆向拆離滑脫剝離構(gòu)造群內(nèi)或旁側(cè)的次級或派生伸展剝離構(gòu)造、扭動構(gòu)造發(fā)育;沿拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造系的這些裂隙帶或裂隙面有礦化矽卡巖細脈或含礦物質(zhì)充填,細脈狀矽卡巖型礦體展布或礦化富集多與伴生、派生裂隙發(fā)育程度密切相關(guān)。充分表明北東東向推、滑覆構(gòu)造與北北東向走滑伸展剪切構(gòu)造復(fù)合作用所發(fā)生的強大側(cè)向壓力所產(chǎn)生的一種動熱變質(zhì)成礦熱流體,沿著主、次級拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂交匯帶組成的“多層次拆離滑脫剝離構(gòu)造裂隙群”活動性較強的碳酸鹽巖裂隙(帶)發(fā)生面型交代,形成較為廣泛的動熱礦化細脈狀矽卡巖化或?qū)踊V化矽卡巖化。因此,“鏟式拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造系緩傾斜弧形大轉(zhuǎn)彎地段” 控巖控礦是朱溪鎢銅礦床在中新生代陸內(nèi)疊加“拆離與推覆”造山動熱成巖成礦形成超大型礦床的關(guān)鍵。
與此同時,中新生代陸內(nèi)疊加造山運動中晚期(晚侏羅世—早白堊世早期)古太平洋板塊與歐亞板塊東南緣向北西方向的斜向俯沖、向西推擠和相對左旋走滑增強,驅(qū)使推(滑)覆構(gòu)造-走滑伸展構(gòu)造熱動力活動增強到鼎盛期,此區(qū)變質(zhì)基底新元古界萬年群等層圈伴隨“拆離與推覆”疊加造山運動發(fā)生拆離、重熔、造漿,部分巖漿熱液熔融形成的氣熱溶液沿拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂帶及其伴、派生密集裂隙帶運移循環(huán)。同時,氣熱溶液沿著層間裂隙上升的過程中滲入到石炭系上統(tǒng)黃龍組和船山組W、Cu等成礦元素背景值較高的碳酸鹽巖地層中,會發(fā)生強烈的熱、汽、水循環(huán)交代作用,促使鎢(銅)等礦質(zhì)進一步富集,形成受層位控制的一定礦物共生組合似矽卡巖型鎢(銅)礦體,如紅色干矽卡巖型鎢(銅)礦體、綠色濕矽卡巖型鎢(銅)礦體。部分重熔巖漿含礦熱流體直接沿主、次級拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂拉開的虛脫空間貫入,經(jīng)分異、交代蝕變后,有的形成礦化巖枝(墻)狀“蝕變花崗巖型鎢礦體”(歐陽永棚等,2014,2015)。
朱溪鎢銅礦床“拆離與推覆”造山動熱成巖成礦形成的動力機制比較復(fù)雜,具多期次繼承性活動和多種拆離滑脫構(gòu)造變形和動力變質(zhì)疊加特征,早期多為逆沖推覆拆離滑脫變形變質(zhì),中期為擠壓推覆拆離滑脫與走滑伸展剝離復(fù)合、以左行走滑剝離為主的變形變質(zhì),晚期走滑伸展滑脫剝離變形變質(zhì)更為明顯。推(滑)覆與走滑伸展構(gòu)造變形與動熱變質(zhì)作用為同時進行密不可分,屬動力熱流體遞進變質(zhì)作用,主要是沿拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造帶及其兩側(cè)出現(xiàn),動力熱流變質(zhì)變形程度相對高的地段可促使礦化聚(富)集。
研究認為,朱溪超大型鎢(銅)礦床的成巖成礦與燕山中晚期“拆離與推覆” 陸內(nèi)疊加造山“動力熱流體”密切相關(guān)(裴榮富等,1998)。隨著拆離滑脫剝離斷裂的拆離滑脫,易于沿斷裂帶及附近巖石一定部位形成張性擴容空間,成為礦液最佳沉淀場所。礦體形成取決于3個基本條件。
(1) 在強大的陸內(nèi)疊加“拆離與推覆”造山動力作用下,“鏟式拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造系”下部含W、Cu等成礦元素較高的基底變質(zhì)巖層,發(fā)生拆離、放熱、重熔、造漿,形成“動熱熔漿成礦熱流體”,為動熱成巖成礦提供了條件。
(2) 在“鏟式拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造系”深部發(fā)生較大的呈弧形彎曲,加上上石炭統(tǒng)黃龍組、船山組灰?guī)r與基底變質(zhì)砂巖物性差異及勢降差異大,在主拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂帶上盤主、次級拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂帶間,構(gòu)成多層次正逆向滑脫剝離構(gòu)造群內(nèi)或旁側(cè)的次級或派生伸展剝離構(gòu)造、扭動構(gòu)造發(fā)育,為“動熱變質(zhì)成礦熱流體”的循環(huán)交代提供了遷移通道和似“海綿吸水”式的龐大容(儲)礦間。
(3) 在“主拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造帶”中深—深部緩傾斜地段上盤,由晚石炭世黃龍組白云質(zhì)大理巖與晚石炭世船山組大理巖的巨大厚度的構(gòu)造巖片,是巨厚大似層狀矽卡巖礦體出現(xiàn)的重要條件。據(jù)此,參照滑脫剝離斷層系統(tǒng)的流體流動成礦理論擬定出“鏟式拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造系”熱流體流動成礦模式(圖6)。
(1) 朱溪鎢銅礦床位于5個大型變形構(gòu)造多層次疊置復(fù)合部位,為超大型礦床的形成提供了有利條件。
(2) 基底(新元古代萬年群)-逆沖推覆斷裂-蓋層(晚古生代碳酸鹽巖與碎屑巖)-拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂-基底組合體的重復(fù),為朱溪礦區(qū)推(滑)覆(拆離與推覆)形成的“兩層樓式”基底逆沖疊瓦式結(jié)構(gòu)類型及其相應(yīng)的多層次拆離滑脫-逆沖的擴展模式,這種 “俯沖型推(滑)覆”構(gòu)造,為形成遠離巖體巨厚大動熱層滑矽卡巖型鎢(銅)多金屬礦提供了先決條件。
(3) 朱溪礦區(qū)各種蝕變、礦化類型、礦體均受控于“鏟式拆離滑脫剝離復(fù)合斷裂構(gòu)造系”,此構(gòu)造體系是礦床主體控巖控礦構(gòu)造。
(4) “朱溪式”巨厚大(似)層狀矽卡巖型鎢(銅)礦體主要由黃龍組發(fā)育的“綠色蝕變帶”含水細脈濕矽卡巖白鎢礦體、船山組發(fā)育的“紅色蝕變帶”無水矽卡巖(細脈干矽卡巖、厚大似層狀干矽卡巖)鎢(銅)礦體等構(gòu)成,嚴格受層位控制。
(5) 對超大型朱溪鎢銅礦床的新認識,使預(yù)測朱溪礦區(qū)北東部及“第二臺階”存在厚大礦體的可能,為進一步找礦指明了方向。
致 謝:
論文為2014年國土資源部“江西省朱溪銅鎢礦成礦規(guī)律與預(yù)測研究:江西省朱溪銅鎢礦成礦地質(zhì)背景及構(gòu)造控礦特征研究”項目成果中“拆離與推覆”造山動熱成巖成礦的初步研究成果,屬集體勞動智慧的結(jié)晶,江西省國土資源廳有關(guān)專家以及省地勘基金管理中心、江西省地礦局九一二大隊的地質(zhì)技術(shù)人員做了大量基礎(chǔ)工作,梅勇文先生對論文作了具體指導(dǎo),在此一并致謝!
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Metallogenic and diagenic mechanism of the detachment and nappe orogenesis at the Zhuxi super-large tungsten-copper deposit in Jiangxi Province
XIA Zhongzhi, WANG Xianguang
(Jiangxi Admistration Fund for Geological Exploration, Nanchang 330025, Jiangxi, China)
The supper-large Zhuxi tungsten (copper) deposit, a recently discovered large scheelite (copper) deposit, is located in the midwest of the nearly EW-trending Taqian-Fuchun nappe (slip) structure front belt in northeast Qinzhou-Hangzhou suture zone between the Yangtze palaeo-plate and the Cathaysian palaeo-plate, and lies in the composite position of NNE-trending strike-slip extensional decollement imbricate fault zone. This work focused on the metallogenic geological setting and features of the ore-controlling structures, analyzed the ″arc-shaped big bends or turning parts of the spade-shaped detachment-decollement-declamination complex fracture″ which control the formation of mega-thick stratiform or bedded skarn orebodies. In addition, we discussed the metallogenic and diagenic mechanism of the ″detachment and nappe″ orogenesis.
metallogenic geological setting; spade-shaped detachment-decollement-delamination complex fracture; super-large tungsten (copper) deposit; Zhuxi in Jiangxi Province
10.3969/j.issn.1674-3636.2016.04.552
2016-09-02;
2016-10-25;編輯:陸李萍
江西省地質(zhì)勘查基金項目“江西省浮梁縣朱溪外圍銅多金屬礦調(diào)查評價”、“江西省浮梁縣朱溪外圍(30—78線)鎢銅礦普查”(20100112),國土資源部項目“江西省朱溪銅鎢礦成礦規(guī)律與預(yù)測研究:江西省朱溪銅鎢礦成礦地質(zhì)背景及構(gòu)造控礦特征研究”(201411035-2)
夏中智(1958— ),男,高級工程師,地質(zhì)礦產(chǎn)專業(yè),從事地質(zhì)勘查及管理工作,E-mail: 13907090885@139.com
P611.1+1; P618.67
A
1674-3636(2016)04-0552-08