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(1.江西省地質(zhì)調(diào)查研究院,江西 南昌 330030; 2.中國地質(zhì)大學(xué)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100083; 3.江西省國土資源執(zhí)法監(jiān)察總隊(duì),江西 南昌 330025; 4.江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛東北大隊(duì),江西 上饒 334000)
北武夷地區(qū)北為著名的德興銅金礦集區(qū),即中國成礦區(qū)帶劃分圖的Ⅲ-71武功山—杭州灣成礦帶之①(萍鄉(xiāng)—德興成礦亞帶)(徐志剛等,2008)、之②武功山—北武夷山成礦亞帶的西側(cè)是北武夷地區(qū)的北部。本研究所述的北武夷地區(qū)的南部即為中國成礦區(qū)帶劃分方案中的Ⅲ:浙中—武夷山(隆起)成礦帶(徐志剛等,2008),北武夷地區(qū)位于其西北部而跨越2個Ⅲ級成礦帶。
北武夷地區(qū)跨閩、浙、贛3省,東界為麗水—政和—大埔斷裂,南至石城—寧化—南平斷裂帶,西至鷹潭—安遠(yuǎn)斷裂,北界為萍鄉(xiāng)—廣豐—江山斷裂。北武夷構(gòu)造單元從北至南為鷹潭—江山混雜巖亞帶(縫合帶)、北武夷碰撞前緣帶、北武夷造山帶、北武夷碰撞前緣帶、南平—寧化構(gòu)造帶,該5個構(gòu)造單元雖各具特色,但中帶之北武夷造山帶近似對稱分布。中帶為大規(guī)模巖漿侵入及火山噴發(fā)的造山帶,應(yīng)受控于北武夷隱伏基底斷裂的活化;而緊臨其的南北2個構(gòu)造帶實(shí)際原為一體的北武夷碰撞前緣帶,由于北武夷造山帶之巖漿大規(guī)模的活動而分開,北側(cè)晚古生代盆地由于相對長期擠壓而較南側(cè)的晚古生代盆地在規(guī)模上有較大的差距,南側(cè)的晚古生代盆地規(guī)模明顯大于北側(cè);而最北側(cè)的鷹潭—江山混雜巖帶和最南側(cè)的南平—寧化構(gòu)造帶成礦各具特色,北側(cè)受揚(yáng)子地塊影響而南側(cè)受南嶺造山帶的影響,礦化特征為北銅、南鎢錫鈮鉭,而發(fā)育于北側(cè)混雜巖中的葛源、松樹崗等大型鈮鉭礦的相繼發(fā)現(xiàn),使南北近對稱的規(guī)律又增加了新的證據(jù)。該區(qū)近年來找礦工作取得了較大的進(jìn)展,以成礦系列(包家寶等,2012)指導(dǎo)成礦亞帶的進(jìn)一步劃分,并且進(jìn)行全位或缺位分析來進(jìn)行成礦預(yù)測、分析找礦方向是本研究的主要目的。
礦床的時(shí)間演化規(guī)律實(shí)質(zhì)是礦床的時(shí)空和地質(zhì)發(fā)展的演化史問題,江西自早元古代以來所經(jīng)歷的多次構(gòu)造運(yùn)動分屬8個構(gòu)造旋回(包家寶等,2002),即呂梁、四堡、晉寧—澄江、加里東、華力西、印支、燕山、喜馬拉雅。而在北武夷地區(qū)則主要表現(xiàn)為晉寧、加里東、燕山3個期次強(qiáng)烈的造山運(yùn)動,出現(xiàn)了一系列重大的地質(zhì)-成礦事件,每個階段內(nèi)都有強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動和成巖成礦作用,并形成相應(yīng)類型的礦床。
1.1.1 晉寧成礦期 中元古代以前,華南存在著兩大古陸,北為揚(yáng)子地塊,以古元古代星子巖群為代表,南為華夏地塊,以古元古代麻源群為代表。中元古代后,揚(yáng)子地塊與華夏地塊分離,兩者之間為古華南多島洋所隔,揚(yáng)子地塊大陸邊緣,沉積了一套泥砂質(zhì)復(fù)理石建造。中元古代末—新元古代初,古華南多島洋開始關(guān)閉,使得前期沉積層變質(zhì)固結(jié)為陸殼,由于強(qiáng)烈擠壓,沿皖南歙縣伏川一帶發(fā)生剪切逆沖和構(gòu)造破碎,洋殼碎片被擠入陸殼,形成了皖南伏川弧后蛇綠巖帶,即欽杭成礦帶的北部邊界。隨著俯沖的繼續(xù)發(fā)展,在俯沖帶前沿形成了德興張村—浙江雙溪塢火山弧,俯沖消減又使華南多島洋逐漸縮小,華南地塊與揚(yáng)子地塊逐步接近,并導(dǎo)致了由東向西的碰撞拼貼,使得張村—雙溪塢火山弧最終增生到揚(yáng)子地塊上并逐漸穩(wěn)定下來,強(qiáng)烈的擠壓碰撞,使得弧間洋殼碎片堆疊、侵位至張村巖群(雙溪塢巖群)中,形成贛東北蛇綠混雜巖帶(968~866 Ma)(楊明桂等,2004)。在華南洋北緣與揚(yáng)子陸塊進(jìn)行俯沖—擠壓—拼貼的同時(shí),華南洋的南緣火山弧與華夏地塊之間的俯沖-碰撞作用也在同時(shí)進(jìn)行。900~850 Ma,洋殼在萍鄉(xiāng)—廣豐—江山—紹興一帶持續(xù)俯沖,江西東部田里巖片、鐵砂街巖片相繼形成,最終增生、拼貼形成蛇綠混雜巖帶。大約在850 Ma左右,整個華南多島洋最終閉合,成為羅迪尼亞(Rodinia)超大陸的一部分。
在古華南洋閉合、洋殼俯沖過程中,伴隨著海底火山、海底噴流活動形成了一系列以細(xì)碧巖、石英角斑巖為圍巖的VMS(塊狀硫化物)型礦床。這一時(shí)期形成的火山島弧分為南、北2支:北成礦帶沿懷玉火山古島弧發(fā)育,主要沿懷玉地體的兩側(cè)分布;南成礦帶沿鐵砂街古火山島弧發(fā)育。在北支火山島弧中,目前未發(fā)現(xiàn)有較完整的礦床保存下來,但分布于德興張村巖群中和橫峰尖峰崗等地形成富含銅、金的細(xì)碧-角斑巖地層系列,為后期形成大型-超大型金礦床奠定了基礎(chǔ)。在橫峰尖峰崗金礦床中,銅礦化現(xiàn)象非常普遍,局部可圈出銅礦體,而賦礦地層皆為中—晚元古代形成的細(xì)碧角斑巖或富凝灰質(zhì)地層,明顯是懷玉古火山弧作用的產(chǎn)物。在南支火山島弧中,至今保存較好的有弋陽的鐵砂街銅礦、紹興的平水銅礦。
850~820 Ma,本地區(qū)以剝蝕作用為主。從820 Ma開始,揚(yáng)子?xùn)|南緣與華夏地塊之間開始拉張,新元古代形成的華夏裂谷盆地一直演化到早古生代中后期,直到加里東期造山運(yùn)動關(guān)閉,新元古代裂谷系結(jié)束。隨著加里東期造山運(yùn)動的來臨,楊子、華夏兩大板塊再次聚合拼貼,自此,楊子、華夏兩大地質(zhì)單元形成統(tǒng)一的華南聯(lián)合地質(zhì)體(下稱“華南地體”)。強(qiáng)擠壓作用沿萍鄉(xiāng)—廣豐—紹興兩側(cè)形成巨型的褶皺造山帶。在褶皺隆起區(qū)有大規(guī)模的造山型花崗巖體形成,并有造山型鉛鋅(銀)礦床隨之形成,但在主斷裂帶中,由于大部分地段被中生代以后的山前沉積層所掩蓋,未發(fā)現(xiàn)成規(guī)模的礦床存留。晉寧成礦主要表現(xiàn)在北武夷地區(qū),北為緊鄰鷹潭—廣豐—江山斷裂帶控制,表現(xiàn)為弋陽縣鐵砂街銅礦,往東為浙江西裘銅礦(王登紅等,2008);其間的一系列近東西向的坳陷,如上饒船坑—廣豐銅山賦存于三疊紀(jì)大冶組地層中的銅金多金屬礦床應(yīng)是在其基礎(chǔ)上發(fā)育而成的,初步證據(jù)顯示其是重熔并具深源物質(zhì)加入而成。
1.1.2 加里東成礦期 鉛山長壽源銀鉛礦區(qū)是加里東成巖成礦。華夏地塊的周潭—洪山地區(qū)則形成了強(qiáng)烈的褶皺變形和大型逆沖推覆構(gòu)造,從而形成加里東期斷裂造山帶:褶皺以近東西向?yàn)橹?,軸面向南或南東傾斜,多為弧形斜歪傾伏的緊密線形褶皺;斷裂以向南傾斜的逆沖推覆構(gòu)造占主導(dǎo),據(jù)此可判斷加里東運(yùn)動,華夏板塊自南向北仰沖于楊子板塊之上,導(dǎo)致華南加里東斷裂褶皺帶逆沖推覆在四堡—晉寧期的造山帶之上;介于上述兩者之間的上饒—廣豐地區(qū),加里東期褶皺則以對稱寬展式褶皺為主,也是加里東運(yùn)動強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)醯倪^渡地帶。伴隨褶皺、斷裂作用,在武功山—武夷山一帶產(chǎn)生區(qū)域性的綠片巖相-低角閃巖相變質(zhì)和廣泛的加里東期花崗巖的形成和侵入(慈竹超單元、大塘超單元、武功山超單元等)。在造山作用中,強(qiáng)烈的變質(zhì)作用、變質(zhì)熱液及“S”型花崗巖的侵入,共同形成了加里東期的鉛鋅-銀-石墨成礦亞系列。與礦體伴隨產(chǎn)出的花崗偉晶巖脈的鋯石SHRIMP U-Pb年齡為(433±9) Ma,礦體中石墨Re-Os同位素年齡值為(424±25) Ma(陳鄭輝等,2010),兩者所測得的年齡值(在誤差范圍內(nèi))一致。說明區(qū)內(nèi)所發(fā)育的礦床中,無論是鉛鋅(銀)礦還是石墨礦床都是加里東期造山運(yùn)動的產(chǎn)物。
1.1.3 燕山成礦期 燕山期成礦是本區(qū)最重要的成礦期,北武夷地區(qū)是華南侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)多金屬成礦的重要組成部分,華南地區(qū)從德興—永平—寧化—贛南地區(qū)是北東—北北東向的燕山早期成礦帶,可能是地殼重熔塊體的成礦元素差異的緣故,形成了北銅中多金屬及南鎢的總體格局。燕山晚期在與上述北東向燕山早期成礦重疊區(qū)域呈點(diǎn)狀分布,在北武夷地區(qū)主要集中在幾個重要的火山巖盆地。目前資料顯示,冷水坑火山巖盆地主要成礦期是燕山早期,而往東的幾個火山巖盆地其成礦年代漸新,篁碧(黃崗山)火山巖盆地的生米坑成功地進(jìn)行了方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等同位素測年,表明其成礦年齡為135 Ma(張家菁等,2012);梨子坑火山巖盆地(火山構(gòu)造洼地)的南北2個具代表性的礦區(qū)蔡家坪和金竹坪,其成巖成礦年齡為133~135 Ma(張家菁等,2009a,2009b);仙霞嶺火山巖盆地賦礦圍巖流紋巖鋯石SHRIMP年齡為138 Ma(張家菁,2009a,2009b),成礦年齡應(yīng)晚于該年齡。
從上述分析可知,北武夷地區(qū)在各期成巖成礦事件中,總體呈西老東新的特點(diǎn),而沿武夷山主峰兩側(cè)在同一個成礦期成巖成礦之年代近對稱演化。南平西坑偉晶巖型鈮鉭礦為變質(zhì)分異形成,成巖成礦年代為235.70~412.22 Ma(仇年銘等,1985),說明西側(cè)中南武夷與北武夷的結(jié)合部位(寧化—南平隱伏基底斷裂)除上述3個主要構(gòu)造巖漿成礦期活動之外,在非主要活動期也有較大規(guī)模的構(gòu)造活動并成礦。
區(qū)內(nèi)的地層-構(gòu)造-巖漿組合產(chǎn)有其特有的礦產(chǎn)及礦床組合,礦床的空間分布由其成礦構(gòu)造前提和成礦深層因素的聯(lián)合制約,北武夷地區(qū)礦化分布特征與板塊結(jié)合帶(萍鄉(xiāng)—廣豐大斷裂)的多次開合有必然聯(lián)系。正是由于北武夷地區(qū)位于揚(yáng)子板塊與華夏板塊接合帶前緣的區(qū)位特點(diǎn),東為東南沿?;鹕綆r帶,西南則受南嶺成礦帶的影響,這些都決定了該區(qū)成礦區(qū)帶的分布特色。
武夷山脈以4個中生代火山巖盆地的分布為特色,主要發(fā)育冷水坑超大型銀鉛鋅礦及往東一系列鉛鋅礦床(點(diǎn)),如生米坑鉛鋅礦、蔡家坪鉛鋅礦、金竹坪鉬多金屬礦、仙霞嶺錫多金屬礦。
往北分布長壽源銀鉛(鋅)礦、鐵砂街銅礦、永平銅礦等眾多的銅多金屬礦床(點(diǎn)),往南出現(xiàn)水吉鉛鋅礦、上西坑鉬礦等多金屬礦。由于受南嶺成礦帶的影響,在石城—寧化—南平一線出現(xiàn)一個北東東向展布的鎢錫鈮鉭金礦床分布區(qū)。
成礦帶的劃分是成礦預(yù)測與成礦區(qū)劃的基礎(chǔ),本次研究在中國成礦區(qū)帶劃分的基礎(chǔ)上(徐志剛等,2008),綜合上述北武夷地區(qū)的礦床時(shí)空分布規(guī)律,厘定出5個Ⅳ級成礦亞帶(表1),Ⅳ級成礦亞帶的主要礦床(點(diǎn))及主要礦化集中區(qū)(Ⅴ級礦集區(qū))列于表1,而各亞帶中主要礦集區(qū)中的主要礦床列于表2。
(1) 通過對北武夷地區(qū)的礦床時(shí)空分布規(guī)律的分析,厘定出5個Ⅳ級成礦亞帶:自北往南依次為弋陽鐵砂街—廣豐銅山(—浙江西裘)銅多金屬成礦亞帶,鉛山長壽源—江山銅金鉛鋅成礦亞帶,貴溪冷水坑—江山仙霞嶺銀鉛鋅(鎢錫鉬)成礦亞帶,廣昌—建陽金鉬鉛鋅成礦亞帶,石城—寧化—南平鎢鉬錫鈮鉭成礦亞帶。成礦時(shí)代自西往東有漸新的趨勢,以北武夷火山巖帶為中心的貴溪冷水坑—江山仙霞嶺銀鉛鋅(鎢錫鉬)成礦亞帶、往北往南的2個成礦亞帶則成礦時(shí)代漸老。
(2) 中生代火山巖盆地的找礦潛力已在冷水坑火山巖盆地的找礦實(shí)踐中得到了充分的體現(xiàn)。由于已知眾多的礦化線索均位于火山盆地(火山構(gòu)造洼地)的北西緣,所以就工作程度而言,往東的3個火山巖盆地已知的礦化信息眾多,篁碧(黃崗山)、梨子坑(銅鈸山)、徐家墩(仙霞嶺)3個火山巖盆地的北西側(cè)均發(fā)現(xiàn)眾多的多金屬礦化線索不是偶然的巧合,應(yīng)是上述3者成礦時(shí)代略晚于冷水坑,除已發(fā)現(xiàn)的礦化線索具找礦潛力外,對區(qū)內(nèi)尋找隱伏的冷水坑式礦床也應(yīng)引起高度的重視。
表1 北武夷地區(qū)銅多金屬礦成礦亞帶劃分
表2 北武夷地區(qū)各成礦亞帶主要礦集區(qū)及主要礦床
(3) 由于篁碧火山巖盆地有規(guī)模較大的并與鉛鋅銀礦脈共生的方解石脈,研究其成因?qū)φ业V方向及找礦潛力分析很有必要。如果其是沉積巖來源,說明其下發(fā)育有永平式銅礦地層的可能,還有可能其更老基底是中晚元古地層區(qū)(發(fā)育鐵砂街銅礦或長壽源—管坑銀鉛鋅礦),可見火山巖盆地區(qū)均有可能分布或賦存有3種均具大型規(guī)模的礦床,尋找地層(3套地層)、構(gòu)造、巖漿3者耦合區(qū)是找尋大型-超大型礦床的關(guān)鍵。
(4) 從永平銅礦往東,或者是在武夷山主山脈的南側(cè)近對稱分布區(qū)(即廣昌—建陽成礦亞帶),尚有被更新地層覆蓋的區(qū)域下尋找永平式大型以上銅多金屬礦的潛力,即武夷山北主山脈—中南武夷之間(南界為寧化—南平一線),從成礦系列及成礦譜系分析,北側(cè)的永平銅礦類型是其找礦方向,同時(shí)亦預(yù)示北側(cè)具找尋大型鎢鉬鈮鉭礦的潛力。
閩、浙、贛3省交會處的北武夷地區(qū)成礦地質(zhì)條件優(yōu)越,其北側(cè)又是欽杭結(jié)合帶南亞帶的重要組成部分,希望本次銅多金屬礦的時(shí)空分布及成礦亞帶的初步分析,對欽杭成礦帶的成礦亞帶劃分及地質(zhì)勘查工作的布置能有所幫助。
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