徐勛勝,張鴻,吳勇,董昕昱
(核工業(yè)二七〇研究所,江西 南昌 330200)
打古寨復(fù)式花崗巖體位于桃山復(fù)式花崗巖體北東部,巖體內(nèi)集中分布了5 個鈾礦床、大量鈾礦(化)點及眾多異常點、帶,為桃山鈾礦田的主要組成部分。桃山鈾礦田是華南花崗巖型鈾礦典型代表[1]。前人對桃山復(fù)式巖體已開展較系統(tǒng)的鈾礦找礦、地質(zhì)科研等工作[2-14],對產(chǎn)鈾較多的打谷寨巖體進(jìn)行了重點研究,取得了較好的成果與認(rèn)識[10-14]。但前人在打古寨巖體內(nèi)開展的工作多集中在20 世紀(jì)80 年代,且工作聚焦點多在鈾礦勘查方面,對于巖體侵入期次劃分、巖石類型、成因類型等認(rèn)識還未統(tǒng)一[2-8],未達(dá)到對整個打古寨巖體徹底解體之目的和深度。打古寨復(fù)式巖體各侵入體的含鈾性、產(chǎn)鈾性及其與鈾礦化的關(guān)系還有待進(jìn)一步查明。故對該巖體進(jìn)行的解體,既可解決許多懸而未決的地質(zhì)問題,明顯地提高打鼓寨巖體的研究程度,亦能豐富桃山鈾礦田鈾礦成礦理論的研究。
打古寨巖體位于桃山復(fù)式花崗巖體北東部(圖1),出露面積約30 km2,總體呈巖株產(chǎn)出,呈不規(guī)則橢圓狀,長軸呈北東向展布,北東延長約8 km,寬約4 km[5],由7 個呈巖株、巖瘤侵入體組成。巖體受北東向桃山斷裂、羅坑斷裂及北北東向釣峰斷裂所夾持,主要形成于燕山期,是桃山巖漿活動中心由桃山巖體南西部向北東部逐步遷移的產(chǎn)物[2]。北西側(cè)主要為中侏羅世黃陂巖體,南側(cè)為中侏羅世黃陂巖體和釣峰巖體,東部主要為中侏羅世黃陂巖體。晚侏羅世羅布里巖體則呈巖瘤在打鼓寨巖體邊緣和內(nèi)部出露。打古寨復(fù)式花崗巖體為一產(chǎn)鈾巖體,集中了桃山鈾礦田內(nèi)的大多數(shù)鈾礦床,巖體內(nèi)已落實5 個鈾礦床、眾多鈾礦(化)點和異常點、帶。
通過地質(zhì)調(diào)查獲取了大量的接觸關(guān)系及巖石學(xué)、巖石化學(xué)、地球化學(xué)及同位素地球化學(xué)等資料[4-9]。依據(jù)巖石成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及侵入接觸關(guān)系,運用最新的侵入體-單元-序列的侵入巖填圖方法體系將打古寨復(fù)式巖體進(jìn)行詳細(xì)解體[15],劃分為中-晚侏羅世侵入時序,共圈出深成侵入體7 個,建立單元4 個,歸并為1個巖石序列,即打鼓寨序列(圖1,表1)。
圖1 桃山復(fù)式巖體地質(zhì)圖Fig.1 Sketch geological map of Taoshan composite pluton
表1 打鼓寨復(fù)式巖體巖石單位劃分表Table1 Classification of the lithologic units of Daguzhai composite granite body
中-晚侏羅世花崗巖構(gòu)成了桃山復(fù)式花崗巖的主體,根據(jù)巖體的侵位關(guān)系,參照同位素年齡值及巖石地球化學(xué)特征,劃分了兩個序列:即小布序列和打古寨序列[9]。其中,后者解體4 個侵入單元。
打古寨序列是由巖石成分及結(jié)構(gòu)雙重演化劃分、歸并的巖石單位,是1∶20 萬吉水幅黃陂復(fù)式深成巖體的一部分[5]。打古寨序列的大府上中粒似斑狀黑云母正長花崗巖體侵入于小布序列的黃陂中粗粒似斑狀黑云母二長花崗巖體。在大府上巖體邊緣接觸面附近見細(xì)粒黑云母正長花崗巖0.2~0.3 m 寬的冷凝邊。同時在大俯上巖體邊部見有黃陂巖體的捕擄體。大俯上巖體與黃陂巖體侵入界線兩側(cè)突變明顯,顯示巖體之間超動侵入關(guān)系(圖2,表1)。
打古寨序列分布于桃山復(fù)式巖體北部打古寨、大府上、匯源大布、逕背及王泥田等地。該序列劃分逕背中粒黑云母正長花崗巖單元、王泥田中粒小斑黑云母正長巖單元、匯源大布小斑二云母正長花崗巖單元、大府上中粒似斑狀黑云母正長花崗巖單元。根據(jù)寧都縣洛口鎮(zhèn)羅布里-逕背匯源大布侏羅紀(jì)巖體實測地質(zhì)剖面,劃分出打古寨序列巖體內(nèi)部侵入關(guān)系(圖3):匯源大布中粒小斑二云母正長花崗巖體脈動侵入王泥田中粒小斑黑云母正長花崗巖體;同時匯源大布巖體涌動侵位大府上中粒似斑狀黑云母正長花崗巖體中。其中匯源大布巖體與王泥田巖體的界線比較清晰,前者小斑結(jié)構(gòu),后者似斑狀結(jié)構(gòu);成分上前者為二云母正長花崗巖,后者為黑云母正長花崗巖的變化特征,顯示脈動侵位的特點;但是,匯源大布巖體與大府上巖體之間的侵入界線比較模糊,巖石結(jié)構(gòu)沒有變化,礦物成分有些變化,前者為二云母正長花崗巖,后者為黑云母正長花崗巖,顯示兩者為涌動侵入關(guān)系。
圖2 打古寨序列大府上巖體侵入小布序列黃陂巖體地質(zhì)平面素描圖Fig.2 Geological sketch of Dafushang granite of the Daguzhai intruded into the Huangpi granite of the Xiaobu sequence
逕背中粒黑云母正長花崗巖:該巖體是打古寨序列最早一次侵入巖體。巖石呈淺肉紅色、淺灰色,風(fēng)化后呈灰白色和土紅色,中粒似斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。主要礦物:鉀長石(40%~57%)、斜長石(25%~30%)、石 英(25%~30%)、黑云母(4%~5%)。
圖3 羅布里-逕背打古寨復(fù)式巖體實測地質(zhì)剖面圖(PM013)Fig.3 The measured geological profile of Daguzhai complex in Luobuli-Jingbei area(PM013)
大府上中粒似斑狀黑云母正長花崗巖:巖石呈灰白色、淺肉紅色,風(fēng)化后呈灰白、土紅色,中粒似斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。主要礦物:斑晶主要為鉀長石(15%~20%),基質(zhì)為鉀長石(30%~35%)、斜長石(20%~30%)、石 英(25%~30%)、黑云母(4%~5%)。
王泥田中粒小斑黑云母正長花崗巖:巖石呈灰白色、淺灰?guī)饧t色,風(fēng)化后呈土紅色、灰白色,中粒似斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,局部偶見片麻狀構(gòu)造。主要礦物:鉀長石(斑晶15%~20%,基質(zhì)30%~33%)、斜長石(27%~30%)、石英(20%~25%)、黑云母(4%~5%)。
匯源大布中粒小斑二云母正長花崗巖:該巖體是打古寨序列最后一次侵入巖體。巖石呈灰白色,風(fēng)化后呈土淡黃色,似斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。主要礦物量:斑晶(鉀長石5%~8%)、基質(zhì)為鉀長石(31%~37%)、斜長石(22%~27%)、石英(28%~33%)、黑云母(4%~6%)、白云母(3%~6%)。
綜上所述,打古寨序列巖石均屬正長花崗巖,但該序列由早到晚在整體表現(xiàn)為由中粒黑云母→中粒小斑黑云母→中粒似斑狀黑云母→中粒小斑二云母結(jié)構(gòu)和成分演化趨勢。
打古寨序列的4 次侵入巖體,除了大府上巖體由于露頭原因未采集巖石化學(xué)樣品外,其他3 次侵入巖體均采集了樣品,并進(jìn)行巖石地球化學(xué)分析(表2)。
表2 打古寨復(fù)式巖體主量元素/%、微量元素/10-6及稀土元素/10-6分析結(jié)果及相應(yīng)參數(shù)Table 2 Content of major elements (%),trace elements (10-6)and REE(10-6)of Daguzhai composite pluton
表2(續(xù))
打古寨序列巖石化學(xué)成分穩(wěn)定。SiO2含量在71.98%~73.90%之間,Al2O3含量在13.94%~14.55%之間,A/NCK 值均大于1.1,屬于鋁過飽和花崗巖。Na2O 含量為2.78%~3.44%,K2O 含量為4.99%~5.68%,全堿含量為8.11%~8.80%,屬于堿性系列。分異指示(DI)均大于90,顯示發(fā)生較充分的巖漿分異作用。微量元素以富集Rb、W、Sn、Mo、Cu、Pb、Zn 等,貧Ba、Sr、Ti、Cr、Co、Ni 等為特征,Rb/Sr 值為2.66~7.11,Zr/Nb 值為3.09~6.47,與地殼重熔型的燕山期花崗巖相似[16]。稀土元素總量∑REE 為(141.38~313.81)×10-6,∑LREE/∑HREE值為3.66~6.48,輕稀土富集型,L aN/SmN值為3.00~3.76,輕稀土分餾明顯,GdN/YbN值為1.76~3.39,重稀土分餾不明顯;Eu出現(xiàn)負(fù)異常明顯(δEu為0.27~0.37),稀土配分模式圖呈一致的右傾輕稀土富集型,與華南地殼重熔型花崗巖稀土配分模式圖相似[17-18],巖石成因類型屬“S 型”。值得指出的是,該序列各單元鈾含量背景值高,為(13.67~14.70)×10-6,Th/U 值為2.03~3.33[9],為鈾成礦有利的巖體,具有較大的找礦潛力。這也與該序列內(nèi)集中了桃山鈾礦田大多數(shù)的鈾礦床地質(zhì)事實相吻合。
打谷寨序列超動侵入到中侏羅世小布序列的黃陂中粗粒似斑狀黑云母二長花崗巖單元及釣峰中粒似斑狀黑云母二長花崗巖單元中,被晚侏羅世匯源大布中粒黑云母二長花崗巖單元超動侵入,獲得的逕背、王泥田和匯源大布的(LA-ICP-MS)U-Pb 年齡為168.2~159.5 Ma[5],時代屬于中-晚侏羅世早期。
如前所述,前人針對打古寨復(fù)式巖體開展過較多的工作,但前人多是將其作為一整個巖體進(jìn)行研究,并未解體到侵入體,且由于該復(fù)式巖體產(chǎn)鈾很多,前人對其開展的多為鈾礦勘查工作,對于其內(nèi)不同期次巖體的空間分布形態(tài)、產(chǎn)狀、形成時代及各自與鈾成礦的關(guān)系等認(rèn)識均較籠統(tǒng),且存在著很大的分歧[1-14]。本次在江西1∶5 萬黃陂畫眉坳幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上,運用侵入體-單元-序列的侵入巖填圖方法體系將其進(jìn)行詳細(xì)解體,具有重要的地質(zhì)意義。
1)將打古寨復(fù)式巖體劃分為中-晚侏羅世時序,圈出侵入體7 個,建立單元4 個,歸并為打鼓寨巖石序列。這一新的研究成果為統(tǒng)一桃山復(fù)式巖體的巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)及年代學(xué)等方面認(rèn)識提供了新的證據(jù),對推動桃山復(fù)式巖體地質(zhì)調(diào)查精度及研究程度的提高具有重要的促進(jìn)作用,為研究桃山礦田構(gòu)造-巖漿演化-鈾成礦提供了新資料。
2)打古寨序列內(nèi)不同單元所有侵入體均為正長花崗巖,明顯區(qū)別于桃山復(fù)式巖體的其他巖石序列的二長花崗巖,加之打古寨序列長石+黑云母+鋯石+磷灰石組合特征也與眾不同[10],既反映了其獨特的成巖方式,也形成了其特殊的鈾成礦能力,這也為桃山鈾礦田鈾成礦理論的研究提供了新思路。
3)桃山復(fù)式巖體為一個完整巖漿旋回的產(chǎn)物,具有多個完整的巖漿演化序列,且?guī)r漿演化晚期巖漿活動中心逐步向北東部打古寨遷移[2]。打古寨序列從早到晚由中粒黑云母正長花崗巖→中粒小斑黑云母正長花崗巖→中粒似斑狀黑云母正長花崗巖→中粒小斑二云母正長花崗巖演化,巖漿分異演化完全。巖漿活動的長期性、連續(xù)性,活動過程的遷移性分異作用的完全性,使鈾元素一次比一次更富集,這一點與鈾元素的含量總趨勢從早到晚增多是一致的。從而為鈾在打古寨序列中富集準(zhǔn)備了充足的物質(zhì)條件。
4)打古寨序列分布于北東和北北東向斷裂的夾持部位,受構(gòu)造作用明顯,甚至有部分學(xué)者認(rèn)為打古寨序列是同斷裂構(gòu)造侵入的花崗巖[2],也就是說從巖漿侵入到礦物晶出到成巖再到成巖后,構(gòu)造活動自始至終都在進(jìn)行。而區(qū)內(nèi)集中分布的鈾礦床均沿北東、北北東向斷裂展布。由此不難看出,桃山巖體中的鈾礦床主要集中在打古寨序列中。這種高度集中的現(xiàn)象絕不是偶然的,是多種錯綜復(fù)雜的因素決定的,其中構(gòu)造是主要因素,與巖漿活動也有很重要的關(guān)系。構(gòu)造活動、巖漿活動是相輔相成、不可分割的,構(gòu)造活動產(chǎn)生巖漿,并為鈾成礦提供空間,伴隨巖漿活動為鈾成礦帶來成礦物質(zhì)。多次構(gòu)造活動伴隨多次巖漿活動,使成礦物質(zhì)多次活化、運移,最后在適宜的條件下富集成礦。因此,今后整個桃山地區(qū)鈾找礦應(yīng)從構(gòu)造、巖漿、蝕變“三位一體”的找礦思路出發(fā)。
1)打古寨復(fù)式巖體可劃歸為中-晚侏羅世侵入時序,圈出侵入體7 個,建立單元4 個,歸并為1 個巖石序列,即打古寨序列。
2)打古寨序列成巖方式獨特,具有區(qū)別于桃山復(fù)式巖體其他巖石序列的長石+黑云母+鋯石+磷灰石組合特征,決定了其特殊的鈾成礦能力。
3)打古寨序列位于巖漿演化晚期巖漿活動中心,從早到晚由中粒黑云母正長花崗巖→中粒小斑黑云母正長花崗巖→中粒似斑狀黑云母正長花崗巖→中粒小斑二云母正長花崗巖演化,巖漿演化分異作用完全,為鈾在其中富集提供了充足的物質(zhì)條件。
4)打古寨序列中鈾礦床高度集中是構(gòu)造活動、巖漿活動等多因素相輔相成的結(jié)果。構(gòu)造、巖漿及蝕變“三位一體”是下一步鈾礦找礦的新思路。