赣中相山铀矿田逆冲推覆构造系统及动力学机制

周玉龙，高 琰，曹寿孙，吉高萍

（江西省核工业地质局261大队，江西 鹰潭 335001）

赣中相山铀矿田逆冲推覆构造系统及动力学机制

周玉龙，高 琰，曹寿孙，吉高萍

（江西省核工业地质局261大队，江西 鹰潭 335001）

通过综合研究相山铀矿田北部矿床勘探资料，加深了对赣中相山铀矿田逆冲推覆构造认识。相山铀矿田逆冲推覆构造总体呈EW向展布，推覆运动方向是从南往北。构造主滑脱面发生于震旦系基底变质岩层（Z）与上侏罗世打鼓顶组下段（J3d1）岩层之间，将震旦系基底变质岩逆掩于上侏罗统打鼓顶组下段砂岩、砂砾岩之上。推覆构造系统由前缘断层、反冲断层、主滑脱带（主干构造）、推覆体和构造窗组成。推覆移动距离达3～4.5 km。推覆构造主要形成时代为晚侏罗纪，即燕山晚期。

相山铀矿田；逆冲推覆构造；动力学

逆冲推覆构造是19世纪后期研究阿尔卑斯的地质学家们（如A.Heim，1878；M.Bertrand，1884； H.Schardt， 1893； M.Lugeon， 1901等）提出的［1］。相山逆冲推覆构造是在矿床勘探过程中逐渐发现，经过资料分析对比研究取得的重要认识。

相山铀矿田北部地质勘查程度高，已提交的众多矿床勘探地质报告对逆冲推覆构造都有不同程度的论述，20世纪70年代末，江西省核工业地质局261大队与核工业北京地质研究院组成联合科研组，对相山逆冲推覆构造进行了较系统研究。但是相山铀矿田地质结构十分复杂，各种构造活动历史长、期次多、运动剧烈。一方面逆冲推覆构造受次火山岩浆侵入改造和后期构造复合改造作用影响；另一方面推覆构造因为不同地段残留的构造形迹不同，使其构造本来面目难以保存和恢复，这样不少问题有待进一步研究。本文拟在综合分析研究前人资料的基础上，结合新理论、新方法对相山逆冲推覆构造系统作一些探讨，为深入认识相山火山盆地构造、演化及动力学具有重要意义。

1 区域地质概况

该逆冲推覆构造位于相山火山盆地北部边缘，区域上处于两个一级大地构造单元——扬子准地台与华南褶皱系的接合部位，即NE向赣—杭构造火山岩带与SN向大王山—于山花岗岩带交汇部位［2］，经历了长期复杂的地质演化，构造运动和岩浆活动频繁，尤以中生代强烈的火山活动最为显著。

相山火山盆地地层具有典型双层结构特点，其由基底和盖层组成。基底主要为震旦纪（Z）变质岩系，变质岩多属绿片岩相—低角闪岩相，中低变质程度。岩性以千枚岩、片岩为主；其次是下石炭统华山岭组（C1h）变质石英砂岩、砂岩，厚度为200 m；上三叠统安源组（T3a）含燧石石英砂岩、炭质页岩局部夹煤系地层，厚度为200～500 m，仅在火山盆地中部零星出露。盖层由总厚度大于2 000 m的上侏罗统打鼓顶组（J3d）和鹅湖岭组（J3e）的中酸性、酸性火山熔岩、火山碎屑岩及少量正常沉积碎屑岩构成。以火山岩系为主，侵出溢流相的碎斑熔岩出露面积最大，为相山主体岩性。每组的特点总体是由沉积、爆发再到喷溢式侵出构成一个火山旋回。据此，将相山火山岩系划分为2个喷发旋回、4个亚旋回、8个韵律和二期次火山侵入。第1喷发旋回是以中酸性流纹英安岩喷溢为标志，并伴随有次火山侵入，之后有一段长时间的停歇，形成明显的风化剥蚀面。第2旋回是以大规模酸性碎斑熔岩喷溢为标志，并伴有次火山侵入。

次火山岩主要分布于盆地的北东、南部，呈现3个不连续的半环。以不规则的弧形、半环形环绕盆缘，侵入充填于区域断层、基底断层、火山环状断层和火山塌陷离张构造中。次火山岩性为次花岗斑岩、次花岗闪长斑岩和次斑状花岗岩，它们之间多呈相变关系。白垩系（K）为陆相断陷盆地，形成紫红色砂砾岩、砂岩和粉砂岩，仅出露于火山盆地西侧（表 1）。

相山铀矿田基底构造格架主要由EW、NE及SN向3组构造组成，也存在NW向构造。主构造线呈EW向，盖层构造以NE向断层为主导、NW向次之的线性断层，它与火山塌陷构造一同组成线-环交织的构造格局。线性断层多是基底断层的继承和发展，火山作用过程中岩浆活动和重力作用下产生的火山塌陷构造也利用、改造基底构造。此外，相山铀矿田的北部还有极其重要的推覆构造（图1）。

表1 相山火山盆地地层一览表［3］Table 1 Strata （rocks） in Xiangshan volcanic basin［3］

图1 相山铀矿田地质略图 （据华东铀矿地质志资料整理，2005）Fig.1 Geological sketch map of Xiangshan uranium ore field（After data of Uranium Geology of East China， 2005）

矿床主要定位于成矿期活动的断层与火山环状或弧形构造复合部位、成矿期活动的主干断层扭曲引张部位、断层交叉部位、成矿期活动的区域断层旁侧次级断层和裂隙密集带发育部位，以及近EW向逆掩断层、推覆构造和NE向继承性断层及火山构造复合部位。

近矿围岩蚀变主要有水云母化、钠长石化、赤铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化和萤石化。矿石类型主要为铀赤铁矿化型，铀萤石化型和铀绿泥石化型，主成矿期矿石的形成年龄为（115±0.6）Ma 和（99±6）Ma［3］。

2 逆冲推覆构造地质特征

相山逆冲推覆构造总体呈EW向展布。推覆构造作用使原始地层层序和岩层产状发生了改变。表现为浅层次的切层推覆，局部形成一系列近EW向叠瓦状逆掩断层，后期构造继承其推覆构造面，产生滑脱移动，形成推覆体（图2）。该构造主滑脱面发生于震旦系变质岩层（Z）与上侏罗世打鼓顶组下段砂岩、砂砾岩岩层（J3d1）之间，它将震旦系变质岩逆掩于侏罗系上统打鼓顶组下段砂岩、砂砾岩之上。打鼓顶组下段底部为红色砂岩，砂砾岩中没有火山岩夹层，而且与下覆震旦系变质岩呈明显的不整合接触，与上覆震旦系变质岩之间呈断层接触关系。在推覆体下部还有次火山岩浆沿基底断层、推覆构造面侵入，形成形态复杂的岩墙、岩盖、岩枝和岩瘤。

2.1 逆冲推覆构造的地理分布

相山逆冲推覆构造（又称推覆体）的自然地理分布属江西省中部的崇仁县和乐安县两县交界区。现存推覆体平面上地理分布范围是：西起徜坑村附近，东至梅峰山，直抵马口河一带，北以环相山火盆的裴家—沙洲次火山岩体为界，南以近EW走向源头—横排山—梅峰山断层所限。平面形态似 “龟壳”状，近EW向展布、略向北突出的弧形。东西长约6～10 km，南北宽约1 km，残存视厚度100～200 m。

2.2 相山逆冲推覆构造特点

东乡—遂川大断层在长期构造活动过程中产生的次级SN向压应力场作用，使部分古老的EW向构造被其利用和改造，在燕山运动中晚期的第1火山旋回活动时期（J3d1）产生了EW向褶皱构造、逆掩断层和推覆构造。

图2 相山铀矿田北部构造纲要图Fig.2 Structural outline of the northern part in Xiangshan uranium ore field

2.2.1 原地系统

原地岩系由震旦系变质岩（Z）与侏罗系上统打鼓顶组下段砂岩、砂砾岩（J3d1）地层构成，属正常沉积层序。其岩石组合和岩石地层单位特征是：震旦系变质岩的岩性以含石榴子黑云母石英片岩、含黑云母（或含石榴子石）绢云母千枚岩为主，局部见深层变质变形的糜棱岩、热变质作用的角岩。岩石片理构造发育，变质线理产状与原始沉积产状基本一致，片理与层理交角一般小于15°，产状较稳定，片理产状一般为近EW走向，向N倾，倾角40°～60°。多属绿片岩相-低角闪岩相，中低变质程度。各类岩石具有相同变质-变形特征，互层关系稳定，是一套连续的岩层，原岩应为浅海碎屑沉积夹基性火山岩建造。侏罗系上统打鼓顶组下段（J3d1）岩性为紫红色砂岩、含砾砂岩、砂砾岩，熔结凝灰岩和火山碎屑岩。属正常沉积碎屑岩夹火山碎屑岩的喷发-沉积亚相和沉积-喷溢亚相。呈近EW向分布于梅峰山—横排山—璜田—芜头一带，出露稳定，与下覆的震旦系变质岩呈现沉积不整合接触或断层接触关系。

2.2.2 上覆外来系统

整体推覆表现为：震旦系变质岩压覆于侏罗系上统打鼓顶组下段地层之上，侏罗系上统打鼓顶组下段砂岩、砂砾岩之上震旦系变质岩的四周边界均被断层构造所围限，显然是脱离根带的外来体——推覆体（图3）。

上覆外来系统（推覆体）北部边界是被裴家—沙洲次火山岩墙所限，该次火山岩墙以北是原地变质岩。虽然原地变质岩与推覆体变质岩主要岩性都为含石榴子石黑云母石英片岩、含黑云母（或含石榴子石）绢云母千枚岩，但岩石中造岩矿物结晶程度大小不同，原地变质岩石中黑云母、石榴子石晶体都比推覆体变质岩中同种矿物晶体大，具有明显的差异。

图3 相山铀矿田北部构造I-I’线纵剖面图Fig.3 I-I’longitudinal section of structure in the northern Xiangshan uranium ore field

上覆外来系统的南部边界以EW走向的源头—横排山—梅峰山逆断层为界。断层以南是现存相山火山盆地的边缘，侏罗系上统的火山岩系全为正常顺序的岩层。上覆外来系统地层结构简单，仅由震旦系变质岩组成，岩性以含石榴子石黑云母石英片岩、含黑云母（或含石榴子石）绢云母千枚岩为特征。

推覆体在形成过程中经历了强烈的燕山期构造运动，岩层发生了较强的褶皱变形，产生了复杂的褶曲和断层，形成了一个总体呈EW走向的背斜状褶曲。经过长期风化剥蚀作用，东部完整保存了规模较大的巴泉—横上推覆体，西部仅零星残余了规模较小的何家和横涧两个飞来峰（图4）。

由于何家和横涧两个飞来峰规模较小，而且推覆构造性质、特点与巴泉—横上推覆体完全一致，现重点介绍巴泉—横上推覆体。

巴泉—横上推覆体由震旦系变质岩组成，其西部出露厚度较薄，系为后期风化剥蚀及推滑过程磨蚀和本身切层推覆造成。主要岩性为含石榴子石黑云母石英片岩、含黑云母（或含石榴子石）绢云母千枚岩，其片理产状较乱，但总体趋势为近EW走向，向S倾为主，倾角变化较大，但都较缓，一般倾角为20°～40°。

推覆体经常被NE、NNE、NNW和近EW向断层切割，但影响最明显的是NE向断层，它们明显把推覆体切成一块块的菱形块体。这些NE向断层（如巴泉—善堂庵断层和邹家—布水断层、杨家山—湖田断层、沙州—游坊断层）倾角较陡，一般表现为东盘下降，具有压扭性特征，常显逆断层。这样形成了从西到东呈阶梯状斜落，与推覆体倾伏方向一致。

2.2.3 构造窗

相山逆冲推覆构造体系中有两处具有典型构造窗特征：一处位于巴泉村附近；另一处位于横上村一带。由于横上村构造窗结构简单，现着重阐述巴泉村构造窗。

图4 相山铀矿田北部构造Ⅲ-Ⅲ’线纵剖面图Fig.4 Ⅲ-Ⅲ’longitudinal section of structure in the northern Xiangshan uranium ore field

该构造窗出露于巴泉村西约1.7 km处，大致位于巴泉村至善堂庵村之间。由杨家—巴泉背斜构造组成，全长约3～4.5 km，南北宽约400余米。背斜轴线总体为近EW走向展布，表现为不对称斜歪—对称倾伏褶皱（图5）。背斜西端巴泉矿床地段轴面一般向S倾斜，北翼倾角较陡，约60°～66°，南翼较缓，约25°～45°，向东至沙洲西南部，轴面近于直立，两翼对称性较好。枢纽沿走向西端翘起，向东逐渐倾伏隐没，枢纽倾向E，倾伏角约20°。从西向东由地表逐渐倾伏隐没至横上村一带（经钻探资料证实），特别是在东端靠近沙洲—游坊断层时以大于50°的倾伏角倾没，至-300 m标高的孔深见不到形迹。核部岩层以震旦系含石榴子石黑云母石英片岩为主；其次是斜长花岗斑岩沿背斜轴部侵入，并发生隐伏爆破——产生爆破岩筒构造。背斜两翼为上侏罗统打鼓顶组下段（J3d1）的紫红色含砾砂岩、砂砾岩层；以及逆掩至上侏罗统打鼓顶组下段地层上部的含石榴子石黑云母石英片岩，即推覆体变质岩；并有次花岗斑岩脉沿推覆构造面侵入，平面上呈EW向条带状展布。

2.2.4 推覆主构造带

推覆构造的主干构造带（源头—横上逆断层），主要表现为逆冲构造特征。发生于震旦系变质岩（Z）与侏罗系上统打鼓顶组下段（J3d1）砂岩、砂砾岩之间切层断层，其主干构造带度宽与推覆体宽度大致相同。局部发育次级推覆构造 （叠瓦状构造），并发育在推覆体中。推覆主干构造带将在以下推覆构造系统中详细阐述。

2.3 推覆构造系统

2.3.1 推覆体主断层

源头—横上是主干推覆构造。该断层在地表多以变质岩推覆体的形式存在。当后来褶皱拱起，并被风化剥蚀才显露出来其本来面目。现较好出露于巴泉—横上背斜的南北两翼，其构造形迹以背斜南翼，即源头矿床地段保存齐全且完整，其分布、产状、形态和规模等大多数可通过矿床勘探钻孔资料获得。

推覆体主断裂分布于相山火山盆地北部的徜坑—源头—横上一线，长约6～10 km，走向近EW向，构造面在剖面的形态呈上缓下陡舒缓波状，表现为向S倾伏的、向N逆冲的特点，倾角20°～40°。震旦系变质岩推覆于（J3d1）砂岩、砂砾岩层之上，局部地段J3d1砂岩、砂砾岩层与变质岩片岩重复出现，构成叠瓦状式构造（图6）。推覆构造带内岩石破碎，常见构造角砾岩、糜棱岩及擦痕，但大部分地段已被次花岗斑岩充填。推覆构造面下盘的红色砂砾、砂砾岩受挤压明显，片理化较强，岩层揉皱构造发育。部分被辗搓成不规则的透镜状或被拖曳牵引为小褶曲。而推覆构造面上盘的变质岩产生许多裂隙甚至破碎，靠近断层带上岩石矿物拉伸线理、生长线理发育，线理产状紊乱。

巴泉矿床以东推覆构造滑动面的横向出露线与变质岩基底之上的不整合面平行，均以倾角8°～10°向东倾伏。巴泉—横上背斜轴向转折端也同步向E倾伏，但在靠近沙洲—游坊断层构造附近，背斜轴向转折端以大于50°的倾伏角埋没，并呈向斜状态过渡。

沿逆掩断层（推覆构造滑动面）及（J3d1）砂岩、砂砾岩层既侵入有平缓板状次火山岩盖，也有沿基底断层侵入呈陡倾次火山岩墙。这些岩枝、岩盖和岩瘤等形态复杂。横涧岩体也受逆掩断层控制，逆掩的变质岩大部分已被风化剥蚀。

图5 相山铀矿田北部构造Ⅱ-Ⅱ’线横剖面图Fig.5 Ⅱ-Ⅱ’cross section of structure in the northern Xiangshan uranium ore field

图6 红卫铀矿床10号勘探线剖面图Fig.6 Section of prospecting line No.10 in Hongwei uranium deposit

2.3.2 推覆体前缘断层

推覆体前缘断层是楼江—沙洲—马口断层破碎带（裴家—沙洲次火山岩体），发育于相山复式背斜轴部的震旦系变质岩中。西端于芜头一带被新近系和古近系红层复盖；向东经相山北部继续延伸至中华山。据航空磁测资料，负磁场反应明显。断层破碎带宽约2 km，全长约25 km。该断层带在加里东构造运动时已具雏形，破裂形迹不十分清楚，局部发现断续的古老张性角砾岩。后来由于NE、NNE向断层、推覆构造，以及火山构造的复合结果使其进一步强化，成为EW向大的破碎带。并被第2火山旋回次火山岩充填，由于对原来的张性构造角砾岩形迹的破坏与侵蚀，使之难以保留其本来面目。

目前尚可鉴别的是楼江—窑上和罗陂—马口两地的近EW向控岩构造中的角砾岩带，它们仍保留先张后压的构造特征。

在马口—沙洲次火山岩体沿断层角砾岩带侵入，接触处见有挤压片理化现象。靠近次火山岩体外接触带的构造岩宽1～2 m的同化混染带；内接触带有1 m的细粒边缘相次花岗斑岩，边部结构极细，还有 “纹理”流动构造与接触界线平行。此外，除次花岗斑岩沿其侵入，在丁垅北局部还见碎斑熔岩沿上述构造岩或砂岩贯入的现象。

2.3.3 推覆体后带逆冲断层

推覆体后带逆冲断层为徜坑—源头—梅峰山逆断层。总体走向近EW向，总长约10km。西段（即前江—徜坑段）走向近NW；东段（即徜坑—源头—梅峰山）走向近EW。横排山以西向北倾，倾角68°～72°；横排山以东向南倾，倾角60°～70°。该断层南盘下降，北盘上升，并以断陷为主，断陷幅度为300 m左右，局部地段可能发生同生沉积。这对相山火山盆地的形成和发育起着极为重要的控制作用，是具有长期活动历史的控盆构造。加里东期构造运动时已具雏形，燕山期构造运动活动剧烈。侏罗世早期相山火山盆地的北缘沿着这个断层下沉，沉积了巨厚层的正常碎屑沉积岩层，即上侏罗统打鼓顶组下段（J3d1）的紫红色含砾砂岩、砂砾岩层。火山塌陷时该构造引张，火山构造与此断层构造复合，次火山岩浆沿其侵入。晚期仍有活动，对矿体起到破坏作用。

3 推覆距离与形成时代

3.1 推覆距离

据相山逆冲推覆构造的前缘断层、反冲断层、主推覆构造等组成单元的延伸情况推断：相山逆冲推覆构造北端抵楼江—沙洲—马口断层破碎带，即裴家—沙洲次火山岩墙（前缘断层），南端为反冲断层徜坑—源头—梅峰山逆断层所限（反冲断层）。岗上英矿床中推覆体下次火山岩管推测为推覆滑脱面下断坡。推覆体由震旦系变质岩背斜构成，在剖面上总体形成由南向北逆冲的推覆构造系统，其中局部出现反冲断裂构造。鉴于推覆体北缘裴家村和南缘横涧村均出露侏罗系上统打鼓顶组下段砂岩、砂砾岩，因此可将滑脱构造后缘与推覆体前缘复位重接，据此推测推覆体滑移距离3～4.5 km。

3.2 形成时代

相山逆冲推覆构造发生时代可依据如下关系予以判别：相山逆冲推覆构造下伏地层由新元古代震旦系浅变质岩（Z）与侏罗系上统打鼓顶组下段（J3d1）碎屑岩组成，为正常沉积层序地层。沿逆掩断层（推覆构造滑动面），或震旦系变质岩层和侏罗系上统打鼓顶组下段（J3d1）砂岩、砂砾岩层之间侵入有平缓板状次火山岩盖。新元古代震旦系变质岩层为主体的推覆体压在侏罗系上统打鼓顶组下段（J3d1）碎屑岩之上，地表出露的推覆体均是震旦系浅变质岩，深部见侏罗系上统打鼓顶组下段砂岩、砂砾岩与新元古代震旦系变质岩呈叠瓦状构造，其上未见更新的地层。单颗粒锆石U-Pb法年龄，获得相山火山-侵入杂岩第1火山旋回成岩年龄为140.3 Ma，第2火山旋回成岩年龄为135.4 Ma，为晚侏罗世期岩浆活动产物［4］。由此认为，相山逆冲推覆构造大致发生在晚侏罗纪，即燕山晚期。

4 动力学机制

中国东部中生代大陆动力学的实质是深部软流层上涌引发岩石圈与软流层之间及壳幔之间的层圈拆离、底侵作用，以及岩石变形缩短、伸展和岩浆活动的结果［5］；

（1）华南地区的褶皱基底经历了从华夏地块到华南加里东褶皱的演化过程。加里东运动对赣中影响很大，由于剧烈的造山运动作用，区内新元古代地层发生强烈褶皱变形和变质作用，并伴随大量的岩浆活动。变质地层形成SWW—NEE向紧密同斜倒转褶皱。华力西期—印支早期主要表现为地壳垂向升降，华南接受沉积［6］。加里东构造作用使相山火山盆地的变质岩层发生强烈褶皱变形，并形成近EW走向褶皱和断层构造。华力西期—印支早期使相山火山盆地发生差异升降，仅在相山火山盆地东部局部地段小范围沉积了一套河流—湖沼相下石炭统华山岭组和上三叠统安源组。

（2）燕山早期运动——中、晚侏罗世（180～140 Ma）主造山幕，软流层大规模上涌并沿着岩石圈底部壳-幔边界横向侵入和伸展，使垂向差异运动转为水平挤压作用，结果地壳表层发生大规模的褶皱构造变形和推覆构造，使陆壳加厚形成山根，岩石发生部分拆沉。燕山晚期运动——白垩纪（140～65 Ma）的晚期造山幕，加厚的陆壳山根与岩石圈根的大规模拆沉，岩石进入全新的从挤压向伸展转变和巨大减薄阶段，软流层大规模上涌成山［5］。

燕山早期运动地壳伸展作用使相山火山盆地变质岩基底的近EW向断层复活形成逆断层和逆掩断层，导致震旦系变质岩逆掩到侏罗系上统的打鼓顶组下段的砂岩、砂砾岩（J3d1）地层之上。随着水平挤压力持续作用，并逐渐发展成叠瓦状构造。侏罗世晚期火山作用前夕软流层大规模上涌，由于深部岩浆的上升作用，使原始相山沉积盆地逐渐隆起，产生火山穹隆构造。在水平挤压力和穹隆构造派生的侧向应力的联合作用下，产于相山沉积盆地边缘的靠近火山穹隆逆掩断层隆升翘起，逆掩断层进一步发展成为推覆构造。逆掩断层的上盘地层沿推覆构造面向远离火山穹隆外侧滑动位移，脱离母体形成推覆体，然后发生大规模的高强度长时间火山喷溢—喷出活动，形成了规模巨大的相山主火山岩体。

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The overthrust structural systems and their dynamics in Xiangshan uranium ore field in central Jiangxi Province

ZHOU Yu-long，GAO Yan， CAO Shou-sun，JI Gao-ping
（Geological Party No.261， Jiangxi Province Nuclear Industry Geological Bureau，Yingtan，Jiangxi 335001， China）

Through the comprehensive study on the exploration data of the deposits in the northern part of Xiangshan uranium ore field，the overthrust structure is recognized deeply.The overthrust structure strikes EW on the whole and the direction of movement is from south to north.The main detachment surface occurred between Sinian（Z） metamorphic rocks and Jurassic（J3d1）layers.Sinian metamorphic basement is overthrust on the top of Lower Daguding member of Upper Jurassic Group.The nappe system consists of front faults， backthrust fault， the main detachment zone （main structure）， and nappe structural window.The nappe had moved 3～4.5 km and it mainly formed during Late Jurassic,i.e.Late Yanshan.

Xiangshan uranium ore field； overthrust structure； dynamics

P619.14；P598

A

1672-0636（2011）03-0139-08

10.3969/j.issn.1672-0636.2011.03.003

2011-03-15

周玉龙（1963—），男，江西临川人，高级工程师，主要从事铀矿找矿、勘查工作。E-mail:261zhyl@163.com