赣西萍乐凹陷带卡林型金矿的构造控矿特征

杨 斌 董国臣 莫宣学 曾书明

（1.成都地质矿产研究所，成都610083；2.中国地质大学 地球科学与资源学院，北京100083；3.江西地勘局赣西地质调查大队，南昌330201）

萍乐凹陷带西段位于江西省西北部，20世纪90年代以来在该凹陷带中发现了多处卡林型金矿化点，显现出了良好的找矿前景（图1）。近年来，区内金矿的成矿特征研究取得了重要成果［1－8］。这些研究成果主要集中在2个方面：一是对萍乐凹陷带构造特征以及构造体系、亚体系的研究［6－8］，二是对凹陷带内金矿的成矿特征及成矿规律的研究，认为区内金矿普遍受断裂控制，热液蚀变发育明显［1－3］。然而，有关构造对成矿流体来源的控制以及对区内卡林型金矿成矿的主导作用的研究不够。笔者在详细野外填图的基础上，结合对区内2个矿区成矿期的同位素研究，对萍乐凹陷带西段内金矿的成矿流体来源进行了探讨，由成矿流体的组成变化反映了流体运移的变化，并以此为切入点，寻找构造与区内卡林型金矿的内在联系，以期深化对该区矿床成因的认识。

1 区域地质背景

赣西萍乐凹陷带地处扬子板块与华南板块交接部位，北部以沿高安—南昌—景德镇一线为界，南部以萍乡—新余—上饶为界，是一个古裂谷区［1］，属于几个不同构造单元的衔接部位（图1）。

图1 赣西萍乐凹陷带构造分区略图Fig.1 Tectonic division of the Pingle depression in the west of Jiangxi

20世纪90年代初期，就有学者开展了对萍乐凹陷带区域构造特征的研究：朱志澄等认为萍乐凹陷带是一个巨大的对冲构造，构造活动起于印支期，燕山期活动最强，在喜马拉雅期结束［6－8］。杜定全认为对冲构造形成的时间大约在中生代晚期［9］。席与岭等则详细研究了萍乐凹陷带内安源组地层特征，借此反演了萍乐凹陷带形成的古气候和古地理环境［10］。宋鸿林等更是在前人认识的基础上，以“板溪群”为切入点，认为萍乐凹陷带是一个巨型构造窗［11］。

综上所述，萍乐凹陷带西段存在一个巨大的逆冲推覆体系［11］，据此由南至北把萍乐凹陷带划分为3大构造体系：南部为武功山滑覆体系、北部的九岭逆冲推覆体系，以及中部的构造对接带（图2）。

a.武功山伸展构造体系 武功山北缘重力滑覆构造体系，在武功山北坡有零星露头，主要由滑片及滑块组成。常见老地层组成的滑片盖在新地层组成的滑片之上，如新余、萍乡等地。朱志澄等认为武功山滑覆构造是前期推覆与后期滑覆叠加形成的滑覆推覆系［8］。

b.九岭逆冲推覆构造体系 九岭南缘逆冲推覆构造体系可分为3部分：原地基底地层体系、推覆体系以及沉积盖层体系。其中推覆体系又可分为上推覆体和中下推覆体。上推覆体为中元古浅变质岩块（变质岩和花岗岩），在中带北部以发育构造窗为特色，南部则发育飞来峰构造；中下推覆体由晚古生界与中生界组成，与其配套的逆冲推覆面虽在地表未见出露，但其前锋有出露，表现为高角度逆冲断层。在其发育地区，出现一系列北倾的犁式逆冲断层，组成了一个叠瓦状逆冲断裂系统，造成了凹陷带西段的明显缩短［12］。因此推测其下有一平缓的犁式推覆面存在，极有可能位于基底与盖层的分界面上。逆冲断层扩展方式是典型的前展式。

c.南北构造体系对接带 指九岭南缘逆冲推覆构造体系、武功山伸展构造体系在萍乐凹陷带西段中部对接的地段，大致分布于高安付家墟—上高天山—万载丰顶山—宜春南木—萍乡长坪一线。可分为断层对接、尖壁对接、褶皱对接3种对接形式，沿对接带分布的飞来峰和构造窗是该对接带发育的证据（图2）。

从构造体系的划分中可知萍乐凹陷带的区域构造总体上表现出了多层次滑脱拆离、南北两大构造体系对冲、构造叠加复合的特点［13］。其中南北构造对接带的构造背景是由压性向张性的过渡区域，这样的构造环境比较有利于卡林型金矿的形成［14］。已有的地质工作成果也表明凹陷带内大多数卡林型金矿均发育在此区域内［15］。

区内发育的地层较简单，广泛出露的仅为晚古生代及中生代地层，卡林型金矿主要分布在华山岭组（C1h）、茅口组（P2m）、南港组（P2n）和青龙组（T1q）这4套地层内（图3）。

图2 萍乐凹陷带西段构造及成矿亚带示意图Fig.2 Sketch map showing the structures and metallogenic subbelts in the Pingle depression in the west of Jiangxi

图3 赣西萍乐凹陷带金矿产出层位对比图Fig.3 Comparison of the golden horizons of Carlin gold deposits in the west of Jiangxi

华山岭组底部为砂、页岩，中部为石英砂岩、粉砂岩互层，上部为石英砂岩与砾岩互层。茅口组发育深灰色中厚层状生屑灰岩、燧石灰岩，夹灰岩角砾、钙质泥岩、硅质岩等深灰色泥灰岩。南港组岩性为钙质泥岩、泥灰岩，夹灰岩透镜体，其中镁的质量分数高达23%，亦可见滑石。青龙组可分为3段，自下而上为殷坑段→枣木段→高安段。殷坑段为泥岩、钙质泥岩、泥灰岩；枣木段为砾屑灰岩与极薄层状泥晶灰岩互层；高安段为薄层状泥晶灰岩与钙质泥岩（图4）。

图4 赣西地区茅口组、南港组及青龙组岩性柱状图Fig.4 Lithologic histograms of the Maokou，Nangang and Qinlong groups in the west of Jiangxi

2 典型矿区简介

本文的研究主要依托研究区内的2个典型卡林型矿床：大石芴和吴村。

大石芴矿区位于萍乡—高安凹褶断束带中部的北侧丰顶山背斜中，发育地层有华山岭组（C1h）、黄 龙 组 （C2h）、船 山 组 （C2c）、茅 口 组（P2m）、长兴组（P3c）和大冶组（T1d）。矿区构造以断裂为主，分为NEE向、NW向和NNE向3组，其中NEE向构造是该区的容矿、导矿构造（F1—F3），褶皱属大石芴倒转向斜的北西翼（正常翼）。区内地层倾向南东（168°），倾角30°～45°。矿区有2两条矿化带，以近EW向的F2断裂为界，分为南北2个矿化带。南矿带为区内的主矿带，主要赋存在茅口组的层间破碎带（F3）中，产状与F3近似，宽度受断裂控制，长约1.7km；北矿带位于F2以北，赋存在华山岭组与黄龙组的断裂破碎带中（F1），产状与F1相似，宽约40m，长1.8km（图5）。

图5 大石芴金矿区略图及22线剖面图Fig.5 Sketch maps showing the geology and profile map of No.22prospecting line in the Dashiwu gold deposit in the west of Jiangxi

吴村地处九岭推覆构造和武功伸展构造对冲带南侧，属于萍乐凹陷带西段北缘，是锦江复式向斜与九岭隆起区南缘丰顶山背斜的接触部位。吴村矿区主要出露地层为长兴组、青龙组、杨家群和第四系（图6）。矿区内构造主要为一倾向南东东的背斜构造，倾角25°～40°。断裂构造主要有北东走向的正断层（F2）和一组走滑断层。F2大体沿长兴组和青龙组接触部位形成层间断层，倾向145°，倾角40°～60°，走向长度＞2km。矿区内主要出露地层在吴村形成吴村倒转背斜，倾向南东。矿化大多赋存在青龙组下部与长兴组的层间滑动面中，矿体呈层状，走向40°～60°，倾向135°～145°，倾角40°～60°（图7）。

图6 吴村金矿区略图Fig.6 Sketch map showing the geology and profile map of No.84prospecting line in the Wucun gold deposit in the west of Jiangxi

图7 吴村金矿A－B勘探线剖面图Fig.7 Profile map of A－B prospecting line in the Wucun gold deposit in the west of Jiangxi

3 成矿热液来源

国内外关于卡林型金矿的成矿热液的来源具代表性的观点大致有2种［14］：一种认为成矿热液来源主要是早期的建造水，后期有大量大气降水加入［15－18］；另一部分研究者认为成矿热液源自岩浆分异而来［19－21］。本文对区内典型的大石芴和吴村矿区矿石中成矿期的H、O同位素进行了分析（表1），以探讨对区内成矿热液的来源。

表1 萍乐凹陷带卡林型金矿床流体包裹体氢氧同位素组成（w／‰）Table 1 Compositions of H and O isotopes of the fluid inclusions in the main Carlin gold deposits in the west of Jiangxi

2个矿区成矿期包裹体氢氧同位素（表1）显示了以下特征：①成矿流体包裹体的δ18OSMOW与δ18O（H2O）值巨大的差异说明成矿流体是来自于深部。②总体上看，2个矿区的数据有3个落在岩浆水范围内，3个落在大气水范围内，剩余8个样品呈线性形式分布于岩浆水与大气水的过渡区域内（图8），这说明2个矿区的成矿流体的原始组分主要是岩浆热液，只是分异出的岩浆热液自西向东运移过程中不断有大气水的加入，从而导致成矿热液的主要组成不断地发生改变，到后期就变成了以大气降水为主的成矿流体。

4 构造对成矿的控制作用

构造对成矿有着极为重要的作用，这在赣西地区的卡林型金矿中突出表现为褶皱与层间滑动对成矿的控制［22］，前已提及的大石芴与吴村2个矿床最为典型。

图8 赣西卡林型金矿流体包裹体的δD－δ18 O关系图Fig.8 Map showing the relationship betweenδD－δ18 O of the fluid inclusions of the gold deposits in the west of Jiangxi

大石芴矿区发育一个向斜，剖面显示矿体呈层状、似层状赋存在向斜的翼部（图5），并且赋矿的层位属于长兴组与茅口组接触的层间构造破碎带。矿体的形态、产出部位以及赋矿层的位置表明矿体的形成与褶皱及层间滑动关系密切。一方面褶皱产生时，不同岩层由于岩性的硬度差异而产生了层间滑动，由此也形成了后期热液成矿的空间；另一方面褶皱和层间滑动的产生也使岩石破裂，岩石的渗滤性大为增强，为含矿热液的运移提供了通道。

吴村矿区内有一个倒转背斜，勘探线剖面显示吴村矿区的矿体呈层状赋存在长兴组与青龙组的层间破碎带中，矿体的产状与控矿的滑脱断层产状几乎一致（图7）。背斜本身就是含矿热液良好的沉淀场所，再加上褶皱产生的层间滑动既可以作为热液运移的通道，又可作为热液沉淀的场所，这些都为成矿提供了有利的条件。

类似于褶皱与层间滑动面对金矿的这种控制情况在萍乐凹陷带中极为普遍，笔者统计了区内大多数已知卡林型金矿的地层、矿体与控矿断裂的产状数据（表2），通过对比地层、断裂以及矿体的产状发现：①所有矿区的地层、矿体与控矿断裂的产状都相近或一致；②大部分矿区内地层的走向与控矿断裂的走向一致，均为NNE向或者近EW向；③大部分金矿体为层状或似层状。

地层、矿体与围岩的产状对比说明了3点：①萍乐凹陷带内的卡林型金矿普遍存在褶皱与层间滑动断层组合控矿的情况；②控矿的断裂大多为层间滑动断层；③金矿体大多赋存在层间滑动面中。由此可见，褶皱与层间滑动的组合对于赣西地区卡林型金矿的形成有着极为重要的意义。

构造作用于围岩使得围岩适合于热液运移和沉淀，并最终形成矿体；而围岩对于热液的控制作用主要表现为热液的渗滤。热液的渗滤是通过岩石的孔隙进行的，热液在岩层中渗滤需要热液的流体压力达到一定程度，否则热液无法通过岩层。所以构造对于围岩的作用实际上是构造对于围岩孔隙度的改变，地壳岩石圈不同深度的流体压力－渗滤条件可以用孔隙流体因子－深度图解（图9）来表示［23］。已有的卡林型包裹体资料显示，在卡林型金矿中的包裹体捕获压力一般低于60MPa，静水压力深度＜6km；而当成矿流体中有岩浆流体参与的记录时捕获压力高达200MPa，相当于静岩压力深度约7km［24］。在张性向压性过渡背景下，赣西卡林型矿集区要求流体渗滤的压力较大（λv＞0.8），因此成矿热液极少通过围岩渗滤，只能转而通过构造运移，从而促进了区内的构造控矿。

表2 赣西地区卡林型金矿地层、矿体及控矿断裂实测产状对比Table 2 The contrast among occurrences of the formations，ore bodies and ore－controlling faults of the Carlin gold deposits in the west of Jiangxi

图9 挤压逆冲断层、伸展正断层和走滑断层裂隙网络流体渗滤所需的压力条件Fig.9 The pressure premises to activate the infiltration of fracture networks caused by compressional thrust faults，extensional normal faults and strike－slip faults

5 结论

a.赣西地区卡林型金矿成矿流体特征：成矿流体源于岩浆分异，在初始阶段，其主要组成为岩浆水；但在运移的过程中，不断有大气水的加入；所以到了后期，成矿流体的主要组成变为大气水。

b.构造是影响区内卡林型金矿成矿的主要因素，金矿体大多呈层状赋存在“褶皱＋顺层断层”构造组合的顺层滑动面中。

本文的研究工作受益于教育部高等学校创新引智计划（“111计划”），得到了中国地质调查局成都地质调查中心的资助；野外工作中得到了江西地质勘查局赣西地质大队曾书明总工程师、覃兆松高级工程师、刘金元教授级高级工程师和黄孝文高级工程师等的大力帮助；数据测试分析过程中，东华理工大学电子探针实验室的郭国林、刘成东老师提供了宝贵的帮助和建议；桂林矿床地质调查研究院陈大经老师提供了无私帮助；论文修改过程中李龚建硕士提供了许多修改意见。作者在此一并向他们致以诚挚的谢意。

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