赣东北船坑—铜山推覆构造及其与同构造成矿岩浆的关系

卢俊浩，张　达，狄永军，毕珉烽，熊光强，秦晓峰

（中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京 100083）

赣东北船坑—铜山推覆构造及其与同构造成矿岩浆的关系

卢俊浩，张达，狄永军，毕珉烽，熊光强，秦晓峰

（中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京 100083）

通过野外构造变形解析得出，江西上饶船坑—铜山一带铜矿床及其相关的侵入岩体主要受中生代推覆构造控制。推覆构造面总体倾向SE，表现为波状起伏。推覆构造外来岩系为中石炭统至上三叠统碳酸盐岩及页岩、泥质粉砂岩，原地岩系为下侏罗统地层。外来岩系变形大多呈同斜褶皱，并伴生不同规模逆冲断层及顺层滑脱构造，局部存在平卧及箱状褶皱；原地岩系变形亦较强烈。推覆构造表现为自SE向NW的运动。成矿岩体大多呈相互平行的薄层状，岩席侵位于上述推覆体外来岩系顺层滑脱带中。岩石地球化学及同位素年代学分析表明成矿岩体具挤压机制下岩浆弧特征，形成于170 Ma。结合推覆构造卷入的地层、研究区外围德兴一带同类型侵入岩与中生代推覆构造关系的讨论，认为上饶船坑—铜山一带与铜多金属矿相关的中生代石英二长斑岩为受同时代推覆构造变形控制的同构造岩浆岩，可能与中生代古太平洋板块向中国东南大陆俯冲导致岩石圈增厚发生大规模推覆构造，并诱发下地壳重熔岩浆侵位至浅表顺层滑脱空间有关。

船坑—铜山铜矿区；推覆构造；同构造岩浆作用；成矿作用；江西上饶

引用格式：卢俊浩，张达，狄永军，等.赣东北船坑—铜山推覆构造及其与同构造成矿岩浆的关系［J］.中国地质调查，2016，3（3）：29-37.

0　引言

江西上饶船坑—铜山铜矿位于江南造山带东段，紧邻华夏板块西北缘的武夷山隆起带，属扬子、华夏两个古板块的结合部位［1］。由于中侏罗世以来东亚岩石圈大规模板块运动造成了中国大陆及周缘地带产生强烈的构造变形，华南大陆岩石圈总体处于持续挤压状态［2］，燕山早期（170±5）Ma在古太平洋板块向华南大陆低角度俯冲作用形成构造挤压，产生地壳增厚，分别诱发了华夏地块三叠纪和晚侏罗世地壳深熔作用和岩浆侵入活动［3］，北武夷及周缘产生大规模NE—NNE向褶皱及逆冲推覆构造。

同时，赣东北地区在170 Ma左右存在与成矿相关的岩浆作用及大规模成矿作用，德兴斑岩铜矿、银山多金属矿、冷水坑银铅锌矿、永平铜矿的成岩成矿时代也都集中于170 Ma［4-11］，同构造岩浆有可能是该区重要的成矿因素。但在赣东北一带尚未找到一个构造、岩浆活动和成矿作用具有时空耦合关系特征的矿区。本文选取船坑—铜山铜多金属成矿带开展推覆构造变形特征及形成时代、成矿岩体年代学及成岩背景、构造控岩控矿特征等方面进行综合研究，发现该区不仅成岩成矿受中侏罗世推覆构造的控制，成岩年龄也与推覆构造时代相近，显示同构造岩浆特征。研究成果对于进一步认识赣东北地区同构造岩浆成矿体系，开展成矿远景区划具有一定的意义。

1　推覆构造特征

赣东北推覆构造主要分布于德兴、永平、陈坊、铁砂街、船坑—铜山和冷水坑等地，对区域矿产的形成和分布起到了重要的控制作用。船坑—铜山推覆体位于江西省上饶市南部，北武夷成矿带北缘。

1.1推覆体结构特征

推覆构造总体呈NE50°方向展布，外来岩系由晚古生代叶家湾组（C2y）、藕塘底组（C2o）灰岩，车头组（P2c）粉砂岩、含生物碎屑灰岩，雾林山组（P2wl）石英砂岩、页岩夹煤层，乐平组（P3lp）粉砂岩、页岩和早中生代大冶组（T1d）泥质粉砂岩、页岩夹薄层灰岩组成。下伏原地岩系主要出露下侏罗统林山组（J1l）石英砂岩、细砂岩。

区域上主推覆面总体倾向SE，矿区内与推覆构造有关的主要构造界面有3个，分别是中石炭统叶家湾组（C2y）和中侏罗统林山组（J1l）之间的逆冲断层、中石炭统藕塘底组（C2o）和中二叠统雾林山组（P2wl）之间的逆冲断层、上二叠统乐平组（P3lp）和下三叠统大冶组（T1d）之间的逆冲断层。3条逆冲断层呈叠瓦状排列。这些逆冲断层倾角约60°，宽约25 km，推覆距离较大，沿（P3lp/T1d）断面走向有多处岩浆侵入（图1）。

图1　船坑—铜山地区构造纲要图Fig.1　Structure outlinemap of Chuankeng-Tongshan area

1.2推覆构造变形特征

船坑—铜山一带受到强烈的挤压应力，构造定向性明显，构造线均呈NE向展布。外来岩系变形复杂而强烈，褶皱普遍倒转，B型线理、共轭剪节理发育。矿区形成一系列轴向近于平行的斜歪—同斜倒转背向斜组成的复式褶皱（图2），褶皱轴面倾向SE，倾角40°～60°，褶皱倒向与推覆方向一致，伴生不同规模的逆冲断层及顺层滑脱构造（图3），次级褶皱中偶见平卧褶皱，在推覆面附近发育较为紧闭的箱状褶皱。原地岩系林山组长石石英砂岩以强烈挤压变形的倒转—平卧褶皱为主，褶皱轴面与岩层产状总体均倾向SSE，倾角较缓，为15°～30°，在矿区范围内以构造窗的形式出露于花厅附近。

图2　推覆构造的野外表现Fig.2　Nappe structu re in the field

图3　矿区外围A—B图切剖面及部分地层产状赤平投影Fig.3　Cross-section of A—B around them ining area and stereographic projection of stratum attitude

1.3推覆构造运动方向及应力场研究

1.3.1运动方向

根据对推覆构造运动学特征的野外地质调查及室内分析后得出，区域推覆构造方向为SE向NW推覆，主要依据是：①外来岩系卷入地层从SE向NW具有逐步变新的趋势，说明推覆构造具有自SE向NW发展的特征；②上盘倒转褶皱轴面一致倾向SE，各时代地层之间接触关系及接触面、逆冲断面产状均倾向SE；③最大主应力的优势方位集中于SE—NW方向（表1）。综合以上可得出推覆构造的运动方向为SE向NW推覆。

表1　船坑井下共轭裂隙产状统计Tab.1　Attitude statistic of X-conjugate joint in tunnel of Chuankeng

续表

1.3.2应力场研究

为了探讨与推覆构造变形有关的区域构造应力场方位，选取船坑矿区井下不同中段开展了系统的共轭剪切面测量（表1），获得了不同测量点最大主应力σ1的方位。结果显示，σ1总体倾伏角较小，证明了当时处于近水平挤压的构造环境。

1.4推覆时代

研究区成矿岩体石英二长斑岩与推覆构造关系密切，石英二长斑岩大多呈岩脉（墙）产出，长轴方位与推覆构造走向基本一致，并大多沿与推覆构造面平行的层间破碎带侵位。根据对岩体与围岩接触带的观察，发现围岩接触带靠近岩体附近常见烘烤边，岩体也未发生后期构造变形，表明岩体（脉）稍晚于推覆构造形成后侵位，同时推覆构造对岩体侵位具有重要的控制作用。通过对侵位于推覆构造带中的岩体开展锆石U-Pb年代学研究，表明形成时间为（170.4±1.8）Ma［12］，相当于中侏罗世。而推覆构造原地岩系中最新地层为侏罗系林山组（J1l），其沉积古地理特征表明，林山组石英砂岩可能于早侏罗世晚期或中侏罗世早期，即约175 Ma结束［13］。

综上所述，推覆构造发生时代在170～175 Ma之间，这也暗示成矿岩体是在推覆构造发生后不久或伴随着推覆构造的发生同时侵入的。

2　同构造侵入岩及其成矿作用特征

研究区发现与成矿关系密切的石英二长斑岩体共6个，整体沿船坑—叶坞倒转背斜南东翼呈NE向展布、席状顺层产出。

2.1岩石学特征

成矿岩体石英二长斑岩为灰色、灰绿色，全晶质半自形—自形斑状结构，块状构造。斑晶主要为斜长石和石英，还有少量黑云母和角闪石。斜长石呈自形板状，发育环带结构和聚片双晶，以中长石为主，粒径0.85 mm×0.5 mm～2 mm×1.7 mm。基质多为斜长石、钾长石、石英和角闪石，斜长石多发生黏土化。副矿物为磁铁矿、黄铁矿等。

2.2地球化学特征

2.2.1主量元素特征

矿区内岩体SiO2含量介于56.86%～67.31%之间，平均61.78%，属于中酸性岩类，在侵入岩分类图解（图4（a））中，落入石英二长岩、花岗闪长岩和闪长岩范围，矿区主要出露并与成矿有关的为石英二长斑岩，零星出露花岗闪长斑岩；Al2O3含量介于14.64%～16.9%之间，平均15.69%；岩石全碱（K2O+Na2O）含量介于5.55%～7.84%之间，平均6.77%；K2O/Na2O=0.59～2.71，平均值为1.22；MgO和CaO含量分别为0.75%～3.48%和2.86%～5.34%；岩石具低Ti（TiO20.25%～0.72%）、富Al（Al2O314.64%～16.91%）等特征［12］。Al饱和指数（A/CNK）介于0.89～1.03之间，为偏铝质—过铝质岩石系列；在SiO2-（K2O+Na2O）图解（图4（b））中样品投点落入亚碱性区域；在A/CNKA/NK图解（图4（c））中落入偏铝质—过铝质区域。里特曼指数σ为1.42～3.12，平均2.5，为钙碱性岩；由SiO2-K2O图（图4（d））判断岩石系列为高钾钙碱性系列。

图4　主量元素特征投图（底图据文献［12］）Fig.4　Characteristic maps of major elemen ts（after reference［12］）

2.2.2微量元素特征

秦晓峰［12］所投的船坑—铜山石英二长斑岩构造环境判别图以及稀土微量元素蛛网图（图5），从图5（a）可以看出，本区170 Ma的侵入岩数据投点绝大部分落在活动大陆边缘区域（ACM），其中有3个投点落在活动大陆边缘（ACM）和板内火山岩带（WPVZ）交界线附近。判别图解结果表明北武夷地区燕山期的岩浆岩具有活动大陆边缘弧的特征，表明它处于远离海沟的内陆构造部位。较高Sr/Y比值、中等La/Sm比值、中等Sm/Yb比值、弱或无Eu负异常（图5（b）、图5（c）），暗示岩浆熔融体可能是残留相，为角闪石±石榴子石源区部分熔融的结果，且侵入岩岩浆源区的地壳深度介于20～30 km之间（图5（d）），推测其为板块俯冲导致地壳和地幔岩石圈水平缩短加厚的结果。

在钦杭结合带东段分布着众多与研究区地球化学特征、成岩时代类似的岩体及与之有成因联系的大型铜铁金矿床，如德兴花岗闪长斑岩及其斑岩型铜矿床锆石U-Pb年龄为172.5 Ma［14］、银山火山—次火山岩及铜金矿床锆石U-Pb年龄为176～166 Ma［9］；浙北地区开化县桐村花岗闪长斑岩体及斑岩型钼（铜）矿床锆石U-Pb年龄分别为（167.7±2.5）Ma和（164.8±1.6）Ma［15］；浙北绍兴地区栅溪花岗闪长斑岩体及铜铁矿床锆石U-Pb年龄为（150.1±2.6）Ma［16］。这些岩体的地球化学特征都显示为高钾钙碱性系列，在微量元素组成上同时具有埃达克质岩石和岛弧型岩石的特征。它们是由增厚的下地壳部分熔融形成的，源区中残留富HREE的石榴子石和角闪石，表明该地区存在同构造挤压的地壳增厚事件。

2.3成岩时代

秦晓峰［12］对船坑—铜山石英二长斑岩进行了LA-ICP-MSU-Pb和SHRIMPU-Pb定年，得出船坑矿区岩体加权年龄为（170±1）Ma，铜山岩体加权年龄为（170.4±1.8）Ma，代表了石英二长斑岩的侵位时间，属于中侏罗世。毛建仁等［17］测定船坑—铜山成矿岩体石英二长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为175～172 Ma。

图5　微量元素特征投图（底图据文献［12］）Fig.5　Characteristic maps of trace elements（after reference［12］）

通过前人对德兴、银山等矿床成矿年龄的研究，对比船坑—铜山铜矿的年龄数据（表2）可知，两矿区的成岩成矿年龄相近，均为燕山期早期岩浆作用的结果。年龄数据表明这些矿床可能属于同一岩浆成矿体系。

表2　船坑—铜山铜矿与德兴地区典型矿床成矿年龄对比Tab.2　Com parison ofm ineralization age of typical deposits in Chuankeng-Tongshan and Dexing area

2.4构造、岩体与成矿的关系

由于挤压增厚作用下发生了同构造岩浆侵位，使研究区逆冲推覆断层上盘及岩性差异面上盘沿层间向下滑移，致使区域上三叠统大冶组地层倒转褶皱中的滑脱构造极为发育，成为了成矿岩体侵位于表层的通道，并成为矿区主要的控岩构造（图6）。

在滑脱构造影响下，岩体发生顺层侵入，直接与顶板大冶组灰岩地层发生接触交代，致使成矿作用与岩浆活动具有同位、同时性，成岩与成矿不仅时代一致，空间展布也一致。矿体主要赋存于岩体与灰岩的接触带上或接触带附近，蚀变分带也在滑脱构造两侧分布，并且沿地层产状向下延伸，说明该岩体的侵入直接受控于滑脱构造。因此侵入岩的形态和产状对矿体具有较大的影响，对矿体的分布、形态及厚度等起直接控制作用。

图6　滑脱构造野外观察（a、b、c）及船坑矿区控岩控矿示意图（d）Fig.6　Decollement in field（a，b，c）and schem atic map of ore and rock controlling structure（d）

3　推覆构造形成背景及其与成岩成矿关系的讨论

自中侏罗世开始，华南板块由于受到“东亚岩石圈汇聚”（西伯利亚、特提斯及古太平洋板块的相互挤压）而出现大规模的岩石圈挤压增厚［18］，并在地壳浅表形成中深层次的推覆构造。伊泽奈奇板块朝NW方向运移，俯冲到东亚大陆之下，初生的太平洋板块则在南半球微弱向NW方向俯冲，致使中国大陆及邻区受到较强的、总体NW向的挤压和缩短作用［19］。大规模挤压作用可能诱发下地壳持续重熔，为中生代大规模岩浆作用奠定了重要的构造背景。其中，受中侏罗世以来最早的地壳挤压作用影响的扬子与华夏地块交界的钦杭结合带推覆构造异常发育。与此相伴随的代表性的岩浆作用有德兴花岗闪长斑岩，其SHRIMP锆石U-Pb年龄为（171±3）Ma［4］，银山矿床英安斑岩U-Pb年龄170～181 Ma［6-7］。相应的铜（钼）矿辉钼矿Re-Os年龄为（170.4±1.8）Ma［5］。

前述调查成果表明，作为钦杭结合带东段主要组成部分的赣东北船坑—铜山一带推覆构造发育，其主体结构及变形特征与东南大陆中侏罗世以来推覆构造类似，暗示其深部背景也与东南大陆由于岩石圈挤压导致的加厚构造背景一致，可能会形成与该背景一致的同时代深熔岩浆作用。船坑—铜山一带与成矿相关的石英二长斑岩和德兴铜矿区花岗闪长斑岩的岩石类型及岩相学特征相似，并且形成时代一致［12］，地球化学分析表明岩浆岩具挤压构造背景，与构造演化阶段一致。除赣东北170 Ma前后岩浆与成矿作用外，由于东南岩石圈大陆持续挤压及推覆构造递进变形，170Ma前后与铜矿化有关的推覆构造及岩浆活动在研究区的邻区广泛分布，其中冷水坑银铅锌矿田花岗斑岩中绢云母Ar-Ar年龄（162.8±1.6）Ma［12］；闽西南永定山口辉钼矿Re-Os年龄为（165.3±3.5）Ma［20］，大宝山辉钼矿Re-Os年龄为164.74 Ma［21］；浙北地区开化县桐村花岗闪长斑岩体及其斑岩型钼（铜）矿床锆石U-Pb年龄分别为（167.7±2.5）Ma、（164.8±1.6）Ma［15］，岩体及成矿年龄大多集中于170～160 Ma之间。与毛景文等［22-23］指出的对应华南中侏罗世以来岩石圈挤压阶段的重要成矿作用时代（170～160 Ma）吻合，表明赣东北船坑—铜山一带在该时期存在推覆构造变形及与其相伴随的岩浆与成矿作用。

4　结论

（1）船坑—铜山矿区受控于一条以中石炭统至下三叠统所组成的中侏罗世推覆体，推覆到下侏罗统林山组地层之上。推覆—倒转—岩浆侵入过程中沿岩性差异面发生的顺层滑脱构造是最直接的控矿构造，也是矿化富集的空间。

（2）矿区成矿岩体石英二长斑岩的年龄均为170 Ma左右，推覆构造的形成时代也为170～175 Ma之间，由此推断推覆构造活动与成矿岩浆的侵入为同生关系，岩浆属同构造岩浆。

（3）石英二长斑岩的性质为高钾钙碱性，构造环境判别为活动大陆边缘的火山弧环境，成矿背景是在东南部古太平洋板块俯冲作用下产生的。水平挤压的环境导致地壳增厚，诱发了深部岩石重熔，并沿着推覆面和滑脱构造上升侵位。

（4）船坑—铜山铜矿成矿年龄与德兴铜矿多个典型矿床的成岩成矿年龄相近，均为燕山早期产物，且形成的大地构造环境相同，表明二者可能属于同一岩浆成矿体系，暗示二者在成因上有紧密联系。

致谢：本项目在野外地质调查过程中得到了江西省地矿局赣东北地质大队的大力支持，井下数据统计和资料收集是在江西金钰实业集团有限公司船坑矿区工作人员的悉心帮助下完成的，在此表示衷心的感谢。

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（责任编辑：常艳）

The relationship between thrust-fault and the syntectonic magmatism in Chuankeng-Tongshan，northeastern Jiangxi Province

LU Junhao，ZHANG Da，DIYongjun，BIMinfeng，XIONG Guangqiang，QIN Xiaofeng
（School of Earth Sciences and Resources，China University of Geosciences（Beijing），Beijing 100083，China）

This paper gives the conclusion that the copper deposit and the ore-forming rocks in Chuankeng-Tongshan area in Jiangxi Province were controlled by Mesozoic thrust-fault，by tectonic deformation analysis in the field.The thrust-fault's surface undulate and overall dip towards SE.The exotic block composed of carbonate，shale and pelitic siltstone from middle Carboniferous to upper Triassic and the autochthon crop out Lower Jurassic. Deformations of exotic block shows isoclinal fold，associated with different scale of thrust fault and bedding detachment structure.Some recumbent and box folds are local existence.The thrust-faultmoves from SE to NW.The ore-forming rocks intrusive to the thrust bedding detachment asmutual paralleled sheet.Other research in rock geochemistry and isotopic geochronology showed that the magma formed in magmatic arc under extensional environment，around 170 Ma.According to the stratigraphic age，the relationship of Mesozoic thrust-fault and the granite in Dexing area，the result inferred that themagma was syntectonic intrusion rocks，and controlled by the thrust-fault.And this probably results from the subduction of Pacific plate and southeast continentalof China，and leads to the incrassation lithosphere and large scale nappe，then induces the lower earth crust remelting and magma invade.

Chuankeng-Tongshan copper mine area；thrust-fault；syntectonic magmatism；minerallization；Shangrao，Jiangxi

P542.3；P588.132；P613

A

2095-8706（2016）03-0029-09

2015-11-27；

2016-05-07。

中国地质调查局“北武夷成矿带东乡浩家岭—上饶梨子坑多金属成矿规律调查（编号：1212011220557）”项目资助。

卢俊浩（1992—），男，硕士，地质工程专业，主要从事构造地质学研究。Email：sm luwan@163.com。

简介：张达（1967—），男，教授，博士生导师，主要从事构造地质及成矿规律研究。Email：Zhangda@cugb.edu.cn。