方 平, 张平艳, 肖 兴, 熊 宽, 何 攀, 曹海峰, 吴新华
(1.江西省地质工程(集团)公司,江西 南昌 330029;2.江西省地质调查研究院,江西 南昌 330030)
赣南地区在各个地质构造发展阶段和各时期的地壳运动中,相应地形成一系列规模不等、性质不同的断裂构造;尤其是深断裂及大断裂,对于江西省地质构造的发展、演化及成岩、成矿作用关系密切。前人(江西省地质矿产局,1984;广东省地质矿产局,1985;舒良树等,1995;杨明桂等,1998;江西省地质矿产勘查开发局,2017)对省内基底构造和主要断裂带进行了厘定认为,除深断裂带外,多数断裂以断续式侧列分布为主,走向延伸一般十余千米至数十千米;其中不少断续成带,组成大断裂带(江西省地质矿产局,1984;谢明瑛等,2009),大余-南城断裂带就是其中一条。该断裂带是江西省内一条十分重要的断裂带,它规模巨大,由一系列数十千米到百余千米的北东向冲断层或走滑断层侧列组成,总体呈“S”形(图1),省内延长约330 km;往SW延伸至广东省内(广东省地质矿产局,1985)。但对该断裂带的特征、控岩控矿信息等研究甚少。兴国县良村-高岭断裂带是大余-南城深大断裂带的一部分,根据前人和近期最新区调成果,结合地球物理、地表、热象及遥感影像等有关资料,笔者试图从该断裂带的基本特征及其控岩控矿特征,以及本次在该断裂带中新发现的黄蜡石矿的成因和意义进行探讨,为今后地质找矿提供参考。
兴国县良村-高岭断裂带位于大余-南城深大断裂带中部的兴国县良村-高岭一带,延长约100 km,由一系列十余千米到数十千米的NE向韧-脆性断裂呈带状侧列平行展布(图1),单条主干断裂延长数千米至数十千米,带宽数十米至几千米;沿断裂带挤压片理化、硅化破碎、糜棱岩(化)带均较发育。该断裂带在重力场上也有反映,在兴国到南城一线重力异常长轴及排列方向,均沿断裂呈线形分布(江西省地质矿产局,1984;谢明瑛等,2009)。该韧-脆性断裂带以逆冲为主兼有走滑,具多期活动的特点。
该断裂带在兴国县良村-郑枫村-高岭一带有3条平行侧列韧-脆性断裂组成,单条断裂延伸长16~28 km,宽约50~70 m,局部几百米。走向NE—NNE,倾向NW,倾角60°~80°。
该断裂带早期(加里东期),在兴国县良村和高岭一带,整体表现为韧性断裂为主。韧性断裂带主要残存于燕山期和印支期花岗岩中。由于后期构造改造,韧性变形迹象沿走向显得强弱不一,主要表现为NE—NNE走向的糜棱岩(化)带及片理化带,带宽约15~20 m。韧性变形表现为糜棱岩(化)带,带内花岗质糜棱岩,呈糜棱结构、眼球碎斑结构,定向构造、条带构造。碎斑呈眼球状、透镜状,粒径0.8~8.0 mm,由钾长石、石英及细中粒花岗岩组成,碎基由粒径小于0.02 mm的霏细状长英质组成,部分呈条带状集中平行排列,显示岩石条带状构造、定向构造。花岗岩中石英呈近透镜状、条带状集合体,部分近拔丝组构,定向排列。长石类矿物具双晶微弯曲、双晶尖灭、矩形石香肠等变形组构。云母类矿物大致定向排列,其中白云母类蚀变矿物,多有“云母鱼”状及扭折变形。根据薄片显微特征,带内岩层磁铁矿物具压力影特征,在平行走向切面中应力具右行特征(图2),拔丝组构亦显示右行特点(图3),反映了其沿NNE方向右行剪切运动的特征。片理化带则表现为岩石中片理密集、平行发育,片理面平直,较光滑,片理产状320°∠83°。
燕山期由伸展到强烈陆内造山时期,受该运动影响,本断裂再次活动,产生了一系列斜列式的右行走滑断裂,主要表现为明显的挤压破碎带。如在兴国县郑枫村一带,该断层带宽156 m,断面呈舒缓波状,产状(295°~310°)∠(55°~70°),断面上局部见擦痕、阶步,擦痕线理产状345°∠20°,表现以右行剪切平移运动为主,并具逆断层性质。断层岩按变形特征可依次划分为弱硅化碎裂岩带、膝折带、含石英团块破碎带、挤压透镜体带、膝折带、碎裂岩带、弱硅化碎裂岩带(图4)。另外,带内沿片理有石英脉贯入,脉宽约3~5 cm,且形成透镜体状(图5)、脉状,大小约10~30 cm,局部可见石英脉及挤压片理呈弯曲状,表明早期形成的片理受了挤压作用;依据片理及石英脉被扭成弯曲状、构造透镜体长轴与断层面的交角,指示断裂构造呈右行走滑性质。
自晚白垩世始,本区地壳强烈伸展拉张,断裂再次活动。在良村、高岭一带,断裂中心还保存有早期的构造透镜体和挤压片理。在其两侧后期叠加有脆性变形(图5)。断层带内发育构造角砾岩带、硅化岩带和碎裂岩带,整个断裂带宽达3 km。构造角砾岩带之角砾大小为1~10 cm不等,呈棱角状—尖棱角状;角砾间充填的主要为基质、岩粉和硅铁质,基质多为棱角状碎粒。硅化岩带中岩石具强烈的硅化,呈大小不一的石英团块和少量碎裂岩化板岩。石英团块中常见晶洞,晶洞中发育石英晶簇,石英晶簇多呈梳状。断裂边部为碎裂岩带,岩石破碎,大小多为5~30 cm,其中节理和裂隙发育,并具弱硅化现象。
良村-高岭断裂带控岩特征明显。各个时期对控岩的作用不同。早中期主要控制了加里东期、印支期、燕山期花岗岩的产出及定位,同时控制了基底褶皱的展布。自晚白垩世开始,地壳强烈伸展拉张,导致盖层褶皱的破坏和大规模裂陷成盆,形成了兴国-高兴等红色盆地。
根据本次工作成果,沿良村-高岭断裂带有一系列加里东期(鹅婆等岩体)、印支期岩体(高岭岩体)、燕山期(古龙岗、良村等)岩体侵位,岩体多为岩墙扩张式沿断裂上侵而成,这些岩体明显受良村-高岭断裂带的控制。
高岭、古龙岗和良村岩体平面上呈近椭圆状、多呈不规则状产出,总体呈NE、NNE向展布,分布于NE、NNE向断裂带之间或旁侧,明显受断裂控制。围岩中常有花岗岩枝或岩脉贯入,在岩体边部常有围岩捕虏体。燕山期构造强烈活动,本区以断裂活动为主,形成NE、NNE向的右旋扭动断裂。在上述断裂间产生了拉伸环境,为岩浆上侵提供了空间。深部岩浆经岩墙扩张的方式被动侵位,然后在断裂附近冷却成岩。
由于后期高兴-高岭断裂带再次活动,对这些岩体产生切割、破坏。造成古龙岗和良村岩体平面上多呈不规则状,高岭岩体明显呈右行扭动。
晚白垩世该区进入燕山期陆内造山后的喜马拉雅伸展期。沿区域性断裂拉开,沿断裂带形成了一系列受控于良村-高岭断裂的断陷盆地,如兴国等断陷盆地,其展布总体呈NE—NNE向。该区侧向堆积了巨厚的赣州群及龟峰群砖红色陆相碎屑岩建造,多数属箕状断陷盆地,且其沉降中心多向同生断裂一侧迁移,也有少数地堑式或结构比较复杂的盆地。
兴国盆地受控于良村-高岭断裂和宝石村NW向断裂构造的联合控制。这两条断裂在白垩纪盆地形成时具有右行走滑特点,使断裂西部形成“S”形走滑拉分盆地。盆地形成初期,首先在两条断裂的交接部位产生拉分雏形,并沿两条断裂的边界扩张演化,西盘地块下降,东盘地块相对上升,形成在平面上呈纺缍形,在剖面上呈楔状的内陆盆地;盆地的沉积中心位于东部与地理中心严重偏离。周田组沉积时,盆地的下降速度极其缓慢,盆地底形平坦开阔,气候干旱,沉积速率极低,以一套湖相细碎屑沉积为主,盆缘发育一些规模不大的冲积扇。随后控盆断裂的活动出现间歇,使盆地抬升形成了赣州群与龟峰群之间的平行不整合。之后,断裂活动加剧,盆地快速沉降,气候转为湿热为主,形成了一系列的冲积扇。在这一过程中由于良村-高岭控盆断裂上盘逐渐下降,因此在断裂边缘盆地内形成北西向同沉积开阔向斜(图6)。
本区发育的红盆是太平洋板块与欧亚板块相互作用下,板块之间沿前期断裂差异升降的结果。其形成大致经历了拉张下凹沉降→伸展断陷→推挤压缩等转变过程。
断裂构造是成矿物质活化迁移的主要驱动力,它不仅是矿液活动的通道和聚积场所,也是矿质产生运移的主导因素之一。良村-高岭断裂带中或其附近区域矿产丰富,主要有钨矿、金矿、萤石、黄蜡石矿等。
沿该断裂带钨矿分布众多,主要有画眉坳钨(铍)、李家地钨铜钼、坪湖钨矿,张家地、坛石坪钨铜矿床等。这些钨多金属矿均受NE向构造控制。其中兴国画眉坳钨(铍)矿位于画眉坳SN走向复式背斜倾伏端,构造复杂,为一近似弧形向SE倾斜的单斜构造。断裂构造主要有NE向、NNE向;根据断裂切割关系,NE向断裂最早,NNE向和NEE向较晚。黑钨矿石英脉主要充填于产状(300°~320°)∠(65°~80°)扭张或扭张复合裂隙中,主要受良村-高岭NE向构造带控制(干正如等,2009;吴少伟等,2017;曾载淋等,2017;王勇等,2009)。
区带上的贵多金属矿多为构造蚀变岩型,与构造关系密切(张庆林等,2017;幸世军,2009)。如兴国留龙金矿床、寨子脑金矿床、鸡冠嶂金矿化带均受良村-高岭NE向构造带的控制。其中寨子脑金矿床位于良村-高岭断裂带SW侧的寨子脑,有3条矿脉,矿体呈脉(带)状、透镜状产出,主矿脉两侧断续分布有低品位矿(化)体。矿体走向为300°~350°,倾向东,倾角65°~74°。矿体为中部大,往南、北两端逐渐变小或尖灭,沿倾向呈透镜状、不规则状,即地表或近地表块段较厚,往下变薄,厚度变化系数为69.19%~116.45%。
白垩纪断陷盆地的一些控盆或盆边断裂,长期存在且活动频繁(李长江等,1991;李灯平等,2015),对萤石矿床的形成特别有利。
兴国县古龙岗、良村、高岭一带规模不等的萤石矿床星罗棋布。如隆坪、城岗、龙头迳、王坑、黄砂、罗潭、谭家陂、高岭等,这些萤石矿体基本上赋存于良村-高岭断裂带内或其派生断裂构造带中。萤石矿体基本为NE—NNE向呈脉状或透镜状展布。
兴国县良村镇前村黄蜡石矿为本次调查良村-高岭NE向断裂构造时首次发现,矿体赋存于良村-高岭断裂带内。
区内仅见岩浆岩出露,主要为燕山期黄陂序列d单元(ηγJ3d)和c单元(ηγJ3c),岩性分别为中-粗粒斑状黑云母二长花岗岩和中粒斑状黑云母二长花岗岩。局部见少量燕山期黄陂序列e单元(ηγJ3e)呈脉状产出,岩性为细粒黑云二长花岗岩。
良村-高岭断裂构造在区内为NE—SW向,产状(80°~120°)∠(40°~60°),整体呈“尖”字状(图7),NE小,SW大,最窄处约50 m,最宽处约200 m。断裂SW部呈叉型发育,分为两条断裂分别SW向和SSW向延伸,宽约 50~80 m。断裂构造在SW向表现较强,NE向较弱,主体岩性为碎裂状花岗岩,局部见角砾岩,岩石硅化极强。断裂带内石英脉中常见黄蜡石化(图8a)、褐铁矿化,在水沟中褐铁矿化尤为明显(图8b),断裂外带石英脉多呈灰白色或烟灰色。
本次发现黄蜡石矿体3条,集中分布于NE向断裂带中(图9)。Ⅵ矿体宽约 20~30 m,长约 350 m,呈透镜状分布,整体倾向SE,倾角较陡,产状(100°~120°)∠(60°~75°)。黄蜡石以角砾状产出,其中单个黄蜡石大小约10~25 cm。该矿体颜色为较纯的蜡黄色,透明度较好,硬度强,品质中等偏好(图10a)。Ⅶ矿体宽约10 m,长约100 m,为石英脉带型矿体,整体产状为(130°~150°)∠(60°~85°)。黄蜡石呈细脉状不均匀分布,脉宽约5~40 cm,肉眼观察黄蜡石观赏石整体体积占比约15%。该矿体矿石较坚硬,颜色为较纯净的蛋青色,透明度较好,质量较好(图10b)。Ⅷ矿体产于Ⅶ矿体东部,与Ⅶ矿体近平行产出,宽约3~8 m,长约50~80 m,整体产状为300°∠50°。黄蜡石矿石以角砾状、脉状混杂产出,肉眼目估整体含矿体积比约30%左右,但该矿体颜色较杂,蜡黄色间夹铁红色等,透明度相对较差,矿石质量中等偏下(图10c)。总体质量较好,可做观赏石或玉石。
黄蜡石具显微纤维状结构、隐晶质结构,块状、条带状构造,主要成分为玉髓,含量约92%~97%,显微纤维状,长轴约0.04 mm,杂乱分布,混杂有微晶石英,其集合体呈低正突起。铁质为微量,尘状、散染状分布于浅红色条带中,见少量石英细脉,脉宽约2.50 mm,具梳状结构;还可见少量围岩残留体碎块。
黄蜡石在岩石学上是一种石英石,主要成分为石英。黄蜡石硬度大,摩氏硬度7°左右,韧性强,极富稳定性,其表层为黄蜡油状,切面石心部分多为粉白或黄白、乳白色的石英微粒。
良村-高岭断裂带在本区多次活动,在断裂带中形成了大量的硅化岩、石英岩或脉石英。当这些石英石受到良村-高岭断裂再次活动,导致其破碎滚入酸性的泥土(花岗岩体风化物)中,并长期受酸性物质的低温溶蚀,使其表面产生蜡状釉彩。其中一部分又因山洪暴发,滚入山溪河沟中,经多年的溪水冲刷及沙砾摩擦,表面变得油光滑腻,又经水中各种矿物元素(主要为Mn、Fe)的长期渗蚀,形成蜡黄、浅红、淡紫等色彩。
从断裂特征和黄蜡石矿成因分析,黄蜡石矿的原岩为硅化岩、石英岩或脉石英,其主要形成于燕山期和晚白垩世,因此黄蜡石矿的形成时代可能为燕山期或喜马拉雅期。
该黄蜡石矿的发现,填补了兴国地区宝玉石矿床类型的空白,为兴国-黄陂(宁都)-(泰和)一带寻找宝玉矿床开辟了新思路。前人一直认为该区是寻找萤石矿、钨多金属等矿床的有利地区,该黄蜡石矿的发现说明该区存在新的矿床类型,为找矿指出了新的方向。
黄蜡石矿体集中分布于良村-高岭NE向断裂带中。该断裂带延伸长,规模大,往NE向宁都、泰和一带也有黄蜡石矿的发现,显示出区内有利的成矿地质条件和巨大的找矿潜力。该矿易开采,见效快,具有较好的经济效益。
良村-高岭断裂带是由一系列十余千米到数十千米的韧-脆性断裂侧列组成。沿线糜棱岩带、挤压片理化带、透镜体带、膝折带、硅化破碎带发育,指示断裂具多期活动:早期表现韧性为主;中期为正断层性质特征;晚期以右行走滑为主。该断裂控制着加里东期、印支期、燕山期花岗岩的侵位和兴国等断陷盆地成生与发展,对分布在兴国地区一系列的萤石矿、黄蜡石矿、金矿、钨矿的控制作用明显。通过对该断裂带的调查,新发现了黄蜡石矿,填补了兴国地区宝玉石矿床类型的空白,为兴国-宁都-泰和一带寻找宝玉矿床开辟了新思路。