赛阳关火山穹窿的研究

陈克昱，敖 平，李 强

(江西省地质局第十地质大队，江西 鹰潭 335000）

赛阳关火山穹隆位于钦杭结合带江西段的中东部，地处扬子板块与华夏地块之结合带部位南侧（杨明桂等，1997）。并长期受两大地块的控制，发生过多次构造-岩浆-（沉积）变质-成矿事件。晋宁期-加里东期为造陆期，大量洋壳相幔源物质以构造侵位的方式侵入两侧的地层中；燕山期造山期，基底断裂复活，成为火山活动通道，东乡南部火山活动、分布以及火山机构的展布都直接受以上构造的控制（王中杰等，1988）；燕山运动也是本区内生矿床的重要成矿期，区内虎圩、上官、柴古垅、银峰源金铅锌矿等矿床均形成于该期（芮行健等，1987）。

镇赛阳火山穹隆平面形态呈一不规则椭圆形，长24km，宽10km，长轴北东东向，面积约220km2，是一个大型复式火山构造。

1 地质背景

研究区位于钦杭结合带江西段的中东部，地处扬子板块与华夏地块之结合带部位南侧。并长期受两大地块的控制，发生过多次构造-岩浆-（沉积）变质-成矿事件。晋宁期-加里东期为造陆期，大量洋壳相幔源物质以构造侵位的方式侵入两侧的地层中；燕山期造山期，基底断裂复活，成为火山活动通道，东乡南部火山活动、分布以及火山机构的展布都直接受以上构造的控制；燕山运动也是本区内生矿床的重要成矿期，区内虎圩、上官、柴古垅、银峰源金铅锌矿等矿床均形成于该期[1]。

受区域构造影响，区内北东向、北北东向断裂发育，并控制了主要矿化带的分布。新元古代溪口岩群、万年群和南华纪变质岩分别构成扬子、华夏两大地块的褶皱基底，盖层主要为晚古生代石炭纪、中生代侏罗纪及白垩纪红层，为浅海-陆相沉积。

研究区地层发育不全，属东南地层区武夷地层分区。本区主要分布有新元古代青白口纪周潭岩组及南华纪万源岩组、洪山组等变质岩。火山岩以北地区大面积分布万年群变质岩系；上部盖层分布侏罗纪林山群，白垩纪武夷群打鼓顶组火山碎屑岩、赣州群茅店组、周田组与圭峰群塘边组红色碎屑岩及第四纪松散堆积层。

1.1 新元古代地层

新元古代包含青白口纪地层和南华纪地层，其中青白口纪由砂、泥质沉积夹基-中酸性火山熔岩、火山碎屑岩组成；南华纪为一套岩石组分复杂的硅铁质建造，以碎屑岩为主，夹硅质灰岩组成。矿区出露的有青白口纪周潭岩组，南华纪万源岩组和洪山组。

1.2 中生代地层

区内中生代地层出露有：侏罗纪林山群漳平组，白垩纪武夷群如意亭组、打鼓顶组，赣州群茅店组、周田组，圭峰群塘边组[2]。

1.2.1 侏罗纪林山群漳平组（J2z）

本组地层主要分布于余江铁山岭一带，呈条带状分布。岩性下部为浅灰、浅紫色粗砾岩、砂砾岩夹含砾砂岩不稳定透镜体；中部为紫红、浅灰紫色砂砾岩、含砾岩屑杂砂岩、杂砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩，砂岩中见冲刷充填构造及板状交错层理；上部为紫红色粉砂质泥岩为主，夹少量钙质粉砂岩、砂岩。属半干旱气候的滨湖三角洲-滨湖相。厚度475.51m～630.73m。

1.2.2 白垩纪

白垩纪，地壳抬升，形成许多盆地，除沉积了河湖相的红色碎屑岩之外，还伴随有火山岩喷发与沉积。根据岩性岩相特征，早期有武夷群、火把山群沉积，晚期有赣州群及圭峰群沉积。为陆相地层，分布于盆地中。

1.3 新生代地层

区内新生代主要有第四纪全新世及更新世，分别见有望城岗组、进贤组、莲塘组及联圩组。多分布于平原、河谷两侧及山间低洼地区，为一套松散沉积物。上部为各种粘土、亚粘土及亚砂土、砂土层；下部为砂砾石层。区内第四纪阶地发育，局部地段阶地标高相差较大，阶面完好。全新世与更新世二者之间呈平行不整合接触关系，与下伏地层呈角度不整合接触。

2 火山穹窿的火山产物及其喷发型式

构成火山穹窿的火山产物，由两个喷发旋回的喷发物组成。早期为周家源喷发旋回，主要由喷溢亚相的流纹质英安岩、英安岩和安山-粗安质集块角砾熔岩组成；晚期为花草尖喷发旋回，主要由熔结凝灰岩及含集块熔结角砾岩组成。两套岩层绕赛阳关石英闪长玢岩体及桃花岭花岗斑岩体略作环状展布。

周家源喷发旋回喷发物之集块角砾岩与流纹质英安岩、英安岩多为粘合过渡关系。两岩性在层位上多为集块角砾岩覆于流纹质英安岩之上，局部地段两者层序有倒置现象；有的地段见集块角砾熔岩呈爆发侵入状态产于流纹质英安岩之中。在北部局部见集块角砾熔岩呈北东东向带状断续夹于英安岩之中，在其附近流纹质英安岩产状紊乱、偏陡、流状褶曲发育。据些特征分析，认为集块角砾熔岩为周家源喷发旋回中近火山口-火山通道相的产物。

花草尖喷发旋回强烈爆发始于含集块熔结角砾岩，其上的熔结凝灰岩依熔结程度可分为三部：下部为灰白色块状，浆屑多而杂乱；中部为棕灰色厚层状，浆屑较多，呈长透镜状，定向排列；上部呈紫红色薄层板状，少斑结构，浆屑细饼状。上、中、下三部呈逐渐过渡关系，基于该套熔结凝灰岩为酸性，富含高温石英和少量透长石斑晶，从下而上均含花岗质成分“包裹体”及石英斑晶集合体，柱状节理发育，并在局部地段见侵入于底部含集块熔结角砾岩和凝灰质粉砂岩中，具有侵出-溢流的某些特征，可认为属就地喷出。喷发型式从其多呈狭长带状展布来看，似以线状喷出为主[3]。

3 火山穹窿生成和发展

3.1 断陷盆地的形成

周家源喷发旋回的熔岩普遍盖覆于一套湖盆堆积之上，证明晚侏罗世初，因燕山运动影响，沿铅山-宜春冲断裂带首先产生了断陷，并接受了以粉砂岩为主的陆相堆积。这套堆积物受盆地边缘和内部断裂差异运动的影响，具有北缓南陡的不对称性；盆地内部波状起伏，沉降中心位于盆地南西侧。因些，反映在沉积物上，不仅其展布方向与盆地走向一致，而且从其岩性、厚度上亦反映出沉降中心和沉积中心一致性。

3.2 火山喷溢阶段

由于断陷盆地孕育于铅山-宜春冲断裂中，断裂的差异运动所形成相对水下隆起和拗陷，致使沉积物的岩性、厚度不一，从而使下部岩浆承受的静压力也不平衡。这样，岩浆则沿控制隆起和拗陷的北东东向断裂上升喷溢，形成流纹质英安岩、英安岩。喷溢晚期，粘稠熔浆堵塞管道，气体不能逸出，压力不断增大，便产生隐爆，由偏碱性的集块角砾熔岩堵塞管道，结束了周家源喷发期的喷发活动。

3.3 赛阳关岩体侵入及穹起

火山喷溢阶段喷溢之后，深部岩浆开始上侵顶起了上覆岩层使之穹起。穹起作用的结果，使周家源期的火山盆地在构造上发生了奇异的变化，在其中心绕赛阳关岩体形成一穹状构造，盆地北、东缘仍保持原始内倾的产状。伴随侵入、穹起产生了一些环状、放射状断裂，为随之而来的侵入、侵出和爆发活动开辟了良好的通道。这种活动表现在（1）早期次火山相的笔架尖石英闪长玢岩-英安玢岩体侵入和侵出-溢流相的英安岩等沿放射状断裂的侵出；（2）晚期在岩体周围不同部位发生了灰流亚相的爆发。

3.4 地堑式断陷盆地的产生及湖盆堆积

伴随赛阳关岩体侵入穹起以及新华夏系构造活动的增强，在双重压力的作用下，于里山源、清屋寺至赛阳关、肖家庄一线以南；任家山、坪里至金全村以西，分别形成了两个不同方向的断陷盆地，随后，在其限定范围内堆积了含砾沉凝灰岩、沉凝灰岩等，其砾石成分复杂，除火山岩砾石外，尚有片岩、脉石英砾石，并见有下伏集块角砾熔岩、流纹质英安岩及晶屑凝灰岩的岩块，大者达0.3m～1.5m。随着湖盆堆积的过程中，尚有小股火山活动。南部盆地东端凌塘南部一带周家源喷发旋回熔岩之上，分布一套具熔结结构的含集块凝灰角砾岩，其上覆盖流纹岩。在这套岩层中还见有英安玢岩小岩体侵入。另在肖家庄附近，也见含砾沉凝灰岩夹晶屑玻屑凝灰岩分布。

3.5 灰流相的爆发活动

地堑式断陷盆地的堆积，是火山活动停息时间较长的一个阶段，乘些间隙，深部岩浆源得以恢复，温度升高，压力增大，促使富含挥发份，具高粘度的酸性岩浆开始沸腾，在地堑式断陷盆地形成的两个地堑式盆地内，沿盆地的边界断裂及由于赛阳关岩体的侵入穹起所产生的环状、放射状断裂，发生了大规模的猛烈爆发，形成了厚达数百米的熔结凝灰岩和含集块熔结角砾岩、凝灰角砾岩，构成了花草尖喷发期的主体喷发物。这种火山灰流由于粘度大、流动性差，仅在喷口上部及附近凝回成岩。

3.6 局部火口的塌陷及小股火山活动

随花草尖喷发期灰流相的喷发喷出，在构造活动频繁的地带，如佛岭、渐岭峰等地灰流相的火山口发生局部范围的塌陷，在含集块熔结角砾岩之上覆盖着一套含砾的沉凝灰岩、晶屑凝灰岩及英安质流纹岩。这一事实说明塌陷的存在及沉积之后仍有小股火山活动。

3.7 桃花岭花岗斑岩的侵入

经上一阶段的火山停息，残余岩浆沿赛阳关岩体北部佛岭附近上侵，形成了桃花岭花岗斑岩体。从而基本上结束了赛阳关火山穹窿构造活动发展历史。

花岗斑岩体侵入于赛阳关岩体和周家源喷发旋回之中，其上部残留有含集块熔结角砾岩，说明它可能是沿含集块熔结角砾岩的一个火山管道侵入的，其顶端残留有含砾的沉凝灰岩、晶屑凝灰岩及英安质流纹岩，又可说明花岗斑岩侵入时间应在第六阶段之后。

4 赛阳关石英闪长玢岩研究

区内与成矿有关的次火山岩体主要为赛阳关石英闪长玢岩，该岩体侵位于早白垩世周家源旋回火山岩中，呈三棱形岩株产出，出露面积为3.5km2。岩体被南东向发育的断裂切成主体部分和向西南舌状伸出部分，后者出露面积约2.5km2。

岩性为黑云母斜长花岗岩，分布于区内南部金溪陆坊一带，属金溪花岗岩基的一部分。岩体被侏罗-白垩纪地层不整合覆盖，侵入于周潭岩组、万源岩组中，由于岩体侵位后遭受区域应力挤压变形，接触界线形态极为复杂，总体上呈指状与围岩相间出现。内接触带中云母条带、长石斑晶及围岩捕虏体非常发育，具较强的定向性，构成明显的片麻状构造，其走向与侵入变形面大致平行，而在侵入变形面转折端与其斜交，但与区域片理一致；捕虏体呈椭圆状、透镜状，主要为变粒岩、片岩等。外接触带发育由岩体和围岩共同受变形挤压作用而平行化，并与围岩面“似层状”产出的花岗质岩石呈“似脉状、似岩枝状”的密集带，其宽度为200m～300m，远离岩体则趋于消失，其延伸方向与区域片理基本一致。外接触带围岩经区域变质改造后仅保留残余角岩结构。

岩石学特征：岩石呈灰白-浅灰色，岩石中主要矿物成分为斜长石、钾长石、石英、黑云母、白云母等。其中钾长石以微斜长石为主，石英具强波状消光，少数具压扁拉长现象，岩石中钠质交代明显。岩石中暗色包体发育，多呈近圆状。

赛阳关石英闪长玢岩与周家源组呈侵入接触，岩体接触面不平整呈枝叉状，整体外倾，倾角18°～60°。围岩主要为周家源组下部凝灰质泥岩和粉砂岩，其上部为似层状英安岩，仅见于叶家村北山上。接触交代和烘烤现象均不明显。

原岩经轻微蚀变，岩体与火山岩接触部位蚀变较强，发育较强的绿泥石化。围岩见较强的硅化、绿泥石化等蚀变。该玢岩体岩相分带不明显，仅与火山岩接触部位岩石变细，呈隐晶质或具霏细结构，斑晶不明显，岩石为灰紫色。此内接触带仅0.5m～2m，局部见角砾构造，由熔岩角砾组成，与岩体呈过渡关系。

5 岩石与矿物特征

5.1 岩石特征

岩石新鲜面呈灰绿色，似斑状结构，中细粒结构，块状构造。斑晶主要为斜长石及角闪石、黑云母等暗色矿物，后者多绿泥石化，部分斜长石绢云母化、绿泥石化，斑晶含量一般为，粒度0.5mm～10mm之间，个别达20mm～30mm，斜长石斑晶为自形扳状，中性斜长石，含量20%～30%，具环带构造，偶见聚片双晶，内有磷灰石，锆石包体。基质为半自形粒状结构，矿物为斜长石、黑云母、石英、钾长石等。岩石常具硅化、绿泥石化等。副矿物有磷灰石、锆石等。

5.2 主要矿物特征

5.2.1 斜长石

斜长石斑晶灰白色，自形程度较高，呈板状、板柱状，粒径0.1mm×0.2mm～5mm×3mm。含量20%～30%，具环带构造，偶见聚片双晶，内有磷灰石，锆石包体。斜长石易蚀变，发生绢云母化和绿泥石化，有时可见环带构造和钠长石双晶；基质中，斜长石粒径在0.02%～0.08mm之间，为半自形粒状，常见绢云母化、绿泥石化蚀变。

5.2.2 石英

石英斑晶，无色透明，油脂光泽，呈半自型粒状或团粒状，粒径1mm×2.5mm，含量3%～5%，熔蚀明显，裂隙发育，具环边结构；基质石英呈它形粒状，粒径较小。在基质中，斜长石、石英及暗色矿物共生，组成隐晶质结构。

5.2.3 黑云母

黑云母斑晶，呈黑褐色，玻璃光泽，片状、厚板状，长0.5mm～1mm，约占3%～5%，常见暗化现象，偶见磷灰石包裹体，部分绢云母、绿泥石化；基质黑云母呈显微鳞片状，已绢云母化。

5.2.4 角闪石

呈绿色至黑色，玻璃光泽，柱状，粒径0.25mm，含量较少，多在基质中分布，常被绿泥石、方解石交代。

5.2.5 钾长石

呈浅肉红色，呈半自形板状，粒径0.15mm×1.5mm，泥化深，局部见熔蚀现象。

5.2.6 副矿物

副矿物主要有磷灰石、锆石、白钛石、钛铁矿、磁铁矿、榍石、石榴石等，个别人工重砂中见黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、自然金等，可能受矿化所致。

赛阳关岩体石英闪长玢岩的SiO2含量变化不大，在57.49%～60.69%之间，平均59.26%，略低于区内次火山岩平均值；Al2O3含量在16.63%～19.84%之间，多在17%左右；CaO含量1.42%～3.75%，一般≥3.00%，整体高于区内其它次火山岩含量，个别样品低于1.50；TiO2含量在0.49%～0.72%之间；K2O含量高4.51%～6.10%，平均5.37%，与区内其它岩体相似；Na2O含量在2.52%～3.48%之间；MgO含量1.12%～1.73%；K2O＋Na2O含量7.59%～9.30%，平均8.40%；K2O/Na2O值为1.63%～1.94，平均1.77，变化范围小；Fe2O3＋FeO含量4.77%～6.04%，平均值6.16%；Fe2O3/（Fe2O3＋FeO）值在0.28%～0.97之间，平均0.60，大多在0.50以上，略低于区内其它次火山岩，表明石英闪长玢岩体与区内其它岩体形成的氧化环境相同。

利用硅碱图（Irvine等，1971）可以对区内岩石类型进行初步判别。岩石数据投影点大部分位于Ir线附近，属于碱性系列与亚碱性系列过渡区域,赛阳关岩体数据多数投影于碱性系列。在AFM图中，大部分数据投影于钙碱性区域。样品里特曼指数σ值多在3.3～6之间，个别样品位于3.3以下，属于碱性区域。由于各自所考虑的因素不同，分类结果会产生些微差异，而综合以上几种方案，赛阳关岩体岩性整体富含碱质，属于碱性系列，部分区域可能为碱性和钙碱性过渡系列。同时，根据岩石分析结果可以看出，岩石的Al2O3＞（K2O＋Na2O＋CaO），赛阳闪长玢岩岩体属于铝过饱和型。

除赛阳关岩体外，东乡南部区域分布的次火山岩体岩石类型有花岗斑岩、富钾粗安玢岩、安山玢岩、橄榄玄武岩及英安玢岩，属于中酸性高钾富铝岩石系列。

赛阳关岩体石英闪长玢岩明显高K2O，在SiO2～K2O图中位于高钾－钾玄岩岩石区域，与区域内其它浅成侵入岩（体）特点一样，但与其它地区石英闪长玢岩不同。如三门峡高庙石英闪长玢岩，其K2O含量在3.3%左右，明显低于赛阳关岩体的K2O含量。整体富钾、碱质，基性组份Fe0、Mg0、Ca0含量较低，Al2O3较高是赛阳关石英闪长玢岩的特点。

东乡南部区域其它次火山岩与赛阳关石英闪长玢岩二者常量元素特征相似，SiO2相近、Al2O3含量较高。

6 侵入岩的含矿性

区内与成矿作用有关的侵入岩主要产于燕山早期，侵入岩为成矿提供物质、动力及场所。区内矿体规模、矿种、空间产出与侵入岩活动密切相关。

随着侵入岩活动时间的变化，由早到晚，侵入岩体含矿性依次减弱。燕山早期区内不同期次次火山岩体侵入就位于不同喷发旋回火山岩层中，次火山岩岩性主要为石英闪长玢岩、安山玢岩、富钾粗安玢岩、英安玢岩等，不同喷发旋回、不同期次次火山岩，其岩体规模、矿化程度也不同。周家源喷发旋回中第一期次火山岩侵入体为赛阳关石英闪长玢岩体，其规模大，含矿性好，第二期次火山岩侵入体为笔架尖岩体，同样具有普遍的金多金属矿化，具一定规模，本旋回次火山岩体金品位较高，次为铅锌矿，矿床规模较大；虎岩喷发旋回的安山玢岩和富钾粗安玢岩，亦常见铅锌铜矿化，金矿化次之，矿体规模、品位整体低于周家源喷发旋回；梧溪喷发旋回的岩体规模小，英安玢岩含矿性差，矿化微弱。