江西宜丰地区甘坊岩体成岩成矿作用分析

周建廷， 王国斌， 何淑芳， 范爱春

(江西省地矿局赣西地质调查大队，江西南昌 330002)

江西宜丰地区甘坊岩体成岩成矿作用分析

周建廷， 王国斌， 何淑芳， 范爱春

(江西省地矿局赣西地质调查大队，江西南昌 330002)

在介绍江西宜丰地区甘坊岩体地质特征基础上，分析了该区稀有金属成矿物质来源，总结了锂等稀有金属矿化富集的制约因素，解释了甘坊岩体宏观地质特征和岩石矿物特征，阐明了甘坊岩体成岩过程和成矿过程的同时性。为锂资源勘查提供理论和技术上的支持。

甘坊岩体;成岩成矿作用;稀有金属;江西宜丰

1 甘坊岩体概述

甘坊岩体位于江西奉新县、宜丰县、铜鼓县三县交界的崇山峻岭中(图1)。在大地构造上位于三级构造单元九岭─高台山台拱的九岭穹断束南部，九岭复式背斜南翼，宜丰—景德镇深大断裂带与铜鼓西向─奉新上富断裂之间。构成九岭台拱的基底是蓟县纪浅变质岩，构成九岭岩体的主体是晋宁期黑云母花岗闪长岩。甘坊岩体位于九岭花岗闪长岩体中部，出露面积约400 km2，东西长30 km以上，南北最宽16 km，大体呈东西向延伸(图2)，岩体侵入时代为燕山期，岩性变化总趋势是由中粗粒斑状黑云母花岗岩→中粗粒斑状二云母花岗岩→中细粒含斑—斑状二云母花岗岩→中细粒白云母钠长花岗岩。甘坊岩体普遍发生自变质(交代)作用，岩性较复杂，为一多期次、多阶段岩浆侵入形成的复式岩体。甘坊岩体在燕山早期第一阶段自变质作用较弱，至早期第二阶段后期(岩浆期后热液面状蚀变)逐渐增强并达到高峰，后期聚降，至燕山晚期第一阶段又逐渐升高，至燕山晚期第一阶段后期(岩浆期后脉状侵入热液蚀变)明显形成高峰(表1)。这两次自变质作用(岩浆期后的热液蚀变)高峰期也为锂、铷、铯、铌、钽等稀有元素富集的主要成矿期，如图2(黄定堂，2003)。

图1 甘坊岩体交通位置图Fig.1 The traffic map showing the location of Ganfang rock mass

2 甘坊岩体成岩作用的地质特征

甘坊岩体为同一岩浆源、多期次岩浆活动形成的复式岩体，其自变质(交代)作用特征明显。岩浆活动表现为由燕山早期岩浆侵入至燕山晚期沿断裂充填的次火山岩活动(表1)。其地质特征慨况起来有如下特征①江西地质局区域地质调查大队.1977.1∶20厅区域地质调查报告(铜鼓幅).:

(1)不同期次和不同阶段的岩体之间既有突变的侵入接触关系，也有交代性质的递变接触关系。

(2)岩体自变质作用自老而新由弱→强→弱→强。蚀变类型:由钾长石化→钠长石化、锂云母化→云英岩化、萤石化。

(3)结构上，颗粒由粗→细;斑晶由大和多→小和少→含斑→无斑。由似斑状花岗结构→花岗结构→霏细结构。

表1 甘坊岩体岩浆岩总表Table 1 The magmatic rock composite of Ganfang magmatic rock

(4)主要造岩矿物，由弱蚀变的黑云母花岗岩、二云母花岗岩至强蚀变的白云母花岗岩，石英增加，钾长石减少，钠长石增加，黑云母减少，并逐渐被白云母取代。

(5)主要副矿物时代自老而新由磷灰石、金红石、锆石、电气石→黄玉、萤石、铌钽铁矿、钽铁矿、绿柱石、伊利水云母。

(6)白云母为交代黑云母和长石而产出。云母的演化规律:黑云母→白云母→锂白云母→锂云母。

(7)成岩过程中，钾长石被钠长石交代，更长石被钾长石交代。白云母多次发生交代作用，单个晶体形成阶梯状。说明本区成矿成岩过程中具有钾、钠反复交代，岩浆期后热液重叠矿化的特点。

(8)石英、长石、云母矿物普遍具褶皱、扭曲现象。说明成岩时，区内构造活动十分强烈。

(9)岩体产状上自老至新:由岩基→岩株→岩瘤→岩脉、岩墙的变化规律。

(10)岩体西端为黑云母相和二云母相为主，东部为二云母相和白云母相为主。东部晚期岩浆活动较为频繁，对岩体的自变质作用也起着重要控制因素，东部岩体的自变质作用较西部强烈。

(11)对于燕山晚期脉岩，基本上存在脉体越厚产状越陡，脉体越薄产状越缓的现象。

3 甘坊岩体锂资源成矿地质特征

伴随着岩体成岩作用的进行，在燕山早期第二阶段和燕山晚期第一阶段的后期，出现了锂等稀有金属的成矿作用。本区锂资源矿化类型有岩体型和脉体型两种，其中岩体型为燕山早期第二阶段面状矿化蚀变碱性花岗岩，岩性为中细粒钠长石化白云母化花岗岩。脉体型为燕山晚期侵入的含锂瓷石矿脉，岩性为霏细(斑)岩或细晶(斑)岩。

甘坊岩体的锂矿赋存于钠长石化白云母化花岗(斑)岩和霏细(斑)岩、细晶(斑)岩中。含矿独立矿物为锂云母，其次为锂白云母。另外少量呈微细包体或类质同像分散状态存在于长石等造岩矿物和副矿物中。锂云母在矿石中呈单晶六方片状，片径0.1～1.5 mm。锂云母中氧化锂含量4.97%左右。

(1)细粒钠长石化白云母化花岗岩中的锂云母。细粒钠长石化白云母花岗岩地表风化后可形成风化壳型锂资源矿床，风化深度一般在10～40 m间，锂云母富集带在离地表100 m以上，往深部逐渐贫化，云母片直径较大，经研磨、分级、重选可获得工业产品。与宜春四一四钽铌矿特征相似，已知的矿产地有岩体东部高岭-白水洞矿区。

(2)霏细岩、细晶岩类型锂云母:锂云母呈细微片状集合体赋存于细晶岩中，未经风化，氧化锂含量高，多数在1%～2%之间，主要分布于宜丰同安、奉新上富、高安华林一带。近东西向呈雁行排列或条带状展布，断续延伸30 km。这一类型的锂云母太细，暂难回收。

甘坊岩体锂资源矿化程度时代由老至新，出现由弱→强→弱→强的特征。钽、铌、锂等稀有元素的富集主要受强钠化、锂云母化的制约。一般含矿岩体从上到下，矿物结构上由粗变细，岩体的自变质作用减弱，矿化减弱，氧化锂含量降低。岩石白云母化、钠长石化越强，氧化锂含量越高;岩石颗粒越细，氧化锂含量越高(表2)。

表2 甘坊岩体平均wLi2O变化特征Table 2 The mean wLi2Oof Ganfang rock mass

由此可见，wLi2O的变化趋势为:小于0.03→0.1左右→0.3左右→0.6左右→1.0左右→1.6左右。

4 甘坊岩体成岩成矿作用分析

稀有元素的成矿是个颇为复杂的问题，起主导作用的是岩浆作用和构造活动。控制稀有元素成矿的主导因素是岩浆岩，矿床的形成受岩浆岩的性质、稀有元素的丰度、分异作用的演化发展、岩体的侵入规模、产状及剥蚀深度等诸因素所控制(旷義秦，1994)。本区多期多阶段的岩浆活动，促使稀有元素的不断集聚。

4.1 矿物质来源

不同地质历史时期都有花岗岩的形成，地壳发展晚期，主要通过重熔作用形成花岗岩类。在多次交代作用和重熔作用的过程中，成矿元素不断活化迁移，Nb，Ta，Be，Li，W，Sn等成矿元素从原岩中的“不稳定”状态(分散状态、类质同像、包裹体和离子吸附状态)释放出来并逐渐集中，导致成矿元素在花岗岩中得到了明显的富集(毛景文等，1997)。江西省花岗岩从老到新，花岗岩中稀有元素含量不断增高。燕山期花岗岩富含稀有元素，是形成稀有金属矿床最重要的物质基础(表3)。甘坊岩体外围蓟县纪浅变质岩和晋宁期黑云母花岗闪长岩稀有元素丰度较低。由此可见，甘坊岩体稀有金属成矿物质来源于燕山期原生岩浆②江西冶金地质勘探二队.1978.江西省稀有金属矿东地质特征及成矿规律:110-171.。

4.2 矿化富集制约因素

4.2.1 矿化受岩石的酸碱度控制

矿化随着岩石的酸碱度变化而变化，特别是受岩浆中的SiO2，Na2O和K2O控制。

基性—超基性岩浆对Ni，Cr，Fe，Cu成矿有利，金主要产于酸性偏中性岩浆中，Nb，Ta，Li，Rb，Cs，W，Sn，Be产于酸性花岗岩，而Cu，Pb，Zn则产于酸性—超酸性花岗岩浆中或基性岩中，与一般岩浆的矿化规律相吻合。但本区矿化与岩石酸碱度略有变动，矿化情况更为复杂。同一个酸碱度范围内往往有几种矿化，或主要矿化与次要矿化并存。如甘坊复式岩体中的古阳寨、双巷洞、仙人岩、白水洞岩体虽然化学成分相似，但也有所差异。古阳寨、双巷洞、仙人岩岩体Nb，Ta，Rb，Cs，Li等稀有元素有明显的矿化，但含量较低。而白水洞、雷坛庙、鹅景及丰岭岩体Nb，Ta，Rb，Cs，Li，Be，W，Sn矿化，已具有经济价值。前者蚀变作用弱，后者蚀变作用普遍较强烈，主要是钠长石化及锂云母化，因而矿化好。说明岩体化学特征相似，但所处地质环境不同，矿化强度也就不同。

表3 江西省不同时代花岗岩锂元素平均含量Table 3 The mean content of granite lithium elements in different ages in Jiangxi province 10－6

黑云母被白云母所交代，即Fe2+，Mg2+被Al3+置换，黑云母花岗岩逐渐向二云母花岗岩、白云母花岗岩转换。早期岩浆岩具有较高的Nb，Ta背景值，但尚未查出形成独立矿物。燕山晚期岩浆期后热液作用才导致了Nb，Ta富集，并形成独立矿物。Na+交代钾长石、斜长石、石英，发生强弱不同的钠长石化。钠长石化是最重要的找矿标志，铌钽铁矿常呈细小包裹体分布于白云母(001)面上，Li+，Rb+，Cs+可能交代K+，Al3+进入白云母结晶格架，因此新生锂云母、白云母、(或绢云母)大量出现是找矿重要标志。根据付矿物组合研究。锡石、黄玉、萤石等副矿物是燕山期花岗岩所特有的。这一方面说明挥发份富集于含矿溶液中。根据白石里、黄坡树下、枯竹坳、洞上、鹅景、东溪等矿点或矿化点资料对比，表明Nb集中较早、Ta集中较晚。Ta/Nb比值随岩浆液化而逐渐增大(蒋敬业，2006)。

4.2.2 矿化富集与一定的空间相联系

测区岩浆岩的矿化受岩体所处的构造部位及剥蚀深度以及围岩的制约。岩体的顶部及边部，由于岩浆侵入时的机械冲击或岩浆凝固时体积的收缩，造成顶部及边部裂隙发育，有利于岩浆期后富含成矿元素的汽化热液交代，因而岩体的内外接触带及岩体的顶部作用较强烈(图3)，如白水洞岩体顶部及边部、钠长石化、锂云母化、云英岩化强烈Nb，Ta，Rb，Cs，Li，W，Sn矿化较好，而深部矿化就较差。

图3 岩浆充填交代矿床成矿模式示意图Fig.3 The metallogenic model of metasomatic deposit with magma filling

成矿溶液中氟的浓度对矿化的带状分布有重要影响。矿液饱含氟时，某些稀有元素(如铍)，全部由花岗岩岩体带出，有时和萤石一起，大量富集在岩体顶部和边部中。工业矿床经常分布在侵入体上面的带中，而不是在岩体内。因此，对某些稀有元素，特别是铍而言，氟起到萃取作用，好象把它们由岩体驱逐到侵入体上面的地段。一般钽铌花岗岩中，氟含量达0.1%～0.49%，高于钽铌花岗伟晶岩和稀土花岗岩的含量。氟常围绕岩体周围和构造破碎带向外扩散，出现与矿化有关的氟分散晕。无论在水平或垂直方向上，钽铌花岗岩中的氟含量，一般稳定在0.03%～0.06%之间，仅局部出现个别高含量点，进入围岩后(如鹅景矿区)，在数十米范围内突然升高到至0.1%以上，尔后逐渐降低并出现跳跃式的高含量点。氟的这种变化规律，在某种意义上来说，可以作为寻找隐伏含矿岩体的地球化学标志(裴荣富，1995)。

另外，断裂的上盘应力作用较下盘强烈，岩浆活动强烈和频繁，矿化较下盘好，如藤桥至甘坊北北东走向断裂，将甘坊复式岩体切割为东西边两部分，东边为上盘，岩浆活动较西边强烈，矿化好。钨、锡是本类矿床中经常伴生的元素，它们在成因上与含矿岩体有关(邱家骧，1990)。

4.2.3 矿化富集强度与特定的地质时期有关

燕山期是江西省稀有金属矿床形成的主要成矿期。甘坊岩体稀有金属的成矿作用与岩浆分异作用的演化发展、岩体的侵入规模、产状等诸因素有关。多期次多阶段的岩浆活动，促使稀有元素的不断集聚(杨明桂等，2004)。

本区岩浆的多次脉动和涌动上升，岩浆的分异演化，使得锂等稀有金属元素在燕山期存在两次矿化高峰(表4)。选择本区有意义的W，Sn，Be，Mo，Nb，Li，Cu，Pb，Zn元素的矿化强度编成关系曲线图，以说明演化情况(图4)。从图中可以看出，Be，Sn，Nn，Li自燕山早期第一阶段开始逐渐增多，至早期第二阶段达到高峰，后期聚降，经早期第三阶段起伏变化，至燕山晚期第一阶段又逐渐升高，至燕山晚期第一阶段后期明显形成高峰。这两次自变质作用(岩浆期后的热液蚀变)高峰期也即为锂、铷、铯、铌、钽等稀有元素富集的主要成矿期。

表4 甘坊岩体微量元素含量与锂浓集系数表Table 4 The trace elements and the coefficient of lithium concentration coefficient of the Ganfang rock mass

5 结语

扬子、华夏古板块间的钦—杭结合带是一条岩石圈不连续带，是中国最重要的斑岩铜矿带，最大的火山岩型铀矿带，最丰富的花岗岩钽矿带和江西重要的非金属成矿带。本区处于该构造区划相对应的浙赣铜金多金属非金属成矿带之萍乐煤铜多金属非金属成矿亚带，根据重要矿床—矿田—矿集区构造到区域构造配套解析中国东南部乃至中国中东部主导应力场为大陆向南、古太平洋向北一对力偶的相对扭动，形成了北东、北北东向具有主导意义的构造体系。在上述应力场支配下，燕山运动于中晚侏罗纪在华南加里东古裂谷的槽部(云开—武夷山西侧)和钦—杭带南西段及中部最早启动，至早白垩世扩展至整个中国东南大陆。中生代时华北可能存在扬子、华夏陆块的陆内径向压缩作用，形成了近东西向复合构造—岩浆岩—成矿带。目前区内所发现的矿产均与岩浆岩和断裂构造关系密切，已知的矿产有铌、钽、锂、铷、铯、铍等稀有金属矿产，放射性铀矿产，含锂瓷石、高岭土等非金属矿产，此外，还有稀土、金、锡矿化等。

甘坊岩体位于江西省西部萍乐凹陷带煤铜多金属非金属成矿亚带宜丰—景德镇深大断裂带西段，为同一岩浆源，多期次岩浆活动形成的复式岩体。岩浆活动表现为由燕山早期岩浆侵入至燕山晚期沿断裂充填的次火山岩活动，本区多期多阶段的岩浆活动，促使稀有元素的不断集聚，其自变质(交代)作用特征明显。甘坊岩体在燕山早期第二阶段后期和燕山晚期第一阶段后期存在两次自变质作用(岩浆期后的热液蚀变)高峰期，这两个时期也为该区锂、铷、铯、铌、钽等稀有元素富集的主要成矿期。稀有金属成矿物质来源于燕山期原生岩浆，矿化作用受岩石的酸碱度控制，含矿溶液是高Na+的碱性溶液(Na+交代钾长石、斜长石、石英，发生强弱不同的钠长石化)。岩浆岩的矿化受岩体所处的构造部位及剥蚀深度和围岩的制约，岩体的顶部及边部，有利于岩浆期后富含成矿元素的汽化热液交代。成矿溶液中氟的浓度对矿化的强度和分布有重要影响。

图4 燕山期岩浆岩成矿演化曲线图Fig.4 Yanshanian magmatic rock metalogenic evolution

黄定堂.2003.灵山岩体演化特征及其与稀有金属的成矿关系［J］.地质与勘探，39(4):36-40.

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杨明桂，王发宁，曾勇，等.2004.江西北部金属成矿地质［M］.北京:中国大地出版社:12-24.

Diagenesis and Mineralization of Ganfang Rock in Yifeng，Jiangxi Province

ZHOU Jian-ting， WANG Guo-bin， HE Shu-fang， FAN Ai-chun
(West Jiangxi Geology Party，Jiangxi Bureau of Geology and Mineral Resources，Nanchang，JX 330002，China)

In this study，the background of Ganfang rock in Yifeng，Jiangxi province are introduced.Then，the source of metallogenic material of rare metals are analyzed.The constraint condition of mineralization enrichment of rare metals are synthesized.In addition，the geological property and mineral composition，the process of diagenesis and mineralization are explained，respectively.This will provide base of theory and technology for future Lithium exploration.

Ganfang rock mass;diagenesis and mineralization;rare metals;Yifeng in Jiangxi province

P588

A

1674-3504(2011)04-0345-07

周建廷，王国斌，何淑芳，等.2011.江西宜丰地区甘坊岩体成岩成矿作用分析［J］.东华理工大学学报:自然科学版，34(4):345-351. Zhou Jian-ting，Wang Guo-bin，He Shu-fang，et al.2011.Diagenesis and mineralization of ganfang rock in Yifeng，Jiangxi province［J］.Journal of East China Institute of Technology(Natural Science)，34(4):345-351.

10.3969/j.issn.1674-3504.2011.04.007

2011-08-21; 责任编辑:吴志猛

周建廷(1970—)，男，高级工程师，从事矿产地质勘查实践和成矿理论、成矿规律研究工作。