北武夷地区铜多金属矿时空分布及成矿亚带

2014-08-25,,,

地质学刊 2014年3期

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(1.江西省地质调查研究院，江西南昌 330030； 2.中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室，北京 100083； 3.江西省国土资源执法监察总队，江西南昌 330025； 4.江西省地质矿产勘查开发局赣东北大队，江西上饶 334000)

0 引言

北武夷地区北为著名的德兴铜金矿集区，即中国成矿区带划分图的Ⅲ-71武功山—杭州湾成矿带之①(萍乡—德兴成矿亚带)(徐志刚等，2008)、之②武功山—北武夷山成矿亚带的西侧是北武夷地区的北部。本研究所述的北武夷地区的南部即为中国成矿区带划分方案中的Ⅲ：浙中—武夷山(隆起)成矿带(徐志刚等，2008)，北武夷地区位于其西北部而跨越2个Ⅲ级成矿带。

北武夷地区跨闽、浙、赣3省，东界为丽水—政和—大埔断裂，南至石城—宁化—南平断裂带，西至鹰潭—安远断裂，北界为萍乡—广丰—江山断裂。北武夷构造单元从北至南为鹰潭—江山混杂岩亚带(缝合带)、北武夷碰撞前缘带、北武夷造山带、北武夷碰撞前缘带、南平—宁化构造带，该5个构造单元虽各具特色，但中带之北武夷造山带近似对称分布。中带为大规模岩浆侵入及火山喷发的造山带，应受控于北武夷隐伏基底断裂的活化；而紧临其的南北2个构造带实际原为一体的北武夷碰撞前缘带，由于北武夷造山带之岩浆大规模的活动而分开，北侧晚古生代盆地由于相对长期挤压而较南侧的晚古生代盆地在规模上有较大的差距，南侧的晚古生代盆地规模明显大于北侧；而最北侧的鹰潭—江山混杂岩带和最南侧的南平—宁化构造带成矿各具特色，北侧受扬子地块影响而南侧受南岭造山带的影响，矿化特征为北铜、南钨锡铌钽，而发育于北侧混杂岩中的葛源、松树岗等大型铌钽矿的相继发现，使南北近对称的规律又增加了新的证据。该区近年来找矿工作取得了较大的进展，以成矿系列(包家宝等，2012)指导成矿亚带的进一步划分，并且进行全位或缺位分析来进行成矿预测、分析找矿方向是本研究的主要目的。

1 矿床时空分布规律

1.1 铜多金属矿的时间演化规律

矿床的时间演化规律实质是矿床的时空和地质发展的演化史问题，江西自早元古代以来所经历的多次构造运动分属8个构造旋回(包家宝等，2002)，即吕梁、四堡、晋宁—澄江、加里东、华力西、印支、燕山、喜马拉雅。而在北武夷地区则主要表现为晋宁、加里东、燕山3个期次强烈的造山运动，出现了一系列重大的地质-成矿事件，每个阶段内都有强烈的构造运动和成岩成矿作用，并形成相应类型的矿床。

1.1.1 晋宁成矿期中元古代以前，华南存在着两大古陆，北为扬子地块，以古元古代星子岩群为代表，南为华夏地块，以古元古代麻源群为代表。中元古代后，扬子地块与华夏地块分离，两者之间为古华南多岛洋所隔，扬子地块大陆边缘，沉积了一套泥砂质复理石建造。中元古代末—新元古代初，古华南多岛洋开始关闭，使得前期沉积层变质固结为陆壳，由于强烈挤压，沿皖南歙县伏川一带发生剪切逆冲和构造破碎，洋壳碎片被挤入陆壳，形成了皖南伏川弧后蛇绿岩带，即钦杭成矿带的北部边界。随着俯冲的继续发展，在俯冲带前沿形成了德兴张村—浙江双溪坞火山弧，俯冲消减又使华南多岛洋逐渐缩小，华南地块与扬子地块逐步接近，并导致了由东向西的碰撞拼贴，使得张村—双溪坞火山弧最终增生到扬子地块上并逐渐稳定下来，强烈的挤压碰撞，使得弧间洋壳碎片堆叠、侵位至张村岩群(双溪坞岩群)中，形成赣东北蛇绿混杂岩带(968～866 Ma)(杨明桂等，2004)。在华南洋北缘与扬子陆块进行俯冲—挤压—拼贴的同时，华南洋的南缘火山弧与华夏地块之间的俯冲-碰撞作用也在同时进行。900～850 Ma，洋壳在萍乡—广丰—江山—绍兴一带持续俯冲，江西东部田里岩片、铁砂街岩片相继形成，最终增生、拼贴形成蛇绿混杂岩带。大约在850 Ma左右，整个华南多岛洋最终闭合，成为罗迪尼亚(Rodinia)超大陆的一部分。

在古华南洋闭合、洋壳俯冲过程中，伴随着海底火山、海底喷流活动形成了一系列以细碧岩、石英角斑岩为围岩的VMS(块状硫化物)型矿床。这一时期形成的火山岛弧分为南、北2支：北成矿带沿怀玉火山古岛弧发育，主要沿怀玉地体的两侧分布；南成矿带沿铁砂街古火山岛弧发育。在北支火山岛弧中，目前未发现有较完整的矿床保存下来，但分布于德兴张村岩群中和横峰尖峰岗等地形成富含铜、金的细碧-角斑岩地层系列，为后期形成大型-超大型金矿床奠定了基础。在横峰尖峰岗金矿床中，铜矿化现象非常普遍，局部可圈出铜矿体，而赋矿地层皆为中—晚元古代形成的细碧角斑岩或富凝灰质地层，明显是怀玉古火山弧作用的产物。在南支火山岛弧中，至今保存较好的有弋阳的铁砂街铜矿、绍兴的平水铜矿。

850～820 Ma，本地区以剥蚀作用为主。从820 Ma开始，扬子东南缘与华夏地块之间开始拉张，新元古代形成的华夏裂谷盆地一直演化到早古生代中后期，直到加里东期造山运动关闭，新元古代裂谷系结束。随着加里东期造山运动的来临，杨子、华夏两大板块再次聚合拼贴，自此，杨子、华夏两大地质单元形成统一的华南联合地质体(下称“华南地体”)。强挤压作用沿萍乡—广丰—绍兴两侧形成巨型的褶皱造山带。在褶皱隆起区有大规模的造山型花岗岩体形成，并有造山型铅锌(银)矿床随之形成，但在主断裂带中，由于大部分地段被中生代以后的山前沉积层所掩盖，未发现成规模的矿床存留。晋宁成矿主要表现在北武夷地区，北为紧邻鹰潭—广丰—江山断裂带控制，表现为弋阳县铁砂街铜矿，往东为浙江西裘铜矿(王登红等，2008)；其间的一系列近东西向的坳陷，如上饶船坑—广丰铜山赋存于三叠纪大冶组地层中的铜金多金属矿床应是在其基础上发育而成的，初步证据显示其是重熔并具深源物质加入而成。

1.1.2 加里东成矿期铅山长寿源银铅矿区是加里东成岩成矿。华夏地块的周潭—洪山地区则形成了强烈的褶皱变形和大型逆冲推覆构造，从而形成加里东期断裂造山带：褶皱以近东西向为主，轴面向南或南东倾斜，多为弧形斜歪倾伏的紧密线形褶皱；断裂以向南倾斜的逆冲推覆构造占主导，据此可判断加里东运动，华夏板块自南向北仰冲于杨子板块之上，导致华南加里东断裂褶皱带逆冲推覆在四堡—晋宁期的造山带之上；介于上述两者之间的上饶—广丰地区，加里东期褶皱则以对称宽展式褶皱为主，也是加里东运动强度由强变弱的过渡地带。伴随褶皱、断裂作用，在武功山—武夷山一带产生区域性的绿片岩相-低角闪岩相变质和广泛的加里东期花岗岩的形成和侵入(慈竹超单元、大塘超单元、武功山超单元等)。在造山作用中，强烈的变质作用、变质热液及“S”型花岗岩的侵入，共同形成了加里东期的铅锌-银-石墨成矿亚系列。与矿体伴随产出的花岗伟晶岩脉的锆石SHRIMP U-Pb年龄为(433±9) Ma，矿体中石墨Re-Os同位素年龄值为(424±25) Ma(陈郑辉等，2010)，两者所测得的年龄值(在误差范围内)一致。说明区内所发育的矿床中，无论是铅锌(银)矿还是石墨矿床都是加里东期造山运动的产物。

1.1.3 燕山成矿期燕山期成矿是本区最重要的成矿期，北武夷地区是华南侏罗纪和白垩纪多金属成矿的重要组成部分，华南地区从德兴—永平—宁化—赣南地区是北东—北北东向的燕山早期成矿带，可能是地壳重熔块体的成矿元素差异的缘故，形成了北铜中多金属及南钨的总体格局。燕山晚期在与上述北东向燕山早期成矿重叠区域呈点状分布，在北武夷地区主要集中在几个重要的火山岩盆地。目前资料显示，冷水坑火山岩盆地主要成矿期是燕山早期，而往东的几个火山岩盆地其成矿年代渐新，篁碧(黄岗山)火山岩盆地的生米坑成功地进行了方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等同位素测年，表明其成矿年龄为135 Ma(张家菁等，2012)；梨子坑火山岩盆地(火山构造洼地)的南北2个具代表性的矿区蔡家坪和金竹坪，其成岩成矿年龄为133～135 Ma(张家菁等，2009a，2009b)；仙霞岭火山岩盆地赋矿围岩流纹岩锆石SHRIMP年龄为138 Ma(张家菁，2009a，2009b)，成矿年龄应晚于该年龄。

从上述分析可知，北武夷地区在各期成岩成矿事件中，总体呈西老东新的特点，而沿武夷山主峰两侧在同一个成矿期成岩成矿之年代近对称演化。南平西坑伟晶岩型铌钽矿为变质分异形成，成岩成矿年代为235.70～412.22 Ma(仇年铭等，1985)，说明西侧中南武夷与北武夷的结合部位(宁化—南平隐伏基底断裂)除上述3个主要构造岩浆成矿期活动之外，在非主要活动期也有较大规模的构造活动并成矿。

1.2 铜多金属矿的空间分布特征

区内的地层-构造-岩浆组合产有其特有的矿产及矿床组合，矿床的空间分布由其成矿构造前提和成矿深层因素的联合制约，北武夷地区矿化分布特征与板块结合带(萍乡—广丰大断裂)的多次开合有必然联系。正是由于北武夷地区位于扬子板块与华夏板块接合带前缘的区位特点，东为东南沿海火山岩带，西南则受南岭成矿带的影响，这些都决定了该区成矿区带的分布特色。

武夷山脉以4个中生代火山岩盆地的分布为特色，主要发育冷水坑超大型银铅锌矿及往东一系列铅锌矿床(点)，如生米坑铅锌矿、蔡家坪铅锌矿、金竹坪钼多金属矿、仙霞岭锡多金属矿。

往北分布长寿源银铅(锌)矿、铁砂街铜矿、永平铜矿等众多的铜多金属矿床(点)，往南出现水吉铅锌矿、上西坑钼矿等多金属矿。由于受南岭成矿带的影响，在石城—宁化—南平一线出现一个北东东向展布的钨锡铌钽金矿床分布区。

2 成矿亚带

成矿带的划分是成矿预测与成矿区划的基础，本次研究在中国成矿区带划分的基础上(徐志刚等，2008)，综合上述北武夷地区的矿床时空分布规律，厘定出5个Ⅳ级成矿亚带(表1)，Ⅳ级成矿亚带的主要矿床(点)及主要矿化集中区(Ⅴ级矿集区)列于表1，而各亚带中主要矿集区中的主要矿床列于表2。

3 结论

(1) 通过对北武夷地区的矿床时空分布规律的分析，厘定出5个Ⅳ级成矿亚带：自北往南依次为弋阳铁砂街—广丰铜山(—浙江西裘)铜多金属成矿亚带，铅山长寿源—江山铜金铅锌成矿亚带，贵溪冷水坑—江山仙霞岭银铅锌(钨锡钼)成矿亚带，广昌—建阳金钼铅锌成矿亚带，石城—宁化—南平钨钼锡铌钽成矿亚带。成矿时代自西往东有渐新的趋势，以北武夷火山岩带为中心的贵溪冷水坑—江山仙霞岭银铅锌(钨锡钼)成矿亚带、往北往南的2个成矿亚带则成矿时代渐老。

(2) 中生代火山岩盆地的找矿潜力已在冷水坑火山岩盆地的找矿实践中得到了充分的体现。由于已知众多的矿化线索均位于火山盆地(火山构造洼地)的北西缘，所以就工作程度而言，往东的3个火山岩盆地已知的矿化信息众多，篁碧(黄岗山)、梨子坑(铜钹山)、徐家墩(仙霞岭)3个火山岩盆地的北西侧均发现众多的多金属矿化线索不是偶然的巧合，应是上述3者成矿时代略晚于冷水坑，除已发现的矿化线索具找矿潜力外，对区内寻找隐伏的冷水坑式矿床也应引起高度的重视。

表1 北武夷地区铜多金属矿成矿亚带划分

表2 北武夷地区各成矿亚带主要矿集区及主要矿床

(3) 由于篁碧火山岩盆地有规模较大的并与铅锌银矿脉共生的方解石脉，研究其成因对找矿方向及找矿潜力分析很有必要。如果其是沉积岩来源，说明其下发育有永平式铜矿地层的可能，还有可能其更老基底是中晚元古地层区(发育铁砂街铜矿或长寿源—管坑银铅锌矿)，可见火山岩盆地区均有可能分布或赋存有3种均具大型规模的矿床，寻找地层(3套地层)、构造、岩浆3者耦合区是找寻大型-超大型矿床的关键。

(4) 从永平铜矿往东，或者是在武夷山主山脉的南侧近对称分布区(即广昌—建阳成矿亚带)，尚有被更新地层覆盖的区域下寻找永平式大型以上铜多金属矿的潜力，即武夷山北主山脉—中南武夷之间(南界为宁化—南平一线)，从成矿系列及成矿谱系分析，北侧的永平铜矿类型是其找矿方向，同时亦预示北侧具找寻大型钨钼铌钽矿的潜力。

闽、浙、赣3省交会处的北武夷地区成矿地质条件优越，其北侧又是钦杭结合带南亚带的重要组成部分，希望本次铜多金属矿的时空分布及成矿亚带的初步分析，对钦杭成矿带的成矿亚带划分及地质勘查工作的布置能有所帮助。

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