广东丰顺-大埔地区1∶5万区域地质矿产调查成果与主要进展
2017-08-11王建荣陈俊锋余德延
邸 文,李 瑞,王建荣,陈俊锋,余德延,凌 恳
(广东省地质调查院,广州510080)
(Guangdong Geological Survey,Guangzhou 510080,China)
广东丰顺-大埔地区1∶5万区域地质矿产调查成果与主要进展
邸 文,李 瑞,王建荣,陈俊锋,余德延,凌 恳
(广东省地质调查院,广州510080)
(Guangdong Geological Survey,Guangzhou 510080,China)
在广东丰顺-大埔地区完成的1∶5万区域地质矿产调查,对区内地层进行了多重地层划分和对比研究,理清了地层层序;采用火山岩性岩相-火山构造-岩石地层三重填图法,查明了火山岩性岩相、火山机构分布特征,划分了火山活动旋回;按“岩性+时代”的表达方式对侵入体进行填图单元的划分,解体了复式岩体,研究了侵入岩地球化学特征,探讨了成岩时代;对区内构造形迹进行调查研究,查明了区内褶皱构造和脆性断裂的变形特征,识别出梅县地区晚中生代伸展构造体系;获取大量的同位素年龄值,精确的厘定了地质体形成和地质事件发生的时间;通过综合研究,圈定了成矿靶区和找矿远景区,归纳了成矿规律。
地层多重划分和对比;火山机构;伸展构造体系;成矿规律;广东丰顺-大埔地区
广东1∶5万明山嶂煤矿幅、高陂圩幅、砂田圩幅、潭江圩幅位于粤东北地区,属梅州市丰顺县、大埔县、梅县管辖,总面积1 876 km2。调查区地处华南褶皱系之永梅-惠阳拗陷中的永梅凹褶断束三级构造单元内,北东向莲花山深断裂带东段、东西向丰良-佛冈断裂的东段。在全国地层区划中主要隶属于沿海地层分区,北西角属武夷地层分区梅县小区,区内沉积地层较为发育,岩浆活动强烈,构造复杂,成矿地质背景好(图1)。
经过三年多的调查研究,项目组在地层学、岩石学、构造学及矿产地质等方面取得一些新发现和重要进展,大大提高了区内地质矿产的研究程度。
1 地层学研究
(1)区内地层主要分布于北部和西部,少量在东部和南部呈侵入岩的残余顶盖出露,除第四系外,主要出露三叠纪、侏罗纪和白垩纪地层,少量为震旦纪、二叠纪地层。以《广东省岩石地层》[1]为指导,根据岩性组合、岩相、沉积厚度、沉积建造、古生物特征、接触关系和沉积环境等,将区内的地层序列划分为2个群级岩石地层单位,17个组级岩石地层单位,和7个段级非正式岩石地层单位,共计26个地层单位(表1)。
(2)对各时代地层岩石类型和特征进行了详细研究和沉积环境分析,划分出10种沉积相类型。区内震旦纪地层是南岩组、黄连组,为深海-半深海-浅海浊流沉积,自下而上体现为一个缓慢海退的沉积序列。二叠纪地层内露面积小,自老到新分别为童子岩组、翠屏山组、大隆组。二叠纪时期,本区处于海陆交互沉积环境,总体呈现滨岸沼泽亚相向滨海潮坪亚相的演变趋势。三叠纪地层主要是小坪组,受断裂、岩体侵入作用影响,出露残缺不全,其总体为海陆交互相沉积,其沉积环境在不同位置存在差异。侏罗纪地层由老到新为早侏罗世长埔组、吉水门组、青坑村组、桥源组,中侏罗世漳平组,中-晚侏罗世热水洞组,晚侏罗世水底山组、南山村组。长埔组、吉水门组、青坑村组属浅海陆棚相沉积;桥源组属海陆交互相沉积;漳平组属内陆湖泊相沉积,自老到新经历了湖盆扩大-缩小-萎缩的过程;水底山组属陆相火山喷发-湖泊相沉积。对侏罗纪地层进行了层序地层划分和古地理环境分析[2],结合早侏罗世地层出露相对较完整的丰顺县大龙华镇北溪村剖面、丰顺县园子岭剖面、丰顺县蓝屋角剖面等三个地层剖面,将早侏罗世地层划分出2个三级层序(图2)。
(3)在区内叶华村一带原划分的早侏罗世碎屑岩系新解体出震旦纪南岩组浅变质岩系,以绢云千枚岩夹变质砂岩岩性组合为主,并受印支期白云母花岗岩影响,发生热接触变质作用,出现堇青石等特征变质矿物。在塘溪及北埔一带原中侏罗世漳平组新解体出早白垩世官草湖组红层,为一套典型的红盆沉积建造,岩性以紫红、灰紫色中-厚层状复成分砾岩、砂砾岩、含砾砂岩为主,夹紫红色薄-中厚层状含砾粉砂岩、泥岩。以上发现为区域地层划分对比及研究提供了新的资料。
(4)分析了各地层体的含矿性,通过分析认为震旦纪地层对铜、钨矿床的形成较为有利;三叠纪地层与区内钨矿、砂锡矿等有色金属矿产关系密切;侏罗纪地层对铜、铅锌、钨、银多金属矿的形成较有利。
2 火山岩研究
(1)对中生代火山岩进行了火山构造-岩性岩相-火山地层填图[3-4],基本查明了火山岩物质组成及空间展布规律,划分了2个火山活动旋回(图3),划分出火山口-火山颈相、侵出相、次火山岩相、喷溢相、爆溢相、空落堆积相、火山碎屑流相、火山爆发崩塌相和喷发-沉积相9种火山岩相类型,圈定了铜鼓嶂、银窿顶、学官嶂和袄婆嶂4个火山机构,火山机构空间组合形式为串珠状。
(2)对区内中生代火山岩进行了岩石学、岩石化学、微量元素地球化学、副矿物等研究。并分析了火山岩岩浆演化特征及其构造环境,在Pearce等(1984)的Rb-(Yb+Nb)构造环境判别图上(图4a),第Ⅰ旋回、第Ⅱ旋回火山岩主要落在火山弧花岗岩区(VAG)与同碰撞区(COLG)。在Nb-Y构造环境判别图上(图4b),第Ⅰ旋回、第Ⅱ旋回火山岩主要落在火山弧花岗岩区(VAG)与同碰撞区(COLG),部分落在板内花岗岩区(WPG)。认为本区第Ⅰ旋回、第Ⅱ旋回火山岩属典型的活动大陆边缘弧环境的岩浆岩组合[5-6]。
(3)在大龙华火山喷发盆地热水洞组采到新鲜的流纹质晶屑凝灰岩,获得锆石LA-ICP-MSU-Pb同位素年龄,分别为145±1.9 Ma(n=17,MSWD=2.7)(图5a)和148.8±1.7 Ma(n=13,MSWD=2)(图5b),将第Ⅰ旋回火山岩的活动时代厘定为晚侏罗世;在南山村组流纹质熔结凝灰岩、熔岩中获得锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年龄,分别为143±1.5Ma (n=15,MSWD=1.8)(图5c),结合邻区141.5±2.4 Ma和141.4±2.5 Ma②年龄,将第Ⅱ旋回火山岩的活动时代厘定为晚侏罗世-早白垩世。
(4)晚侏罗世,区内发生大规模的岩浆喷发和侵入活动,而该时期的火山岩与侵入岩在空间上有着紧密的成因联系,它们之间的成分相当、地球化学上总的演化趋势相同,它们活动的时差约0~5 Ma。分析认为,区内晚侏罗世火山岩和侵入岩是同源同期不同阶段不同作用的产物。约150 Ma左右,岩浆房内岩浆沿裂隙上升喷出地表,经历了二次大的喷发旋回,持续时间约10 Ma,至140 Ma前后,火山通道堵塞,岩浆房内岩浆继续分异,然后沿火山通道依次侵入、定位、冷却成岩,形成了早白垩世侵入岩的岩浆演化系列。
图1 调查区地质构造简图Fig. 1 Simplified geological map of Fengshun- Dapu area, Guangdong province
表1 调查区岩石地层划分表Table 1 stratigraphic subdivision in Fengshun-Dapu area,Guangdong province
图2 早侏罗世地层层序结构柱状图Fig.2 The stratigraphic column of the Lower Jurassic
(5)根据本区成岩成矿作用的特点,与中-晚侏罗世火山活动有关的矿产主要有铅矿、铅锌矿、铜矿、锡矿、银-多金属矿、褐铁矿和硫铁矿等。成矿作用主要受火山构造的控制,蚀变主要有绿泥石化、绿帘石化、黑云母化、绢云母化、硅化、褐铁矿化等。区内赋存矿产的火山岩主要有:爆发相火山碎屑岩,主要为Cu、Pb、Zn、Sn、Ag矿围岩;潜火山岩相潜火山岩,主要为Pb、Ag、Au、W、Sn、Bi、As、Sb矿围岩;矿产在火山机构内的赋存部位有:在火山机构与区域构造复合部位、在火山机构周边环状断裂的内外侧、在火山机构内的侵出、侵入岩体的内外接触带上[7-10]。
3 侵入岩研究
(1)将调查区侵入岩进行了解体,重新划分为12个填图单位,64个侵入体,分别属于印支期、燕山期构造岩浆旋回。基本查明了各期次侵入体之间、侵入体与围岩的接触关系,开展了侵入岩的岩石学、岩石地球化学等研究。
(2)将原燕山期叶华白云母花岗岩重新厘定为印支期花岗岩,采用激光等离子锆石U-Pb测年分析,获得花岗岩的年龄为239±3.3 Ma(n=19,MSWD=1.4)(图6),属于硅过饱和、铝过饱和、钙碱性花岗岩类,区域构造环境相当于板块间碰撞环境,属于源自沉积岩重熔改造的“S”型花岗岩,表明叶华岩体是中三叠世岩浆活动的产物。
(3)对燕山期侵入体进行了总结,并获取大量同位素年龄,归结了11个不同期次的侵入岩,属于硅铝过饱和钙碱性花岗岩,构造环境由板内环境转向活动大陆边缘环境。
通过调查,区内主要矿点分布与燕山期花岗岩类关系密切,其中与Cu、Pb、Zn、W、Mo矿床(化)有关的为晚侏罗世和早白垩世侵入体,主要在调查区中部金花盆-洲瑞一带。燕山期花岗岩浆的侵位,除了提供热源外,还提供了大量的成矿物质,而岩浆的多次活动提供了成矿物质,及导矿、容矿构造等有利成矿条件。
4 构造地质
厘定了调查区构造格架,查明了区内30条主干断裂及4条北东向褶皱的变形特征并划分了活动期次;查明了调查区内至少发生了四个变形旋回、七个世代的构造事件(表3),重点对燕山运动旋回的构造事件进行了研究,初步查明了构造与岩浆活动在时间和空间上的关系,识别出梅县地区晚中生代构造体系,该体系由剥离断层、岩浆核杂岩、岩浆热隆及伸展裂陷盆地等构成(图1)。
图3 调查区火山活动旋回划分Fig.3 Volcanic cycle subdivision in the studied area注:年龄全部为LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄,为本次工作实测
图4 区内火山岩Nb-Y判别图解和Rb-(Yb+Nb)判别图解[11]Fig.4 The Nb-Y(a)and Rb-(Yb+Nb)(b)diagrams for volcanic rocks in the investigation region Δ-第Ⅰ旋回;×-第Ⅱ旋回
图5 热水洞组(a,b)和南山村组(c)LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄及加权平均年龄图(a:样品DY050;b:样品DY052;c:样品DY051)Fig.5 Zircon U-Pb concordiaplot and average age ofzircons in Reshuidong(a,b)and Nanshancun(c)Formation
图6 叶华岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄及加权平均年龄图Fig.6 Zircon U-Pbconcordiaplot and average age ofzircon in Yehua granite
表2 调查区侵入岩划分表Table 2 Intrusions in the studied area
4.1 褶皱构造
区内褶皱主要位于大埔-丰顺北东向构造带的中段,轴线走向北东,加里东期构造层中褶皱以顺层挤压变形为主,属纵弯褶皱,主要有小都背斜、园子岭背斜。其间发育褶皱轴线走向介于NE40-50°之间,轴面近直立,枢纽近水平,多为直立水平褶皱,翼间角介于70-120°之间,又为开阔型褶皱。燕山期构造层中以垂层挤压变形为主,属横弯褶皱,主要有车上倒转背斜、银江倒转向斜,二者组成一复式褶皱(图7)。该复式褶皱长约15 km,宽约6 km,卷入地层主要有下侏罗统青坑组、桥源组、中侏罗统漳平组。车上倒转背斜核部为下侏罗统桥源组;北西翼为中侏罗统漳平组中、下段,被剥离断层DF2和DF5穿切;南东翼为中侏罗统漳平组。南东翼地层与银江向斜北西翼相连接。该褶皱形迹较为复杂,整体上两翼倾向相同,倾向北西,为倒转背斜,同时在褶皱南东翼发育一小型向斜,枢纽近水平,轴面近直立,为直立水平褶皱。银江倒转向斜核部为中侏罗统漳平组中、上段,北西翼为中侏罗统漳平组下段,与车上倒转背斜南东南翼逐渐过渡;向斜南东翼由中侏罗统漳平组下段、下侏罗统桥源组和青坑村组地层组成,南东翼受到断裂破坏及喷出岩的覆盖。向斜轴面倾角介于10-80°之间,枢纽近水平,两翼倾向相同,倾向北西,为一倒转褶皱。
表3 调查区变形序列表Table 3 Deformation sequence in the studied area
4.2 断裂构造
区内断裂构造发育,以北东向、北西向断裂构造为主,北北西向、南北向断裂次之。北东向断裂带主要有郑钧断裂、葵头营断裂及枫林断裂等,其中葵头营断裂是区内代表性的高角度逆断层之一,也是区域上莲花山断裂带中的一个北东向脆性断裂,断裂穿切晚侏罗世中酸性喷出岩和早白垩世酸性侵入岩,形成的构造岩主要为构造角砾岩、碎裂岩、碎粉岩,断裂带中常发育片理化、硅化,黄铁矿化及石英脉充填,是大龙华多金属矿带主要控矿构造。是莲花山断裂带中的骨架性构造之一③;北西向断裂是区域上饶平-大埔断裂带的重要组成部分,主要有明山嶂断裂、小胜断裂、桃花断裂、漳溪断裂及富岭断裂等;北北西向、南北向断裂分别为双重溪断裂和新田岗断裂等。
4.3 伸展构造
识别出梅县地区晚中生代伸展构造体系,该体系由剥离断层、岩浆核杂岩、岩浆热隆及伸展裂陷盆地等构成。识别出剥离断层(DF1-DF6),主要表现为年轻盖层中形成脆性断裂,断裂带内构造角砾岩十分复杂,有弱片理化砂岩、强片理化火山碎屑岩、变质岩及糜棱岩;在基底岩石中形成韧性的糜棱岩带和强片理化带。以剥离断层分剥而成有上、下剥离层。上剥离层由中二叠世-中侏罗世沉积地层组成,主要形成脆性域的构造样式组合,上剥离断层的变形特征,表现为在年轻的侏罗纪盖层中形成横弯褶皱(图7);下剥离层由震旦纪南岩组和黄连组变质地层组成,在剥离断层中发育糜棱岩,形成(强)片理化带。该剥离层在调查区形成的中深部构造层次的构造样式,多被浅部构造层次构造样式叠加改造,不易识别。但在剥离断层中仍保留了中深部构造层次形成的构造岩和在剥离断层下盘基底岩石中发育的同构造分泌石英脉(图8、9)。岩浆核杂岩出露在邻区的“畲坑混合岩”[12]②中,主要由加里东期片麻状花岗岩和变粒岩类、片岩类和片麻岩类组成;岩浆热隆主要为调查区出露的少量160 Ma左右的花岗岩及邻区伸展断陷盆地的边界出露的大量北东向展布的晚侏罗世花岗岩,并且伸展裂陷盆地最早沉积为早白垩世晚期沉积物。该伸展构造体系形成时间为160~135 Ma,最大伸展期应在145 Ma左右[13]。
图7 梅县银江镇地质简图及图切剖面图[13]Fig.7 The geological diagram and graph cut section of the Yinjiang town in Meixian prefecture1-早白垩世管草湖群;2-上侏罗统-下白垩统南山村组火山碎屑岩;3-下侏罗统热水洞组火山岩;4-6-中侏罗统漳平组上、中、下段;7-8-下侏罗统桥源组上、下段;9-下侏罗统青坑村组;10-上三叠统小坪组;11-上二叠统大隆组;12-上二叠统翠屏山组;13-中二叠统童子岩组;14-上震旦统黄连组;15-下震旦统南岩组;16-晚白垩世花岗斑岩;17-18-早白垩世二长花岗岩;19-整合接触界线;20-不整合接触界线;21-一般断裂;22-剥离断层;23-倒转褶皱;24-糜棱岩带;25-石英斑岩脉;26-绢云千枚岩;27-长石石英砂岩;28-泥质粉砂岩;29-含炭泥质粉砂岩;30-岩屑石英砂岩;31-杂砂岩;32-岩层产状;33-产状值;34-剖面线及编号;35-采样点及编号
图8 银江镇黄蛭滩一带北东向剥离断层DF2实测剖面图(BB')Fig.8 The measured section ofplatedetachment fault(DF2)of the Huangzhitan village of the Yinjiang town in Meixian prefecture(BB') 1-中侏罗统漳平组中段;2-下震旦统南岩组;3-原始层理;4-片理;5-长石石英砂岩;6-石英砂岩;7-粉砂岩;8-泥质粉砂岩;9-绢云千枚岩;10-辉绿岩;11-构造角砾岩;12-碎裂岩;13-强片理化带;14-构造透镜体;15-断层;16-产状
表4 调查区找矿远景区及找矿靶区划分表Table 4 Prospecting area and prospecting target table in the studied area
图9 梅县银江镇DF2剥离断层下盘基底变质岩中的同构造分泌石英脉Fig.9 The secretion ofsyntectonic quartz vein in the metamorphic rock of lower platedetachment fault(DF2)of the Yinjiang town in Meixian prefecture
5 矿产地质
(1)通过1∶5万明山嶂幅水系沉积物测量,编制了Cu、Pb、Zn、Sn、Ag等20个单元素地球化学图,圈定了综合异常11处,对异常进行了解释和推断,并对区域地球化学特征进行了总结,为区域成矿规律分析及找矿远景区划分提供了地球化学依据。
(2)新发现稀土矿点3处、稀土矿化点1处、铅锌银矿化点1处、铜多金属矿化点5处。其中新发现的高陂赤山离子吸附型重稀土矿及丰顺罗旗嶂离子吸附型轻稀土矿具大型远景规模。
(3)综合研究调查区内相关的地质、矿产、化探、物探、遥感等各类资料后,明确提出区内的主要控矿因素、成矿规律以及找矿方向、找矿标志,展开成矿特征讨论,初步建立找矿模式,圈定找矿远景区,并按找矿潜力大小进行分类。通过对各类成矿控矿因素分析,认为构造、地球化学、岩浆作用是最主要的成矿控制作用。根据成矿地质背景、矿床点的分布特征、成矿规律、地球化学异常特征,划分4 个A级找矿远景区和5个找矿靶区(表4),并对其地物化遥特征进行了概括,对其找矿潜力进行了分析,明确了主攻矿床类型和找矿方向。
野外调查过程中,胡弦、唐铿、朱鑫、张伟、刘子宁、贾磊、黎旭荣、陈恩、罗思亮、杨吉武、易隆科等人参加了部分工作,锆石U-Pb测年工作由南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室承担,在此表示真挚的谢意。
注释:
①广东省区域地质调查大队.广东省岩石地层单位清理报告.1991.
②广东省地质调查院.广东1∶5万畲坑圩、水车圩、五华县、丰良镇幅区域地质调查报告.2010.
③广东省地质矿产局区域地质调查大队,中山大学地质系.莲花山构造带的形变及控岩控矿控震特征.1985.
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DI Wen,LI Rui,WANG Jian-Rong CHEN Jun-Feng,YUDe-Yan,LINGKen
Multiplestratigraphicdivisionand correlation sequencehasbeen improved during1:50000 regionalgeologicalsurvey in Fengshun-Dapu,GuangdongProvince.Thevolcanic facies,volcanicapparatusand volcanicactivity cycles are identified by triple mapping method.Restudy and divide the intrusive rocks by"Lithology+Geological Age"mappingunit,thegeochemicalcharacteristicsand thediageneticagearediscussed.Find outthecharacteristics of the fold and thebrittle rupture in thestudied area,distinguish the LateMesozoicextensionaltectonic system in the Meixian prefecture.A lotofchronologicaldataareacquired forexplaining the formation timeofgeologicalbodiesand geologicevents.Metallogenic regularityofsurveyareaissummarizedbycomprehensiveresearch.
multiplestratigraphic division and correlation;volcanic institutions;LateMesozoicextensional tectonic system;metallogenic regularity;Fengshun-Dapuarea,Guangdongprovince
P56
A
1007-3701(2017)01-001-12
10.3969/j.issn.1007-3701.2017.01.001
Di W,Li R,W ang J R,Chen J F,Yu D Y and Ling K.Progress in 1∶50000 regional geology and m ineral resources survey in Fengshun-Dapu area,Guangdong province.Geology and M ineral Resources of South China,2017,33(1):1-12.
2016-12-1;
2016-2-22.
中国地质调查局"广东1∶5万明山嶂煤矿、高陂圩、砂田圩、潭江圩四幅区域地质矿产调查"项目(编号:1212011220554).
邸文(1980—),男,高级工程师,从事地质矿产勘查、区域地质矿产调查工作,E-mail:stewen2000@163.com.