赣西萍乡地区变质岩微量元素特征及与成矿的关系探讨

肖兴，吴丹，徐喆，尹斌，曹员兵，吴新华

（江西省地质调查研究院，江西·南昌 330002）

1 概况

赣西萍乡地区位于饮杭成矿带[1]的西部南缘（图1），广泛出露一套新元古代变质地层[2-3]；该区变质岩类型多而复杂，而且与成矿关系密切。该区矿产资源较丰富，前人一直将该区作为江西煤炭资源和铁矿工业基地之一，而对贵多金属矿和有色金属等矿产不够重视。以往对该区变质岩的含矿性亦未进行过详细的研究，且绝大多数侧重于变质岩的地质特征、形成时代、大地构造环境、矿床特征等方面，而对其与成矿关系方面的研究甚少。本文试图从赣西萍乡地区分布广泛的区域变质岩岩石成矿微量元素特征及其与成矿的关系方面进行讨论。

赣西萍乡地区变质地层出露较齐全，新元古代青白口纪、南华纪、震旦纪和寒武纪地层较为发育，为一套巨厚的类复理石碎屑岩建造，普遍经受区域变质，属浅—中浅变质相。晚古生代和中生代白垩纪地层零星遍布于整个测区。泥盆纪地层为一套陆源碎屑、碳酸盐岩建造；石炭纪—二叠纪地层为一套陆源碎屑、碳酸盐岩、硅质岩夹含煤建造；三叠纪—侏罗纪地层则为一套粗碎屑岩夹含煤建造；白垩纪地层则是厚度甚大的陆相内陆湖泊红色磨拉石建造。

2 变质岩地质特征

赣西萍乡地区变质岩广泛出露，有青白口纪潭头群、南华纪杨家桥群、震旦纪乐昌峡群和寒武纪八村群，变质岩岩石类型多而复杂。

图1 赣西地区地质矿产略图Fig.1 The geological and mineral map of western Jiangxi province

2.1 新元古代青白口纪地层

新元古代青白口纪潭头群，主要分布于研究区中部东部东桥—广寒寨—东坑、坑背和芦溪高滩、沙坪—水洋洞一带。潭头群可进一步分为早世神山组、晚世库里组。

（1）神山组（Qb2s）

神山组主要分布于东桥—南港口一带，地层呈北北东走向。岩性为灰—青灰色风化后呈黄绿色—灰绿色中薄层状变质长石质细砂岩、中—厚层状变余凝灰质砂岩、千枚状粉砂质板岩、凝灰质板岩、灰黑色中—薄层状含碳粉砂质千枚岩、千枚状含碳粉砂岩夹乳白色中层状变沉凝灰岩。上部普遍发育菱铁矿化。厚度约为1048m。

（2）库里组（Qb2k）

库里组主要分布于南港口—广寒寨、芦溪、钱山一带，高洲北部地层呈北北东走向。与上覆地层呈整合接触关系。

岩性为浅灰色—黄绿色中层状变余细粒凝灰质砂岩、粉砂岩，千枚状粉砂质板岩、凝灰质板岩夹乳白色中层状变沉凝灰岩、变细屑沉凝灰岩；上部为灰黑色薄层状含碳千枚岩及千枚状粉砂质板岩。厚度为1052m。

2.2 新元古代南华纪地层

南华纪地层主要出露于研究区西部松树下—庙前—青山下—大沙江、浒竹坑—锅底垅、芦溪、钱山、良坊等地。本系组与组之间均为整合接触关系。可分为早世上施组和晚世杨家桥群。

（1）上施组（Nh1s）

上施组主要分布于松树下—庙前一带，高洲西部杨树冲一带有零星分布，地层呈北北东走向。岩性为浅灰色薄层状凝灰质绢云板岩、凝灰质绢云千枚岩、浅灰-灰白色中厚层状变余凝灰质粉砂岩、凝灰质粉砂质板岩夹白色沉凝灰岩及块状变余凝灰质砂岩；偶夹变石英角斑岩。厚度为2492米。

（2）古家组（Nh2g）

古家组主要分布于湘东区庙前—青山下一带，大塘沅—千步、芦溪狗脑寨以及分宜至安福等地有大面积分布，地层呈北北东走向。与上覆地层呈整合接触关系。岩性为青灰色、灰黄色厚—块状变质含砾砂岩、薄层含砾粉砂质千枚岩、含砾凝灰质板岩夹粉砂质千枚岩；中部夹变复成分砾岩。厚度为1035m。

（3）下坊组（Nh2x）

下坊组主要分布于东桥西部青山下—暗江冲和高洲西部过风坳—樟树冲—大丰一带和芦溪县下村一带，以及分宜至安福一带，地层呈北北东走向。与上覆地层呈整合接触关系。

本组岩性为深灰色、褐铁矿化中厚层状变余长石石英砂岩与与中薄层状碳质板岩互层，偶夹磁铁石英岩、含硅质赤铁矿，含铁质板岩。厚度为176.14m。

（4）大沙江组（Nh3d）

本组主要分布于西部大沙江一带和西部碧湖潭—老山里一带，地层呈北东—北北东走向，与上覆地层呈整合接触关系。

本组岩性为深灰色厚层—块状变质（含砾）中粗粒砂岩及黑色薄层状含碳质板岩。厚度为20.5-100m。

2.3 新元古代震旦纪地层

震旦纪地层主要分布于东桥西部青草湖—大沙江—罗家冲、板栏冲—黄岗和芦溪县北西部九洲—上半山—竹高岭和芦溪县下岭—龙下、瑞源—棋盘石一带，以及分宜至安福一带，地层呈北北东—北东走向。震旦系可分为早世坝里组和晚世老虎塘组。

（1）坝里组（Z2b）

本组与上覆、下伏地层均呈整合接触关系。

岩性为浅灰色浅灰绿色中—厚层状变余岩屑长石石英杂砂岩、变余石英砂岩夹浅黄色薄层千枚状绢云板岩、粉砂质板岩、绢云千枚岩。厚度为1080m。

（2）老虎塘组（Z2l）

本组地层走向近南北—北北东向，与上覆寒武纪地层呈整合接触关系。

灰色、灰白色、蛋青色厚层硅质岩、灰白色厚层硅质岩夹千枚状砂岩、千枚岩、薄层硅质板岩。厚度为232.46m。

2.4 早古生代寒武纪地层

寒武纪地层出露较分散，主要分布于研究区西部青草湖—中村和芦溪下古庙—么高、钱山、盆形里、新棚里，良坊、上城一带，根据岩性组合特征可分为牛角河组、高滩组和水石组。

岩性为浅黄色、灰—灰绿色厚—巨厚层状余岩屑长石石英杂砂岩、粉砂质板岩夹薄层状绢云千枚岩、灰黑色中—薄层状含碳绢云千枚岩、含碳千枚岩夹黑色薄层含碳硅质板岩。填图标志为黑色薄层含碳硅质板岩。其下与老虎塘组、上与高滩组均呈整合接触。厚度1674.76m。

该地层主体呈北东向条带状展布，岩性为灰绿—黄绿—浅黄色厚—巨厚层状变余长石石英砂岩、变余不等粒岩屑杂砂岩、变余长石岩屑杂砂岩夹深灰—浅黄色薄层状绢云板岩、绢云千枚岩组成互层，厚度744.54m。

岩性为浅黄—灰绿—深灰色变余中细粒长石石英杂砂岩、变余中细粒长石岩屑杂砂岩、变余石英岩屑杂砂岩、变余岩屑杂砂岩夹浅黄—浅灰—深灰色薄层状变余粉砂岩、绢云板岩、绢云千枚岩等，其上部可见深灰色薄层状大理岩，厚度大于1700.35m。

3 变质岩微量元素地球化学特征

根据最新完成的1:5万区域地质矿产调查项目的工作成果，对所取得的微量元素数据统计结果表明，变质岩中微量元素地球化学特征显示与成矿关系紧密相关，为矿床的形成提供了物质来源。

3.1 不同层位变质岩微量元素地球化学特征

区内变质岩之微量元素在不同地层其含量不同，说明其含矿性是不同的。

区内不同变质岩岩石微量元素特征（表1）显示：总体不同层位变质岩Pb、Zn、Fe、La、Th、Zr元素高于地壳克拉克值；而Fe普遍高于地壳克拉克值2-4倍，特别是下坊组Fe高于地壳[7]克拉克值20余倍，说明本区对铁矿成矿非常有利。本区不同层位对La、Th、Zr元素成矿均属有利。而其它元素一般低于地壳克拉克值。但Au、Ag、Pb、Zn元素在神山组、上施组、下坊组中一般高于地壳克拉克值。说明本区这些层位对金、银、铅、锌等成矿有利。特别是下坊组中Au高于地壳克拉克值55倍，充分说明本区下坊组除铁矿成矿有利外，对金矿成矿也是非常有利的。从上可知，本区下坊组是铁、金、银、铅、锌成矿最为有利之层位。

3.2 不同变质岩类的微量元素地球化学特征

根据表1的分析成果，按不同的岩类进行统计可知，区内不同岩性具有不同的微量元素丰度（表2）。

表1 区域变质岩微量元素特征一览表(含量: ω(B)/10-6)Table 1 Regional metamorphic rock trace element characteristic schedule

表2 各岩类微量元素与中国东部沉积岩化学成分对比(含量: ω(B)/10-6)Table 2 Contrast of trace elements in every type of rocks and chemicals in eastern of China

对本区不同变质岩类而言，对成矿也是不尽相同的。变质砂岩类Au、Ag、Cu、Co、Ti、Sc含量一般低于地壳克拉克值，但Pb、Zn、Fe、La、Th、Zr则高于地壳克拉克值，多数高于1-2倍。泥质岩类（板岩、千枚岩），Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Fe、Mn等元素含量相对变化较大，但大多数高于地壳克拉克值，特别是碳质板岩Au有的高出地壳克拉克值近百倍；Fe、La、Th、Zr高出地壳1-2倍；但Co、Ti、Sc含量一般低于地壳克拉克值。在碳酸盐岩类对Au、Ag、Pb、Zn成矿十分有利。其它元素一般则低于地壳克拉克值，而在变质岩类中细碎屑岩对Au、Ag成矿更为有利。

从表2可以看出，不同岩类其微量元素丰度是不同的。通过与中国东部地区地壳与岩石化学成分对比[8-9]，在本区地壳中除硅质岩、变凝灰质（火山碎屑）岩外；几乎所有碎屑岩类均高于中国东部沉积岩的化学成分；有的高出几倍。Au元素在变余砂岩中高2-3倍，而在板岩中比同类岩石高15倍；特别是在碳质板岩中更高，有的高出几十至几百倍。Cu、Ag元素与中国东部沉积岩化学成分大致相当，在白云岩、千枚岩中最高；Pb、Zn、Co、Ti、Sc、La、Th等元素均高于中国东部沉积岩化学成分；而Zr元素则偏低。

4 变质岩与成矿关系探讨

本区地处饮杭反S状巨型金属成矿带（江西段西端）上[1,2,4,8,9]，区内矿产资源较丰富；萍乡地区主要有金（银）矿（为本次工作新发现之矿种）、铁矿、钨矿、铅锌矿、煤矿、瓷土矿等。该区经历了长期多旋回构造运动，形成了极为复杂的地质构造和变质岩，各种变质岩发育，特别是区域变质岩表现尤为突出。

与变质岩关系密切的主要有铁矿、金（银）矿、钨矿、铅锌矿、瓷土矿等。

从矿床分布的特点可知，这些矿床不仅与构造、岩浆岩等关系密切外，还与区内的不同层位的变质岩及不同变质岩类型的含矿性（微量元素含量）密切相关，变质岩中微量元素含量高则有利成矿，形成的矿床多而大。

5 结论

区内变质岩岩石微量元素特征显示：Au、Ag、Fe、Pb、Zn元素在下坊组含量比其它层位高，Fe元素则普遍高于地壳克拉克值几倍至几十倍。其充分表明下坊组含矿性最好，是一良好的矿源层。其它元素则低于地壳克拉克值。

本区变质砂岩类Cu、Pb、Zn含量变化不大，Au、Ag含量高于地壳克拉克值；泥质岩类（板岩、千枚岩）中Cu、Pb、Zn、V、Co、Ni等元素含量相对变化较大；Au、Ag在千枚岩、碳质板岩中含量最高，有的还比地壳克拉克值高出几倍。

从上可知，该研究成果为今后的地质找矿提供了较好的基础资料，同时也指明了找矿方向。

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