赣南打古寨复式花岗岩体的解体及其地质意义

2021-05-22徐勋胜张鸿吴勇董昕昱

铀矿地质 2021年3期

徐勋胜，张鸿，吴勇，董昕昱

（核工业二七〇研究所，江西南昌 330200）

打古寨复式花岗岩体位于桃山复式花岗岩体北东部，岩体内集中分布了5 个铀矿床、大量铀矿（化）点及众多异常点、带，为桃山铀矿田的主要组成部分。桃山铀矿田是华南花岗岩型铀矿典型代表［1］。前人对桃山复式岩体已开展较系统的铀矿找矿、地质科研等工作［2-14］，对产铀较多的打谷寨岩体进行了重点研究，取得了较好的成果与认识［10-14］。但前人在打古寨岩体内开展的工作多集中在20 世纪80 年代，且工作聚焦点多在铀矿勘查方面，对于岩体侵入期次划分、岩石类型、成因类型等认识还未统一［2-8］，未达到对整个打古寨岩体彻底解体之目的和深度。打古寨复式岩体各侵入体的含铀性、产铀性及其与铀矿化的关系还有待进一步查明。故对该岩体进行的解体，既可解决许多悬而未决的地质问题，明显地提高打鼓寨岩体的研究程度，亦能丰富桃山铀矿田铀矿成矿理论的研究。

1 岩体地质特征

打古寨岩体位于桃山复式花岗岩体北东部（图1），出露面积约30 km2，总体呈岩株产出，呈不规则椭圆状，长轴呈北东向展布，北东延长约8 km，宽约4 km［5］，由7 个呈岩株、岩瘤侵入体组成。岩体受北东向桃山断裂、罗坑断裂及北北东向钓峰断裂所夹持，主要形成于燕山期，是桃山岩浆活动中心由桃山岩体南西部向北东部逐步迁移的产物［2］。北西侧主要为中侏罗世黄陂岩体，南侧为中侏罗世黄陂岩体和钓峰岩体，东部主要为中侏罗世黄陂岩体。晚侏罗世罗布里岩体则呈岩瘤在打鼓寨岩体边缘和内部出露。打古寨复式花岗岩体为一产铀岩体，集中了桃山铀矿田内的大多数铀矿床，岩体内已落实5 个铀矿床、众多铀矿（化）点和异常点、带。

2 岩石单位的建立

通过地质调查获取了大量的接触关系及岩石学、岩石化学、地球化学及同位素地球化学等资料［4-9］。依据岩石成分、结构构造及侵入接触关系，运用最新的侵入体-单元-序列的侵入岩填图方法体系将打古寨复式岩体进行详细解体［15］，划分为中-晚侏罗世侵入时序，共圈出深成侵入体7 个，建立单元4 个，归并为1个岩石序列，即打鼓寨序列（图1，表1）。

图1 桃山复式岩体地质图Fig.1 Sketch geological map of Taoshan composite pluton

表1 打鼓寨复式岩体岩石单位划分表Table1 Classification of the lithologic units of Daguzhai composite granite body

3 岩石单位基本特征

中-晚侏罗世花岗岩构成了桃山复式花岗岩的主体，根据岩体的侵位关系，参照同位素年龄值及岩石地球化学特征，划分了两个序列：即小布序列和打古寨序列［9］。其中，后者解体4 个侵入单元。

3.1 打古寨序列岩体之间侵入关系

打古寨序列是由岩石成分及结构双重演化划分、归并的岩石单位，是1∶20 万吉水幅黄陂复式深成岩体的一部分［5］。打古寨序列的大府上中粒似斑状黑云母正长花岗岩体侵入于小布序列的黄陂中粗粒似斑状黑云母二长花岗岩体。在大府上岩体边缘接触面附近见细粒黑云母正长花岗岩0.2～0.3 m 宽的冷凝边。同时在大俯上岩体边部见有黄陂岩体的捕掳体。大俯上岩体与黄陂岩体侵入界线两侧突变明显，显示岩体之间超动侵入关系（图2，表1）。

打古寨序列分布于桃山复式岩体北部打古寨、大府上、汇源大布、迳背及王泥田等地。该序列划分迳背中粒黑云母正长花岗岩单元、王泥田中粒小斑黑云母正长岩单元、汇源大布小斑二云母正长花岗岩单元、大府上中粒似斑状黑云母正长花岗岩单元。根据宁都县洛口镇罗布里-迳背汇源大布侏罗纪岩体实测地质剖面，划分出打古寨序列岩体内部侵入关系（图3）：汇源大布中粒小斑二云母正长花岗岩体脉动侵入王泥田中粒小斑黑云母正长花岗岩体；同时汇源大布岩体涌动侵位大府上中粒似斑状黑云母正长花岗岩体中。其中汇源大布岩体与王泥田岩体的界线比较清晰，前者小斑结构，后者似斑状结构；成分上前者为二云母正长花岗岩，后者为黑云母正长花岗岩的变化特征，显示脉动侵位的特点；但是，汇源大布岩体与大府上岩体之间的侵入界线比较模糊，岩石结构没有变化，矿物成分有些变化，前者为二云母正长花岗岩，后者为黑云母正长花岗岩，显示两者为涌动侵入关系。

图2 打古寨序列大府上岩体侵入小布序列黄陂岩体地质平面素描图Fig.2 Geological sketch of Dafushang granite of the Daguzhai intruded into the Huangpi granite of the Xiaobu sequence

3.2 打古寨序列岩体岩石学特征

迳背中粒黑云母正长花岗岩：该岩体是打古寨序列最早一次侵入岩体。岩石呈浅肉红色、浅灰色，风化后呈灰白色和土红色，中粒似斑状结构，块状构造。主要矿物：钾长石（40%～57%）、斜长石（25%～30%）、石英（25%～30%）、黑云母（4%～5%）。

图3 罗布里-迳背打古寨复式岩体实测地质剖面图（PM013）Fig.3 The measured geological profile of Daguzhai complex in Luobuli-Jingbei area（PM013）

大府上中粒似斑状黑云母正长花岗岩：岩石呈灰白色、浅肉红色，风化后呈灰白、土红色，中粒似斑状结构，块状构造。主要矿物：斑晶主要为钾长石（15%～20%），基质为钾长石（30%～35%）、斜长石（20%～30%）、石英（25%～30%）、黑云母（4%～5%）。

王泥田中粒小斑黑云母正长花岗岩：岩石呈灰白色、浅灰带肉红色，风化后呈土红色、灰白色，中粒似斑状结构，块状构造，局部偶见片麻状构造。主要矿物：钾长石（斑晶15%～20%，基质30%～33%）、斜长石（27%～30%）、石英（20%～25%）、黑云母（4%～5%）。

汇源大布中粒小斑二云母正长花岗岩：该岩体是打古寨序列最后一次侵入岩体。岩石呈灰白色，风化后呈土淡黄色，似斑状结构，块状构造。主要矿物量：斑晶（钾长石5%～8%）、基质为钾长石（31%～37%）、斜长石（22%～27%）、石英（28%～33%）、黑云母（4%～6%）、白云母（3%～6%）。

综上所述，打古寨序列岩石均属正长花岗岩，但该序列由早到晚在整体表现为由中粒黑云母→中粒小斑黑云母→中粒似斑状黑云母→中粒小斑二云母结构和成分演化趋势。

3.3 打古寨序列岩体岩石地球化学特征

打古寨序列的4 次侵入岩体，除了大府上岩体由于露头原因未采集岩石化学样品外，其他3 次侵入岩体均采集了样品，并进行岩石地球化学分析（表2）。

表2 打古寨复式岩体主量元素/%、微量元素/10-6及稀土元素/10-6分析结果及相应参数Table 2 Content of major elements (%),trace elements (10-6)and REE(10-6)of Daguzhai composite pluton

表2（续）

打古寨序列岩石化学成分稳定。SiO2含量在71.98%～73.90%之间，Al2O3含量在13.94%～14.55%之间，A/NCK 值均大于1.1，属于铝过饱和花岗岩。Na2O 含量为2.78%～3.44%，K2O 含量为4.99%～5.68%，全碱含量为8.11%～8.80%，属于碱性系列。分异指示（DI）均大于90，显示发生较充分的岩浆分异作用。微量元素以富集Rb、W、Sn、Mo、Cu、Pb、Zn 等，贫Ba、Sr、Ti、Cr、Co、Ni 等为特征，Rb/Sr 值为2.66～7.11，Zr/Nb 值为3.09～6.47，与地壳重熔型的燕山期花岗岩相似［16］。稀土元素总量∑REE 为（141.38～313.81）×10-6，∑LREE/∑HREE值为3.66～6.48，轻稀土富集型，L aN/SmN值为3.00～3.76，轻稀土分馏明显，GdN/YbN值为1.76～3.39，重稀土分馏不明显；Eu出现负异常明显（δEu为0.27～0.37），稀土配分模式图呈一致的右倾轻稀土富集型，与华南地壳重熔型花岗岩稀土配分模式图相似［17-18］，岩石成因类型属“S 型”。值得指出的是，该序列各单元铀含量背景值高，为（13.67～14.70）×10-6，Th/U 值为2.03～3.33［9］，为铀成矿有利的岩体，具有较大的找矿潜力。这也与该序列内集中了桃山铀矿田大多数的铀矿床地质事实相吻合。

打谷寨序列超动侵入到中侏罗世小布序列的黄陂中粗粒似斑状黑云母二长花岗岩单元及钓峰中粒似斑状黑云母二长花岗岩单元中，被晚侏罗世汇源大布中粒黑云母二长花岗岩单元超动侵入，获得的迳背、王泥田和汇源大布的（LA-ICP-MS）U-Pb 年龄为168.2～159.5 Ma［5］，时代属于中-晚侏罗世早期。

4 岩体解体的地质意义

如前所述，前人针对打古寨复式岩体开展过较多的工作，但前人多是将其作为一整个岩体进行研究，并未解体到侵入体，且由于该复式岩体产铀很多，前人对其开展的多为铀矿勘查工作，对于其内不同期次岩体的空间分布形态、产状、形成时代及各自与铀成矿的关系等认识均较笼统，且存在着很大的分歧［1-14］。本次在江西1∶5 万黄陂画眉坳幅区域地质调查的基础上，运用侵入体-单元-序列的侵入岩填图方法体系将其进行详细解体，具有重要的地质意义。

1）将打古寨复式岩体划分为中-晚侏罗世时序，圈出侵入体7 个，建立单元4 个，归并为打鼓寨岩石序列。这一新的研究成果为统一桃山复式岩体的岩石学、岩石地球化学及年代学等方面认识提供了新的证据，对推动桃山复式岩体地质调查精度及研究程度的提高具有重要的促进作用，为研究桃山矿田构造-岩浆演化-铀成矿提供了新资料。

2）打古寨序列内不同单元所有侵入体均为正长花岗岩，明显区别于桃山复式岩体的其他岩石序列的二长花岗岩，加之打古寨序列长石＋黑云母＋锆石＋磷灰石组合特征也与众不同［10］，既反映了其独特的成岩方式，也形成了其特殊的铀成矿能力，这也为桃山铀矿田铀成矿理论的研究提供了新思路。

3）桃山复式岩体为一个完整岩浆旋回的产物，具有多个完整的岩浆演化序列，且岩浆演化晚期岩浆活动中心逐步向北东部打古寨迁移［2］。打古寨序列从早到晚由中粒黑云母正长花岗岩→中粒小斑黑云母正长花岗岩→中粒似斑状黑云母正长花岗岩→中粒小斑二云母正长花岗岩演化，岩浆分异演化完全。岩浆活动的长期性、连续性，活动过程的迁移性分异作用的完全性，使铀元素一次比一次更富集，这一点与铀元素的含量总趋势从早到晚增多是一致的。从而为铀在打古寨序列中富集准备了充足的物质条件。

4）打古寨序列分布于北东和北北东向断裂的夹持部位，受构造作用明显，甚至有部分学者认为打古寨序列是同断裂构造侵入的花岗岩［2］，也就是说从岩浆侵入到矿物晶出到成岩再到成岩后，构造活动自始至终都在进行。而区内集中分布的铀矿床均沿北东、北北东向断裂展布。由此不难看出，桃山岩体中的铀矿床主要集中在打古寨序列中。这种高度集中的现象绝不是偶然的，是多种错综复杂的因素决定的，其中构造是主要因素，与岩浆活动也有很重要的关系。构造活动、岩浆活动是相辅相成、不可分割的，构造活动产生岩浆，并为铀成矿提供空间，伴随岩浆活动为铀成矿带来成矿物质。多次构造活动伴随多次岩浆活动，使成矿物质多次活化、运移，最后在适宜的条件下富集成矿。因此，今后整个桃山地区铀找矿应从构造、岩浆、蚀变“三位一体”的找矿思路出发。