修水县洞下—官塘尖岩浆岩地球化学特征

张 浩

江西省地质局第二地质大队

本区及相邻地区壳、幔构造有以下重要特征：一是具薄壳、厚上地幔特征，重力场以鄱阳一带最高（+15×10-5m/s2），为华南陆内地壳最薄的地区；二是地壳厚度总体上是由东往西增厚，中部为轴向北北东的幔隆区；三是重力高异常轴呈北北东向与北东东向交织出现，北西部为重力低异常区（-45×10-5m/s2）；四是壳内存在多层拆离带；五是呈横向分块、纵向分层，挤压推覆和伸展拆离滑脱的地壳结构及运动模式。这些深部构造特征与区域中生代以来构造及其成岩成矿作用有着内在联系。

1 区域地质背景

依据中国区域地质志（江西志部分，2016）的构造单元划分，香炉山矿区位于扬子板块Ⅰ（一级单元）、下扬子地块Ⅰ1（二级单元）、江南隆起带Ⅰ12（三级单元）中的九岭逆冲隆起（四级单元）之幕阜山凸起西段。隶属于扬子成矿省江南东段成矿带九岭钨钼锡铜金多金属萤石高岭土成矿亚带中部九岭尖钨铜钼矿集区，具有优越的成矿地质条件[1]。

1.1 地层

香炉山矿区地层主要由南华系下统莲沱组（Nh1l）、上统南沱组（Nh3n），震旦系下统陡山沱组（Z1d）、上统灯影组（Z2d），寒武系下统荷塘组（∈0-1h）、下统观音堂组(∈1g)、中统杨柳岗组(∈2y)、上统华严寺组(∈3hy)、西阳山组（∈3x），奥陶系下统宁国组（O1-2n）、中上统胡乐组（O2-3hl）、上统砚瓦山组（O3yw），志留系下统梨树窝组（S1l）及第四系组成[2]。

莲沱组（Nh1l）：区内地表较少出露，主要分布于张天罗矿段的东部张天罗次级背斜核部附近。底部受接触带变质作用多成石英岩，与岩体接触处则成混合岩化带，厚约109 m。

南沱组（Nh3n）：主要分布于张天罗矿段和大岩下矿段。岩性主要为灰、灰绿色薄层状含砾粉砂质泥岩、冰碛角砾岩、含砾粉砂岩。岩层中少见白钨矿化，仅在大岩下、张天罗矿段见少量单工程控制的小矿体[3]。

陡山沱组（Z1d）：大部分分布于张天罗矿段、大岩下矿段的东部及南部。岩性主要为含炭质页(泥)岩，多受热变质为角岩，呈灰—浅灰—灰白等杂色，呈页片状或板状构造。岩层中夹不纯灰岩，多受热液交代变质为矽卡岩（张天罗51线-53线最为典型），呈黄绿色，呈条带状，板状构造，矽卡岩化与白钨矿密切相关，矽卡岩岩石中常见厚度大、品位富的白钨矿体，如张天罗矿段ⅡW矿体WO3金属量达1.35万吨，平均品位0.80%，局部品位达3%～5%，矽卡岩化是有利的找矿标志[4]。

灯影组（Z2d）：主要分布于张天罗矿段、大岩下矿段东部及南部。岩性主要为含炭含泥硅质岩、下部为硅泥质灰岩，颜色主要呈深灰色，中厚—厚层状，极少薄层状，岩性基本含炭质、泥质。下部夹硅泥质灰岩，与薄层硅质岩、页岩互层，与Z1d过渡接触。由于岩石中钙质多以星点状、条带状分布，故岩石中白钨矿多呈稀疏浸染状、条带状，白钨矿矿石品位一般较矽卡岩矿石低。由于岩层下部夹硅泥质灰岩，在大岩下矿段73线、75线底部见厚大的矽卡岩白钨矿矿体，矿石中磁黄铁矿极发育，白钨矿多呈密集浸染状分布。

荷塘组（∈0-1h）：地表主要出露于张天罗东部、大岩下矿段中北部。岩性主要为炭质泥岩，呈灰黑色、黑色。底部为薄层状或条带状硅质岩。岩石不发生白钨矿化，但岩石中炭质、泥质的致密胶结对矿液具有较好的屏蔽阻隔作用[5]，提供了良好的成矿环境（大岩下69线、73线、75线较为典型）。

观音堂组（∈1g）：地表出露于张天罗矿段东—北部、大岩下矿段北部。岩性主要为含炭页岩，呈黑灰色，已变为硅酸质角岩。厚203～228 m。

杨柳岗组（∈2y）：地表出露于形坪矿区的东部、张天罗矿段中—西部。岩性主要为含炭硅泥质灰岩，呈灰白、灰、灰黑色，薄层夹中厚层构造，杂质分布不均，相间出现，平行排列形成极发育的条纹带状构造，泥质灰岩中常夹含泥较少的不规则扁豆状，透镜状条纹条带状泥质灰岩，原岩已变为角岩或大理岩，接触带常见条带状矽卡岩。矿体主要产于杨柳岗组与花岗岩接触带上。底部以含炭泥质灰岩与观音堂组（∈1g）分界。厚300 m。

华严寺组（∈3h）：地表出露于形坪矿区的西部、张天罗矿段中南部。岩性主要为条带状灰岩：灰、灰黑、灰白色，薄—中厚层，含泥含炭，这些杂质相间出现，构成条纹条带状构造，普遍遭受角岩化、大理岩化，有时见磁黄铁矿、黄铁矿化。底部有10～20 m厚的灰质泥岩，为与杨柳岗组（∈2y）的分界标志。厚度220 m。

西阳山组（∈3x）：地表出露于形坪矿区的西北部。岩性为灰色、灰白色。中厚层状泥质灰岩，微层理发育；局部夹透镜状灰岩及似条带状、竹叶状灰岩、黑色炭质灰岩。

宁国组（O1-2n）：地表出露于形坪矿段的西北部。岩性为钙质页岩，层间含扁豆状、透镜状灰岩；绿色页岩。

胡乐组（O2-3hl）和砚瓦山组（O3yw）：地表出露于形坪矿区的西北部。灰色钙质页岩夹扁豆状灰岩及泥岩夹灰岩。

第四系（Q）：下部亚粘土碎石层夹0.1～1.5 m的岩块。沟谷中为砂屑碎石层，上部腐植土。厚0～11 m。

2 岩浆岩野外分布特征

区内岩浆活动频繁，为燕山期花岗岩。该区岩浆岩按岩石谱系单位划分及空间分布，由西向东依次划分为高湖岩体、太阳山岩体。

高湖岩体沿背斜轴部上侵，由北东向南西侵伏，边界面与围岩层理面近于平行，系整合协调的侵入体，出露面积约4.0 km2。太阳山岩体规模较大，其主体位于矿区东侧外围。

伴生的脉岩为细晶岩、辉绿岩。主要分布于香炉山背斜南东翼，沿断裂充填而成。北北东—北东向成群产出，倾向以南东向为主，倾角＞70°，宽2～15 m，长数百米至3 000 m不等。细晶岩斜切地层、岩体、矿体，但未影响其完整性。

3 岩浆岩岩石学特征

3.1 高湖岩体

高湖岩体为中粗粒黑云母二长花岗岩，新鲜面呈灰白色、浅灰略带肉红色，风化后呈黄色。中粗粒花岗结构，显微文象结构，局部呈变余花岗结构，块状构造，局部见斑状构造，斑晶多为斜长石，大小1～5 cm。主要矿物成分为斜长石（31%±）、钾长石（31%±）、石英（31%±）。次要矿物成分为黑云母（4%±）。副矿物成分为独居石、磷灰石、钛铁矿、锆石等。花岗岩内常见高岭土化，局部见云英岩化。

岩体靠近围岩边侧或岩支普遍具边缘相特征，边缘相花岗岩厚度一般20～50 m，局部岩凸部位80～150 m，边缘相花岗岩多呈灰白色，中细粒花岗结构，主要矿物成分为钾长石（40%）、斜长石（30%）、石英（25%）、白云母（4%），少量黑云母。

基质主要矿物成分为钾长石、斜长石、石英。次要矿物成分为黑云母。蚀变矿物成分有绿泥石、白云母、高岭土、硅化石英、钠化钠长石。副矿物成分有独居石、锆石、磷灰石、钛铁矿等。岩体近地表易发生云英岩化、绿帘石化、高岭土化。

3.2 太阳山岩体

太阳山岩体为斑状中粒或中-细粒黑云母二长花岗岩，新鲜面呈灰白色、浅灰带肉红色，风化后呈黄色。全晶质似斑状结构，基质为中粒—细粒花岗结构，局部呈变余花岗结构或交代结构，块状构造。主要矿物成分为钾长石（27%±）、斜长石（20%±）、石英（43%±）。次要矿物成分为黑云母（6%±）。副矿物成分为独居石、磷灰石、钛铁矿、锆石等。

斑晶为钾长石，偶见石英。含量5%～15%，大小一般为10×15 mm。其光性特征与高湖岩体基本相同。

基质主要矿物成分为钾长石、斜长石、石英。次要矿物成分为黑云母。副矿物成分为磷灰石、独居石、锆石、钛铁矿等。蚀变矿物成分为绿泥石、绢云母、高岭土、硅化石英、钾化钠长石，次生黑云母。

综上所述，二岩体具有大致相同的岩石化学特征，区别在于：太阳山岩体后期发生硅化、绿泥石化及其相应的光性特征表明局部变形比高湖岩体强烈。此外同源包体仅发育于太阳山岩体，反映了岩体形成过程中的差异。

3.3 脉岩

伴生的脉岩有细晶岩、辉绿岩。其岩性特征主要是：

（1）细晶岩：白色，细粒块状，由于有些相变，边缘常见花斑结构，靡细结构、球粒结构。因而出现石英斑岩、花斑岩等变种岩石。由石英、钾长石、更长石等组成。地表风化呈砂糖状，深部坚硬块状。

（2）辉绿岩：深灰绿色、黑绿色；细粒—致密块状；辉绿结构，主要由中长石、辉石组成；含较多磁黄铁矿，岩石具弱磁性；坚硬块状。

4 岩浆岩地球化学特征

4.1 常量元素特征

常量元素特征：①SiO2均大于70%（70%～75%）；含铝指数除少数外，均大于或接近1.1；李特曼指数σ在1.50～2.48之间。说明岩体属超酸性，铝饱和或过饱和型，钙碱性系列。此外在CIPW标准矿物中出现刚玉。②分异指数DI高达84～92；固结指数SI仅为1.70～10.4。说明岩体的分异程度高，酸性程度高。从变化趋势上，太阳山岩体至高湖岩体，随着分异指数的递增，分异度增高；固结指数呈负增长，标志着酸性程度愈来愈高。

4.2 稀土元素特征

稀土元素总量∑REE较高，CeN/YbN均大于1为其特点之一。高湖岩体及太阳山岩体稀土元素总量∑REE分别为189.27×10-6～236.9×10-6、197.76×10-6、120.72×10-6，呈递减趋势；CeN/YbN分别为3.37～3.71、4.45、2.50。属轻稀土富集型，分布曲线向右倾，具“S”型花岗岩特点。另一特点是δEu均小于1。铕负异常极为明显，为铕亏损型，分布曲线在Eu处呈“V”型谷形。

4.3 微量元素特征

微量元素特征：①成矿元素W含量较高，浓集系数较大；②伴生Bi、Cu、Ag含量较高，浓集系数较大，与矿床中含量较高一致；③岩脉类细晶岩中W、Cu、Ag、Pb、Bi含量亦较高，显示了对花岗岩的继承性。根据87Sr/86Sr初始比值大于0.719这一结果，属高锶花岗岩。

5 花岗岩体类型、测年

根 据B.W.Chappell and Waite（1974，1978，1983）提出的分类方案与原则，将本区花岗岩岩体侵入类型、副矿物特征、CIPW标准矿物、化学参数以及氧逸度、锶同位素、稀土元素等项与其进行对比，属于典型的“S”型花岗岩。另用ACF图解法，其投影集中于“S”型花岗岩一边，得出与上相同的结论。

据钾—氩法同位素年龄测定，岩体均属白垩世（125.9～131.1 Ma），与张家菁等获得黑云母花岗岩全岩Rb-Sr等时线年龄为126.2±2.6 Ma（95%可信度）[1]相近，高湖岩体与太阳山岩体系同源不同期次侵入。

6 结语

（1）修水县洞下—官塘尖岩浆岩研究表明，该区岩浆岩形成时间确认为125.9～131.1 Ma，时代属于白垩世，为燕山早期至燕山晚期的产物。

（2）本区岩浆岩地球化学性质富集SiO2均大于70%（70～75%）；含铝指数除少数外，均大于或接近1.1；李特曼指数σ在1.50～2.48之间，属于酸性花岗岩。稀土元素总量∑REE较高、CeN/YbN均大于1；CeN/YbN为2.50～4.450，属轻稀土富集型，分布曲线向右倾，具“S”型花岗岩特点；另一特点是δEu均小于1，铕负异常极为明显，为铕亏损型，分布曲在Eu处呈“V”型谷形。