Question

区域地质构造特征及矿床类型

Answer 1

（一）构造特征

根据新近的地球物理和区域地质构造研究，长江中下游地区的壳幔结构具有“多层、断块”性质。在纵向上分为陆相中-新生界、海相中-古生界、浅变质岩、深变质岩、下地壳和上地幔6大层，在横向上被10多条岩石圈断裂分割成若干块段。本区这种“层、块交错、立体网络”构造格局，是经长期地史演化形成的。根据已知的资料（翟裕生、姚书振等，1992）可将本区的构造演化分为3个阶段：约800Ma以前为变质基底形成阶段；震旦纪至中三叠世为板块迁移及沉积盖层形成阶段，以多次拉张沉陷、隆坳变迁为特色；印支运动后为板内变形阶段。印支末期，由于扬子板块和华北板块对接碰撞，本区处于前陆盆地位置，后经强烈褶皱造山作用，形成了规模巨大的弧形褶皱系统（以九江为中心），推覆构造和逆冲断层发育；燕山期以来，由于太平洋板块及印度板块的近程和远程影响，区内构造体制发生重大转变。由挤压构造体制逐步转化为以伸张为主的构造体制，构造-岩浆活动频繁而强烈，并形成断块隆起区和断陷火山岩盆地共存的构造格局及丰富的Fe、Cu、Au矿床。从总体上看，长江中下游成矿带属于燕山期大陆板块内部的断块与裂陷交织的构造-岩浆-成矿带。

本区断裂构造发育，按其切割深度可分为岩石圈断裂、壳断裂（基底断裂）和盖层大断裂等（图5-1）。其中岩石圈断裂和壳断裂是控制区域成岩成矿的主导构造。岩石圈断裂的地质地球物理特征表现为重力和磁力的梯度带，有壳幔同熔型岩浆岩带展布，有的还有基性岩体产出。由于各岩石圈断裂的发育时间和产出方位不同，因而与其有关的岩浆活动和成矿作用也随之表现出差异性。燕山早期，长江中下游区域的最大主压应力方向为北西西—南东东向，以北西西—南东东和东西向的张剪性断裂下切至上地幔，诱发产生岩石部分熔融，形成初始岩浆，进而上涌并混熔地壳物质后向浅部的沉积盖层中运移和就位，并伴随成矿作用的发生，形成燕山早期的构造-岩浆-成矿带，如大冶—九瑞Cu、（Mo）、Au、Fe成矿带等。燕山晚期，区域最大主压应力方向转为北东—南西。早先存在的北东、北北东向的断裂拉张作用强烈，切割深度加大，导致火山—侵入作用剧烈而普遍，形成与其有关的构造-岩浆-成矿带，如程潮—铁山—灵乡Fe矿带、宁芜Fe矿带等。而北西西、东西、北东、北北东、北西、北南等几组壳断裂，当它们与岩石圈断裂连通时，常成为岩浆进入沉积盖层的通道，进而控制浅位岩浆房的就位和金属矿田的形成和展布，不同方向壳断裂构成的网格状构造结点，多为矿田所在部位，如九瑞地区丰山—东雷湾、武山—丁家山、城门山、铜陵狮子山等铜金矿田，宁芜凹山铁矿田等。盖层大断裂和褶皱构造、浅层次滑脱拆离断层则控制含矿岩体和矿床的产出。

图5-1 长江中下游断裂构造及岩浆岩分布简图

除上述断裂外，本区推覆构造和滑脱构造也有发育，如鄂东南区的层间滑脱构造控制含矿小岩体分布，苏州西部双重逆推断层控制Pb、Zn、Ag矿床。

此外，根据区域重力资料推断，中下扬子区对应于莫霍面的鼻状隆起带，从鄂东南到宁镇，主要的大中型矿床及其有关的火山-侵入岩（燕山期）均分布在这一鼻状隆起带或隆坳过渡带上。说明中生代以来大陆板内拉张、地壳减薄、地幔隆起、软流圈物质上涌和地热异常显著的总的动力学机制是形成本区Fe、Cu、Au等富集的重要原因。

（二）地层与成矿

长江中下游矿床的形成、分布与地层关系密切。

本区震旦纪以来沉积盖层分布区下伏变质基底可能有3套：一是扬子地台北部陆缘带的中元古代随县群、晚元古代张八岭群为代表的变质富钠细碧岩和石英角斑岩为主的变质岩系（江北式基底）；二是扬子地台核部的晚太古代—早元古代崆岭群、董岭群为代表的深变质岩系（中下扬子式基底）；三是扬子地台南部陆缘带—江南隆起内带中晚元古代冷家溪、双桥山和上溪群等以浅变质边缘海弧后盆地泥砂质浊积岩为主的变质岩系（江南式基底）。长江中下游盖层构造中产出的Fe矿带对应着下伏的“中下扬子式基底”，而Cu、Au矿带则大多数分布于“江南式基底”之上的盖层中，这与“中下扬子式基底”贫Cu、Au而“江南式基底”富Cu、Au相对应。这种相关性表明，基底的组成对上部构造层中矿床的产出有重要的影响。可能是幔源岩浆上升过程中或到达浅位岩浆房（临近基底与盖层滑脱带附近）时，通过对基底岩石的同化混染作用或与不同类型壳源岩浆混合而生成不同类型的含矿岩浆，进而影响到上部构造层中的矿化组合类型。

震旦系—下三叠统主要是大套海相碳酸盐岩和碎屑岩建造，夹有海陆交互相和少量陆相沉积物，系板块迁移和沉积盖层形成阶段产物，组成准地台的盖层主体。

中三叠统至第四系为板内变形阶段的产物，主要由陆相碎屑物和火山喷发及火山沉积物质组成。其中，中、上三叠统为一海退型沉积序列，蒸发台地相白云岩和膏（盐）沉积物发育，晚侏罗—早白垩统以巨厚的陆相火山岩为主。

本区不同时代地层赋矿性有明显差异，首先是矿种（产）组合不同，如震旦系至下古生界比较有代表性的矿产为W、Sb、Mo、Pb、Zn，其次为Cu、Au；上古生界至下三叠统中以各种成因的Cu、S为主，其次为Fe、Au、Pb、Zn；中三叠统至白垩系中以Fe、S、（Cu、Au）组合为主，其次为Pb、Zn。再就是矿产储量和矿床频率的不均匀性。根据矿床储量的统计，石炭系—三叠系和下白垩统是本区Fe、Cu、S、Au、Mo、Pb、Zn等的主要赋矿层位。这些赋矿层位在不同地区各有侧重，总体上看，鄂东南、安庆地区以三叠系赋矿最佳，九瑞地区的赋矿层位以石炭系最重要，铜陵、宁镇地区赋矿层位从石炭系到三叠系，宁芜地区以下白垩统火山岩系为主。同一地区，不同赋矿层也有差异，如铜陵地区Cu储量所占比例：石炭系62.69%，二叠系6.10%、下三叠统30.05%，志留-泥盆系0.93%。总的来说，表现出区域的赋矿层位具有“限定性”，在水平分布上有“差异性”，在垂向上表现为“多层楼”的特色。

主要赋矿层的地球化学研究（金福全等，1990）表明，石炭系、二叠系、三叠系等沉积岩中36个元素的丰度值与Taylor（1964）的元素地壳丰度值对比，大都属于显著贫化和接近地壳丰度值。这说明地层本身难以构成成矿物质主要和直接的来源，本区成矿作用有赖于燕山期岩浆活动，地层作为成矿的构造-岩石条件也起了重要作用。此外，有机碳含量较高的部位，不一定就是主要含矿层，而恰恰是位于主含矿层位的下部，作为主要含矿层的底板，这可能为以后的改造成矿作用创造了物理化学条件。

（三）岩浆岩特征

长江中下游中生代岩浆岩星罗棋布，其中出露面积大于0.2km²的岩体就有200多个。其主要特征表现为：

（1）岩石类型多，主要有碱长花岗岩、花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长岩、石英正长岩、石英二长岩、石英二长闪长岩、石英闪长岩、二长闪长岩、闪长岩、辉长闪长玢岩等，它们都属于广义的花岗岩类。

（2）岩石化学成分变化大，岩石中SiO₂含量为50%～76%；全碱含量偏高且变化大，为6%～9%；K₂O／Na₂O比值变化也较大，小者为0.23，大者可达1.31。就岩石化学成分类型看属于弱碱质岩系—钙碱质岩系。

（3）侵入岩的年龄跨度大，从200Ma到90Ma，多集中在160～110Ma。同时，表现出多期多阶段岩浆活动的特征，含矿岩体均为复式岩体，多有3～5次岩浆侵入的标志。

（4）从本区147个中生代岩浆岩An值统计看，它们分别集中在0～4%和10%～20%区间，在图上呈双峰式分布，表明了拉张环境下岩浆岩的特点，说明本区中生代岩浆活动的环境为断块-岩浆活动带。

此外，岩石化学、矿物学和地球化学研究表明，本区中生代岩浆岩是以壳幔同熔型（I型）花岗岩为主（幔源物质所占比例为14%～84%），少部分为壳幔A型花岗岩（如苏州岩体）。其中控制本区金属矿床的主要是I型花岗岩。这类花岗岩按其岩石化学特征及其含矿性，可划分为高碱富钾酸性岩亚系列、高碱富钠中-中酸性岩亚系列和富钠偏基中性岩亚系列（表5-1）。

表5-1 长江中下游矿床类型特征表

（四）区域矿床类型

本区自晋宁期以来经历了漫长的沉积盖层发育和燕山期强烈的构造-岩浆活动，在多种有利的构造环境中，形成了丰富的矿床，按照矿床的形成环境和成矿作用，可归纳为9种成因类型：

（1）沉积及火山沉积型（如阳新枫林黄铁矿矿床）；

（2）沉积-改造型或层控型（如栖霞山铅锌矿床）；

（3）矿浆型及矿浆-热液过渡型（如铁山和灵乡铁矿）；

（4）矽卡岩（接触交代）型（如铜录山铜矿床）；

（5）斑岩型（如沙溪铜矿）；

（6）玢岩型（如凹山铁矿）；

（7）热液脉型及蚀变破碎带型（如铜牛井铜矿、烈士山金矿）；

（8）复合型（如城门山铜矿）；

（9）风化型，包括铁帽型（如马山金矿）和硫化物次生富集带型（如六峰山铜矿）。

各类矿床的主要特征见表5-1。这些矿床都是在区域构造发展演化的特定阶段产生的，在成因上和时-空分布上有一定的差异，又有一定的联系。按照矿床形成的大地构造环境及矿床在时间、空间和成因上的联系，本区矿床可划分为3个成矿系列。即沉积成矿系列、与“I型”花岗岩有关的成矿系列和风化成矿系列，第二个成矿系列占主导地位。