赣中相山铀矿田逆冲推覆构造系统及动力学机制

逆冲推覆构造是19世纪后期研究阿尔卑斯的地质学家们(如A.Heim ,1878;M.Bertrand ,
1884;H.Schardt ,1893;M.Lugeon ,1901等)
提出的[1]。相山逆冲推覆构造是在矿床勘探过程中逐渐发现,经过资料分析对比研究取得的重要认识。
[收稿日期]2011-03-15
[作者简介]周玉龙(1963—),男,江西临川人,高级工程师,主要从事铀矿矿、勘查工作。
E-mail:261zhyl@163
世界核地质科学
World Nuclear Geoscience
Vol.28,No.3Sept .2011
第28卷第3期2011年9月
DOI:10.3969/j.issn.1672-0636.2011.03.003盲人歌手张玉霞
赣中相山铀矿田逆冲推覆构造
系统及动力学机制
周玉龙,高琰,曹寿孙,吉高萍
(江西省核工业地质局261大队,江西鹰潭335001)
[摘要]通过综合研究相山铀矿田北部矿床勘探资料,加深了对赣中相山铀矿田逆冲推覆构造认识。相山铀矿田逆冲推覆构造总体呈EW 向展布,推覆运动方向是从南往北。构造主滑脱面发生于震旦系基底变质岩层(Z )与上侏罗世打鼓顶组下段(J 3d 1)岩层之间,将震旦系基底变质岩逆掩于上侏罗统打鼓顶组下段砂岩、砂砾岩之上。推覆构造系统由前缘断层、反冲断层、主滑脱带(主干构造)、推覆体和构造窗组成。推覆移动距离达3~4.5km 。推覆构造主要形成时代为晚侏罗纪,即燕山晚期。
[关键词]相山铀矿田;逆冲推覆构造;动力学[中图分类号]P619.14;P598
[文献标志码]A
[文章编号]1672-0636(2011)03-0139-08
The overthrust structural systems and their dynamics in Xiangshan uranium ore field in central Jiangxi Province
ZHOU Yu  ̄long ,GAO Yan ,CAO Shou  ̄sun ,JI Gao  ̄ping
(Geological Party No.261,Jiangxi Province Nuclear Industry Geological Bureau ,
Yingtan ,Jiangxi 335001,China )
Abstract :Through the comprehensive study on the exploration data of the deposits in the northern part of Xiangshan uranium ore field ,the overthrust structure is recognized deeply.The overthrust structure strikes EW on the whole and the direction of movement is from south to north.The main detachment surface occurred between Sinian (Z )metamorphic rocks and Jurassic (J 3d 1)layers.Sinian metamorphic basement is overthrust on the top of Lower Daguding member of Upper Jurassic Group.The nappe system consists of front faults ,backthrust fault ,the main detachment zone (main structure ),and nappe structural window.The nappe had moved 3~4.5km and it mainly formed during Late Late Yanshan.
Key words :Xiangshan uranium ore field ;overthrust structure ;dynamics
世界核地质科学第28卷
相山铀矿田北部地质勘查程度高,已提交的众多矿床勘探地质报告对逆冲推覆构造都有不同程度的论述,20世纪70年代末,江西省核工业地质局261大队与核工业北京地质研究院组成联合科研组,对相山逆冲推覆构造进行了较系统研究。但是相山铀矿田地质结构十分复杂,各种构造活动历史长、期次多、运动剧烈。一方面逆冲推覆构造受次火山岩浆侵入改造和后期构造复合改造作用影响;另一方面推覆构造因为不同地段残留的构造形迹不同,使其构造本来面目难以保存和恢复,这样不少问题有待进一步研究。本文拟在综合分析研究前人资料的基础上,结合新理论、新方法对相山逆冲推覆构造系统作一些探讨,为深入认识相山火山盆地构造、演化及动力学具有重要意义。
1区域地质概况
该逆冲推覆构造位于相山火山盆地北部边缘,区域上处于两个一级大地构造单元——
—扬子准地台与华南褶皱系的接合部位,即NE向赣—杭构造火山岩带与SN向大王山—于山花岗岩带交汇部位[2],经历了长期复杂的地质演化,构造运动和岩浆活动频繁,尤以中生代强烈的火山活动最为显著。
相山火山盆地地层具有典型双层结构特点,其由基底和盖层组成。基底主要为震旦纪(Z)变质岩系,
变质岩多属绿片岩相—低角闪岩相,中低变质程度。岩性以千枚岩、片岩为主;其次是下石炭统华山岭组(C1h)变质石英砂岩、砂岩,厚度为200m;上三叠统安源组(T3a)含燧石石英砂岩、炭质页岩局部夹煤系地层,厚度为200~500m,仅在火山盆地中部零星出露。盖层由总厚度大于2000m 的上侏罗统打鼓顶组(J3d)和鹅湖岭组(J3e)的中酸性、酸性火山熔岩、火山碎屑岩及少量正常沉积碎屑岩构成。以火山岩系为主,侵出溢流相的碎斑熔岩出露面积最大,为相山主体岩性。每组的特点总体是由沉积、爆发再到喷溢式侵出构成一个火山旋回。据此,将相山火山岩系划分为2个喷发旋回、4个亚旋回、8个韵律和二期次火山侵入。第1喷发旋回是以中酸性流纹英安岩喷溢为标志,并伴随有次火山侵入,之后有一段长时间的停歇,形成明显的风化剥蚀面。第2旋回是以大规模酸性碎斑熔岩喷溢为标志,并伴有次火山侵入。
次火山岩主要分布于盆地的北东、南部,呈现3个不连续的半环。以不规则的弧形、半环形环绕盆缘,侵入充填于区域断层、基底断层、火山环状断层和火山塌陷离张构造中。次火山岩性为次花岗斑岩、次花岗闪长斑岩和次斑状花岗岩,它们之间多呈相变关系。白垩系(K)为陆相断陷盆地,形成紫红砂砾岩、砂岩和粉砂岩,仅出露于火山盆地西侧(表1)。
相山铀矿田基底构造格架主要由EW、NE及SN向3组构造组成,也存在NW向构造。主构造线呈EW向,盖层构造以NE向断层为主导、NW向次之的线性断层,它与火山
表1相山火山盆地地层一览表[3]
Table1Strata(rocks)in Xiangshan volcanic basin[3]
地层及代号厚度/m岩性第四系Q1~5坡积、残积物建设工程消防监督管理规定
白垩系K>500砂砾岩
上侏罗统鹅湖
岭组上段J3e2300~700碎斑熔岩
0~30熔灰状碎斑熔岩、角砾岩
安塞县高级中学
下段J3e10~10以粉砂岩、含砾砂岩为主,夹有凝灰质砂岩及晶屑、玻屑凝灰岩
打鼓顶组上段J3d2300~500以流纹英安岩为主,顶部常见流纹英安质火山角砾岩或块熔岩,夹
有不稳定薄层砂岩、砂砾岩及凝灰质砂岩
下段J3d10~310砂岩、粉砂岩和砂砾岩,局部含钙质结核,偶见火山碎屑岩
上三叠统安源组T3a200~500含燧石石英砂岩夹炭质页岩
下石炭统华山岭组C1h220下部石英砂岩,上部紫红砂岩震旦系Z巨厚千枚岩、石英云母片岩
福田轻卡车140
第3期塌陷构造一同组成线-环交织的构造格局。线性断层多是基底断层的继承和发展,火山作用过程中岩浆活动和重力作用下产生的火山塌陷构造也利用、改造基底构造。此外,相山铀矿田的北部还有极其重要的推覆构造(图1)。
矿床主要定位于成矿期活动的断层与火山环状或弧形构造复合部位、成矿期活动的主干断层扭曲引张部位、断层交叉部位、成矿期活动的区域断层旁侧次级断层和裂隙密集带发育部位,以及近EW 向逆掩断层、推覆构造和NE 向继承性断层及火山构造复合部位。
近矿围岩蚀变主要有水云母化、钠长石化、赤铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化和萤石化。矿石类型主要为铀赤铁矿化型,铀萤石化型和铀绿泥石化型,主成矿期矿石的形成年龄为(115±0.6)Ma 和(99±6)Ma [3]。
2逆冲推覆构造地质特征
相山逆冲推覆构造总体呈EW 向展布。
推覆构造作用使原始地层层序和岩层产状发生了改变。表现为浅层次的切层推覆,局部形成一系列近EW 向叠瓦状逆掩断层,后期构造继承其推覆构造面,产生滑脱移动,形成推覆体(图2)。该构造主滑脱面发生于震旦
系变质岩层(Z )与上侏罗世打鼓顶组下段砂岩、砂砾岩岩层(J 3d 1)之间,它将震旦系变质岩逆掩于侏罗系上统打鼓顶组下段砂岩、砂砾岩之上。打鼓顶组下段底部为红砂岩,砂砾岩中没有火山岩夹层,而且与下覆震旦系变质岩呈明显的不整合接触,与上覆震旦系变质岩之间呈断层接触关系。在推覆体下部还有次火山岩浆沿基底断层、推覆构造面侵入,形成形态复杂的岩墙、岩盖、岩枝和岩瘤。
2.1逆冲推覆构造的地理分布
相山逆冲推覆构造(又称推覆体)的自然
地理分布属江西省中部的崇仁县和乐安县两县交界区。现存推覆体平面上地理分布范围是:西起徜坑村附近,东至梅峰山,直抵马口河一带,北以环相山火盆的裴家—沙洲次火山岩体为界,南以近EW 走向源头—横排山—梅峰山断层所限。平面形态似“龟壳”状,近EW 向展布、略向北突出的弧形。东西长约6~10km ,南北宽约1km ,残存视厚度100~200m 。
2.2相山逆冲推覆构造特点
东乡—遂川大断层在长期构造活动过程
中产生的次级SN 向压应力场作用,使部分古老的EW 向构造被其利用和改造,在燕山
1———
砂砾岩;2———碎斑熔岩、晶屑玻屑凝灰岩;3———流纹英安岩、熔结灰岩、砂砾岩;4———砂砾岩、砂岩;5———
变质岩;6———次斑状花岗岩;7、8———花岗岩;9———火山颈(推测);10———断裂;11———推覆体。图1相山铀矿田地质略图(据华东铀矿地质志资料整理,2005)
Fig.1Geological sketch map of Xiangshan uranium ore field
(After data of Uranium Geology of East China ,2005)
周玉龙,等:赣中相山铀矿田逆冲推覆构造系统及动力学机制141
世界核地质科学第28卷
动中晚期的第1火山旋回活动时期(J 3d 1)产生了EW 向褶皱构造、逆掩断层和推覆构造。
2.2.1原地系统
原地岩系由震旦系变质岩(Z )与侏罗系上
统打鼓顶组下段砂岩、砂砾岩(J 3d 1)地层构成,属正常沉积层序。其岩石组合和岩石地层单位特征是:震旦系变质岩的岩性以含石榴子黑云母石英片岩、含黑云母(或含石榴子石)绢云母千枚岩为主,局部见深层变质变形的糜棱岩、热变质作用的角岩。岩石片理构造发育,变质线理产状与原始沉积产状基本一致,片理与层理交角一般小于15°,产状较稳定,片理产状一般为近EW 走向,向N 倾,倾角40°~60°。多属绿片岩相-低角闪岩相,中低变质程度。各类岩石具有相同变质-变形特征,互层关系稳定,是一套连续的岩层,原岩应为浅海碎屑沉积夹基性火山岩建造。侏罗系上统打鼓顶组下段(J 3d 1)岩性为紫红砂岩、含砾砂岩、砂砾岩,熔结凝灰岩和火山碎屑岩。属正常沉积碎屑岩夹火山碎屑岩
的喷发-沉积亚相和沉积-喷溢亚相。呈近EW 向分布于梅峰山—横排山—璜田—芜头一带,出露稳定,与下覆的震旦系变质岩呈现沉积不整合接触或断层接触关系。
2.2.2上覆外来系统
整体推覆表现为:震旦系变质岩压覆于
侏罗系上统打鼓顶组下段地层之上,侏罗系上统打鼓顶组下段砂岩、砂砾岩之上震旦系变质岩的四周边界均被断层构造所围限,显然是脱离根带的外来体———推覆体(图3)。
上覆外来系统(推覆体)北部边界是被裴家—沙洲次火山岩墙所限,该次火山岩墙以北是原地变质岩。虽然原地变质岩与推覆体变质岩主要岩性都为含石榴子石黑云母石英片岩、含黑云母(或含石榴子石)绢云母千枚岩,但岩石中造岩矿物结晶程度大小不同,原地变质岩石中黑云母、石榴子石晶体都比推覆体变质岩中同种矿物晶体大,具有明显的差异。
上覆外来系统的南部边界以EW 走向的源头—横排山—梅峰山逆断层为界。断层
1———
碎斑熔岩;2———砂岩、晶屑凝灰岩;3———流纹英安岩;4———紫红砂岩;5———片岩;6———次斑状花岗岩;7———
次花岗斑岩;8———火山构造;9———火山环状构造;10———近EW 向逆掩断裂;11———近EW 向断裂;12———
NE 向断裂;13———NW 向断裂;14———推覆体;15———推测推覆体;16———勘探线。图2相山铀矿田北部构造纲要图
Fig.2Structural outline of the northern part in Xiangshan uranium ore field
142
第3
期南是现存相山火山盆地的边缘,侏罗系上统的火山岩系全为正常顺序的岩层。上覆外来系统地层结构简单,仅由震旦系变质岩组成,岩性以含石榴子石黑云母石英片岩、含黑云母(或含石榴子石)绢云母千枚岩为特征。
推覆体在形成过程中经历了强烈的燕山期构造运动,岩层发生了较强的褶皱变形,产生了复杂的褶曲和断层,形成了一个总体呈EW 走向的背斜状褶曲。经过长期风化剥蚀作用,东部完整保存了规模较大的巴泉—横上推覆体,西部仅零星残余了规模较小的何家和横涧两个飞来峰(图4)。
由于何家和横涧两个飞来峰规模较小,而且推覆构造性质、特点与巴泉—横上推覆体完全一致,现重点介绍巴泉—横上推覆体。
巴泉—横上推覆体由震旦系变质岩组成,其西部出露厚度较薄,系为后期风化剥蚀及推滑过程磨蚀和本身切层推覆造成。主要岩性为含石榴子石黑云母石英片岩、含黑云母
水泥砂浆(或含石榴子石)绢云母千枚岩,其片理产状较乱,但总体趋势为近EW 走向,向S 倾为主,倾角变化较大,但都较缓,一般倾角为
20°~40°。
推覆体经常被NE 、NNE 、NNW 和近EW 向断层切割,但影响最明显的是NE 向断层,它们明显把推覆体切成一块块的菱形块体。这些NE 向断层(如巴泉—善堂庵断层和邹家—布水断层、杨家山—湖田断层、沙州—游坊断层)倾角较陡,一般表现为东盘下降,具有压扭性特征,常显逆断层。这样形成了从西到东呈阶梯状斜落,与推覆体倾伏方向一致。云南仪表厂
2.2.3构造窗
相山逆冲推覆构造体系中有两处具有典
型构造窗特征:一处位于巴泉村附近;另一处位于横上村一带。由于横上村构造窗结构简单,现着重阐述巴泉村构造窗。
该构造窗出露于巴泉村西约1.7km 处,大致位于巴泉村至善堂庵村之间。由杨家—
1———
紫红砂岩;2———片岩;3———次花岗斑岩;4———火山构造;5———推覆体;6———推测推覆体;7———
整合地质界线;8———不整合地质界线;9———勘探线。图3相山铀矿田北部构造I-I ’线纵剖面图
Fig.3I-I ’longitudinal section of structure in the northern Xiangshan uranium ore
field
1———
碎斑熔岩;2———流纹英安岩;3———紫红砂岩;4———细粗粒黑云母石英片岩;5———中粗粒黑云母石英片岩;6———
次斑状花岗岩;7———次花岗斑岩;8———整合地质界线;9———不整合地质界线;10———推测断裂;11———实测断裂;12———推覆体;13———勘探线。
图4相山铀矿田北部构造Ⅲ-Ⅲ’线纵剖面图
Fig.4Ⅲ-Ⅲ’longitudinal section of structure in the northern Xiangshan uranium ore field
周玉龙,等:赣中相山铀矿田逆冲推覆构造系统及动力学机制143

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