矿田地层

Question

如题所述

Answer 1

矿田地层主要为震旦系、侏罗系，在东北部零星出露石炭系。各地层单元的分布及岩性组合介绍如下：

(一)震旦系

1.下统下坊组(Z₁x)

地表见于矿田西北部(图1-5)。岩性组合有：云母石英片岩、石英云母片岩、矽线石黑云石英片岩、黑云斜长片麻岩、黑云片岩等。片理走向NE45°～50°。具较强的混合岩化、花岗岩化作用，形成不规则状混合岩、混合花岗岩。厚度大于900m。

2.上统老虎塘组(Z₂l)

见于矿田南西侧，出露该组中上段。岩性组合为：云母石英片岩、黑云斜长片麻岩、绢云母片岩夹变质砂岩等。具混合岩化。由于产出层位不全，厚度不详。

(二)石炭系下统梓山组(C₁z)

地表分布于矿田东北部小源一带，与鹅湖岭组火山岩呈断层接触。下部为灰白色含电气石石英粗砂岩、含砾石英砂岩夹薄层碳质页岩，底部为砾岩；中上部为灰白色石英砂砾岩，夹紫红色粉砂岩、细砂岩。与下伏震旦系呈角度不整合接触。走向近南北，倾向东，倾角20°～40°。厚160m。

图1-5 冷水坑矿田地质图

1—第四系；2—上侏罗统打鼓石组；3—上侏罗统鹅湖岭组；4—下石炭统梓山组；5—震旦系老虎塘组；6—流纹斑岩；7—钾长花岗斑岩；8—石英正长斑岩；9—含矿花岗斑岩；10—隐爆角砾岩；11—地层不整合界线；12—实测、推测断层

(三)侏罗系上统(J₃)

侏罗系广泛分布于矿田内，为晚侏罗世的一套钙碱-碱钙性系列陆相火山杂岩。依其火山活动特点、岩性岩相组合特征及标志层，划分为两个组：下部打鼓顶组和上部鹅湖岭组。与下伏震旦系老虎塘组、石炭系梓山组为不整合接触。

1.打鼓顶组(J₃d)

地表未出露，隐伏于矿田深部0m标高以下。地层层序简述如下：

上覆地层：鹅湖岭组下段层凝灰岩、凝灰质粉砂岩。

假整合

安山岩或角砾安山岩 0～55m

紫红色凝灰质粉砂岩、层凝灰岩 0～60m

流纹质晶屑凝灰岩 0～26m

长英质火山角砾岩、铁锰碳酸盐岩 0～15.6m

流纹质晶屑凝灰岩 3～161m

长英质火山角砾岩、铁锰碳酸盐岩、白云岩、硅质岩偶夹层凝灰岩 13.2～38.8m

流纹质晶屑凝灰岩 100.8～311.6m

复成分火山角砾岩 21～48m

喷发不整合

下伏地层：下石炭统梓山组或上震旦统老虎塘组

2.鹅湖岭组(J₃e)

广泛分布。根据其喷发韵律及接触关系，划分为3个岩性段。总厚大于860m。其地层层序从上至下列述如下：

石英正长斑岩

侵入接触

上段(J₃e³)厚度大于460m。

流纹质熔结凝灰岩 ＞400m

球粒熔结凝灰岩 20～30m

流纹质角砾熔结凝灰岩 20～30m

紫红色凝灰质粉砂岩 2～4m

假整合或喷发不整合

中段(J₃e²)厚度大于100m。

流纹质凝灰岩 0.5～2m

浅灰色流纹岩 3～4.2m

浅绿—灰白色石泡流纹岩 5～10.5m

紫红色石泡流纹岩 40～50.2m

浅肉红色流纹岩 2～5m

浅绿色球粒流纹岩 2～5.5m

灰白、灰绿色流纹岩 20～33.2m

喷发假整合

下段(J₃e¹)厚度大于300m。

流纹质角砾熔结晶屑凝灰岩或熔结凝灰岩 10.3～69.2m

流纹质弱熔结含集块凝灰角砾岩或角砾凝灰岩 29.7～62.3m

流纹质晶屑凝灰岩，局部夹流纹质熔结凝灰岩 15.1～110m

紫红色凝灰质砂岩 0～18.8m

长英质火山角砾岩、铁锰碳酸盐岩、硅质岩、白云岩 5～33.1m

凝灰质砂岩 0～2.7m

流纹质晶屑凝灰岩 120～280m

凝灰质粉砂岩、砂岩，局部夹层凝灰岩 70～200m

假整合

下伏地层：打鼓顶组安山岩或角砾安山岩。

(四)第四系(Q)

分布于地表山坡及地形低洼处。多为残坡积层，由松散岩块、碎石、砂土、亚砂土组成，系下伏原岩风化堆积形成；少量山间河流冲积物为松散砂砾石层。

(五)火山岩岩石类型与岩石化学特征

1.矿田火山岩岩石类型

矿田主要火山岩有如下几类：

晶屑凝灰岩：浅灰—灰白色或带浅肉红色，晶屑凝灰结构，局部角砾凝灰结构，块状构造。主要由石英、钾长石、斜长石、黑云母的晶屑和火山灰(凝灰质)、塑性玻屑及少量岩屑等组成。晶屑大部分呈棱角状，粒度大小不一，一般0.5～2.0m，大者在5～8mm。晶屑含量50%～60%。当晶屑粒度大于2mm者超过三分之一时为粗晶屑凝灰岩；局部角砾含量在5%～30%时为角砾晶屑凝灰岩。胶结物为凝灰质及塑性玻屑，其含量占40%～50%。

复成分角砾岩：浅灰—灰白色，角砾凝灰结构，角砾状构造。由角砾、塑性玻屑、岩屑等组成。角砾成分有片岩、片麻岩、混合花岗岩、花岗伟晶岩、脉石英等，呈棱角状、长条状、团块状等，砾径一般0.2～5cm，大者达10～20cm，含量占65%～70%。塑性玻屑占15%～20%。岩屑占10%左右。晶屑为石英、长石等，呈棱角状及次浑圆状，占3%～5%，胶结物为凝灰质。

石英正长质凝灰角砾岩：肉红色、浅灰绿色，凝灰角砾结构，角砾状、块状构造。角砾成分主要有正长石、石英、正长花岗岩、石英正长岩，偶见混合花岗岩、花岗伟晶岩、片岩角砾。角砾呈棱角状、次棱角状，大小不一，小者0.2～0.5cm，大者10～15cm，一般1～6cm。胶结物为凝灰质及细小的正长花岗岩碎屑等。

凝灰质砂岩、粉砂岩：紫红—灰绿色。砂状—粉砂状结构，薄层状构造。碎屑成分为石英、斜长石、岩屑、白云母等。胶结物主要为绢云母、碳酸盐或泥质，次为凝灰质、硅质等。碎屑物含量一般15%～50%，多者达到75%。岩石层理发育，韵律清晰，韵律层厚度一般为10～20cm。该层可作为火山岩层位对比标志层。

沉凝灰岩：灰—暗灰色，凝灰结构，层状构造。具有韵律，韵律层单层厚几毫米至40mm，韵律层底部碎屑较粗，往上变细。主要由晶屑、玻屑组成，见少量角砾。晶屑主要为石英、长石、白云母等。石英呈棱角状，粒度一般为1～2mm，含量1%～20%，局部含量较高，在30%～40%。长石主要为钾长石，呈肉红色，棱角状，粒径一般较小，多小于1mm，斜长石少见，长石含量5%～15%，局部在20%～30%。白云母呈片状，含量甚微。凝灰质含量10%～20%。角砾呈棱角状、不规则状，粒径大小不一，为2～5mm，角砾分布不均匀，当角砾占一定比例时形成层凝灰角砾岩或层角砾凝灰岩。

安山岩：深灰—灰绿色，斑状结构，块状、气孔及杏仁状构造。斑晶为辉石、中性斜长石、黑云母、角闪石等，斑晶含量15%～25%。辉石呈柱状、粒状、具绿泥石化；斜长石呈板状、板条状；黑云母和角闪石分别呈片状、长柱状，含量相对较少。基质为隐晶质或玻璃质，含量65%～75%。气孔中常为碳酸盐矿物及次生石英充填。

流纹岩：灰—灰紫色，斑状结构，流纹构造。斑晶主要为石英、钾长石、斜长石，偶见黑云母等，斑晶含量7%～15%，且以石英斑晶为主。石英斑晶呈自形六方双锥，具裂纹和熔蚀现象，粒径0.3～1.5mm。钾长石呈自形—半自形柱状，粒径0.5～1mm。斜长石呈自形板状，粒径多小于1mm，含量甚微。基质致密，为脱玻的长英质，含量85%～93%。岩石不具流动构造而为块状构造者称为块状流纹岩，具石泡及流动构造者称为石泡流纹岩。

熔结凝灰岩：灰—浅肉红色，熔结凝灰结构，似流动构造。由塑性玻屑、塑性岩屑和石英、长石晶屑及少量刚性岩屑组成。塑性岩屑呈小团块状、透镜状、撕裂状或条带状、条纹状等，大小为(5～20)×(0.5～3)mm，含量10%～15%，塑性玻屑呈条纹状、火焰状，含量65%～80%。晶屑呈棱角状，主要为石英、长石，粒径大小不一，小者0.1mm，大者可达4mm，含量10%～17%。少量岩屑为流纹岩、凝灰岩等。

2.岩石化学特征

矿田主要火山岩的岩石化学成分见表1-5。在硅碱图上(图1-6)显示矿田火山岩岩石以酸性岩为主，大多数属于流纹岩类，少数为安山岩类。

表1-5 冷水坑矿田火山岩岩石化学成分　单位：%

(据江西省地勘局九一二大队)

流纹岩类岩石以富硅为特点，SiO₂含量大于70%；Al₂O₃为11.79%～14.68%，Al₂O₃＞K₂O+Na₂O+CaO，属铝过饱和系列；岩石富钾富碱，K₂O+Na₂O为6.22%～8.83%，K₂O＞Na₂O。

安山岩类岩石SiO₂含量范围为54.47%～65.9%，Al₂O₃为14.3%～18.89%，K₂O+Na₂O为6.97%～11.16%，K₂O＞Na₂O，岩石富钾富碱。

在SiO₂-Na₂O+K₂O图(见图1-6)中，矿田火山岩位于亚碱性区域(图1-7)，岩石AFM图显示火山岩属于钙碱性系列(图1-8)。所有的火山岩均为高钾岩石(图1-9)。

火山岩稀土元素分析数据见表1-6，稀土配分曲线呈右倾的V形(图1-10)，δEu均小于1。不同的岩石类型其稀土特征有一定差别，总体分为两类：高∑REE、LREE、δEu、低HREE和低∑REE、低LREE、δEu、高HREE。前一类配分曲线表现为陡的右倾，V形谷浅，而后一类的曲线相对较平缓，但V形谷深。前一类岩石主要为晶屑凝灰岩、长英质火山角砾岩及安山岩，它们的∑REE为257.24×10^-6～475.54×10^-6，(La/Yb)_N=16.28-41.64，δEu为0.492～0.856，即中—弱异常，与玄武玢岩相类似。后一类岩石主要为熔结凝灰岩、流纹质凝灰岩和流纹岩，它们的∑REE 为172.28×10^-6～214×10^-6，(La/Yb)_N=2.17～4.97，δEu为0.035～0.157，属强异常。上述火山岩稀土特征的差异，可能暗示了在火山岩喷发前岩浆房存在着高度的分异作用，早期喷发的为岩浆房上部的酸性岩浆，而在晚期喷发的为岩浆房下部中酸性物质。正是火山岩喷发前岩浆的分异导致了同一地区同一阶段火山岩稀土特征的变异。

图1-6 冷水坑矿田火山岩SiO₂K₂O+Na₂O图解

根据火山岩的化学成分可以对其形成的大地构造环境进行简单判别。在lgτ-lgσ图中可以看出，火山岩投点均在消减带火山岩区域内(图1-11)。消减带包括岛弧、活动大陆边缘(活动陆缘)两种环境。根据Jakes等(1972)提出的区分岛弧与活动陆缘的参数：活动陆缘岩石SiO₂=56%～75%，FeO^*/MgO＞2.0，K₂O/Na₂O＞0.6；岛弧岩石SiO₂=50%～66%(多小于56%)，FeO^*/MgO＜2.0，K₂O/Na₂O＜0.6(K₂O向大陆方向变大)，对比岩石成分可知，冷水坑矿田火山岩形成于活动大陆边缘。从矿田所属的大地构造位置及大地构造演化历史看，中生代为紧靠大陆边缘的陆内活动带。

图1-7 火山岩SiO₂K₂O+Na₂O图

图1-8 火山岩AFM图解

图1-9 火山岩SiO₂K₂O图

冷水坑矿田流纹质火山岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr初始值为0.712 69±0.0026(叶庆同，1987)，与同一火山盆地矿区外围上清宫地区火山岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr初始值0.7117(游自成，引自江西省地勘局九一二大队)相近，说明火山岩的原始岩浆有很大的壳源成因性质。矿田火山岩稀土特征总体上与该地区前震旦纪片麻岩较为一致(见图1-10)，暗示火山岩形成喷发过程中有更多地壳物质的加入。