长江中下游燕山期火山岩地质特征及其与成矿的关系

1、火 山 地 质 与 矿 产 第 21卷 第 1号 2000年 VO LC ANO LOGY &MINERA L RES OURCES V ol. 21 N o. 1文章编号 :1003-9414(2000 01-047-055 杜树三, 湖北宜昌 443003摘 要 笔者根据长江中下游基底构造特征、 火山岩时空分布及其相互关系 , 对该区火山岩盆地进行了重新认定 , 划分出三个受北东 北北东向和近东西向两组岩石圈断裂控制的断陷火山盆地。 在此基础上 , 依据火山活动特点及其与壳断裂的关系又将其划分为若干个亚盆地。本文系统论述了各盆地的火山岩演化、 岩石组合及其地球化学特征 ; 对内生金

2、属矿床与火山岩的关系作了探讨 , 认为成岩物质主要来源于上地幔 , 成矿作用是火山活动的一部分 , 成矿物质主要来源于岩浆。关键词 燕山期火山岩 断陷火山岩盆地 岩石组合 成矿作用 长江中下游地区中图分类号 P534. 5,P588. 141 时空分布特征燕山晚期本区在地幔上隆及太平洋板块的影响下处于强烈的拉张环境 , 在 NE -NNE 向 和 EW 向岩石圈断裂控制下 , 形成以 NE -NNE 向和 EW 向断裂为边界的北东向断陷盆地 , 同时诱发强烈岩浆活动 , 构成具有地区特色的大冶 、 庐枞怀 、 宁芜繁三个系列断陷火山盆地 , 控制了该期火山岩的空间分布 (图 1 。三个断陷盆地

3、中火山岩广布 , 露头零星 。一般情况 下 , 盆地中心火山岩覆盖面积较广 , 厚度较大 , 如宁芜地区凹山一带的火山岩就有较完整的 四个喷发旋回 , 厚度最大 , 向 S -N 两端 (繁昌 、 镇江 , 厚度逐渐变小 , 显示了火山盆地的特 点 (图 2 。111 时间分布特点用数理统计的方法将长江中下游上百个火山岩 、 次火山岩同位素年龄值归纳于表 1和 图 3, 从中可以看出火山岩同位素年龄为 16060Ma , 高峰期为 135±5100Ma , 属早白垩世 。 庐枞怀盆地火山活动时间略早于宁芜繁和大冶两盆地 , 超前期大约在 1020Ma 1。从累计 频率分布特点分析 ,

4、 三盆地火山岩在 135±570Ma 之间的分别为 :93.94%(A 、 99. 54% 收稿日期 :1999-07-16第一作者简介 :戚学祥 , 男 ,1963年生 , 硕士。 从事地质研究工作。 图 1 长江中下游燕山期断陷火山盆地分布略图Fig. 1 Disributive sketch map of Y anshanian down faulted v olcanic basinsin the middle -low reaches of Y angtze river(B 、 95. 24%(C , 大于 135±5Ma 分别占 4. 55%(A 、 6. 45

5、%(B 和 4. 76%(C 。 由此可见 , 沿 江一带三个断陷火山盆地中火山岩系的形成在开始和终止时间上虽稍有差异 , 但其高峰期 均集中在早白垩世 。表 1 长江中下游断陷盆地各火山旋回的同位素年龄分布特征T able 1 Isotopic age distributive features of volcanic eruptive cycle indow nfaulted volcanic b asins in the middle -Low reaches of Yangte river宁芜繁盆地庐枞怀盆地 大冶盆地 火山旋回年龄 (M a 火山旋回 年龄 (M a 火山旋回 年龄

6、(M a 龙王山125. 3136. 7龙门院 125136. 2马架山 110132大王山114121. 7砖桥 125133灵乡 姑山109. 7115. 7双庙 115125大寺 82. 6110娘娘山 90105. 5浮山 100114112 空间分布特点该区火山岩的空间分布受以北东 (北北东 和近东西向岩石圈断裂为主的格状网络构造 系统控制 。 西起梁子湖 、 东达镇江 、 依次展布于大冶 、 宁芜繁 、 庐枞怀三个长轴走向北东或北 北东向的断陷盆地中 。大冶断陷火山盆地西起梁子湖断裂 , 东至黄石 灵乡断裂 , 北为襄樊 广济深断裂所 84 火 山 地 质 与 矿 产 2000年

7、图 2 宁芜繁断陷火山盆地剖面示意图Fig. 2 Sketch map showing the sections of Linwu fan down faulted v olcanic basin1. 下白垩统火山岩系 ;2. 西横山组 ;3. 中下侏罗统 ;4. 上三叠统图 3 长江中下游断陷火山盆地中火山岩同位素年龄频率分布图A :据胡文楦等 (1991 ,B :据常印佛等 (1991Fig. 3 Distributive map showing is otopic ages of v olcanic rock fromdown faulted v olcanic basins in th

8、e middle -low reaches of Y angtze river限 。 火山岩主要分布在梁子湖一带 , 西南部有部分覆盖在灵乡岩体及矿体之上 。宁芜繁断陷火山盆地东西两侧分别以北北东向的宣城 茅山 镇江断裂和芜湖 马鞍 山 南京断裂为界 、 南北两端分别受沙溪 铜陵断裂和扬州 六合断裂所限呈菱形格状 。 火山岩分布极广 , 主要集中于宁芜 、 溧水一带 , 繁昌及镇江山脉南北两侧有零星分布 。盆地 中心地带火山岩厚度最大 , 旋回发育齐全 , 岩石碱性最强 ; 盆地边缘火山岩系厚度较小 , 旋回 发育不全 , 碱性程度较低 , 多属钙碱性岩系 。 这可能与断裂所切深度有关 , 即

9、由岩浆来源深94第 21卷 第 1号 戚学祥等 :长江中下游燕山期火山岩地质特征及其与成矿的关系 度上的差异或原始岩浆成分不同所引起的 。庐枞怀断陷火山盆地北起庐江 、 南达怀宁 , 由北东向的怀宁 枞阳断裂 , 北北东向的罗 河 潜山断裂和近东西向的沙溪 铜陵断裂所构成的三角形断陷盆地 。 火山岩主要分布于 盆地中心 庐江 枞阳一带 , 部分展布于怀宁地段 。前者火山岩系厚度较大 , 旋回完整 , 后 者火山岩厚度较小 , 分布范围仅 100km 2左右 , 发育相当于龙门院 、 砖桥两个火山旋回 。但其 岩石系列类同 , 属碱性岩系 。图 4 长江中下游燕山期火山岩 岩石酸度 、 碱度 、

10、 组合图解 Fig. 4 Acidity ,alkalinity and assemblage diagram of Y anshanian v olcnnic rock in the m iddle -low reaches of Y angtze river 2 火山岩系地质特征211 火山活动特点陆相火山 , 地段发育不完全一致 。有的发育齐全 , 有的则缺失其中的一个或两个旋回 。每个旋回多以沉积相开始 , 继之为爆发相 、 溢流相 , 最终经喷发 沉积相结束 。但在不同盆地或同一盆地不同旋回其发育程度 、 发展过程亦不完全相同 , 如宁芜繁盆地中段 (南京 芜湖 龙王山 、 大王山两

11、旋回具有完整的发展过程 , 但其发育程度却不同 , 其中 ,龙王山旋回以爆发相发育为特征 ,大王山旋回则以溢流相发育为特点 , 而到姑山旋回则缺失喷发 沉积相 。火 山 岩 岩 石 类 型 按 邱 家 骧(1978 划分方案可分为玄武岩类 、安山岩类 、 英安岩类 、 流纹岩类和 相应的碱性玄武岩类 、 粗安岩类 、粗面岩类 、 碱流岩类及响岩类 (图 4 。大冶盆地火山岩系 该盆地火山岩系主要分布于太和和花湖一带 , 自下而上分为马架 山 、 灵乡 、 大寺三个旋回 2。 早期从正常沉积相到酸性火山碎屑岩相再到酸性熔岩相 , 最后 以火山喷发 沉积相结束的火山活动构成马架山旋回 , 此后由中

12、基性喷发 沉积相和喷溢 相火山岩组成灵乡旋回 , 紧接着是中酸性火山喷发活动形成的从中酸性火山岩相到正常沉 积岩相结束的大寺旋回 。 岩石属钙碱性岩系 , 发展演化过程是酸性 基性 中性 酸性 。庐枞怀盆地火山岩系 南部 (怀宁 月山 火山岩系主要出露于香茗山和陆家嘴一带 , 出露面积约 100km 2, 厚 1871455m , 自下而上可分为彭家口 、 江镇两旋回 。彭家口旋回早期5 火 山 地 质 与 矿 产 2000年以爆发作用为主 , 形成火山碎屑岩相 , 继之爆发 、 溢流作用交替发生 , 形成粗面质凝灰熔岩 相 , 最后以沉积岩相结束 ; 江镇旋回各韵律由爆发相 溢流相组成 ,

13、并以后者为主 。整个岩 石系列属钙碱性岩系 , 发展过程具有从酸性 中性 酸性的双峰演化特点 。 北部 (庐江 枞 阳 火山岩系是此盆地火山岩系的主体部分 , 厚度最大可达 3600m , 从下而上依次可分为龙 门院 、 砖桥 、 双庙 、 浮山四个旋回 。 其中龙门院旋回具有完整的火山演化过程 , 火山岩相发育 完整 , 并以溢流相为主 。 岩石主要有玄武粗安岩和粗安岩 ; 用交替进行 , 中期爆发作用强烈 , , 岩类 , 少量为粗面岩类 ; , 晚期 火山活动频率相对降低 , 韵律由爆发 , 岩石类型主 要为粗面玄武岩类 , ; , 岩石主要为粗面 , 岩石酸度变化不明显 。 , 按火山

14、岩系特点及其地壳构 、 南京 芜湖 、 镇江 (包括上党 、 句容 和溧水四个次级盆地 。其中南 京 芜湖次级盆地火山岩系是该盆地的主体部分 。繁昌次级盆地火山岩系 分布于繁昌 戴家汇一带 , 厚度较大 (2002250m , 从下到上 依次为中分村 、 赤沙 、 蝌蚪山三个旋回 。中分村旋回的火山活动特点是爆发 喷溢交替出 现 , 以喷溢作用为主 , 岩石为流纹岩 ; 赤砂旋回的韵律由爆发相和溢流相组成 , 以溢流相为 主 , 岩石为安山岩 、 英安岩 、 流纹岩 ; 蝌蚪山旋回底部为正常沉积岩夹火山碎屑 , 中部为溢流 相的中基性熔岩 (安山岩 、 玄武岩 、 粗面岩 , 上部为爆发 溢流

15、相的流纹岩 。从岩石总体特 征来看 , 该段火山岩系属钙碱性岩 , 从早到晚 , 岩石类型的变化特点是从酸性到基性到中性 再到酸性 。南京 芜湖次级盆地火山岩系 分布于南京 、 芜湖之间 , 东部由方山 小丹阳断裂将其 与溧水火山岩系分开 。 火山岩系最大厚度为 3600m , 从下而上依次为龙王山 、 大王山 、 姑山 、 娘娘山四个旋回 , 其中龙王山 、 大王山两旋回具有完整的从正常沉积到火山爆发到喷溢到喷 发 沉积的演化过程 。 龙王山旋回以爆发相较发育为特征 , 岩石为玄武粗安岩 、 安山岩 、 粗 安岩 ; 姑山旋回以沉积相开始 , 继之为爆发相 , 最后以溢流相结束 , 岩石为安

16、山岩类 ; 娘娘山 旋回从爆发作用开始 , 以爆发与喷溢作用交替出现而结束 , 整个旋回以爆发相较发育为特 征 , 岩石特点为碱性及过碱性的粗面岩 、 响岩 。 该次级火山盆地岩石早期处于钙碱性到碱性 岩范围 , 晚期则属于过碱性岩系 , 岩浆演化特点是从中基性到中性再到中酸性 , 其总体酸度 变化较小 , 但其碱度递增明显 , 尤其是晚期 。镇江次级盆地火山岩系 围绕宁镇山脉分布 , 其南部受丹阳 句容断裂所限 , 北至扬州 仪征断裂 。 西部火山岩系特征与南京 芜湖次级火山盆地相似 , 属于南京 芜湖次级盆 地的北延部分 。 上党 、 句容一带火山岩系可划分出上党 、 图山两个旋回 , 其时代相当于南京 芜湖次级盆地内的姑山 , 娘娘山旋回 。 上党旋回有完整的火山活动过程 , 以溢流相较发育 为特征 , 岩石属钙