江西地质概况
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江 西 地 质 概 况
2004年3月19日17:9
一、 地 层
江西地层发育齐全。中元古界、上元古界下部主要分布于赣北及赣中南的北部;震旦系多分布于赣北及武夷山区,其他地区有零星分布;寒武系—志留系除赣北分布较广外,赣中南地区的寒武系多分布于赣中、赣西一带;奥陶系分布于湘赣边境;志留系在赣中南缺失;晚古生代地层全省都有分布,但由西往东、由新到老逐次超覆,岩相由海相变为陆相;中新生代地层,全省均有分布,但东部较西部更发育,多以断陷盆地形式出现,东部多夹火山岩,西部多为陆源碎屑沉积;第四纪中更新世早期在山岳地区出现冰川堆积,河谷平原多为河湖沉积,低山丘陵地带洞穴中分布着洞穴堆积。
根据全省各时代地层的岩石组合、生物群特征沉积相和古地理环境的分析,可划分若干地层地理区。中元古界—奥陶系划分为江西北部和南部两个地层地理区,其中震旦系的北部地层地理区又进一步划分为武宁—彭泽、德兴—上饶两个分区;奥陶系北部地区又分为九江、武宁—玉山两个分区;志留系仅分布于赣北;泥盆系划分为赣北区、莲花—上高区、崇义—龙南区、于都区;石炭系划分为九江区、安福—乐平区、崇义—于都区、龙南区;二叠系划分为九江区、宜春—乐平区、铅山—信丰区;三叠系划分为修水—瑞昌区、萍乡—上饶区、信丰区;侏罗系划分为河桥区、吉安—铅山区、于都安远区;白垩系、第三系分布于各断陷盆地中,均为陆相堆积,未进行分区。上述各时代地层分区,基本上反映了我省岩相变化和分布的特点。
江西变质地层,分布很广。赣北地区的双桥山群初步划分为上下两个亚群,四个岩组,并在德兴铜厂下亚群中获1401百万年同位素年龄数据,在赣西北、赣东北尚获大量微古植物化石,根据鉴定,双桥山群大致可与河北蓟县剖面的长城系、蓟县系、青白口系相当。赣中南地区的变质地层,划分为晚元古界下部、震旦系、寒武系、奥陶系。其中震旦系顶部的硅质岩,可作为与寒武系划分的明显标志;寒武系采获大量小型无铰腕足类、海绵骨针化石,结合岩石组合特征,将其划分为三个群;奥陶系笔石相地层层序完整,笔石丰富,进行了笔石建组工作。其中韩江组、石口组的创立和笔石建带,填补了我国笔石地层的空白:宁国期划分的九个笔石带已成为我国此时期笔石地层的标准剖面。江西变质地层在赣北双桥山群下亚群、赣中南的神山群中都发现有基性、超基性、中酸性火山熔岩和火山碎屑岩,这些岩石中一般都含有丰度较高的铜、铅锌
、金、钨等元素。
二、岩浆作用
与岩浆岩
江西岩浆活动具明显的多阶段、多期次特征。有晋宁期,加里东早、晚期,华力西—印支期,燕山早、中、晚期,喜马拉雅期。岩浆活动除侵入岩外,尚有火山岩、次火山岩。岩石类型齐全,有基性、超基性、中性、中酸性、酸性及碱性岩类。岩浆活动以燕山期最强烈,侵入岩体分布最广。岩类以中酸性、酸性岩类最发育。
不同时期的岩浆岩在地区分布上存在一定的规律性。晋宁期岩浆岩分布于赣北的扬子准地台区,加里东期岩浆岩主要分布于华南褶皱系,燕山期岩浆岩全省均有分布,但以华南褶皱系最发育。总的由北往南有变新的趋势。火山活动以晋宁期、加里东期、燕山期最强烈。晋宁期,以基性、超基性、中酸性、海底火山喷溢为主,加里东期有基性、超基性、中酸性海底火山喷发,但以酸性喷发为主,形成大量的酸性火山碎屑岩。燕山期以中酸性、酸性陆相喷发为主。晋宁期至加里东期由北往南有由老变新、酸性岩增多的趋势。燕山期则由西北往东南由基性→酸性→偏碱性,由弱变强之势。
在长期频繁的岩浆活动中,多种多样岩浆岩类的分布,呈现着明显的规律,这种规律受岩浆母源物质和地质环境所制约。由于岩浆岩母源物质的不同和地质构造环境的差异,可以划分为幔源型超基性、基性岩成岩系列、混熔过渡型中酸性—弱酸性岩成岩系列和陆壳改造型花岗岩成岩系列等三类,这三类成岩系列在形成环境和构造控制条件、形状和规模、形成深度等方面存在着明显的差异。一般在地壳硅铝层厚度不大,地壳活动强烈的地槽早期沉降阶段,以幔源型基性一超基性岩浆系列为主;在地壳厚度较大,地壳活动强烈的准地台边缘活动阶段,以重熔改造型酸性岩成岩系列为主;沿深大断裂玄武岩浆或安山岩浆上侵与硅铝层发生混熔,形成混熔过渡型成岩系列。
各时代花岗岩化学成分、副矿物成分、微量元素等的变化规律十分明显:
化学成分从早期到晚期,岩石的酸度(SiO269.47—73.24%)和碱度(K2O+Na2O6.65—8.40%)不断增加,碱质比(K2O/Na2O1.32—1.58)也不断增大;钛和二价基性元素的含量不断减少。
副矿物成分侏罗纪以前各期岩体中的副矿物种类较少,以钛铁矿含量较高为特色,稀土元素以铈族元素含量较高,钇族元素含量较低。侏罗—白垩纪花岗岩成矿副矿物种类复杂,稀有、稀土、有色金属矿物等大量出现,而且含量很高。
微量元素与副矿物相似,成矿元素的高丰度值均出现在侏罗—白垩纪的花岗岩。如钨从早侏罗世开始直
线上升,到晚侏罗世达到最高峰;锡出现在中侏罗世及早白垩世;钼出现在晚
侏罗世;Be出现在早、晚白垩世;Nb出现在中侏罗世和晚白垩世;铜在晚侏罗世出现最大峰值。
三、变质作用与变质岩
江西区域变质岩、接触变质岩及错动(碎裂)变质岩均有发育,其中以区域变质岩分布最广。变质岩的形成,主要发生在四个大的构造运动期,即晋宁运动期、加里东运动期、印支运动期、燕山运动期。前两期主要是区域浅变质—中深变质,具复变质岩特征,华力西—印支运动期为部分区域浅变质,燕山期主要是接触变质,错动(碎裂)变质贯穿于各时期。全省区域变质岩的分布多与一、二级构造区相对应。晋宁期的区域变质岩,主要分布于扬子准地台区,地层包括整个中元古界双桥山群;加里东期区域变质岩主要分布于华南褶皱系(部分在扬子准地台区二级构造单元的下扬子—钱塘台拗区),它包括晚元古代早期—志留纪地层。印支期变质岩主要是湘、赣、粤边境的泥盆纪地层。区域变质岩石类型以浅变质的板岩、千枚状板岩及变质碎屑岩为主,其次是呈断续带状及穹窿状分布的中深变质岩——片岩、片麻岩、变质岩和与其相伴而生的混合岩、混合花岗质岩石等。其变质程度相当低绿片岩相—角闪岩相。
江西混合岩也很发育,根据混合岩化程度可划分为:混合岩化变质岩、混合岩、混合片麻岩、混合花岗岩四大类。从混合岩化岩石产出特征可分为三种类型:即条带型、穹窿型和边缘混合型。在省内形成六个混合岩带(区):即鹰潭—兴国—赣州混合岩带;黎川—广昌—定南混合岩带;会昌—寻乌混合岩带;武功山—弋阳混合岩带;星子混合岩区;九岭混合岩带。各带还可分若干混合岩田。
区域变质作用与地壳的发展演化密切相关,为造山活动带的产物。全省区域变质作用可分二大类三种类型:
1、 区域动力变质作用——即绢云母(黑云母)—钠长石型——动压变质作用,相当“I”型变质作用;
2、 区域动力—热力变质作用(简称动热变质作用),相当“Ⅱ”型变质作用,其中包括:(1)红柱石—矽线石型——低压变质作用(即“布羌式”);(2)蓝晶石—(一十字石)—矽线石型——中压变质作用(即“巴罗式”)。上述三种类型变质作用分布在11个区带:即江南台隆动压变质带(区);下扬子—钱塘台拗动压变质带(区);九岭—高台山台拱低压进变质带;九江台陷庐山穹断束中压进变质带(区);赣中南褶隆动压变质带(区);武夷山—永平隆凹断束低压进变质带(区)
;大湖山—芙蓉山隆褶断束低压进变质带(区);信丰—于都—宁都—南城凹褶断束中压进变质带(区);北中武夷山隆
断束低压进变质带(区);南武夷山隆断束低压进变质带(区);赣西南边境华力西—印支期动压变质带(区)
四、 构 造
江西从中元古代以来经历了四个重要的构造时期,即晋宁期、加里东期、印支期和燕山—喜马拉雅期。三个构造发展阶段,即地槽阶段、准地台阶段及地台边缘活动阶段。在空间上表现为赣中南和赣北区域地质构造发展演化的不平衡性,赣北晚元古代晚期末结束了地槽发展历史,进入准地台发展阶段;赣中南则仍继续着地槽发展过程,至早古生代末,方褶皱回返,转入准地台阶段。各个构造时期的运动性质,在不同地区也有较大的差异,如晋宁期,赣北强烈褶皱隆起赣中南则表现为地槽的强烈沉降;加里东期,赣中南地槽强烈褶皱隆起,赣北则表现为台缘沉降;印支期,江西虽没有强烈的褶皱造山运动,但地壳的升降运动十分频繁;燕山—喜马拉雅期则与历次构造运动有显著的差异,运动性质以断块造山为主,兼有褶皱造山;在空间分布上,西部或西北以褶皱作用为主,伴随有岩浆的侵入,而东部或东南以断陷、断隆为主,伴随着强烈的火山喷发。
根据各构造发展阶段沉积建造的不同以及岩浆活动、变质作用、成矿作用的差异,构造层全省可以明显的划分为晋宁地槽褶皱、印支准地台盖层褶皱。燕山—喜马拉雅大陆边缘断陷盆地沉积。三个不同性质又各具不同特色的构造层。赣北晋宁地槽褶皱处于地槽发展阶段,主要为海相基性、超基性、中酸性火山熔岩、火山碎屑岩、浊积岩建造,伴随有中酸性岩浆侵入活动和区域变质作用;赣北印支准地台盖层褶皱,包括震旦系至中三叠统,主要处于准地台阶段,早期表现为一定幅度的沉降,中晚期较为稳定。沉积建造以碎屑岩、碳酸盐、泥质岩建造为主,没有明显的岩浆活动,具很轻微的变质作用。赣中南加里东地槽褶皱则处于另一种构造环境具明显地地槽特征,以基性、超基性、中酸性火山熔岩及火山碎屑岩,及浊积岩、碳酸盐岩、硅铁质建造为主,伴有中酸性岩浆活动,混合岩化和区域变质作用。赣中南印支准地台盖层褶皱(包括泥盆系至中三叠统)主要为泥砂质碎屑岩、碳酸盐岩、含煤建造,有弱岩浆活动,表现为相对稳定的准地台型特点。燕山—喜马拉雅大陆边缘断陷盆地沉积,全省处于地台边缘活动环境,具有与前各构造层不同特点,属大陆环境下的红色碎屑建造、含膏盐建造和大量的基性
、中酸性、酸性侵入岩和火山岩、火山碎屑岩建造。
不同的地质构造发展阶段,构造形变显著不同:地槽阶段(赣北晋宁期、赣中南加里东期),以褶
皱形变为主,形成一系列同斜倒转褶皱,褶轴方向在赣北为北东东到近东西向,东部渐偏转为北东向;在赣中南区褶皱轴向总的为北北东—近南北向,北部受扬子准地台边界的限制,轴向偏至北东东—近东西向,但全区褶皱轴组合展布呈北北东向反复扭曲的“S”形图案。准地台段阶形变较微弱,主要形成一系列宽展形盖层褶皱,褶皱轴向主要为北东向,赣北略偏东,呈北东东向;大陆边缘活动阶段,以强烈的断块作用为主,形成一系列规模不等的断陷盆地或断陷带。
江西省断裂发育,依据其展布方向大致可分为四组:即近东西组、北东—北东东组、北北东—近南北组、北西组,其中以北东—北东东组最发育,次为近东西组和北北东—近南北组,北西组更次之。各组在不同地区发育程度不等,近东西组主要发育于赣北扬子地台区,北东—北东东组虽各地差别不大,但仍以赣中、赣南较发育,北北东—近南北组主要发育于赣中南区,北西组主要分布于赣中南、赣东北。参照黄汲清、张文佑教授划分断裂的一般原则,结合江西具体情况,初步厘定深断裂10条、大断裂18条。这类深大断裂,大部分开始发生于基底褶皱的晚期,因而赣北的深大断裂一般较赣中南深大断裂形成时间要早,但最终定型于印支、燕山运动时期。这些深大断裂由于多次活动,遂得以不断地扩大、加深;同时对我省地质发展演化,有着重要的影响。
江西省的深层地质构造,不仅具有明显的成层性和不均一的多层结构,而且现今的构造地貌与深部莫霍面的起伏,呈明显的镜像对应关系。现今的深成构造轮廓,主要是中生代印支运动以来的地壳变动和发展、演化的结果,其隆凹总体展布方向与省区中新生代断陷盆地或断陷带及断块隆起带的总体展布方向基本一致。块状拱桥式深层构造格式,对于印支运动以来的沉积建造、岩浆活动、构造形变、成矿作用,都有着程度不同的控制作用。
五、成矿作用
各时代地层中不同程度地赋存着不同的成矿物质,可初步划分出含炭、含铁等6种主要的含矿沉积建造和含矿火山—沉积建造,其中特别是复矿火山—沉积建造的确定和研究,对我省有关金属矿产的形成及分布格局具有重要意义。这些沉积建造,有的直接形成沉积矿床,如铁、煤、磷、盐等,有的形成层控矿床,有的则成为矿源层并被转化形成岩控矿床。
在三个岩浆岩成岩体系
的研究基础上可进一步划分为三个岩浆成矿体系,即幔源型成矿体系、混熔过渡型成矿体系、陆壳改造型成矿体系。三个成矿体系的成矿特点各有差异,幔源型以亲铁和亲硫元素为主,形成铬、
铜矿床,伴生铅、锌、钨、银、金等;混熔过渡型以亲硫元素为主,形成铜、铅、锌、钼等矿床,伴生金、钨等;陆壳改造型,以亲氧元素为主,形成钨、锡、铍、铌、钽、稀土等矿床,伴生铜、铅、锌。
在三个成岩成矿体系中,以后两者最重要。这两个体系的形成除过渡型与幔源物质有关外,还明显地与作为岩源层和矿源层的沉积建造及含矿沉积建造的不同有关。如赣北及武夷山一带作为岩源层和矿源层的中、晚元古界中、基性火山熔岩及火山碎屑岩发育,因而这一带常形成弱酸性的岩浆岩,与之有关的铜、铅、锌、金、银等成矿作用发育;赣南作为岩源层和矿源层的震旦系,以酸性火山物质为主,以致酸性岩浆为主,与之有关的钨、锡、铌、钽等成矿作用发育。这种成岩成矿作用的差异,无疑与上地壳物质组成和上地幔的作用有着明显的依存关系。