华南断决运动_陆相红层发育期与区域铀矿化

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1、l,83年地质学报A C T AGE O LO GICAS IN ICA第3期华南断块运动一陆相红层发育期 与区域铀矿化陈祖伊 郭葆埠张邻素陈伟鹤陈树觉王正邦(北京铀矿 地质研究所)本文试图通过对华南区域铀矿化基本特征和区域地质发展史的综合分析,阐明与 区域铀矿 化伴生 的主要地质事件及其区域地质背景,并进 一步探讨四种工业铀矿化 之间的联系及 可能的成矿机制。一、华南区域地质发展简史(一)前中生代(包括三.纪)地质史中晚 元古代起,华南进 入陆壳 发育的初期阶段,尔后,陆壳 由西湘往 东南逐渐增长、增厚并 硬结。已知最早影 响本区 的是四堡旋迥(堆 积 了一套由基性火 山物质、硅质和 复理石

2、沉积所组成 的优地槽沉积 物)。四堡褶皱造山运动造成了江 南古岛弧的雏形,并使四堡群与雪峰.旋迥构造层一板溪 群(复理石沉积、硬 砂岩及 基性大山岩等构成 的优地槽沉积)形成区域性的不整合接 触。雪峰运动进而使江 南地背斜 基本结束地槽沉积史,至加里东期该处沉积已明显地具 有盖 层特征。地槽沉积往东南(华 南地槽系)迁移,并以地背斜为蚀 源区。奢奢爹套套.一一l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l. . .一一一 卜卜乏C 二叫匕全弓七七七七七七七七七七 夕夕夕夕夕夕夕夕夕夕夕夕夕夕弋共价架匕匕. . .一一一一 l l l l l

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4、岩浆作用以及大量的混合岩化。海西一印支旋迥期,地槽型 沉积移至丽水一海丰断裂 以东,及 至中三叠世 晚期,全区再次隆起,并先后进 人陆地发 展阶段。(二)中新生代地质史自侏罗纪以来,华南进人了岩浆一构造活化的新阶段,主要表现在三个方面/ 沪./厂, 少六一、/气一夕 、丫、J. /;、 箕覆、。厂一、户一一:二创价”丫棋夕尹、 J- J、I稗稗份弓, ,. . .2二尸确确 粉翔翔 仁仁口j j j 窦窦窦扇扇苹苹/、 、一 长沙夕南宁 .尸d心 刀揍揍参鬓鬓, ,4 4 4 : : :蒸蒸蒸蒸蒸蒸蒸蒸蒸蒸蒸. . . . .气气气气气,甲甲K K K K K K K K K K K K K

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7、 1一一流纹岩;,泥岩;1 2英安岩;6混积岩;13s e安山岩;7炭质页岩;1峨一玄武岩地质学报1983年1.纸获的断块运动 华南的 燕 山一喜山构造 层在全区产 出平缓或呈 单斜,多发育在断 陷盆地中,形成颇 为特征的“双层”结构(图1)。这种图象表明,尽管华 南褶皱基底的时代不同,但进入中生代以后地壳活 动具有某 种统一性,都表 现为断块运动。但活动的强度和特点 仍有差异,并由此影 响了岩 浆作用和 沉积作用。据 此,可将华 南划分 为江南、桂湘赣和东南 沿海三 大断块区 (图2)。2.广泛 的岩浆活 动华南 中生代岩 浆活动规模之大,分布范 围之广 都是空前的。且与前中生代不 同,多呈

8、线形 分布,其成分、活动强度有明显 的分带性,在时 间上则 表现 为逐渐向 东南方向迁移。花岗岩 的侵入贯穿了整 个侏罗纪。侏罗纪晚 期,东部还 出现了 同属钙碱性 系列 的大规模酸性 岩浆喷 发。进入 白奎纪,岩浆 活动呈现分异现象:东南沿海断 块区内继续有钙碱性系列岩浆 活动;桂湘赣断 块区的许多盆地中出现碱性系列的基性火山活动;江南断块区内则无任何岩浆活 动(图2)。至早第三 纪,岩浆 活动的带状分布 继续东移。东南沿海区成为碱性系 列基性岩浆活动区,而 桂湘赣区内的岩 浆活动趋 于停 息 (图2)。3.陆相红层的 发育印支运动后,全区上 升为陆,只残留了一个 粤赣海湾 1 。中侏罗统在

9、 大部分地 区缺失,一般为杂色沉 积;晚侏罗世时断块运 动兴起,断陷 盆 中开始 堆积陆相红层。白垄纪 是红 层发育 的鼎盛时 期,其厚度最大,分 布范围最广。自古新世 末起,红层沉积 区普遍收缩。始 新世晚期以后,全 区结束 了红层沉积史,而在 东南沿梅区内代 之以玄武岩 浆喷 出和暗色含有机质建 造的 沉积。二、华南区域铀矿化的主要特征(一)区域铀矿化的形 成条件华南铀 矿化的围岩主要 有四类,即花 岗岩、火山岩、碳硅泥岩 和砂岩,通常以此划分四种矿化类型。其间有不少相似之 处:矿 物成分较简单,主要工业 矿物都是沥 青铀矿;多具一定的成矿 温度(11 0一25 0)和 压力(50 0一8

10、0 0巴)七有近似 的近矿 围岩 蚀 变,其中最 普遍的是粘土 化。由此可 见,华南 区域铀矿化的 主体是 浅成地质环境下酸性热液作用的产物。(二)区域铀矿化的时控性华 南铀矿化时代上有两个令人 注目的特点:1.矿化围岩年龄的广泛性和矿化时代的集中性在华南,铀矿化 的产 出围岩主要有:雪峰期到燕山期的花岗岩;前中生代的碳酸 盐岩、硅岩、泥岩 和炭 质泥岩 类岩石;中生代的火 山岩,以 及早 白至世 至早第三 纪1 )据陈安福,1980,热液铀矿床形成的物理化学条件的讨论。第3期陈祖伊等:华南断块运动一陆相红层发育期与区域铀矿化的砂岩。其中成岩时代最 老的为雪峰期的 花岗岩,年龄约为7.6亿年;

11、而 时代最新的则为古新世的砂岩,其成岩年龄约“百万年。它们之间的时代跨度极大,达 七亿年之久。但不 论上述围岩在岩性、时代上的 巨大差异,华南所有的铀矿化年龄均不 出现在地质发 展的任意阶段,几乎全部集中在早 白坚世至早第三纪这一小段地质时期内。种种事实表明,产于木同时代和岩性 中的铀矿化 可能是有联 系的,它是独立于 围岩成岩 作用之外的同一区域地质作用的产物。2.铀矿化时代对断块运动的专属性华南区域铀矿化年龄分布与基 底褶皱时代,花 岗岩 年龄自西 北向东 南依次变新 等现象均无联系,然而与中生代晚期开始的断块 运动和陆相红层 的发生、发展和衰落却有着大体上同步消长的关系。(三) 区城抽矿

12、化的空 间分布特征1.矿化与 白里一早娜三纪红盆有空间共存性从区域上看,大面积 无红盆区 均是无矿区,铀矿 区多有 白奎一早 第三纪红盆伴生,甚至常见不同类型铀矿化沿同一条断裂一红盆带或围绕同一个红盆发育,显露 出受红层底部不整合面控制的特征 (图3 )。有些矿床虽不产于红盆中,但从地质构造上矿 区仍属同 时代的断陷带。图3红层底部不整合面控矿示意 图1变质岩;2中一酸性火山岩;3一红层;4花岗岩;5断裂;6铀矿床2.矿化对:抽层体的趁向性江南地背斜两侧产有一系列铀矿床的 碳硅 泥建造,含铀一般为8一20P Pm,局部高达地质学报1983年朽一夕即m,华南产铀花 岗岩体含铀一般大于1sp沙,均

13、大大高于非铀矿区同 类岩石的 平均含铀值。某些赋 矿层位其原始含铀值虽不高,但都有富铀层体为其基底 或与其毗邻。因此,铀源 可能即是这类富铀层体,赋矿层只起了储铀作用。综上所述,华南区域铀矿化并不出现在地质发展的任意阶段,而是中新生代岩浆一构造活化的产物,断块运动和陆相红层的发育是与其伴随的两大主要地质事件。三、成矿期的主要地质事件及其地质背景一:刁卜于钙碱性系列的中酸性岩浆是敛合板块边界陆壳(或洋壳)重熔的产物;而基性 的、特 别是碱性 系列的基性 岩 浆则可能 源于陆壳 下的上地慢分熔,两者形成的地 质背景完全 不同习。华南白至一早第三 纪红盆 中夹有基性 熔岩的类磨拉石沉积是这样一种典型

14、 的 岩 石组合,它反映 了陆壳受拉张裂陷后,地表的快速剥蚀堆积和深部 岩浆作用的综合结果。这种 拉张有点 类似现代大陆裂谷 的形成机制。然而,裂陷区的地质特征又不同于现代裂谷,因此暂命名为”断裂叫红盆系”。如果说大陆裂谷是陆间裂谷的 早期发育形式,则华南 的断裂一红盆系属于,种不成熟的、并在始 新世晚期就终 止拉张史的雏型裂谷系。说明华南白至一早第三纪拉张 史的地质证据是:地堑式、箕状或阶梯状的盆地或断陷 带,其中有厚可达几千 米的陆相 碎屑沉 积;沿某些深断裂出现碱性系 列的基性、超基性 岩( 图斗); 白坚一早 第三纪红盆分布区 一般表现为重力负异常地区中的低负异常或重力正异常,是陆壳增

15、 厚区 中的局部减薄 区;华南 断裂一红 盆系的 北东延长方向恰 好对着朝 鲜海峡和日本海。据称,日本海形成于“距今1.2一0.8乒亿年时”闭,与华南断裂一红盆 系发育的时 间大致相当且日本西南近大陆下侧的 白坐系(关门群、赤岩亚群)也是一套陆相安山一流纹 岩建造川,与浙闽 粤东部的下 白至统极为相似。因此,华南断裂一红盆 系确有 属于燕山晚期火 山山弧弧后裂谷 系一部分的可能性。然 而,华南断裂一红盆系表现 为一组断陷盆地,仅产有数量不多的碱性玄武岩,盆缘断裂常具复杂的力学性质和较平缓的倾角等特点,则又区别于现代大陆裂谷。裂谷式的拉张力在 华南的作用不论 是空 间上还是时 间上都表现出明显的

16、 差异。侏罗纪广泛的钙碱性系列岩浆活动反映陆壳全面受压。白坚纪时,岩浆活动和应力分布 出现明显 的分带性,自东南沿梅 区经桂湘赣区 至江南区依次 为:钙碱性系列中酸性岩浆活动区(挤压)一碱性(和拉斑)系列 中基性岩浆活动区(拉张)一无岩浆活 动区(挤压)。显 而易见,受到 拉张并表现出陆壳减薄和 裂陷、碱性玄武岩 浆喷溢的仅仅是华南地区 一定范 围 的地块。这种拉张与边缘海的形成机制很相似。在日本海,“大陆岩石圈可能很脆 弱,致使这些 岛屿完拿分离出来”“;但在华南,拉力未能 克服经印支运动加厚的陆壳强度而分散在 区内,形成了断裂一红盆系。进人喜山期荡扩张已东移至东南沿海及台湾海峡地区,华南内陆地 区断裂一红盆系的发育也就终 止了。在地球演化的阜期(中先古代以前) 并无红层 的发育阁。红 层的出现3除构造条件外