江西修水蓮花芯銅多金屬礦床成礦深度探討

韋新亞

(東華理工大學(xué) 江西 撫州 344000)

九嶺成礦帶位于揚(yáng)子板塊東南部，俗稱“九嶺造山帶”。大地構(gòu)造位置處在江南隆褶帶的西段，北與下?lián)P子坳褶帶毗鄰，南與華南褶皺系接壤。蓮花芯銅多金屬礦床位于九嶺近東西向構(gòu)造隆起帶 (九嶺成礦帶)的西南段(圖1)[1]，是近年來贛西北地區(qū)發(fā)現(xiàn)的最具潛力的銅多金屬礦床之一。本文通過研究蓮花芯礦區(qū)成礦流體的密度和壓力，進(jìn)而探討該礦床的成礦深度，揭示該礦床的成礦特征。

圖1 九嶺地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造略圖

1 區(qū)域地質(zhì)背景

區(qū)域內(nèi)廣泛出露中元古界雙橋山群淺變質(zhì)巖系、新元古界震旦系、下古生界寒武系—奧陶系、中生界白堊系、新生界第三系—第四系。區(qū)域內(nèi)發(fā)育一系列基底褶皺和蓋層褶皺。斷裂構(gòu)造以古市—德安深斷裂、萍鄉(xiāng)—廣豐深斷裂和渣津—柘林大斷裂為基本格架。

2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)出露巖性主要為晉寧期中粒黑云母花崗巖，其次為一套以變質(zhì)砂巖、板巖為主的淺變質(zhì)巖系，屬低-中級變質(zhì)綠片巖相復(fù)理石建造[2]，僅分布于礦區(qū)的東南部一角。礦區(qū)構(gòu)造主要以構(gòu)造破碎帶為主，斷裂次之。目前所發(fā)現(xiàn)的礦脈主要分布于構(gòu)造破碎帶內(nèi)，斷裂控制成礦分布。蝕變類型復(fù)雜、種類繁多，主要蝕變類型有：黃銅礦化、黃鐵礦化、輝鉬礦化、硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、黑云母化、白云母化、鉀長石化等。礦石類型主要有黃銅礦、輝鉬礦、白鎢礦。通過地表、坑道、野外露頭、鉆孔等觀察、調(diào)查、分析，礦區(qū)的硅化蝕變最為強(qiáng)烈、分布最為廣泛，與Cu、Mo、W礦化關(guān)系最為密切。

礦石礦物主要有黃銅礦、黃鐵礦、輝鉬礦和白鎢礦。黃銅礦主要以團(tuán)塊狀賦存于石英脈中，形成含銅石英脈。輝鉬礦主要有三種賦存方式：呈團(tuán)塊狀與黃銅礦、黃鐵礦賦存于石英脈中；以純的輝鉬礦賦存于裂隙面內(nèi)；呈浸染狀賦存于石英脈與裂隙面的圍巖中。白鎢礦主要與長石共生于石英脈中。

3 成礦流體密度

通過對賦礦石英脈中流體包裹體的地球化學(xué)研究，實驗室內(nèi)測定包裹體的冰點和均一溫度，發(fā)現(xiàn)該礦床流體包裹體主要為NaCl-H2O體系的包裹體。依據(jù)劉斌[3]根據(jù)實驗數(shù)據(jù)推導(dǎo)了NaCl-H2O體系不同鹽度流體包裹體的密度式：

式中：ρ——流體密度 （g/cm3）；t——均一溫度（℃）；A，B，C，——無量綱參數(shù)， 它們又是含鹽度的函數(shù)。

W——含鹽度(NaCl%重量)；A0，A1，A2，B0，B1，B2，C0，C1，C2為無量綱參數(shù)，其數(shù)值如下:

江西修水蓮花芯銅多金屬礦床的均一溫度范圍為127.6～451.1℃，平均235.7℃，由測量的冰點溫度換算所得鹽度范圍為2.7～23.2%（NaCl.wt%），平均13.4%。

通過上式計算得到成礦流體密度在0.5～1.08g/cm3之間，大部分流體密度介于0.9～1.0 g/cm3之間，與前人[4]研究認(rèn)為的大多數(shù)巖漿熱液流體密度（＜1.0 g/cm3）相當(dāng)，說明在整個成礦過程中，巖漿熱液流體起著主導(dǎo)作用。結(jié)合蓮花芯礦床的礦體特征，說明其成礦類型為巖漿熱液脈型礦床。

4 成礦壓力與成礦深度

根據(jù)成礦壓力和成礦深度經(jīng)驗公式[5]：

（1）T0(初始溫度)=374+920×N(成礦溶液的鹽度)(℃)

（2）P0(初始壓力)=219+2620×N(成礦溶液的鹽度)(105Pa)

（3）H0(初始深度)=PO×1/300×105(km)

（4）P1(成礦壓力)=P0×T1(礦區(qū)實測成礦溫度)/T0(105Pa)

（5）H1(成礦深度)=P1×1/300×105(km)

對于蓮花芯礦床來說，成礦溶液的鹽度平均為2.7～23.2%，平均 13.4wt%NaCl，由（1）式計算出蓮花芯礦床的初始溫度T0為:398.84～587.44，中間值為497.28℃。由（2）式計算出蓮花芯礦床的初始壓力P0為 289.74×105～826.84×105，平均值為 570.08×105Pa。由（3）公式計算得初始深度約為0.97km～2.76km，平均深度為1.66km。

再由（4）公式求得蓮花芯礦床的成礦壓力P1為2.91～3.57MPa(T1所取實測成礦溫度為 250℃，P0取平均值)；由公式 （5）計算出成礦深度Hl為0.97～1.19km，即為淺成熱液礦床。

5 結(jié)論與討論

5.1 江西修水蓮花芯礦床大部分成礦流體密度介于0.9～1.0g/cm3之間， 成礦壓力P為2.91～3.57MPa，成礦深度H為0.97～1.19km。

5.2 該礦床的成礦深度淺，結(jié)合該礦床礦體特征，說明該礦床為淺成熱液巖漿礦床。這為以后在對該礦床做進(jìn)一步的研究工作提供了很好參考依據(jù)。

［1］劉細(xì)元.江西九嶺中元古代地層變形變質(zhì)特征及其演化序列[J].前寒武紀(jì)研究進(jìn)展,1997,20（2）:58-65.

［2］劉成忠，尹維青，曾明偉，張婧，曾蓮花.江西鐵爐灣-呂陽斗成礦區(qū)找礦前景評價[J].華南地質(zhì)與礦產(chǎn)，2009第2期.

［3］劉斌.NaCl-H2O溶液包裹體的密度式和等容式及其應(yīng)用[J].礦物學(xué)報，1987，7（4）：345-352.

［4］Roedder E.Fluid-inclusion evidence on the genesis of in sedimentary and volcanic rocks[M]//Wolf K H.Handbook of Strata-bound and Stratform Ore Deposits:I.Principles and General Studies:Vol.2,Geochemical Studies.New York:Elsevier,1976:67-110.

［5］邵浩漣，梅建明.浙江火山巖區(qū)金礦床的礦物包裹體標(biāo)型特征研究及其成因與找礦意義[J].礦物巖石，1986，6(3):103-111.