江西冷水坑礦田銀鉛鋅礦床特征及成礦模式探討

羅澤雄，萬浩章，何細榮

(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局九一二大隊，江西 鷹潭 335001)

江西冷水坑銀鉛鋅礦田，既有斑巖型礦床，也有層控疊加型礦床，是目前我國已知的最大隱伏銀礦田，已探明銀資源儲量近1萬噸，鉛、鋅資源量400萬噸。系統(tǒng)研究總結(jié)冷水坑礦田銀鉛鋅礦床地質(zhì)特征，分析探討控礦因素和成礦系統(tǒng)，建立成礦模式，可以為區(qū)域成礦理論研究提供科學依據(jù)，也對提高隱伏礦預測的效果具有重要指導意義。

1 成礦地質(zhì)背景

礦田處于揚子板塊與華南板塊拼接帶南側(cè)，華南褶皺系贛中南褶隆上的武夷隆起與饒南拗陷接合處的隆起一側(cè)之月鳳山火山陷盆地北西邊緣，受區(qū)域性鷹潭-安遠深斷裂及鷹潭-瑞昌大斷裂控制［1］。震旦系變質(zhì)巖組成褶皺基底，蓋層主要是侏羅系上統(tǒng)陸相火山雜巖，局部分布石炭系及第四系。研究區(qū)構(gòu)造復雜，以斷裂為主，可分為北北東-北東向、北西向、近東西向和近南北向斷裂系統(tǒng)，其中以北北東-北東向斷裂系統(tǒng)最為發(fā)育。巖漿巖分布廣泛，主要為加里東期和燕山中期、晚期中酸性-酸性巖類。

2 礦床地質(zhì)特征

冷水坑礦田的成礦作用發(fā)生于冷水坑斑巖內(nèi)及其圍巖中，斑巖體內(nèi)及其接觸帶的細脈浸染狀礦化與蝕變相伴，而賦存于火山巖內(nèi)的似層狀礦化具有多期疊加特征。成礦元素以銀、鉛、鋅為主，伴有金、銅等有用組分。礦床規(guī)模較大，礦體形態(tài)較為復雜(圖1)。

2.1 礦體特征

根據(jù)礦化特點與成礦作用的不同，冷水坑礦田的礦床類型可分為有兩類:即斑巖型礦床和層控疊生型礦床［2］。

1.斑巖型礦體

斑巖型礦體隨斑巖體產(chǎn)出，在平面上大致呈北東向帶狀分布，礦體多呈透鏡狀產(chǎn)于花崗斑巖前緣帶、主體帶及接觸帶附近，部分產(chǎn)于巖體近根部帶及外帶火山巖中，產(chǎn)狀與花崗斑巖產(chǎn)狀一致，走向北東，傾向北西，礦體傾角淺部至中淺部為10～30°，中深部為35 ～50°(圖2)。

斑巖型礦體可分為銀鉛鋅礦體、鉛鋅礦體、金硫礦體、銅硫礦體等，以銀鉛鋅礦體為主。礦石礦物以硫化物為主，并可見大量的硅酸鹽礦物。

圖1 冷水坑礦田地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of the Lengshuikeng ore field

2.層控疊生型礦體

層控疊生型礦體呈似層狀、透鏡狀，均產(chǎn)于侏羅系上統(tǒng)陸相火山巖含礦層中，與火山巖及含礦層產(chǎn)狀變化一致。由于火山沉積巖中的鐵錳碳酸鹽層受到冷水坑花崗斑巖的疊加作用，從而形成層控疊生型的鐵錳銀礦體、鐵錳鉛鋅礦體。礦石礦物以鐵錳碳酸鹽礦物為主，并見較多的磁鐵礦等氧化物礦物和含水石英、白云石、碧玉等特征礦物及少量疊加的硫化物礦物。

2.2 圍巖蝕變

圍巖蝕變主要發(fā)育有絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化、硅化和黃鐵礦化。礦化蝕變具有一定的分帶性，由巖體內(nèi)向外蝕變可以分為3個帶:綠泥石絹云母化帶、絹云母化碳酸鹽化硅化黃鐵礦化帶和碳酸鹽化絹云母化帶。以巖體接觸帶為蝕變中心，向兩側(cè)依次減弱。巖體接觸帶蝕變交代作用最強，是銀、鉛、鋅等硫化礦物沉淀的良好場所。

2.3 成礦流體

圖2 冷水坑礦田100線礦體分布圖(據(jù)江西912隊)Fig.2 Distribution of ore bodies along 100 line of the Lengshuikeng ore field

流體包裹體分析顯示，流體鹽度為5.7～35Wt%NaCl，存在低鹽度和中高鹽度兩種流體。成礦流體屬于CaSO4(MgCl2)-NaCl-KCl-H2O體系。礦田的礦化作用溫度在350～170℃之間，成礦作用主要發(fā)生在中低溫階段，銀礦化溫度在200℃左右。從斑巖成礦期早階段到晚階段，成礦作用進行時的氧逸度、硫逸度逐漸降低、pH值逐漸升高。成礦發(fā)生在酸性至弱酸性、弱還原環(huán)境［3］。

2.4 成礦物質(zhì)來源

成礦流體的氫、氧同位素組成范圍分別為δO-6.70‰ ～11.78‰、δD-37.1‰ ～-93.5‰，指示成礦流體源自于巖漿，在成礦過程中有大氣水的加入。碳酸鹽礦物的δ13C變化范圍在-2.76‰～-7.42‰之間，δ18O變化范圍在9.79‰～16.22‰之間，碳酸鹽的碳氧主要來自巖漿，并有部分來源于地層。礦石中硫化物δ34S值在-3.88‰～+4.88‰之間，硫主要來源于斑巖巖漿體系，有地層硫加入成礦流體中。礦石鉛同位素組成與含礦斑巖近于一致，其來源與花崗斑巖相同。成礦物質(zhì)主要來源于斑巖巖漿體系［4］。

2.5 成礦年齡

通過含礦斑巖SHRIMP鋯石U-Pb同位素分析，得到含礦斑巖結(jié)晶年齡為162±2Ma，對含礦斑巖巖石Rb、Sr同位素組成測定，得到含礦斑巖全巖Rb-Sr等時線年齡159.3±7Ma。對蝕變礦物絹云母的分析，獲得絹云母39Ar/40Ar年齡163±1Ma。冷水坑礦體成巖成礦作用發(fā)生于燕山中期［7］。

2.6 成礦期次

礦田發(fā)育3種典型的礦物共生組合類型:綠泥石、絹云母-銅鐵硫化物組合;絹云母、碳酸鹽、石英-鉛鋅硫化物組合和碳酸鹽;絹云母-銀鉛鋅硫化物組合。它們的產(chǎn)出在空間上有一定的分帶性:綠泥石、絹云母-銅鐵硫化物組合多產(chǎn)于賦礦巖體近根部帶和內(nèi)帶，絹云母、碳酸鹽、石英-鉛鋅硫化物組合多產(chǎn)于巖體主體帶和內(nèi)外接觸帶，碳酸鹽、絹云母-銀鉛鋅硫化物組合多產(chǎn)于巖體前緣帶和接觸帶以及外帶火山巖中。

成礦可劃分為4個成礦期:火山噴流-沉積成礦期;巖漿熱液交代成礦期;斑巖成礦期;表生氧化期。斑巖成礦期為主成礦期，含3個重要成礦階段:銅鐵硫化物階段、鉛鋅硫化物階段和銀鉛鋅硫化物階段［7］。

2.7 礦床成因

斑巖型礦床，其成礦作用屬陸殼重熔花崗巖類火山期后中溫熱液礦床;而層控疊生型礦床，其成礦作用屬內(nèi)陸湖盆相火山沉積-巖漿疊加改造復成礦床。

3 主要控礦因素

3.1 構(gòu)造條件

礦田構(gòu)造對成礦流體起著分配、容納作用，通過對成礦流體演化的控制來制約成礦的發(fā)生、發(fā)展。礦田構(gòu)造控制成礦表現(xiàn)為以下幾個方面:

斷裂帶:F1北東向區(qū)域斷裂帶與北西向斷裂帶的復合交接部位，控制礦床定位;F2推覆構(gòu)造直接控制巖體空間形態(tài)以及礦床的產(chǎn)出;推覆席體中封閉性較好的變質(zhì)巖系對礦床的形成起屏蔽作用［5］。

接觸帶:含礦斑巖體接觸帶尤其是上接觸帶，斷裂及裂隙密集發(fā)育，且延深較大，為含礦流體上升沉淀提供有利通道和沉淀場所，成為礦化富集帶。

裂隙帶:賦礦巖體前緣及其與圍巖接觸的邊緣地帶，多組原生裂隙和構(gòu)造裂隙交叉發(fā)育，也成為礦化富集部位。

層間破碎帶:火山巖鐵錳含礦層因其巖性差異較懸殊，易于形成層間破碎帶，為含礦熱液提供了充填交代的良好場所，形成層控疊生型礦體賦存空間。

隱爆角礫巖帶:隱爆相巖石原生裂隙與構(gòu)造裂隙發(fā)育，對蝕變礦化很有利，隱爆巖帶不僅為成礦熱液運移提供通道，也是重要的容礦場所。

3.2 巖漿巖條件

礦田含礦斑巖體由殼源重熔巖漿分異演化于燕山早期形成，是淺成-超淺成相被動侵位巖體，沿深大斷裂上侵后順F2推覆構(gòu)造定位，巖漿分異作用明顯，富含 Ag、Pb、Zn、Cu、Au 等元素，它既是礦液攜帶體，又是賦礦圍巖。

3.3 圍巖條件

侏羅系上統(tǒng)火山巖是礦田銀鉛鋅礦的直接圍巖，與成礦關(guān)系密切。其所夾的鐵、錳礦含礦層層位直接控制層控疊生型鐵錳-銀鉛鋅礦床的產(chǎn)出。與成礦有關(guān)的巖石主要是花崗斑巖和流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r，在含礦流體作用下，化學性質(zhì)較為活潑，易于選擇長石斑晶或晶屑交代，形成浸染狀礦化。隱蔽爆破相巖石原始結(jié)構(gòu)較松散，孔隙度較大，利于礦液充填交代，形成微脈、細脈狀礦化。鐵錳碳酸鹽巖類巖礦石，因鈣鎂含量較高，化學性質(zhì)活潑，層間裂隙發(fā)育，易于交代充填形成浸染狀、細脈狀、脈狀礦化。

4 成礦系統(tǒng)

礦田產(chǎn)出的兩類礦床與 Ag、Pb、Zn、Cu、Au 礦化構(gòu)成了冷水坑礦田成礦系統(tǒng)。雖然不同類型礦床的成礦元素組合有一定的差異，但成礦物質(zhì)大部分具有同源性。礦田兩類礦床總體上圍繞含礦花崗斑巖分布，斑巖型礦床賦存在淺(上)部，層控疊生型礦床呈隱伏狀，分布在較深部位，多在斑巖型礦床下部、含礦斑巖體的邊部及近外側(cè)。層控疊生型與斑巖型礦床具有緊密的空間關(guān)系，彰示它們存在著內(nèi)在的成因聯(lián)系［6］。雖然礦田兩類礦床的具體礦化時間有一定的差異，但主要成礦階段基本一致，特別是銀鉛鋅礦化完全同步。由于兩種類型礦床賦存的空間位置的不同，使得它們在形成后保存條件有一定的差異。含礦斑巖為超淺成就位，因此在地殼隆升后斑巖型礦床易于遭受剝蝕，而位于礦田中深部的層控疊生型礦床保存完好。冷水坑礦田成礦系統(tǒng)的形成-變化-保存特點為礦田隱伏礦的預測提供了依據(jù)。

冷水坑礦田及其區(qū)域上形成于燕山早中期且與巖漿作用有關(guān)的銅鉛鋅銀多金屬礦床，具有相同的成礦背景，構(gòu)成了區(qū)域(巖漿礦床)成礦系統(tǒng)。燕山早中期擠壓造山作用階段，于不同的構(gòu)造部位形成兩種巖漿，即與殼?；旌献饔糜嘘P(guān)的深源巖漿和地殼熔融而成的殼源巖漿，在不同的圍巖條件下發(fā)生不同的礦化作用并形成不同的礦床類型。

5 成礦模式探討

冷水坑礦田發(fā)育兩種礦床類型，均與冷水坑淺成-超淺成花崗斑巖有成因關(guān)系。在區(qū)域性的擠壓構(gòu)造環(huán)境下，中下地殼武夷變質(zhì)基底巖石熔融而形成花崗質(zhì)巖漿，在晚侏羅世大規(guī)模的火山噴發(fā)之后，沿月風山火山斷陷盆地邊緣大斷裂快速上侵。在區(qū)域型擠壓作用下，形成了礦田的F2逆沖推覆構(gòu)造和侏羅系火山巖地層由于逆沖作用引起的層間構(gòu)造。這些構(gòu)造部位為花崗質(zhì)巖漿淺成-超淺成就位提供了空間并控制了巖體的形態(tài)。在巖體上侵過程中由于巖漿的淺成-超淺成就位形成花崗斑巖，并在巖體前緣帶與接觸帶發(fā)育一定規(guī)模的隱爆作用。隨著含礦斑巖體的內(nèi)熱、壓力的聚集增大，致使巖體前緣帶、接觸帶的巖石發(fā)生隱蔽爆破，形成了隱爆相巖石和較為密集的裂隙帶，為含礦流體提供賦礦空間。

晚侏羅世火山作用過程中形成火山沉積型鐵錳礦層。巖體超淺成就位為大量的大氣水向巖體滲透提供了便利條件。隨巖漿而來的含礦流體在巖體就位過程中隨著溫度、壓力等條件的改變以及大氣水的加入而發(fā)生礦化作用。一方面在巖漿熱液與先成的鐵錳層發(fā)生接觸交代作用，形成順層的疊加改造型鐵錳鉛鋅銀礦體，即層控疊生型鉛鋅銀礦床;另一方面，在花崗斑巖近根部發(fā)生銅(金)礦化，隨后在溫度降低過程中于巖體內(nèi)部發(fā)育大規(guī)模的鉛鋅礦化作用。大氣水的持續(xù)滲透，使巖漿熱液與大氣水混合加劇，在巖體邊部及接觸帶形成銀鉛鋅礦化［7］。冷水坑礦田成礦作用過程如圖3所示，成礦模式簡要表示如圖4。

6 成礦預測

冷水坑礦田及其外圍具有良好的成礦條件，礦化以Ag、Pb、Zn礦化為主，并且有明顯的蝕變現(xiàn)象，具有較好的找礦遠景。

圖3 冷水坑礦田礦成作用過程示意圖Fig.3 Sketch to show the mineralization processes of the Lengshuikeng ore field

圖4 冷水坑礦田成礦模式Fig.4 Metallogenic model for the Lengshuikeng ore field

小源區(qū):處于礦田北東向斷裂構(gòu)造的北東端，也是含礦斑巖體侵位的前緣地帶。地表已有含礦花崗斑巖出露，并具較好的銀鉛鋅礦化，有大范圍的Mn異常，并伴有濃集中心明顯的Pb、Ag異常，同時也有低緩的正磁異常反映。是尋找斑巖型銀鉛鋅礦床和隱伏層控疊生型鐵錳-銀鉛鋅礦床的重要地段。

麻地-燕山區(qū):區(qū)內(nèi)地層巖漿巖、構(gòu)造等與冷水坑銀鉛鋅礦田類似，尤其是與成礦關(guān)系密切的花崗斑巖與冷水坑礦田的極其相似。區(qū)內(nèi)地表礦化雖弱，但成礦條件極為有利，并且花崗斑巖剝蝕較淺，深部存在隱狀礦體的可能性極大。具有尋找斑巖型銀鉛鋅礦床與隱伏層控疊生型銀鉛鋅礦床的巨大潛力。

閩坑-嶺西鉛鋅區(qū):位于月鳳山火山構(gòu)造盆地北緣，區(qū)內(nèi)成礦地質(zhì)條件與冷水坑礦田相似，區(qū)內(nèi)有眾多異常，特別是對區(qū)內(nèi)重砂、次生暈等異常尚未進行查證，引起各種異常的原因尚不清楚，具有尋找斑巖型、脈型鉛鋅礦床的潛力。

7 結(jié)論

(1)根據(jù)礦化特點與成礦作用的不同，冷水坑礦田的礦床類型主要有兩類:即斑巖型礦床和層控疊生型礦床。兩類礦床總體上圍繞含礦花崗斑巖分布，斑巖型礦床賦存在淺(上)部，層控疊生型礦床呈隱伏狀，分布在較深部位，多在斑巖型礦床下部、含礦斑巖體的邊部及近外側(cè)。

(2)F1北東向區(qū)域斷裂帶與北西向斷裂帶的復合交接部位，控制礦床定位;F2推覆構(gòu)造直接控制巖體空間形態(tài)以及礦床的產(chǎn)出;斑巖體近前緣帶、接觸帶及隱爆巖相隱爆角礫巖帶，火山巖中的鐵錳碳酸鹽層位層間破碎帶，均為成礦的有利場所和富集部位。

(3)結(jié)合礦田成礦特征和成礦模式，進行了成礦預測，提出冷水坑礦田小源區(qū)、麻地-燕山區(qū)、閩坑-嶺西鉛鋅區(qū)3個成礦預測區(qū)具有較好的找礦遠景，為進一步開展找礦工作提供了依據(jù)。

［1］江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局.江西省區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京:地質(zhì)出版社，1984.

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