江西寶山銅多金屬礦床控礦因素及成因探討*

曾慶權(quán)，龔良信，沙 珉，李永明，雷天浩，胡文潔

（江西省地質(zhì)調(diào)查研究院，江西 南昌 330030）

1 引言

寶山銅多金屬礦區(qū)位于長江中下游轉(zhuǎn)折端九瑞礦集區(qū)北西部［1］，行政區(qū)屬江西瑞昌市夏畈鎮(zhèn)與南陽鄉(xiāng)管轄，東距瑞昌15km，南西距武山銅礦約7km。寶山礦區(qū)為2011-2014年江西省國土資源廳九瑞地區(qū)重點整裝勘查評價區(qū)之一。前人勘查成果顯示九瑞地區(qū)武山銅礦、城門山銅鉬礦、金雞窩銅礦、洋雞山金礦以及東雷灣、銅嶺、丁家山、宋家沖、鄧家山、通江嶺等一批具有經(jīng)濟開采價值的礦床（點），均位于區(qū)內(nèi)雁列式線型褶皺的向斜盆地內(nèi)，多與上石炭統(tǒng)黃龍組碳酸鹽巖及燕山期巖漿巖密切相關(guān)［2］。翟裕生等與鐘良水等［3-4］指出九瑞礦集區(qū)層狀矽卡巖礦體、層狀塊狀硫化物礦體主要出現(xiàn)于石炭系、二疊系和三疊系碳酸鹽巖的地層，以石炭系為主，并將其總結(jié)為九瑞礦田構(gòu)造的“三層結(jié)構(gòu)”模式。寶山銅礦床為九瑞礦集區(qū)首個在界首—大橋背斜核部奧陶系碳酸鹽巖與志留系泥質(zhì)砂巖構(gòu)造面新發(fā)現(xiàn)的，達中型以上規(guī)模的“斑巖—矽卡巖—熱液充填型”銅多金屬礦床。寶山銅多金屬礦床的發(fā)現(xiàn)，表明奧陶系碳酸鹽巖亦是九瑞地區(qū)矽卡巖型礦體的有利產(chǎn)出部位，改變了以往九瑞礦集區(qū)背斜核部礦床規(guī)模小的觀點，同時也是對翟裕生等與鐘良水等［3-4］總結(jié)的九瑞礦田構(gòu)造“三層結(jié)構(gòu)”模式的補充與完善。因此，寶山銅床勘查成果的及時總結(jié)以及相關(guān)研究性工作的開展，尤其是控礦因素的探討，對于寶山礦區(qū)，乃至整個九瑞礦集區(qū)背斜核部地段找礦思路的開拓、找礦方向的重新認(rèn)識，具有較好的借鑒意義。為此，筆者試著結(jié)合前人已有的研究成果，深入探討寶山礦床控礦因素及礦床成因，以期推動寶山礦區(qū)與九瑞礦集區(qū)下階段找礦突破工作的進展。

2 區(qū)域地質(zhì)特征

九瑞礦集區(qū)地處長江中下游，屬下?lián)P子地臺褶帶，早古生代—三疊紀(jì)坳陷區(qū)（即下?lián)P子斷陷帶）中部［1-5］，寶山礦區(qū)位于九瑞礦集區(qū)北西側(cè)界首—大橋背斜核部（圖1）。區(qū)域地層可分為基底與蓋層，基底主要由中元古代雙橋山群變質(zhì)砂巖、千枚巖組成；蓋層由震旦系—第四系，除了中泥盆統(tǒng)、下石炭統(tǒng)、上三疊統(tǒng)、侏羅系外均有［6-7］。奧陶系地層巖性以白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r、白云巖為主；志留系為泥巖夾砂質(zhì)頁巖和砂巖夾粉砂巖；上泥盆統(tǒng)為含礫石英砂巖，砂巖，中石炭、二疊系、三疊系為碳酸鹽巖；第四紀(jì)松散沉積物分布于中一東南部江河湖濱（圖1）。石炭系、二疊系和三疊系碳酸鹽巖與成礦關(guān)系密切相關(guān)［2］。九瑞地區(qū)歷經(jīng)多次構(gòu)造巖漿，形成了褶皺系及斷裂構(gòu)造。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要有北東東向、北東向，其次為北西向，兩組構(gòu)造的交匯部位構(gòu)成的菱形網(wǎng)格結(jié)點，是已發(fā)現(xiàn)的九瑞礦集區(qū)內(nèi)礦體聚集的主要部位［4］。褶皺系軸向NEE向，自北至南依次為鄧家山一通江嶺向斜→界首一大橋背斜→橫立山一黃橋向斜→坳下一丁家山背斜→烏石街一賽湖向斜→長山一城門湖背斜［6］。

圖1 長江中下游九瑞礦集區(qū)地質(zhì)簡圖（據(jù)毛景文等［1］修改）

九瑞地區(qū)的巖漿活動比較發(fā)育，主要活動時期是燕山期，以淺成侵入巖為主。喜馬拉雅期有少量基性巖脈或火山噴發(fā)，在第三紀(jì)地層中見到了具氣孔杏仁構(gòu)造以及流動構(gòu)造的玄武巖。燕山期巖漿活動集中在138.2±1.8Ma～149.2±2.7Ma之間［5］，與礦集區(qū)內(nèi)多金屬礦化有關(guān)的巖漿巖為高鉀鈣堿性侵入巖系列，屬于I型花崗質(zhì)巖類［8-9］，部分學(xué)者稱其為埃達克質(zhì)巖石［10］。九瑞地區(qū)巖漿巖常呈巖株、巖枝、巖墻和巖脈狀產(chǎn)出，巖體主要產(chǎn)于褶皺的翼部，接觸圍巖多為石炭系—三疊系地層，僅少數(shù)產(chǎn)于褶皺軸部的奧陶系—泥盆系地層中。九瑞地區(qū)侵入巖沿北西西向基底斷裂上侵，呈等距性出露；其它脈狀巖體受北東東向斷裂和層間破碎帶控制，多呈單脈狀、分支脈狀或透鏡狀產(chǎn)出，可見石英閃長玢巖穿插花崗閃長斑巖的情況，規(guī)模大小不等，長數(shù)百米至數(shù)千米，多沿地層間不整合面及層內(nèi)薄弱面貫入式侵位，與組成復(fù)式褶皺帶的地層的走向一致，構(gòu)成了區(qū)內(nèi)的次級構(gòu)造—巖漿—成礦帶。已有的研究將其劃分為五組，自北西向南東有：（l）東雷灣通江嶺構(gòu)造巖漿成礦亞帶；（2）寶山夫山構(gòu)造巖漿成礦亞帶；（3）宋家灣武山構(gòu)造巖漿成礦亞帶；（4）大浪洋雞山丁家山構(gòu)造巖漿成礦亞帶；（5）長山城門山構(gòu)造巖漿成礦亞帶，其中寶山銅多金屬礦床位于寶山一大橋花崗閃長斑巖亞帶［2-5］。燕山期巖漿巖以花崗閃長斑巖和石英閃長玢巖為主，與成礦關(guān)系密切的也正是這兩種侵入巖。另外石英斑巖、花崗細晶巖、閃長巖、輝綠巖及煌斑巖脈也有分布，其中較大的城門山巖體邊部是花崗閃長斑巖，中央是石英斑巖的復(fù)式巖體。這些巖漿巖主要為燕山早期的中酸性侵入巖，侵入順序上大致為花崗閃長斑巖→石英閃長玢巖→石英斑巖。其中花崗閃長斑巖是區(qū)內(nèi)最主要的成礦母巖。

3 礦區(qū)地質(zhì)特征

寶山礦區(qū)位于九瑞礦集區(qū)北西部，屬瑞昌市夏畈鎮(zhèn)與南陽鄉(xiāng)管轄。區(qū)內(nèi)出露的地層自老至新有奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系及第四系地層（圖2）。地層走向總體為北東東，傾向以界首—大橋背斜核部為界，其南側(cè)地層總體傾向南～南西，傾角25°～45°；北測地層總體傾向北～北東，傾角50°～70°，局部倒轉(zhuǎn)。奧陶系地層呈北東東—南西西向分布于礦區(qū)中北部，構(gòu)成寶山—大橋背斜核部；志留系地層在礦區(qū)南、北側(cè)均有出露，以南側(cè)為主；石炭系、泥盆系、二疊系地層分布于礦區(qū)南部。

寶山礦區(qū)奧陶系地層為灰色厚層狀灰質(zhì)白云巖、白云質(zhì)、白云質(zhì)灰?guī)r，自老至新可劃分為4個組，即侖山組（O1l）、紅花園組（O1h）、湯山組（O2t）、湯頭組（O3tt）；志留系地層為泥質(zhì)粉砂巖、細砂巖、頁巖，局部角巖化，由老至新劃分為5個組，即梨樹窩組（S1l）、殿背組（S1d）、清水組（S1q）、墳頭組（S2f）、茅山組（S2m）。泥盆系、石炭系地層在寶山礦區(qū)均只出露一個組，分別為上泥盆統(tǒng)組觀山組（D3g）(原“五通組”)與上石碳統(tǒng)黃龍組（C2h）。觀山組（D3g）為石英砂巖、含礫砂巖、長石石英砂巖夾砂質(zhì)頁巖，其與下覆地層志留系茅山組（S3m）呈平行不整合接觸關(guān)系。黃龍組（C2h），與觀山組呈斷層（F8）接觸。二疊系地層僅出露棲霞組（P1q）和小江邊組（P2x）。棲霞組（P1q）灰黑色含瀝青質(zhì)、泥質(zhì)和燧石條帶灰?guī)r；小江邊組（P2x）灰黑色瘤狀灰?guī)r、鈣質(zhì)頁巖及炭質(zhì)頁巖夾灰?guī)r。其中與成礦密切相關(guān)的為志留系梨樹窩組（S1l）、殿背組（S2d），奧陶系湯山組、湯頭組，泥盆系觀山組（D3g），石炭系黃龍組（C2h）。

礦區(qū)褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育。界首—大橋背斜橫穿礦區(qū)；區(qū)內(nèi)斷裂根據(jù)走向可分為三組：北東東向（包括近東西向，F(xiàn)3、F4、F7、F8、F13、F14、F15）、北東向（包括北北東向，F(xiàn)1、F10、F11）、北西向斷裂（F2、F12）。

區(qū)內(nèi)巖漿活動受北東及近東西向構(gòu)造控制，在寶山村一帶由下而上為由南向北呈“Y”字型上侵。宏觀上主要呈巖脈、巖瘤、巖株、巖墻產(chǎn)出；包括仙姑臺巖體、夫山巖體、寶山巖體、銅嶺巖體、開荒咀巖體。除仙姑臺巖體巖性為斜長細晶巖外，其余巖體巖性均為花崗閃長斑巖。

圖2 寶山礦區(qū)地質(zhì)簡圖

4 礦體特征

4.1 礦體形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模

礦區(qū)主要發(fā)育有三種礦體類型，分別為斑巖型礦體、矽卡巖型礦體和角巖化泥質(zhì)粉砂巖中的熱液充填型銅多金屬礦體。礦體主要以細脈—浸染狀、脈狀金屬硫化物石英脈的形式賦存于斑巖、矽卡巖，呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出（圖3），少量以金屬硫化物石英脈的形式賦存于角巖中，呈透鏡狀產(chǎn)出。各主要礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀和規(guī)模等特征見表1。

4.2 礦石類型

根據(jù)礦石構(gòu)造進行分類主要有脈狀、細脈浸染狀礦石，次要類型為角礫狀與塊狀礦石。

依據(jù)礦區(qū)主要有用礦物及組合對礦石進行分類，主要類型有黃銅礦礦石、黃銅礦—輝鉬礦—礦石、輝鉬礦礦石、自然金礦石等；次要類型為黃銅礦—黃鐵礦礦石、輝鉬礦—黃鐵礦等。

根據(jù)礦石有用組分進行分類主要有銅礦石、鉬礦石、鉛鋅礦石、銅（鉬）礦石或鉬（銅）礦石、銅金礦石等。

金屬礦物以黃銅礦、輝鉬礦、自然金、輝銀礦、黃鐵礦為主，次為銅藍、孔雀石、藍礬、赤銅礦、磁鐵礦、褐鐵礦、針鐵礦等；非金屬礦物以長石、石英、角閃石、石榴子石、透輝石、蛇紋石、綠泥石為主，次為綠簾石、透閃石、黑云母、鉀長石、絹云母等（圖4）。

4.3 圍巖蝕變

礦區(qū)蝕變種類較多，自巖體至圍巖顯示出鉀長石化→青盤巖→黃鐵絹云巖化→蛇紋石、石榴子石、透輝石矽卡巖化→角巖化的蝕變特征，硅化貫穿于整個過程（圖3）。與成礦關(guān)系密切相關(guān)的以鉀長石化、矽卡巖化、硅化為主，次為角巖化。

圖3 寶山礦區(qū)47號勘探線剖面圖

圖4 寶山礦區(qū)典型巖礦石照片

表1 寶山銅多金屬礦各主要礦體形態(tài)產(chǎn)狀和規(guī)模一覽表

巖漿的侵位導(dǎo)致熱接觸圍巖蝕變形成湯頭組、湯山組碳酸鹽巖大理巖化，梨樹窩組、清水組、殿背組砂頁巖形成發(fā)生角巖化。其中矽卡巖化根據(jù)礦物組合主要可分為石榴石子石矽卡巖化、透輝石矽卡巖化、蛇紋石矽卡巖化。鉀化以鉀長石化為主，常分布于相伴產(chǎn)生，常以鉀長石+石英+黃銅礦+黃鐵礦的礦物組合形式形式產(chǎn)出于石英脈細脈兩側(cè)。

5 控礦因素及礦床成因

5.1 地層控礦因素

寶山銅多金屬礦體沿志留系泥質(zhì)粉砂巖與奧陶系碳酸鹽巖之間的構(gòu)造滑脫面展布。中奧陶統(tǒng)湯山組（O2t）與上奧陶統(tǒng)湯頭組（O3tt）碳酸鹽化學(xué)性質(zhì)活潑易與含礦熱液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致成礦元素沉淀，并且由于CaCO3的顆粒表面的吸附物質(zhì)，逐漸使孔隙阻塞，影響元素擴散遷移，因此元素的遷移受到限制而沉淀。當(dāng)燕山期巖體中酸性巖體侵位于此界面與奧陶系碳酸鹽巖發(fā)生接觸交代反應(yīng)極易形成矽卡巖、矽卡巖型礦體。下志統(tǒng)梨樹窩組（S1l）、殿背組（S1d）、清水組（S1q）與中志留統(tǒng)墳頭組（S2f）泥質(zhì)粉砂巖、頁巖、含砂質(zhì)泥巖，透水性差、密封性好，經(jīng)熱蝕變發(fā)生角巖化后巖石更致密、密封性更好，從而充當(dāng)構(gòu)成成礦有利于的天然地球物理障和地球化學(xué)障，成為含礦流體的良好隔擋層，即礦液的蓋層保證含礦流體的封閉性，促使成礦元素具有足夠的時間分異富集沉淀，并形成明顯的蝕變現(xiàn)象。

5.2 構(gòu)造控礦因素

深大斷裂不僅控制了巖漿活動，而且對成礦起著控制作用，控制了礦產(chǎn)的區(qū)域分布及成礦遠景區(qū)，區(qū)域深大斷裂與次級斷裂交匯部位，往往是成礦的最佳部位。九瑞礦集區(qū)幾乎所有已知的礦床（點）均位于北東東向斷裂系與北西—北北西斷裂（裂隙）帶、北東—北北東向褶斷帶交叉菱形網(wǎng)絡(luò)結(jié)點位置，礦床規(guī)模較大，礦床類型也較復(fù)雜，形成了“多位一體”礦床（如武山銅礦床、城門山銅礦床）。

寶山礦床受北東向斷裂F1與北西向斷裂F2斷裂控制。寶山—夫山銅多金屬調(diào)查評價區(qū)與大型斷裂（長江深斷裂）相伴生的次級構(gòu)造較發(fā)育，如評價區(qū)內(nèi)的F1斷裂就是整個礦區(qū)內(nèi)的導(dǎo)礦構(gòu)造，而F2斷裂及其次級斷裂、裂隙則是良好的容礦構(gòu)造，后期的熱液和巖脈沿構(gòu)造薄弱部位充填交代，在合適的位置形成銅多金屬礦體。

5.3 巖漿巖控礦因素

樓法生等［11］LA-ICP-MS鋯石 U-Pb測年結(jié)果顯示，寶山礦區(qū)內(nèi)至少存在3次巖體侵位事件：140～143Ma、133～137Ma、123Ma，形成了兩條構(gòu)造巖漿巖帶：一條為侵位于寶山—大橋背斜核部的“仙姑臺—夫山”構(gòu)造巖漿巖帶，包括仙姑臺巖體、夫山巖體；另一條為侵位于背斜南翼的“寶山—銅嶺—開荒咀”構(gòu)造巖漿巖帶，自西至東依次包括寶山巖體、銅嶺巖體、開荒咀巖體。140～143Ma侵位的燕山早期第二階段第一期次中粗?；◢忛W長斑巖體，既與陳志洪等［5］對寶山巖體(10JR-22)LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測年143.6±1.2Ma相似，又與整個九瑞地區(qū)其他礦床（如城門山、武山、洋雞山、丁家山、東雷灣等）成礦斑巖體年齡一致。而本礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)的含礦巖體—寶山晚期巖體的結(jié)晶年齡為136.8±0.6Ma［11］，較整個九瑞地區(qū)其他礦床（如城門山、武山、洋雞山、丁家山、東雷灣等）成礦斑巖體年齡稍晚。寶山晚期花崗閃長斑巖體，為殼幔混合的產(chǎn)物，其為斑巖型、矽卡巖型銅多金屬礦的形成提供了熱源、物源。幔源巖漿的加入增強了氣液活動的強度，同時也可能還改變其含礦氣液的性質(zhì)，從部分漿混體中基性端元的研究指示它偏堿性，很可能它攜帶的流體也偏堿性，它的加入使流體的活潑性增加，使流體萃取和運移礦質(zhì)的能力大大增強，流體系統(tǒng)的規(guī)模大大增加。樓法生等［11］指出寶山晚期含礦巖體Cu、Mo、Ag、Pb、Zn等含量較高，其中Au、Cu、Mo含量遠高維氏平均值，Au含量在礦區(qū)各巖體最高，為地殼豐度值的74-388倍，是成金的有利巖體。Cu、Mo在寶山巖體第二次侵入體中，分別高于地殼豐度值的3～7與4～40倍，是銅和鉬成礦的有利巖體。Ag含量在各巖體高于地殼豐度值的1～6倍。W含量在各巖體高于豐度值的2～4倍，進一步表明寶山晚期花崗閃長斑巖為寶山礦區(qū)成礦巖體。

5.4 礦床成因

寶山礦區(qū)奧陶系碳酸鹽與志留系泥質(zhì)砂巖構(gòu)構(gòu)造界面是九瑞地區(qū)繼“五通面”（五通組與黃龍組構(gòu)造界面）塊狀硫化物銅礦體的又一有利成礦界面。礦床由斑巖型、矽卡巖型和角巖化泥質(zhì)粉砂巖中的熱液充填型銅多金屬礦體所組成。斑巖型礦體呈細脈—浸染狀的形式賦存于花崗閃長斑巖；矽卡巖型礦體以呈浸染狀和細脈—網(wǎng)脈狀分布于花崗閃長斑巖與湯頭組、湯山組碳酸鹽巖接觸帶的蛇紋石、石榴子石、透輝石矽卡巖及圍巖中；角巖化泥質(zhì)粉砂巖中的熱液充填型礦體呈細脈狀產(chǎn)出于梨樹窩組與殿背組泥質(zhì)砂頁巖中。自寶山晚期花崗閃長斑巖至圍巖總體表現(xiàn)出鉀長石化→青盤巖→黃鐵絹云巖化→蛇紋石、石榴子石、透輝石矽卡巖化→角巖化的蝕變特征，其中硅化伴隨于每個蝕變帶，這與典型斑巖—矽卡巖型礦床的蝕變特征相似［12-13］，指示出寶山花崗閃長斑巖為寶山礦區(qū)矽卡巖型礦體的成礦母巖。花崗閃長斑斑與志留系泥質(zhì)粉砂巖接觸具有較為明顯的角巖化與脈狀、網(wǎng)狀硅化，礦石礦物黃銅礦、輝鉬礦等主要以細脈狀、浸染狀的形式產(chǎn)出于石英脈中及兩側(cè)。

寶山礦床三類礦體的地質(zhì)特征表明，它們成因上存在聯(lián)系，成礦作用主要受控于寶山晚期花崗閃長斑巖，只是成礦物質(zhì)聚集沉淀的空間位置存在區(qū)別，屬構(gòu)造—巖漿巖“三位一體”的成礦機制，即礦體賦存于斑巖、矽卡巖、角巖化泥質(zhì)粉砂巖中所形成的“斑巖—矽卡巖—熱液充填”復(fù)合型銅多金屬礦床。

6 結(jié)論

（1）寶山礦區(qū)的地層、構(gòu)造、巖漿巖等成礦地質(zhì)條件均對形成斑巖—矽卡巖型銅多金屬礦的形成十分有利。寶山晚期花崗閃長斑巖為成礦母巖，奧陶系碳酸鹽巖易于形成矽卡巖及矽卡巖型礦體，志留系泥質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、頁巖、含砂質(zhì)泥巖為成礦有利蓋層，促使成礦元素具有足夠的時間分異富集沉淀。區(qū)內(nèi)北東向F1斷裂與北西向F2斷裂斷裂為導(dǎo)巖、導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造。

（2）成礦巖體為寶山晚期花崗閃長斑巖，自巖體至圍巖總體表現(xiàn)出鉀長石化→青盤巖→黃鐵絹云巖化→蛇紋石、石榴子石、透輝石矽卡巖化→角巖化的蝕變特征，其中硅化伴隨于每個蝕變帶，銅多金屬礦化主要出現(xiàn)了鉀長石化、矽卡巖化、角巖化蝕變帶中。

（3）九瑞地區(qū)奧陶系碳酸鹽與志留系泥質(zhì)砂巖是繼“五通面”塊狀硫化物銅礦體的又以有利成礦界面。

（4）寶山銅多金屬礦床，屬構(gòu)造—巖漿巖“三位一體”的成礦機制，即礦體賦存于斑巖、矽卡巖、角巖化泥質(zhì)粉砂巖中所形成的“斑巖—矽卡巖—熱液充填”復(fù)合型銅多金屬礦床。

7 致謝

本文系集體勞動成果，野外地質(zhì)礦產(chǎn)勘查過程中得到了瑞昌市地方政府與省國土資源廳、省地礦局的大力支持，成文過程得到了江西省地質(zhì)調(diào)查研究院總工程師樓法生教授級高工，院副總工程師謝明明高級工程師，院地質(zhì)勘查所唐峰林、劉細元教授高級工程師悉心指導(dǎo)與幫助，在此深表謝意。

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