大湖塘礦集區(qū)燕山成礦階段礦床成礦系列研究及找礦問題探討

王西榮，潘家永，李紹俠，王佳鑫

(1.東華理工大學地球科學學院，南昌 330013；2.安徽省地質實驗研究所，合肥 230001；3.安徽理工大學，安徽 淮南 232000)

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大湖塘礦集區(qū)燕山成礦階段礦床成礦系列研究及找礦問題探討

王西榮1,2，潘家永1，李紹俠3，王佳鑫1

(1.東華理工大學地球科學學院，南昌 330013；2.安徽省地質實驗研究所，合肥 230001；3.安徽理工大學，安徽 淮南 232000)

摘要：大湖塘礦集區(qū)位于贛西北九嶺成礦帶西北部位，區(qū)內燕山期巖漿巖侵入活動及成礦作用強烈。大湖塘燕山期巖漿巖形成時間分布在130.3 Ma～151.4 Ma之間，可劃分為三次侵入：130.3 Ma～134.3 Ma、140.4 Ma～144.4 Ma、146.4 Ma～151.4 Ma；在144.4 Ma～146.4 Ma之間，巖漿活動處于休寧階段。區(qū)內燕山期巖漿巖與礦床在形成時間上十分接近，空間關系上相互依存，并顯示特定的分布格局。根據(jù)區(qū)內礦床的分布特點、產出位置、成礦時間、燕山期花崗巖與礦床的相關性等特征，可將大湖塘礦集區(qū)由北向南依次劃分為W、Mo—W、Mo、Cu、Pb、Zn—Cu、Pb 、Zn、Au、Ag三個成礦系列，并提出了“北鎢南銅”的找礦觀點。區(qū)內雙橋山群與成礦，燕山期巖漿巖的起源，礦床等間距分布，以及重力勘探方面的研究應加強。

關鍵詞：大湖塘礦集區(qū)；燕山期巖漿活動；同位素年齡；成礦系列；九嶺成礦帶；江西省

0引言

大湖塘礦集區(qū)位于江西省武寧縣西南，武寧、修水、靖安三縣交界，屬于贛西北九嶺成礦帶西北部位。近幾年來，該區(qū)的地質找礦取得了重大突破，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了相當數(shù)量可觀的大中型鎢、鉬、銅等多金屬及金、銀貴金屬礦產，尤其是2011年，世界級特大型大湖塘鎢礦在九嶺成礦帶內發(fā)現(xiàn)，探明儲量達106×104t，揭開了該帶內尋找大中型鎢鉬銅多金屬礦序幕。

本文將通過對大湖塘礦集區(qū)燕山期成巖、成礦年齡的綜合分析，并根據(jù)礦床的分布特點、產出位置、成礦時間、以及燕山期花崗巖與礦床的相關性等特征研究，力圖討論大湖塘礦集區(qū)燕山成礦階段礦床成礦系列問題。

1成礦地質背景

大湖塘礦集區(qū)地處揚子古板塊東南緣，屬于江南地塊之九嶺—障公山隆起區(qū)西部與武寧—宜豐NNE向斷裂帶北東段的交接處，其南九嶺南緣推(滑)覆拗褶帶，其北為修水—武寧滑覆拗褶帶(圖1)。

圖1　大湖塘礦集區(qū)大地構造位置略圖Fig.1　The sketch showing geotectonic position ofDahutang ore-deposit-clustered area1.揚子古板塊；2.華夏古板塊；3.萍樂結合帶；4.中新生代坳陷；5.深斷裂；6.九嶺成礦帶范圍；7.大湖塘礦集區(qū)；8.地名

區(qū)內出露地層主要為中元古界薊縣系安樂林組、宜豐(巖)組，新元古界雙橋山群(Pt3sh)、古生界及中生界有零星出露。中元古界為構造結晶基底，新元古界震旦系及其上覆地層屬于構造蓋層。

區(qū)內構造以褶皺和深大斷裂帶以及大規(guī)模的剪切走滑伸展構造為主要特征。中元古界變質巖基底為一軸向近EW向的巨型復式倒轉背斜，蓋層褶皺主要由震旦系—中三疊統(tǒng)組成。深大斷裂帶構筑成本區(qū)的基本格架，NNE向斷裂有贛江斷裂帶(鄱陽湖坳陷)、武寧—宜豐斷裂帶、湘贛邊界NNE向走滑斷裂帶，NEE-NE向深斷裂帶有宜豐—景德鎮(zhèn)斷裂帶，近EW向有修水—武寧斷裂帶；大規(guī)模走滑剪切走滑伸展構造多發(fā)育成NE-NNE向沖斷帶。

區(qū)內多期、多階段巖漿活動頻繁，中元古代晚期發(fā)生了較大規(guī)?！半p峰式”火山活動[1]，晉寧期大規(guī)模中酸性巖漿侵入形成了九嶺大型復式花崗巖基；古生代巖漿活動較弱；中新生代酸性—中酸性巖漿多次上侵。燕山期中酸性巖漿活動與本區(qū)的鎢礦、有色、稀有金屬礦產成礦密切相關。

2燕山期花崗巖年齡特征

2.1空間分布及年代格架

(1)空間分布

湖塘鎢礦集區(qū)由于晉寧期與燕山期多次、多階段構造巖漿熱事件作用的頻繁發(fā)生，區(qū)內晉寧期花崗巖大面積出露，呈巖基狀或巖瘤(巖株)狀；燕山期巖體小規(guī)模出露(圖2)。

燕山期巖漿巖的產出形態(tài)以巖瘤(巖株)、巖脈狀為主，單一個巖體出露面積約為0.01～3 km2。巖體在空間上分布于九云嶺—同安(NE)向走滑沖斷帶的伸展構造與南坪村—新安里(NNE)向構造之間，明顯地受其控制，呈NNE向帶狀展布(見圖2)。巖體具體產出的部位受近EW向構造與NE向構造兩組方向制約，如石門寺巖體受近EW向石門寺斷裂與NE向構造控制，這兩組構造交匯部位也是巖體產出部位；巖體集中分布在大湖塘礦田，如石門寺、大湖塘、獅尾洞、昆山、南坪村、大河里、茅公洞、大嶺上、東陡崖、平苗、獅子巖等地區(qū)，其南北間距2.8～4 km，東西間距1.6～3.5 km，具等間距棋盤格式展布特征。

大湖塘礦集區(qū)燕山期巖漿侵入巖體雖以巖瘤(巖株)、巖脈狀形態(tài)產出，但在深部逐漸聯(lián)為一體；在大湖塘礦田深部己證實是一個隱伏面積可達10 km2以上的大巖株，昆山礦區(qū)深部也發(fā)現(xiàn)隱伏的巖株，其在航磁、重力特征方面都有所反映。大湖塘礦集區(qū)燕山期巖漿巖體侵位于晉寧期巖體、新元古界雙橋山群中，屬于半隱伏—隱伏雜巖體。

圖2　大湖塘礦集區(qū)地質簡圖Fig.2　Geological sketch of distribution figure ofDahutang ore-deposit-clustered area1.新元古界雙橋山群；2.晉寧期花崗閃長巖；3.燕山早期花崗巖；4.正斷層；5.逆斷層；6.韌性剪切帶；7.鎢鉬礦床(點)；8.鎢鉬銅礦床(點)；9.銅鉬礦床(點)

(2)年代格架

大湖塘地區(qū)燕山期巖漿巖的年代學構架：贛西北地質隊于1984年最早采用黑云母K-Ar法測得的成巖年齡為134 Ma～143 Ma，江西省地質礦產局于1984年利用黑云母K-Ar法測得古陽寨北側的黑云母花崗巖年齡值為177 Ma，因此認為是燕山早期的產物。鐘玉芳等于2005年開展了鋯石SHRIMP U-Pb年齡測定，得出九仙塘中細粒黑云母花崗巖的年齡為151.4 Ma±2.4 Ma；林黎等于2006年獲得大湖塘礦區(qū)燕山期巖漿巖的黑云母K-Ar同位素年齡在134 Ma～150 Ma，并將燕山期巖漿活動劃分為多個階段。近期，鋯石U-Pb測年研究所得的成巖年齡為144.2 Ma±1.3 Ma[2-9]。大湖塘礦集區(qū)燕山期巖漿巖的年代地質學構架如表1所述。

表1　大湖塘礦集區(qū)燕山期花崗侵入巖地質年齡測試結果表

圖3　大湖塘礦集區(qū)巖漿巖時間分布直方圖Fig.3　The age distribution histogram ofYanshanian magma rocks in Dahutangore-deposit-clustered area

從表1不難看出，大湖塘礦集區(qū)巖漿巖活動的時間分布范圍在于130.3 Ma～151.4Ma之間，反映了主要活動時期應為早燕山期(137 Ma～205 Ma)。

依據(jù)表1數(shù)據(jù)對同位素年齡值所作的巖漿巖時間分布頻數(shù)直方圖如圖3所示。從直方圖(圖3)中可以清晰地看出，燕山早期巖漿活動頻率也不相同；在燕山早期的巖漿活動中出現(xiàn)3個活躍期(峰值區(qū))、1個低谷(平臺區(qū))和1個休寧期(零值區(qū))。3個活躍期時間段分別是130.3 Ma～134.3 Ma、140.4 Ma～144.4 Ma、146.4 Ma～151.4 Ma，其中在148.4 Ma～150.4 Ma是巖漿最為強烈活動時期。在144.4 Ma～146.4 Ma之間，巖漿活動處于休寧階段。

燕山早期巖漿活動中的3個活躍時段(130.3 Ma～134.3 Ma、140.4 Ma～144.4 Ma、146.4 Ma～151.4 Ma，)結合其活動的頻繁與強烈程度，可將燕山早期的巖漿活動粗略地劃分成三個期次，即燕山早期第三次侵入、第二次侵入、第一次侵入；不同期次活動對應的巖石單元及巖性也有所不同，其巖性為中細粒黑云母花崗斑巖、中粗粒黑云花崗斑巖及黑云母花崗斑巖和似斑狀黑云母花崗巖。

2.2成巖時代與成礦年齡關系

豐全友、張全德等于2012年采用Re-Os同位素測年獲得石門寺和獅尾洞的輝鉬礦等時線年齡為143.7 Ma±1.2 Ma(n=6，MSWD=0. 84)和140.9 Ma±3.6 Ma(n=6，MSWD =2.30)，說明其成礦時代為早白堊世。張志輝、張達等于2013年對贛北梅子坑鉬礦床進行Re-Os定年，指示該礦床的成礦時限為150 Ma±，表明其形成于晚侏羅世中晚期。大湖塘礦集區(qū)不同時期利用Re-Os同位素測得成礦年齡數(shù)據(jù)如表2所述。

表2　大湖塘礦集區(qū)輝鉬礦Re-Os同位素成礦年齡測試結果表

大湖塘礦集區(qū)Re-Os同位素成礦年齡定年結果表明，其成礦階段主要在137.3 Ma～157.68 Ma之間，主成礦期143.7 Ma～157.68 Ma之間，分別對應于燕山早期的第一次與第二次巖漿巖侵入活動。因此，不難得出大湖塘礦集區(qū)礦床的形成與燕山期巖漿巖關系十分密切，且主成礦期與燕山早期第一次侵入的中細粒黑云母花崗巖有關。

3燕山期巖漿巖成礦系列

3.1成礦系列類型的劃分

礦床的成礦系列是指一定的地質階段所形成的地質構造單元內，與一定的成礦作用有關且在一定的地質構造部位形成的不同礦種、不同類型而且有成因聯(lián)系的礦床組合。因此，礦床成礦系列是具有內在聯(lián)系的礦床自然組合(程裕淇，1976)。根據(jù)大湖塘礦集區(qū)所處的地質環(huán)境及礦床類型、礦床成因等因素，可將大湖塘礦集區(qū)成礦系列劃分為三類：北區(qū)W、Mo成礦系列；中間W、Mo、Cu、Pb、Zn；南區(qū)的Cu、Pb、Zn、Au、Ag成礦系列(圖4)。由北向南礦床種類，主要有大湖塘、東陡崖、石門寺和新安里鎢、鉬礦床；獅尾洞、獅子巖、茅公洞鎢鉬銅礦床；蓮花芯、昆山、南坪村銅鉛鋅銀礦床。

3.2成礦系列特征

(1)大湖塘—石門寺W、Mo成礦系列

礦床類型以W、Mo為主。礦床分布在空間上受九云嶺—同安(NE)向走滑沖斷帶的伸展構造與南坪村—新安里(NNE)向構造控制，并產于其內部；以大湖塘—東陡巖近EW向斷裂為界，分布于其北部。區(qū)內出露大面積晉寧期花崗巖；早燕山期巖體呈巖株或巖瘤狀零星分布，僅在北部新安里一帶呈巖席狀。礦體均產于燕山期與晉寧期花崗巖體的內外接觸帶中或受隱爆角礫巖控制產于隱爆角礫巖中，在成因上均與燕山期巖漿巖分異的流體有關。在石門寺取得的燕山期花崗斑巖同位素年齡在143.1 Ma～150.0 Ma之間，成礦年齡石門寺輝鉬礦Re-Os同位素定年在149.9 Ma～157.68 Ma之間，相當于早燕山期第一次侵入階段，即成礦與早燕山期第一次侵入的中細粒黑云母密切相關；不僅在時間上有緊密聯(lián)系，而且在空間上與早燕山期花崗巖緊密相伴產出。

圖4　大湖塘礦集區(qū)成礦系列分布圖Fig.4　Metallogenic series distribution inDahutang ore-deposit-clustered area1.新元古界雙橋山群；2.晉寧期花崗閃長巖；3.燕山早期花崗巖；4.正斷層；5.逆斷層；6.韌性剪切帶；7.鎢鉬礦床(點)；8.鎢鉬銅礦床(點)；9.銅鉬礦床(點)

(2)獅尾洞—獅子巖W、Mo、Cu、Pb、Zn成礦系列

(3)蓮花芯—昆山Cu、Pb、Zn、 Au、Ag成礦系列

礦床類型以Cu、Pb、Zn、 Au、Ag為主。礦床分布在空間上受九云嶺—同安(NE)向走滑沖斷帶的伸展構造與南坪村—新安里(NNE)向構造控制，并產于其內部；分布于獅子洞—茅公洞近EW向斷裂以南區(qū)域。區(qū)內出露新元古界雙橋山群；早燕山期巖體未見出露，但在深部鉆孔中可見及。礦床受構造控制明顯，除了南坪村礦床產出于燕山期巖株與晉寧期巖漿巖接觸帶外，其余礦床主要產于近EW向與NE向構造交匯部位；礦體圍巖為雙橋山群變質巖，礦體呈充填狀態(tài)或大脈旁側以浸染狀存在。在九仙塘、昆山取得的燕山期花崗斑巖同位素年齡在149.9 Ma～151.4 Ma之間，蓮花芯、梅子坑輝鉬礦Re-Os同位素定年在137.78 Ma～150.0 Ma之間，即成礦相當于早燕山期三次侵入階段，而成巖年齡主要是早燕山期第一次侵入巖。與北區(qū)、中間地區(qū)的成礦系列相比較，南區(qū)在成礦時間上與三次侵入均有緊密聯(lián)系，在空間上似與燕山期花崗斑巖無緊密聯(lián)系。

從大湖塘礦集區(qū)成礦系列劃分上看，區(qū)內具有“北鎢南銅”的分布模式。根據(jù)礦體產出的地質背景，北區(qū)尚具備找斑巖型與隱爆角礫巖型的礦床的潛力，中間具找浸染型礦床、斑巖型礦床的潛力，南部具找隱爆角礫巖型礦床的潛力。

4找礦問題探討

4.1地層與成礦控制問題

大湖塘礦集區(qū)以往重點是對燕山期巖體及其成礦關系進行了詳細的研究，而對南區(qū)地段的科研及地質勘查工作研究較少，其找礦工作一直沒有重大突破。

在南區(qū)主要出露以變質砂巖、板巖為主的類復理石建造的淺變質巖系——新元古界雙橋山群；雙橋山群中所含的成礦元素背景值總體偏高(表3)。從表3中可以看出，其中的Au、Pb、Zn等成礦元素的含量均超過地殼中克拉克值2.62、2.69、1.16倍，在礦集區(qū)南部主要為雙橋山群分布區(qū)，成礦元素的高背景值在有利的地質構造、巖漿巖等背景下富集成中大型礦床的可能性極大。因此，在該區(qū)應該加強對中低溫礦床系列的研究與勘查工作。

4.2燕山期巖漿巖源問題

本區(qū)礦體不僅在時間上與燕山期巖漿巖有關，在空間上也緊密相伴(南區(qū)除外)，顯然與成礦關系密切。受燕山期巖漿巖空間分布及產出特征影響，至今為止，對該巖漿巖侵入期次具體的分布情況沒有了解清楚，統(tǒng)一的認識為三次侵入為同期同源巖漿巖演化的結果，認為其源巖為地殼內巖石重熔的泥質碎屑巖結果，其花崗巖成因類型為S型，與華南高分異的S型花崗巖具有可比擬性。

從上面的巖漿巖侵入的時間上看，本區(qū)的巖漿巖侵入時間主要集中于燕山早期階段(主侵入期148.4 Ma～150.4 Ma)，而這一時期正是中國大地構造體系轉型期，由南北擠壓轉為南北拉伸的構造背景下，修—覆坳陷形成，形成深切地幔的區(qū)域性的大斷裂不是沒有可能，地幔巖漿沿著深大斷裂上升侵入，在侵入到地殼過程中，與殼內巖石發(fā)生混染形成重熔巖漿，從而最終形成燕山期花崗巖巖漿。因此，本區(qū)燕山期巖漿巖從大的構造背景分析，其成因及起源可能屬于來源于地幔的“I”型巖漿在上升侵位過程中向“S”型巖漿的進行轉換形成的混合型巖漿的結果。

表3　大湖塘礦集區(qū)雙橋山群主要成礦元素含量

對巖性特征的變化，特別是在結構構造方面，如由中細?！写至！瓢郀睢郀罨◢弾r，認為是同源同期的相帶變化關系，所以在地質填圖方面沒有將其進行詳細的分解與劃分(不僅燕山期巖體如此，就連整個區(qū)內大面積分布的九嶺晉寧期花崗巖巖基，也認為是同期同源的產物，是相帶的變化關系)。成巖時間上在第一次與第二、第三次之間，有一個休寧期，其時間間距在144.4 Ma～146.4 Ma之間，在時間出現(xiàn)了間斷，是否可以認為是不同源不同期次的巖漿侵入的結果。當然，這還需要巖石地球化學、同位素地球化學等進行佐證。

另外，區(qū)內不僅存在燕山期花崗巖，九嶺大規(guī)模的花崗巖巖基主要是晉寧期巖漿巖。晉寧期巖漿活動對成礦有無影響和聯(lián)系是極需解決的現(xiàn)實問題，結合于中國鎢、鉬礦分布特征，也是繼續(xù)尋找以鎢、鉬多金屬礦為主的礦床實現(xiàn)突破的關鍵所在[11-14]。

4.3空間構造格架對成礦的控制問題

本區(qū)礦床的分布具有等間距棋盤格式特征，受構造控制作用十分明顯，且?guī)r漿巖的分布與礦床的分布特征具一致性。這一特征表現(xiàn)在礦床分布具有地域性，如從獅尾洞、石門寺、大湖塘、昆山、南坪村、大河里、茅公洞、大嶺上、東陡崖、平苗、獅子巖等間距出現(xiàn)燕山期花崗巖分布，在其分布的小巖株的旁側一般均發(fā)現(xiàn)有大型至特大型鎢鉬礦床，礦床的分布受NE向與近EW向構造復合部位吻合較好。因此，構造復合部位+燕山期小巖株的分布“二位一體”是平面上尋找礦床的重要標志。

4.4重力異常與找礦

以往找礦主要集中于燕山期花崗巖的巖性、巖石地球化學、同位素地球化學等方面的研究，對物探異常的解譯及其與找礦效果的方面，研究不多。一個典型成功地應用重力異常找燕山期隱伏巖體的例子是大湖塘鎢礦深部找礦的突破應用。

區(qū)內燕山期巖體與晉寧期巖體在物質比重方面存在差異性，北區(qū)大湖塘地區(qū)通過使用不同的網度來篩選重力異常(使用24×24 km，16×16 km，和10×10 km網度)來分離剩余重力異常，通過對比認為使用16×16 km網度分離的剩余異常更能達到反演巖體形態(tài)的目的。巖體的物性條件說明燕山期的巖體比晉寧期巖體密度低0.09×103kg/m3，這是區(qū)別燕山期巖體與晉寧期巖體的必要條件(姚紹萍等，2013)。重力勘探為大湖塘地區(qū)發(fā)現(xiàn)隱伏斑巖型鎢鉬礦提供的有效的找礦依據(jù)。因此，加強對以往老資料的開發(fā)研究，如磁異常和重力異常等，為探查燕山期巖體的存在及基底隆起情況實屬必要。

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Study on metallogenic series of ore deposits during Yanshanian metallogenic period and discussion on ore prospecting in Dahutang ore-deposit-clustered area

WANG Xirong1,2，PAN Jiayong1，LI Shaoxia3，WANG Jiaxin1

(1.East China Institute of Technology, Nanchan 330013, China；2.GeologicalexperimentInstituteofAnhuiProvince,Hefei230001,China；3.AnhuiUniversityofScienceandTechnology,Huainan232000,Anhui,China)

Abstract：Situated in northwest Jiuling ore belt in the northwest Jiangxi province Dahutang ore-deposit-clustered area is characterized by strong Yanshanian magma intrusion and metallogenic processes. Temporal distribution of the Yanshanian magma intrusion is 130.3～151.4 Ma. 130.3～134.3 Ma，140.4～144.4 Ma，146.4～151.4 Ma and 144.4～146.4 Ma dormant. Formation of the YanShanian magmatic rocks and ore deposits is closed temporally and connected spatially. They are distributed in specific pattern. Based on distribution, location, formation time of the ore deposits and correlation between the Yanshanian granite and the deposit Dahutang area is divided into W、Mo～W、Mo、Cu、Pb、Zn～Cu、Pb 、Zn、Au、Ag, the tree deposit series from north to south thus a viewpoint of prospecting W at north and Cu at south of the area. Study should be focused on relation between Shuangqiaoshan group and ore, source of the Yanshanian magmatic rocks, the equal-distance distribution of the deposits and gravity survey in the area.

Key Words：Dahutang ore-deposit-clustered area; Yanshanian magmatic activity; isotopic age; metallogenic series; Jiuling ore belt; Jiangxi province

收稿日期：2015-09-09；改回日期：2015-11-12；責任編輯：王傳泰

作者簡介：王西榮(1970—)，男，碩士研究生，地質學專業(yè)，從事區(qū)域地質及礦產地質勘查及實驗工作。

通信地址：江西省南昌市廣蘭大道418號，東華理工大學地球科學學院；郵政編碼：330013；E-mail：735511713@qq.com

doi:10.6053/j.issn.1001-1412.2016.02.007

中圖分類號：P612，P611.1

文獻標識碼：A