江西東鄉(xiāng)楓林銅礦成因探討

蔡啟華，許世龍＊，周 鵬

（1.江西有色地質(zhì)勘查一隊，江西 鷹潭 335000；2.江西銅業(yè)集團(tuán)東同礦業(yè)有限責(zé)任公司，江西 撫州 331800）

東鄉(xiāng)銅礦床位于萬年逆沖推覆體前緣贛東北北東向深斷裂帶南西部，上饒坳陷西部，南臨撫州斷陷紅盆地[1]。前人對東鄉(xiāng)銅礦成因做過諸多研究，花友仁等提出東鄉(xiāng)銅礦為火山熱泉沉積礦床[2]；顧連興、徐克勤等提出東鄉(xiāng)銅礦為海西期-印支期斷裂帶的塊狀硫化物礦床[3]；中南大學(xué)與江西有色地質(zhì)勘查局認(rèn)為東鄉(xiāng)銅礦以噴流沉積礦床為主，經(jīng)后期疊加改造富集而成[4]；歐陽學(xué)財、狄永軍等提出東鄉(xiāng)銅礦為巖漿熱液型礦床[5]；毛景文等把東鄉(xiāng)銅礦劃分為斑巖型-矽卡巖-熱液脈型銅礦床一類[6]。本文通過對礦石、斑巖型礦體特征研究，結(jié)合前人的研究成果，探討礦床成因。

1 成礦背景

東鄉(xiāng)銅礦床位于欽杭結(jié)合帶東北部，成礦區(qū)隸屬欽（州）-杭（州）成礦帶贛中區(qū)段東鄉(xiāng)-上饒金銅礦聚集區(qū)。欽杭結(jié)合帶在中晚侏羅世強(qiáng)烈活動，沿該帶分布有一系列銅多金屬礦產(chǎn)，構(gòu)成罕見板內(nèi)多金屬成礦帶，是華南地區(qū)最重要的銅多金屬成礦帶[6]。

區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)育，贛東北、萍鄉(xiāng)-廣豐深斷裂帶，均屬殼幔深斷裂帶，具切割深度大、延長遠(yuǎn)、活動時間長等特點(diǎn)，控制著地層和巖體的展布。區(qū)域巖漿活動頻繁、多期次活動、持續(xù)時間長，自晉寧期至燕山期均有巖漿活動。巖漿活動有殼源、幔源以及殼?；煸?，巖石類型從酸性至超基性均有，巖漿侵入深度為超淺成、淺成至深成[7]。

2 礦區(qū)概況

礦區(qū)出露地層以新元古界萬年群和晚古生界石炭系為主，南部斷陷紅盆地中為上白堊統(tǒng)紅色碎屑巖層。石炭系與萬年群呈角度不整合或斷層接觸，黃龍組下段為賦礦層位。區(qū)內(nèi)燕山期中酸性脈巖分布較廣，主要以花崗斑巖為主，其次為花崗閃長斑巖及英安巖。產(chǎn)出受地層和斷裂雙重制約，顯示個數(shù)多、分布廣、規(guī)模不大等特點(diǎn)。區(qū)內(nèi)主要斷裂構(gòu)造有三組：東西構(gòu)造發(fā)育于北部萬年群中；北東向構(gòu)造較發(fā)育，規(guī)模大，早壓扭后張扭，其中F1斷層規(guī)模最大，長3500m，斜長大于1000m，明顯控制銅硫、鎢、鐵礦體及脈巖分布[1]。北西向構(gòu)造使地層和礦體呈波狀起伏，部分?jǐn)嗔焉?、下盤有數(shù)米至30m水平位移。

3 礦床地質(zhì)

3.1 礦體特征

礦區(qū)由6個銅礦體、5個硫礦體、4個鐵礦體和8個鎢礦體組成。均分布在東西長2600m、南北寬400m，面積約1km2內(nèi)。除了部分鐵礦體、鎢礦體出露地表之外，所有原生銅礦體均未出露地表。銅礦體以Ⅰ號、Ⅴ號、Ⅶ號礦體為主，其中Ⅴ礦體為規(guī)模最大的原生礦體，占全區(qū)儲量的51%。Ⅰ號礦體全長1100m，傾斜300m，傾角35°～40°，深部產(chǎn)狀較陡，厚度2m～10m，最厚20m，平均5.35m，傾斜厚度變化較大。Ⅴ號礦體全長1460m，傾斜500m，傾角40°～45°，厚度10m～30m，最厚62m，平均14.7m，礦體見膨大縮小，尖再現(xiàn)。Ⅶ號礦體全長350m，傾斜450m，傾角20°～30°，最厚90m，平均20m，礦體呈扁豆?fàn)頪9]。

3.2 礦石特征

區(qū)內(nèi)銅礦石分原生硫化礦石（黃銅黃鐵礦石）以Ⅴ號、Ⅶ號礦體為代表，次生硫化礦石以Ⅰ號礦體為代表兩大類。礦石礦物以黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦、黃鐵礦、膠黃鐵礦、蘭輝銅礦為主，脈石礦物以石英、菱鐵礦、方解石、綠泥石為主。礦石結(jié)構(gòu)有同生、顯微粒狀、生物、晶粒狀、交代殘余（圖1a）及壓碎結(jié)構(gòu)等，礦石構(gòu)造有紋層狀（圖1g、h）、條帶狀、浸染狀、塊狀、脈狀構(gòu)造（圖1f）等。

鏡下可見石英-黃鐵礦脈切穿團(tuán)塊狀黃鐵礦、石英或方解石脈切穿團(tuán)塊狀黃鐵礦或黃銅礦[5]，后期黃鐵礦脈切穿早期條帶狀黃鐵礦（圖1b），硅化石英-硫化物脈充填于石英砂巖中（圖1c）。肉眼可見礦石中后期黃銅礦脈充填于早期的膠黃鐵礦中，部分膠黃鐵礦呈殘余孤島狀、小團(tuán)塊狀（圖2d）。后期脈體穿插的微觀特征，顯示了熱液活動跡象。礦石具定向變晶結(jié)構(gòu)，條帶狀構(gòu)造，黃鐵礦、黃銅礦被壓扁拉長且具定向特征，一定程度上顯示了被構(gòu)造改造的特征（圖1e）。

圖1 東鄉(xiāng)巖礦石組構(gòu)圖

3.3 圍巖蝕變

區(qū)內(nèi)圍巖蝕變普遍，與銅有關(guān)的蝕變主要為硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化。區(qū)內(nèi)賦礦層位的蝕變，是由熱液上升作用所致[10]。近年在Ⅴ號礦體圍巖中發(fā)現(xiàn)了黃鐵絹英巖化（圖1d），由礦體向圍巖蝕變由強(qiáng)變?nèi)?，該蝕變的發(fā)現(xiàn)說明熱液與圍巖發(fā)生接觸交代作用，顯示成礦作用與熱液有關(guān)。

4 成因探討

區(qū)內(nèi)成礦物質(zhì)主要來源于石炭系含礦建造及具殼?；烊艿暮Ｏ嗷鹕匠练e及淺成-超淺成巖漿侵入體，其中下石炭統(tǒng)黃龍組（含原梓山組上段）是銅多金屬重要含礦層位[7，11]，同時沿深大斷裂上侵的中酸性巖漿帶來了大量的成礦物質(zhì)[5]。

4.1 石炭系含礦建造

區(qū)內(nèi)礦體產(chǎn)于石炭系黃龍組（原壺天群）下段，層內(nèi)發(fā)育薄層狀流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、流紋質(zhì)英安巖、凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r及凝灰質(zhì)砂巖，光譜分析顯示，火山巖中Cu、Pb、Zn、WO、Sn、Mo、Ag元素豐度較高，其中Cu、Sn、Mo元素含量高于各類沉積巖十倍（表1）。礦體形態(tài)呈互層狀、紋層狀、條帶狀，且與上、下地層平行分布，經(jīng)構(gòu)造作用產(chǎn)生同生同斜褶皺，顯示了成礦的同生沉積作用[2，8，12]。

表1 楓林礦區(qū)沉積巖中成礦元素豐度表（據(jù)參考文獻(xiàn)2）

4.2 中酸性巖侵入

區(qū)內(nèi)發(fā)育有花崗斑巖、花崗閃長斑巖及英安巖，其中以花崗斑巖為主，花崗斑巖成巖年齡（U-Pb）為156.4±1.5Ma～161±1.0Ma，侵入時代為中生代燕山早期。其來源于地幔并有地殼物質(zhì)的同化混染（殼?；煸矗裥突◢彴邘r體，形成于碰撞構(gòu)造環(huán)境[6，10]。

巖體主要呈小巖株、巖瘤、巖脈產(chǎn)出，普遍沿層間斷裂構(gòu)造及不整合接觸帶侵入，巖脈產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致。巖體與圍巖接觸帶上常見絹云母化、泥化、高嶺土化、黃鐵礦化、黃銅礦化等，其中黃鐵礦、黃銅礦主要呈細(xì)脈浸染狀分布，礦化強(qiáng)地段形成工業(yè)礦體。在礦區(qū)19線～67線坑內(nèi)鉆孔中發(fā)現(xiàn)厚度2.2m～24m的黃鐵、黃銅礦化花崗斑巖，在統(tǒng)計的9個鉆孔中，有7個鉆孔見工業(yè)斑巖型礦體，厚度1.10m～7.32m，平均品位Cu0.43%～1.16%，S7.31%～35.64%（表2），斑巖型礦體緊貼砂巖型礦體或在其上、下盤附近?；◢彴邘r中見黃鐵礦、黃銅礦呈細(xì)脈浸染狀分布，脈體軸夾角45°左右，并伴有絹云母化、綠泥石化等蝕變。

花崗斑巖及礦石的稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化配分模式顯示，花崗斑巖的輕稀土元素較富集，重稀土元素較虧損，而礦石（塊狀黃鐵礦）富集輕稀土元素，重稀土元素曲線部分趨于平緩，兩者的稀土元素配分具有相似性[10]（圖2）。區(qū)內(nèi)發(fā)育的斑巖型礦體及花崗斑巖與礦石稀土元素的相似性，表明花崗斑巖對礦床的形成具有重要貢獻(xiàn)。

表2 斑巖型礦體統(tǒng)計表

圖2 東鄉(xiāng)花崗斑巖、礦石稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖（據(jù)參考文獻(xiàn)10）

毛景文等[6]將東鄉(xiāng)銅礦劃分為中晚侏羅世斑巖-矽卡巖-熱液脈狀銅多金屬礦床成礦亞系列，系統(tǒng)總結(jié)了欽杭結(jié)合帶與殼?；煸葱椭兴嵝詭r漿有關(guān)的礦床類型，豐富了“多位一體”礦床找礦認(rèn)識。前人建立了與Ⅰ型斑巖有關(guān)的“多位一體”銅礦床模式[1]。

4.3 成礦流體

欽杭結(jié)合帶在江西境內(nèi)深大斷裂密集發(fā)育，深斷裂帶多為北東、北北東向，東鄉(xiāng)銅礦正處于贛東北深斷裂和萍鄉(xiāng)-廣豐深大斷裂的交匯處，是斑巖體與成礦流體的通道。

礦區(qū)花崗斑巖和各類銅鎢鐵礦石氧同位素顯示礦床含礦流體為巖漿水、海水和大氣降水的混合流體[1]，表明礦床是由多種成礦作用相互疊加所致。

5 結(jié)語

本文闡述了東鄉(xiāng)銅礦成礦地質(zhì)背景，運(yùn)用“多位一體”成礦理論，通過對礦石特征、石炭系地層成礦元素豐度、花崗斑巖體的賦礦特征及稀土配分模式和成礦流體等方面的綜合研究表明，石炭系海相火山巖提供了部分成礦物質(zhì)，經(jīng)過構(gòu)造作用改造，在Ⅰ型含銅花崗斑巖體的疊加成礦等作用下，形成了就位于石炭系層間破碎帶以似層狀銅硫礦體為主，花崗斑巖型礦體次之的“多位一體”銅礦床。

運(yùn)用該模式將進(jìn)一步拓寬東鄉(xiāng)銅礦深部找礦空間，以期找到更具規(guī)模的斑巖型礦體。