相山礦田與冷水坑礦田多金屬成礦特征對(duì)比

龐文靜，陳貝貝，周濤，黃柔睿，周云云，郭福生，吳志春，謝財(cái)富

(1.江西省地質(zhì)局二六一大隊(duì)，江西 鷹潭 335001；2.江西省能源礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查研究院，江西 南昌 330103；3.東華理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，江西 南昌 330105)

0 引言

相山礦田位于江西省樂(lè)安—崇仁縣境內(nèi)，該區(qū)開展了近60年的地質(zhì)找礦工作，發(fā)現(xiàn)了20多個(gè)鈾礦床，取得了豐碩的鈾礦找礦成果，是亞洲最大的火山巖型鈾礦田。在尋找鈾礦的過(guò)程中，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了很多多金屬礦化現(xiàn)象[1-3]，如目前已勘查的項(xiàng)目成果中，相山西部的河元背—牛頭山、北部的橫澗—沙洲—馬口一帶均發(fā)現(xiàn)有較好的多金屬工業(yè)礦體，在陽(yáng)光地區(qū)和李家?guī)X地區(qū)深部鈾礦勘探過(guò)程中，均可見多金屬成細(xì)脈狀或浸染狀產(chǎn)出，但是該區(qū)多金屬礦的研究程度一直較低，也未取得多金屬的找礦突破。冷水坑鉛鋅銀礦田位于江西省貴溪市境內(nèi)，是中國(guó)重要的鉛鋅銀礦床，該礦床深部層狀礦體厚度大，品位高，規(guī)模大，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，在世界范圍內(nèi)也屬罕見[4-5]。相山礦田與冷水坑礦田在地質(zhì)背景、地層、巖漿巖、多金屬礦體特征、圍巖蝕變等方面有一定的可比性，通過(guò)對(duì)冷水坑礦田的深入分析，與相山礦田多金屬成礦進(jìn)行對(duì)比研究，以期為相山礦田的多金屬找礦提供重要的指示意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

相山礦田與冷水坑礦田僅相距約136 km，兩者在大地構(gòu)造位置上均處于揚(yáng)子板塊與華夏板塊拼接帶南側(cè)，位于華南成礦省武功山—會(huì)稽山成礦帶的撫州—饒南鈾銅鉛鋅多金屬非金屬成礦亞帶中[6-7]，區(qū)域上出露地層主要有南華系及震旦系變質(zhì)巖、下白堊統(tǒng)火山巖，巖漿活動(dòng)主要以加里東和燕山期為主。相山礦田位于區(qū)域性NE向遂川—撫州深斷裂(F8)與NNE向鷹潭—安遠(yuǎn)深斷裂(F10)的交匯部位，冷水坑礦田位于區(qū)域性NNE向鷹潭—安遠(yuǎn)大斷裂(F10)和近EW向廣豐—萍鄉(xiāng)斷裂(F6)交匯部位(圖1)，可知兩者在區(qū)域上均受NNE向鷹潭—安遠(yuǎn)斷裂(F10)控制。

圖1 相山礦田與冷水坑礦田大地構(gòu)造位置示意

2 地層特征對(duì)比

相山礦田與冷水坑礦田出露地層特征對(duì)比見表1，可知，相山礦田出露地層以中元古界變質(zhì)巖、下白堊統(tǒng)打鼓頂組和鵝湖嶺組為主，部分為下石炭統(tǒng)和上三疊統(tǒng)，礦田北西部為區(qū)域貫穿的NE向白堊系斷陷紅盆紅層沉積(圖2)。冷水坑礦田地層則以震旦系上統(tǒng)老虎塘組變質(zhì)巖、下白堊統(tǒng)打鼓頂組和鵝湖嶺組為主，部分為下石炭統(tǒng)梓山組[9-10](圖3)。對(duì)比兩者，下白堊統(tǒng)打鼓頂組、鵝湖嶺組火山巖均廣泛分布于兩者盆地中，且與成礦關(guān)系密切，基底均由元古宇和石炭系組成。

1—第四系；2—上白堊統(tǒng)南雄組；3—下白堊統(tǒng)鵝湖嶺組上段；4—下白堊統(tǒng)鵝湖嶺組下段；5—下白堊統(tǒng)打鼓頂組上段；6—下白堊統(tǒng)打鼓頂組下段；7—三疊系安源組; 8—石炭系華山嶺組；9—中元古界；10—花崗斑巖；11—花崗巖；12—斷裂構(gòu)造

1—第四系；2—下白堊統(tǒng)鵝湖嶺組；3—下白堊統(tǒng)打鼓頂組；4—石炭系梓山組；5—上震旦統(tǒng)老虎塘組；6—流紋斑巖；7—鉀長(zhǎng)花崗斑巖；8—石英正長(zhǎng)斑巖；9—含礦花崗斑巖；10—隱爆角礫巖；11—不整合界線；12—斷層；13—勘探線

表1 相山礦田與冷水坑礦田地層特征對(duì)比

3 巖漿巖特征

相山礦田主體巖石為一套由熔結(jié)凝灰?guī)r、流紋英安巖、碎斑熔巖、斑狀花崗巖、花崗斑巖組成的酸性火山—侵入雜巖體[11]，冷水坑鉛鋅銀礦田侵入巖主要以花崗斑巖(與成礦關(guān)系密切)、正長(zhǎng)花崗斑巖、流紋斑巖和石英正長(zhǎng)斑巖等為主，根據(jù)前人數(shù)據(jù)資料[11-12]，兩者在巖石地球化學(xué)特征上對(duì)比如下。

在w(SiO2)—w(K2O)圖解中,相山礦田火山—侵入雜巖都投在鉀玄巖和高鉀鈣堿性系列(圖4a)，冷水坑礦田中含礦斑巖與礦區(qū)其他巖漿巖都投在高鉀鈣堿性—鉀玄巖系列(圖4b)；在A/CNK—A/NK圖解(圖4c)中，相山礦田火山—侵入雜巖的數(shù)據(jù)主要分布在準(zhǔn)鋁質(zhì)—弱過(guò)鋁質(zhì)，個(gè)別分布在強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)區(qū)(圖4c)，冷水坑礦田含礦斑巖及其他巖漿巖主要分布在過(guò)鋁質(zhì)區(qū)(圖4d)。對(duì)比兩者，冷水坑礦田侵入巖較相山礦田侵入雜巖更加富硅、鉀、鋁。

圖4 相山礦田火山—侵入雜巖與冷水坑礦田侵入巖主元素特征對(duì)比[11-12]

相山礦田火山—侵入雜巖均具有相似的稀土元素配分曲線(圖5a)，為右傾的四分組特征曲線，表明它們有相似的巖漿物質(zhì)來(lái)源。冷水坑礦田內(nèi)各類型巖漿巖稀土元素總量從大到小大致依次為流紋斑巖、石英正長(zhǎng)斑巖、正長(zhǎng)花崗斑巖、花崗斑巖，含礦斑巖與礦區(qū)內(nèi)其他巖漿巖的稀土配分型模式相似(圖5b)，均呈明顯右傾型，具有明顯的Eu負(fù)異常，Ce異常不明顯，表明它們具有相似的巖漿演化過(guò)程，其中花崗斑巖、流紋斑巖和正長(zhǎng)花崗斑巖有強(qiáng)烈的Eu負(fù)異常，說(shuō)明這3類巖石在成巖過(guò)程中結(jié)晶分異作用明顯[13]。對(duì)比兩者，均表現(xiàn)為輕稀土富集型，但冷水坑礦田巖漿巖結(jié)晶分異作用要強(qiáng)于相山礦田。

圖5 山礦田與冷水坑礦田稀土元素配分模式[11-12]

相山礦田火山—侵入雜巖在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖上(圖6a)，各類巖石樣品曲線基本相同，表現(xiàn)為斜率較大的右傾型，總體虧損Ba、Nb、Ta、Sr、Zr、Y、Eu等，富集Rb、Th、U、Pb、Nd等[3]。冷水坑礦田微量元素配分模式基本一致，總體呈平緩的右傾型(圖6b)，總體虧損Ba、Nb、Ta、Sr、Eu等，富集Rb、Th、U、Pb、Nd、Hf等。對(duì)比兩者，微量元素特征基本相似，都屬于低Ba、Sr類型，指示物源主要為殼源[14]，巖漿巖結(jié)晶分異程度較高。

圖6 相山礦田與冷水坑礦田原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖[11-12]

4 礦體特征

根據(jù)冷水坑銀鉛鋅礦床的成礦作用與礦化特點(diǎn)的不同，礦體類型主要分為兩類，即斑巖型礦體和夾于下白堊統(tǒng)打鼓頂組和鵝湖嶺組火山巖中的層狀礦體。相山礦田鉛鋅銀礦化也可分為兩類，一類是與花崗斑巖關(guān)系密切，礦化產(chǎn)于花崗斑巖接觸帶附近，如相山北部馬口—沙洲地區(qū)和相山西部李家?guī)X地區(qū)發(fā)現(xiàn)的鉛鋅銀礦化，且李家?guī)X鉆孔資料顯示，往深部多金屬礦化有富集的趨勢(shì)，與冷水坑的斑巖型礦體有著相似的礦化特征；另一類是脈型礦化，如牛頭山地區(qū)深部鉆孔揭露，主要以裂隙構(gòu)造充填為主，具有明顯的構(gòu)造控礦特征，在巖性界面的復(fù)合部位礦化越富集。相山牛頭山鉛鋅銀礦體與冷水坑鉛鋅銀礦體特對(duì)比見表2。具體特征如下：

表2 相山鉛鋅礦體與冷水坑礦體類型及其特征對(duì)比

1)相山礦田牛頭山鉛鋅銀礦體：鉛鋅銀礦化產(chǎn)于河元背—小陂斷裂構(gòu)造的兩側(cè)(圖7)，鉛鋅礦化脈賦存于流紋英安巖、碎斑熔巖中，主要以脈狀充填于構(gòu)造裂隙中，基本上呈平行展布，礦石品位較富，脈寬0.5～4 cm。在河元背—小陂斷裂與碎斑熔巖和流紋英安巖接觸面附近復(fù)合部位礦化較富集。

1—下白堊統(tǒng)鵝湖嶺組上段；2—下白堊統(tǒng)打鼓頂組上段；3—下白堊統(tǒng)打鼓頂組下段；4—中元古界；5—施工的鉆孔；6—多金屬蝕變范圍；7—多金屬礦體

2)冷水坑礦田斑巖型礦體：冷水坑礦田斑巖型礦體以銀鉛鋅礦體為主，礦體產(chǎn)于花崗斑巖主體帶、前緣帶、接觸帶附近，呈規(guī)則透鏡狀；有的產(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。礦體沿賦礦巖體中心向邊部的內(nèi)外接觸帶依次產(chǎn)出絹云母化—綠泥石化帶中的銅礦體、碳酸鹽化—絹云母化—硅化帶中的鉛鋅礦體和碳酸鹽化—絹云母化帶中的銀礦體[6]。

3)冷水坑礦田層控疊生型礦體：冷水坑礦田層控疊生型礦由下白堊統(tǒng)打鼓頂組、鵝湖嶺組中的含鐵錳碳酸鹽巖層，經(jīng)后期成礦熱液交代疊加而成，礦體呈層狀、似層狀，局部呈透鏡狀(圖8)，該套含礦層位巖石組分為凝灰質(zhì)粉砂巖、沉凝灰?guī)r夾鐵錳碳酸鹽巖、白云巖、硅灰?guī)r等。銀鉛鋅礦體受到火山沉積層位及層間破碎帶的控制明顯，礦體與火山沉積層位的產(chǎn)狀基本一致，礦化作用的強(qiáng)弱與花崗斑巖的空間關(guān)系密切，距離越近礦化越強(qiáng)[15]。

1—下白堊統(tǒng)鵝湖嶺組；2—下白堊統(tǒng)打鼓頂組；3—震旦系老虎塘組；4—花崗斑巖；5—流紋斑巖；6—層狀鉛鋅銀礦體；7—斑巖型礦體；8—推測(cè)斷層

5 圍巖蝕變特征

冷水坑礦田圍巖蝕變豐富多樣，分布廣泛，綠泥石化、絹云母化、硅化和碳酸鹽化普遍發(fā)育于斑巖礦體及圍巖中，但層狀礦體遠(yuǎn)離斑巖體部位熱液蝕變現(xiàn)象不明顯，只有局部弱硅化和絹云母化，僅有鐵錳碳酸鹽重結(jié)晶和轉(zhuǎn)變成磁鐵礦的現(xiàn)象于層狀礦體靠近斑巖體部位發(fā)育[16]。蝕變特點(diǎn)如下：綠泥石化主要分布于含礦斑巖體中心部位，巖體邊部和靠近巖體的圍巖局部可見，屬面型蝕變，另外，在一些構(gòu)造裂隙中也見綠泥石化，其主要為不規(guī)則網(wǎng)脈狀產(chǎn)出，與礦化關(guān)系比較密切，往往在礦體或礦化體邊部有綠泥石化出現(xiàn)。絹云母化發(fā)育于含礦斑巖體的內(nèi)外接觸帶及層狀礦體圍巖晶屑凝灰?guī)r中，以巖體的上部尤其強(qiáng)烈，屬面型蝕變。碳酸鹽化分布廣泛，呈面型發(fā)育，發(fā)育在含礦斑巖體及火山碎屑巖中，鐵錳碳酸鹽礦物及方解石等為主要蝕變礦物。硅化蝕變主要分布在花崗斑巖體內(nèi)及火山碎屑巖、層狀礦體內(nèi)，多伴隨絹云母化等蝕變產(chǎn)出。

相山礦田含礦圍巖蝕變種類較多，分布廣、規(guī)模大，且有不同蝕變相互疊加的特點(diǎn)，發(fā)育有絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化、黃鐵礦化、硅化，與冷水坑礦田圍巖蝕變類型基本一致，蝕變特點(diǎn)如下：綠泥石呈星點(diǎn)狀交代火成巖中的基質(zhì)及長(zhǎng)石、黑云母,或呈不規(guī)則的網(wǎng)脈狀、細(xì)脈狀、團(tuán)狀充填和膠結(jié)于巖石微裂隙中呈黃綠色。碳酸鹽化主要為方解石化，多以方解石細(xì)脈充填于構(gòu)造裂隙中，常伴有金屬硫化物礦化，屬礦區(qū)蝕變最晚階段產(chǎn)物。硅化形成他形粒狀石英，結(jié)晶程度較低，主要表現(xiàn)在淺灰色石英細(xì)脈充填于構(gòu)造裂隙中，或與鉛鋅礦化裂隙交結(jié)在一起。黃鐵礦化主要表現(xiàn)為沿礦體及其頂?shù)装鍑鷰r呈浸染狀、細(xì)脈狀產(chǎn)出，呈他形粒狀少數(shù)為立方體與方鉛礦、閃鋅礦等相伴生，在構(gòu)造裂隙面或近地表常氧化形成褐鐵礦。

6 相山礦田與冷水坑礦田對(duì)比的啟發(fā)

通過(guò)相山礦田與冷水坑鉛鋅銀礦田在區(qū)域地質(zhì)背景、地層、巖漿巖(主量元素、稀土元素、微量元素等地球化學(xué)特征)、礦體特征、圍巖蝕變等成礦地質(zhì)條件的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩者具有非常相似的成礦地質(zhì)條件，物質(zhì)上具有相同來(lái)源，暗示冷水坑礦田與相山礦田在多金屬成礦作用上存在相同特征，在找礦方向和找礦思路上具備可借鑒性。在成礦特點(diǎn)上冷水坑斑巖型礦床主要與小巖體關(guān)系密切，而不是大規(guī)模的巖體；相山礦田西部牛頭山地區(qū)、北部沙洲—馬口一帶地表和深部均發(fā)現(xiàn)有小巖體，其中牛頭山地區(qū)ZK26-101單孔估算鉛鋅資源量達(dá)22 000 t、銀資源63.8 t，沙洲地區(qū)伴生鉛資源量達(dá)13 000 t，已顯示了該區(qū)較好的多金屬找礦潛力，下一步應(yīng)根據(jù)冷水坑的成礦模式圍繞著區(qū)內(nèi)的小巖體尋找斑巖型的多金屬礦。冷水坑礦田最早發(fā)現(xiàn)的也是脈型礦體，經(jīng)進(jìn)一步勘探不僅發(fā)現(xiàn)了斑巖型礦體，更發(fā)現(xiàn)了層控疊生型礦體，礦體品位高、厚度大、產(chǎn)狀穩(wěn)定，產(chǎn)于下白堊統(tǒng)打鼓頂組凝灰質(zhì)粉砂巖、沉凝灰?guī)r一套地層中，與相山礦田K1d1地層巖石特征相似。在相山礦田實(shí)施的地質(zhì)勘探工作中，也發(fā)現(xiàn)深部有十至數(shù)十米的硅化破碎帶，由于構(gòu)造活動(dòng)導(dǎo)致巖石磨碎，裂隙發(fā)育，充填石英或碳酸鹽，類似這類構(gòu)造若存在成礦流體通過(guò)，就可能形成類似冷水坑層控型的高品位礦體，而以往相山找鈾礦的工作中，一般注重K1e2和K1d2層位的找礦工作，大多數(shù)鉆孔施工到K1d1即停止施工了，對(duì)K1d1層位的多金屬礦化情況探索較少，所以在相山礦田下一步的多金屬找礦中，應(yīng)研究打鼓嶺組上段的凝灰?guī)r中是否存在形成層控型多金屬礦體的地質(zhì)條件，若有發(fā)現(xiàn)，有望取得相山多金屬礦找礦的重大突破。

7 結(jié)論

1)相山礦田與冷水坑礦田同處撫州—饒南鈾銅鉛鋅多金屬非金屬成礦亞帶中，具有相似的主體巖性，均由下白堊統(tǒng)鵝湖嶺組與打鼓頂組的火山巖系列組成。

2)兩者巖漿巖具有相似的地球化學(xué)特征，均表現(xiàn)為高鉀鈣堿性—鉀玄巖系列，準(zhǔn)鋁質(zhì)—弱過(guò)鋁質(zhì)特點(diǎn)，冷水坑礦田相對(duì)更加富硅、鉀、鋁；稀土元素配分曲線、微量元素蛛網(wǎng)圖特點(diǎn)相似，明顯右傾，表現(xiàn)為輕稀土富集型，Eu明顯虧損，屬于低Ba、Sr類型，指示物源主要為殼源，巖漿巖結(jié)晶分異程度較高，但是冷水坑礦田巖漿演化過(guò)程中斜長(zhǎng)石結(jié)晶分異結(jié)晶作用相對(duì)強(qiáng)于相山礦田。

3)相山礦田已發(fā)現(xiàn)的多金屬礦體主要為脈型礦體，冷水坑礦田主要以斑巖型礦體、層控疊生型礦體為主，冷水坑多金屬成礦年齡早于相山礦田；圍巖蝕變均以綠泥石化、絹云母化、硅化、碳酸鹽化為主。

4)認(rèn)為相山礦田下一步應(yīng)圍繞著小巖體尋找斑巖型多金屬礦，在K1d1層位尋找層控疊生型多金屬礦。