江西龍頭崗銅鋅礦地質(zhì)特征及成礦機(jī)理研究

陳隆輝，熊光強(qiáng)

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局物化探大隊(duì)，江西 南昌 330009）

江西龍頭崗銅鋅礦中主要包含的金屬元素為銅元素和鋅元素，同時還含有多個含有銅元素、鉬元素、鐵元素等多金屬礦床。該礦區(qū)所處地理位置為華夏板塊北武夷凸起部分，同時該礦區(qū)也是近幾年來發(fā)現(xiàn)的規(guī)模最大，并且潛力較高的礦床之一[1]。截止到目前為止，該礦區(qū)范圍內(nèi)已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的銅元素礦石的儲量超過7千噸，金屬元素的平均品位在1.2%～1.6%范圍內(nèi)，鋅元素礦石的儲量約為6千噸，金屬元素的平均品位在1.8%～2.1%范圍內(nèi)。該區(qū)域范圍內(nèi)，對礦床的形成進(jìn)行深度分析，經(jīng)過有關(guān)地質(zhì)調(diào)查反饋數(shù)據(jù)可知，此礦床的形成主要受到區(qū)域地質(zhì)巖漿劇烈活動的影響而形成，在形成的礦床中，地層中含有豐度較高的金屬元素，礦產(chǎn)資源含量排在第二的地層為青白口系周潭巖組[2]。該區(qū)域礦床最早發(fā)現(xiàn)在2009年，隨著相關(guān)領(lǐng)域研究人員的不斷深入探究，已經(jīng)得出了如下研究結(jié)果：在江西龍頭崗銅鋅礦區(qū)范圍內(nèi)，出露的三類巖體的形成時間均是在侏羅紀(jì)時期。通過對該區(qū)域內(nèi)的元素進(jìn)行分析得出，礦區(qū)內(nèi)的巖漿最早起源于元古代地殼，通過硫元素和銅元素的同位素分析結(jié)果進(jìn)一步得出，該區(qū)域銅鋅礦中的硫元素具有深源巖漿硫的基本特征，形成礦床的物質(zhì)具有明顯的殼幔混源特點(diǎn)。為了進(jìn)一步探究該區(qū)域礦床的特點(diǎn)，為未來該區(qū)域找礦提供參考，本文開展江西龍頭崗銅鋅礦地質(zhì)特征及成礦機(jī)理研究。

1 江西龍頭崗銅鋅礦地質(zhì)特征

1.1 礦體地質(zhì)特征

在江西龍頭崗銅鋅礦區(qū)域內(nèi)，發(fā)展的具有一定規(guī)模以及一定品位的銅鋅礦體共12條，其礦體整體形態(tài)均呈現(xiàn)出脈狀，并且大部分礦體均形成在中二疊系下拉組地層以及其相應(yīng)的構(gòu)造破碎帶當(dāng)中，部分含有少量礦產(chǎn)資源的礦體分布在侵入巖以及周圍圍巖的接觸帶結(jié)構(gòu)中[3]。同時，該區(qū)域內(nèi)富礦巖石的主要分為角巖及強(qiáng)蝕變花崗斑巖，部分含有少量的變石英砂巖。在江西龍頭崗銅鋅礦整個區(qū)域范圍內(nèi)，礦體的規(guī)模不同，最小的礦體厚度小于1m，沿走向方向的延伸長度小于40m；最大的礦體厚度超過25m，沿走向方向的延伸長度超過750m。在礦區(qū)范圍內(nèi)，富含銅金屬礦物元素和鋅金屬礦物元素的礦體主要集中分布在礦區(qū)中部以及中部偏西，并且礦產(chǎn)資源分布十分集中，各類含金屬元素的礦體均呈脈狀產(chǎn)出，并且基本位于構(gòu)造破碎帶內(nèi)。這一區(qū)域范圍內(nèi)的礦體展布方向具有明顯的特征，并且其主要受到構(gòu)造及侵入巖體的控制和影響。在該礦區(qū)西側(cè)區(qū)域內(nèi)的礦體產(chǎn)狀變化相對較大，其產(chǎn)狀在10°～55°∠25°～60°內(nèi)，礦體均呈現(xiàn)出明顯的脈狀形態(tài)。在該礦體中，其底板圍巖為蝕變花崗斑巖，頂板圍巖為角巖，礦體南北走向長為268m，東西走向長為72m，平均厚度為1.42m。在該礦區(qū)南側(cè)區(qū)域內(nèi)的礦體為脈狀產(chǎn)出，沿?cái)鄬臃植汲尸F(xiàn)出波狀起伏，并且產(chǎn)狀變化較大，在300°～320°∠35°～65°范圍內(nèi)，主要產(chǎn)于斷裂帶的西北側(cè)，礦體的圍巖均為外接觸帶角巖結(jié)構(gòu)，礦體長度650m，厚度約為10.42m。

1.2 礦石質(zhì)量

在江西龍頭崗銅鋅礦床當(dāng)中，含有較多已呈現(xiàn)角巖化反應(yīng)的矽卡巖礦石，礦石主要由CaFe[Si2O6]與透閃石構(gòu)成，為了進(jìn)一步掌握此區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化趨勢，對其成礦的四個階段進(jìn)行描述。圖1為各個階段礦石生成量參照圖。

圖1 各個階段礦石生成量參照圖

從圖1參照圖可以看出，在I段主要形成的礦石為Mg3Al2（SiO4）3與Mn3Al2（SiO4）3，采用顯微鏡對其進(jìn)行進(jìn)一步的觀察可以看出，此種結(jié)構(gòu)的呈現(xiàn)一種環(huán)帶賦存方式。在II段，主要形成的礦石為陽起石。通過顯微鏡對和陽起石觀察發(fā)現(xiàn)，形成時期較晚的陽起石，呈現(xiàn)出明顯的葉片狀集合體結(jié)構(gòu)。在III段，形成的主要礦石為石英和黃鐵礦等各類金屬硫化物，在顯微鏡下該階段礦石整體呈現(xiàn)出典型的交代結(jié)構(gòu)。在IV段主要形成的礦物為石英，但與前一階段相比生成量明顯降低。

1.3 礦化蝕變帶劃分及分布特征

針對江西龍頭崗銅鋅礦區(qū)域內(nèi)的礦化蝕變帶劃分情況分析得出，礦帶出現(xiàn)蝕變現(xiàn)象，主要是由于其中出現(xiàn)了新生代礦產(chǎn)資源，并且集成的礦物質(zhì)基本由新生礦物質(zhì)構(gòu)成，屬于一個相同的礦物組。對形成的組合礦進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，礦帶基本沒有交代蝕變與異?，F(xiàn)象發(fā)生，所有礦類物質(zhì)的形成均屬于同一時期形成的，且所有的礦體均具有顯著的變晶特點(diǎn)，例如在該礦區(qū)的矽卡巖結(jié)構(gòu)上，這一特征十分明顯。矽卡巖的形成過程如圖2所示。

圖2 江西龍頭崗銅鋅礦區(qū)矽卡巖形成過程示意圖

從江西龍頭崗銅鋅礦區(qū)矽卡巖形成過程示意圖可以看出，在江西龍頭崗銅鋅礦中，巖漿巖內(nèi)含有大量硅元素、鋁元素，這一部分物質(zhì)在礦山運(yùn)動過程中逐漸向灰?guī)r擴(kuò)散，而在灰?guī)r當(dāng)中含有的大量鈣元素也逐漸向巖漿巖擴(kuò)散，進(jìn)而在兩種結(jié)構(gòu)的接觸面上，逐漸形成外矽卡巖帶，而這一結(jié)構(gòu)也是礦化蝕變帶的主要區(qū)域。除此之外，江西龍頭崗銅鋅礦當(dāng)中圍巖蝕變較強(qiáng)，并且分布類型十分廣泛，蝕變類型除了包括云母化蝕變以外，表現(xiàn)明顯的蝕變還包括綠泥石化蝕變和白云母化蝕變類型，其中第一種蝕變類型最為普遍，在整個礦區(qū)當(dāng)中均可見到。其他蝕變類型與第一種蝕變類型相比，發(fā)育程度較差，并且在分布上存在一定局限性問題。在礦體分布區(qū)域范圍內(nèi)，與礦化關(guān)系更為密切的蝕變?yōu)楣杌⑻妓猁}化，其中硅化形成的主要原因從圖2可以看出。在江西龍頭崗銅鋅礦區(qū)域內(nèi)，礦化主要分布在灰?guī)r、巖漿巖、角巖等區(qū)域內(nèi)，礦化組合類型基本可以分為方銅礦化、閃鋅礦化。

2 成礦機(jī)理

在江西龍頭崗銅鋅礦區(qū)范圍內(nèi)，銅鋅礦體大多賦存在熱液蝕變的灰?guī)r、巖漿巖當(dāng)中，部分賦存在強(qiáng)蝕變的石英砂巖當(dāng)中，賦礦巖石主要包括角巖、強(qiáng)蝕變花崗巖和少量變石英砂巖當(dāng)中。其中集成了大量的Cu金屬元素與Zn金屬元素的礦帶，以斷裂帶的方式賦存在區(qū)域內(nèi)，礦體的發(fā)育在一定程度上受到地區(qū)入侵巖石的影響與干預(yù)，整體呈現(xiàn)出脈狀產(chǎn)出結(jié)構(gòu)。通過對該區(qū)域內(nèi)的礦石地質(zhì)特征分析得出，該礦區(qū)脈狀結(jié)構(gòu)周圍形成的礦體均屬于巖漿熱液影響所致，因此，在對巖漿演化過程的分析過程中，應(yīng)明確其演化行為會直接造成礦體超臨界流體而分離的現(xiàn)象產(chǎn)生。當(dāng)溫度逐漸降低，熱巖漿呈現(xiàn)一種冷卻狀態(tài)，當(dāng)達(dá)到礦體的凝固點(diǎn)時，巖漿呈現(xiàn)固化狀態(tài)。在此過程中，熱液會從巖漿當(dāng)中分離。分離后的金屬礦物質(zhì)在區(qū)域內(nèi)大多以組合礦或礦體氧化物的方式存儲，此種現(xiàn)象對于后期礦產(chǎn)資源開發(fā)和開采而言，更容易進(jìn)行搬運(yùn)。在巖漿熱液的作用下，在中溫和中深的條件中，礦體當(dāng)中賦存的硫化物會逐漸聚集，并逐漸向著構(gòu)造裂隙方向移動，在此過程中，礦區(qū)的圍巖結(jié)構(gòu)可與巖漿熱液快速發(fā)生反應(yīng)，并中和熱液中的酸性物質(zhì)，當(dāng)中和后巖漿熱液的酸堿度適中后，礦體發(fā)生沉積并形成附著在圍巖上的礦帶。在發(fā)生沉淀時，倘若熱液的溫度可滿足地質(zhì)結(jié)構(gòu)遷移需求，其中的礦化物質(zhì)與成礦物質(zhì)活動將異?；钴S，此種現(xiàn)象更加有助于對礦產(chǎn)資源的形成。當(dāng)熱液在圍巖縫隙中移動時，會沿巖石裂縫發(fā)展方向會逐漸形成礦產(chǎn)資源賦存區(qū)域，形成矽卡巖型接觸交代銅鋅礦床。

3 結(jié)語

本文通過對江西龍頭崗銅鋅礦的地質(zhì)特征以及成礦機(jī)理進(jìn)行深入分析得出，該礦區(qū)內(nèi)礦床形成的主要過程分為四個階段，并且在四個階段其賦存的礦石種類不同。根據(jù)該礦床區(qū)域內(nèi)的成礦流體分析明確得出該礦床當(dāng)中銅金屬元素和鋅金屬元素成礦物質(zhì)大量沉淀主要受到成礦流體沸騰機(jī)制的影響。綜合該礦區(qū)礦化蝕變帶分布特征以及礦石特征，結(jié)合成礦機(jī)理能夠?yàn)楹罄m(xù)該區(qū)域內(nèi)找礦提供更加有力的勘查依據(jù)。同時，在后續(xù)的研究中，還將結(jié)合物探、化探等多種探測手段，針對該區(qū)域礦床的礦產(chǎn)資源賦存情況進(jìn)行進(jìn)一步探究，為該區(qū)域找礦以及該區(qū)域地質(zhì)研究提供幫助。