景德鎮朱溪銅鎢多金屬礦床地質特征及成礦機制

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(江西省地質礦產勘查開發局九一二大隊，江西 鷹潭 335001)

0 引 言

朱溪銅鎢多金屬礦床距景德鎮市約30 km。由于該礦床埋藏深，21世紀前，受當時的勘查技術、經濟條件等因素所限，區內勘探深度較小，勘探工作一直停滯不前，科研工作也相對較少，僅徐良國等(1984)對朱溪礦區礦體及礦石特征作過簡要概述，并指出其屬于疊生成礦作用。進入21世紀，隨著朱溪銅鎢多金屬礦床找礦工作取得重大突破，該礦床的科研工作也得到極大的重視。何細榮等(2011)探討了朱溪地區找礦方向，并指出該地區具有找尋矽卡巖型、斑巖型、破碎帶型及層狀多金屬礦床的潛力；陳國華等(2012)在對成礦地質背景、礦床地質特征分析的基礎上，從礦源層、構造、巖漿巖、接觸界面、層間裂隙等方面詳細分析了其成礦條件；邱萍等(2013)和劉建光等(2013)則在礦床地質特征、礦化規律及礦床成因概述的基礎上，指出朱溪白鎢礦床的發現對塔前—賦春地區的找礦工作具有重大意義；蘇曉云等(2013)通過對42號勘探線3個鉆孔化學分析樣進行成礦元素測試，總結了成礦元素在垂向上的富集規律；張誠等(2014)簡要總結了該礦床找礦標志；李巖等(2014)對朱溪銅鎢多金屬礦區花崗斑巖年代學、地球化學特征及其與成礦關系進行過系統研究。在對該礦床成礦地質背景已有認識的基礎上，筆者對朱溪銅鎢多金屬礦床地質特征進行了分析，初步探討了該礦床形成機制，以期為同類型礦床研究提供一定的借鑒。

1 成礦地質背景

朱溪銅鎢多金屬礦床大地構造位置處于欽杭接合帶江西段萍樂坳陷帶之北緣(Shu et al, 2008)，下揚子陸塊江南古島弧帶東南部，贛東北深大斷裂北西側，萍鄉樂平燕山期成礦亞帶的塔前—清華Cu(W)-Au多金屬成礦遠景區(楊明桂等，2009；華仁民等，2010；何細榮等，2011)。夾于九瑞Cu-Au多金屬礦集區和德興Cu-Au-Ag-Pb-Zn多金屬礦集區之間，具有優越的成礦地質條件。

礦區出露基底地層為新元古界雙橋山群，蓋層由老到新依次為中石炭統黃龍組、穿時的上石炭統—下二疊統船山組、下二疊統棲霞組和茅口組、上二疊統樂平組和長興組、上三疊統安源群和第四系(圖1)。其中黃龍組和船山組碳酸鹽巖中成礦元素Cu、W背景值是克拉克值的2～14倍，同時茅口組下部的泥灰巖及鎂質黏土巖中浸染狀硫化物巖石中Cu、W、Zn、Mo等成礦元素比區域背景值高出幾倍—數十倍，均為區內主要賦礦層位(劉經華等，2009；何細榮等，2011；陳國華等，2012)。

礦區位于塔前—賦春推覆構造帶中段，基底構造以緊密褶皺、大型推覆構造和韌性剪切帶為主(舒良樹等，1995)，斷裂次之。晚古生代沉積蓋層呈走向北東50°～55°，傾向北西的單斜構造，局部有次級褶皺；斷裂構造發育，且以北東向為主(圖1)，主要有F1和F12，另有近東西向F14和近南北向斷裂。北東向斷裂在東南部構成沿黃龍組與雙橋山群不整合面發育的層間破碎帶，帶內巖石強烈揉皺、破碎，蝕變、片理化、糜棱巖化及構造透鏡體發育，顯示壓(扭)性結構面特征。巖漿活動受區域北東向斷裂控制明顯，大多數呈脈狀沿北東向產出，地表僅零星出露。巖石類型有(蝕變)花崗巖、花崗斑巖、花崗閃長巖、煌斑巖及二長巖脈。

圖1 朱溪銅鎢多金屬礦區地質圖

2 礦床地質特征

2.1 礦體特征

區內礦種以Cu、W為主，伴生Zn。礦體走向北東，多為隱伏礦體，地表僅可見零星礦體出露。按礦體空間分布特征，可將朱溪礦區礦體劃分為2個礦帶和諸多零星小礦體。其中I號礦帶賦存于雙橋山群與黃龍組不整合面上下，為礦區主礦帶，厚大矽卡巖型銅鎢礦體幾乎均產于此礦帶，礦體常多層出現，呈似層狀、透鏡狀產出，與地層產狀基本一致，在主礦體旁還常見有近東西向分叉的鋸齒狀小礦脈(陳國華等，2012)；Ⅱ號礦帶主要賦存于船山組與黃龍組、茅口組底部地層界面之上，礦體產狀多受地層界面構造控制，常呈透鏡狀和脈狀產出；零星小礦體多賦存于黃龍組中上部、茅口組地層中，除受層位控制外，還受層間裂隙帶(破碎帶)控制，多呈脈狀和透鏡狀產出(圖2)。

在上述礦體揭露的基礎上“就礦找礦”(吳大忱，2009)，在朱溪礦區深部還揭露到斑巖(蝕變花崗巖)型鎢銅礦體，表現為白鎢礦、黃銅礦、閃鋅礦及輝鉬礦等金屬礦物呈星點狀(局部為稀疏浸染狀)、細脈狀分布于斑巖(蝕變花崗巖)中。

圖2 朱溪銅鎢多金屬礦區42線勘探線剖面圖

2.2 礦石類型、礦物組成及組構特征

礦區內礦石類型較為簡單，據主要金屬礦物分布特征可將礦石類型劃分為黃銅礦石、閃鋅礦-(白鎢礦)-黃銅礦石、黃銅礦-閃鋅礦-黃鐵礦石、白鎢礦石和輝銅礦石5類。鎢銅多金屬礦化類型主要為細脈浸染狀礦化，次為團塊狀、脈狀及星點狀礦化(圖3)。

圖3 朱溪鎢銅多金屬礦床礦化特征

礦石礦物成分較為復雜，其中金屬礦物主要有白鎢礦、黃銅礦、閃鋅礦和黃鐵礦，其次為磁黃鐵礦、輝鉬礦、砷黝銅礦、斑銅礦、輝銅礦、毒砂、方鉛礦、輝鉍礦、赤鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦、針硫鉍礦和黃錫礦等；非金屬礦物除石英、長石、云母等造巖礦物外，還含有不等量的透輝石、透閃石、石榴石、陽起石、綠泥石、滑石、蛇紋石、絹云母及方解石等熱液蝕變礦物。

原生礦石光片、薄片中，鎢主要以白鎢礦[Ca(WO4)]形式存在，主要呈自形-他形粒狀分布(圖4A、B)，偶見呈脈狀充填于脈石礦物之間；銅則以黃銅礦形式存在為主，多呈浸染狀(圖3E)、團塊狀(圖3C)、細脈狀(圖3F)、乳滴狀以及不等粒、不規則狀分布(圖4B、C、D)。此外，還有不等量的砷黝銅礦、斑銅礦、輝銅礦。閃鋅礦主要呈粒狀、板狀或細脈狀作為伴生礦物分布于巖石中與黃銅礦共生，表面常見有星點狀黃銅礦或黃銅礦沿解理分布，顯微鏡下常見其與黃銅礦呈固溶體出溶結構產出(圖4C、D)；黃鐵礦分布則較廣，主要呈浸染狀、細脈狀和他形粒狀，半自形-自形粒狀次之(圖4B、C)。

礦石結構主要為自形-他形粒狀結構、固溶體出溶結構、細脈穿插結構、交代殘余結構、包含結構、乳滴狀結構等(圖4)；礦石構造以細脈浸染狀為主，其次為致密塊狀、浸染狀、團塊狀、星點狀、脈狀和角礫狀構造。

圖4 原生礦石中典型鎢銅礦物鏡下特征

2.3 圍巖蝕變特征

礦區圍巖蝕變種類較多，分布廣泛，圍巖蝕變類型主要有大理巖化、角巖化、透輝石化、石榴石化、透閃石化、陽起石化、硅灰石化、蛇紋石化、綠泥石化、滑石化、硅化、絹云母化等。

鉆孔中可見花崗巖枝穿插較頻繁，而更深部又有隱伏巖體，因而礦區蝕變分帶不甚明顯，但總體上來說，尚有一定的分帶現象，即自花崗巖往晚古生代圍巖一側，自內向外大致為石榴石-透輝石帶、透閃石-陽起石-綠簾石帶、(含石榴石硅灰石)大理巖帶、蛇紋石-綠泥石-滑石帶。而在不整合界面附近的淺變質巖均有一定程度的角巖化，可能是因為不整合面是一構造薄弱面，熱液易沿此界面滲入，導致原巖為粉砂巖或泥巖的淺變質巖發生角巖化。

厚大銅鎢礦體主要發育在新元古代雙橋山群淺變質巖與晚古生代碳酸鹽巖的不整合接觸界面附近，集中在石榴石-透輝石帶和透閃石-陽起石-綠簾石帶中。矽卡巖化越強烈處礦體厚度越大，品位越高。如有硅化等其他蝕變疊加時礦化顯著變好，常形成厚大的鋅銅礦-白鎢礦體(陳國華等，2012)。

3 成礦機制

朱溪銅鎢多金屬礦床的形成經歷了一個漫長而又復雜的地質過程，在多種地質作用、多期構造演化的過程中，成巖-成礦的物理化學條件均有較大變化，從而引起了交代礦物的不斷演化與更替。大致可劃分為以下7個階段。

(1) 成礦元素初始富集階段。晚古生代，區內沉積了一套淺海相碳酸鹽巖地層，以灰巖、含碳灰巖及白云質灰巖組合為主，該套地層中W、Cu、Zn等成礦元素背景值均較高(何細榮等，2011)，為礦床形成儲備了豐富的物質基礎。

(2) 巖漿侵位和接觸熱變質作用階段。在晚侏羅世—早白堊世巖漿沿著新元古代淺變質巖與晚古生代碳酸鹽巖之間的不整合接觸界面及斷裂帶侵位期間，其為成礦作用帶來大量的成礦物質和流體，同時巖漿熔融體釋放出大量高溫熱能，促使接觸帶附近的各類圍巖發生廣泛的接觸熱變質作用(趙一鳴等，2013)。其中不整合接觸界面上部外接觸帶黃龍組和船山組地層中灰巖重結晶變成大理巖，下部外接觸帶新元古代基底淺變質巖則發生弱角巖化。

(3) 矽卡巖階段。巖漿侵位后的冷卻過程中，較深部的巖漿期后高溫氣液流體沿著侵入巖與上部碳酸鹽巖圍巖接觸帶及靠近圍巖構造裂隙帶滲流，促使兩者發生接觸滲濾交代作用。在靠近巖體處早期主要形成大量的由石榴石、透輝石及硅灰石等無水硅酸鹽礦物組成的矽卡巖；稍晚期形成以透閃石、陽起石、綠簾石等含水硅酸鹽組成的矽卡巖。此階段還形成少量磁黃鐵礦、白鎢礦、黃銅礦，但均不具工業意義。

(4) 氧化物階段。此階段緊隨矽卡巖礦物的晶出而形成。由于含礦熱液處于高溫高壓、封閉或半封閉條件下，含有較多的游離氧和揮發組分，因而活度較大，易于遷移。含礦熱液在遷運過程中，從圍巖中萃取有用元素(主要是W)，并使巖石發生熱液蝕變作用(方解石化、蛇紋石化和少量透閃石、陽起石化)(陳國華等，2012)，且形成大量具有工業價值的白鎢礦體和少量輝鉬礦、輝鉍礦。

(5) 金屬硫化物階段。隨著含礦熱液不斷上涌，溫度和壓力逐漸下降，導致pH值、Eh值條件發生變化，同時游離態氧大大減少，相應硫含量大大增加，氧化物階段轉入硫化物階段。其結果是大量金屬礦物(初期仍有W)從溶液中以黃銅礦、閃鋅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦和方鉛礦等硫化物形式析離出來，以充填交代方式形成具有工業價值的細脈浸染狀銅鎢(鋅)礦石，后期為銅(鋅)或硫銅礦石。圍巖亦遭受強烈的透閃石-綠泥石化或方解石化、硅化、螢石化等熱液蝕變。同時，后期脈狀銅礦化對早期白鎢礦化具有疊加成礦作用，在最新的ZK4212孔內石榴石矽卡巖中見有后期黃銅礦脈穿插于早期形成的浸染狀白鎢礦化中，并且黃銅礦脈的穿插對白鎢礦化起到進一步疊加富集作用，使得脈中的白鎢礦更加富集(圖5)。

圖5 石榴石矽卡巖中后期脈狀銅礦化對早期浸染狀白鎢礦化的疊加成礦作用

(6) 碳酸鹽階段。隨著溫度、壓力的進一步降低，轉入至碳酸鹽階段，產生了綠泥石化、碳酸鹽化等低溫蝕變作用。這時除有少量呈細脈狀或浸染狀的白鎢礦形成外，內生成礦作用至此已基本停止。

(7) 表生氧化淋濾階段。表生氧化淋濾作用在本區發育不多，主要見于地表附近的脈狀銅礦體，可見少量原生銅礦石在供氧不足的情況下容易氧化形成輝銅礦、銅藍和少量斑銅礦，在碳酸鹽環境下則將繼續被氧化成孔雀石，同時形成菱鐵礦、褐鐵礦等氧化淋濾礦物。需要指出的是，上述成礦作用并非一次完成，可能是多次成礦作用疊加形成的。在構造應力作用下，往往發生多次構造滑脫、裂隙擴張與閉合，同時伴隨著巖漿巖和含礦熱液一次又一次地涌入，與成礦元素高的圍巖不斷發生析離→遷運→沉淀成礦，從而在構造有利部位沉淀形成工業礦體。

4 結 論

(1) 朱溪礦區具有“三位一體”的成礦模式：上部為熱液脈型礦體，中深部為矽卡巖型礦體，更深部為斑巖(蝕變花崗巖)型礦體，且礦化在水平方向上由北東往南西及垂直方向由淺到深，出現Cu→Cu-W→W-Cu的規律性礦化趨勢。

(2) 朱溪銅鎢多金屬礦床的形成先后經歷了成礦元素初始富集階段→巖漿侵位和接觸熱變質作用階段→矽卡巖階段→氧化物階段→金屬硫化物階段→碳酸鹽階段→表生氧化淋濾階段，其中與銅鎢多金屬關系最為密切的主要為氧化物階段和金屬硫化物階段，且成礦作用并非一次完成，可能是多次成礦作用相互疊加才形成如此巨量的銅鎢資源量。

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