江西德興地區朱砂紅斑巖銅礦成巖成礦年代學特征及其地質意義

肖榮 李曉峰 王翠云 韋星林 白艷萍

摘要：江西德興斑巖銅礦是中國東部大型斑巖銅礦，由朱砂紅、銅廠及富家塢三大礦床組成。在前人研究基礎上，對德興地區朱砂紅斑巖銅礦含礦花崗閃長斑巖進行鋯石SHRIMP UPb年代學和磷灰石IDTIMS UPb年代學研究。結果表明：花崗閃長斑巖的鋯石SHRIMP UPb年齡為（171.3±1.7）Ma，平均標準權重偏差（MSWD）為1.4；熱液蝕變磷灰石IDTIMS UPb年齡為（170.6±1.0）Ma，MSWD值為0.49。上述年齡數據表明：朱砂紅斑巖銅礦含礦斑巖侵位和銅鉬成礦作用均發生在中侏羅世，從巖漿侵位到熱液成礦具有較短的巖漿熱液演化過程。

關鍵詞：斑巖銅礦；年代學；花崗閃長斑巖；磷灰石；鋯石；UPb年齡；德興地區；江西

中圖分類號：P597+[KG-20x].[KG-10x]3；P61841文獻標志碼：A

0引言

圖件引自文獻[9]，有所修改江西德興斑巖銅礦主要由銅廠、富家塢及朱砂紅3個礦床組成。自20世紀80年代以來，眾多學者對德興斑巖銅礦的地質特征（包括圍巖地層、巖體地球化學特征、控礦導礦構造、蝕變礦化特征）、成礦構造背景、成礦物質來源、成礦流體來源、成礦演化及沉淀機制等進行了大量研究，并取得了重要的研究成果[119]。以往的研究多集中于銅廠和富家塢礦床，而對朱砂紅礦床的研究則相對較少[2022]。2009年以來，江西銅業集團地質勘探工程公司對朱砂紅礦床進行了超過10 000 m的詳細礦產地質鉆探工作，為更深入、系統地了解朱砂紅斑巖銅礦床的成巖成礦年代學、熱液活動演化歷史及其成因提供了有利條件。本文在詳細的野外地質觀察基礎上，對朱砂紅斑巖銅礦含礦花崗閃長斑巖開展鋯石SHRIMP UPb年代學和熱液磷灰石IDTIMS UPb定年工作，為研究朱砂紅斑巖銅礦含礦巖體侵位時代及其巖漿熱液演化歷史提供較為精確的年代學證據。

1礦床地質特征

江西德興斑巖銅礦位于江南造山帶東段贛東北深大斷裂的西北側 （圖1）。贛東北深大斷裂帶（由花橋構造雜巖帶及茅橋蛇綠巖剪切帶組成）、樂安江深大斷裂帶及泗洲廟復式向斜構成了德興地區基本的地質構造格架。該區主要出露一套新元古代雙橋山群淺變質火山碎屑沉積巖夾變質火山熔巖。在新元古代早期，該區發生了懷玉地體和九嶺地體的碰撞對接，并伴隨一系列超基性巖和基性巖侵入及大規模的韌性剪切變形作用[2324]。在中生代，由于受古太平洋板塊向歐亞板塊俯沖的影響，該區發生了大規模的中酸性巖漿活動，并形成了一系列相應的金屬礦產，如德興斑巖銅鉬銀礦床和銀山鉛鋅銀礦床[1011]。

圖件引自江西銅業集團地質勘探工程公司內部資料，有所修改根據圖2和江西銅業集團地質勘探工程公司資料，朱砂紅巖體地表出露為一群密集的巖枝和巖脈，各巖脈產狀、形態多樣，單個脈體長數米至450 m，寬數十厘米至80 m。西部有兩個較大巖枝，地表出露面積之和約0.06 km2。這群巖脈至地下-200 m標高處匯合成為一主巖體，并有膨脹變大趨勢，至-300 m標高水平切面圖上面積達 0.35 km2。主巖體朝NW340°方向傾伏，傾角60°～70°[1]。巖石類型主要有花崗閃長斑巖、石英閃長玢巖和閃長（玢）巖?；◢忛W長斑巖與圍巖侵入接觸關系明顯，無明顯的同化混染現象，與銅鉬成礦作用關系密切；而石英閃長玢巖、閃長巖與花崗閃長斑巖相伴生，分布于其邊部，呈巖脈產出，寬度由幾厘米至幾十厘米不等且礦化微弱。巖石巖相學觀察表明，朱砂紅斑巖銅礦熱液蝕變作用具有多階段性：鉀化、黑云母化表現較弱，緊靠斑巖巖體接觸帶處分布；綠泥石化、石英絹云母化和碳酸鹽化作用強烈，分布范圍廣，疊加早期熱液蝕變。

礦石類型以細脈浸染狀為主。礦石礦物主要為黃銅礦和輝鉬礦，含有少量的砷黝銅礦和斑巖銅礦等；脈石礦物主要為石英、絹云母、綠泥石，并有少量碳酸鹽與硫酸鹽礦物。黃鐵礦常被黃銅礦交代，呈交代殘余結構、交代溶蝕結構及骸晶假象結構等；黃銅礦和閃鋅礦常構成固溶體分離結構，方鉛礦則常充填于黃銅礦的孔隙中。

2樣品描述與分析方法

2.1樣品描述

本次研究采集的花崗閃長斑巖樣品（ZSH5、ZSH31）分別取自朱砂紅鉆孔ZK75與ZK16。兩個樣品均呈灰白色夾黃綠—墨綠色，具斑狀結構、塊狀構造，基質具顯微花崗結構[圖3（a）]；

圖3花崗閃長斑巖顯微照片

Fig.3Photomicrographs of Granodiorit Porphyries

兩個樣品均表現出晚期的石英絹云母化蝕變疊加于早期的鉀化（黑云母化）蝕變之上。斑晶為鉀長石、斜長石、石英、黑云母、角閃石。長石斑晶呈自形板狀，大小一般為4 mm×2 mm，邊緣在解理處發生絹云母化或碳酸鹽化，大多數可見清晰聚片雙晶及環帶結構；黑云母等暗色礦物斑晶多呈自形或半自形片狀，大部分綠泥石化，并析出磁鐵礦；石英斑晶由于熱液蝕變作用的疊加多呈熔蝕渾圓狀或港灣狀。基質由斜長石、石英、鉀長石及黑云母組成。熱液成因黑云母呈細小鱗片狀分布于蝕變花崗閃長巖中[圖3（b）]，副礦物主要有磁鐵礦、磷灰石、鋯石、金紅石等。磷灰石呈兩種形式產出，巖漿成因磷灰石多呈短柱狀斑晶[圖3（c）]或以包裹體的形式存于斜長石斑晶中；而熱液成因磷灰石呈細長針狀產出，主要為黑云母或角閃石經熱液蝕變而成[圖3（d）]，或呈針狀發育于石英脈中。

2.2分析方法

2.2.1鋯石SHRIMP UPb測年

本次研究工作的鋯石SHRIMP UPb測年分析在中國地質科學院地質研究所北京離子探針中心完成。測試所需的鋯石顆粒均采自朱砂紅礦床的弱蝕變花崗閃長斑巖樣品ZSH5。先將巖石樣品破碎至0.2 mm粒度以下，用常規的人工淘洗和電磁分選方法處理樣品，再在雙目鏡下逐個精選鋯石顆粒。制樣時首先將鋯石樣品與標樣鋯石（年齡為417 Ma）用環氧樹脂固定和拋光，使鋯石內部暴露，然后在陰極發光掃描電鏡下照相，了解鋯石的內外結構（如環帶、表面光滑情況），選出最理想的鋯石顆粒鍍上黃金膜，其標準測定程序見文獻[25]，數據處理采用Squid 程序[26]與ISOPLOT程序[27]。