江西朱溪銅鎢多金屬礦床流體包裹體研究

徐繁昌　李葆華　王　強(qiáng)　曾　鴻　鄧丹莉　高昆麗

(成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院)

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江西朱溪銅鎢多金屬礦床流體包裹體研究

徐繁昌李葆華王強(qiáng)曾鴻?quán)嚨だ蚋呃?/p>

(成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院)

摘要華南地區(qū)巖漿活動(dòng)和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍，具備得天獨(dú)厚的成礦地質(zhì)條件，賦存世界上最大的銅多金屬和鎢錫成礦帶——?dú)J杭結(jié)合帶，矽卡巖型鎢礦是華南地區(qū)一種重要的鎢礦床類型。以江西朱溪銅鎢多金屬礦床為例，在分析礦區(qū)、礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，對該礦床流體包裹體進(jìn)行了詳細(xì)的測試分析，并對該礦成礦流體中鎢的來源進(jìn)行了討論，供區(qū)內(nèi)找礦工作參考。

關(guān)鍵詞欽杭結(jié)合帶矽卡巖型鎢礦流體包裹體

2016年1月，江西省國土資源廳宣布，查明了江西朱溪銅鎢多金屬礦床WO3資源量達(dá)286萬t。華南地區(qū)中南部有一條Cu-Au-Pb-Zn-Ag多金屬成礦帶——?dú)J杭結(jié)合帶，該帶南以江山—紹興—廣豐—萍鄉(xiāng)—茶棱—郴州—懷集一線為界，北部邊界不連續(xù)，近約以歙縣—景德鎮(zhèn)—宜豐為界，空間上以反S狀呈NE向弧形展布，全長約2 000 km，寬100～150 km[1]。欽杭結(jié)合帶大地構(gòu)造上屬揚(yáng)子與華夏2個(gè)古陸塊于新元古代碰撞拼接所形成的古板塊結(jié)合帶，在中—晚侏羅世，該帶及其旁側(cè)具強(qiáng)烈的多期地質(zhì)構(gòu)造及巖漿活動(dòng)，使其成為世界最大的銅多金屬和鎢錫成礦帶，該帶可劃分為加里東成礦期、華力西—印支成礦期和燕山成礦期，以燕山成礦期為主[2]，在該期形成諸多與花崗巖有關(guān)的鎢錫銅鉛鋅多金屬礦床。矽卡巖型鎢礦床是指由中—酸性花崗巖類、花崗質(zhì)混合巖類與碳酸鹽巖及其他含鈣質(zhì)巖石，經(jīng)接觸雙交代與滲濾交代作用形成的鎢礦床，其突出特征是含礦矽卡巖即為礦體[3]，目前矽卡巖型鎢礦床是世界上分布最廣、最重要的鎢礦床類型之一。流體包裹體是各期流體演化、運(yùn)移及成礦的最直接記錄，含有豐富的成巖成礦信息，是研究成礦作用的天然樣品[4]，因此，當(dāng)前主要通過對流體包裹體的研究來分析矽卡巖型鎢礦成礦流體。華南地區(qū)矽卡巖型鎢礦床具有代表性的有新田嶺、柿竹園、香爐山、焦里和寶山等礦床，近年來，學(xué)術(shù)界針對該類矽卡巖型鎢礦的流體包裹體進(jìn)行了深入研究，成果豐碩。為此，本研究以江西朱溪銅鎢多金屬礦床為例，對該礦床流體包裹體進(jìn)行測試分析。

1礦區(qū)及礦床地質(zhì)特征

朱溪銅鎢多金屬礦床位于江西省北部景德鎮(zhèn)市浮梁縣境內(nèi)，浮梁縣南西45 km、樂平市北東約75 km處。累計(jì)探明鎢儲(chǔ)量(WO3)286萬t，并伴生可觀的銅、鉬、鉍、錫、稀土等礦產(chǎn)，為世界級(jí)超大型矽卡巖型鎢礦。礦區(qū)大地構(gòu)造屬揚(yáng)子板塊東南緣江南造山帶東段，位于贛東北地區(qū)塔前—賦春成礦帶中東部，褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育，褶皺為單斜緊密向斜構(gòu)造，走向NE50°～55°，傾向NW，局部有次級(jí)褶皺。斷裂構(gòu)造以NE、NW、近EW向?yàn)橹?，以NE向最為發(fā)育，位于塔前—賦春推覆構(gòu)造帶的燕山期NE向逆沖推覆—滑覆斷裂是該礦床的成巖控礦構(gòu)造，含礦斑巖體、礦化蝕變均沿該斷裂帶分布。礦區(qū)出露地層有新元古界雙橋山群(Pt3sh)、中石炭統(tǒng)黃龍組(C2h)、上石炭統(tǒng)船山組(C3c)、下二疊統(tǒng)棲霞組(P1q)和茅口組(P1m)、上二疊統(tǒng)樂平組(P2l)和長興組(P3c)、上三疊統(tǒng)安源群(T3a)以及第四系，其中石炭系與三疊系地層以斷層接觸方式覆蓋于新元古界淺變質(zhì)地層之上，三疊系上統(tǒng)安源群與二疊系上統(tǒng)長興組呈角度不整合接觸關(guān)系，其余地層之間均呈整合接觸。礦區(qū)礦化主要發(fā)生在含礦巖體與黃龍組接觸帶的矽卡巖中，次為含礦巖體與船山組、棲霞組的接觸帶中。礦區(qū)巖漿活動(dòng)受區(qū)域NE向斷裂控制，均呈脈狀產(chǎn)出，巖石類型以閃長巖、閃長玢巖和煌斑巖為主，還有少量花崗閃長斑巖、石英閃長巖、英安斑巖、花崗斑巖、正長細(xì)晶巖和霏細(xì)巖等，此外鉆孔中發(fā)現(xiàn)了厚度巨大的花崗巖和黑云母花崗巖，研究發(fā)現(xiàn)，朱溪銅鎢多金屬礦化與礦區(qū)黑云母花崗巖、花崗巖和花崗斑巖關(guān)系密切。

朱溪銅鎢多金屬礦床礦體總體走向NE、傾向NW，按礦體的類型及其空間產(chǎn)出位置，可劃分為I#、II#、III#礦帶及若干零星礦體。II#、III#礦帶礦體類型分別為蝕變花崗巖型銅鎢礦體、云英脈型銅鎢礦體，I#礦帶為礦區(qū)主礦帶，其礦體類型為矽卡巖型銅鎢礦體，矽卡巖礦體呈似層狀、厚板狀，產(chǎn)于上覆黃龍組白云質(zhì)大理巖、船山組大理巖與下伏雙橋山群變質(zhì)砂巖的層間構(gòu)造帶內(nèi)。該礦體走向NE—SW(約47°)，延長超過750 m，礦體傾向NW，傾角30°～75°，延伸超過2 km。朱溪銅鎢多金屬礦床多期、多階段成礦特征明顯，金屬礦物以白鎢礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦等為主，非金屬礦物主要有石英、長石、白云母、絹云母、石榴子石、透輝石、硅灰石、綠泥石、螢石等。矽卡巖礦石以稠密浸染狀、團(tuán)塊狀、脈狀構(gòu)造產(chǎn)出為主，蝕變花崗巖、云英脈與石英脈型礦石中的主要構(gòu)造以浸染狀—細(xì)脈狀為主；礦石結(jié)構(gòu)均以結(jié)晶、交代作用和固溶體分離作用形成為主。矽卡巖巖體周圍發(fā)育大規(guī)模的硅化、大理巖化熱蝕變，巖株(枝)及巖體上部以云英巖化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化為主。該礦床成礦過程可分為巖漿期、氣水-熱液礦化期與風(fēng)化期，其中氣水-熱液礦化期又可劃分為早期矽卡巖階段、晚期退化蝕變階段、云英巖階段、石英-銅鉛鋅鎢階段和方解石-鎢階段。

2流體包裹體測試分析

為分析朱溪銅鎢多金屬礦床成礦流體的地球化學(xué)特征、來源及演化特征，采集的樣品主要包括干矽卡巖階段石榴子石、透輝石，氧化物階段的白鎢礦、石英、方解石和石英硫化物階段的石英，在室內(nèi)對其進(jìn)行了詳細(xì)的包裹體巖相學(xué)、顯微測溫分析、包裹體成分的激光拉曼探針分析和氫氧同位素分析等，結(jié)果表明：

(1)朱溪銅鎢多金屬礦床各階段以富液相包裹體為主，次為含子晶多相包裹體(V+L+S)，另外在退變質(zhì)階段可見少量純液相、純氣相包裹體等，形態(tài)以橢圓和不規(guī)則狀居多。

(2)朱溪銅鎢多金屬礦床矽卡巖階段、退化蝕變階段的形成溫度，均低于目前現(xiàn)有資料中由各種熱液交代形成的石榴子石的溫度[5]，反映了朱溪白鎢礦及硫化物大量沉淀時(shí)的成礦熱液屬于中溫、低鹽度、低密度的流體體系(表1)。

(3)朱溪銅鎢多金屬礦床各期流體包裹體的激光拉曼探針測試結(jié)果表明，在富液相流體包裹體的氣相譜圖中可見清晰的CH4譜峰(2 919.4 cm-1)，較低的烴類C2H4譜峰(3 019 cm-1)以及N2譜峰(2 329.1 cm-1)，未發(fā)現(xiàn)CO2譜峰。在干矽卡巖階段的流體包裹體中檢測出烴類C2H4及少量N2，其液相成分為H2O；石英-硫化物期中的流體包裹體分析檢測出少量的CH4，某些氣相成分以H2O為主；氧化物階段中的流體包裹體分析未發(fā)現(xiàn)任何信號(hào)。該類流體包裹體中常見CH4、C2H4等烴類物質(zhì)，據(jù)此認(rèn)為其成礦流體為中—酸性、弱氧化—還原環(huán)境。

表1　朱溪銅鎢多金屬礦床主成礦階段流體包裹體分析測試結(jié)果

(4)根據(jù)朱溪銅鎢多金屬礦床石英-硫化物階段石英氫氧同位素分析結(jié)果，計(jì)算出石英δDV-SMOW值的變化范圍為-53‰～-87‰，δ18OV-SMOW值的變化范圍為13.9‰～17‰。結(jié)合流體包裹體的測溫結(jié)果，利用礦物-水同位素分餾方程計(jì)算出成礦流體的δ18OH2O為2.58%～5.68%，略低于巖漿水，處于巖漿與大氣降水線之間的區(qū)域，表明含鎢熱液主要來自巖漿流體，在成礦晚期有大氣降水的加入。

3成礦流體中鎢的來源

鎢是一種不相容性極強(qiáng)的親石元素，我國華南鎢錫成礦省中的鎢錫礦床產(chǎn)出于中生代伸展環(huán)境中，該環(huán)境有利于地幔上涌[6]，使其在地殼中富集，呈+6、+4 價(jià)態(tài)，大多以[WO4]2-的形式存在。朱溪礦區(qū)黑云母花崗巖含有較豐富的W、Sn、Bi、Cu、Pb、Zn、Nb、Ta、U、Li等成礦元素，其中w(W) (2.34～16.7)×10-6，遠(yuǎn)高于地殼的平均含量，Cu、Pb、Zn含量均大于10×10-6。自黑云母花崗巖頂部至碳酸鹽巖接觸帶形成蝕變花崗巖型銅鎢礦體、矽卡巖型銅鎢礦體，由巖體向外到中部至矽卡巖前緣具有W+Cu±Sn±Bi→Cu+Zn±Mo±Bi±Sn±Au→Cu+Pb+Zn±Sn±W的元素分帶性，溫度表現(xiàn)出高溫→中—高溫→中—低溫的特征，暗示該類元素的分帶性與朱溪黑云母巖漿巖侵位密切相關(guān)[7]。朱溪銅鎢多金屬礦床形成于燕山晚期，與鎢礦化有關(guān)的花崗巖主要屬改造型的花崗巖，在花崗巖化過程中，鎢逐步活化轉(zhuǎn)移，富集成礦，而同熔型花崗巖和地幔型花崗巖僅在同熔了鎢豐度高的地層或礦源層時(shí)，才出現(xiàn)少量的鎢礦化[8]。

綜上所述，朱溪銅鎢多金屬礦床的成礦機(jī)制為黑云母花崗巖順斷裂侵位，斷裂兩側(cè)的巖性為黃龍組、船山組、棲霞組等碳酸鹽巖及雙橋山群，該類地層W、Cu、Zn、Mo、Sn含量較高，為地殼含量的數(shù)十倍以上，該類金屬元素在含礦熱液流體的作用下被活化、萃取進(jìn)入含礦熱液參與成礦，由此可見，朱溪礦區(qū)鎢的來源以黑云母花崗巖為主，部分源自圍巖。

4結(jié)論

(1)朱溪銅鎢多金屬礦床形成于弱氧化—強(qiáng)還原、中—酸性、中溫、低鹽度和低密度的富F的H2O-CH4-NaCl流體體系，從主成礦階段到成礦晚階段，隨著含礦熱液溫度的逐漸降低，其鹽度也呈逐漸降低的趨勢，但其成礦流體密度卻呈逐漸上升的趨勢，表明在成礦過程中可能有低溫、低鹽度的流體不斷加入到含礦熱液中，因此降雨、流體混合作用可能是該礦床形成的主要成礦機(jī)制之一。

(2)江西朱溪銅鎢多金屬礦床為與巖漿成礦作用有關(guān)的矽卡巖-蝕變花崗巖-云英脈-石英脈型“多位一體”的銅鎢多金屬礦床，但以矽卡巖型為主，礦體產(chǎn)出于黑云母花崗巖與圍巖的內(nèi)外接觸帶中或附近，成礦母巖為黑云母花崗巖、花崗斑巖，但以前者為主，其中鎢的來源以黑云母花崗巖為主，部分源自圍巖。

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(收稿日期2016-01-13)

徐繁昌(1991—)，男，碩士研究生，610059 四川省成都市成華區(qū)二仙橋東三路1號(hào)。