江西萬載縣興源沖銅多金屬礦的地質(zhì)特征及礦床成因分析

馮國勝，官光輝

（江西省地質(zhì)調(diào)查研究院，江西 南昌 330001)

興源沖銅多金屬礦位于江西省萬載縣城西270°直線約37km（圖1），距離江西經(jīng)黃茅鎮(zhèn)去湖南瀏陽的310省道約3km，交通便利。行政區(qū)劃屬江西省萬載縣黃茅鎮(zhèn)管轄，與湖南省接壤。

圖1 興源沖銅多金屬礦區(qū)地理位置

經(jīng)過十余年勘查，礦區(qū)劃分為野貓沖、喻家沖、劉家沖、楓樹坳四個礦段，野貓沖礦段已作詳查，喻家沖礦段也達(dá)普查控制程度。經(jīng)過進(jìn)一步工作，有望達(dá)中型銅礦床。近年來，多位學(xué)者對興源沖銅礦床的成因進(jìn)行了研究，主要觀點(diǎn)有海相-火山噴流沉積變質(zhì)疊改型、海相-火山噴流沉積與構(gòu)造巖漿熱液改造蝕變巖型、海相古火山巖層控疊改型[1]。本文通過地表調(diào)查，結(jié)合鉆探資料和各類測試成果，分析礦床成礦地質(zhì)條件、成礦物質(zhì)來源、成礦溫度及成礦過程，探討礦床成因，為欽杭成礦帶銅礦的深部找礦突破提供思路。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦區(qū)大地構(gòu)造位置處于北東東向宜豐-景德鎮(zhèn)對接斷裂帶及九嶺南緣多層次大型推（滑）覆構(gòu)造西段往南急速弧型大轉(zhuǎn)折與湘贛邊界北北東向走滑推覆沖斷帶復(fù)合部位。成礦區(qū)帶屬欽杭成礦帶北段之九嶺南緣興源沖-羅城銅礦成礦帶。

新元古代青白口紀(jì)早期沉積了一套區(qū)域深灰、灰綠色含菱鐵礦綠泥絹云千枚巖、粉砂質(zhì)絹云千枚巖、變質(zhì)石英粉砂巖，夾多層輝綠巖、細(xì)碧巖、石英角斑巖(鋯石SHRIMPU-Pb年齡（854±10）Ma[2])、杏仁狀玄武巖組成的地層體。至青白口紀(jì)早期末，發(fā)生了晉寧造山運(yùn)動，細(xì)粒含斑黑云母花崗閃長巖侵入，晚期巖漿分異作用產(chǎn)生的含銅石英脈侵入地層中，含礦建造伴隨地層固結(jié)褶皺，形成區(qū)內(nèi)早期的褶皺基底。

青白口紀(jì)晚期至早古生代末加里東運(yùn)動之前，未發(fā)生造山運(yùn)動，北部以地殼隆升為主，南部形成斷陷盆地，晚古生代石炭紀(jì)、二疊紀(jì)沉積了一套淺濱海碳酸鹽巖、碎屑巖。三疊紀(jì)、白堊紀(jì)沉積了一套含礫砂巖、粉砂質(zhì)泥巖。

燕山早期，宜豐-景德鎮(zhèn)超殼斷裂帶發(fā)展為北側(cè)向南南東作逆沖推覆，在礦區(qū)出現(xiàn)北側(cè)南沖、再南側(cè)北沖，即南北對沖的景象，“雙向”推覆形成多層次推覆與滑覆疊合構(gòu)造。

2 礦體地質(zhì)

2.1 礦體特征

經(jīng)過多年地質(zhì)工作，興源沖礦區(qū)已圈定銅礦化帶2條。CuⅠ銅礦化帶包括楓樹坳、野貓沖、喻家沖礦段，全長約8km，呈北東-北東東向展布。已控制一條銅礦體、4條低品位銅礦體。CuⅡ銅礦化帶包括劉家沖礦段，全長約500m，已揭露控制1條銅礦體、3條銅礦化體。銅礦化主要以含銅石英脈的形式賦存在宜豐巖組第二巖片眼球狀菱鐵礦層下部變細(xì)碧巖夾層附近的地層中。地層巖性主要為含菱鐵礦變質(zhì)石英粉砂巖、含菱鐵礦千枚巖、絹云千枚巖、石英綠泥絹云千枚巖、砂質(zhì)千枚巖、變質(zhì)石英粉砂巖夾變細(xì)碧巖。礦化主要受北東-北東東向韌性剪切構(gòu)造裂隙帶控制。礦體形態(tài)呈似層狀、微細(xì)脈-寬脈狀，走向上見膨大縮小、尖滅側(cè)現(xiàn)現(xiàn)象，傾向上可見分支復(fù)合現(xiàn)象。礦體總體順千枚理近于平行產(chǎn)出。地表見多處銅礦化露頭（圖2），地表可見褐鐵礦及銅的氧化物銅藍(lán)、孔雀石。

2.2 礦石特征

（1）礦石礦物成分。礦石中的金屬礦物主要磁鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦及次生礦物銅藍(lán)、孔雀石，非金屬礦物主要為石英、絹云母、白云母、菱鐵礦、綠泥石、白云石等。

（2）礦石化學(xué)成分。礦石中銅品位總體較均勻，單樣品位Cu0.25～5.57%，主要有害元素砷的元素含量低，不會影響礦石質(zhì)量。

（3）礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造。礦石結(jié)構(gòu)主要為它形粒狀結(jié)構(gòu)、交代融蝕狀結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造以細(xì)脈-網(wǎng)脈狀構(gòu)造為主，其次為浸染狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造（圖3）。

圖3 喻家沖礦段浸染狀、角礫狀黃銅礦石

3 研究方法

通過宏觀野外地質(zhì)觀察、微觀鏡下鑒定和各類分析測試成果的綜合研究，揭密礦床成因。

4 研究結(jié)論

（1）巖漿巖與成礦的關(guān)系。礦區(qū)內(nèi)有二期巖漿活動，成礦作用與晉寧早期海底火山活動及晉寧晚期構(gòu)造巖漿熱液有關(guān)，宜豐巖組地層內(nèi)夾有一套細(xì)碧角斑巖系，包括細(xì)碧巖、角斑巖和石英角斑巖、杏仁狀玄武巖，說明在宜豐巖組地層沉積時，海底有間歇性火山活動。

（2）含銅礦石光片鑒定成果。黃銅礦呈細(xì)脈狀、微脈狀充填于變質(zhì)中細(xì)粒石英粉砂巖裂隙中（圖4），說明了礦化的熱液成因。礦區(qū)黃銅礦化常伴隨石英脈產(chǎn)出，硅化伴隨綠泥石化，石英脈中常含灰白色斜長石，含斜長石、綠泥石的石英脈也印證了含礦熱液為晚期構(gòu)造巖漿熱液分異產(chǎn)物。

圖4 楓樹坳礦段ZK11301脈狀黃銅礦

（3）測試數(shù)據(jù)指向。礦石巖石學(xué)特征、碳氧同位素分析、硫同位素分析和流體包裹體分析等數(shù)據(jù)顯示，成礦流體的物質(zhì)來源具有地幔或深部流體的特點(diǎn)[3]，也說明了礦質(zhì)的熱液成因。

（4）稀土配分指示的成礦物質(zhì)來源。礦石及圍巖稀土特征顯示其構(gòu)造環(huán)境與大陸邊緣島弧相關(guān)，且受超殼斷裂控制。礦石和宜豐巖組火山巖具有近似的稀土配分模式，指示硫化物成礦元素主要源于中-新元古代海底深源巖漿物質(zhì)[4]。

（5）成礦溫度。礦石內(nèi)金屬礦物組合包括黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、閃鋅礦和方鉛礦，以及蝕變類型包括硅化、絹云母化和綠泥石化，均是曲型的中溫?zé)嵋撼傻V組合。特別是礦石內(nèi)閃鋅礦晶體內(nèi)普遍分布有因固熔體分離而形成的乳濁狀黃銅礦，其分離溫度為350℃～400℃，也說明礦床最早形成于中溫?zé)嵋弘A段。

（6）電子探針分析成果。據(jù)野貓沖礦段含礦樣品電子探針分析成果，銅礦層內(nèi)的黃銅礦多以脈體的形式穿插石英或分布石英顆粒與變質(zhì)巖的接觸帶上。幾乎每個黃銅礦、黃鐵礦的邊緣均能見到鐵白云石共生現(xiàn)象，說明鐵白云石晚于黃銅礦、黃鐵礦形成，并包裹黃銅礦、黃鐵礦。黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦等均呈不連續(xù)的脈狀，而不連續(xù)處被鐵白云石截斷，說明該期流體中同時含有Cu、Fe、Zn、Mg、S等流體物質(zhì)。鐵白云石吸附在黃銅礦黃鐵礦的表面，遲滯了礦液的流動，加速了礦質(zhì)的沉淀。

該礦床的成礦作用過程可以表述為：深海酸性巖漿分異后的含礦硅質(zhì)流體在剪切應(yīng)力釋放期沿剪切構(gòu)造裂隙充填成礦。

5 討論

（1）宜豐巖組含礦地層附近夾有細(xì)碧巖、角斑巖和石英角斑巖、杏仁狀玄武巖等一套細(xì)碧角斑巖系，但據(jù)現(xiàn)有鉆探資料，大多數(shù)火山巖中未見明顯銅礦化，說明并不是所有的海底火山活動（噴發(fā)或噴溢）都有銅礦化產(chǎn)生。

（2）據(jù)楓樹坳礦段ZK11301資料，孔深135.70m見黃銅礦細(xì)脈隨片理一起褶皺[5]，只能說明黃銅礦化發(fā)生在褶皺及剪切作用前，其海底噴流沉積成因依據(jù)并不充分。

（3）從稀土配分、電子探針、碳氧同位素分析、硫同位素分析和流體包裹體分析等數(shù)據(jù)，均顯示了脈狀黃銅礦的熱液成因。

6 結(jié)論

微細(xì)粒黃銅礦集合體呈不連續(xù)微細(xì)脈狀、不規(guī)則團(tuán)塊狀賦存在石英脈中。黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等金屬礦物組合，以及硅化、絹云母化和綠泥石化蝕變類型組合，這些均為典型的中溫?zé)嵋撼傻V組合。因此，礦床成因?qū)儆跇?gòu)造巖漿中低溫?zé)嵋盒?。礦床成礦時代因缺少同位素測年數(shù)據(jù)，有待在今后的工作中進(jìn)一步厘定。