九瑞礦集區(qū)銅多金屬礦床巖漿巖成礦作用特征標志

周賢旭 胡志戍 張磊

摘要：九瑞礦集區(qū)為長江中下游成礦帶重要的銅礦集區(qū)。結合最新勘查及研究成果，對該區(qū)與內生金屬礦床密切相關的燕山期同熔型中酸性巖漿巖成礦作用特征標志進行綜合研究，發(fā)現(xiàn)巖脈狀和巖株狀2種不同產出形式巖漿巖成礦作用特征標志存在明顯差異，主要表現(xiàn)為與巖株狀巖漿巖有關的礦床為中—大型及以上規(guī)模，礦種以銅鉬（鎢）為主;其均一壓力相對較低，鹽度較高;流體包裹體種類較多，成礦流體經歷多次“沸騰”或不混溶作用;圍巖蝕變具有中心式蝕變分帶特征。與巖脈狀巖漿巖相關的礦床多為中型及以下規(guī)模，礦種以銅金為主;成礦均一壓力相對較高，鹽度較低;成礦流體“沸騰”或不混溶作用不夠發(fā)育，圍巖蝕變分帶不明顯，但往往出現(xiàn)帶狀硅化或硅質巖。

關鍵詞：礦集區(qū);銅多金屬礦床;成礦巖體;成礦特征;成礦模式

中圖分類號：TD11 P611文獻標志碼：A

文章編號：1001-1277（2022）05-0014-08doi：10.11792/hj20220503

九瑞礦集區(qū)處于晉寧期華南洋及其陸緣弧盆體系之沿江弧后盆地的九江坳陷之中，是揚子陸塊的一個特殊部位，其北側經歷了郯廬斷裂帶、襄廣斷裂帶的左行走滑和大別地塊的強烈逆掩俯沖作用;其東南側與華夏板塊碰撞對接，使遼闊的揚子陸塊在贛北形成一個瓶頸，成為一個殘體，南北最窄處僅約120 km。該礦集區(qū)經歷多期次構造運動與成礦作用，自中元古代以來，經歷了洋—?！懙亩嘈匕l(fā)展演化[1]，其內礦床類型多樣，礦產資源豐富，以似層狀塊狀硫化物型（層控）、矽卡巖型、斑巖型和熱液脈型（層控）礦床為主，疊加與燕山期同熔型中酸性巖漿巖密切相關的內生銅多金屬成礦系列，也是長江中下游成礦帶主要的成礦系列組成部分。

1 成礦巖漿巖特征

九瑞礦集區(qū)內巖漿活動頻繁，以小型巖體成帶展布為特征，出露30余個小巖體，總體呈北西西向帶狀分布，單個巖體出露面積為0.01～2.50 km2。巖體侵入奧陶系至中三疊統(tǒng)地層中，圍巖多為碳酸鹽巖，其次為碎屑巖。巖漿巖產出主要受中生代北東東向斷裂和北西向斷裂控制[2-3]，形成了巖脈狀和巖株狀2種不同產出形式的巖漿巖（見圖1）。中生代大別隆起南移、廬山變質核雜巖抬升及彭山巖漿巖底辟形成的穹窿構造事件所產生的構造復合作用，造成由北向南的壓應力以左旋力偶方式出現(xiàn)，褶皺轉折端或傾伏端及翼部產生了北東向斷裂和北西向斷裂，其性質均為壓扭性。

北東向斷裂往往就位于伸展構造所形成的、規(guī)模較大的北北東向滑脫剝離斷裂，受其控制的巖漿巖分布較廣，多呈巖脈狀，部分延長可達千米，主要有丁家山巖體、洋雞山巖體、寶山巖體、通江嶺巖體等，巖性主要為閃長玢巖、石英閃長玢巖、花崗閃長斑巖等。與其有關的成礦作用以熱液脈狀銅、金等礦化為主。圍巖蝕變主要為硅化、碳酸鹽化。礦床規(guī)模以中—小型為主，如丁家山礦床、寶山礦床、洋雞山礦床、通江嶺礦床等。

北西向斷裂往往受伸展構造所形成的北東東向斷裂干擾，呈斷續(xù)的追蹤式分布，延伸有限，但往往具有一定深度，從而出現(xiàn)了北北東向與北西向2組斷裂構成的網格狀斷裂系統(tǒng)，受其控制的巖漿巖多呈巖株狀，主要有城門山巖體、武山巖體，巖性主要為花崗閃長斑巖、花崗斑巖與石英斑巖等。與其有關的成礦類型主要為矽卡巖型，其次為斑巖型和熱液型，以銅、硫、鉬、鎢、金、銀、鉛、鋅礦化為主。礦化范圍廣，礦床規(guī)模大，可達大型或超大型。

巖株狀巖漿巖：在平面上多呈等軸狀，面積為0.3～0.7 km2，而向下延伸較大，一般在1 000 m以上，并且隨著向下延伸其截面面積逐漸減小，反映了巖漿巖自下而上產狀發(fā)生了擴張，使其體積逐步擴大，呈現(xiàn)出蘑菇狀巖漿巖，接觸圍巖具有明顯的褶皺形變現(xiàn)象，如城門山巖體（見圖2）。

巖脈狀巖漿巖：形態(tài)規(guī)則，長度相對較大，大多呈板狀或似層狀或枝杈狀，主要產于褶皺翼部層間斷裂帶、大型破碎帶或張性斷裂帶中，并沿一定走向延長，最大長度可達千米，通常僅數(shù)百米，沿傾向延伸不大，通常為數(shù)十至數(shù)百米不等，較少達千米，并且隨著延伸增加，巖漿巖厚度變薄或趨于尖滅。在褶皺翼部層間斷裂帶中，局部具有爆破現(xiàn)象。巖漿巖產狀受控于構造空間（見圖3）。

九瑞礦集區(qū)巖漿巖平均化學成分[3-5]及特征參數(shù)計算結果顯示：

巖漿巖分異指數(shù)一般為50～70，里特曼指數(shù)（除閃長巖和鐵鎂質包體外）均處于1.84～2.90，屬于正常太平洋型鈣堿性巖類或高鉀鈣堿性巖類。

一般巖株狀巖漿巖堿指數(shù)（A/CNK）<1，屬于偏鋁質巖石;巖脈狀巖漿巖堿指數(shù)>1，屬于過鋁質巖石。

九瑞礦集區(qū)內部分巖漿巖基性—超基性場元素Cr、Co、V、Ni等和分散元素Ba含量高，反映了巖漿與地幔和下地殼硅鎂層關系密切，而Nb、Be、Sn等與地殼硅鋁層有關的元素含量較低。巖漿巖MgO含量較高并富集V、Cr、Co、Ni等基性元素，表明巖漿熔體與地幔橄欖巖進行過強烈的相互作用，造成地幔中親銅元素如Cu、Au進入熔體中，從而為銅金礦床的形成提供了成礦金屬來源。

不同產狀巖漿巖中黃鐵礦的Co含量及w（Zn）/w（Mo）值具明顯差異[6]。巖株狀巖漿巖中黃鐵礦w（Co）≥300×10-6、w（Zn）/w（Mo）<10，而巖脈狀巖漿巖中黃鐵礦w（Co）<300×10-6、w（Zn）/w（Mo）≥10。

根據(jù)9個巖漿巖7種巖石類型的稀土元素分析資料[7-9]，九瑞礦集區(qū)各類巖石稀土元素總量為47.65×10-6～237.86×10-6，平均值為133.4×10-6，稀土元素球粒隕石標準化配分模式圖（見圖4、圖5）總體為向右傾斜的平滑曲線，鈰組稀土元素相對富集，w（LREE）/w（HREE）為8.11～20.44（平均值為11.24），Eu異常不明顯（δEu=0.73～12.50，平均值為0.82）。

九瑞礦集區(qū)內巖漿巖稀土元素組成特點與已知同熔型花崗巖類相似，但巖株狀與巖脈狀巖漿巖在稀土元素球粒隕石標準化配分模式圖中展現(xiàn)出一定的差異，即巖株狀巖漿巖個別巖石存在一定程度的Eu異常，而巖脈狀巖漿巖Eu異常則更不明顯;表明巖株狀巖漿巖存在一定程度的殼源物質混溶現(xiàn)象。總之，九瑞礦集區(qū)內2種不同產狀或不同類型的巖漿巖特征存在一定差異。AF8351BF-B2CD-439E-A358-4030A2A5D1AD

根據(jù)2000年以來的九瑞礦集區(qū)內巖漿巖鋯石測年資料[10-14]，成巖年齡120～160 Ma，大致可劃分3個成巖階段（見圖6）。

第一階段為152～160 Ma，該期巖漿活動較弱，以形成巖脈狀巖漿巖為主，巖性主要為閃長玢巖，礦化作用較弱。

第二階段為136～152 Ma，該期巖漿作用最為強烈，是最重要的成巖成礦期。巖漿巖產狀既有巖株狀巖漿巖（城門山、武山及東雷灣等巖株狀雜巖體），又有巖脈或巖墻巖漿巖（如丁家山、大浪等巖漿巖），形成的巖漿巖主要為花崗閃長斑巖、石英閃長玢巖、閃長玢巖，同時還有部分煌斑巖脈在該時期侵入。該階段也是九瑞礦集區(qū)內最重要的成礦階段，其成礦年齡主要集中分布于136～148 Ma（見圖6）。

第三階段為120～132 Ma，該期巖漿活動相對較強，以形成巖脈狀巖漿巖為主，巖性主要為花崗閃長斑巖、石英閃長巖及花崗細晶巖，伴有煌斑巖、輝綠巖等基性巖脈。

2 礦產地質特征

九瑞礦集區(qū)內與燕山期巖漿熱液有關的礦床成因類型主要包括矽卡巖型、斑巖型、疊加復合型和熱液脈型等。斑巖型（包括隱爆角礫巖型）礦床主要與金銅鉬礦化關系密切，典型礦床為洋雞山礦床、城門山礦床等;矽卡巖型礦床主要與銅金礦化有關，典型礦床為武山、封山洞、雞籠山等礦床;熱液脈型礦床主要和金銅硫礦化有關，典型礦床為丁家山（列石山）礦床、洋雞山礦床、寶山礦床。

2種產狀類型巖漿巖，存在著2種不完全相同的巖漿成礦作用。

巖株狀巖漿巖成礦地質特征：以城門山礦床為典型代表。礦體空間上呈現(xiàn)以巖漿巖為中心的環(huán)帶狀分布。其中，銅礦體主要分布于巖漿巖上部、接觸帶和接觸帶外，鉬礦體分布于巖漿巖中心較深的部位;總體表現(xiàn)為以鉬礦體為核心向外依次為銅礦體、銅硫礦體的中心式環(huán)帶狀分布模式（見圖7）。礦床的蝕變分帶也較明顯，從巖漿巖內向外為：鉀長石—石英化帶、黑云母—鉀長石化帶、高嶺土—絹云母化帶、矽卡巖化帶、硅化—大理巖化帶。

礦石主要成礦元素種類多，有Cu、S、Au、Ag、Mo、Pb、Zn、W等，且沿巖漿巖入侵方向自下而上、自內而外，出現(xiàn)Mo、Cu、S→Cu、S、W、Ag（Pb、Zn）→Ag、Pb、Zn分帶。礦化以接觸帶為中心形成的矽卡巖銅礦體主要分布在接觸帶中，礦體形態(tài)和產狀取決于接觸帶形態(tài)變化的復雜程度;似層狀塊狀硫化物礦體受五通組與黃龍組間的假整合面及層間破碎帶控制，巖體為中心向東西兩側呈不對稱分布;斑巖銅礦體主要分布于巖體的淺部和邊緣;礦體規(guī)模視不同礦床類型而有差異，大多達大—中型。

礦石中黃鐵礦微量元素含量顯示其w（Co）/w（Ni）值（1.11～5.92，平均值為2.90）變化較大，Co品位（w（Co）為41×10-6～402×10-6，平均值為191×10-6）較高，Ni含量較低，與巖漿熱液成因硫化物礦床中的黃鐵礦相似，總體上反映九瑞礦集區(qū)金銅礦床中黃鐵礦的形成是與巖漿熱液有關的熱液成因[4]。

礦石中輝鉬礦w（Co）為3.57×10-6～678.91×10-6，平均值為209.87×10-6[15-18]，與殼?；煸磶r漿熱液礦床中Re含量接近，表明九瑞礦集區(qū)礦床的成礦物質來源屬于殼?；煸葱?。

礦石中流體包裹體均一壓力（10～25 MPa）相對較低，鹽度（3.4 %～46.9 %）較高，流體包裹體種類較多，氣相、氣液相及多相等發(fā)育，成礦流體經歷多次“沸騰”或不混溶作用;礦石硫同位素δ34S相對集中，多為-3.6 ‰～5.7 ‰;鍶同位素特征值（ISr）為0.707 090～ 0.708 349，平均值為0.707 556，分布較集中;黃鐵礦標型特征明顯，w（As）<400×10-6，w（Co）/w（Ni）>1.50，集中于1.91～5.92[13，19-20]。

巖脈狀巖漿巖成礦地質特征：礦床以銅金礦床為主，少量為鉛鋅礦床。礦床規(guī)模一般為中—小型或礦化點，典型礦床有洋雞山礦床、列石山礦床及通江嶺礦床等，礦床類型主要有隱爆角礫巖型銅金礦床、矽卡巖型銅（鉬）礦床及熱液脈型銅金礦床。礦體產于巖漿巖接觸帶其層間破碎帶或巖性差異面中及巖漿巖構造裂隙帶中。前者礦體一般呈后側式排列，如列石山、洋雞山礦床。一般近接觸帶者為銅金礦體，遠離接觸帶者為硫鐵礦體。后者礦體一般空間上連續(xù)性較好，垂向上總體為下鉬上銅（金、銀）。礦體主要呈透鏡狀、脈狀，向下延伸呈根須狀，礦體形態(tài)變化大，收縮膨脹，分支復合頻繁;礦床的礦體數(shù)量較多，規(guī)模一般屬中、小型。礦體與圍巖接觸界面不平整，多呈鋸齒狀、犬牙交錯狀。礦體產狀受構造、巖漿巖產狀制約。礦體一般分布于巖漿巖的邊部和上部。

礦石中的主要成礦元素為Cu、Au。Cu品位一般較低，在0.80 %以下（如鄧家山礦床Cu平均品位0.79 %、丁家山礦床Cu平均品位0.69 %、洋雞山礦床Cu平均品位0.40 %），少數(shù)在0.80 %以上（如列石山礦床Cu平均品位達1.56 %）。Au在洋雞山礦床、鄧家山礦床構成工業(yè)礦體，品位為3.03×10-6～4.77×10-6，在其他熱液脈型礦床中，Au僅為伴生組分，品位為0.08×10-6～0.58×10-6，少量為銅金同體共生，如列石山、寶山礦床中的熱液脈型礦體。

圍巖蝕變分帶以洋雞山礦床、列石山礦床為例，從巖漿巖內向外為：黑云母—鉀長石化帶、石英—黏土化帶、絹云母化—碳酸鹽化—弱硅化帶、絹云母化—碳酸鹽化帶、硅化（帽）帶。礦化體主要產于石英—黏土化帶。但是，總體上，此類礦床的蝕變分帶不是十分明顯，而礦床（體）上部普遍發(fā)育硅化（帽）帶。

與巖脈狀巖漿巖有關的成礦作用的成礦壓力相對較高，一般為 30～35 MPa;鹽度較低，一般為0.5 %～10.2 %;礦物流體包裹體有液相、氣液及多相等，液相包裹體大量存在，成礦流體“沸騰”或不混溶作用不夠發(fā)育;礦石硫同位素δ34S相對分散，多為-0.1 ‰～7.8 ‰;鍶同位素特征值為0.706 736～0.710 625，平均值為0.708 228，分布較分散;黃鐵礦標型特征明顯，w（As）>400×10-6，w（Co）/w（Ni）<1.50，集中于0.90～1.20[13，19-20]。AF8351BF-B2CD-439E-A358-4030A2A5D1AD

九瑞礦集區(qū)內與成礦關系密切的巖漿巖至少存在3期巖漿侵入活動活躍期，其中第二期巖漿巖成礦作用最為強烈，是最重要的成巖成礦期。礦化作用主要與花崗閃長斑巖和石英斑巖相關，先期花崗閃長斑巖和其稍后的石英斑巖都十分明顯地各自伴隨著一次成礦作用。先后2次成礦作用，其成礦演化過程和構造脈動活動的密切配合，均可劃分出硅酸鹽→氧化物→石英硫化物→碳酸鹽階段。2次成礦作用的成礦階段相同，但其成礦特征及發(fā)育程度有一定差別，而表現(xiàn)出鮮明的繼承發(fā)展關系。

第一次成礦作用：與花崗閃長斑巖有關的含礦熱液，在巖漿巖內形成斑巖型銅（鉬）礦體;在巖漿巖與碳酸鹽巖的接觸帶及巖漿巖的灰?guī)r捕虜體中，形成矽卡巖型銅礦體;在五通組與黃龍組的巖性差異面層間破碎帶中，充填交代形成塊狀硫化物型銅礦體。

第二次成礦作用：由石英斑巖冷凝結晶析出的含礦熱液，主要在巖漿巖內形成鉬（銅）礦體，其次在巖漿巖與碳酸鹽巖地層接觸帶形成規(guī)模不大的矽卡巖型礦體;其對早期形成的塊狀硫化物礦體具有一定的疊加礦化作用。該次成礦作用，也可劃分為前述4個成礦階段。與花崗閃長斑巖成巖作用階段相比較，這一期的硅酸鹽階段，其成巖后期含礦熱液主要是通過巖漿巖冷凝收縮裂隙、粒間空隙及成巖前裂隙對巖漿巖進行交代，形成以鉀長石化為主的蝕變，矽卡巖化則處于次要地位，石英硫化物階段的顯著特點是含礦熱液含有大量二氧化硅和以鉬為主的金屬硫化物，以石英脈、含鉬石英脈及含銅石英脈的形式產出，是九瑞礦集區(qū)斑巖型鉬礦床最主要的成礦階段。

總之，與2種產狀巖漿巖有關的礦床，在產出部位、物質組分、形成物理化學條件、礦床類型，以及成礦規(guī)模等有著明顯的差別（見表1）。

3 成巖成礦模式

燕山早期，長江中下游成礦帶由特提斯構造體系向古太平洋構造體系轉換，古太平洋北西向俯沖引起的遠程擠壓使得包括九瑞礦集區(qū)在內的中國東部產生陸內造山運動，巖石圈加厚，之后隨著擠壓減弱或方向改變導致富集巖石圈地幔的拆沉和軟流圈物質上涌，并引起富集巖石圈地幔發(fā)生部分熔融形成基性巖漿，這些基性巖漿上升底侵到下地殼底部，引起下地殼部分熔融、拆沉，形成深部巖漿房[21]。源自富集巖石圈地幔的富含成礦物質、礦化劑及水的基性巖漿上升侵入到深部巖漿房中并發(fā)生巖漿混合作用，形成具有埃達克巖地球化學特征的含礦巖漿，并繼續(xù)上升并以2種不同的產狀方式侵入到地殼淺部地層的巖石中，通過熱液系統(tǒng)的水巖作用進一步演化形成九瑞礦集區(qū)銅金鉬（鎢）礦床（見圖8）。

4 結 論

1）九瑞礦集區(qū)內生金屬礦床與燕山期同熔型中酸性巖漿巖密切相關，地表分布30余個巖漿巖小巖體，其在巖漿侵位特征上卻有明顯的差別，大體可劃分巖株狀和巖脈狀2類，反映了其不同形成過程及侵位環(huán)境。

2）九瑞礦集區(qū)內主要有152～160 Ma、136～152 Ma、120～132 Ma 3期巖漿侵入活動活躍期，且第二期巖漿作用最為強烈，是最重要的成巖成礦期。

3）巖株狀巖漿巖多受北東東向和北西向斷裂交叉控制，巖脈（墻）主要受北東東向斷裂制約。2種產出的巖漿巖盡管在巖石學方面有一定的相似性，反映了其同屬于燕山期同熔型中酸性巖漿巖。巖株狀巖漿巖形成的礦床為中—大型及以上規(guī)模，多為接觸交代矽卡巖型礦床，礦種以銅鉬（鎢）為主，中心式蝕變分帶較為明顯;巖脈狀的巖漿巖的礦床多為巖漿熱液礦床，礦床規(guī)模多在中型及以下，礦種以銅金為主，礦床蝕變分帶不明顯，且往往出現(xiàn)帶狀硅化或形成硅質巖（硅帽）。反映出九瑞礦集區(qū)內確定巖漿巖產狀特征及其與成礦的關系，對尋找與評價區(qū)內銅多金屬礦床具有一定的指導意義。

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Characteristic signs of magmatite mineralization

of copper polymetallic deposit in Jiurui high ore concentration area

Zhou Xianxu，Hu Zhishu，Zhang Lei

（The Second Geological Brigade of Jiangxi Bureau of Geology）

Abstract：Jiurui high ore concentration area is the most important copper high ore concentration area in the middle and lower Yangtze reaches metallogenic belt.Based on the latest exploration and research results，this paper conducts a comprehensive study of the Yanshannian syntectic intermediate-acid magmatite mineralization characteristics signs closely related to the endogenic metallic deposits in the area，finding that the magmatite mineralization characteristics of the two different output forms of the dyke-like and stock-like rock masses are obviously different，in that the deposits related to the stock-like magmatite are of medium-large scale and above，and the minerals are mainly copper，molybdenum（tungsten）;the homogenization pressure is relatively low，and the salinity is high;there are many types of mineral fluid inclusions，and the ore-forming fluid has undergone multiple "boiling" or immiscibility;the wall rock alteration is characterized by centralized alteration zoning.The deposits related to the dyke-like magmatite are mostly medium scale and below，and the minerals are mainly copper and gold;the metallogenic homogenization pressure is relatively high，and the salinity is low;the "boiling" or immiscibility of ore-forming fluids is not well deve-loped，and the alteration zoning is not obvious，but banded silicified or siliceous rocks often appear.

Keywords：high ore concentration area;copper polymetallic deposit;metallogenic rock mass;metallogenic cha-racteristics;metallogenic pattern

收稿日期：2021-07-21; 修回日期：2022-03-01

基金項目：“十一五”國家科技支撐項目（2009BAB43B03）;“十二五”國家科技支撐項目（2011BAB04B03）;中央地質勘查基金項目（2013360007）;中國地質調查局發(fā)展研究中心項目（121201004000150017-10）;江西省地質局地質勘查基金項目（2021AA16）

作者簡介：周賢旭（1964—），男，江西都昌人，高級工程師，從事地質礦產勘查及研究工作;江西省九江市城西港區(qū)通港西路，江西省地質局第二地質大隊，332000;E-mail：507340320@qq.comAF8351BF-B2CD-439E-A358-4030A2A5D1AD