江西省上栗縣七寶山銅多金屬礦床成礦巖體地球化學(xué)特征及成因研究

張磊，權(quán)富，馬超

(1.江西省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊(duì)，江西南昌 330002；2.江西省礦產(chǎn)資源保障服務(wù)中心，江西南昌 330002）

七寶山銅多金屬礦為矽卡巖型礦床，成礦母巖為以花崗閃長(zhǎng)斑巖為主的志木山巖體，與成礦有關(guān)的圍巖為二疊系中統(tǒng)茅口組。七寶山銅多金屬礦床成因總體研究程度較低，本次針對(duì)志木山巖體進(jìn)行巖石學(xué)、全巖地球化學(xué)研究，研究成礦母巖的成因及構(gòu)造地質(zhì)意義，對(duì)探討礦床成因、總結(jié)成礦規(guī)律具有重要意義。

1 礦床地質(zhì)特征

礦床屬于欽杭成礦帶萍鄉(xiāng)-德興Cu-Pb-Zn-Ag-Au-W-Mn海泡石-硅灰石成礦亞帶［1-3］。區(qū)域性構(gòu)造主要為北東—北北東向線型褶皺和逆斷層F1。

礦區(qū)出露地層主要為二疊系及三疊系地層。其中茅口組為主要賦礦地層。礦區(qū)基本構(gòu)造為北東向背斜，背斜核部由棲霞、茅口組組成；兩翼由樂(lè)平組和七寶山組構(gòu)成，北西翼傾向北西，傾角10°～50°，南東翼傾向南東，傾角10°～40°，北翼被斷層（F1）切割而發(fā)育不完整，該斷裂具有多期活動(dòng)性。

礦區(qū)出露巖體為志木山巖體，主要巖性為花崗閃長(zhǎng)斑巖，見(jiàn)少量石英閃長(zhǎng)玢巖和矽卡巖化斜長(zhǎng)巖。成巖年齡約為166.28±0.67Ma［4］，屬燕山期早期淺成侵入巖體。巖體沿北東向侵入背斜核部，呈不規(guī)則巖滴、巖脈、巖株?duì)?，?shù)量眾多。巖體總體展布與主體構(gòu)造線方向一致，與圍巖多呈斜交層理侵入接觸，接觸面產(chǎn)狀多變，總體上為北緩南陡。巖體為“無(wú)根”巖體，深部受F1斷層切割［5-6］。

礦區(qū)內(nèi)志木山巖體順北東向背斜侵入于中二疊統(tǒng)碳酸鹽巖地層中，形成以矽卡巖型為主的銅鉬多金屬礦產(chǎn)，目前大致查明的礦種有銅、鉬、鎢、磁鐵礦等。礦體主要賦存于矽卡巖中，少量賦存于花崗閃長(zhǎng)斑巖、大理巖中。礦體產(chǎn)狀受矽卡巖帶和斷裂、裂隙聯(lián)合控制。礦體以長(zhǎng)透鏡狀、脈狀、囊狀為主，部分呈似層狀。

2 成礦巖體地球化學(xué)特征

2.1 巖石學(xué)特征

根據(jù)巖性和巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征及產(chǎn)狀差異，可將巖體劃分為內(nèi)部相及邊緣相，呈漸變過(guò)渡接觸。

內(nèi)部相：處于巖體中央部位，主要為花崗閃長(zhǎng)斑巖，具斑狀結(jié)構(gòu)為主，塊狀構(gòu)造；礦物成分較穩(wěn)定，未見(jiàn)明顯蝕變礦化，斑晶占20%～40%，主要為斜長(zhǎng)石（68%±）、石英（14%±）、角閃石（9%±）、鉀長(zhǎng)石（6%±）、黑云母（3%±），斑晶一般1m～2mm；基質(zhì)占60%～80%，微細(xì)粒結(jié)構(gòu)或隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，主要為鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英、角閃石等，粒徑0.1m～0.2mm。

邊緣相：分布于巖體邊緣，主要為石英閃長(zhǎng)玢巖和矽卡巖化斜長(zhǎng)巖等，發(fā)育絹云母化、矽卡巖化、黃鐵礦化、綠泥石化等。石英閃長(zhǎng)玢巖呈殘余斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，結(jié)晶粒度較內(nèi)部相對(duì)減小，礦物自形程度低；斑晶為斜長(zhǎng)石、石英，粒徑0.1mm～0.5mm；基質(zhì)由斜長(zhǎng)石和少量他形石英組成，粒徑0.01mm～0.02mm。斜長(zhǎng)巖呈中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要由斜長(zhǎng)石組成，弱白云母化、矽卡巖化，斜長(zhǎng)石半自形板狀、板柱狀，長(zhǎng)徑2mm～5mm，含量約90%，常見(jiàn)少量透輝石、石榴石等矽卡巖礦物。

2.2 主要元素特征

志木山巖體SiO2含量60.86%～66.50%，平均64.35%，屬中酸性巖類(lèi)；里特曼（A.Rittmann,1957）指數(shù)（σ）0.78～3.68，平均2.68（表1、表2），K20-SiO2圖解中（圖1）位于高鉀鈣堿性系列及鉀玄巖系列［7-8］，SiO2-堿度圖中（圖2）位于堿性-鈣堿性區(qū)，表明志木山巖體屬高鉀堿性-鈣堿性系列；鋁飽和指數(shù)A/NKC為0.78～0.85，平均0.81，鋁飽和指數(shù)判別圖中（圖3）均位于準(zhǔn)鋁質(zhì)區(qū)，表明志木山巖體屬準(zhǔn)鋁質(zhì)系列；由于巖體遭受了蝕變，鏡下定名存在一定難度，本次采用巖漿巖系統(tǒng)全堿-硅（TAS）分類(lèi)圖解（圖4）進(jìn)行輔助定名，數(shù)據(jù)投影點(diǎn)落入花崗閃長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)巖中；綜上所述，志木山巖體屬高鉀堿性-鈣堿性準(zhǔn)鋁質(zhì)花崗閃長(zhǎng)斑巖。

表1 志木山巖體主要元素特征表(ωB%)

表2 志木山巖體CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算表（wt%）

圖1 K2O-SiO2分異圖

圖2 SiO2-堿度圖

圖3 鋁飽和指數(shù)判別圖

圖4 全堿-硅（TAS）分類(lèi)圖

2.3 微量元素特征

志木山巖體微量元素分析結(jié)果顯示，銅含量28.7ppm～17100ppm，平均含量4384ppm，呈明顯富集，銅最高品位已達(dá)工業(yè)品位；鉬含量一般為1.64ppm～7.58ppm，部分大于50ppm，呈明顯富集，未達(dá)邊界品位；鎢含量一般為15.2ppm～64ppm，部分大于100ppm，呈明顯富集，未達(dá)工業(yè)品位；鉛含量6.59ppm～39.8ppm，平均21.87ppm，明顯富集，未達(dá)邊界品位；鋅含量33.2 ppm～730ppm，平均253.88ppm，明顯富集，未達(dá)邊界品位(表3）。以上事實(shí)證實(shí)了志木山巖體的含礦性，是七寶山銅多金屬礦床的成礦母巖。

表3 志木山巖體微量元素特征表(×10-6，Au為×10-9)

2.4 稀土元素特征

志木山巖體稀土總量159.18ppm～175.95ppm，平均含量167.57ppm；輕重稀土比值10.88～12.91，平均11.89，LaN/YbN為12.79～17.23，平均15.01，輕稀土相對(duì)富集。稀土配分圖上曲線表現(xiàn)為右傾斜，輕稀土分餾明顯，重稀土分餾不明顯。Eu異常不明顯或無(wú)異常，δEu值0.98～1.03，平均1.00（表4，圖2-圖3）。

表4 志木山巖體稀土元素特征表(×10-6)

圖5 志木山巖體稀土配分型式圖

3 巖體成因分析

3.1 物質(zhì)來(lái)源判別

Lgσ介于-0.11—0.57，Lgτ介于1.63—1.72，具有造山帶巖漿巖的特征（圖6）。本文采用ACF圖解來(lái)判別花崗巖成因類(lèi)型（圖7），圖解結(jié)果顯示，志木山巖體大部分落入I型花崗巖區(qū)域，少量落入S型花崗巖區(qū)域，均靠近I型與S型花崗巖的分界線附近，不能明確鑒別花崗山的成因類(lèi)型。欽杭成礦帶東段區(qū)域內(nèi)I型花崗巖不具明顯的Eu異?；驘o(wú)Eu異常，輕重稀土分餾明顯的特征［9］；S型花崗巖具明顯的負(fù)Eu異常，輕重稀土分餾不明顯［10-11］；A型花崗巖具極明顯的負(fù)Eu異常，輕重稀土分餾不明顯［12-13］。志木山巖體稀土配分型式與I型花崗巖類(lèi)似，因此認(rèn)為志木山巖體屬I(mǎi)型花崗巖。

圖6 Lgσ—Lgτ圖解

圖7 成因判別ACF圖解

在反映花崗巖源區(qū)特征的C/MF—A/MF圖解［14］中（圖8），花崗閃長(zhǎng)斑巖位于“基性巖的部分熔融”區(qū)域，反映出志木山花崗巖源區(qū)以基性火山巖為主。Nb/Ta比值常常可以有效地識(shí)別源區(qū)的特征，Nb/Ta值小于8.3，源區(qū)為下地殼；Nb/Ta值大于17，源區(qū)為虧損地幔，志木山花崗閃長(zhǎng)斑巖Nb/Ta比值為5.27～17.64，表明其形成時(shí)有大量下地殼物質(zhì)參與，同時(shí)有少量地幔物質(zhì)加入。

圖8 志木山巖體巖漿源區(qū)判別圖

3.2 構(gòu)造環(huán)節(jié)判別

R2-R1圖解（圖9）中大部分落入板塊碰撞后隆起期花崗巖，僅少量落入地幔斜長(zhǎng)花崗巖、破壞性活動(dòng)板塊邊緣（板塊碰撞前）花崗巖，志木山花崗閃長(zhǎng)斑巖應(yīng)為碰撞后隆起花崗巖。

圖9 志木山巖體R2-R1成因分類(lèi)圖解

4 結(jié)論

（1）志木山巖體屬高鉀堿性-鈣堿性準(zhǔn)鋁質(zhì)I型花崗巖，其形成時(shí)有大量下地殼物質(zhì)參與，同時(shí)有少量地幔物質(zhì)加入。

（2）志木山巖體應(yīng)為碰撞后隆起花崗巖，結(jié)合區(qū)域資料，認(rèn)為其產(chǎn)出環(huán)境整體表現(xiàn)為陸陸造山環(huán)境，是在碰撞壓力致使下地殼加厚之后，板塊伸展減薄環(huán)境的環(huán)境中形成的。