赣北铜金矿床地质特征与成因浅析.pdf

2 0 0 L年 7月 第 3 0卷第 4期 有色矿山 NODf e r F o u5 M i n e s J U l ， 2 0 01 Vol 3 0 No 4 赣北 铜 金矿 床地 质 特征 与 成 因浅析 唐 俊 华 武 山铜 矿 ，江 西 瑞 昌 3 3 2 2 0 4 【 关键 词 】成 矿带 ；铜 金矿 床 特 征 ；戚 困 【 摘要 】赣北 是 江 南 铜 金矿 产 的一 个 重 要集 中区 ， 本 文 通过 对 其 三 十主 要铜 金成 矿 带 矿 床地 质 特 征 的分 析 ． 探 讨 该 区铜 金 矿成 矿 的某 些成 围 【 中 围分 类号 】TD1 L 【 文献 标 识码 ]A【 文章 编号 ]1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 1 0 4 0 0 0 1 0 5 The g e o l og i c a l c h a r a c t e r s a nd c a us e o f f o r m a t i on o f c o p p e rg o l d d e p o s i t s i n n o r t h e r n J i a n g x i Pr o v i n c e TANG J u n h u a W u s h a n C o pp e r M i n e，Rui a n g 3 3 2 2 0 4，Chi n a Ke y wo r d s mi n e r a l i z a t i o n z on e s c h a r a c t e r s o f c o p p e g o l d d e p o s i t s ；c a u s e o f f o r m a t i o n Ab s t r a c t No r t h e r n J i a n gx i Pr o v i n c e i s o n e o f t h e i mp o r t a n t c o n c e n t r a t i o n a r e a o f c o p p e r a n d g o l d mi n e r a t i n t h e s o u t h o f Ya n g z i Ri v e r I n t h p a p e r s 0 me c a u s e o f f o r ma t i o n o f c o p p e r a n d g o l d d e p o s i a r e d i s c u s s e d b y a n a l y s i n g t h e g e o l o gl c a [ f e a t u r e s o f t h e t h r e e mine r a l i z a t i o n z o n e s i n t h i s r e gi on． 1引 言 赣北 不仅是铜 的集 中 区， 而 且也 是 金 的 集 中区之 一 。江 西 省铜 金 矿 产 的 9 5 ％分 布 在其 北部 ， 其 中 又 赣 东北 的乐 平 一德 兴 成 矿带 。 赣 西北 的 九江 一瑞 昌成 矿 带 以及 赣 中 的信 江成矿 带最 为重要 。 江西铜 金矿产 的主要特 点是铜 金 紧密 共 生 ， 两者 或寄存 于同一 矿床 ， 或产 出在 同一 矿 田和 成矿带 。独立 的铜或 金 的矿 化 区几乎 没 有 如胶 东的招掖 金矿 带 ， 牟平 一乳 山金矿 带 等 。 【 收 稿 日期 ]2 0 0 0 0 1 0 7 【 恪 订 日期 ]2 0 0 1 0 4 3 0 【 作 者 简升 ]唐 俊 华 1 9 6 5 ， 男 ， 江 西 丰 城 市 人， 工 程 师 ， 事 矿 山地质 工 作 。 江西大地 构 造 总 的特 点 是， 以 走 向近 似 东西 的宜 春 一广 丰 深 断 裂 为 分 界 线 一 分 为 二 ， 北边 为杨子 准地 台， 南边 为华 南加里 东褶 皱 系。乐平 一德 兴 成矿 带 ， 九江 一瑞 昌成 矿 带均 处在杨子 准 地 台 内， 信 江 成 矿带 则 处 于 两种 不同的大 地构造 单元 的交汇 部位。 乐平 一 德 兴成矿 带受 赣 东 北 深断 裂控 制 ， 九江 一 瑞 昌成矿带 受到长江 大断裂 次级 断 陷盆地 的 控 制 ， 而信江 成 矿 带 则受 到 宜 春 一广 丰深 断 裂控制 。赣 北铜金 的主要赋 矿层位 是石炭 系 黄 龙 组及 相 当于 同时 期 的其 它地 层 如耦 塘 组 、 梓 山组等 和 中元 古界 的双桥 山群浅变 质 岩 系。矿 石 产 出特 征 主要 是 细脉 浸染 状 、 块 状 、 网脉状 、 脉 状及土 状等 。与成矿 有关 的岩 浆岩 主要 是 燕 山早 期 侵 入 的 中酸性 浅 成 、 超 浅成 花 岗闪长 斑岩 及陆相 火山岩 。 一 维普资讯 有色矿I I ． 2铜 金矿 床 地 质 特征 2 ． 1 铜 金矿 床 分类 赣北 铜 金矿床 从开采方 式上 可分为 两类 见表 1 。一 类 是 以铜 为主 ， 金 作 为 主 要 的 伴生元 素开 采， 这 类 矿床 为该 地 区 主要 的 铜 金 产 出方式 ， 虽然金 为伴生元 素， 但 金在铜 矿 石 中的 平 均 品位 达 0 ． 2～0． 8 5 , 1 t ． 单 独 计 算金 的储 量亦 达 到 了 大型 、 超 大型 的金 矿 规 模 1 O ～1 8 0 t ． 另一类就 是作 为 金矿床 开采． 如金 山 、 吴 家 、 洋鸡 山等 。成 因分类 则主要可 分 为六 类 ， 矿床种类 较 为齐 全 。 表 1 赣 北 铜 金矿 床 分 娄 2 ． 2 矿 床与岩 浆岩的 关系 赣北铜 金矿床 中或其 附近几 乎都 有岩 浆 岩 的侵 入 ， 尤 其是 燕 山 早期 的 中酸性 浅 成 一 超浅 成 岩体 与 成 矿 关 系最 为 密 切， b 、 c 、 d等 几种 成因的 矿床 与 这 时 期 的侵 入 、 喷 出活 动 有直接 的关 系． e 、 f 型 矿床则 受到岩 浆 中含 矿 热 液 的叠加 、 改造 、 进 一步 富集成矿 或形成 新 的矿体 类型 。如武 山北带穿插 层状 矿体 的各 种岩 眯， 其 Au的 富集 系 数 为 1 9 ～4 6 ． 另外 ． Ag 、 Mo 、 Cu等 的富 集 系数 亦 分别 达 5 ． 1 、 6 ． 6 和 7 。富含铜 金等矿 物 质 的中 酸性 小型 侵 入 体 侵入 到特 定的地 层 双桥 山群 浅变质 岩 系， 二 叠 、 三 叠 系碳 酸盐 岩 形 成 斑 岩型 、 陆 相火 山岩型 及矽卡 岩型铜 金矿床 。而 金 山金矿 虽 然在其 矿床 中并 无 岩体 的侵 入 ， 但 其 北 部 不 足三 千 米处 分 布 有 铜 厂等 三 个斑 岩 体 ， 这对 于早 期 已初 步富 集 的金 山金 矿 田来 说， 无疑 会 有影 响。据 曾 健年 等 的 研 究， 燕 山早 期 中 酸性 侵 入体 对早 期形 成的 金矿 体进行 了叠 加 富集 改造 ． 形 成 了新 的矿 石 类 型 石 英 脉 型 金矿 。同样 ， 对 早 期 形成 的层 状 铜 金 矿体 亦 有叠加 、 改造 及破坏 作用 。 赣北燕 山早 期 侵 入 、 喷 出 的 岩体 主要 为 花 岗闪 长斑 岩 一英 安斑 岩 一花 岗班岩 组 合 ， 为一 套中酸 性 的 杂岩 体 ， 具 有 多 次分 异 和 多 次侵 入特征 。其 中花 岗 闪长 斑岩 ， 英 安斑 岩 与铜 金矿体 富集 相 关 ， 岩 体 出露 面积 一般 小 于 1 k ， 呈 小岩 株 、 岩 眯 、 岩 墙 等 产 出， 岩 相 变化 不明显 ， 边 缘 常 伴有 爆 破 角砾 岩 。成 岩 年 龄 集 中在 1 7 5 ～ 1 3 0 Ma ， 岩 体 同位 素锶 初 始值 s r 8 ／ s r 8 为 0． 7 0 4 4～0 ． 7 0 8 8 ， 3 0 ‰ S MOW 为 8～ 1 3 ． 6 ， S ‰ 为 一4～ 5 ． 属 壳幔 同溶 型。 岩 浆 源 自下地 壳 或 上 地 幔， 沿 壳断 裂 上 侵 过 程 中与 地 壳 发 生 混 染 或 混 溶 ， 于地壳浅部侵垃而形成， 即深源浅成岩体 。 2 ． 3矿床与地 层 的关系 赣北 铜 金 矿床 受层 位 控 制 明 显． e型 矿 床 为典型 的 层控 矿 床， 该 类 矿 床 在不 同地 区 产 出在相 似 的地层层 位， 即石炭 系黄龙组 ， 为 沉 积 一海底 喷 出沉 积 形 成的 矿 床． 该 类矿 床 甚 至和沉 积 岩样 可 以 代表 其 形成 时的 时 代， 足 在特定 环境 晚古 生 代 以来发 育的 东西 向 维普资讯 第 4期 唐俊 华 赣 北铜 皇 矿 床地 质 特 征 与成 因浅析 二级 断 陷 盆地 下 形 成 的 一种 特 殊 的 地 层 。 矿体 整合于 其 下 的五 通 组 含砾 石 英 砂 岩上 。 如果 燕 山早 期有岩 浆复 活层状 矿床成 矿热液 喷 出通道 ， 则 其 上覆 的碳 酸盐 岩 成 为 有利 的 成矿 围岩， 从 而二叠 、 三 叠 系碳酸盐 岩成为矽 卡岩 型 c 矿床 的赋矿 层位 ， 从广 义上 讲 这类 矽卡 岩矿床 也 可称 作 层 控 矿 床 。所 以， 在 断 陷盆地 内， 从 碎屑岩过 渡到碳 酸盐 岩地层 ， 最 有可 能产生 两 种 矿 床叠 加 在 一起 的 现象 层 状矿 床 矽 卡岩 矿床 ， 如武 山 。 同样 ， 赣 东北 的斑 岩型铜 金 矿床， 陆相 火 山岩型铜 金 多金 属 矿 床 、 金 山金 矿 田等 亦 受 地 层 中 元 古 界 双 桥 山群 浅 变 质 岩 系 控 制 。在赣东 北成 矿带， 该 套地 层 主要 由板岩 、 绢云母千 枚 岩 、 砂 质 千枚 岩 、 凝 灰 质板 岩 、 变 质 晶屑凝灰 岩 等 组成 。 在全 省 范 围内， 取 桥 山群 含 金 丰 度 值 为 5 ． 5 p p b 。 德 兴 斑 岩 铜 金 矿 区 为 1 5 ． 3 p p b 。 C u丰 度 值 为 1 6 5 p p m 金 山金 矿 田金 丰度 为 6 ． 2 7 p p b ， 金 矿 化 最 强 的 韧性 剪切带 两 侧 为 2． 2 8～2 ． 2 4 p p b 。 鉴于 上 述两 矿 田 已有 较 好 的富 集 斑岩 铜金 矿 平均 品位 为 2 0 0 p p b ， 金 山金 平均 品 位 4 0 0 0 p p b ， 这些数据 足以表 明， 该成 矿带内双桥 山群金 的 原始 丰度值 应该大大高 于上述数值 。 2 ． 4矿床 与构造 的关 系 如前 所述 ， 赣北 铜 金 矿 带 的 分布 受 到 各 条大 断裂的 控制 ， 具 体 的 矿 田或 矿床 则 受 到 次级 的断 陷盆地 或断裂带 的控制 。其表 现是 岩浆 岩常是 一 定方 位 等 距 分 布， 矿床 均 产 出 断 陷盆地 或 断 裂 带 中， 显 示 出次 级 断 裂 的控 制作 用。火 山机 构 及 其 周 围 的环 状 断 裂 、 放 射状断 裂及 其 它断 裂 带 ， 常 成 为矿液 运 移 或 充填 的场所 。岩体 与 围岩的接触 带是种 特殊 的构造 ， 岩 体 上 侵 时， 这 些 地 方 产 生 热 膨 冷 缩 ， 隐蔽爆 破 ， 裂 隙密 集 交 织， 是 含 矿热 液 活 动 、 蚀变 、 交 代 、 堆积 、 充填 的有 利 部 位。b 、 c 型矿 床矿体 形 态基本上是 受矿 田断裂 系统的 控制 。而 f 型矿床 则主 产 f韧性 剪切 带 直变 中心部位的 超 糜 棱岩 。赣 东北 深大 断 裂 ， 乐 安 江深 大断 裂就是 两条 长期断承 性的 动力 变 质 带， 由系列韧性 剪切 带 、 构造 杂岩带 和蛇 绿 混 杂岩带 构 成 ， 蛇 绿 混 杂 岩带 显 示 出该 剪 切 带 主剪切 面。 乐平德 兴成矿带 即产 出其 中 并 受其控制 。 2 ． 5矿床 与围岩蚀 变 的关 系 铜 金矿 床与围 岩蚀变关 系 密切 ， 斑 岩型 、 矽卡岩 型 和 金 山 式 金 矿 即 直 接 产 于 蚀 变 带 中 ； 层状 矿床 、 陆相火 山岩型矿 床围岩 蚀变可 作 为寻找该类 矿床 的主要 标志 。主要 的围岩 蚀 变类型有 硅 化 、 石英 绢云母 化、 钾 化石 化 、 绿泥石 化 、 蛇 纹石化 、 矽卡岩 化 、 大理 岩 化 、 碳 酸岩化 等 ， 蚀变分带 较 明显。 2． 6 矿 石成 分 及结 构构 造特 点 由于赣 北铜 金 矿化 的多样性 决 定 r矿石 组成和结 构 构造 的多 样性 ， 但 与铜 矿 化关 系 密切 的是硫 化 物 型或 硫化 物 石 英 脉型 ， 其 中 主 要是 黄铜 矿 、 黄 铁 矿 建造 。 含 铜原 生矿 物 主要 有 黄 铜 矿 、 黝 铜 矿 、 砷 黝 铜 矿、 硫 砷 铜 矿 ； 次生 的有斑 铜 矿 、 辉 铜 矿 、 铜 兰 、 赤铜 矿 、 黑铁矿 、 兰铜矿 、 孔 雀石 、 自然 铜 。载 金 矿 物 及金 矿 物 有 赤 铁 矿 、 黄 铁 矿 、 黄 铜 矿 、 磁铁 矿 、 方铅 矿 、 闪锌矿 以及 自然 金 、 银 金矿 、 金银 矿 等。结构 构造均分 别 反应 出 自中元古 代至 新生代 各 时 期 形成 的铜 金 矿 床 类 型 的特 点 见表 2 。 表 2 ． 螽 北 各 类 型铜 金 矿床 矿石 结 构构 造 特 征 维普资讯 有色矿山 2 0 0 1正 3 赣 北铜 金矿 化 成 因 探讨 3 ． 1 处 于有 利于铜金 矿化 的大地构 造环境 纵观 我国金 矿集 中 成矿 区 。 就会 发现 其 主要产 出于地 台 内出露 有前寒 武纪绿色 岩 系 的活 化 区中， 如胶 东 、 辽 吉 等 地 ； 或 是地 台与 褶皱系 及 不 同旋 迥 的 褶 皱 系之 间 的 交 汇 部 位 ， 如 小秦岭 、 阿 尔泰等地 。 在 长江中下 游 包括赣 北 则主要 产 出 与 铜 共伴 生的金 矿床 ， 而单 一的金矿 床 华北模 式 则较 少 出现 。 这 样 的矿床群 更是没 有。究 其原 因． 可 能是 因 为这 一 地 区缺 失 前 寒武 纪 绿色岩 系， 中 元古 代双 桥 山群 浅 变 质 岩 系作 为矿源 层在早 期没有 得到 更深 一步 的变质混 合岩 化、 花岗岩化 。区域性 的混合 岩化 、 花 岗 岩化是形 成北 方 金 矿带 的源 动 力， 赣北 地 区 没有这 样 的区域 性 的 变质 作用 ， 从 而 不 可 能 形成象 北方那 样的金 的集 中带 。而这一 地 区 在 晚古 生代 特别 是 石炭 纪 以来 ， 普 遍 发育 有受 长江深大 断裂控 制的走 向近东西 的二级 断陷 盆地 ， 其 内含 金属 热 水 溶液 沿 着 构 造薄 弱处喷 出 ， 沉 积成 矿 。这 些 台矿 热 液 通道 有 时也是 海底火 山喷 出 的通道 ， 因为 在 这一 时 期形成 的矿 层 中， 有时 夹 有 多层 的火 山碎 屑 岩， 现 多 已蚀 变风 化成 高岭土 ， 测其年 龄值为 同时期形 成 的 。使 得 成矿 物 质 来 源 更 广泛 。 成 矿物 质 不仅 来源 于萃取 下伏 地 层中 丰度值 较高 的铜金 等成 矿 因 素 ， 而 且 部 分地 由火 山 岩带来 成矿物 质。所 以石炭 系黄龙 期 层状铜 金 矿床是该 地 区 的特 色 矿 产。 这 一 时期 ， 金 山金矿 田由于 受到 赣东北 剪切带 的作用 有了 蚀岩 型金矿 的初 步 富 集 。到 了 燕 山 期， 赣 北 构造岩浆 活动 强 烈 ， 主要 是 中酸性 的花 岗 闪长 斑 岩 与矿 化 有 密 切 的关 系， 形 成 b 、 C 、 d 型铜金 矿床 ， 而且 对 早 期形 成 的层状 铜 金 矿 体及 金 山式金 矿有 叠加 、 富集 、 改造 及破坏 作 用 。 3 2 与 岩浆 岩成 矿专属 性有一 定关 系 在一个 不大 的 区域 内， 为 什 么铜 金 矿 化 和钨 矿化分 别 集 中在 赣 北赣 南 ， 除 了所 处 的 大 地构 造 背景不 同、 地 层含矿 的差异性 等 ， 两 地 与成矿 有关的 岩浆岩 的差异也 是不 容忽视 的 因素。根 据 南京 大 学地 质 系 1 9 5 7～1 9 6 5 年 对华南 不同时代 花 岗岩 石 中微量 元素含 量 的测定 见表 3 ， 有简 化 ， 可 以看 出 ， 华 南 包 括 赣南 花 岗岩类 w 、 S n 、 u 含量普遍 较高 ， 表 3 华 南 不 同时 期花 岩石 中微量 元 素 含量p p m 酸性 岩 中的 平均 含量 雪 峰 娟 加 里 东早 期 加 里 东晚 期 印支 期 燕 山早 期 燕 山 晚期 3． 5 1． 5 3 0 20 20 6 0 5 5 3 O 2 O 】 O 1 2 7 4 1 3 5 4 23 1 8 1 28 9 3 0 15 8 4． 71 2 5 8 7 13 1 6． 3 1 8． 5 7． 4 6． 9 7． 6 2 5 1 6 21 1 4． 2 9． 8 1 7． 9 6 0 l 2 l 2 ll 1 3 6 4 5 而且 岩 石年龄 愈新， 丰度愈 高， 到燕 山期 达到 最高 ， w 、 s n 、 u 富集 系数 为 5～8 ， 而 Cu 、 Z n 、 P b 、 、 、 v、 B e 、 cr 等元 素 丰度值 均低 于或 接 近于 平均值 。而据 毛建仁 等 1 9 9 0 研 究长 江 中下游 包括赣 北 中酸性 侵入岩 与成 矿关 系时得 出的结论 则是 ， 对 1 3个 非成 矿斑 岩体 分析其铜 含 量平 均 为 6 1 p p m， 为酸 性 岩 平均 值 的 3倍 ， 而 成 矿 斑 岩 体 cu含 量 更 高 达 如巧 三 加 加圳 如坫仲m ㈨ v 0 u w 维普资讯 第 4期 唐傻 华 赣 北 铜 金 矿床 地 质特 征 与 成 因浅 析 5 4 5 2 p p m， 为 酸性 岩平 均 值 的 2 2倍 。鉴 于该 区域铜 金 矿 床 中金 的 主要 载 体 为 含 铜 硫 化 物， 故 由此 可推知 ， 赣北 燕 山期 中酸性 侵入体 中金的 初始丰度 值亦较 高。从 岩体 化学特 征 看， 赣南与成 矿有关 的岩浆 岩大都 为花 岗岩 ， 富 s i c h 7 1 ％ 、 K2 o， 贫 C a 、 Mg O、 P 2 05 ， 属 酸性岩浆 岩， 其规 模 有 大有 小， 深 源 辣 成。 而赣北与 成矿 有 关的岩浆 岩 为燕 山早 期的深 源 浅成产 出 的花 岗闪长 斑 岩 ， 出露 面 积一 般 小于 1 k ， 属 中酸 性 、 弱 酸 性 的 岩 浆 岩 ， 富 C a O、 Mg O、 P 2 o 5等 ， 贫s i O2 6 5 ％ 左 右 、 K， 。南 北两地 岩浆岩 在各方 面 都有 较大 的 差异， 从 而导 致 了矿 化的 差异性 4结束 语 1 赣 北 是 江 南重 要 的 铜 金矿 产地 ， 也 是江 西铜 金的 主产地 。该 地 区铜 金矿 化在时 空上往往 紧密共 生， 少有独立 的金矿 化区。 2 探 大断 裂及 二级 断 陷盆 地控 制 着赣 北铜 金矿 产 的分 布， 赣东北探 大断裂 、 赣西北 长江 大 断裂二级 断 陷盆地 以及 宜春 一广丰大 断裂 是 其主要的 控矿构造 。 3 赣北 铜 金矿床 类型 丰富 。从 内生 到 外 生， 从 中元古 代到新 生代 ， 从蚀变 岩型到 沉 积 一海底 喷 出型 即层 状矿床 、 细脉 浸染型 、 石英 脉 型、 矽 卡岩型 、 陆相 火 山岩 型 以及铁 帽 型等 都 有 。而 且 除 铜 金 外， 还 共 伴 生 有 铅 、 锌 、 硫 以 及 银 、 钼 、 钨 、 铁 、 铋 、 硒 、 碲 、 铊 、 铟 、 铼 、 砷 、 钛、 锗 、 锇 、 钯 等二 十多种 元素 。 4 赣北 中元古代 双 桥 山群 火 山沉 积 浅 变 质岩 系， 晚古 生代 二 级 断 陷盆 地 内的 石 炭 系黄龙 组及其 下伏 泥盆 系五通 组等地 层是铜 金 的重要矿 源 层 ； 中生 代燕 山早 期 中 酸性 成 超 浅成花 岗闪长斑 岩的侵 入是铜 金等成矿 物 质 的另一重 要来源 。 5 特 定的 围岩构 造岩浆 岩组 合 及其 在 历 史时期 各 自的演 化、 发 展 以及 相互 作用， 是 赣北 铜金矿 化 的基 础 ， 也 是 寻 找 这类 矿 床 的 前提 。 [ 参考 文献 】 王道 华 等长 江 中下 游 区域 铜 、 金 、 铣 、 硫 矿 床 基 本特 征 及 成 矿规 律 [ M] 北京 地 质 出版 社 ， l98 7 毛 建 仁 等 ． 长 江 中 下 游 中酸 性 侵 入 岩 与 成 矿 [ M] ． 北 京 地 质 出版 社 ， 1 9 9 0 南 京 大学 地 质 系 华 南 不 同时 代花 岗 岩娄 及 其 与 成 矿关 系 研 究 上 册 [ M ]1 9 6 5 唐 傻 华层状 铜 矿基 本 特 征及 成 困浅 析 [ J ]有 色 矿 山， 2 0 0 0 ， 1 任 建 国 等 江 西铜 韭 公 司 矿区 远景 资 源勘 探 与 利用 研 讨 会 论 文 集 [ c] ． 江 西 铜 业 公 司 科 协 ， l9 98 余 志庆江 西 省金 矿 的成 因特征 及 其 成 矿 的 大 地构 造 背 景 探 讨 [ c] ． 金 矿 地 质 论 文 集 第 1 辑 ， 1 9 9 0． 上 接 第 1 2万 房柱法 为 主要 方案 ， 再 配合 使 用 蹰后 充填 房 柱法 开 采 厚 度 小 于 5 m 的薄 矿 体 或 边 角 矿 体 ； 使 用预 切 顶 中深 孔 房 柱 法 开 采 大 于 8 m 的厚大 矿体 。 4 结 束 语 目前 本矿正与 某矿 山研 究院进行 浅孔落 矿胶结矿 柱房 柱 法 的 试验 研 究， 经 过 一年 的 生产实践 证 明， 上 述选 择 是正 确 的。2 0 0 0年 本矿黄 金产量增 加 5 0 ％， 利 润大 幅增 长 。科 学技 术促进 了本矿 的发展 ， 确保 了矿 山持 续 、 稳定 的生 产。 l 2 3 4 5 6 维普资讯