王 健，聶江濤，郭 建，黃志章，李秀珍

(核工業(yè)北京地質研究院，中核集團鈾資源勘查與評價技術重點實驗室，北京 100029)

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江西相山礦田深部多金屬礦化特征

王 健，聶江濤，郭 建，黃志章，李秀珍

(核工業(yè)北京地質研究院，中核集團鈾資源勘查與評價技術重點實驗室，北京 100029)

依據(jù)江西省相山礦田的深部鉆探成果，結合近些年來礦田內(nèi)零星發(fā)現(xiàn)的多金屬礦化，確定相山深部埋藏有豐富的多金屬礦產(chǎn)資源，成礦潛力深度超過2500m。將相山地區(qū)發(fā)現(xiàn)的多金屬礦化分為兩大類，一類為成礦深度相對較淺的鉛鋅礦，另一類為成礦深度較大的銅礦，認為相山地區(qū)的礦化是上鈾中鉛鋅金下銅的成礦空間模式。研究發(fā)現(xiàn)鉛鋅礦主要與碳酸鹽脈相伴生產(chǎn)出，銅礦化與硅化關系密切，利用電子探針和掃描電鏡發(fā)現(xiàn)方鉛礦內(nèi)不均勻的分散有Ag元素，Au元素以均勻質點分散在方鉛礦內(nèi)，以晶格金的形式參與礦物晶格構架。通過分類研究礦化圍巖、低品位礦石和高品位礦石各自的硫、鉛同位素組成和計算硫同位素平衡溫度，認為相山深部多金屬成礦以中低溫為主，同時局部存在明顯的中高溫成礦作用，判斷成礦物質主要來自于周圍的變質巖基底，同時混合部分地幔成礦物質，后期源于上地殼的多次熱液改造作用對于Pb、Zn、Cu、Au等元素的富集成礦起到了決定性的作用。對比前人在德興-遂川多金屬礦集區(qū)的研究成果，發(fā)現(xiàn)相山地區(qū)多金屬礦化在成礦物質來源上具有礦集區(qū)的普遍特征，但在成礦溫度方面相山深部多金屬成礦以低溫為主(114℃～174℃)，這與成礦帶內(nèi)以中溫(200℃～340℃)為主的成礦作用有較明顯的差異，推測它與相山地區(qū)勘探深度和不同類型礦化埋深的差異有關。

科學深鉆 多金屬礦化 鈾礦 相山礦田

Wang Jian，Nie Jiang-tao，Guo Jian，Huang Zhi-zhang，Li Xiu-zhen.Characteristics of deep polymetallic mineralization in the Xiangshan uranium ore Field of Jiangxi Province[J].Geology and Exploration,2016,52(1):0047-0059

相山礦田在行政區(qū)劃上屬于江西省中部撫州市樂安縣，整個礦田呈橢圓形，東西長26km，南北寬16km，面積約316km2。礦田自1957年首次航測異常發(fā)現(xiàn)及普查揭露以來，經(jīng)過50余年的勘查，已發(fā)展成為中國目前最大的陸相火山巖型鈾礦田，但對于鈾礦以外其它金屬礦產(chǎn)的勘查一直難以取得較好的找礦效果。NE向德興-遂川大斷裂是相山盆地內(nèi)主要構造線方向，從大的區(qū)域范圍而言，沿該斷裂分布有東鄉(xiāng)銅礦、銀山銀銅礦、金山金礦等一系列重要的礦田和礦床，這就引起了一部分學者的思考，同樣處于成礦帶西南端具有相似成礦地質背景的相山礦田是否也具有銅、金、鉛、鋅等多金屬礦產(chǎn)產(chǎn)出的可能?如果有，礦田內(nèi)產(chǎn)出的礦產(chǎn)在垂向上是否也會具有類似于江西省境內(nèi)鎢礦、銅礦等礦產(chǎn)“三層樓”式的成礦特色。帶著這種思考，許多學者對相山地區(qū)的火山巖、斑巖體、基性巖脈等進行了詳細的巖石地球化學、同位素年代學、成礦流體等方面的研究，取得了一系列喜人的成果(范洪海等，2001；2003；張萬良等，2005；李子穎，2006a；2006b)。但由于條件限制以往的研究對象都集中在地表和淺部鉆孔中，而對于區(qū)域內(nèi)深部成礦元素遷移富集機制、深部控礦因素及成礦潛力等問題由于缺乏直接的資料而沒有解決。

帶著上述問題，2011年國家啟動了“相山礦田深部科學鉆探”這一科研課題，鉆探工作歷時287天，2013年5月3日終孔，終孔深度2818.88m(鉆孔編號：CUSD1，孔位坐標：N 27°32′57.1″，E 115°54′17.4″，H 333m)。通過施工所得到的深部地質體，直接的給出了前面問題的答案：相山深部埋藏有豐富的多金屬礦產(chǎn)資源，成礦潛力超過地下2500m。本文通過梳理近些年相山地區(qū)零星發(fā)現(xiàn)的多金屬礦化，重點通過對相山深部新發(fā)現(xiàn)的礦化展開元素分析、探針測試、同位素研究等方面的工作，以期能為相山盆地成巖成礦條件的研究提供進一步的科學數(shù)據(jù)，豐富和發(fā)展我國東部多金屬成因方面的理論認識。

1 區(qū)域地質背景

相山礦田是華南成礦省的重要組成部分，其位于贛杭陸相火山巖成礦帶西南端，地處揚子板塊與華夏板塊構造縫合帶南緣，同時也位于贛杭構造火山巖鈾成礦帶與贛中南花崗巖鈾成礦帶的結合部位。

長期的地質活動，使贛杭火山巖成礦帶成為全國乃至世界上少有的高密度礦化富集區(qū)。概括而言整個贛東北地區(qū)在地質歷史上經(jīng)歷了三次規(guī)模較大的拉張與閉合構造作用，分別為：晚元古宙的大陸邊緣拉伸裂陷與晉寧期的造山褶皺閉合；海西早期內(nèi)陸凹陷與海西晚期隆升褶皺；燕山早期斷塊拗陷和燕山晚期斷塊隆起火山噴發(fā)和巖漿侵入。其中，海西早期的內(nèi)陸凹陷以及燕山早期的巖漿活動是區(qū)域內(nèi)成礦的重要控制因素。特定的地質構造位置，頻繁的巖漿活動控制了區(qū)內(nèi)長久以來的成礦作用，前震旦系以Cu、Ni、W、V、As、P成礦為主，震旦系-志留系以Cu、Zn、Mo、Ag、Ni、V、P成礦為主；泥盆系-三疊系以As、P、B、W、Zn、Pb成礦為主；三疊系-白堊系以Pb、Zn、Cu、U成礦為主(華仁民等，2005；馬東升，2008；毛景文等，2008；周濤發(fā)等，2008)，且?guī)?nèi)礦床產(chǎn)出呈現(xiàn)一定的分布規(guī)律。成礦帶南東盤近側的火山巖盆地和紅層盆地以產(chǎn)出鈾礦為主，如相山鈾礦田、鹿井鈾礦田，而北西盤近側則以產(chǎn)貴金屬和多金屬礦產(chǎn)為主，如金山金礦、銀山大型鉛鋅金銀礦、德興銅礦、東鄉(xiāng)銅礦等(圖1)。整個成礦帶內(nèi)不同礦床間的成礦時代、物質來源、成礦流體等雖然存在差異具有各自的特征，但自晚元古界開始至燕山期，區(qū)內(nèi)深大斷裂帶及其次級斷裂多期次的活動對巖漿的侵入，成礦空間的形成與封閉，礦體的保存均起到了至關重要的作用。

圖1 區(qū)域地質構造略圖

2 相山礦田成礦特征

本文所論述的相山礦田為成礦帶內(nèi)一大型塌陷式火山盆地，盆地具有二元結構?；椎貙又饕獮樵?中元古代低綠片巖相-低角閃巖相變質巖系，蓋層為早白堊世火山活動形成的兩旋回火山巖。第一旋回火山呈裂隙式噴發(fā)，形成中酸性流紋英安巖與流紋質熔結凝灰?guī)r；第二旋回呈中心式噴發(fā)，形成侵出-溢流相的酸性碎斑流紋巖，伴隨巖漿的侵出，火山口發(fā)生塌陷在盆地內(nèi)部形成一系列環(huán)狀斷裂，成為后期控礦的重要因素(圖2)。

2.1 礦產(chǎn)空間分布

相山礦田是我國目前最大的陸相火山巖型鈾礦田，礦田內(nèi)所發(fā)現(xiàn)的鈾礦床均產(chǎn)于盆地的北部和西部。礦田北部的鈾礦化主要受推覆體構造、區(qū)域斷裂、次火山巖體和巖性界面等因素的聯(lián)合控制。礦體主要產(chǎn)于次火山巖與圍巖的接觸帶、火山巖系的層間界面和火山巖與變質巖接觸的不整合面上，主要賦礦標高在160m～-300m范圍內(nèi)，成礦深度較淺。礦田西部的鈾礦化主要受區(qū)域斷裂和火山塌陷構造控制，礦體主要產(chǎn)于塌陷構造旁側產(chǎn)生的裙邊褶皺、拖曳褶曲和層間破碎帶中，主要賦礦標高在350m～-500m范圍內(nèi)，礦化垂幅一般為300m～400m，最大已超過920m(范洪海等,2003)。

圖2 相山礦田地質略圖(據(jù)核工業(yè)261大隊，1980修改)

目前，相山地區(qū)地表沒有發(fā)現(xiàn)明顯的多金屬礦化，而鉆探控制的深部多金屬礦化有兩片區(qū)域，其礦化深度均較大。通過科學深鉆勘探到的相山西部鄒家山地區(qū)的銅、鉛、鋅礦化位于-1122m～-2485m標高的位置，礦化發(fā)育在打鼓頂組下段火山碎屑巖和中元古代基底變質巖兩套地層內(nèi)，其中以-1122m標高以下的變質巖為主，礦化產(chǎn)出主要受鄒家山菱形斷裂體系的控制。而另一處多金屬礦化位于相山西北部的河元背地區(qū)，其產(chǎn)出的鉛、鋅、銀礦化則位于-500m～-850m的標高范圍，主要控礦構造為河元背—小陂斷裂，含礦圍巖為打鼓頂組流紋英安巖，少部分為鵝湖嶺組碎斑流紋巖(張金帶等,2005)。

綜上所述，在已有的勘探工作基礎上，可將相山礦田產(chǎn)出的礦化分為上鈾下多金屬兩大類。在礦田開發(fā)的50多年中，所發(fā)現(xiàn)的鈾礦化主要發(fā)育在傳統(tǒng)意義的第一找礦空間中，成礦深度通常在標高350m～-500m范圍內(nèi)。而深部的多金屬礦化則主要發(fā)育在-500m～-2000m的第二找礦空間中，且在超過-2000m標高以下也發(fā)現(xiàn)了品位厚度均可觀的工業(yè)礦化。具體細分，深部多金屬礦化也可分為兩類，一類為成礦深度相對較淺的鉛鋅礦，另一類為成礦深度較大的銅礦。由于相山盆地不同區(qū)域基底隆凹形態(tài)與埋藏深度均不同，所以這兩種類型的礦化在不同區(qū)域具有差異較大的埋深。鄒家山地區(qū)，鉛鋅礦化主要集中在-1517m和-1700m這兩段標高的上下，銅礦化則發(fā)育在-2484m的標高；河元背地區(qū)鉛鋅礦埋藏深度主要集中在-620m上下的標高，由于這一地區(qū)鉆探深度較淺，所以沒有發(fā)現(xiàn)規(guī)模較大的銅礦化。從以上數(shù)據(jù)可以看出相山礦田不同區(qū)域間的礦化埋藏深度存在很大差異，但總體而言，從垂向上可將相山地區(qū)的礦化厘定為上鈾中鉛鋅下銅的成礦空間模式(圖3)。

圖3 相山礦田鈾礦-鉛鋅礦-銅礦空間分帶示意圖

2.2 上部鈾礦化特征

相山礦田的鈾礦化主要產(chǎn)于碎斑流紋巖和流紋英安巖中，少數(shù)賦存于基底變質巖系，礦體以透鏡狀、群脈狀為主。礦石礦物有瀝青鈾礦、鈣鈾云母、鋇鈾云母、硅鈣鈾礦、β-斜硅鈣鈾礦、鈾黑等，脈石礦物有水云母、綠泥石、鈉長石、螢石、方解石、磷灰石、石英、高嶺土等。鈾元素主要以獨立鈾礦物形式存在，其次以分散吸附狀態(tài)存在于綠泥石、褐鐵礦、磷灰石及粘土礦物中。礦石構造以浸染狀為主，少量為顯微細脈和顯微網(wǎng)脈狀構造。礦體多數(shù)為中小型，一般沿走向長50m～200m，沿傾向長20m～100m，厚1m～3m，品位0.1%～0.6%。北部地區(qū)圍巖蝕變主要為鈉長石化，并伴隨有赤鐵礦化、綠泥石化、碳酸鹽化、黃鐵礦化等，西部地區(qū)則以水云母化及螢石化為主(張金帶等,2005)。

2.3 中部鉛鋅礦化特征

相山礦田已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦化主要賦存于打鼓頂組上段流紋英安巖和基底變質巖中，少量賦存于打鼓頂組下段火山碎屑巖和鵝湖嶺組碎斑流紋巖中。礦體以脈狀、網(wǎng)脈狀為主(圖4A)。礦石礦物主要有閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、毒砂及少量硫銻鉛礦、黃銅礦、鈦鐵礦、金紅石、輝銀礦等，脈石礦物有石英、綠泥石、方解石、絹云母、菱鐵礦等。礦石構造主要為稠密浸染狀構造、網(wǎng)脈狀構造，鏡下觀察礦石結構主要為固溶體分離結構、嵌晶結構(圖4B)。鉛鋅礦脈周圍普遍發(fā)育有范圍很廣的綠泥石化、絹云母化、碳酸鹽化。相山深鉆基底變質巖中斷斷續(xù)續(xù)的鉛鋅礦脈可達上百米，局部達到工業(yè)礦化段平均品位Pb+Zn>1.2%，連續(xù)厚度3.50m。對深鉆中鉛鋅礦化樣品通過系統(tǒng)測試，確定其同時伴生有益元素Ag、Co、Cd、Ga、In(表1)，存在的有害元素為As；河元背地區(qū)深部所取樣品，鉛鋅銀含量大部分也達到工業(yè)要求(表2)，整個礦帶已有3個剖面5個鉆孔的工程控制(張金帶等，2005)。

圖4 相山深部鉛鋅礦化及鏡下照片

表1 相山科鉆孔內(nèi)基底地層伴生有益元素含量表(×10-6)

Table 1 Content of useful associated elements in basement strata in Xiangshan scientific drilling hole(×10-6)

元素名稱AgCoCdGaIn伴生含量要求1100101010測試平均含量1.5925.324.8717.321.05測試最大含量1910066.525.716.3

注:測試單位,核工業(yè)北京地質研究院分析測試中心；測試方法及依據(jù),GB/T 14506.30-2010 《硅酸鹽巖石化學分析方法第30部分：44個元素量測定》；測試儀器及編號,ELEMENT XR 等離子體質譜分析儀，編號9443；測試條件,溫度20℃，相對濕度30%。

鏡下觀察，可以發(fā)現(xiàn)相山礦田品位高、厚度大的鉛鋅礦主要與碳酸鹽脈相伴生產(chǎn)出，脈體中含有少量石英。成礦流體內(nèi)元素種類豐富、沉淀過程中溫壓條件適度，所以形成大量自形程度高、礦物顆粒粗據(jù)：華東鈾礦地質志。

表2 河元背地區(qū)深部鉛鋅銀礦化樣品分析結果表(wt%)

Table 2 Content of lead-zinc-silver ore in Heyuanbei area(wt%)

元素樣號PbZnAgH8920.51.40.0036H8931.061.680.0039H950.860.870.0037H9120.620.470.0016H9140.930.490.0053H9150.330.180.00057H9171.40.480.0035H9180.651.720.052H9190.940.570.002H9201.650.520.0035H9225.71.80.0017H92365.920.018

大的方鉛礦和閃鋅礦穿切于早期形成的黃鐵礦中(圖4C、4D)。利用電子探針在深鉆方鉛礦內(nèi)發(fā)現(xiàn)了不均勻分散的Ag元素(表3)，同時對孔內(nèi)所采集的鉛鋅礦化樣品進行貴金屬測試和元素相關性分析，發(fā)現(xiàn)Pb、Au兩種元素正相關性為95%。而后利用掃描電鏡對樣品進行元素面掃描，在元素面掃描圖上可見Au類似于Pb、S兩種元素都以均勻質點的形式分散在方鉛礦內(nèi)(圖5)。且在掃描電鏡放大10000倍的情況下經(jīng)過大量實驗觀察，也未發(fā)現(xiàn)游離金和自然金的存在，最終推測相山地區(qū)的Au元素以晶格金的形式參與方鉛礦的晶格構架。

2.4 下部銅礦化特征

表3 方鉛礦電子探針分析數(shù)據(jù)(wt%)

Table 3 Electron microprobe analysis data of galena(wt%)

樣號AsSFePbAgMoZnCuAuTeNiSnTotalCUSD-666(1)-13.40.1676.632.13-0.330.07----92.72CUSD-666(2)-13.440.1676.872.63-1.610.03-0.080.04-94.86CUSD-615(3)-13.170.0575.831.89-1.07--0.03--92.04

注：測試單位，核工業(yè)北京地質研究院分析測試中心；測試方法及依據(jù)，GB/T 15074-2008《電子探針定量分析方法通則》；測試儀器及編號，JXA-8100電子探針分析儀，編號8635；測試條件，加速電壓15kV、束流2×10-8A、出射角40°、分析方式，波譜分析、修正方式，ZAF。

圖5 相山深部方鉛礦掃描電鏡元素面分布圖

相山礦田首次發(fā)現(xiàn)的銅礦化賦存于中元古代石英片巖中，礦體為網(wǎng)脈狀、團塊狀(圖6A)。礦石礦物主要有黃銅礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦及少量黝錫銅礦、砷銅礦、黃鐵礦、白鎢礦、錫石等，脈石礦物主要有石英、方解石、白云母等。通過手標本和鏡下觀察發(fā)現(xiàn)相山地區(qū)銅礦化與鉛鋅礦化不同的是，黃銅礦化與硅化關系密切。黃銅礦、磁黃鐵礦等金屬礦物以密集浸染狀、團塊狀、對稱條帶狀產(chǎn)于破碎巖石的硅質膠結物中，巖石內(nèi)部雖然含大量角礫，但由于后期多次的硅化膠結而完整堅硬(圖6B)，較多晚期形成的無礦碳酸鹽脈穿切早期的硅質賦礦脈體。銅礦化礦石主要為原生硫化物礦石，以黃銅磁黃鐵礦石為主，閃鋅黃銅礦石次之。礦石構造主要為密集浸染狀構造、團塊狀構造，少數(shù)為對稱條帶狀構造，鏡下觀察礦石結構以包含結構、固溶體分離結構及固溶體套嵌結構為主(圖6C)，黃銅礦主要呈片狀、不規(guī)則粒狀交代早期形成的金屬礦物(圖6D)，部分以固溶體分離物的沉淀方式呈小乳滴狀分布在閃鋅礦中。金屬礦脈周圍可見云英巖化蝕變作用所形成的石英、白云母，蝕變呈條帶狀分布，其走向大致與構造破碎帶方向相同。深鉆中首次發(fā)現(xiàn)的相山地區(qū)黃銅礦化連續(xù)厚度1.05m，銅平均品位1.51%。

3 同位素特征

3.1 硫同位素

研究過程中，分別對鉛鋅礦和銅礦這兩種主要類型的礦化富集段進行S同位素分析。首先將樣品粉碎至40目～80目，在雙目鏡下挑選新鮮、表面無氧化膜的黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦純度在95%以上，再磨至200目以下。測試工作在核工業(yè)北京地質研究院分析測試中心完成，測試儀器型號為Delta v plus。測定數(shù)據(jù)采用以國際硫同位素CDT標準標定的國家硫同位素標準(Ag2S)GBW-4414(δ34S=-0.07‰)和GBW-4415(δ34S=22.15‰)進行校正，測量誤差±0.2‰。分析結果表明，相山深部兩種主要類型的金屬礦化δ34SV-CDT值的變化范圍相似，均為正值，其中鉛鋅礦化δ34S介于+2.6‰～+5.6‰，平均+4.1‰，極差+3.0‰，銅礦化δ34S介于+2.5‰～+4.6‰，平均+3.8‰，極差+2.1‰(表4)。

圖6 相山深部銅礦化及鏡下照片

表4 相山礦田深部多金屬礦化硫同位素組成

Table 4 Sulfur isotopic composition of deep polymetallic mineralization in Xiangshan orefield

鉛鋅礦化樣品號樣品描述測試礦物δ34SV-CDT(‰)CUSD-52混合金屬硫化物碳酸鹽脈黃鐵礦5.6CUSD-52混合金屬硫化物碳酸鹽脈磁黃鐵礦4CUSD-62金屬硫化物石英碳酸鹽脈磁黃鐵礦4.3CUSD-65稀疏浸染狀金屬硫化物黃銅礦4.6CUSD-72高純度鉛鋅礦脈閃鋅礦3.6CUSD-72高純度鉛鋅礦脈方鉛礦2.6銅礦化CUSD-82密集浸染狀硫化物團塊黃銅礦4.6CUSD-82密集浸染狀硫化物團塊方鉛礦2.5CUSD-83混合金屬硫化物硅質脈黃鐵礦4CUSD-83混合金屬硫化物硅質脈磁黃鐵礦4.2

3.2 鉛同位素

為了更準確的通過Pb同位素組成判斷相山深部多金屬礦化成礦物質來源，分別對礦化圍巖、低品位的浸染狀礦石和高品位的團塊狀硫化物礦石分類取樣，研究其Pb同位素組成。測試工作在核工業(yè)北京地質研究院分析測試中心完成，樣品的Pb含量用同位素稀釋法進行測定。Pb同位素比值使用ISOPROBE-T儀器完成測試，對1μg鉛的208Pb/206Pb測量誤差≤0.005%。分析結果表明,礦化圍巖206Pb/204Pb為18.120～18.517，207Pb/204Pb為15.560～15.582，208Pb/204Pb為38.471～38.717，低品位礦石和高品位礦石206Pb/204Pb分別為18.163～18.741和18.222～18.301，207Pb/204Pb分別為15.604～15.633和15.649～15.781，208Pb/204Pb分別為38.504～38.996和38.664～39.076(表5)。

4 礦質來源與成礦溫度

4.1 礦質來源

硫是熱液礦床中硫化物的主要組成部分，其同位素組成對分析硫的來源具有重要作用。對相山深部鉛鋅礦和銅礦這兩種主要礦化類型的δ34S分析表明，兩種類型的金屬礦化δ34S變化范圍均很窄，離散度小,明顯呈塔式分布(圖7)，具有隕石硫的同位素組成特征，屬于深源地幔硫。

鉛具較大的質量數(shù)，使其同位素組成不易隨環(huán)境發(fā)生變化，因此能準確指示礦質來源。同時，樣品分析數(shù)據(jù)表明，相山深部多金屬礦化不含鈾，所以測定的鉛同位素組成可以代表礦化形成時初始鉛同位素的組成，從而能更為準確的為判斷成礦物質來源提供參考依據(jù)。將不同類別樣品的Pb同位素組成投點于鉛同位素構造演化模式圖中(圖8)，第一組圍巖樣品鉛同位素分布位于上地殼和地幔演化線之間，基本沿造山帶演化線分布，指示一個正常的地殼演化過程；第二組低品位的浸染狀、細脈狀礦石樣品，投點結果總體上與第一組類似分布在造山帶演化線附近，顯示出礦化圍巖可能為低品位礦石提供部分Pb元素，從而兩者具有類似的Pb同位素組成；第三組樣品為稠密浸染狀、團塊狀的硫化物礦石，礦化程度高、品位富，除一個樣品投點落在了上地殼演化線上方之外，其余兩點呈線性分布于上地殼演化線的下方，投點結果與前兩類樣品表現(xiàn)出明顯的差異，指示了殼源流體在提供成礦物質的同時對于原體系內(nèi)鉛同位素組成造成了改變。該組唯一投點結果落于上地殼演化線上方的樣品，Au含量為1357×10-9，Pb含量為4965×10-6，均為孔內(nèi)最高值，同時Zn含量也較高為5438×10-6。該樣品206Pb/204Pb=18.301、207Pb/204Pb=15.781、208Pb/204Pb=39.076。從Pb同位素的組成上來看，其具有明顯的“參與強烈造山作用的上部地殼物質”Pb同位素特征，多期次的熱液改造和變形變質作用在提供豐富成礦物質的同時也對Pb同位素組成產(chǎn)生了強烈的干擾改變。

綜合硫、鉛同位素分析結果，推測低品位的浸染狀、細脈狀礦石其成礦物質主要來自于周圍的變質巖基底，同時混合部分地幔成礦物質。而礦化度高的樣品Pb同位素組成反映出，其在前面一期成礦作用的基礎上又經(jīng)歷了上地殼含礦流體的強烈改造。

4.2 成礦溫度

目前所發(fā)現(xiàn)的相山深部多金屬礦化所形成的礦物組合表明，錫石+白鎢礦+磁黃鐵礦+鐵閃鋅礦為典型的高溫成礦作用。所形成的礦物以交代成礦作用為主，礦石組構也表現(xiàn)為高溫成礦作用所形成的粗粒結構和對稱帶狀構造；菱鐵礦+黃鐵礦+方鉛礦+閃鋅礦+黃銅礦為典型的中低溫熱液成礦作用所形成的礦物組合，成礦物質以充填作用為主。礦石組構表現(xiàn)為中低溫成礦作用所形成的半自形粒狀結構和脈狀、網(wǎng)脈狀構造；從蝕變類型上看，也可分為局部的高溫云英巖化和范圍很廣的中低溫綠泥石化、絹云母化、硅化、碳酸鹽化這兩大類。同時，依據(jù)同位素交換平衡原則，利用硫同位素平衡溫度計算的方法來估算成礦溫度，相比包裹體均一法測溫，同位素測溫可以對不透明礦物進行礦物形成溫度的分析，而且無需進行壓力校正。鏡下觀察礦石結構，選取具有圓滑、平直共邊結構的共生礦物對，配套硫同位素測試，計算結果表明(表6)，相山深部多金屬成礦溫度以低溫為主(114℃～174℃)，同時存在局部的中高溫成礦作用(283℃，534℃)。依據(jù)黃銅礦化階段所選取的礦物對計算獲得的礦物形成溫度，明顯高于通過鉛鋅礦化階段所選礦物對計算得出的成礦溫度。利用硫同位素平衡溫度計算所估算出的成礦溫度，與通過包裹體測溫所得出的成礦溫度(另外發(fā)表)具有高度的一致性。

表5 相山礦田深部多金屬礦化Pb同位素組成

Table 5 Lead isotopic composition of deep polymetallic mineralization in Xiangshan orefield

樣號樣品名稱206Pb/204PbStderr207Pb/204PbStderr208Pb/204PbStderrCUSD-S55變質巖18.1390.00215.5820.00238.6110.004CUSD-506碎裂變質巖18.120.00215.560.00138.4710.004CUSD-615含金團塊狀鉛鋅礦石18.3010.00315.7810.00339.0760.008CUSD-647稠密浸染狀硫化物礦石18.2220.00315.650.00338.6640.007CUSD-711礦化圍巖18.5170.00215.5680.00138.7170.003CUSD-733含硫化物微脈變質巖18.1630.00215.6040.00238.5040.005CUSD-834稀疏浸染狀硫化物礦石18.7410.00215.6330.00238.9960.005CUSD-S81團塊狀黃銅礦石18.280.00115.6490.00138.6640.002CUSD-S84弱黃銅礦化變質巖18.3410.00115.6110.00138.6660.003

圖7 硫同位素組成統(tǒng)計直方圖

圖8 鉛同位素構造演化模式圖(RE.and BR.1981.)

綜合相山深部多金屬礦物組合、礦石組構、蝕變類型和硫同位素平衡溫度計算結果，判斷相山深部多金屬成礦總體上以中低溫熱液成礦作用為主，局部為明顯的中高溫成礦作用。

5 討論

著眼于大的區(qū)域，相山鈾礦田內(nèi)發(fā)育的Cu、Pb、Zn、Au等多金屬礦化應屬于我國東部中生代大型多金屬礦集區(qū)的一部分，也是環(huán)太平洋成礦帶的一個組成部分。控制相山礦田產(chǎn)出的德興-遂川斷裂和贛杭斷裂帶同時控制了諸如德興銅礦、金山金礦、銀山銀銅鉛鋅礦、平鄉(xiāng)銅礦、東鄉(xiāng)銅礦等一系列大型、超大型礦床。眾多學者多年來對礦集區(qū)內(nèi)的重要礦

表6 硫同位素平衡溫度計算表

Table 6 Computation of sulfur isotopic equilibrium temperature

序號礦物Aδ34S(‰)礦物Bδ34S(‰)測溫系數(shù)平衡溫度(℃)1黃鐵礦5.6磁黃鐵礦4YKajiwara19711602黃鐵礦5.1黃銅礦4.6YKajiwara19711143黃鐵礦5.1閃鋅礦3.6YKajiwara19711744黃銅礦4.6方鉛礦2.5YKajiwara19712835黃鐵礦4方鉛礦2.5YKajiwara1971534

注：1、2、3組為鉛鋅礦化階段硫同位素平衡溫度計算結果；4、5為黃銅礦化階段硫同位素平衡溫度計算結果。

床進行了大量研究，對成礦帶北端德興地區(qū)主要銅礦床礦石硫化物的Pb、S同位素研究結果表明，這一地區(qū)成礦物質主要源于地幔但也混染有前震旦系雙橋山群老變質巖地層的礦物成分(劉姤群等，1983；朱訓等，1983； Jinetal.，2001，2002；朱金初等，2002 ；Wangetal.，2006；Lietal.,2007；毛景文等，2008，2010；周清等，2013)。但也有部分學者認為德興地區(qū)銅的主要來源為前震旦系雙橋山群老變質巖地層(季克儉等,1989；梁祥濟，1995)。通過對德興銅礦西南側的金山金礦巖(礦)石的稀土元素地球化學特征和硫、鉛同位素組成研究結果表明，金山礦床成礦物質主要來自雙橋山群淺變質巖地層(王可勇等，1999)。成礦帶中部的永平銅礦和東鄉(xiāng)銅礦具有相似的成礦物質來源和成礦作用，研究表明永平銅礦成礦物質主要源于礦區(qū)內(nèi)震旦紀基底地層，礦床形成早期大量成礦物質被活化遷移進入火山熱液，以火山噴流的方式進入沉積盆地內(nèi)部沉積富集,形成原始礦化層(杜靈通，2005)；東鄉(xiāng)銅礦位于永平銅礦西側約110km處，海底火山活動為東鄉(xiāng)銅礦的形成帶來了大量的雙橋山群成礦物質，成礦熱液通過充填、交代和疊加改造，在有利部位形成了原生礦體，同時上層圍巖中的成礦物質在地表水的淋濾、富集作用下，在有利地段形成富礦體(黃蘇錦，2011)。

從成礦帶上主要礦床成礦溫度方面而言，位于礦集區(qū)北端的德興地區(qū)流體包裹體測溫結果顯示，德興朱砂紅銅礦的主成礦階段成礦溫度為200℃～340℃(吳德新等，2013)，而朱砂紅銅礦東南側約1.5km的銅廠銅礦成礦物質沉淀主要發(fā)生在250℃～350℃這一溫度區(qū)間(朱金初，2002)；德興銅礦西南側的金山金礦石英包體測溫結果顯示其最佳形成溫度為230℃～400℃(王可勇等，1999)；銀山銀銅鉛鋅礦床的多金屬礦化則可分為兩期主成礦溫度，鉛鋅銀礦化成礦溫度在130℃～310℃之間(華仁民，1987；1993)，以銅金礦化為主的成礦作用，成礦溫度集中在200℃～330℃之間(華仁民，1987；林德松等，1990)；成礦帶中部的永平、東鄉(xiāng)銅礦的流體包裹體研究結果表明，永平銅礦層狀礦體成礦溫度范圍217℃～315℃，局部脈狀礦體成礦溫度較高為240℃～400℃；東鄉(xiāng)銅礦成礦溫度范圍為213℃～317℃(朱筱婷，2005)。

引鑒前人的研究成果，通過對比可以發(fā)現(xiàn)位于成礦帶西南端的相山礦田，其最新發(fā)現(xiàn)的多金屬礦化成礦物質來源與成礦條件既具有這一典型礦集區(qū)內(nèi)眾多礦床的普遍特征，也具有其自身的特點。在成礦物質來源方面，相山礦田多金屬礦化與整個礦集區(qū)大部分礦床具有高度的一致性，即礦區(qū)內(nèi)古老基底地層為成礦提供了主要的礦物來源，深部巖漿熱液主要對成礦起到疊加聚集改造的作用，并未提供大量物源；在成礦溫度方面，根據(jù)目前所獲得的測試結果相山深部多金屬成礦溫度以低溫為主(114℃～174℃)，局部為中高溫成礦作用，這與成礦帶內(nèi)以200℃～340℃為主的中溫成礦作用存在較為明顯的差異。筆者分析認為，由于相山地區(qū)目前發(fā)現(xiàn)的多金屬礦化以埋藏深度較淺的鉛鋅礦化為主，所以測試所得成礦溫度普遍以低溫為主。而成礦溫度較高的銅礦化因為埋藏很深，能獲得的樣品較少，所以統(tǒng)計所得的相山深部多金屬成礦溫度出現(xiàn)了與成礦帶上其它大部分礦床在成礦溫度上的較大差異。相信隨著礦田勘探范圍和勘察深度的增加，相山地區(qū)的多金屬成礦將與整個礦集區(qū)表現(xiàn)出較為一致的特征。從而利用更為充分的證據(jù)將相山礦田的多金屬礦化歸為我國東部大型多金屬礦集區(qū)的一部分，將相山產(chǎn)鈾基地推向一個更為顯著的戰(zhàn)略地位。

6 結論

(1) 目前為止相山深部發(fā)現(xiàn)的多金屬礦化可分為兩大類，分別為成礦深度相對較淺的鉛鋅礦和成礦深度較大的銅礦。由于相山盆地不同區(qū)域基底隆凹形態(tài)與埋藏深度不同，所以這兩種類型的礦化在不同區(qū)域具有差異較大的埋深?？傮w而言，從垂向上可將相山地區(qū)的礦化厘定為上鈾中鉛鋅下銅的成礦空間模式。

(2) 相山地區(qū)多金屬礦化中共(伴)生有貴金屬，礦田深部方鉛礦內(nèi)普遍含有Ag元素，西部鄒家山深鉆中發(fā)現(xiàn)的Au元素以均勻質點分散在方鉛礦內(nèi)，以晶格金的形式參與礦物晶格構架，部分樣品金含量超過1.00g/t。

(3) 綜合礦物組合、類型、組構、蝕變、同位素平衡溫度等方面的分析結果，認為相山深部多金屬成礦具有多期多階段多改造的特點，判斷成礦作用以中低溫為主的同時局部存在明顯的中高溫成礦作用。

(4) 硫、鉛同位素分析結果表明，低品位的浸染狀、細脈狀礦石其成礦物質主要來自于周圍的基底變質巖，同時混合部分地幔成礦物質。而礦化度高的樣品Pb同位素組成反映出，其在前面一期成礦作用的基礎上又經(jīng)歷了上地殼成礦流體的二次改造，后期源于上地殼多次的熱液改造作用對于Pb、Zn、Cu、Au等元素的富集成礦起到了決定性作用。

(5) 引鑒對比前人的研究成果，相山地區(qū)多金屬礦化在成礦物質來源上具有德興-遂川礦集區(qū)成礦的普遍特征，在成礦溫度方面相山深部多金屬成礦以低溫為主(114℃～174℃)，這與成礦帶內(nèi)以中溫(200℃～340℃)為主的成礦作用存在較為明顯的差異，推測這與相山地區(qū)勘探深度和不同類型礦化埋深的差異這兩點有關。

[注釋]

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[附中文參考文獻]

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Characteristics of Deep Polymetallic Mineralization in the Xiangshan Uranium Ore Field of Jiangxi Province

WANG Jian，NIE Jiang-tao，GUO Jian，Huang Zhi-zhang，Li Xiu-zhen

(CNNCKeyLaboratoryofUraniumResourcesExplorationandEvaluationTechnology,BeijingResearchInstituteofUraniumGeology,Beijing100029)

This work was based on scientific deep drilling as well as combination with the recent discoveries of scattered polymetallic mineralization in the Xiangshan ore field of Jiangxi province.It was determined that rich metal resources were buried deeply beneath this area,with potential mineralization at the depth more than 2500 meters.Such polymetallic mineralization can be divided into two categories,the first is lead-zinc ore which is relatively shallow,and the second is copper ore at larger depth.Our work suggests that a spatial model of mineralization with uranium in the upper,lead,zinc,gold in the middle,and copper in the lower can characterize this ore field.Research shows lead-zinc and copper ores are closely associated with calcite and silicification,respectively.Electron probe and SEM observation reveal Ag unevenly scattered in galena,and Au evenly distributed in galena and structure mineral crystal lattice.By calculating sulfur isotopic equilibrium temperature and classified study on the sulphur and lead isotope of wall rock,low-grade ore and high-grade ore,we came to the conclusion that the Xiangshan deep polymetallic mineralization is mainly of low temperature,partly of medium-high temperature.We infer that the metallogenic material was mainly from metamorphic basement,mixture with some mantle material.The late stage of upper crust hydrothermal reformation might have a crucial role in enrichment and mineralization of Pb,Zn,Cu,and Au.Compared with previous researches in the Dexing-Suichuan polymetallic mineralization concentration field,we think that the Xiangshan ore field has a common characteristic with ore-concentrated areas in source of metallogenic material,but obviously different in metallogenic temperature,i.e.dominated by low temperature(114～174℃).,rather than mesothermal (200℃～340℃) as in other the metallogenic zones.We speculate that this difference is related with exploration depth and variable types of mineralization at different depths in the Xiangshan ore field.

Scientific deep drilling; polymetallic mineralization; uranium mine; Xiangshan ore field

2014-11-02；

2015-12-23；[責任編輯]陳偉軍。

王 健(1984年-)，男，工程師，2011年畢業(yè)于成都理工大學礦物學、巖石學、礦床學專業(yè)，獲得碩士學位，現(xiàn)從事華南地區(qū)鈾多金屬找礦研究工作。E-mail：wjcnnc@126.com。

P617

A

0495-5331(2016)01-0047-13