鄧 楊，潘小菲，楊炎申,，武 凱，樊獻科，張智宇，歐陽永棚

(1.中國地質(zhì)科學院地質(zhì)研究所，北京 100037； 2.中國地質(zhì)大學(北京)，北京 100083；3.江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局912大隊，江西 鷹潭 335001)

0 引 言

江西省是我國重要的礦產(chǎn)大省之一，產(chǎn)出大量的銅、鎢、鈾、鉭、重稀土、金和銀等礦床，其中的鎢礦和銅礦尤其豐富，被稱為“世界鎢都”[1-3]。江西省新余市蒙山成礦區(qū)，也是華南重要的銅鎢錫礦產(chǎn)地之一，區(qū)內(nèi)產(chǎn)出了太子壁和荷沂鎢銅多金屬礦床及大量的礦化點，這些礦床和礦化點圍繞蒙山巖體分布(圖1和圖2)。前人僅對蒙山成礦區(qū)蒙山巖體開展了詳細的年代學、巖石地球化學研究，認為蒙山復式巖體主要由印支期的三次巖漿侵入構(gòu)成，三期巖體均具準鋁-過鋁質(zhì)高硅富鉀特征，同位素特征指示其為新元古代地殼物質(zhì)熔融并混入少量幔源物質(zhì)的產(chǎn)物[4]。然而，對蒙山成礦區(qū)的礦床地質(zhì)特征缺乏了解，不清楚該區(qū)金屬礦產(chǎn)形成時代、成礦機制及成礦條件。為此，筆者于2018—2020年對蒙山成礦區(qū)開展了地質(zhì)詳查，通過巖漿巖巖相學和蝕變-礦化大比例尺填圖，在蒙山成礦區(qū)南部5 km的東門蛇紋石礦區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了兩個二長巖小巖株(稱東門巖體，圖2)，兩個巖株與碳酸鹽地層接觸帶產(chǎn)生了大量的矽卡巖型銅鉬礦化(東門礦床)。本文旨在基于野外地質(zhì)調(diào)查，通過采樣分析，確定新發(fā)現(xiàn)的東門銅鉬礦化的蝕變、礦化特征及成礦時代，為區(qū)域找礦起到理論指導作用。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

東門銅鉬礦區(qū)位于江西省中部新余地區(qū)，處于欽杭結(jié)合帶萍鄉(xiāng)-樂平拗陷帶中段，欽杭結(jié)合帶南界萍鄉(xiāng)-廣豐斷裂帶北側(cè)(圖1)，隸屬于蒙山銅鎢錫礦集區(qū)(圖2)。萍鄉(xiāng)-樂平拗陷帶為一呈北東東至北東向延伸的狹長坳陷地帶，為欽杭結(jié)合帶南邊界構(gòu)造帶(屬板塊縫合線)，呈近東西向橫貫江西省中部，是加里東運動時期一條強烈的地殼消減疊覆帶，在加里東期華南造山帶沿該帶多次拼貼，并向北大規(guī)模逆沖推覆，與九嶺、萬年推覆體發(fā)生對沖。該斷裂帶西段被印支期以來的推滑構(gòu)造掩蓋嚴重，覆蓋了大量的晚古生代以來的沉積蓋層[7]。因此，區(qū)內(nèi)構(gòu)造相互疊置，構(gòu)成了區(qū)內(nèi)復雜的構(gòu)造格架，控制著區(qū)內(nèi)多期巖漿活動、礦產(chǎn)分布及中生代斷陷盆地的整體展布。

圖1 贛中地區(qū)區(qū)域地質(zhì)背景圖

圖2 蒙山礦集區(qū)地質(zhì)圖

蒙山銅鎢錫礦集區(qū)內(nèi)發(fā)育的地層比較完整，從晚泥盆紀-白堊紀均有出露，巖性以灰?guī)r為主，少量砂巖或粉砂巖(圖2)，在礦集區(qū)東北部和南部大范圍被第四系土壤覆蓋，地層僅零星出露。受宜豐-景德鎮(zhèn)斷裂和萍鄉(xiāng)-廣豐深斷裂帶控制，區(qū)內(nèi)主要的構(gòu)造也為北東向斷裂，其次發(fā)育后期構(gòu)造改造而成的近東西構(gòu)造[4]；北側(cè)出露一規(guī)模較大的印支期蒙山復式巖體，巖體平面上呈橢圓形，出露面積39 km2，巖體以酸性巖為主；其余巖體出露地表均較小，多呈小巖株、巖脈產(chǎn)出，主要分布于鐵坑、鐵山等地(圖2)。前人資料表明鐵坑、鐵山等地巖體均形成于燕山期，為中酸性巖，其分布受東西向斷裂及北北東向構(gòu)造、北東向構(gòu)造共同控制，伴隨巖漿活動，形成了鐵、硫、鉬及鉛、鋅、金、銀等多種內(nèi)生礦產(chǎn)。

東門蛇紋石礦區(qū)位于蒙山礦集區(qū)東部，地表出露有穿時的上泥盆統(tǒng)-下石炭統(tǒng)洋湖組、下石炭統(tǒng)梓山組、上石炭統(tǒng)黃龍組以及二疊系棲霞組等地層(圖3)，其中洋湖組地層巖性主要為粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、千枚狀凝灰質(zhì)粉砂巖等。梓山組整合接觸于洋湖組，巖性從下往上依次為含云母石英細砂巖、粉砂巖夾泥質(zhì)粉砂巖及炭質(zhì)泥巖粉砂巖、黏土巖夾硅質(zhì)石英細砂巖、含泥質(zhì)細砂巖間夾煤層。黃龍組下部白云巖段為灰色中厚層狀細晶(含鐵)白云巖，普遍含陸源石英砂，偶夾紋層(可能為隱藻)及硬石膏，厚220 m。上部灰?guī)r段為淺灰色中厚層狀生物碎屑灰?guī)r、厚層狀粗晶灰?guī)r夾中-薄層狀泥晶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r，與下伏梓山組呈整合接觸，厚412 m。區(qū)內(nèi)僅在東門礦區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)兩個小巖株，巖株呈橢圓形，出露面積合計0.25 km2，巖體侵位于黃龍組白云巖中(圖3)。

圖3 蒙山礦集區(qū)東門礦區(qū)地質(zhì)簡圖

2 東門礦區(qū)地質(zhì)特征及巖體蝕變-礦化特征

東門礦區(qū)內(nèi)新發(fā)現(xiàn)的巖體巖性以花崗閃長巖為主，其次為石英二長巖?；◢忛W長巖具斑狀結(jié)構(gòu)或二長不等粒結(jié)構(gòu)，巖石樣品中斑晶含量為20%～40%，主要為斜長石(10%)、堿性長石(8%)、石英(5%)、黑云母(10%)和角閃石(5%)；基質(zhì)含量為60%，主要由石英、長石，含少量黑云母(圖4)。 石英二長巖也具斑狀結(jié)構(gòu)，主要為中長石(2%～20%)、鉀長石(8%)、黑云母(15%～20%)、石英(5%～10%)和少量輝石(1%～5%)組成，大小0.5～3 mm；基質(zhì)具顯微花崗結(jié)構(gòu)，包含斜長石、鉀長石、石英、黑云母、角閃石等。利用LA-ICP-MS鋯石U-Pb方法測試分析獲得花崗閃長巖侵入年齡為171.02±0.32 Ma[8]。

東門礦區(qū)內(nèi)可見花崗閃長斑巖與灰?guī)r地層侵入接觸關(guān)系，接觸帶內(nèi)發(fā)育大量矽卡巖化、大理巖化以及后期碳酸鹽化蝕變(圖4(a)和圖4(b))?；◢忛W長斑巖內(nèi)部可見侵染狀的黃鐵礦、黃銅礦化，而二長巖中不僅可見沿著黑云母解理蝕變出黃鐵礦、黃銅礦，還可見少量石英-黃銅礦-黃鐵礦-輝鉬礦化脈充填于巖石中(圖4(d)和圖4(e))。矽卡巖化蝕變寬為3～30 m，主要矽卡巖礦物包括石榴石、透輝石、硅灰石、蛇紋石及綠泥石等，其次可見符山石、陽起石、方解石、石英，伴隨著矽卡巖化可見大量團塊狀、細脈侵染狀的磁鐵礦、輝鉬礦化(圖4(e)和圖4(f))。

按照礦物組合及生成順序，東門銅鉬礦化可以劃分為早矽卡巖、退蝕變和金屬硫化物等蝕變礦化階段(圖5)。 其中，早夕卡巖階段主要礦物組合為石榴石-透輝石-硅灰石，石榴石主要呈紅色，透輝石為無色-墨綠色，硅灰石為白色(圖4(f))，其次含少量符山石、石英、磁鐵礦和黃銅礦(圖4(d))，磁鐵礦和黃銅礦呈侵染狀或團塊狀(圖6(a))。早期石榴石-透輝石矽卡巖局部發(fā)生退矽卡巖化蝕變，可見早矽卡巖階段石榴石、透輝石發(fā)生綠泥石化、蛇紋石化(圖4(g))，或者單獨形成蛇紋石、綠泥石帶等(圖4(h))。 金屬硫化物階段主要呈脈狀，分布于蛇紋石化矽卡巖及外部大理巖化帶內(nèi)，脈體中可見大量的黃鐵礦、輝鉬礦、黃銅礦產(chǎn)出(圖4(i)、圖6(a)和圖6(d))。

a-蛇紋石礦采場全景；b-花崗閃長巖與黃龍組接觸帶，由左至右依次為花崗閃長巖(圖(d))、石榴石透輝石矽卡巖(圖(f))、蛇紋石矽卡巖(圖(c))和大理巖；d-花崗閃長巖；e-發(fā)生了蝕變的花崗閃長巖，可見團塊狀、侵染狀和細脈狀黃銅礦；f-含侵染狀磁鐵礦化石榴石透輝石矽卡巖；g-發(fā)生了蛇紋石、綠泥石化的石榴石-透輝石矽卡巖；h-退矽卡巖階段的綠泥石-蛇紋石-方解石-黃銅礦脈；i-晚期硫化物階段礦化，主要黃鐵礦、雌黃鐵礦和黃銅礦；SK-矽卡巖；δσπ-花崗閃長巖；Mb-大理巖Grt-石榴石；Di-透輝石；Mag-磁鐵礦；Moly-輝鉬礦

圖5 東門礦區(qū)矽卡巖蝕變礦化礦物組合生產(chǎn)順序示意圖

a-石榴石-透輝石夕卡巖中侵染狀的磁鐵礦和黃銅礦，磁鐵礦被黃銅礦包圍；b-石榴石-透輝石夕卡巖中共生的磁鐵礦和黃銅礦；c-石英-硫化物階段的細脈狀輝鉬礦；d-為石英硫化物階段的黃鐵礦

3 樣品及分析結(jié)果

本次在江西省新余市東門礦區(qū)內(nèi)共采集了4件輝鉬礦樣品，輝鉬礦可見兩種產(chǎn)狀，其一是在東門巖體內(nèi)呈團塊狀、侵染狀產(chǎn)出的輝鉬礦(圖7(a)和圖7(b))，其二是在矽卡巖里的脈狀輝鉬礦，可見石榴石-透輝石矽卡巖(圖7(c))和硅灰石-透閃石-石榴石矽卡巖(圖7(d))中的脈狀輝鉬礦及黃銅礦。

分析流程是先將礦石樣品粉碎過篩，得到粒徑介于40～60目之間的顆粒；再利用重力分離，電磁分離等方法初步篩選，最后在雙目顯微鏡下細選，去除雜質(zhì)。在國家地質(zhì)實驗測試中心完成Re-Os同位素測試分析，采用的儀器是英國TJA公司的PQ Excell ICP-MS，分析具體步驟及原理參見文獻[9]～文獻[11]。

東門礦區(qū)4件輝鉬礦樣品的Re-Os同位素分析結(jié)果見表1。稀釋劑標定誤差、質(zhì)譜測量誤差及質(zhì)量分餾校正誤差等均可能導致Re和Os含量測試不準確，187Re衰變常數(shù)的不確定度也會導致模式年齡的計算誤差[12]。 從表1和圖7可知，東門蛇紋石礦4件輝鉬礦樣品的Re-Os模式年齡介于166.9±3.2～167.7±3.2 Ma之間，利用ISOPLOT軟件進行計算，構(gòu)成一條良好的等時線，其187Re-187Os等時線年齡為168.1±2.8 Ma，MSWD=0.023(圖8)。截距為零表明輝鉬礦中的普通Os含量很低，可以忽略不計，且輝鉬礦中的187Os均為放射成因，表明輝鉬礦年齡是可靠的[13]。

注：HLP為國家一級標準物質(zhì)GBW-4435樣品編號，在中國地質(zhì)科學院國家地質(zhì)實驗測試中心完成測試分析。

表1 東門礦區(qū)輝鉬礦同位素分析結(jié)果

a、b-東門巖體內(nèi)產(chǎn)出的團塊狀、侵染狀輝鉬礦；c-石榴石-透輝石矽卡巖里的脈狀輝鉬礦；d-硅灰石-透閃石-石榴石矽卡巖中的脈狀輝鉬礦及黃銅礦

4 成礦時代厘定及區(qū)域成礦意義

由于Re-Os同位素體系的封閉溫度在500 ℃左右[14]， 不會受到后期熱液活動的影響， 現(xiàn)已被廣泛運用于礦床測年，同位素模式年齡代表了同位素從源區(qū)分離出來的時間，等時線年齡代表了同位素體重新均一化的時間。而且，大量研究也表明輝鉬礦Re-Os年齡與成礦巖體的鋯石SHRIMP年齡非常吻合[15-18]，因此本文輝鉬礦樣品所得的Re-Os等時線年齡可以代表礦化發(fā)生的時間。東門獲得的輝鉬礦Re-Os等時線年齡為168.1±2.8 Ma，代表了東門銅鉬礦化階段輝鉬礦形成的年齡，該年齡與獲得的東門巖體年齡(171.02±0.32 Ma)在誤差范圍內(nèi)一致，表明東門銅鉬礦化與東門巖體屬于同一巖漿-熱液系統(tǒng)，屬于燕山期中侏羅紀巖漿作用產(chǎn)物。根據(jù)其蝕變類型，確定東門銅鉬礦化為典型的矽卡巖型礦化類型，礦化規(guī)模需要進一步的礦產(chǎn)祥查工作才能確定。

東門礦區(qū)所處的欽杭帶大地構(gòu)造上屬于華南揚子與華夏兩個古陸塊在晚元古代碰撞拼接帶，該帶于中晚侏羅世復活，沿其帶內(nèi)發(fā)育一系列銅鉬金、鎢錫多金屬礦產(chǎn)，產(chǎn)出了一大批特大型銅金鉛鋅鎢錫鉭鈾礦床，也構(gòu)成了世界上最大的鎢錫成礦帶[19-20]。前人對區(qū)域內(nèi)的巖漿活動和成礦作用進行了系統(tǒng)的研究和總結(jié)，認為華南地區(qū)燕山期金屬礦床主要形成于3個階段：燕山早期(180～170 Ma)、燕山中期(150～139 Ma)、燕山晚期(125～98 Ma)，據(jù)此也歸納出三個成礦作用階段所對應的構(gòu)造背景，總的來說，燕山早中期大規(guī)模成礦作用對應于印支造山運動后巖石圈的局部拉張一裂解和大規(guī)模伸展減薄[21-22]。與此同時，舒良樹等[23]和張岳橋等[24]則認為印支早期華南地塊南北邊緣碰撞造山事件和俯沖增生事件的遠程響應造成了區(qū)內(nèi)近EW向褶皺的發(fā)育，燕山早期古太平洋板塊向華南大陸之下低角度俯沖作用則引起了區(qū)內(nèi)NE-NNE向褶皺的形成，因此，在早侏羅紀、中侏羅紀華南從東西向古特提斯構(gòu)造域——北東向西太平洋構(gòu)造域發(fā)生了構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換，并確定兩者發(fā)生轉(zhuǎn)換的時代在中晚侏羅世(～170 Ma)[25]。 相應地，在構(gòu)造轉(zhuǎn)換階段，華南巖石圈開始大規(guī)模伸展，地殼發(fā)生減薄，軟流圈地幔開始上涌，使得構(gòu)造薄弱帶如欽杭拼接帶南界的萍鄉(xiāng)-廣豐斷裂帶成為巖漿通道，沿著萍鄉(xiāng)-廣豐斷裂帶發(fā)育小規(guī)模幔源或者殼?；旌蟻碓吹幕◢徺|(zhì)巖石，與這些巖石伴生形成了一系列銅(金)礦床，比如浙西建德與花崗閃長斑巖有關(guān)的嶺后夕卡巖型銅礦(169.5±2.5 Ma)[26]，贛東北與花崗閃長斑巖有關(guān)的德興斑巖型銅礦(170.4±1.8 Ma)[17]、與英安斑巖和石英斑巖有關(guān)的銀山次火山巖性銅鉛鋅銀礦(175～179 Ma)[27]，湘南桂陽與花崗閃長巖有關(guān)的銅山嶺銅多金屬礦(161～169 Ma)[28]和寶山銅鉬鉛鋅銀多金屬礦床[29]，粵北的大寶山斑巖銅礦床(164～168 Ma)[30]等。這些礦床形成于180～160 Ma之間，屬于燕山早中期成礦階段的產(chǎn)物，主要分布于欽杭帶東北段和西南段，與該時期幔源或者殼?；旌蟻碓吹幕◢徺|(zhì)巖石有關(guān)[29]。然而位于欽杭帶中部地區(qū)，尤其是贛中地區(qū)，幾乎未發(fā)現(xiàn)該時期與花崗質(zhì)巖石有關(guān)的銅礦床，筆者獲得了與蒙山巖體有關(guān)的夕卡巖型銅多金屬礦床精確的輝鉬礦Re-Os年齡為215.2±3.1 Ma，屬于印支期巖漿成礦作用。 因此，東門168 Ma夕卡巖型銅鉬礦化的發(fā)現(xiàn)，不僅表明東門銅鉬礦化與蒙山巖體周圍大量的銅多金屬礦化不屬于同一成礦系統(tǒng)，也暗示蒙山礦集區(qū)至少存在印支期和燕山期兩組成礦作用，該地區(qū)在華南燕山早中期(即中侏羅紀時期)可能形成了具經(jīng)濟價值的銅礦化，除了印支期，具有尋找與燕山早中期巖漿作用有關(guān)成礦作用的潛力，本次研究為該區(qū)域今后的找礦工作提供了理論證據(jù)并指明了勘查方向。同時，也表明欽杭帶中部，類似于欽杭帶其他地區(qū)，在該時期處于古特提斯構(gòu)造域向NE向西太平洋構(gòu)造域的體制轉(zhuǎn)換的同一構(gòu)造環(huán)境，此時華南巖石圈開始大規(guī)模伸展、減薄，軟流圈上涌，東門礦區(qū)巖漿與成礦作用受其控制和影響。

5 結(jié) 語

本文通過對贛中東門銅礦中輝鉬礦的Re-Os同位素測試，得到等時線年齡為168.1±2.8 Ma，該年齡值與礦區(qū)內(nèi)的東門巖體形成時代(～171 Ma)近乎一致。結(jié)合礦區(qū)內(nèi)蝕變礦化特征和年代學研究結(jié)果，說明東門銅鉬礦是與燕山期花崗質(zhì)巖石有關(guān)的夕卡巖型銅鉬礦化類型。東門礦區(qū)燕山期巖漿與銅鉬礦化作用受區(qū)域動力學背景的控制，是華南燕山早中期巖漿成礦作用的產(chǎn)物。另外，除了印支期，贛中地區(qū)燕山早中期的花崗質(zhì)巖石對區(qū)域找礦也具有重要意義。