江西修水蓮花芯銅多金屬礦床成礦深度探討

韋新亞

(東華理工大學 江西 撫州 344000)

九嶺成礦帶位于揚子板塊東南部，俗稱“九嶺造山帶”。大地構造位置處在江南隆褶帶的西段，北與下揚子坳褶帶毗鄰，南與華南褶皺系接壤。蓮花芯銅多金屬礦床位于九嶺近東西向構造隆起帶 (九嶺成礦帶)的西南段(圖1)[1]，是近年來贛西北地區發現的最具潛力的銅多金屬礦床之一。本文通過研究蓮花芯礦區成礦流體的密度和壓力，進而探討該礦床的成礦深度，揭示該礦床的成礦特征。

圖1 九嶺地區地質構造略圖

1 區域地質背景

區域內廣泛出露中元古界雙橋山群淺變質巖系、新元古界震旦系、下古生界寒武系—奧陶系、中生界白堊系、新生界第三系—第四系。區域內發育一系列基底褶皺和蓋層褶皺。斷裂構造以古市—德安深斷裂、萍鄉—廣豐深斷裂和渣津—柘林大斷裂為基本格架。

2 礦床地質特征

礦區出露巖性主要為晉寧期中粒黑云母花崗巖，其次為一套以變質砂巖、板巖為主的淺變質巖系，屬低-中級變質綠片巖相復理石建造[2]，僅分布于礦區的東南部一角。礦區構造主要以構造破碎帶為主，斷裂次之。目前所發現的礦脈主要分布于構造破碎帶內，斷裂控制成礦分布。蝕變類型復雜、種類繁多，主要蝕變類型有：黃銅礦化、黃鐵礦化、輝鉬礦化、硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、黑云母化、白云母化、鉀長石化等。礦石類型主要有黃銅礦、輝鉬礦、白鎢礦。通過地表、坑道、野外露頭、鉆孔等觀察、調查、分析，礦區的硅化蝕變最為強烈、分布最為廣泛，與Cu、Mo、W礦化關系最為密切。

礦石礦物主要有黃銅礦、黃鐵礦、輝鉬礦和白鎢礦。黃銅礦主要以團塊狀賦存于石英脈中，形成含銅石英脈。輝鉬礦主要有三種賦存方式：呈團塊狀與黃銅礦、黃鐵礦賦存于石英脈中；以純的輝鉬礦賦存于裂隙面內；呈浸染狀賦存于石英脈與裂隙面的圍巖中。白鎢礦主要與長石共生于石英脈中。

3 成礦流體密度

通過對賦礦石英脈中流體包裹體的地球化學研究，實驗室內測定包裹體的冰點和均一溫度，發現該礦床流體包裹體主要為NaCl-H2O體系的包裹體。依據劉斌[3]根據實驗數據推導了NaCl-H2O體系不同鹽度流體包裹體的密度式：

式中：ρ——流體密度 （g/cm3）；t——均一溫度（℃）；A，B，C，——無量綱參數， 它們又是含鹽度的函數。

W——含鹽度(NaCl%重量)；A0，A1，A2，B0，B1，B2，C0，C1，C2為無量綱參數，其數值如下:

江西修水蓮花芯銅多金屬礦床的均一溫度范圍為127.6～451.1℃，平均235.7℃，由測量的冰點溫度換算所得鹽度范圍為2.7～23.2%（NaCl.wt%），平均13.4%。

通過上式計算得到成礦流體密度在0.5～1.08g/cm3之間，大部分流體密度介于0.9～1.0 g/cm3之間，與前人[4]研究認為的大多數巖漿熱液流體密度（＜1.0 g/cm3）相當，說明在整個成礦過程中，巖漿熱液流體起著主導作用。結合蓮花芯礦床的礦體特征，說明其成礦類型為巖漿熱液脈型礦床。

4 成礦壓力與成礦深度

根據成礦壓力和成礦深度經驗公式[5]：

（1）T0(初始溫度)=374+920×N(成礦溶液的鹽度)(℃)

（2）P0(初始壓力)=219+2620×N(成礦溶液的鹽度)(105Pa)

（3）H0(初始深度)=PO×1/300×105(km)

（4）P1(成礦壓力)=P0×T1(礦區實測成礦溫度)/T0(105Pa)

（5）H1(成礦深度)=P1×1/300×105(km)

對于蓮花芯礦床來說，成礦溶液的鹽度平均為2.7～23.2%，平均 13.4wt%NaCl，由（1）式計算出蓮花芯礦床的初始溫度T0為:398.84～587.44，中間值為497.28℃。由（2）式計算出蓮花芯礦床的初始壓力P0為 289.74×105～826.84×105，平均值為 570.08×105Pa。由（3）公式計算得初始深度約為0.97km～2.76km，平均深度為1.66km。

再由（4）公式求得蓮花芯礦床的成礦壓力P1為2.91～3.57MPa(T1所取實測成礦溫度為 250℃，P0取平均值)；由公式 （5）計算出成礦深度Hl為0.97～1.19km，即為淺成熱液礦床。

5 結論與討論

5.1 江西修水蓮花芯礦床大部分成礦流體密度介于0.9～1.0g/cm3之間， 成礦壓力P為2.91～3.57MPa，成礦深度H為0.97～1.19km。

5.2 該礦床的成礦深度淺，結合該礦床礦體特征，說明該礦床為淺成熱液巖漿礦床。這為以后在對該礦床做進一步的研究工作提供了很好參考依據。

［1］劉細元.江西九嶺中元古代地層變形變質特征及其演化序列[J].前寒武紀研究進展,1997,20（2）:58-65.

［2］劉成忠，尹維青，曾明偉，張婧，曾蓮花.江西鐵爐灣-呂陽斗成礦區找礦前景評價[J].華南地質與礦產，2009第2期.

［3］劉斌.NaCl-H2O溶液包裹體的密度式和等容式及其應用[J].礦物學報，1987，7（4）：345-352.

［4］Roedder E.Fluid-inclusion evidence on the genesis of in sedimentary and volcanic rocks[M]//Wolf K H.Handbook of Strata-bound and Stratform Ore Deposits:I.Principles and General Studies:Vol.2,Geochemical Studies.New York:Elsevier,1976:67-110.

［5］邵浩漣，梅建明.浙江火山巖區金礦床的礦物包裹體標型特征研究及其成因與找礦意義[J].礦物巖石，1986，6(3):103-111.