九瑞銅多金屬礦集區“層-體耦合”多位一體成礦模式與深部找礦

周賢旭 曹鐘清 黃水保 張磊 許瑞平

摘要：九瑞銅多金屬礦集區內生金屬礦床屬于與燕山期同熔型中酸性斑巖體有關的廣義矽卡巖成礦系列。通過對同熔型中酸性斑巖體為成礦必要條件、賦礦層系為重要條件、構造為充分條件，以及礦床組合與礦化分帶進行整體研究分析，建立了九瑞銅多金屬礦集區“層-體耦合”多位一體成礦模式，就深部找礦提出以“脈”找“體”、以“層”找“體”、以“體”找“層”和由“鉛鋅銀”找銅的思路。經進一步探礦，在鄧家山銅金礦區、南港銅礦區、武山銅礦區等深部探獲了新礦體，取得了良好的找礦效果。

關鍵詞：層-體耦合;同熔型;成礦模式;深部找礦;九瑞銅多金屬礦集區

中圖分類號：TD11 P612文獻標志碼：A

文章編號：1001-1277（2021）05-0001-05?? doi：10.11792/hj20210501

九瑞銅多金屬礦集區主體位于長江中下游鐵銅成礦帶江西段，是中國20個國家級重要成礦（區）帶之一，也是首批47個整裝勘查區之一。該礦集區內生金屬礦床屬于與燕山期同熔型中酸性斑巖體密切相關，主要由似層狀塊狀硫化物型（層控）、矽卡巖型、斑巖型和熱液脈型等礦床類型組成的內生銅、金成礦系列，表現為同熔型中酸性斑巖體為成礦必要條件、賦礦層系為重要條件、構造為充分條件。本文在研究以燕山期同熔型中酸性斑巖體為主成礦因素的銅、金礦床組合、空間配置關系的基礎上，構建出以斑巖體為中心的“層-體耦合”多位一體成礦模式[1]，并結合近年來找礦實踐，總結該礦集區找礦以“脈”找“體”、以“層”找“體”、以“體”找“層”和由“鉛鋅銀”找銅的思路，且取得了較好的礦產勘查效果，對找礦具有一定的理論指導意義。

1 “層-體耦合”成礦條件

1.1 賦礦層系

賦礦層系為成礦重要條件。九瑞銅多金屬礦集區地層發育較齊全，主要出露奧陶系—三疊系地層，其中五通組與黃龍組、二疊系與三疊系是重要的賦礦層位。根據23個銅、金礦及資源儲量統計結果（見圖1），該礦集區內約90 %銅、金礦分布與各地層有關[2]。其中，五通組與黃龍組是層狀硫化物型礦床賦存的重要層位，次為二疊系與三疊系（矽卡巖型礦床賦礦層位）。五通組與黃龍組為主要賦礦層位的有利因素如下：

1）夾心餅干式結構。主要賦礦層位黃龍組白云質灰巖、白云巖與其下的五通組砂巖接觸面為硅鎂界面，其上以二疊系梁山組含煤砂、泥巖層為屏蔽層，形成夾心餅干式結構，有利于交代充填成礦。

2）相變鈣硅界面。該礦集區早—中泥盆世處于陸蝕狀態，晚泥盆世下沉為內陸盆地，接受了一套陸相碎屑沉積，即形成五通組砂巖;晚泥盆世末期，上升為陸地，因此缺失石炭系下統地層。晚石炭世早期，地勢迅速下降，沉積了一套淺海相含有豐富蜓科化石的碳酸鹽巖。陸相與淺海相鈣硅界面物理化學性質的明顯差異，有利于成礦。

3）假整合及層滑面。該礦集區內石炭系上統黃龍組與泥盆系上統地層為平行不整合接觸，局部為微角度不整合接觸。此界面是構造軟弱帶，易形成層滑斷裂，從而為成礦提供有利構造空間。

4）含硫層。據蔣少涌等[3]研究，石炭系上統黃龍組底部發育塊狀硫化物，呈似層狀、透鏡狀和丘狀，與上、下地層整合產出，容易受到熱液疊加改造，提供硫等成礦元素，形成如武山北礦帶層狀硫化物型礦床。

1.2 同熔型中酸性斑巖體

同熔型中酸性斑巖體為成礦必要條件。該礦集區內巖漿活動頻繁，以小型巖體成帶展布為特征，共有29個小巖體出露于長江南岸，呈北西西向帶狀分布，單個巖體出露面積為0.01～2.50 km2。巖體侵入奧陶系—三疊系中統地層，圍巖多為碳酸鹽巖，其次為碎屑巖。巖體產狀主要呈巖株、巖墻、巖脈。城門山、武山、東雷灣3個巖體呈巖株產出，平面上近于等軸橢圓狀，剖面上為陡立柱狀;其他巖體呈巖墻或巖脈。巖石類型主要有閃長巖、石英閃長巖、石英閃長玢巖、花崗閃長斑巖和石英斑巖5種，且花崗閃長斑巖和石英閃長玢巖占絕對優勢，有的伴有隱蔽爆破相巖石。

與成礦有關的巖體為燕山期產物，多為由不同期次石英閃長玢巖、花崗閃長斑巖及石英斑巖等不同巖性組合的空間結構不同的雜巖體。其中，早期第二—第三階段花崗閃長斑巖最為重要，巖漿活動階段是成礦最重要時期，其多構成巖株狀巖體的主體，是銅成礦最重要的成礦巖體，也是金成礦主要的成礦母巖之一;燕山早期第一階段石英閃長玢巖和燕山晚期第一階段石英斑巖多為脈狀或巖墻，次為巖株產出，其中石英閃長玢巖與金成礦關系密切，石英斑巖與鉬成礦關系密切。各礦種資源量與侵入巖類型對應關系見表1。其中，燕山早期石英閃長玢巖、花崗閃長斑巖成巖時代多集中在135～157 Ma;燕山晚期石英斑巖成巖時代主要在103～112 Ma[2]。

花崗閃長斑巖主要組成礦物有斜長石、石英、鉀長石及黑云母、角閃石。斜長石為更—中長石（w（鈣長石）=25 %～30 %），副礦物主要為磁鐵礦、磷灰石、榍石和鋯石。巖石中w（SiO2）為64 %～65 %，富堿富鉀（w（K2O+Na2O）為6.86 %，w（K2O）/w（Na2O）值為1.49），富含成礦元素，其中w（Cu）為596 g/t，w（Mo）為80 g/t，分別為維氏同類巖石豐度的28倍和11倍。巖石稀土總量為113.08×10-6，w（Ce）/w（Y）值為5.52，稀土元素球粒隕石標準化配分模式圖呈左高右低直線型，δEu為0.867，無銪虧損;w（87Sr）/w（86Sr）初始值為0.706 3、εSr（t）為50.61，δ34S為1.2 ‰～5.3 ‰，δ18O石英斑晶為12.8 ‰[4-5]。據此認為，巖漿源自地殼深部或上地幔，花崗閃長斑巖屬同熔型巖漿巖。石英閃長玢巖具有類似特征。

1.3 構 造

構造為成礦充分條件。該礦集區構造的形成、發展和演化過程控制和影響著巖漿活動與成礦作用。由于構造活動的多期、多階段、多層次及在空間上的繼承性，控制了巖漿巖的多期、多階段、多層次侵入活動和與之密切相關的成礦作用，也嚴格控制了巖漿巖空間展布與礦床分布。

該礦集區處于郯廬斷裂末梢碼頭—九宮山北北東斷裂與北東向贛江斷裂（2條燕山期左行擠壓走滑斷裂）之間，受二者擠壓扭動作用形成的北西西向鄂州—九江斷裂帶，成為礦集區Ⅰ型中酸性斑巖巖漿與銅多金屬礦質流體的主要通道，并與以北東東向反S形褶皺、斷裂復合，形成了“九瑞式”控巖控礦構造網絡，為成礦提供了充分條件。

2 “層-體耦合”成礦系統

2.1 “多位一體”礦床組合

九瑞銅多金屬礦集區形成了與斑巖體有關的矽卡巖型、斑巖型（包括隱爆角礫巖型）及層狀硫化物型礦床，主要有斑巖體+碳酸鹽巖圍巖=矽卡巖型成礦、斑巖體+非碳酸鹽巖圍巖和/或巖漿熱液隱爆=斑巖型成礦、斑巖體+層狀硫化物（含銅黃鐵礦層）=沉積-熱液疊加改造型成礦。在不同礦區，各種不同類型的礦床可以疊加復合為不同組合形式。例如：武山銅礦床屬于沉積-熱液疊加改造型+矽卡巖型，城門山銅鉬礦床屬于斑巖型+矽卡巖型+沉積-熱液疊加改造型;豐山洞銅礦床屬矽卡巖型+斑巖型。

2.2 礦床及礦化分帶特征

2.2.1 地質空間分帶特征

以城門山銅鉬礦床為例。該礦床是一個以銅為主，兼具大型鉛、鋅、硫等的綜合礦床;按成礦控礦因素、礦種及礦體空間展布等特征，以巖體為中心，自下而上、由內而外劃分的礦帶見圖2。

斑巖鉬礦帶：鉬礦體呈橢圓柱體產于巖體中心較深部位，與鉀化、硅化帶一致。從礦化趨勢推測，深部具有一定找礦遠景。

斑巖銅礦帶：位于斑巖鉬礦帶外側，對應硅化—黏土化帶，沿巖體邊緣呈環帶狀分布，在侵蝕基準面（賦存標高為0～50 m）附近呈水平蓆狀分布。巖體邊緣的礦體圍繞鉬礦體分布，呈環帶狀，也常與矽卡巖銅礦帶的礦體連成一體，過渡為矽卡巖銅礦體。

矽卡巖銅礦帶：位于巖體與碳酸鹽類地層的接觸帶上，對應矽卡巖化帶。按矽卡巖的空間連續性和礦體產狀、形態的差異，可分為東、西2個半環帶。東半環帶受花崗閃長斑巖與灰巖接觸帶控制，為矽卡巖型銅礦的主帶;西半環帶主要受石英斑巖與灰巖接觸帶控制，礦體的產狀隨接觸帶的形態變化。

塊狀硫化物礦帶：主要指賦存在五通組與黃龍組之間的塊狀硫化物礦體，礦體圍繞巖體沿黃龍組呈似層狀產出，由塊狀含銅黃鐵礦礦石和松散含銅黃鐵礦礦石組成，遠離巖體遞變為銀鉛鋅礦石。

2.2.2 地球化學分帶特征

城門山銅鉬礦床各元素異常在空間上圍繞巖體呈現分帶特征。

平面分帶特征：Cu元素異常內帶（w（Cu）>1 000×10-6）沿接觸帶呈環狀分布，對應礦體范圍;Cu元素異常中帶（w（Cu）為500×10-6～1 000×10-6）與整個含礦巖體相對應，反映礦床范圍;Cu元素異常外帶（w（Cu）為100×10-6～500×10-6）范圍大，巖體周邊尚未封閉。Mo元素異常形態規整，其內帶異常出現在斑巖體中心，向外依次出現中帶和外帶異常，且內帶與圈定的鉬礦體范圍一致。Ag元素異常與Cu元素異常形態相似，Pb、Zn元素異常的高值區出現在巖體東半環矽卡巖型銅礦地段及似層狀含銅黃鐵礦出露部位。

剖面分帶特征：從99勘探線鉆孔原生暈地球化學異常圖（見圖3）可以看出，各元素異常軸向上均有明顯的分帶特征，Mn、Zn、Pb、Ag、Cu等元素異常主要位于礦體中上部，異常上寬下窄，呈帶狀出現，向下漸變為零星小異常，甚至消失。而Mo元素異常主要位于礦體中下部，異常上窄下寬，呈鐘狀未封閉。

異常組分的軸向分帶：從上到下不同中段Cu、Mo元素異常空間展布特征表現為礦床上部Zn、Pb、Ag、Cu等元素異常發育，異常寬度大，強度高;而在礦床下部Mo元素異常寬度相對較大，強度高，Zn、Pb、Ag、Cu等元素異常寬度變小，強度降低，甚至無異常存在。

2.3 成礦模式

九瑞銅多金屬礦集區內侵入巖是以花崗閃長斑巖為主的燕山期同熔型淺剝蝕巖體，與上古生界—下三疊統有利賦礦地層形成“層-體耦合”。其中，王家鋪煤系、五通組砂巖及其之間的黃龍組白云質灰巖組成了有利的夾心餅干式結構，形成了城門山南礦帶、武山北礦帶等，并形成了眾多大型似層狀塊狀硫化物銅礦床，而遠離巖體的礦層遞變為銀鉛鋅礦床;圍繞斑巖體與二疊系、三疊系下統碳酸鹽巖形成了環接觸帶矽卡巖礦床;在斑巖體內，頂部形成灰巖殘留體矽卡巖礦床或斑巖型銅礦床，下部形成斑巖型鉬礦床。以城門山銅鉬礦床為典型，九瑞銅多金屬礦集區“層-體耦合”多位一體銅成礦模式見圖4。

3 “層-體耦合”多位一體銅成礦模式的應用

從“層-體耦合”多位一體銅成礦模式圖（見圖4）看，以斑巖為成礦主要因素的一組銅礦床組合，具有密切的成因聯系與一定的空間配置關系。據此，通過以“脈”找“體”、以“層”找“體”和以“體”找“層”等進行找礦預測，并結合成礦分帶指導深部找礦[6]。

3.1 以“脈”找“體”

以鄧家山銅金礦區為例，該礦區地表及淺部有東西向長1 500 m、寬幾米至百余米花崗閃長斑巖巖脈，并見脈（帶）狀金礦化，預測且經驗證在地表約400 m以下發現隱伏巖株狀花崗閃長斑巖體，巖體平面投影呈橢圓形，頂部產狀平緩，面積大于0.5 km2。在該巖體與二疊系—三疊系碳酸鹽巖的內外接觸帶附近，探獲到0～20 m矽卡巖型銅鉬礦體，并且這些礦體空間分布顯現出下鉬上銅的分布規律（見圖5）。

3.2 以“體”找“層”

南港銅礦區位于武山巖體外圍南部，具備五通組和黃龍組有利層位，預測并經施工ZK104-1、ZK96-1、ZK96-2、ZK88-1等鉆孔驗證，見到黃龍組與五通組間賦存的塊狀硫化物型銅鎢礦體（見圖6），且礦體形態簡單，呈似層狀;礦體產狀穩定，厚度一般為0.20～9.63 m，平均厚4.04 m，Cu平均品位1.84 %;礦體的連續性好，礦體控制走向長大于1 200 m。初步預測礦體銅礦潛在資源達50萬t以上，鎢礦（WO3）潛在金屬量達5萬t以上。

3.3 以“層”找“體”

武山銅礦床為帶狀矽卡巖型礦體和層狀硫化物型礦體的組合。據前人研究結果，于武山銅礦區深部斑巖體內發現較強的黃銅礦化和黃鐵礦化，屬斑巖型銅礦化，并于深部發現與石英斑巖密切相關的斑巖型銅鉬礦體（見圖7）。

3.4 由“鉛鋅銀”找銅

2011—2019年，江西省地質礦產勘查開發局贛西北大隊在城門山銅礦區深邊部施工完成的20余個鉆孔，在銀鉛鋅礦體下部均見到塊狀硫化物型銅礦體。目前，已提交新增332+333銅資源量50萬t以上，實現城門山銅礦深邊部找礦的新突破。

4 結 論

1）九瑞銅多金屬礦集區巖漿源自地殼深部或上地幔，屬同熔型中酸性巖漿巖，為成礦的必要條件;賦礦層系及構造分別為成礦的重要條件和充分條件。

2）從“層-體耦合”多位一體銅成礦模式看，以斑巖為成礦主因的一組銅礦床組合，具有密切的成因聯系與一定的空間配置關系。據此，通過以“脈”找“體”、以“層”找“體”和以“體”找“層”等，并結合成礦分帶等進行找礦預測，對找礦具有一定的理論指導意義。

[參考文獻]

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[6] 曹曉明，周賢旭.“就礦找礦”的認識與實踐[J].華東理工大學學報（自然科學版），2011，33（4）：51-56.

"Layer-body coupling" multinity metallogenic model and deep prospecting

in Jiurui copper polymetallic high ore concentration area

Zhou Xianxu1，Cao Zhongqing1，Huang Shuibao2，Zhang Lei1，Xu Ruiping1

（1.Northwestern Geological Brigade of Jiangxi Bureau of Geology and Mineral Exploration Development;

2.Jiangxi Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development）

Abstract：The endogenic metallic deposits in the Jiurui copper polymetallic high ore concentration area belong to the generalized skarn metallogenic series related to the Yanshanian syntectic intermediate-acidic porphyry mass.Based on comprehensive analysis of syntectic intermediate-acidic porphyry mass as a necessary condition for mineralization，ore-bearing strata as an important condition，tectonism as a sufficient condition，as well as ore deposit association and mineralization zoning，the "layer-body coupling" multinity metallogenic model in the Jiurui copper polymetallic high ore concentration area is established，and the idea of finding "body" by "vein"，"body" by "layer"，"layer" by "body"，and finding copper by "lead-zinc-silver" for deep prospecting is put forward.Further prospecting in the deep part of Dengjiashan Copper Gold District，Nangang Copper District and Wushan Copper District finds new ore bodies，showing good prospecting effect.

Keywords：layer-body coupling;syntectic type;metallogenic model;deep prospecting;Jiurui copper polymetallic high ore concentration area

收稿日期：2021-01-21; 修回日期：2021-03-08

基金項目：“十一五”國家科技支撐項目（2009BAB43B03）;“十二五”國家科技支撐計劃項目（2011BAB04B03）;中央地質勘查基金項目（2013360007）;中國地質調查局發展研究中心項目（121201004000150017-10）

作者簡介：周賢旭（1964—），男，江西都昌人，高級工程師，從事地質礦產勘查及研究工作;江西省九江市城西港區通港西路，江西省地質礦產勘查開發局贛西北大隊，332000;E-mail：507340320@qq.com