江西龍頭崗銅鋅礦地質特征及成礦機理研究

陳隆輝，熊光強

（江西省地質礦產勘查開發局物化探大隊，江西 南昌 330009）

江西龍頭崗銅鋅礦中主要包含的金屬元素為銅元素和鋅元素，同時還含有多個含有銅元素、鉬元素、鐵元素等多金屬礦床。該礦區所處地理位置為華夏板塊北武夷凸起部分，同時該礦區也是近幾年來發現的規模最大，并且潛力較高的礦床之一[1]。截止到目前為止，該礦區范圍內已經被發現的銅元素礦石的儲量超過7千噸，金屬元素的平均品位在1.2%～1.6%范圍內，鋅元素礦石的儲量約為6千噸，金屬元素的平均品位在1.8%～2.1%范圍內。該區域范圍內，對礦床的形成進行深度分析，經過有關地質調查反饋數據可知，此礦床的形成主要受到區域地質巖漿劇烈活動的影響而形成，在形成的礦床中，地層中含有豐度較高的金屬元素，礦產資源含量排在第二的地層為青白口系周潭巖組[2]。該區域礦床最早發現在2009年，隨著相關領域研究人員的不斷深入探究，已經得出了如下研究結果：在江西龍頭崗銅鋅礦區范圍內，出露的三類巖體的形成時間均是在侏羅紀時期。通過對該區域內的元素進行分析得出，礦區內的巖漿最早起源于元古代地殼，通過硫元素和銅元素的同位素分析結果進一步得出，該區域銅鋅礦中的硫元素具有深源巖漿硫的基本特征，形成礦床的物質具有明顯的殼幔混源特點。為了進一步探究該區域礦床的特點，為未來該區域找礦提供參考，本文開展江西龍頭崗銅鋅礦地質特征及成礦機理研究。

1 江西龍頭崗銅鋅礦地質特征

1.1 礦體地質特征

在江西龍頭崗銅鋅礦區域內，發展的具有一定規模以及一定品位的銅鋅礦體共12條，其礦體整體形態均呈現出脈狀，并且大部分礦體均形成在中二疊系下拉組地層以及其相應的構造破碎帶當中，部分含有少量礦產資源的礦體分布在侵入巖以及周圍圍巖的接觸帶結構中[3]。同時，該區域內富礦巖石的主要分為角巖及強蝕變花崗斑巖，部分含有少量的變石英砂巖。在江西龍頭崗銅鋅礦整個區域范圍內，礦體的規模不同，最小的礦體厚度小于1m，沿走向方向的延伸長度小于40m；最大的礦體厚度超過25m，沿走向方向的延伸長度超過750m。在礦區范圍內，富含銅金屬礦物元素和鋅金屬礦物元素的礦體主要集中分布在礦區中部以及中部偏西，并且礦產資源分布十分集中，各類含金屬元素的礦體均呈脈狀產出，并且基本位于構造破碎帶內。這一區域范圍內的礦體展布方向具有明顯的特征，并且其主要受到構造及侵入巖體的控制和影響。在該礦區西側區域內的礦體產狀變化相對較大，其產狀在10°～55°∠25°～60°內，礦體均呈現出明顯的脈狀形態。在該礦體中，其底板圍巖為蝕變花崗斑巖，頂板圍巖為角巖，礦體南北走向長為268m，東西走向長為72m，平均厚度為1.42m。在該礦區南側區域內的礦體為脈狀產出，沿斷層分布呈現出波狀起伏，并且產狀變化較大，在300°～320°∠35°～65°范圍內，主要產于斷裂帶的西北側，礦體的圍巖均為外接觸帶角巖結構，礦體長度650m，厚度約為10.42m。

1.2 礦石質量

在江西龍頭崗銅鋅礦床當中，含有較多已呈現角巖化反應的矽卡巖礦石，礦石主要由CaFe[Si2O6]與透閃石構成，為了進一步掌握此區域的地質結構變化趨勢，對其成礦的四個階段進行描述。圖1為各個階段礦石生成量參照圖。

圖1 各個階段礦石生成量參照圖

從圖1參照圖可以看出，在I段主要形成的礦石為Mg3Al2（SiO4）3與Mn3Al2（SiO4）3，采用顯微鏡對其進行進一步的觀察可以看出，此種結構的呈現一種環帶賦存方式。在II段，主要形成的礦石為陽起石。通過顯微鏡對和陽起石觀察發現，形成時期較晚的陽起石，呈現出明顯的葉片狀集合體結構。在III段，形成的主要礦石為石英和黃鐵礦等各類金屬硫化物，在顯微鏡下該階段礦石整體呈現出典型的交代結構。在IV段主要形成的礦物為石英，但與前一階段相比生成量明顯降低。

1.3 礦化蝕變帶劃分及分布特征

針對江西龍頭崗銅鋅礦區域內的礦化蝕變帶劃分情況分析得出，礦帶出現蝕變現象，主要是由于其中出現了新生代礦產資源，并且集成的礦物質基本由新生礦物質構成，屬于一個相同的礦物組。對形成的組合礦進行分析后發現，礦帶基本沒有交代蝕變與異常現象發生，所有礦類物質的形成均屬于同一時期形成的，且所有的礦體均具有顯著的變晶特點，例如在該礦區的矽卡巖結構上，這一特征十分明顯。矽卡巖的形成過程如圖2所示。

圖2 江西龍頭崗銅鋅礦區矽卡巖形成過程示意圖

從江西龍頭崗銅鋅礦區矽卡巖形成過程示意圖可以看出，在江西龍頭崗銅鋅礦中，巖漿巖內含有大量硅元素、鋁元素，這一部分物質在礦山運動過程中逐漸向灰巖擴散，而在灰巖當中含有的大量鈣元素也逐漸向巖漿巖擴散，進而在兩種結構的接觸面上，逐漸形成外矽卡巖帶，而這一結構也是礦化蝕變帶的主要區域。除此之外，江西龍頭崗銅鋅礦當中圍巖蝕變較強，并且分布類型十分廣泛，蝕變類型除了包括云母化蝕變以外，表現明顯的蝕變還包括綠泥石化蝕變和白云母化蝕變類型，其中第一種蝕變類型最為普遍，在整個礦區當中均可見到。其他蝕變類型與第一種蝕變類型相比，發育程度較差，并且在分布上存在一定局限性問題。在礦體分布區域范圍內，與礦化關系更為密切的蝕變為硅化、碳酸鹽化，其中硅化形成的主要原因從圖2可以看出。在江西龍頭崗銅鋅礦區域內，礦化主要分布在灰巖、巖漿巖、角巖等區域內，礦化組合類型基本可以分為方銅礦化、閃鋅礦化。

2 成礦機理

在江西龍頭崗銅鋅礦區范圍內，銅鋅礦體大多賦存在熱液蝕變的灰巖、巖漿巖當中，部分賦存在強蝕變的石英砂巖當中，賦礦巖石主要包括角巖、強蝕變花崗巖和少量變石英砂巖當中。其中集成了大量的Cu金屬元素與Zn金屬元素的礦帶，以斷裂帶的方式賦存在區域內，礦體的發育在一定程度上受到地區入侵巖石的影響與干預，整體呈現出脈狀產出結構。通過對該區域內的礦石地質特征分析得出，該礦區脈狀結構周圍形成的礦體均屬于巖漿熱液影響所致，因此，在對巖漿演化過程的分析過程中，應明確其演化行為會直接造成礦體超臨界流體而分離的現象產生。當溫度逐漸降低，熱巖漿呈現一種冷卻狀態，當達到礦體的凝固點時，巖漿呈現固化狀態。在此過程中，熱液會從巖漿當中分離。分離后的金屬礦物質在區域內大多以組合礦或礦體氧化物的方式存儲，此種現象對于后期礦產資源開發和開采而言，更容易進行搬運。在巖漿熱液的作用下，在中溫和中深的條件中，礦體當中賦存的硫化物會逐漸聚集，并逐漸向著構造裂隙方向移動，在此過程中，礦區的圍巖結構可與巖漿熱液快速發生反應，并中和熱液中的酸性物質，當中和后巖漿熱液的酸堿度適中后，礦體發生沉積并形成附著在圍巖上的礦帶。在發生沉淀時，倘若熱液的溫度可滿足地質結構遷移需求，其中的礦化物質與成礦物質活動將異常活躍，此種現象更加有助于對礦產資源的形成。當熱液在圍巖縫隙中移動時，會沿巖石裂縫發展方向會逐漸形成礦產資源賦存區域，形成矽卡巖型接觸交代銅鋅礦床。

3 結語

本文通過對江西龍頭崗銅鋅礦的地質特征以及成礦機理進行深入分析得出，該礦區內礦床形成的主要過程分為四個階段，并且在四個階段其賦存的礦石種類不同。根據該礦床區域內的成礦流體分析明確得出該礦床當中銅金屬元素和鋅金屬元素成礦物質大量沉淀主要受到成礦流體沸騰機制的影響。綜合該礦區礦化蝕變帶分布特征以及礦石特征，結合成礦機理能夠為后續該區域內找礦提供更加有力的勘查依據。同時，在后續的研究中，還將結合物探、化探等多種探測手段，針對該區域礦床的礦產資源賦存情況進行進一步探究，為該區域找礦以及該區域地質研究提供幫助。