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银山铜银多金属矿田

发布网友 发布时间:2022-05-07 11:55

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银山矿田位于赣中逆冲推覆带前缘的德兴-乐平中生代陆相火山盆地北东端,赣东北深断裂上盘。火山盆地基底为中元古代张村岩群下部浅变质岩系,以绢云母千枚岩为主,夹砂质板岩和凝灰质板岩;中晚侏罗世打鼓顶组火山岩不整合覆盖于张村岩群之上,地层中Cu、Pb、Zn、Au、Ag等成矿元素丰度比地壳或区域地层平均值稍高。矿田主体构造是由基底变质岩组成的银山北北东向背斜和一系列北北东向及东西向断裂,矿田西部西山地区保留有中生代火山活动遗留下来的古火山口,该火山口地表呈北东向椭圆形,长1100 m,宽700 m,剖面上上大下小呈漏斗状,略向南东倾斜,火山口内充填了一套流纹质和英安质的火山碎屑岩、熔岩及层凝灰岩等,周围被环状断裂围限,其中充填有管道相的英安斑岩体。

中生代火山岩全岩Rb-Sr等时线年龄值为164 Ma。根据火山-潜火山岩的空间分布、产状及相互关系,可分3个亚旋回,每个亚旋回都从喷发开始到喷溢和潜火山岩体侵入结束。具反序和带状岩浆房特点。第一亚旋回为流纹质集块角砾岩和角闪流纹岩,总厚120 m,晚期有流纹斑岩侵位,同位素年龄159~142 Ma;第二亚旋回为英安质集块角砾岩、熔岩、凝灰质角砾岩和凝灰岩,总厚1100 m,晚期有英安斑岩等潜火山岩侵入,同位素年龄145~143 Ma,伴有较强的蚀变和铜铅锌金银矿化;第三亚旋回是少量的安山质熔岩和潜火山粗面安山玢岩,同位素年龄100.4 Ma。成矿作用主要与第二旋回的英安斑岩有关。但据陈毓川等提供的银山闪锌矿石英脉中石英Rb-Sr同位素年龄值为156 Ma±15 Ma,原测定的第二旋回英安斑岩年龄值可能偏新。

含矿潜火山岩主要沿银山背斜呈串珠状分布。三号英安斑岩是矿田内规模最大的含矿潜火山岩,岩体为东西走向的岩墙,长1050 m,宽20~130 m,出露面积0.08km2,产状陡立,略向南倾,已控制延深1000 m以上,西端伸入西山火山口中,岩体与围岩呈侵入接触关系,边部发育隐爆角砾岩带(图4-32、图4-33)。

图4-32 德兴银山铜铅锌银金矿区地质略图(据江西有色地质局1队)

英安斑岩呈灰黄—紫红色,斑状结构,基质隐晶结构或微晶霏细结构,斑晶以斜长石为主,次为角闪石、黑云母和石英,总含量20%~40%,石英斑晶熔蚀呈浑圆状,有碎裂现象,角闪石和黑云母具暗褐色暗化边,粒径0.5~5 mm;基质由上述矿物的他形集合体组成。岩石具块状、流纹状或角砾状构造,基质斑杂构造。副矿物有黄铁矿、磁铁矿、锆石和磷灰石等。

同一旋回的火山岩与潜火山岩在化学成分上基本一致,属富钾的铝过饱和的钙碱系列。与成矿有关的英安斑岩含SiO2平均62.77%,K2O+Na2O 5.91%,Na2O/K2O 0.33,具贫硅,富钾,铝过饱和的钙碱性岩石特点(表4-19)。

图4-33 银山矿区西山-银山地质剖面(转引自杨明桂等,2004)

表4-19 银山火山岩-潜火山岩平均化学成分(%)

注:括号内数字为样品数,未计算H2O和烧失量,32件样品的原始资料引自江西有色地勘局。

经测试,含矿潜火山岩δ18OH7.89‰~9.17‰SMOW,δDH-66.6‰~-69.6‰SMOW,Sr同位素初始值0.7046~0.7083,∑REE165.19×10-6,∑Ce/∑Y7.84,δEu0.90,Eu无明显亏损,稀土配分模式为右倾斜线(表4-20、图4-34)。

表4-20 银山火山岩-潜火山岩稀土元素含量表

注:括号内数字为样品数,14件样品的原始资料部分引自江西有色地勘局。

矿田内贵、多金属矿化面积6km2,矿化延深超过1500 m,从北往南可依次分为北山铅锌银矿带,九龙上天铅锌铜矿带,九区铜金矿带,西山铜金矿带,银山铅锌铜矿带和南山铅锌银矿带等6个矿带。矿体多呈脉状、细脉浸染状产于英安斑岩、隐爆角砾岩体及其附近的火山喷出岩与基底变质岩中,少数呈似层状产于火山岩与变质岩的不整合面上。已探明矿体400多条,主矿体100多条,矿体长50~600 m,最长1050 m,一般厚1~15 m,最厚>100 m,延深200~600 m。矿体多呈陡倾斜产出,倾角70°至直立,其中九区、九龙上天、北山3个矿带呈北东东走向,倾向南南东;挤压片理发育,具压扭性特征,银山区矿带以北北西走向为主,受张扭性裂隙带控制。倾向南西,少数北北东走向,倾向南东东;它们是新华夏系的3组构造成分。西山矿带呈北东东-北北东半环状分布。

根据矿体产状形态和产出形式可分为细脉浸染型铜金矿体、脉状铜金矿与铅锌矿体、缓倾斜层状铅锌银矿体3种类型:

细脉浸染型铜金矿体,以九区和西山区为代表,矿体产于3号英安斑岩体南北两侧接触带、隐爆角砾岩以及旁侧的千枚岩、火山岩围岩中。现已圈出铜金矿体20个,以3号英安斑岩南接触带的S1矿体规模最大,该矿体长785 m,垂向延深680 m,平均厚59 m,大量含铜金的硫化物呈细脉、网脉沿英安斑岩、隐爆角砾岩和千枚岩裂隙充填或呈稠密浸染状散布其间,矿体平均含Cu 0.553%,Au0.727g/t,矿体边界靠化验品位圈定。

脉状铜金矿与铅锌矿体,为沿裂隙充填的陡倾斜矿脉。其中脉状铜金矿体主要分布在3号英安斑岩外接触带和西山火山口东侧接触带的千枚岩中,呈盲矿体产出。脉状铅锌银矿体主要分布于北山区、九龙上天区和银山区,是矿田内主要银铅锌工业矿体类型,矿脉一般长300~600 m,最长1050 m,一般厚1~5 m,延深400~600 m,多条平行的脉状矿体常组成矿脉带,在矿区中部-250 m标高以下逐渐变为铜金矿体。

图4-34 银山火山岩、潜火山岩稀土分布模式(转引自杨明桂等,2004)

缓倾斜层状铅锌银矿体,仅见于南山区,矿体产于晚侏罗世鹅湖岭组底部火山碎屑岩与中元古代张村岩群千枚岩的不整合面之上,规模较小,矿体呈似层状、不规则透镜状,由细脉浸染状铅锌矿石组成,含多量的银,产状与地层一致,倾角平缓,介于15°~25°之间。

矿石中主要金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、硫砷铜矿、砷黝铜矿、斑铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉银矿,辉硫锑铅银矿、银金矿、自然金、自然银、碲金矿等。脉石矿物以石英、绢云母为主,次有绿泥石,铁方解石等。矿石主要有自形和他形晶粒结构,交代残余结构和固熔体分离结构,碎裂状、胶状及次文象结构也较常见;矿石构造多为细脉浸染状、脉状、块状、角砾状和条带状。

矿石自然类型以原生硫化物矿石为主,氧化矿石很少。原生硫化物矿石按有益组分可分为硫金矿石、铜硫金矿石、铜铅锌(金银)矿石、铅锌银矿石、银铅(锌)矿石;按矿物组分可分为黄铜矿-黄铁矿矿石,硫砷铜矿-砷黝铜矿-黄铜矿矿石,黄铁矿-黄铜矿-方铅矿-闪锌矿矿石,方铅矿-闪锌矿矿石和方铅矿矿石;按矿石的内部组构或构造特征亦可分为网脉浸染状、细脉浸染状、小脉浸染状和致密块状矿石。各类矿石间无明显界线,多呈相互过渡关系。矿石有益组分以Cu、Pb、Zn为主,伴有较多的Ag、Au、Cd、Ga、In。

围岩蚀变围绕英安斑岩体发育,宽度在1km左右,蚀变分早、晚两期,早期蚀变呈面型发育,有硅化、绢云母化、绿泥石化和碳酸盐化;晚期蚀变呈线型发育,叠加在早期蚀变岩之上,有硅化、绿泥石化和碳酸盐化。

蚀变分带较为明显,自英安斑岩内部向外水平分带为:绢云母化英安斑岩带→石英绢云母化英安斑岩带→石英绢云母化千枚岩带→绢云母绿泥石化千枚岩带→绿泥石化碳酸盐化火山岩及千枚岩带。垂向上,近地表的火山岩多具绿泥石化碳酸盐化,而石英绢云母化则可延伸到垂深800 m以下的千枚岩中。推断矿床深部应有斑岩铜金矿的内蚀变岩-钾化带。

图4-35 银山铜铅锌矿区+50 m中段平面地质示意图(据江西有色地勘局)

矿化分带与蚀变分带大体一致,以3号英安斑岩体为中心,向南北两侧展开:铜金矿化带→铜铅锌矿化带→铅锌矿化带→铅(银)矿化带。垂直方向上,与蚀变分带相对应,深部为铜金矿,中部为铜铅锌矿,浅部为铅锌银矿(图4-35)。

通过测试,矿田成矿流体的δ18O值如下:铜金矿化带为+3.18‰~11.266‰,铜铅锌矿化带为+9.30‰~10.37‰,铅锌银矿化带为+4.4‰~10.40‰,铅(银)矿化带为+0.18‰~7.76‰。可见早期流体的δ18O值较高,近于岩浆水,成矿晚期的δ18O质偏低,近于大气水。据197件硫同位素测试结果,δ34S‰介于-1.58~+1.27之间,平均+0.93,具深源硫特点。矿石铅同位素测试资料显示,靠近铜矿带的九龙上天区,成矿早阶段的方铅矿铅同位素组成稳定,并与英安斑岩、流纹英安斑岩的岩石铅同位素组成相似。但北山和银山区方铅矿铅同位素组成变化较大,说明有外来物质加入。将测试数据投入207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解中,大多数投影点落在地幔演化线与造山带演化线之间,显示铅的来源具有地幔和造山带的混源特征。另有3点落在上地壳演化线以外,说明有地层铅参与(表4-21、图4-36)。

表4-21 银山矿床矿石、岩石铅同位素数据及有关参数

注:2、3、4、6、7、8、10、12、14号样为江西有色地质研究所资料;1、5、9、11、13号样为银山矿资料;15、16、17号样据杜杨松资料。

矿物包裹体研究发现,矿石中气液包裹体较小,多在3μ以下,为星点状,不规则状及负晶形等形态。包裹体液组成分中,阳离子以Ca2+、Na、K为主,Mg2+次之,阴离子以Cl-

大别-台湾走廊域成矿区带形成的四维结构

、HCO3-为主,F-次之,气体成分以CO2和H2O含量最高。包裹体均一法测温得出,成矿温度在330 ~100℃之间,其中铜金矿化为330~200℃,铅锌银矿化为310~130℃,成矿温度由矿化中心向周边逐渐降低。包裹体中流体的含盐度NaCl在3.0%~12.2%之间,其中铜金矿化带为4.9%~12.2%,铜铅锌矿化带为4.6%~8.4%,铅锌银矿化带为3.0%~7.7%,铅(银)矿化带为4.6%~7.3%。成矿溶液的盐度由矿化中心向边部有降低的趋势。通过计算,矿床的成矿压力在260×105~100×105Pa之间,部位较浅。

综上所述,银山矿田铜铅锌金银成矿与燕山期中酸性火山-潜火山岩浆活动有关,矿体受火山机构控制明显,与矿化有关的英安斑岩成岩年龄为145~143 Ma,矿化蚀变火山岩同位素年龄为129.5 Ma,成岩-成矿持续至少有15.5 Ma。矿田中心部位(3号英安斑岩及其外接触带)以及矿田的中深部位为潜火山斑岩型铜金矿,以细脉浸染型为主;矿田上部和边部远离潜火山斑岩体的围岩中,广泛发育(潜)火山热液型铅锌银矿,矿体为陡倾斜脉状。迄今,矿田累计探明工业储量:铜108.68万吨,铅41.8万吨,锌55.86万吨,伴生金127.61t,银2690 t。矿床规模除铅为中型外,其余均达大型。

图4-36 银山矿区岩体与方铅矿207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解(转引自杨明桂等,2004)

银山矿田自地表向深部构成了一完整的火山-斑岩成矿体系,对应的矿化类型从火山热液型—潜火山热液型—斑岩型,它与Sillitore(1973)年根据安第斯带和菲律宾岛弧总结的经典矿化斑岩带的成矿模式完全相似,因而深部可能出现斑岩型矿化带。江西有色地勘局(1996)根据银山矿田的蚀变、矿化分带建立的区内火山-斑岩型矿化的综合成矿模式见图4-37。

据研究预测认为矿田更深的部位可能存在与德兴铜厂类似的斑岩铜金矿现已证实。目前在九区、西山区和银山区已施工1000 m以上的深孔20余个,见矿最大孔深1283 m,控制铜金矿体延深已超过1500多米,矿体的厚度和品位有迅速增厚、变富的趋势,预测矿体延深可达2000多米,铜资源量在200万吨以上(图4-38)。

热心网友 时间:2023-10-30 10:28

银山矿田位于赣中逆冲推覆带前缘的德兴-乐平中生代陆相火山盆地北东端,赣东北深断裂上盘。火山盆地基底为中元古代张村岩群下部浅变质岩系,以绢云母千枚岩为主,夹砂质板岩和凝灰质板岩;中晚侏罗世打鼓顶组火山岩不整合覆盖于张村岩群之上,地层中Cu、Pb、Zn、Au、Ag等成矿元素丰度比地壳或区域地层平均值稍高。矿田主体构造是由基底变质岩组成的银山北北东向背斜和一系列北北东向及东西向断裂,矿田西部西山地区保留有中生代火山活动遗留下来的古火山口,该火山口地表呈北东向椭圆形,长1100 m,宽700 m,剖面上上大下小呈漏斗状,略向南东倾斜,火山口内充填了一套流纹质和英安质的火山碎屑岩、熔岩及层凝灰岩等,周围被环状断裂围限,其中充填有管道相的英安斑岩体。

中生代火山岩全岩Rb-Sr等时线年龄值为164 Ma。根据火山-潜火山岩的空间分布、产状及相互关系,可分3个亚旋回,每个亚旋回都从喷发开始到喷溢和潜火山岩体侵入结束。具反序和带状岩浆房特点。第一亚旋回为流纹质集块角砾岩和角闪流纹岩,总厚120 m,晚期有流纹斑岩侵位,同位素年龄159~142 Ma;第二亚旋回为英安质集块角砾岩、熔岩、凝灰质角砾岩和凝灰岩,总厚1100 m,晚期有英安斑岩等潜火山岩侵入,同位素年龄145~143 Ma,伴有较强的蚀变和铜铅锌金银矿化;第三亚旋回是少量的安山质熔岩和潜火山粗面安山玢岩,同位素年龄100.4 Ma。成矿作用主要与第二旋回的英安斑岩有关。但据陈毓川等提供的银山闪锌矿石英脉中石英Rb-Sr同位素年龄值为156 Ma±15 Ma,原测定的第二旋回英安斑岩年龄值可能偏新。

含矿潜火山岩主要沿银山背斜呈串珠状分布。三号英安斑岩是矿田内规模最大的含矿潜火山岩,岩体为东西走向的岩墙,长1050 m,宽20~130 m,出露面积0.08km2,产状陡立,略向南倾,已控制延深1000 m以上,西端伸入西山火山口中,岩体与围岩呈侵入接触关系,边部发育隐爆角砾岩带(图4-32、图4-33)。

图4-32 德兴银山铜铅锌银金矿区地质略图(据江西有色地质局1队)

英安斑岩呈灰黄—紫红色,斑状结构,基质隐晶结构或微晶霏细结构,斑晶以斜长石为主,次为角闪石、黑云母和石英,总含量20%~40%,石英斑晶熔蚀呈浑圆状,有碎裂现象,角闪石和黑云母具暗褐色暗化边,粒径0.5~5 mm;基质由上述矿物的他形集合体组成。岩石具块状、流纹状或角砾状构造,基质斑杂构造。副矿物有黄铁矿、磁铁矿、锆石和磷灰石等。

同一旋回的火山岩与潜火山岩在化学成分上基本一致,属富钾的铝过饱和的钙碱系列。与成矿有关的英安斑岩含SiO2平均62.77%,K2O+Na2O 5.91%,Na2O/K2O 0.33,具贫硅,富钾,铝过饱和的钙碱性岩石特点(表4-19)。

图4-33 银山矿区西山-银山地质剖面(转引自杨明桂等,2004)

表4-19 银山火山岩-潜火山岩平均化学成分(%)

注:括号内数字为样品数,未计算H2O和烧失量,32件样品的原始资料引自江西有色地勘局。

经测试,含矿潜火山岩δ18OH7.89‰~9.17‰SMOW,δDH-66.6‰~-69.6‰SMOW,Sr同位素初始值0.7046~0.7083,∑REE165.19×10-6,∑Ce/∑Y7.84,δEu0.90,Eu无明显亏损,稀土配分模式为右倾斜线(表4-20、图4-34)。

表4-20 银山火山岩-潜火山岩稀土元素含量表

注:括号内数字为样品数,14件样品的原始资料部分引自江西有色地勘局。

矿田内贵、多金属矿化面积6km2,矿化延深超过1500 m,从北往南可依次分为北山铅锌银矿带,九龙上天铅锌铜矿带,九区铜金矿带,西山铜金矿带,银山铅锌铜矿带和南山铅锌银矿带等6个矿带。矿体多呈脉状、细脉浸染状产于英安斑岩、隐爆角砾岩体及其附近的火山喷出岩与基底变质岩中,少数呈似层状产于火山岩与变质岩的不整合面上。已探明矿体400多条,主矿体100多条,矿体长50~600 m,最长1050 m,一般厚1~15 m,最厚>100 m,延深200~600 m。矿体多呈陡倾斜产出,倾角70°至直立,其中九区、九龙上天、北山3个矿带呈北东东走向,倾向南南东;挤压片理发育,具压扭性特征,银山区矿带以北北西走向为主,受张扭性裂隙带控制。倾向南西,少数北北东走向,倾向南东东;它们是新华夏系的3组构造成分。西山矿带呈北东东-北北东半环状分布。

根据矿体产状形态和产出形式可分为细脉浸染型铜金矿体、脉状铜金矿与铅锌矿体、缓倾斜层状铅锌银矿体3种类型:

细脉浸染型铜金矿体,以九区和西山区为代表,矿体产于3号英安斑岩体南北两侧接触带、隐爆角砾岩以及旁侧的千枚岩、火山岩围岩中。现已圈出铜金矿体20个,以3号英安斑岩南接触带的S1矿体规模最大,该矿体长785 m,垂向延深680 m,平均厚59 m,大量含铜金的硫化物呈细脉、网脉沿英安斑岩、隐爆角砾岩和千枚岩裂隙充填或呈稠密浸染状散布其间,矿体平均含Cu 0.553%,Au0.727g/t,矿体边界靠化验品位圈定。

脉状铜金矿与铅锌矿体,为沿裂隙充填的陡倾斜矿脉。其中脉状铜金矿体主要分布在3号英安斑岩外接触带和西山火山口东侧接触带的千枚岩中,呈盲矿体产出。脉状铅锌银矿体主要分布于北山区、九龙上天区和银山区,是矿田内主要银铅锌工业矿体类型,矿脉一般长300~600 m,最长1050 m,一般厚1~5 m,延深400~600 m,多条平行的脉状矿体常组成矿脉带,在矿区中部-250 m标高以下逐渐变为铜金矿体。

图4-34 银山火山岩、潜火山岩稀土分布模式(转引自杨明桂等,2004)

缓倾斜层状铅锌银矿体,仅见于南山区,矿体产于晚侏罗世鹅湖岭组底部火山碎屑岩与中元古代张村岩群千枚岩的不整合面之上,规模较小,矿体呈似层状、不规则透镜状,由细脉浸染状铅锌矿石组成,含多量的银,产状与地层一致,倾角平缓,介于15°~25°之间。

矿石中主要金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、硫砷铜矿、砷黝铜矿、斑铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉银矿,辉硫锑铅银矿、银金矿、自然金、自然银、碲金矿等。脉石矿物以石英、绢云母为主,次有绿泥石,铁方解石等。矿石主要有自形和他形晶粒结构,交代残余结构和固熔体分离结构,碎裂状、胶状及次文象结构也较常见;矿石构造多为细脉浸染状、脉状、块状、角砾状和条带状。

矿石自然类型以原生硫化物矿石为主,氧化矿石很少。原生硫化物矿石按有益组分可分为硫金矿石、铜硫金矿石、铜铅锌(金银)矿石、铅锌银矿石、银铅(锌)矿石;按矿物组分可分为黄铜矿-黄铁矿矿石,硫砷铜矿-砷黝铜矿-黄铜矿矿石,黄铁矿-黄铜矿-方铅矿-闪锌矿矿石,方铅矿-闪锌矿矿石和方铅矿矿石;按矿石的内部组构或构造特征亦可分为网脉浸染状、细脉浸染状、小脉浸染状和致密块状矿石。各类矿石间无明显界线,多呈相互过渡关系。矿石有益组分以Cu、Pb、Zn为主,伴有较多的Ag、Au、Cd、Ga、In。

围岩蚀变围绕英安斑岩体发育,宽度在1km左右,蚀变分早、晚两期,早期蚀变呈面型发育,有硅化、绢云母化、绿泥石化和碳酸盐化;晚期蚀变呈线型发育,叠加在早期蚀变岩之上,有硅化、绿泥石化和碳酸盐化。

蚀变分带较为明显,自英安斑岩内部向外水平分带为:绢云母化英安斑岩带→石英绢云母化英安斑岩带→石英绢云母化千枚岩带→绢云母绿泥石化千枚岩带→绿泥石化碳酸盐化火山岩及千枚岩带。垂向上,近地表的火山岩多具绿泥石化碳酸盐化,而石英绢云母化则可延伸到垂深800 m以下的千枚岩中。推断矿床深部应有斑岩铜金矿的内蚀变岩-钾化带。

图4-35 银山铜铅锌矿区+50 m中段平面地质示意图(据江西有色地勘局)

矿化分带与蚀变分带大体一致,以3号英安斑岩体为中心,向南北两侧展开:铜金矿化带→铜铅锌矿化带→铅锌矿化带→铅(银)矿化带。垂直方向上,与蚀变分带相对应,深部为铜金矿,中部为铜铅锌矿,浅部为铅锌银矿(图4-35)。

通过测试,矿田成矿流体的δ18O值如下:铜金矿化带为+3.18‰~11.266‰,铜铅锌矿化带为+9.30‰~10.37‰,铅锌银矿化带为+4.4‰~10.40‰,铅(银)矿化带为+0.18‰~7.76‰。可见早期流体的δ18O值较高,近于岩浆水,成矿晚期的δ18O质偏低,近于大气水。据197件硫同位素测试结果,δ34S‰介于-1.58~+1.27之间,平均+0.93,具深源硫特点。矿石铅同位素测试资料显示,靠近铜矿带的九龙上天区,成矿早阶段的方铅矿铅同位素组成稳定,并与英安斑岩、流纹英安斑岩的岩石铅同位素组成相似。但北山和银山区方铅矿铅同位素组成变化较大,说明有外来物质加入。将测试数据投入207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解中,大多数投影点落在地幔演化线与造山带演化线之间,显示铅的来源具有地幔和造山带的混源特征。另有3点落在上地壳演化线以外,说明有地层铅参与(表4-21、图4-36)。

表4-21 银山矿床矿石、岩石铅同位素数据及有关参数

注:2、3、4、6、7、8、10、12、14号样为江西有色地质研究所资料;1、5、9、11、13号样为银山矿资料;15、16、17号样据杜杨松资料。

矿物包裹体研究发现,矿石中气液包裹体较小,多在3μ以下,为星点状,不规则状及负晶形等形态。包裹体液组成分中,阳离子以Ca2+、Na、K为主,Mg2+次之,阴离子以Cl-

大别-台湾走廊域成矿区带形成的四维结构

、HCO3-为主,F-次之,气体成分以CO2和H2O含量最高。包裹体均一法测温得出,成矿温度在330 ~100℃之间,其中铜金矿化为330~200℃,铅锌银矿化为310~130℃,成矿温度由矿化中心向周边逐渐降低。包裹体中流体的含盐度NaCl在3.0%~12.2%之间,其中铜金矿化带为4.9%~12.2%,铜铅锌矿化带为4.6%~8.4%,铅锌银矿化带为3.0%~7.7%,铅(银)矿化带为4.6%~7.3%。成矿溶液的盐度由矿化中心向边部有降低的趋势。通过计算,矿床的成矿压力在260×105~100×105Pa之间,部位较浅。

综上所述,银山矿田铜铅锌金银成矿与燕山期中酸性火山-潜火山岩浆活动有关,矿体受火山机构控制明显,与矿化有关的英安斑岩成岩年龄为145~143 Ma,矿化蚀变火山岩同位素年龄为129.5 Ma,成岩-成矿持续至少有15.5 Ma。矿田中心部位(3号英安斑岩及其外接触带)以及矿田的中深部位为潜火山斑岩型铜金矿,以细脉浸染型为主;矿田上部和边部远离潜火山斑岩体的围岩中,广泛发育(潜)火山热液型铅锌银矿,矿体为陡倾斜脉状。迄今,矿田累计探明工业储量:铜108.68万吨,铅41.8万吨,锌55.86万吨,伴生金127.61t,银2690 t。矿床规模除铅为中型外,其余均达大型。

图4-36 银山矿区岩体与方铅矿207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解(转引自杨明桂等,2004)

银山矿田自地表向深部构成了一完整的火山-斑岩成矿体系,对应的矿化类型从火山热液型—潜火山热液型—斑岩型,它与Sillitore(1973)年根据安第斯带和菲律宾岛弧总结的经典矿化斑岩带的成矿模式完全相似,因而深部可能出现斑岩型矿化带。江西有色地勘局(1996)根据银山矿田的蚀变、矿化分带建立的区内火山-斑岩型矿化的综合成矿模式见图4-37。

据研究预测认为矿田更深的部位可能存在与德兴铜厂类似的斑岩铜金矿现已证实。目前在九区、西山区和银山区已施工1000 m以上的深孔20余个,见矿最大孔深1283 m,控制铜金矿体延深已超过1500多米,矿体的厚度和品位有迅速增厚、变富的趋势,预测矿体延深可达2000多米,铜资源量在200万吨以上(图4-38)。

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银山矿田位于赣中逆冲推覆带前缘的德兴-乐平中生代陆相火山盆地北东端,赣东北深断裂上盘。火山盆地基底为中元古代张村岩群下部浅变质岩系,以绢云母千枚岩为主,夹砂质板岩和凝灰质板岩;中晚侏罗世打鼓顶组火山岩不整合覆盖于张村岩群之上,地层中Cu、Pb、Zn、Au、Ag等成矿元素丰度比地壳或区域地层平均值稍高。矿田主体构造是由基底变质岩组成的银山北北东向背斜和一系列北北东向及东西向断裂,矿田西部西山地区保留有中生代火山活动遗留下来的古火山口,该火山口地表呈北东向椭圆形,长1100 m,宽700 m,剖面上上大下小呈漏斗状,略向南东倾斜,火山口内充填了一套流纹质和英安质的火山碎屑岩、熔岩及层凝灰岩等,周围被环状断裂围限,其中充填有管道相的英安斑岩体。

中生代火山岩全岩Rb-Sr等时线年龄值为164 Ma。根据火山-潜火山岩的空间分布、产状及相互关系,可分3个亚旋回,每个亚旋回都从喷发开始到喷溢和潜火山岩体侵入结束。具反序和带状岩浆房特点。第一亚旋回为流纹质集块角砾岩和角闪流纹岩,总厚120 m,晚期有流纹斑岩侵位,同位素年龄159~142 Ma;第二亚旋回为英安质集块角砾岩、熔岩、凝灰质角砾岩和凝灰岩,总厚1100 m,晚期有英安斑岩等潜火山岩侵入,同位素年龄145~143 Ma,伴有较强的蚀变和铜铅锌金银矿化;第三亚旋回是少量的安山质熔岩和潜火山粗面安山玢岩,同位素年龄100.4 Ma。成矿作用主要与第二旋回的英安斑岩有关。但据陈毓川等提供的银山闪锌矿石英脉中石英Rb-Sr同位素年龄值为156 Ma±15 Ma,原测定的第二旋回英安斑岩年龄值可能偏新。

含矿潜火山岩主要沿银山背斜呈串珠状分布。三号英安斑岩是矿田内规模最大的含矿潜火山岩,岩体为东西走向的岩墙,长1050 m,宽20~130 m,出露面积0.08km2,产状陡立,略向南倾,已控制延深1000 m以上,西端伸入西山火山口中,岩体与围岩呈侵入接触关系,边部发育隐爆角砾岩带(图4-32、图4-33)。

图4-32 德兴银山铜铅锌银金矿区地质略图(据江西有色地质局1队)

英安斑岩呈灰黄—紫红色,斑状结构,基质隐晶结构或微晶霏细结构,斑晶以斜长石为主,次为角闪石、黑云母和石英,总含量20%~40%,石英斑晶熔蚀呈浑圆状,有碎裂现象,角闪石和黑云母具暗褐色暗化边,粒径0.5~5 mm;基质由上述矿物的他形集合体组成。岩石具块状、流纹状或角砾状构造,基质斑杂构造。副矿物有黄铁矿、磁铁矿、锆石和磷灰石等。

同一旋回的火山岩与潜火山岩在化学成分上基本一致,属富钾的铝过饱和的钙碱系列。与成矿有关的英安斑岩含SiO2平均62.77%,K2O+Na2O 5.91%,Na2O/K2O 0.33,具贫硅,富钾,铝过饱和的钙碱性岩石特点(表4-19)。

图4-33 银山矿区西山-银山地质剖面(转引自杨明桂等,2004)

表4-19 银山火山岩-潜火山岩平均化学成分(%)

注:括号内数字为样品数,未计算H2O和烧失量,32件样品的原始资料引自江西有色地勘局。

经测试,含矿潜火山岩δ18OH7.89‰~9.17‰SMOW,δDH-66.6‰~-69.6‰SMOW,Sr同位素初始值0.7046~0.7083,∑REE165.19×10-6,∑Ce/∑Y7.84,δEu0.90,Eu无明显亏损,稀土配分模式为右倾斜线(表4-20、图4-34)。

表4-20 银山火山岩-潜火山岩稀土元素含量表

注:括号内数字为样品数,14件样品的原始资料部分引自江西有色地勘局。

矿田内贵、多金属矿化面积6km2,矿化延深超过1500 m,从北往南可依次分为北山铅锌银矿带,九龙上天铅锌铜矿带,九区铜金矿带,西山铜金矿带,银山铅锌铜矿带和南山铅锌银矿带等6个矿带。矿体多呈脉状、细脉浸染状产于英安斑岩、隐爆角砾岩体及其附近的火山喷出岩与基底变质岩中,少数呈似层状产于火山岩与变质岩的不整合面上。已探明矿体400多条,主矿体100多条,矿体长50~600 m,最长1050 m,一般厚1~15 m,最厚>100 m,延深200~600 m。矿体多呈陡倾斜产出,倾角70°至直立,其中九区、九龙上天、北山3个矿带呈北东东走向,倾向南南东;挤压片理发育,具压扭性特征,银山区矿带以北北西走向为主,受张扭性裂隙带控制。倾向南西,少数北北东走向,倾向南东东;它们是新华夏系的3组构造成分。西山矿带呈北东东-北北东半环状分布。

根据矿体产状形态和产出形式可分为细脉浸染型铜金矿体、脉状铜金矿与铅锌矿体、缓倾斜层状铅锌银矿体3种类型:

细脉浸染型铜金矿体,以九区和西山区为代表,矿体产于3号英安斑岩体南北两侧接触带、隐爆角砾岩以及旁侧的千枚岩、火山岩围岩中。现已圈出铜金矿体20个,以3号英安斑岩南接触带的S1矿体规模最大,该矿体长785 m,垂向延深680 m,平均厚59 m,大量含铜金的硫化物呈细脉、网脉沿英安斑岩、隐爆角砾岩和千枚岩裂隙充填或呈稠密浸染状散布其间,矿体平均含Cu 0.553%,Au0.727g/t,矿体边界靠化验品位圈定。

脉状铜金矿与铅锌矿体,为沿裂隙充填的陡倾斜矿脉。其中脉状铜金矿体主要分布在3号英安斑岩外接触带和西山火山口东侧接触带的千枚岩中,呈盲矿体产出。脉状铅锌银矿体主要分布于北山区、九龙上天区和银山区,是矿田内主要银铅锌工业矿体类型,矿脉一般长300~600 m,最长1050 m,一般厚1~5 m,延深400~600 m,多条平行的脉状矿体常组成矿脉带,在矿区中部-250 m标高以下逐渐变为铜金矿体。

图4-34 银山火山岩、潜火山岩稀土分布模式(转引自杨明桂等,2004)

缓倾斜层状铅锌银矿体,仅见于南山区,矿体产于晚侏罗世鹅湖岭组底部火山碎屑岩与中元古代张村岩群千枚岩的不整合面之上,规模较小,矿体呈似层状、不规则透镜状,由细脉浸染状铅锌矿石组成,含多量的银,产状与地层一致,倾角平缓,介于15°~25°之间。

矿石中主要金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、硫砷铜矿、砷黝铜矿、斑铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉银矿,辉硫锑铅银矿、银金矿、自然金、自然银、碲金矿等。脉石矿物以石英、绢云母为主,次有绿泥石,铁方解石等。矿石主要有自形和他形晶粒结构,交代残余结构和固熔体分离结构,碎裂状、胶状及次文象结构也较常见;矿石构造多为细脉浸染状、脉状、块状、角砾状和条带状。

矿石自然类型以原生硫化物矿石为主,氧化矿石很少。原生硫化物矿石按有益组分可分为硫金矿石、铜硫金矿石、铜铅锌(金银)矿石、铅锌银矿石、银铅(锌)矿石;按矿物组分可分为黄铜矿-黄铁矿矿石,硫砷铜矿-砷黝铜矿-黄铜矿矿石,黄铁矿-黄铜矿-方铅矿-闪锌矿矿石,方铅矿-闪锌矿矿石和方铅矿矿石;按矿石的内部组构或构造特征亦可分为网脉浸染状、细脉浸染状、小脉浸染状和致密块状矿石。各类矿石间无明显界线,多呈相互过渡关系。矿石有益组分以Cu、Pb、Zn为主,伴有较多的Ag、Au、Cd、Ga、In。

围岩蚀变围绕英安斑岩体发育,宽度在1km左右,蚀变分早、晚两期,早期蚀变呈面型发育,有硅化、绢云母化、绿泥石化和碳酸盐化;晚期蚀变呈线型发育,叠加在早期蚀变岩之上,有硅化、绿泥石化和碳酸盐化。

蚀变分带较为明显,自英安斑岩内部向外水平分带为:绢云母化英安斑岩带→石英绢云母化英安斑岩带→石英绢云母化千枚岩带→绢云母绿泥石化千枚岩带→绿泥石化碳酸盐化火山岩及千枚岩带。垂向上,近地表的火山岩多具绿泥石化碳酸盐化,而石英绢云母化则可延伸到垂深800 m以下的千枚岩中。推断矿床深部应有斑岩铜金矿的内蚀变岩-钾化带。

图4-35 银山铜铅锌矿区+50 m中段平面地质示意图(据江西有色地勘局)

矿化分带与蚀变分带大体一致,以3号英安斑岩体为中心,向南北两侧展开:铜金矿化带→铜铅锌矿化带→铅锌矿化带→铅(银)矿化带。垂直方向上,与蚀变分带相对应,深部为铜金矿,中部为铜铅锌矿,浅部为铅锌银矿(图4-35)。

通过测试,矿田成矿流体的δ18O值如下:铜金矿化带为+3.18‰~11.266‰,铜铅锌矿化带为+9.30‰~10.37‰,铅锌银矿化带为+4.4‰~10.40‰,铅(银)矿化带为+0.18‰~7.76‰。可见早期流体的δ18O值较高,近于岩浆水,成矿晚期的δ18O质偏低,近于大气水。据197件硫同位素测试结果,δ34S‰介于-1.58~+1.27之间,平均+0.93,具深源硫特点。矿石铅同位素测试资料显示,靠近铜矿带的九龙上天区,成矿早阶段的方铅矿铅同位素组成稳定,并与英安斑岩、流纹英安斑岩的岩石铅同位素组成相似。但北山和银山区方铅矿铅同位素组成变化较大,说明有外来物质加入。将测试数据投入207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解中,大多数投影点落在地幔演化线与造山带演化线之间,显示铅的来源具有地幔和造山带的混源特征。另有3点落在上地壳演化线以外,说明有地层铅参与(表4-21、图4-36)。

表4-21 银山矿床矿石、岩石铅同位素数据及有关参数

注:2、3、4、6、7、8、10、12、14号样为江西有色地质研究所资料;1、5、9、11、13号样为银山矿资料;15、16、17号样据杜杨松资料。

矿物包裹体研究发现,矿石中气液包裹体较小,多在3μ以下,为星点状,不规则状及负晶形等形态。包裹体液组成分中,阳离子以Ca2+、Na、K为主,Mg2+次之,阴离子以Cl-

大别-台湾走廊域成矿区带形成的四维结构

、HCO3-为主,F-次之,气体成分以CO2和H2O含量最高。包裹体均一法测温得出,成矿温度在330 ~100℃之间,其中铜金矿化为330~200℃,铅锌银矿化为310~130℃,成矿温度由矿化中心向周边逐渐降低。包裹体中流体的含盐度NaCl在3.0%~12.2%之间,其中铜金矿化带为4.9%~12.2%,铜铅锌矿化带为4.6%~8.4%,铅锌银矿化带为3.0%~7.7%,铅(银)矿化带为4.6%~7.3%。成矿溶液的盐度由矿化中心向边部有降低的趋势。通过计算,矿床的成矿压力在260×105~100×105Pa之间,部位较浅。

综上所述,银山矿田铜铅锌金银成矿与燕山期中酸性火山-潜火山岩浆活动有关,矿体受火山机构控制明显,与矿化有关的英安斑岩成岩年龄为145~143 Ma,矿化蚀变火山岩同位素年龄为129.5 Ma,成岩-成矿持续至少有15.5 Ma。矿田中心部位(3号英安斑岩及其外接触带)以及矿田的中深部位为潜火山斑岩型铜金矿,以细脉浸染型为主;矿田上部和边部远离潜火山斑岩体的围岩中,广泛发育(潜)火山热液型铅锌银矿,矿体为陡倾斜脉状。迄今,矿田累计探明工业储量:铜108.68万吨,铅41.8万吨,锌55.86万吨,伴生金127.61t,银2690 t。矿床规模除铅为中型外,其余均达大型。

图4-36 银山矿区岩体与方铅矿207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解(转引自杨明桂等,2004)

银山矿田自地表向深部构成了一完整的火山-斑岩成矿体系,对应的矿化类型从火山热液型—潜火山热液型—斑岩型,它与Sillitore(1973)年根据安第斯带和菲律宾岛弧总结的经典矿化斑岩带的成矿模式完全相似,因而深部可能出现斑岩型矿化带。江西有色地勘局(1996)根据银山矿田的蚀变、矿化分带建立的区内火山-斑岩型矿化的综合成矿模式见图4-37。

据研究预测认为矿田更深的部位可能存在与德兴铜厂类似的斑岩铜金矿现已证实。目前在九区、西山区和银山区已施工1000 m以上的深孔20余个,见矿最大孔深1283 m,控制铜金矿体延深已超过1500多米,矿体的厚度和品位有迅速增厚、变富的趋势,预测矿体延深可达2000多米,铜资源量在200万吨以上(图4-38)。

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银山矿田位于赣中逆冲推覆带前缘的德兴-乐平中生代陆相火山盆地北东端,赣东北深断裂上盘。火山盆地基底为中元古代张村岩群下部浅变质岩系,以绢云母千枚岩为主,夹砂质板岩和凝灰质板岩;中晚侏罗世打鼓顶组火山岩不整合覆盖于张村岩群之上,地层中Cu、Pb、Zn、Au、Ag等成矿元素丰度比地壳或区域地层平均值稍高。矿田主体构造是由基底变质岩组成的银山北北东向背斜和一系列北北东向及东西向断裂,矿田西部西山地区保留有中生代火山活动遗留下来的古火山口,该火山口地表呈北东向椭圆形,长1100 m,宽700 m,剖面上上大下小呈漏斗状,略向南东倾斜,火山口内充填了一套流纹质和英安质的火山碎屑岩、熔岩及层凝灰岩等,周围被环状断裂围限,其中充填有管道相的英安斑岩体。

中生代火山岩全岩Rb-Sr等时线年龄值为164 Ma。根据火山-潜火山岩的空间分布、产状及相互关系,可分3个亚旋回,每个亚旋回都从喷发开始到喷溢和潜火山岩体侵入结束。具反序和带状岩浆房特点。第一亚旋回为流纹质集块角砾岩和角闪流纹岩,总厚120 m,晚期有流纹斑岩侵位,同位素年龄159~142 Ma;第二亚旋回为英安质集块角砾岩、熔岩、凝灰质角砾岩和凝灰岩,总厚1100 m,晚期有英安斑岩等潜火山岩侵入,同位素年龄145~143 Ma,伴有较强的蚀变和铜铅锌金银矿化;第三亚旋回是少量的安山质熔岩和潜火山粗面安山玢岩,同位素年龄100.4 Ma。成矿作用主要与第二旋回的英安斑岩有关。但据陈毓川等提供的银山闪锌矿石英脉中石英Rb-Sr同位素年龄值为156 Ma±15 Ma,原测定的第二旋回英安斑岩年龄值可能偏新。

含矿潜火山岩主要沿银山背斜呈串珠状分布。三号英安斑岩是矿田内规模最大的含矿潜火山岩,岩体为东西走向的岩墙,长1050 m,宽20~130 m,出露面积0.08km2,产状陡立,略向南倾,已控制延深1000 m以上,西端伸入西山火山口中,岩体与围岩呈侵入接触关系,边部发育隐爆角砾岩带(图4-32、图4-33)。

图4-32 德兴银山铜铅锌银金矿区地质略图(据江西有色地质局1队)

英安斑岩呈灰黄—紫红色,斑状结构,基质隐晶结构或微晶霏细结构,斑晶以斜长石为主,次为角闪石、黑云母和石英,总含量20%~40%,石英斑晶熔蚀呈浑圆状,有碎裂现象,角闪石和黑云母具暗褐色暗化边,粒径0.5~5 mm;基质由上述矿物的他形集合体组成。岩石具块状、流纹状或角砾状构造,基质斑杂构造。副矿物有黄铁矿、磁铁矿、锆石和磷灰石等。

同一旋回的火山岩与潜火山岩在化学成分上基本一致,属富钾的铝过饱和的钙碱系列。与成矿有关的英安斑岩含SiO2平均62.77%,K2O+Na2O 5.91%,Na2O/K2O 0.33,具贫硅,富钾,铝过饱和的钙碱性岩石特点(表4-19)。

图4-33 银山矿区西山-银山地质剖面(转引自杨明桂等,2004)

表4-19 银山火山岩-潜火山岩平均化学成分(%)

注:括号内数字为样品数,未计算H2O和烧失量,32件样品的原始资料引自江西有色地勘局。

经测试,含矿潜火山岩δ18OH7.89‰~9.17‰SMOW,δDH-66.6‰~-69.6‰SMOW,Sr同位素初始值0.7046~0.7083,∑REE165.19×10-6,∑Ce/∑Y7.84,δEu0.90,Eu无明显亏损,稀土配分模式为右倾斜线(表4-20、图4-34)。

表4-20 银山火山岩-潜火山岩稀土元素含量表

注:括号内数字为样品数,14件样品的原始资料部分引自江西有色地勘局。

矿田内贵、多金属矿化面积6km2,矿化延深超过1500 m,从北往南可依次分为北山铅锌银矿带,九龙上天铅锌铜矿带,九区铜金矿带,西山铜金矿带,银山铅锌铜矿带和南山铅锌银矿带等6个矿带。矿体多呈脉状、细脉浸染状产于英安斑岩、隐爆角砾岩体及其附近的火山喷出岩与基底变质岩中,少数呈似层状产于火山岩与变质岩的不整合面上。已探明矿体400多条,主矿体100多条,矿体长50~600 m,最长1050 m,一般厚1~15 m,最厚>100 m,延深200~600 m。矿体多呈陡倾斜产出,倾角70°至直立,其中九区、九龙上天、北山3个矿带呈北东东走向,倾向南南东;挤压片理发育,具压扭性特征,银山区矿带以北北西走向为主,受张扭性裂隙带控制。倾向南西,少数北北东走向,倾向南东东;它们是新华夏系的3组构造成分。西山矿带呈北东东-北北东半环状分布。

根据矿体产状形态和产出形式可分为细脉浸染型铜金矿体、脉状铜金矿与铅锌矿体、缓倾斜层状铅锌银矿体3种类型:

细脉浸染型铜金矿体,以九区和西山区为代表,矿体产于3号英安斑岩体南北两侧接触带、隐爆角砾岩以及旁侧的千枚岩、火山岩围岩中。现已圈出铜金矿体20个,以3号英安斑岩南接触带的S1矿体规模最大,该矿体长785 m,垂向延深680 m,平均厚59 m,大量含铜金的硫化物呈细脉、网脉沿英安斑岩、隐爆角砾岩和千枚岩裂隙充填或呈稠密浸染状散布其间,矿体平均含Cu 0.553%,Au0.727g/t,矿体边界靠化验品位圈定。

脉状铜金矿与铅锌矿体,为沿裂隙充填的陡倾斜矿脉。其中脉状铜金矿体主要分布在3号英安斑岩外接触带和西山火山口东侧接触带的千枚岩中,呈盲矿体产出。脉状铅锌银矿体主要分布于北山区、九龙上天区和银山区,是矿田内主要银铅锌工业矿体类型,矿脉一般长300~600 m,最长1050 m,一般厚1~5 m,延深400~600 m,多条平行的脉状矿体常组成矿脉带,在矿区中部-250 m标高以下逐渐变为铜金矿体。

图4-34 银山火山岩、潜火山岩稀土分布模式(转引自杨明桂等,2004)

缓倾斜层状铅锌银矿体,仅见于南山区,矿体产于晚侏罗世鹅湖岭组底部火山碎屑岩与中元古代张村岩群千枚岩的不整合面之上,规模较小,矿体呈似层状、不规则透镜状,由细脉浸染状铅锌矿石组成,含多量的银,产状与地层一致,倾角平缓,介于15°~25°之间。

矿石中主要金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、硫砷铜矿、砷黝铜矿、斑铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉银矿,辉硫锑铅银矿、银金矿、自然金、自然银、碲金矿等。脉石矿物以石英、绢云母为主,次有绿泥石,铁方解石等。矿石主要有自形和他形晶粒结构,交代残余结构和固熔体分离结构,碎裂状、胶状及次文象结构也较常见;矿石构造多为细脉浸染状、脉状、块状、角砾状和条带状。

矿石自然类型以原生硫化物矿石为主,氧化矿石很少。原生硫化物矿石按有益组分可分为硫金矿石、铜硫金矿石、铜铅锌(金银)矿石、铅锌银矿石、银铅(锌)矿石;按矿物组分可分为黄铜矿-黄铁矿矿石,硫砷铜矿-砷黝铜矿-黄铜矿矿石,黄铁矿-黄铜矿-方铅矿-闪锌矿矿石,方铅矿-闪锌矿矿石和方铅矿矿石;按矿石的内部组构或构造特征亦可分为网脉浸染状、细脉浸染状、小脉浸染状和致密块状矿石。各类矿石间无明显界线,多呈相互过渡关系。矿石有益组分以Cu、Pb、Zn为主,伴有较多的Ag、Au、Cd、Ga、In。

围岩蚀变围绕英安斑岩体发育,宽度在1km左右,蚀变分早、晚两期,早期蚀变呈面型发育,有硅化、绢云母化、绿泥石化和碳酸盐化;晚期蚀变呈线型发育,叠加在早期蚀变岩之上,有硅化、绿泥石化和碳酸盐化。

蚀变分带较为明显,自英安斑岩内部向外水平分带为:绢云母化英安斑岩带→石英绢云母化英安斑岩带→石英绢云母化千枚岩带→绢云母绿泥石化千枚岩带→绿泥石化碳酸盐化火山岩及千枚岩带。垂向上,近地表的火山岩多具绿泥石化碳酸盐化,而石英绢云母化则可延伸到垂深800 m以下的千枚岩中。推断矿床深部应有斑岩铜金矿的内蚀变岩-钾化带。

图4-35 银山铜铅锌矿区+50 m中段平面地质示意图(据江西有色地勘局)

矿化分带与蚀变分带大体一致,以3号英安斑岩体为中心,向南北两侧展开:铜金矿化带→铜铅锌矿化带→铅锌矿化带→铅(银)矿化带。垂直方向上,与蚀变分带相对应,深部为铜金矿,中部为铜铅锌矿,浅部为铅锌银矿(图4-35)。

通过测试,矿田成矿流体的δ18O值如下:铜金矿化带为+3.18‰~11.266‰,铜铅锌矿化带为+9.30‰~10.37‰,铅锌银矿化带为+4.4‰~10.40‰,铅(银)矿化带为+0.18‰~7.76‰。可见早期流体的δ18O值较高,近于岩浆水,成矿晚期的δ18O质偏低,近于大气水。据197件硫同位素测试结果,δ34S‰介于-1.58~+1.27之间,平均+0.93,具深源硫特点。矿石铅同位素测试资料显示,靠近铜矿带的九龙上天区,成矿早阶段的方铅矿铅同位素组成稳定,并与英安斑岩、流纹英安斑岩的岩石铅同位素组成相似。但北山和银山区方铅矿铅同位素组成变化较大,说明有外来物质加入。将测试数据投入207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解中,大多数投影点落在地幔演化线与造山带演化线之间,显示铅的来源具有地幔和造山带的混源特征。另有3点落在上地壳演化线以外,说明有地层铅参与(表4-21、图4-36)。

表4-21 银山矿床矿石、岩石铅同位素数据及有关参数

注:2、3、4、6、7、8、10、12、14号样为江西有色地质研究所资料;1、5、9、11、13号样为银山矿资料;15、16、17号样据杜杨松资料。

矿物包裹体研究发现,矿石中气液包裹体较小,多在3μ以下,为星点状,不规则状及负晶形等形态。包裹体液组成分中,阳离子以Ca2+、Na、K为主,Mg2+次之,阴离子以Cl-

大别-台湾走廊域成矿区带形成的四维结构

、HCO3-为主,F-次之,气体成分以CO2和H2O含量最高。包裹体均一法测温得出,成矿温度在330 ~100℃之间,其中铜金矿化为330~200℃,铅锌银矿化为310~130℃,成矿温度由矿化中心向周边逐渐降低。包裹体中流体的含盐度NaCl在3.0%~12.2%之间,其中铜金矿化带为4.9%~12.2%,铜铅锌矿化带为4.6%~8.4%,铅锌银矿化带为3.0%~7.7%,铅(银)矿化带为4.6%~7.3%。成矿溶液的盐度由矿化中心向边部有降低的趋势。通过计算,矿床的成矿压力在260×105~100×105Pa之间,部位较浅。

综上所述,银山矿田铜铅锌金银成矿与燕山期中酸性火山-潜火山岩浆活动有关,矿体受火山机构控制明显,与矿化有关的英安斑岩成岩年龄为145~143 Ma,矿化蚀变火山岩同位素年龄为129.5 Ma,成岩-成矿持续至少有15.5 Ma。矿田中心部位(3号英安斑岩及其外接触带)以及矿田的中深部位为潜火山斑岩型铜金矿,以细脉浸染型为主;矿田上部和边部远离潜火山斑岩体的围岩中,广泛发育(潜)火山热液型铅锌银矿,矿体为陡倾斜脉状。迄今,矿田累计探明工业储量:铜108.68万吨,铅41.8万吨,锌55.86万吨,伴生金127.61t,银2690 t。矿床规模除铅为中型外,其余均达大型。

图4-36 银山矿区岩体与方铅矿207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解(转引自杨明桂等,2004)

银山矿田自地表向深部构成了一完整的火山-斑岩成矿体系,对应的矿化类型从火山热液型—潜火山热液型—斑岩型,它与Sillitore(1973)年根据安第斯带和菲律宾岛弧总结的经典矿化斑岩带的成矿模式完全相似,因而深部可能出现斑岩型矿化带。江西有色地勘局(1996)根据银山矿田的蚀变、矿化分带建立的区内火山-斑岩型矿化的综合成矿模式见图4-37。

据研究预测认为矿田更深的部位可能存在与德兴铜厂类似的斑岩铜金矿现已证实。目前在九区、西山区和银山区已施工1000 m以上的深孔20余个,见矿最大孔深1283 m,控制铜金矿体延深已超过1500多米,矿体的厚度和品位有迅速增厚、变富的趋势,预测矿体延深可达2000多米,铜资源量在200万吨以上(图4-38)。

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银山矿田位于赣中逆冲推覆带前缘的德兴-乐平中生代陆相火山盆地北东端,赣东北深断裂上盘。火山盆地基底为中元古代张村岩群下部浅变质岩系,以绢云母千枚岩为主,夹砂质板岩和凝灰质板岩;中晚侏罗世打鼓顶组火山岩不整合覆盖于张村岩群之上,地层中Cu、Pb、Zn、Au、Ag等成矿元素丰度比地壳或区域地层平均值稍高。矿田主体构造是由基底变质岩组成的银山北北东向背斜和一系列北北东向及东西向断裂,矿田西部西山地区保留有中生代火山活动遗留下来的古火山口,该火山口地表呈北东向椭圆形,长1100 m,宽700 m,剖面上上大下小呈漏斗状,略向南东倾斜,火山口内充填了一套流纹质和英安质的火山碎屑岩、熔岩及层凝灰岩等,周围被环状断裂围限,其中充填有管道相的英安斑岩体。

中生代火山岩全岩Rb-Sr等时线年龄值为164 Ma。根据火山-潜火山岩的空间分布、产状及相互关系,可分3个亚旋回,每个亚旋回都从喷发开始到喷溢和潜火山岩体侵入结束。具反序和带状岩浆房特点。第一亚旋回为流纹质集块角砾岩和角闪流纹岩,总厚120 m,晚期有流纹斑岩侵位,同位素年龄159~142 Ma;第二亚旋回为英安质集块角砾岩、熔岩、凝灰质角砾岩和凝灰岩,总厚1100 m,晚期有英安斑岩等潜火山岩侵入,同位素年龄145~143 Ma,伴有较强的蚀变和铜铅锌金银矿化;第三亚旋回是少量的安山质熔岩和潜火山粗面安山玢岩,同位素年龄100.4 Ma。成矿作用主要与第二旋回的英安斑岩有关。但据陈毓川等提供的银山闪锌矿石英脉中石英Rb-Sr同位素年龄值为156 Ma±15 Ma,原测定的第二旋回英安斑岩年龄值可能偏新。

含矿潜火山岩主要沿银山背斜呈串珠状分布。三号英安斑岩是矿田内规模最大的含矿潜火山岩,岩体为东西走向的岩墙,长1050 m,宽20~130 m,出露面积0.08km2,产状陡立,略向南倾,已控制延深1000 m以上,西端伸入西山火山口中,岩体与围岩呈侵入接触关系,边部发育隐爆角砾岩带(图4-32、图4-33)。

图4-32 德兴银山铜铅锌银金矿区地质略图(据江西有色地质局1队)

英安斑岩呈灰黄—紫红色,斑状结构,基质隐晶结构或微晶霏细结构,斑晶以斜长石为主,次为角闪石、黑云母和石英,总含量20%~40%,石英斑晶熔蚀呈浑圆状,有碎裂现象,角闪石和黑云母具暗褐色暗化边,粒径0.5~5 mm;基质由上述矿物的他形集合体组成。岩石具块状、流纹状或角砾状构造,基质斑杂构造。副矿物有黄铁矿、磁铁矿、锆石和磷灰石等。

同一旋回的火山岩与潜火山岩在化学成分上基本一致,属富钾的铝过饱和的钙碱系列。与成矿有关的英安斑岩含SiO2平均62.77%,K2O+Na2O 5.91%,Na2O/K2O 0.33,具贫硅,富钾,铝过饱和的钙碱性岩石特点(表4-19)。

图4-33 银山矿区西山-银山地质剖面(转引自杨明桂等,2004)

表4-19 银山火山岩-潜火山岩平均化学成分(%)

注:括号内数字为样品数,未计算H2O和烧失量,32件样品的原始资料引自江西有色地勘局。

经测试,含矿潜火山岩δ18OH7.89‰~9.17‰SMOW,δDH-66.6‰~-69.6‰SMOW,Sr同位素初始值0.7046~0.7083,∑REE165.19×10-6,∑Ce/∑Y7.84,δEu0.90,Eu无明显亏损,稀土配分模式为右倾斜线(表4-20、图4-34)。

表4-20 银山火山岩-潜火山岩稀土元素含量表

注:括号内数字为样品数,14件样品的原始资料部分引自江西有色地勘局。

矿田内贵、多金属矿化面积6km2,矿化延深超过1500 m,从北往南可依次分为北山铅锌银矿带,九龙上天铅锌铜矿带,九区铜金矿带,西山铜金矿带,银山铅锌铜矿带和南山铅锌银矿带等6个矿带。矿体多呈脉状、细脉浸染状产于英安斑岩、隐爆角砾岩体及其附近的火山喷出岩与基底变质岩中,少数呈似层状产于火山岩与变质岩的不整合面上。已探明矿体400多条,主矿体100多条,矿体长50~600 m,最长1050 m,一般厚1~15 m,最厚>100 m,延深200~600 m。矿体多呈陡倾斜产出,倾角70°至直立,其中九区、九龙上天、北山3个矿带呈北东东走向,倾向南南东;挤压片理发育,具压扭性特征,银山区矿带以北北西走向为主,受张扭性裂隙带控制。倾向南西,少数北北东走向,倾向南东东;它们是新华夏系的3组构造成分。西山矿带呈北东东-北北东半环状分布。

根据矿体产状形态和产出形式可分为细脉浸染型铜金矿体、脉状铜金矿与铅锌矿体、缓倾斜层状铅锌银矿体3种类型:

细脉浸染型铜金矿体,以九区和西山区为代表,矿体产于3号英安斑岩体南北两侧接触带、隐爆角砾岩以及旁侧的千枚岩、火山岩围岩中。现已圈出铜金矿体20个,以3号英安斑岩南接触带的S1矿体规模最大,该矿体长785 m,垂向延深680 m,平均厚59 m,大量含铜金的硫化物呈细脉、网脉沿英安斑岩、隐爆角砾岩和千枚岩裂隙充填或呈稠密浸染状散布其间,矿体平均含Cu 0.553%,Au0.727g/t,矿体边界靠化验品位圈定。

脉状铜金矿与铅锌矿体,为沿裂隙充填的陡倾斜矿脉。其中脉状铜金矿体主要分布在3号英安斑岩外接触带和西山火山口东侧接触带的千枚岩中,呈盲矿体产出。脉状铅锌银矿体主要分布于北山区、九龙上天区和银山区,是矿田内主要银铅锌工业矿体类型,矿脉一般长300~600 m,最长1050 m,一般厚1~5 m,延深400~600 m,多条平行的脉状矿体常组成矿脉带,在矿区中部-250 m标高以下逐渐变为铜金矿体。

图4-34 银山火山岩、潜火山岩稀土分布模式(转引自杨明桂等,2004)

缓倾斜层状铅锌银矿体,仅见于南山区,矿体产于晚侏罗世鹅湖岭组底部火山碎屑岩与中元古代张村岩群千枚岩的不整合面之上,规模较小,矿体呈似层状、不规则透镜状,由细脉浸染状铅锌矿石组成,含多量的银,产状与地层一致,倾角平缓,介于15°~25°之间。

矿石中主要金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、硫砷铜矿、砷黝铜矿、斑铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉银矿,辉硫锑铅银矿、银金矿、自然金、自然银、碲金矿等。脉石矿物以石英、绢云母为主,次有绿泥石,铁方解石等。矿石主要有自形和他形晶粒结构,交代残余结构和固熔体分离结构,碎裂状、胶状及次文象结构也较常见;矿石构造多为细脉浸染状、脉状、块状、角砾状和条带状。

矿石自然类型以原生硫化物矿石为主,氧化矿石很少。原生硫化物矿石按有益组分可分为硫金矿石、铜硫金矿石、铜铅锌(金银)矿石、铅锌银矿石、银铅(锌)矿石;按矿物组分可分为黄铜矿-黄铁矿矿石,硫砷铜矿-砷黝铜矿-黄铜矿矿石,黄铁矿-黄铜矿-方铅矿-闪锌矿矿石,方铅矿-闪锌矿矿石和方铅矿矿石;按矿石的内部组构或构造特征亦可分为网脉浸染状、细脉浸染状、小脉浸染状和致密块状矿石。各类矿石间无明显界线,多呈相互过渡关系。矿石有益组分以Cu、Pb、Zn为主,伴有较多的Ag、Au、Cd、Ga、In。

围岩蚀变围绕英安斑岩体发育,宽度在1km左右,蚀变分早、晚两期,早期蚀变呈面型发育,有硅化、绢云母化、绿泥石化和碳酸盐化;晚期蚀变呈线型发育,叠加在早期蚀变岩之上,有硅化、绿泥石化和碳酸盐化。

蚀变分带较为明显,自英安斑岩内部向外水平分带为:绢云母化英安斑岩带→石英绢云母化英安斑岩带→石英绢云母化千枚岩带→绢云母绿泥石化千枚岩带→绿泥石化碳酸盐化火山岩及千枚岩带。垂向上,近地表的火山岩多具绿泥石化碳酸盐化,而石英绢云母化则可延伸到垂深800 m以下的千枚岩中。推断矿床深部应有斑岩铜金矿的内蚀变岩-钾化带。

图4-35 银山铜铅锌矿区+50 m中段平面地质示意图(据江西有色地勘局)

矿化分带与蚀变分带大体一致,以3号英安斑岩体为中心,向南北两侧展开:铜金矿化带→铜铅锌矿化带→铅锌矿化带→铅(银)矿化带。垂直方向上,与蚀变分带相对应,深部为铜金矿,中部为铜铅锌矿,浅部为铅锌银矿(图4-35)。

通过测试,矿田成矿流体的δ18O值如下:铜金矿化带为+3.18‰~11.266‰,铜铅锌矿化带为+9.30‰~10.37‰,铅锌银矿化带为+4.4‰~10.40‰,铅(银)矿化带为+0.18‰~7.76‰。可见早期流体的δ18O值较高,近于岩浆水,成矿晚期的δ18O质偏低,近于大气水。据197件硫同位素测试结果,δ34S‰介于-1.58~+1.27之间,平均+0.93,具深源硫特点。矿石铅同位素测试资料显示,靠近铜矿带的九龙上天区,成矿早阶段的方铅矿铅同位素组成稳定,并与英安斑岩、流纹英安斑岩的岩石铅同位素组成相似。但北山和银山区方铅矿铅同位素组成变化较大,说明有外来物质加入。将测试数据投入207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解中,大多数投影点落在地幔演化线与造山带演化线之间,显示铅的来源具有地幔和造山带的混源特征。另有3点落在上地壳演化线以外,说明有地层铅参与(表4-21、图4-36)。

表4-21 银山矿床矿石、岩石铅同位素数据及有关参数

注:2、3、4、6、7、8、10、12、14号样为江西有色地质研究所资料;1、5、9、11、13号样为银山矿资料;15、16、17号样据杜杨松资料。

矿物包裹体研究发现,矿石中气液包裹体较小,多在3μ以下,为星点状,不规则状及负晶形等形态。包裹体液组成分中,阳离子以Ca2+、Na、K为主,Mg2+次之,阴离子以Cl-

大别-台湾走廊域成矿区带形成的四维结构

、HCO3-为主,F-次之,气体成分以CO2和H2O含量最高。包裹体均一法测温得出,成矿温度在330 ~100℃之间,其中铜金矿化为330~200℃,铅锌银矿化为310~130℃,成矿温度由矿化中心向周边逐渐降低。包裹体中流体的含盐度NaCl在3.0%~12.2%之间,其中铜金矿化带为4.9%~12.2%,铜铅锌矿化带为4.6%~8.4%,铅锌银矿化带为3.0%~7.7%,铅(银)矿化带为4.6%~7.3%。成矿溶液的盐度由矿化中心向边部有降低的趋势。通过计算,矿床的成矿压力在260×105~100×105Pa之间,部位较浅。

综上所述,银山矿田铜铅锌金银成矿与燕山期中酸性火山-潜火山岩浆活动有关,矿体受火山机构控制明显,与矿化有关的英安斑岩成岩年龄为145~143 Ma,矿化蚀变火山岩同位素年龄为129.5 Ma,成岩-成矿持续至少有15.5 Ma。矿田中心部位(3号英安斑岩及其外接触带)以及矿田的中深部位为潜火山斑岩型铜金矿,以细脉浸染型为主;矿田上部和边部远离潜火山斑岩体的围岩中,广泛发育(潜)火山热液型铅锌银矿,矿体为陡倾斜脉状。迄今,矿田累计探明工业储量:铜108.68万吨,铅41.8万吨,锌55.86万吨,伴生金127.61t,银2690 t。矿床规模除铅为中型外,其余均达大型。

图4-36 银山矿区岩体与方铅矿207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解(转引自杨明桂等,2004)

银山矿田自地表向深部构成了一完整的火山-斑岩成矿体系,对应的矿化类型从火山热液型—潜火山热液型—斑岩型,它与Sillitore(1973)年根据安第斯带和菲律宾岛弧总结的经典矿化斑岩带的成矿模式完全相似,因而深部可能出现斑岩型矿化带。江西有色地勘局(1996)根据银山矿田的蚀变、矿化分带建立的区内火山-斑岩型矿化的综合成矿模式见图4-37。

据研究预测认为矿田更深的部位可能存在与德兴铜厂类似的斑岩铜金矿现已证实。目前在九区、西山区和银山区已施工1000 m以上的深孔20余个,见矿最大孔深1283 m,控制铜金矿体延深已超过1500多米,矿体的厚度和品位有迅速增厚、变富的趋势,预测矿体延深可达2000多米,铜资源量在200万吨以上(图4-38)。

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银山矿田位于赣中逆冲推覆带前缘的德兴-乐平中生代陆相火山盆地北东端,赣东北深断裂上盘。火山盆地基底为中元古代张村岩群下部浅变质岩系,以绢云母千枚岩为主,夹砂质板岩和凝灰质板岩;中晚侏罗世打鼓顶组火山岩不整合覆盖于张村岩群之上,地层中Cu、Pb、Zn、Au、Ag等成矿元素丰度比地壳或区域地层平均值稍高。矿田主体构造是由基底变质岩组成的银山北北东向背斜和一系列北北东向及东西向断裂,矿田西部西山地区保留有中生代火山活动遗留下来的古火山口,该火山口地表呈北东向椭圆形,长1100 m,宽700 m,剖面上上大下小呈漏斗状,略向南东倾斜,火山口内充填了一套流纹质和英安质的火山碎屑岩、熔岩及层凝灰岩等,周围被环状断裂围限,其中充填有管道相的英安斑岩体。

中生代火山岩全岩Rb-Sr等时线年龄值为164 Ma。根据火山-潜火山岩的空间分布、产状及相互关系,可分3个亚旋回,每个亚旋回都从喷发开始到喷溢和潜火山岩体侵入结束。具反序和带状岩浆房特点。第一亚旋回为流纹质集块角砾岩和角闪流纹岩,总厚120 m,晚期有流纹斑岩侵位,同位素年龄159~142 Ma;第二亚旋回为英安质集块角砾岩、熔岩、凝灰质角砾岩和凝灰岩,总厚1100 m,晚期有英安斑岩等潜火山岩侵入,同位素年龄145~143 Ma,伴有较强的蚀变和铜铅锌金银矿化;第三亚旋回是少量的安山质熔岩和潜火山粗面安山玢岩,同位素年龄100.4 Ma。成矿作用主要与第二旋回的英安斑岩有关。但据陈毓川等提供的银山闪锌矿石英脉中石英Rb-Sr同位素年龄值为156 Ma±15 Ma,原测定的第二旋回英安斑岩年龄值可能偏新。

含矿潜火山岩主要沿银山背斜呈串珠状分布。三号英安斑岩是矿田内规模最大的含矿潜火山岩,岩体为东西走向的岩墙,长1050 m,宽20~130 m,出露面积0.08km2,产状陡立,略向南倾,已控制延深1000 m以上,西端伸入西山火山口中,岩体与围岩呈侵入接触关系,边部发育隐爆角砾岩带(图4-32、图4-33)。

图4-32 德兴银山铜铅锌银金矿区地质略图(据江西有色地质局1队)

英安斑岩呈灰黄—紫红色,斑状结构,基质隐晶结构或微晶霏细结构,斑晶以斜长石为主,次为角闪石、黑云母和石英,总含量20%~40%,石英斑晶熔蚀呈浑圆状,有碎裂现象,角闪石和黑云母具暗褐色暗化边,粒径0.5~5 mm;基质由上述矿物的他形集合体组成。岩石具块状、流纹状或角砾状构造,基质斑杂构造。副矿物有黄铁矿、磁铁矿、锆石和磷灰石等。

同一旋回的火山岩与潜火山岩在化学成分上基本一致,属富钾的铝过饱和的钙碱系列。与成矿有关的英安斑岩含SiO2平均62.77%,K2O+Na2O 5.91%,Na2O/K2O 0.33,具贫硅,富钾,铝过饱和的钙碱性岩石特点(表4-19)。

图4-33 银山矿区西山-银山地质剖面(转引自杨明桂等,2004)

表4-19 银山火山岩-潜火山岩平均化学成分(%)

注:括号内数字为样品数,未计算H2O和烧失量,32件样品的原始资料引自江西有色地勘局。

经测试,含矿潜火山岩δ18OH7.89‰~9.17‰SMOW,δDH-66.6‰~-69.6‰SMOW,Sr同位素初始值0.7046~0.7083,∑REE165.19×10-6,∑Ce/∑Y7.84,δEu0.90,Eu无明显亏损,稀土配分模式为右倾斜线(表4-20、图4-34)。

表4-20 银山火山岩-潜火山岩稀土元素含量表

注:括号内数字为样品数,14件样品的原始资料部分引自江西有色地勘局。

矿田内贵、多金属矿化面积6km2,矿化延深超过1500 m,从北往南可依次分为北山铅锌银矿带,九龙上天铅锌铜矿带,九区铜金矿带,西山铜金矿带,银山铅锌铜矿带和南山铅锌银矿带等6个矿带。矿体多呈脉状、细脉浸染状产于英安斑岩、隐爆角砾岩体及其附近的火山喷出岩与基底变质岩中,少数呈似层状产于火山岩与变质岩的不整合面上。已探明矿体400多条,主矿体100多条,矿体长50~600 m,最长1050 m,一般厚1~15 m,最厚>100 m,延深200~600 m。矿体多呈陡倾斜产出,倾角70°至直立,其中九区、九龙上天、北山3个矿带呈北东东走向,倾向南南东;挤压片理发育,具压扭性特征,银山区矿带以北北西走向为主,受张扭性裂隙带控制。倾向南西,少数北北东走向,倾向南东东;它们是新华夏系的3组构造成分。西山矿带呈北东东-北北东半环状分布。

根据矿体产状形态和产出形式可分为细脉浸染型铜金矿体、脉状铜金矿与铅锌矿体、缓倾斜层状铅锌银矿体3种类型:

细脉浸染型铜金矿体,以九区和西山区为代表,矿体产于3号英安斑岩体南北两侧接触带、隐爆角砾岩以及旁侧的千枚岩、火山岩围岩中。现已圈出铜金矿体20个,以3号英安斑岩南接触带的S1矿体规模最大,该矿体长785 m,垂向延深680 m,平均厚59 m,大量含铜金的硫化物呈细脉、网脉沿英安斑岩、隐爆角砾岩和千枚岩裂隙充填或呈稠密浸染状散布其间,矿体平均含Cu 0.553%,Au0.727g/t,矿体边界靠化验品位圈定。

脉状铜金矿与铅锌矿体,为沿裂隙充填的陡倾斜矿脉。其中脉状铜金矿体主要分布在3号英安斑岩外接触带和西山火山口东侧接触带的千枚岩中,呈盲矿体产出。脉状铅锌银矿体主要分布于北山区、九龙上天区和银山区,是矿田内主要银铅锌工业矿体类型,矿脉一般长300~600 m,最长1050 m,一般厚1~5 m,延深400~600 m,多条平行的脉状矿体常组成矿脉带,在矿区中部-250 m标高以下逐渐变为铜金矿体。

图4-34 银山火山岩、潜火山岩稀土分布模式(转引自杨明桂等,2004)

缓倾斜层状铅锌银矿体,仅见于南山区,矿体产于晚侏罗世鹅湖岭组底部火山碎屑岩与中元古代张村岩群千枚岩的不整合面之上,规模较小,矿体呈似层状、不规则透镜状,由细脉浸染状铅锌矿石组成,含多量的银,产状与地层一致,倾角平缓,介于15°~25°之间。

矿石中主要金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、硫砷铜矿、砷黝铜矿、斑铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉银矿,辉硫锑铅银矿、银金矿、自然金、自然银、碲金矿等。脉石矿物以石英、绢云母为主,次有绿泥石,铁方解石等。矿石主要有自形和他形晶粒结构,交代残余结构和固熔体分离结构,碎裂状、胶状及次文象结构也较常见;矿石构造多为细脉浸染状、脉状、块状、角砾状和条带状。

矿石自然类型以原生硫化物矿石为主,氧化矿石很少。原生硫化物矿石按有益组分可分为硫金矿石、铜硫金矿石、铜铅锌(金银)矿石、铅锌银矿石、银铅(锌)矿石;按矿物组分可分为黄铜矿-黄铁矿矿石,硫砷铜矿-砷黝铜矿-黄铜矿矿石,黄铁矿-黄铜矿-方铅矿-闪锌矿矿石,方铅矿-闪锌矿矿石和方铅矿矿石;按矿石的内部组构或构造特征亦可分为网脉浸染状、细脉浸染状、小脉浸染状和致密块状矿石。各类矿石间无明显界线,多呈相互过渡关系。矿石有益组分以Cu、Pb、Zn为主,伴有较多的Ag、Au、Cd、Ga、In。

围岩蚀变围绕英安斑岩体发育,宽度在1km左右,蚀变分早、晚两期,早期蚀变呈面型发育,有硅化、绢云母化、绿泥石化和碳酸盐化;晚期蚀变呈线型发育,叠加在早期蚀变岩之上,有硅化、绿泥石化和碳酸盐化。

蚀变分带较为明显,自英安斑岩内部向外水平分带为:绢云母化英安斑岩带→石英绢云母化英安斑岩带→石英绢云母化千枚岩带→绢云母绿泥石化千枚岩带→绿泥石化碳酸盐化火山岩及千枚岩带。垂向上,近地表的火山岩多具绿泥石化碳酸盐化,而石英绢云母化则可延伸到垂深800 m以下的千枚岩中。推断矿床深部应有斑岩铜金矿的内蚀变岩-钾化带。

图4-35 银山铜铅锌矿区+50 m中段平面地质示意图(据江西有色地勘局)

矿化分带与蚀变分带大体一致,以3号英安斑岩体为中心,向南北两侧展开:铜金矿化带→铜铅锌矿化带→铅锌矿化带→铅(银)矿化带。垂直方向上,与蚀变分带相对应,深部为铜金矿,中部为铜铅锌矿,浅部为铅锌银矿(图4-35)。

通过测试,矿田成矿流体的δ18O值如下:铜金矿化带为+3.18‰~11.266‰,铜铅锌矿化带为+9.30‰~10.37‰,铅锌银矿化带为+4.4‰~10.40‰,铅(银)矿化带为+0.18‰~7.76‰。可见早期流体的δ18O值较高,近于岩浆水,成矿晚期的δ18O质偏低,近于大气水。据197件硫同位素测试结果,δ34S‰介于-1.58~+1.27之间,平均+0.93,具深源硫特点。矿石铅同位素测试资料显示,靠近铜矿带的九龙上天区,成矿早阶段的方铅矿铅同位素组成稳定,并与英安斑岩、流纹英安斑岩的岩石铅同位素组成相似。但北山和银山区方铅矿铅同位素组成变化较大,说明有外来物质加入。将测试数据投入207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解中,大多数投影点落在地幔演化线与造山带演化线之间,显示铅的来源具有地幔和造山带的混源特征。另有3点落在上地壳演化线以外,说明有地层铅参与(表4-21、图4-36)。

表4-21 银山矿床矿石、岩石铅同位素数据及有关参数

注:2、3、4、6、7、8、10、12、14号样为江西有色地质研究所资料;1、5、9、11、13号样为银山矿资料;15、16、17号样据杜杨松资料。

矿物包裹体研究发现,矿石中气液包裹体较小,多在3μ以下,为星点状,不规则状及负晶形等形态。包裹体液组成分中,阳离子以Ca2+、Na、K为主,Mg2+次之,阴离子以Cl-

大别-台湾走廊域成矿区带形成的四维结构

、HCO3-为主,F-次之,气体成分以CO2和H2O含量最高。包裹体均一法测温得出,成矿温度在330 ~100℃之间,其中铜金矿化为330~200℃,铅锌银矿化为310~130℃,成矿温度由矿化中心向周边逐渐降低。包裹体中流体的含盐度NaCl在3.0%~12.2%之间,其中铜金矿化带为4.9%~12.2%,铜铅锌矿化带为4.6%~8.4%,铅锌银矿化带为3.0%~7.7%,铅(银)矿化带为4.6%~7.3%。成矿溶液的盐度由矿化中心向边部有降低的趋势。通过计算,矿床的成矿压力在260×105~100×105Pa之间,部位较浅。

综上所述,银山矿田铜铅锌金银成矿与燕山期中酸性火山-潜火山岩浆活动有关,矿体受火山机构控制明显,与矿化有关的英安斑岩成岩年龄为145~143 Ma,矿化蚀变火山岩同位素年龄为129.5 Ma,成岩-成矿持续至少有15.5 Ma。矿田中心部位(3号英安斑岩及其外接触带)以及矿田的中深部位为潜火山斑岩型铜金矿,以细脉浸染型为主;矿田上部和边部远离潜火山斑岩体的围岩中,广泛发育(潜)火山热液型铅锌银矿,矿体为陡倾斜脉状。迄今,矿田累计探明工业储量:铜108.68万吨,铅41.8万吨,锌55.86万吨,伴生金127.61t,银2690 t。矿床规模除铅为中型外,其余均达大型。

图4-36 银山矿区岩体与方铅矿207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解(转引自杨明桂等,2004)

银山矿田自地表向深部构成了一完整的火山-斑岩成矿体系,对应的矿化类型从火山热液型—潜火山热液型—斑岩型,它与Sillitore(1973)年根据安第斯带和菲律宾岛弧总结的经典矿化斑岩带的成矿模式完全相似,因而深部可能出现斑岩型矿化带。江西有色地勘局(1996)根据银山矿田的蚀变、矿化分带建立的区内火山-斑岩型矿化的综合成矿模式见图4-37。

据研究预测认为矿田更深的部位可能存在与德兴铜厂类似的斑岩铜金矿现已证实。目前在九区、西山区和银山区已施工1000 m以上的深孔20余个,见矿最大孔深1283 m,控制铜金矿体延深已超过1500多米,矿体的厚度和品位有迅速增厚、变富的趋势,预测矿体延深可达2000多米,铜资源量在200万吨以上(图4-38)。

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银山矿田位于赣中逆冲推覆带前缘的德兴-乐平中生代陆相火山盆地北东端,赣东北深断裂上盘。火山盆地基底为中元古代张村岩群下部浅变质岩系,以绢云母千枚岩为主,夹砂质板岩和凝灰质板岩;中晚侏罗世打鼓顶组火山岩不整合覆盖于张村岩群之上,地层中Cu、Pb、Zn、Au、Ag等成矿元素丰度比地壳或区域地层平均值稍高。矿田主体构造是由基底变质岩组成的银山北北东向背斜和一系列北北东向及东西向断裂,矿田西部西山地区保留有中生代火山活动遗留下来的古火山口,该火山口地表呈北东向椭圆形,长1100 m,宽700 m,剖面上上大下小呈漏斗状,略向南东倾斜,火山口内充填了一套流纹质和英安质的火山碎屑岩、熔岩及层凝灰岩等,周围被环状断裂围限,其中充填有管道相的英安斑岩体。

中生代火山岩全岩Rb-Sr等时线年龄值为164 Ma。根据火山-潜火山岩的空间分布、产状及相互关系,可分3个亚旋回,每个亚旋回都从喷发开始到喷溢和潜火山岩体侵入结束。具反序和带状岩浆房特点。第一亚旋回为流纹质集块角砾岩和角闪流纹岩,总厚120 m,晚期有流纹斑岩侵位,同位素年龄159~142 Ma;第二亚旋回为英安质集块角砾岩、熔岩、凝灰质角砾岩和凝灰岩,总厚1100 m,晚期有英安斑岩等潜火山岩侵入,同位素年龄145~143 Ma,伴有较强的蚀变和铜铅锌金银矿化;第三亚旋回是少量的安山质熔岩和潜火山粗面安山玢岩,同位素年龄100.4 Ma。成矿作用主要与第二旋回的英安斑岩有关。但据陈毓川等提供的银山闪锌矿石英脉中石英Rb-Sr同位素年龄值为156 Ma±15 Ma,原测定的第二旋回英安斑岩年龄值可能偏新。

含矿潜火山岩主要沿银山背斜呈串珠状分布。三号英安斑岩是矿田内规模最大的含矿潜火山岩,岩体为东西走向的岩墙,长1050 m,宽20~130 m,出露面积0.08km2,产状陡立,略向南倾,已控制延深1000 m以上,西端伸入西山火山口中,岩体与围岩呈侵入接触关系,边部发育隐爆角砾岩带(图4-32、图4-33)。

图4-32 德兴银山铜铅锌银金矿区地质略图(据江西有色地质局1队)

英安斑岩呈灰黄—紫红色,斑状结构,基质隐晶结构或微晶霏细结构,斑晶以斜长石为主,次为角闪石、黑云母和石英,总含量20%~40%,石英斑晶熔蚀呈浑圆状,有碎裂现象,角闪石和黑云母具暗褐色暗化边,粒径0.5~5 mm;基质由上述矿物的他形集合体组成。岩石具块状、流纹状或角砾状构造,基质斑杂构造。副矿物有黄铁矿、磁铁矿、锆石和磷灰石等。

同一旋回的火山岩与潜火山岩在化学成分上基本一致,属富钾的铝过饱和的钙碱系列。与成矿有关的英安斑岩含SiO2平均62.77%,K2O+Na2O 5.91%,Na2O/K2O 0.33,具贫硅,富钾,铝过饱和的钙碱性岩石特点(表4-19)。

图4-33 银山矿区西山-银山地质剖面(转引自杨明桂等,2004)

表4-19 银山火山岩-潜火山岩平均化学成分(%)

注:括号内数字为样品数,未计算H2O和烧失量,32件样品的原始资料引自江西有色地勘局。

经测试,含矿潜火山岩δ18OH7.89‰~9.17‰SMOW,δDH-66.6‰~-69.6‰SMOW,Sr同位素初始值0.7046~0.7083,∑REE165.19×10-6,∑Ce/∑Y7.84,δEu0.90,Eu无明显亏损,稀土配分模式为右倾斜线(表4-20、图4-34)。

表4-20 银山火山岩-潜火山岩稀土元素含量表

注:括号内数字为样品数,14件样品的原始资料部分引自江西有色地勘局。

矿田内贵、多金属矿化面积6km2,矿化延深超过1500 m,从北往南可依次分为北山铅锌银矿带,九龙上天铅锌铜矿带,九区铜金矿带,西山铜金矿带,银山铅锌铜矿带和南山铅锌银矿带等6个矿带。矿体多呈脉状、细脉浸染状产于英安斑岩、隐爆角砾岩体及其附近的火山喷出岩与基底变质岩中,少数呈似层状产于火山岩与变质岩的不整合面上。已探明矿体400多条,主矿体100多条,矿体长50~600 m,最长1050 m,一般厚1~15 m,最厚>100 m,延深200~600 m。矿体多呈陡倾斜产出,倾角70°至直立,其中九区、九龙上天、北山3个矿带呈北东东走向,倾向南南东;挤压片理发育,具压扭性特征,银山区矿带以北北西走向为主,受张扭性裂隙带控制。倾向南西,少数北北东走向,倾向南东东;它们是新华夏系的3组构造成分。西山矿带呈北东东-北北东半环状分布。

根据矿体产状形态和产出形式可分为细脉浸染型铜金矿体、脉状铜金矿与铅锌矿体、缓倾斜层状铅锌银矿体3种类型:

细脉浸染型铜金矿体,以九区和西山区为代表,矿体产于3号英安斑岩体南北两侧接触带、隐爆角砾岩以及旁侧的千枚岩、火山岩围岩中。现已圈出铜金矿体20个,以3号英安斑岩南接触带的S1矿体规模最大,该矿体长785 m,垂向延深680 m,平均厚59 m,大量含铜金的硫化物呈细脉、网脉沿英安斑岩、隐爆角砾岩和千枚岩裂隙充填或呈稠密浸染状散布其间,矿体平均含Cu 0.553%,Au0.727g/t,矿体边界靠化验品位圈定。

脉状铜金矿与铅锌矿体,为沿裂隙充填的陡倾斜矿脉。其中脉状铜金矿体主要分布在3号英安斑岩外接触带和西山火山口东侧接触带的千枚岩中,呈盲矿体产出。脉状铅锌银矿体主要分布于北山区、九龙上天区和银山区,是矿田内主要银铅锌工业矿体类型,矿脉一般长300~600 m,最长1050 m,一般厚1~5 m,延深400~600 m,多条平行的脉状矿体常组成矿脉带,在矿区中部-250 m标高以下逐渐变为铜金矿体。

图4-34 银山火山岩、潜火山岩稀土分布模式(转引自杨明桂等,2004)

缓倾斜层状铅锌银矿体,仅见于南山区,矿体产于晚侏罗世鹅湖岭组底部火山碎屑岩与中元古代张村岩群千枚岩的不整合面之上,规模较小,矿体呈似层状、不规则透镜状,由细脉浸染状铅锌矿石组成,含多量的银,产状与地层一致,倾角平缓,介于15°~25°之间。

矿石中主要金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、硫砷铜矿、砷黝铜矿、斑铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉银矿,辉硫锑铅银矿、银金矿、自然金、自然银、碲金矿等。脉石矿物以石英、绢云母为主,次有绿泥石,铁方解石等。矿石主要有自形和他形晶粒结构,交代残余结构和固熔体分离结构,碎裂状、胶状及次文象结构也较常见;矿石构造多为细脉浸染状、脉状、块状、角砾状和条带状。

矿石自然类型以原生硫化物矿石为主,氧化矿石很少。原生硫化物矿石按有益组分可分为硫金矿石、铜硫金矿石、铜铅锌(金银)矿石、铅锌银矿石、银铅(锌)矿石;按矿物组分可分为黄铜矿-黄铁矿矿石,硫砷铜矿-砷黝铜矿-黄铜矿矿石,黄铁矿-黄铜矿-方铅矿-闪锌矿矿石,方铅矿-闪锌矿矿石和方铅矿矿石;按矿石的内部组构或构造特征亦可分为网脉浸染状、细脉浸染状、小脉浸染状和致密块状矿石。各类矿石间无明显界线,多呈相互过渡关系。矿石有益组分以Cu、Pb、Zn为主,伴有较多的Ag、Au、Cd、Ga、In。

围岩蚀变围绕英安斑岩体发育,宽度在1km左右,蚀变分早、晚两期,早期蚀变呈面型发育,有硅化、绢云母化、绿泥石化和碳酸盐化;晚期蚀变呈线型发育,叠加在早期蚀变岩之上,有硅化、绿泥石化和碳酸盐化。

蚀变分带较为明显,自英安斑岩内部向外水平分带为:绢云母化英安斑岩带→石英绢云母化英安斑岩带→石英绢云母化千枚岩带→绢云母绿泥石化千枚岩带→绿泥石化碳酸盐化火山岩及千枚岩带。垂向上,近地表的火山岩多具绿泥石化碳酸盐化,而石英绢云母化则可延伸到垂深800 m以下的千枚岩中。推断矿床深部应有斑岩铜金矿的内蚀变岩-钾化带。

图4-35 银山铜铅锌矿区+50 m中段平面地质示意图(据江西有色地勘局)

矿化分带与蚀变分带大体一致,以3号英安斑岩体为中心,向南北两侧展开:铜金矿化带→铜铅锌矿化带→铅锌矿化带→铅(银)矿化带。垂直方向上,与蚀变分带相对应,深部为铜金矿,中部为铜铅锌矿,浅部为铅锌银矿(图4-35)。

通过测试,矿田成矿流体的δ18O值如下:铜金矿化带为+3.18‰~11.266‰,铜铅锌矿化带为+9.30‰~10.37‰,铅锌银矿化带为+4.4‰~10.40‰,铅(银)矿化带为+0.18‰~7.76‰。可见早期流体的δ18O值较高,近于岩浆水,成矿晚期的δ18O质偏低,近于大气水。据197件硫同位素测试结果,δ34S‰介于-1.58~+1.27之间,平均+0.93,具深源硫特点。矿石铅同位素测试资料显示,靠近铜矿带的九龙上天区,成矿早阶段的方铅矿铅同位素组成稳定,并与英安斑岩、流纹英安斑岩的岩石铅同位素组成相似。但北山和银山区方铅矿铅同位素组成变化较大,说明有外来物质加入。将测试数据投入207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解中,大多数投影点落在地幔演化线与造山带演化线之间,显示铅的来源具有地幔和造山带的混源特征。另有3点落在上地壳演化线以外,说明有地层铅参与(表4-21、图4-36)。

表4-21 银山矿床矿石、岩石铅同位素数据及有关参数

注:2、3、4、6、7、8、10、12、14号样为江西有色地质研究所资料;1、5、9、11、13号样为银山矿资料;15、16、17号样据杜杨松资料。

矿物包裹体研究发现,矿石中气液包裹体较小,多在3μ以下,为星点状,不规则状及负晶形等形态。包裹体液组成分中,阳离子以Ca2+、Na、K为主,Mg2+次之,阴离子以Cl-

大别-台湾走廊域成矿区带形成的四维结构

、HCO3-为主,F-次之,气体成分以CO2和H2O含量最高。包裹体均一法测温得出,成矿温度在330 ~100℃之间,其中铜金矿化为330~200℃,铅锌银矿化为310~130℃,成矿温度由矿化中心向周边逐渐降低。包裹体中流体的含盐度NaCl在3.0%~12.2%之间,其中铜金矿化带为4.9%~12.2%,铜铅锌矿化带为4.6%~8.4%,铅锌银矿化带为3.0%~7.7%,铅(银)矿化带为4.6%~7.3%。成矿溶液的盐度由矿化中心向边部有降低的趋势。通过计算,矿床的成矿压力在260×105~100×105Pa之间,部位较浅。

综上所述,银山矿田铜铅锌金银成矿与燕山期中酸性火山-潜火山岩浆活动有关,矿体受火山机构控制明显,与矿化有关的英安斑岩成岩年龄为145~143 Ma,矿化蚀变火山岩同位素年龄为129.5 Ma,成岩-成矿持续至少有15.5 Ma。矿田中心部位(3号英安斑岩及其外接触带)以及矿田的中深部位为潜火山斑岩型铜金矿,以细脉浸染型为主;矿田上部和边部远离潜火山斑岩体的围岩中,广泛发育(潜)火山热液型铅锌银矿,矿体为陡倾斜脉状。迄今,矿田累计探明工业储量:铜108.68万吨,铅41.8万吨,锌55.86万吨,伴生金127.61t,银2690 t。矿床规模除铅为中型外,其余均达大型。

图4-36 银山矿区岩体与方铅矿207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解(转引自杨明桂等,2004)

银山矿田自地表向深部构成了一完整的火山-斑岩成矿体系,对应的矿化类型从火山热液型—潜火山热液型—斑岩型,它与Sillitore(1973)年根据安第斯带和菲律宾岛弧总结的经典矿化斑岩带的成矿模式完全相似,因而深部可能出现斑岩型矿化带。江西有色地勘局(1996)根据银山矿田的蚀变、矿化分带建立的区内火山-斑岩型矿化的综合成矿模式见图4-37。

据研究预测认为矿田更深的部位可能存在与德兴铜厂类似的斑岩铜金矿现已证实。目前在九区、西山区和银山区已施工1000 m以上的深孔20余个,见矿最大孔深1283 m,控制铜金矿体延深已超过1500多米,矿体的厚度和品位有迅速增厚、变富的趋势,预测矿体延深可达2000多米,铜资源量在200万吨以上(图4-38)。

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银山矿田位于赣中逆冲推覆带前缘的德兴-乐平中生代陆相火山盆地北东端,赣东北深断裂上盘。火山盆地基底为中元古代张村岩群下部浅变质岩系,以绢云母千枚岩为主,夹砂质板岩和凝灰质板岩;中晚侏罗世打鼓顶组火山岩不整合覆盖于张村岩群之上,地层中Cu、Pb、Zn、Au、Ag等成矿元素丰度比地壳或区域地层平均值稍高。矿田主体构造是由基底变质岩组成的银山北北东向背斜和一系列北北东向及东西向断裂,矿田西部西山地区保留有中生代火山活动遗留下来的古火山口,该火山口地表呈北东向椭圆形,长1100 m,宽700 m,剖面上上大下小呈漏斗状,略向南东倾斜,火山口内充填了一套流纹质和英安质的火山碎屑岩、熔岩及层凝灰岩等,周围被环状断裂围限,其中充填有管道相的英安斑岩体。

中生代火山岩全岩Rb-Sr等时线年龄值为164 Ma。根据火山-潜火山岩的空间分布、产状及相互关系,可分3个亚旋回,每个亚旋回都从喷发开始到喷溢和潜火山岩体侵入结束。具反序和带状岩浆房特点。第一亚旋回为流纹质集块角砾岩和角闪流纹岩,总厚120 m,晚期有流纹斑岩侵位,同位素年龄159~142 Ma;第二亚旋回为英安质集块角砾岩、熔岩、凝灰质角砾岩和凝灰岩,总厚1100 m,晚期有英安斑岩等潜火山岩侵入,同位素年龄145~143 Ma,伴有较强的蚀变和铜铅锌金银矿化;第三亚旋回是少量的安山质熔岩和潜火山粗面安山玢岩,同位素年龄100.4 Ma。成矿作用主要与第二旋回的英安斑岩有关。但据陈毓川等提供的银山闪锌矿石英脉中石英Rb-Sr同位素年龄值为156 Ma±15 Ma,原测定的第二旋回英安斑岩年龄值可能偏新。

含矿潜火山岩主要沿银山背斜呈串珠状分布。三号英安斑岩是矿田内规模最大的含矿潜火山岩,岩体为东西走向的岩墙,长1050 m,宽20~130 m,出露面积0.08km2,产状陡立,略向南倾,已控制延深1000 m以上,西端伸入西山火山口中,岩体与围岩呈侵入接触关系,边部发育隐爆角砾岩带(图4-32、图4-33)。

图4-32 德兴银山铜铅锌银金矿区地质略图(据江西有色地质局1队)

英安斑岩呈灰黄—紫红色,斑状结构,基质隐晶结构或微晶霏细结构,斑晶以斜长石为主,次为角闪石、黑云母和石英,总含量20%~40%,石英斑晶熔蚀呈浑圆状,有碎裂现象,角闪石和黑云母具暗褐色暗化边,粒径0.5~5 mm;基质由上述矿物的他形集合体组成。岩石具块状、流纹状或角砾状构造,基质斑杂构造。副矿物有黄铁矿、磁铁矿、锆石和磷灰石等。

同一旋回的火山岩与潜火山岩在化学成分上基本一致,属富钾的铝过饱和的钙碱系列。与成矿有关的英安斑岩含SiO2平均62.77%,K2O+Na2O 5.91%,Na2O/K2O 0.33,具贫硅,富钾,铝过饱和的钙碱性岩石特点(表4-19)。

图4-33 银山矿区西山-银山地质剖面(转引自杨明桂等,2004)

表4-19 银山火山岩-潜火山岩平均化学成分(%)

注:括号内数字为样品数,未计算H2O和烧失量,32件样品的原始资料引自江西有色地勘局。

经测试,含矿潜火山岩δ18OH7.89‰~9.17‰SMOW,δDH-66.6‰~-69.6‰SMOW,Sr同位素初始值0.7046~0.7083,∑REE165.19×10-6,∑Ce/∑Y7.84,δEu0.90,Eu无明显亏损,稀土配分模式为右倾斜线(表4-20、图4-34)。

表4-20 银山火山岩-潜火山岩稀土元素含量表

注:括号内数字为样品数,14件样品的原始资料部分引自江西有色地勘局。

矿田内贵、多金属矿化面积6km2,矿化延深超过1500 m,从北往南可依次分为北山铅锌银矿带,九龙上天铅锌铜矿带,九区铜金矿带,西山铜金矿带,银山铅锌铜矿带和南山铅锌银矿带等6个矿带。矿体多呈脉状、细脉浸染状产于英安斑岩、隐爆角砾岩体及其附近的火山喷出岩与基底变质岩中,少数呈似层状产于火山岩与变质岩的不整合面上。已探明矿体400多条,主矿体100多条,矿体长50~600 m,最长1050 m,一般厚1~15 m,最厚>100 m,延深200~600 m。矿体多呈陡倾斜产出,倾角70°至直立,其中九区、九龙上天、北山3个矿带呈北东东走向,倾向南南东;挤压片理发育,具压扭性特征,银山区矿带以北北西走向为主,受张扭性裂隙带控制。倾向南西,少数北北东走向,倾向南东东;它们是新华夏系的3组构造成分。西山矿带呈北东东-北北东半环状分布。

根据矿体产状形态和产出形式可分为细脉浸染型铜金矿体、脉状铜金矿与铅锌矿体、缓倾斜层状铅锌银矿体3种类型:

细脉浸染型铜金矿体,以九区和西山区为代表,矿体产于3号英安斑岩体南北两侧接触带、隐爆角砾岩以及旁侧的千枚岩、火山岩围岩中。现已圈出铜金矿体20个,以3号英安斑岩南接触带的S1矿体规模最大,该矿体长785 m,垂向延深680 m,平均厚59 m,大量含铜金的硫化物呈细脉、网脉沿英安斑岩、隐爆角砾岩和千枚岩裂隙充填或呈稠密浸染状散布其间,矿体平均含Cu 0.553%,Au0.727g/t,矿体边界靠化验品位圈定。

脉状铜金矿与铅锌矿体,为沿裂隙充填的陡倾斜矿脉。其中脉状铜金矿体主要分布在3号英安斑岩外接触带和西山火山口东侧接触带的千枚岩中,呈盲矿体产出。脉状铅锌银矿体主要分布于北山区、九龙上天区和银山区,是矿田内主要银铅锌工业矿体类型,矿脉一般长300~600 m,最长1050 m,一般厚1~5 m,延深400~600 m,多条平行的脉状矿体常组成矿脉带,在矿区中部-250 m标高以下逐渐变为铜金矿体。

图4-34 银山火山岩、潜火山岩稀土分布模式(转引自杨明桂等,2004)

缓倾斜层状铅锌银矿体,仅见于南山区,矿体产于晚侏罗世鹅湖岭组底部火山碎屑岩与中元古代张村岩群千枚岩的不整合面之上,规模较小,矿体呈似层状、不规则透镜状,由细脉浸染状铅锌矿石组成,含多量的银,产状与地层一致,倾角平缓,介于15°~25°之间。

矿石中主要金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、硫砷铜矿、砷黝铜矿、斑铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉银矿,辉硫锑铅银矿、银金矿、自然金、自然银、碲金矿等。脉石矿物以石英、绢云母为主,次有绿泥石,铁方解石等。矿石主要有自形和他形晶粒结构,交代残余结构和固熔体分离结构,碎裂状、胶状及次文象结构也较常见;矿石构造多为细脉浸染状、脉状、块状、角砾状和条带状。

矿石自然类型以原生硫化物矿石为主,氧化矿石很少。原生硫化物矿石按有益组分可分为硫金矿石、铜硫金矿石、铜铅锌(金银)矿石、铅锌银矿石、银铅(锌)矿石;按矿物组分可分为黄铜矿-黄铁矿矿石,硫砷铜矿-砷黝铜矿-黄铜矿矿石,黄铁矿-黄铜矿-方铅矿-闪锌矿矿石,方铅矿-闪锌矿矿石和方铅矿矿石;按矿石的内部组构或构造特征亦可分为网脉浸染状、细脉浸染状、小脉浸染状和致密块状矿石。各类矿石间无明显界线,多呈相互过渡关系。矿石有益组分以Cu、Pb、Zn为主,伴有较多的Ag、Au、Cd、Ga、In。

围岩蚀变围绕英安斑岩体发育,宽度在1km左右,蚀变分早、晚两期,早期蚀变呈面型发育,有硅化、绢云母化、绿泥石化和碳酸盐化;晚期蚀变呈线型发育,叠加在早期蚀变岩之上,有硅化、绿泥石化和碳酸盐化。

蚀变分带较为明显,自英安斑岩内部向外水平分带为:绢云母化英安斑岩带→石英绢云母化英安斑岩带→石英绢云母化千枚岩带→绢云母绿泥石化千枚岩带→绿泥石化碳酸盐化火山岩及千枚岩带。垂向上,近地表的火山岩多具绿泥石化碳酸盐化,而石英绢云母化则可延伸到垂深800 m以下的千枚岩中。推断矿床深部应有斑岩铜金矿的内蚀变岩-钾化带。

图4-35 银山铜铅锌矿区+50 m中段平面地质示意图(据江西有色地勘局)

矿化分带与蚀变分带大体一致,以3号英安斑岩体为中心,向南北两侧展开:铜金矿化带→铜铅锌矿化带→铅锌矿化带→铅(银)矿化带。垂直方向上,与蚀变分带相对应,深部为铜金矿,中部为铜铅锌矿,浅部为铅锌银矿(图4-35)。

通过测试,矿田成矿流体的δ18O值如下:铜金矿化带为+3.18‰~11.266‰,铜铅锌矿化带为+9.30‰~10.37‰,铅锌银矿化带为+4.4‰~10.40‰,铅(银)矿化带为+0.18‰~7.76‰。可见早期流体的δ18O值较高,近于岩浆水,成矿晚期的δ18O质偏低,近于大气水。据197件硫同位素测试结果,δ34S‰介于-1.58~+1.27之间,平均+0.93,具深源硫特点。矿石铅同位素测试资料显示,靠近铜矿带的九龙上天区,成矿早阶段的方铅矿铅同位素组成稳定,并与英安斑岩、流纹英安斑岩的岩石铅同位素组成相似。但北山和银山区方铅矿铅同位素组成变化较大,说明有外来物质加入。将测试数据投入207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解中,大多数投影点落在地幔演化线与造山带演化线之间,显示铅的来源具有地幔和造山带的混源特征。另有3点落在上地壳演化线以外,说明有地层铅参与(表4-21、图4-36)。

表4-21 银山矿床矿石、岩石铅同位素数据及有关参数

注:2、3、4、6、7、8、10、12、14号样为江西有色地质研究所资料;1、5、9、11、13号样为银山矿资料;15、16、17号样据杜杨松资料。

矿物包裹体研究发现,矿石中气液包裹体较小,多在3μ以下,为星点状,不规则状及负晶形等形态。包裹体液组成分中,阳离子以Ca2+、Na、K为主,Mg2+次之,阴离子以Cl-

大别-台湾走廊域成矿区带形成的四维结构

、HCO3-为主,F-次之,气体成分以CO2和H2O含量最高。包裹体均一法测温得出,成矿温度在330 ~100℃之间,其中铜金矿化为330~200℃,铅锌银矿化为310~130℃,成矿温度由矿化中心向周边逐渐降低。包裹体中流体的含盐度NaCl在3.0%~12.2%之间,其中铜金矿化带为4.9%~12.2%,铜铅锌矿化带为4.6%~8.4%,铅锌银矿化带为3.0%~7.7%,铅(银)矿化带为4.6%~7.3%。成矿溶液的盐度由矿化中心向边部有降低的趋势。通过计算,矿床的成矿压力在260×105~100×105Pa之间,部位较浅。

综上所述,银山矿田铜铅锌金银成矿与燕山期中酸性火山-潜火山岩浆活动有关,矿体受火山机构控制明显,与矿化有关的英安斑岩成岩年龄为145~143 Ma,矿化蚀变火山岩同位素年龄为129.5 Ma,成岩-成矿持续至少有15.5 Ma。矿田中心部位(3号英安斑岩及其外接触带)以及矿田的中深部位为潜火山斑岩型铜金矿,以细脉浸染型为主;矿田上部和边部远离潜火山斑岩体的围岩中,广泛发育(潜)火山热液型铅锌银矿,矿体为陡倾斜脉状。迄今,矿田累计探明工业储量:铜108.68万吨,铅41.8万吨,锌55.86万吨,伴生金127.61t,银2690 t。矿床规模除铅为中型外,其余均达大型。

图4-36 银山矿区岩体与方铅矿207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解(转引自杨明桂等,2004)

银山矿田自地表向深部构成了一完整的火山-斑岩成矿体系,对应的矿化类型从火山热液型—潜火山热液型—斑岩型,它与Sillitore(1973)年根据安第斯带和菲律宾岛弧总结的经典矿化斑岩带的成矿模式完全相似,因而深部可能出现斑岩型矿化带。江西有色地勘局(1996)根据银山矿田的蚀变、矿化分带建立的区内火山-斑岩型矿化的综合成矿模式见图4-37。

据研究预测认为矿田更深的部位可能存在与德兴铜厂类似的斑岩铜金矿现已证实。目前在九区、西山区和银山区已施工1000 m以上的深孔20余个,见矿最大孔深1283 m,控制铜金矿体延深已超过1500多米,矿体的厚度和品位有迅速增厚、变富的趋势,预测矿体延深可达2000多米,铜资源量在200万吨以上(图4-38)。

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