江西相山矿田深部多金属矿化特征

2016-12-23聂江涛黄志章李秀珍

地质与勘探 2016年1期

关键词：矿田金属矿铅锌矿

王健，聂江涛，郭建，黄志章，李秀珍

(核工业北京地质研究院，中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室，北京 100029)

江西相山矿田深部多金属矿化特征

王健，聂江涛，郭建，黄志章，李秀珍

(核工业北京地质研究院，中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室，北京 100029)

依据江西省相山矿田的深部钻探成果，结合近些年来矿田内零星发现的多金属矿化，确定相山深部埋藏有丰富的多金属矿产资源，成矿潜力深度超过2500m。将相山地区发现的多金属矿化分为两大类，一类为成矿深度相对较浅的铅锌矿，另一类为成矿深度较大的铜矿，认为相山地区的矿化是上铀中铅锌金下铜的成矿空间模式。研究发现铅锌矿主要与碳酸盐脉相伴生产出，铜矿化与硅化关系密切，利用电子探针和扫描电镜发现方铅矿内不均匀的分散有Ag元素，Au元素以均匀质点分散在方铅矿内，以晶格金的形式参与矿物晶格构架。通过分类研究矿化围岩、低品位矿石和高品位矿石各自的硫、铅同位素组成和计算硫同位素平衡温度，认为相山深部多金属成矿以中低温为主，同时局部存在明显的中高温成矿作用，判断成矿物质主要来自于周围的变质岩基底，同时混合部分地幔成矿物质，后期源于上地壳的多次热液改造作用对于Pb、Zn、Cu、Au等元素的富集成矿起到了决定性的作用。对比前人在德兴-遂川多金属矿集区的研究成果，发现相山地区多金属矿化在成矿物质来源上具有矿集区的普遍特征，但在成矿温度方面相山深部多金属成矿以低温为主(114℃～174℃)，这与成矿带内以中温(200℃～340℃)为主的成矿作用有较明显的差异，推测它与相山地区勘探深度和不同类型矿化埋深的差异有关。

科学深钻多金属矿化铀矿相山矿田

Wang Jian，Nie Jiang-tao，Guo Jian，Huang Zhi-zhang，Li Xiu-zhen.Characteristics of deep polymetallic mineralization in the Xiangshan uranium ore Field of Jiangxi Province[J].Geology and Exploration,2016,52(1):0047-0059

相山矿田在行政区划上属于江西省中部抚州市乐安县，整个矿田呈椭圆形，东西长26km，南北宽16km，面积约316km2。矿田自1957年首次航测异常发现及普查揭露以来，经过50余年的勘查，已发展成为中国目前最大的陆相火山岩型铀矿田，但对于铀矿以外其它金属矿产的勘查一直难以取得较好的找矿效果。NE向德兴-遂川大断裂是相山盆地内主要构造线方向，从大的区域范围而言，沿该断裂分布有东乡铜矿、银山银铜矿、金山金矿等一系列重要的矿田和矿床，这就引起了一部分学者的思考，同样处于成矿带西南端具有相似成矿地质背景的相山矿田是否也具有铜、金、铅、锌等多金属矿产产出的可能?如果有，矿田内产出的矿产在垂向上是否也会具有类似于江西省境内钨矿、铜矿等矿产“三层楼”式的成矿特色。带着这种思考，许多学者对相山地区的火山岩、斑岩体、基性岩脉等进行了详细的岩石地球化学、同位素年代学、成矿流体等方面的研究，取得了一系列喜人的成果(范洪海等，2001；2003；张万良等，2005；李子颖，2006a；2006b)。但由于条件限制以往的研究对象都集中在地表和浅部钻孔中，而对于区域内深部成矿元素迁移富集机制、深部控矿因素及成矿潜力等问题由于缺乏直接的资料而没有解决。

带着上述问题，2011年国家启动了“相山矿田深部科学钻探”这一科研课题，钻探工作历时287天，2013年5月3日终孔，终孔深度2818.88m(钻孔编号：CUSD1，孔位坐标：N 27°32′57.1″，E 115°54′17.4″，H 333m)。通过施工所得到的深部地质体，直接的给出了前面问题的答案：相山深部埋藏有丰富的多金属矿产资源，成矿潜力超过地下2500m。本文通过梳理近些年相山地区零星发现的多金属矿化，重点通过对相山深部新发现的矿化展开元素分析、探针测试、同位素研究等方面的工作，以期能为相山盆地成岩成矿条件的研究提供进一步的科学数据，丰富和发展我国东部多金属成因方面的理论认识。

1 区域地质背景

相山矿田是华南成矿省的重要组成部分，其位于赣杭陆相火山岩成矿带西南端，地处扬子板块与华夏板块构造缝合带南缘，同时也位于赣杭构造火山岩铀成矿带与赣中南花岗岩铀成矿带的结合部位。

长期的地质活动，使赣杭火山岩成矿带成为全国乃至世界上少有的高密度矿化富集区。概括而言整个赣东北地区在地质历史上经历了三次规模较大的拉张与闭合构造作用，分别为：晚元古宙的大陆边缘拉伸裂陷与晋宁期的造山褶皱闭合；海西早期内陆凹陷与海西晚期隆升褶皱；燕山早期断块拗陷和燕山晚期断块隆起火山喷发和岩浆侵入。其中，海西早期的内陆凹陷以及燕山早期的岩浆活动是区域内成矿的重要控制因素。特定的地质构造位置，频繁的岩浆活动控制了区内长久以来的成矿作用，前震旦系以Cu、Ni、W、V、As、P成矿为主，震旦系-志留系以Cu、Zn、Mo、Ag、Ni、V、P成矿为主；泥盆系-三叠系以As、P、B、W、Zn、Pb成矿为主；三叠系-白垩系以Pb、Zn、Cu、U成矿为主(华仁民等，2005；马东升，2008；毛景文等，2008；周涛发等，2008)，且带内矿床产出呈现一定的分布规律。成矿带南东盘近侧的火山岩盆地和红层盆地以产出铀矿为主，如相山铀矿田、鹿井铀矿田，而北西盘近侧则以产贵金属和多金属矿产为主，如金山金矿、银山大型铅锌金银矿、德兴铜矿、东乡铜矿等(图1)。整个成矿带内不同矿床间的成矿时代、物质来源、成矿流体等虽然存在差异具有各自的特征，但自晚元古界开始至燕山期，区内深大断裂带及其次级断裂多期次的活动对岩浆的侵入，成矿空间的形成与封闭，矿体的保存均起到了至关重要的作用。

图1 区域地质构造略图

2 相山矿田成矿特征

本文所论述的相山矿田为成矿带内一大型塌陷式火山盆地，盆地具有二元结构。基底地层主要为早-中元古代低绿片岩相-低角闪岩相变质岩系，盖层为早白垩世火山活动形成的两旋回火山岩。第一旋回火山呈裂隙式喷发，形成中酸性流纹英安岩与流纹质熔结凝灰岩；第二旋回呈中心式喷发，形成侵出-溢流相的酸性碎斑流纹岩，伴随岩浆的侵出，火山口发生塌陷在盆地内部形成一系列环状断裂，成为后期控矿的重要因素(图2)。

2.1 矿产空间分布

相山矿田是我国目前最大的陆相火山岩型铀矿田，矿田内所发现的铀矿床均产于盆地的北部和西部。矿田北部的铀矿化主要受推覆体构造、区域断裂、次火山岩体和岩性界面等因素的联合控制。矿体主要产于次火山岩与围岩的接触带、火山岩系的层间界面和火山岩与变质岩接触的不整合面上，主要赋矿标高在160m～-300m范围内，成矿深度较浅。矿田西部的铀矿化主要受区域断裂和火山塌陷构造控制，矿体主要产于塌陷构造旁侧产生的裙边褶皱、拖曳褶曲和层间破碎带中，主要赋矿标高在350m～-500m范围内，矿化垂幅一般为300m～400m，最大已超过920m(范洪海等,2003)。

图2 相山矿田地质略图(据核工业261大队，1980修改)

目前，相山地区地表没有发现明显的多金属矿化，而钻探控制的深部多金属矿化有两片区域，其矿化深度均较大。通过科学深钻勘探到的相山西部邹家山地区的铜、铅、锌矿化位于-1122m～-2485m标高的位置，矿化发育在打鼓顶组下段火山碎屑岩和中元古代基底变质岩两套地层内，其中以-1122m标高以下的变质岩为主，矿化产出主要受邹家山菱形断裂体系的控制。而另一处多金属矿化位于相山西北部的河元背地区，其产出的铅、锌、银矿化则位于-500m～-850m的标高范围，主要控矿构造为河元背—小陂断裂，含矿围岩为打鼓顶组流纹英安岩，少部分为鹅湖岭组碎斑流纹岩(张金带等,2005)。

综上所述，在已有的勘探工作基础上，可将相山矿田产出的矿化分为上铀下多金属两大类。在矿田开发的50多年中，所发现的铀矿化主要发育在传统意义的第一找矿空间中，成矿深度通常在标高350m～-500m范围内。而深部的多金属矿化则主要发育在-500m～-2000m的第二找矿空间中，且在超过-2000m标高以下也发现了品位厚度均可观的工业矿化。具体细分，深部多金属矿化也可分为两类，一类为成矿深度相对较浅的铅锌矿，另一类为成矿深度较大的铜矿。由于相山盆地不同区域基底隆凹形态与埋藏深度均不同，所以这两种类型的矿化在不同区域具有差异较大的埋深。邹家山地区，铅锌矿化主要集中在-1517m和-1700m这两段标高的上下，铜矿化则发育在-2484m的标高；河元背地区铅锌矿埋藏深度主要集中在-620m上下的标高，由于这一地区钻探深度较浅，所以没有发现规模较大的铜矿化。从以上数据可以看出相山矿田不同区域间的矿化埋藏深度存在很大差异，但总体而言，从垂向上可将相山地区的矿化厘定为上铀中铅锌下铜的成矿空间模式(图3)。

图3 相山矿田铀矿-铅锌矿-铜矿空间分带示意图

2.2 上部铀矿化特征

相山矿田的铀矿化主要产于碎斑流纹岩和流纹英安岩中，少数赋存于基底变质岩系，矿体以透镜状、群脉状为主。矿石矿物有沥青铀矿、钙铀云母、钡铀云母、硅钙铀矿、β-斜硅钙铀矿、铀黑等，脉石矿物有水云母、绿泥石、钠长石、萤石、方解石、磷灰石、石英、高岭土等。铀元素主要以独立铀矿物形式存在，其次以分散吸附状态存在于绿泥石、褐铁矿、磷灰石及粘土矿物中。矿石构造以浸染状为主，少量为显微细脉和显微网脉状构造。矿体多数为中小型，一般沿走向长50m～200m，沿倾向长20m～100m，厚1m～3m，品位0.1%～0.6%。北部地区围岩蚀变主要为钠长石化，并伴随有赤铁矿化、绿泥石化、碳酸盐化、黄铁矿化等，西部地区则以水云母化及萤石化为主(张金带等,2005)。

2.3 中部铅锌矿化特征

相山矿田已经发现的铅锌矿化主要赋存于打鼓顶组上段流纹英安岩和基底变质岩中，少量赋存于打鼓顶组下段火山碎屑岩和鹅湖岭组碎斑流纹岩中。矿体以脉状、网脉状为主(图4A)。矿石矿物主要有闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、毒砂及少量硫锑铅矿、黄铜矿、钛铁矿、金红石、辉银矿等，脉石矿物有石英、绿泥石、方解石、绢云母、菱铁矿等。矿石构造主要为稠密浸染状构造、网脉状构造，镜下观察矿石结构主要为固溶体分离结构、嵌晶结构(图4B)。铅锌矿脉周围普遍发育有范围很广的绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化。相山深钻基底变质岩中断断续续的铅锌矿脉可达上百米，局部达到工业矿化段平均品位Pb+Zn>1.2%，连续厚度3.50m。对深钻中铅锌矿化样品通过系统测试，确定其同时伴生有益元素Ag、Co、Cd、Ga、In(表1)，存在的有害元素为As；河元背地区深部所取样品，铅锌银含量大部分也达到工业要求(表2)，整个矿带已有3个剖面5个钻孔的工程控制(张金带等，2005)。

图4 相山深部铅锌矿化及镜下照片

表1 相山科钻孔内基底地层伴生有益元素含量表(×10-6)

Table 1 Content of useful associated elements in basement strata in Xiangshan scientific drilling hole(×10-6)

元素名称AgCoCdGaIn伴生含量要求1100101010测试平均含量1.5925.324.8717.321.05测试最大含量1910066.525.716.3

注:测试单位,核工业北京地质研究院分析测试中心；测试方法及依据,GB/T 14506.30-2010 《硅酸盐岩石化学分析方法第30部分：44个元素量测定》；测试仪器及编号,ELEMENT XR 等离子体质谱分析仪，编号9443；测试条件,温度20℃，相对湿度30%。

镜下观察，可以发现相山矿田品位高、厚度大的铅锌矿主要与碳酸盐脉相伴生产出，脉体中含有少量石英。成矿流体内元素种类丰富、沉淀过程中温压条件适度，所以形成大量自形程度高、矿物颗粒粗据：华东铀矿地质志。

表2 河元背地区深部铅锌银矿化样品分析结果表(wt%)

Table 2 Content of lead-zinc-silver ore in Heyuanbei area(wt%)

元素样号PbZnAgH8920.51.40.0036H8931.061.680.0039H950.860.870.0037H9120.620.470.0016H9140.930.490.0053H9150.330.180.00057H9171.40.480.0035H9180.651.720.052H9190.940.570.002H9201.650.520.0035H9225.71.80.0017H92365.920.018

大的方铅矿和闪锌矿穿切于早期形成的黄铁矿中(图4C、4D)。利用电子探针在深钻方铅矿内发现了不均匀分散的Ag元素(表3)，同时对孔内所采集的铅锌矿化样品进行贵金属测试和元素相关性分析，发现Pb、Au两种元素正相关性为95%。而后利用扫描电镜对样品进行元素面扫描，在元素面扫描图上可见Au类似于Pb、S两种元素都以均匀质点的形式分散在方铅矿内(图5)。且在扫描电镜放大10000倍的情况下经过大量实验观察，也未发现游离金和自然金的存在，最终推测相山地区的Au元素以晶格金的形式参与方铅矿的晶格构架。

2.4 下部铜矿化特征

表3 方铅矿电子探针分析数据(wt%)

Table 3 Electron microprobe analysis data of galena(wt%)

样号AsSFePbAgMoZnCuAuTeNiSnTotalCUSD-666(1)-13.40.1676.632.13-0.330.07----92.72CUSD-666(2)-13.440.1676.872.63-1.610.03-0.080.04-94.86CUSD-615(3)-13.170.0575.831.89-1.07--0.03--92.04

注：测试单位，核工业北京地质研究院分析测试中心；测试方法及依据，GB/T 15074-2008《电子探针定量分析方法通则》；测试仪器及编号，JXA-8100电子探针分析仪，编号8635；测试条件，加速电压15kV、束流2×10-8A、出射角40°、分析方式，波谱分析、修正方式，ZAF。

图5 相山深部方铅矿扫描电镜元素面分布图

相山矿田首次发现的铜矿化赋存于中元古代石英片岩中，矿体为网脉状、团块状(图6A)。矿石矿物主要有黄铜矿、磁黄铁矿、闪锌矿及少量黝锡铜矿、砷铜矿、黄铁矿、白钨矿、锡石等，脉石矿物主要有石英、方解石、白云母等。通过手标本和镜下观察发现相山地区铜矿化与铅锌矿化不同的是，黄铜矿化与硅化关系密切。黄铜矿、磁黄铁矿等金属矿物以密集浸染状、团块状、对称条带状产于破碎岩石的硅质胶结物中，岩石内部虽然含大量角砾，但由于后期多次的硅化胶结而完整坚硬(图6B)，较多晚期形成的无矿碳酸盐脉穿切早期的硅质赋矿脉体。铜矿化矿石主要为原生硫化物矿石，以黄铜磁黄铁矿石为主，闪锌黄铜矿石次之。矿石构造主要为密集浸染状构造、团块状构造，少数为对称条带状构造，镜下观察矿石结构以包含结构、固溶体分离结构及固溶体套嵌结构为主(图6C)，黄铜矿主要呈片状、不规则粒状交代早期形成的金属矿物(图6D)，部分以固溶体分离物的沉淀方式呈小乳滴状分布在闪锌矿中。金属矿脉周围可见云英岩化蚀变作用所形成的石英、白云母，蚀变呈条带状分布，其走向大致与构造破碎带方向相同。深钻中首次发现的相山地区黄铜矿化连续厚度1.05m，铜平均品位1.51%。

3 同位素特征

3.1 硫同位素

研究过程中，分别对铅锌矿和铜矿这两种主要类型的矿化富集段进行S同位素分析。首先将样品粉碎至40目～80目，在双目镜下挑选新鲜、表面无氧化膜的黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿纯度在95%以上，再磨至200目以下。测试工作在核工业北京地质研究院分析测试中心完成，测试仪器型号为Delta v plus。测定数据采用以国际硫同位素CDT标准标定的国家硫同位素标准(Ag2S)GBW-4414(δ34S=-0.07‰)和GBW-4415(δ34S=22.15‰)进行校正，测量误差±0.2‰。分析结果表明，相山深部两种主要类型的金属矿化δ34SV-CDT值的变化范围相似，均为正值，其中铅锌矿化δ34S介于+2.6‰～+5.6‰，平均+4.1‰，极差+3.0‰，铜矿化δ34S介于+2.5‰～+4.6‰，平均+3.8‰，极差+2.1‰(表4)。

图6 相山深部铜矿化及镜下照片

表4 相山矿田深部多金属矿化硫同位素组成

Table 4 Sulfur isotopic composition of deep polymetallic mineralization in Xiangshan orefield

铅锌矿化样品号样品描述测试矿物δ34SV-CDT(‰)CUSD-52混合金属硫化物碳酸盐脉黄铁矿5.6CUSD-52混合金属硫化物碳酸盐脉磁黄铁矿4CUSD-62金属硫化物石英碳酸盐脉磁黄铁矿4.3CUSD-65稀疏浸染状金属硫化物黄铜矿4.6CUSD-72高纯度铅锌矿脉闪锌矿3.6CUSD-72高纯度铅锌矿脉方铅矿2.6铜矿化CUSD-82密集浸染状硫化物团块黄铜矿4.6CUSD-82密集浸染状硫化物团块方铅矿2.5CUSD-83混合金属硫化物硅质脉黄铁矿4CUSD-83混合金属硫化物硅质脉磁黄铁矿4.2

3.2 铅同位素

为了更准确的通过Pb同位素组成判断相山深部多金属矿化成矿物质来源，分别对矿化围岩、低品位的浸染状矿石和高品位的团块状硫化物矿石分类取样，研究其Pb同位素组成。测试工作在核工业北京地质研究院分析测试中心完成，样品的Pb含量用同位素稀释法进行测定。Pb同位素比值使用ISOPROBE-T仪器完成测试，对1μg铅的208Pb/206Pb测量误差≤0.005%。分析结果表明,矿化围岩206Pb/204Pb为18.120～18.517，207Pb/204Pb为15.560～15.582，208Pb/204Pb为38.471～38.717，低品位矿石和高品位矿石206Pb/204Pb分别为18.163～18.741和18.222～18.301，207Pb/204Pb分别为15.604～15.633和15.649～15.781，208Pb/204Pb分别为38.504～38.996和38.664～39.076(表5)。

4 矿质来源与成矿温度

4.1 矿质来源

硫是热液矿床中硫化物的主要组成部分，其同位素组成对分析硫的来源具有重要作用。对相山深部铅锌矿和铜矿这两种主要矿化类型的δ34S分析表明，两种类型的金属矿化δ34S变化范围均很窄，离散度小,明显呈塔式分布(图7)，具有陨石硫的同位素组成特征，属于深源地幔硫。

铅具较大的质量数，使其同位素组成不易随环境发生变化，因此能准确指示矿质来源。同时，样品分析数据表明，相山深部多金属矿化不含铀，所以测定的铅同位素组成可以代表矿化形成时初始铅同位素的组成，从而能更为准确的为判断成矿物质来源提供参考依据。将不同类别样品的Pb同位素组成投点于铅同位素构造演化模式图中(图8)，第一组围岩样品铅同位素分布位于上地壳和地幔演化线之间，基本沿造山带演化线分布，指示一个正常的地壳演化过程；第二组低品位的浸染状、细脉状矿石样品，投点结果总体上与第一组类似分布在造山带演化线附近，显示出矿化围岩可能为低品位矿石提供部分Pb元素，从而两者具有类似的Pb同位素组成；第三组样品为稠密浸染状、团块状的硫化物矿石，矿化程度高、品位富，除一个样品投点落在了上地壳演化线上方之外，其余两点呈线性分布于上地壳演化线的下方，投点结果与前两类样品表现出明显的差异，指示了壳源流体在提供成矿物质的同时对于原体系内铅同位素组成造成了改变。该组唯一投点结果落于上地壳演化线上方的样品，Au含量为1357×10-9，Pb含量为4965×10-6，均为孔内最高值，同时Zn含量也较高为5438×10-6。该样品206Pb/204Pb=18.301、207Pb/204Pb=15.781、208Pb/204Pb=39.076。从Pb同位素的组成上来看，其具有明显的“参与强烈造山作用的上部地壳物质”Pb同位素特征，多期次的热液改造和变形变质作用在提供丰富成矿物质的同时也对Pb同位素组成产生了强烈的干扰改变。

综合硫、铅同位素分析结果，推测低品位的浸染状、细脉状矿石其成矿物质主要来自于周围的变质岩基底，同时混合部分地幔成矿物质。而矿化度高的样品Pb同位素组成反映出，其在前面一期成矿作用的基础上又经历了上地壳含矿流体的强烈改造。

4.2 成矿温度

目前所发现的相山深部多金属矿化所形成的矿物组合表明，锡石+白钨矿+磁黄铁矿+铁闪锌矿为典型的高温成矿作用。所形成的矿物以交代成矿作用为主，矿石组构也表现为高温成矿作用所形成的粗粒结构和对称带状构造；菱铁矿+黄铁矿+方铅矿+闪锌矿+黄铜矿为典型的中低温热液成矿作用所形成的矿物组合，成矿物质以充填作用为主。矿石组构表现为中低温成矿作用所形成的半自形粒状结构和脉状、网脉状构造；从蚀变类型上看，也可分为局部的高温云英岩化和范围很广的中低温绿泥石化、绢云母化、硅化、碳酸盐化这两大类。同时，依据同位素交换平衡原则，利用硫同位素平衡温度计算的方法来估算成矿温度，相比包裹体均一法测温，同位素测温可以对不透明矿物进行矿物形成温度的分析，而且无需进行压力校正。镜下观察矿石结构，选取具有圆滑、平直共边结构的共生矿物对，配套硫同位素测试，计算结果表明(表6)，相山深部多金属成矿温度以低温为主(114℃～174℃)，同时存在局部的中高温成矿作用(283℃，534℃)。依据黄铜矿化阶段所选取的矿物对计算获得的矿物形成温度，明显高于通过铅锌矿化阶段所选矿物对计算得出的成矿温度。利用硫同位素平衡温度计算所估算出的成矿温度，与通过包裹体测温所得出的成矿温度(另外发表)具有高度的一致性。

表5 相山矿田深部多金属矿化Pb同位素组成

Table 5 Lead isotopic composition of deep polymetallic mineralization in Xiangshan orefield

样号样品名称206Pb/204PbStderr207Pb/204PbStderr208Pb/204PbStderrCUSD-S55变质岩18.1390.00215.5820.00238.6110.004CUSD-506碎裂变质岩18.120.00215.560.00138.4710.004CUSD-615含金团块状铅锌矿石18.3010.00315.7810.00339.0760.008CUSD-647稠密浸染状硫化物矿石18.2220.00315.650.00338.6640.007CUSD-711矿化围岩18.5170.00215.5680.00138.7170.003CUSD-733含硫化物微脉变质岩18.1630.00215.6040.00238.5040.005CUSD-834稀疏浸染状硫化物矿石18.7410.00215.6330.00238.9960.005CUSD-S81团块状黄铜矿石18.280.00115.6490.00138.6640.002CUSD-S84弱黄铜矿化变质岩18.3410.00115.6110.00138.6660.003

图7 硫同位素组成统计直方图

图8 铅同位素构造演化模式图(RE.and BR.1981.)

综合相山深部多金属矿物组合、矿石组构、蚀变类型和硫同位素平衡温度计算结果，判断相山深部多金属成矿总体上以中低温热液成矿作用为主，局部为明显的中高温成矿作用。

5 讨论

着眼于大的区域，相山铀矿田内发育的Cu、Pb、Zn、Au等多金属矿化应属于我国东部中生代大型多金属矿集区的一部分，也是环太平洋成矿带的一个组成部分。控制相山矿田产出的德兴-遂川断裂和赣杭断裂带同时控制了诸如德兴铜矿、金山金矿、银山银铜铅锌矿、平乡铜矿、东乡铜矿等一系列大型、超大型矿床。众多学者多年来对矿集区内的重要矿

表6 硫同位素平衡温度计算表

Table 6 Computation of sulfur isotopic equilibrium temperature

序号矿物Aδ34S(‰)矿物Bδ34S(‰)测温系数平衡温度(℃)1黄铁矿5.6磁黄铁矿4YKajiwara19711602黄铁矿5.1黄铜矿4.6YKajiwara19711143黄铁矿5.1闪锌矿3.6YKajiwara19711744黄铜矿4.6方铅矿2.5YKajiwara19712835黄铁矿4方铅矿2.5YKajiwara1971534

注：1、2、3组为铅锌矿化阶段硫同位素平衡温度计算结果；4、5为黄铜矿化阶段硫同位素平衡温度计算结果。

床进行了大量研究，对成矿带北端德兴地区主要铜矿床矿石硫化物的Pb、S同位素研究结果表明，这一地区成矿物质主要源于地幔但也混染有前震旦系双桥山群老变质岩地层的矿物成分(刘姤群等，1983；朱训等，1983； Jinetal.，2001，2002；朱金初等，2002 ；Wangetal.，2006；Lietal.,2007；毛景文等，2008，2010；周清等，2013)。但也有部分学者认为德兴地区铜的主要来源为前震旦系双桥山群老变质岩地层(季克俭等,1989；梁祥济，1995)。通过对德兴铜矿西南侧的金山金矿岩(矿)石的稀土元素地球化学特征和硫、铅同位素组成研究结果表明，金山矿床成矿物质主要来自双桥山群浅变质岩地层(王可勇等，1999)。成矿带中部的永平铜矿和东乡铜矿具有相似的成矿物质来源和成矿作用，研究表明永平铜矿成矿物质主要源于矿区内震旦纪基底地层，矿床形成早期大量成矿物质被活化迁移进入火山热液，以火山喷流的方式进入沉积盆地内部沉积富集,形成原始矿化层(杜灵通，2005)；东乡铜矿位于永平铜矿西侧约110km处，海底火山活动为东乡铜矿的形成带来了大量的双桥山群成矿物质，成矿热液通过充填、交代和叠加改造，在有利部位形成了原生矿体，同时上层围岩中的成矿物质在地表水的淋滤、富集作用下，在有利地段形成富矿体(黄苏锦，2011)。

从成矿带上主要矿床成矿温度方面而言，位于矿集区北端的德兴地区流体包裹体测温结果显示，德兴朱砂红铜矿的主成矿阶段成矿温度为200℃～340℃(吴德新等，2013)，而朱砂红铜矿东南侧约1.5km的铜厂铜矿成矿物质沉淀主要发生在250℃～350℃这一温度区间(朱金初，2002)；德兴铜矿西南侧的金山金矿石英包体测温结果显示其最佳形成温度为230℃～400℃(王可勇等，1999)；银山银铜铅锌矿床的多金属矿化则可分为两期主成矿温度，铅锌银矿化成矿温度在130℃～310℃之间(华仁民，1987；1993)，以铜金矿化为主的成矿作用，成矿温度集中在200℃～330℃之间(华仁民，1987；林德松等，1990)；成矿带中部的永平、东乡铜矿的流体包裹体研究结果表明，永平铜矿层状矿体成矿温度范围217℃～315℃，局部脉状矿体成矿温度较高为240℃～400℃；东乡铜矿成矿温度范围为213℃～317℃(朱筱婷，2005)。

引鉴前人的研究成果，通过对比可以发现位于成矿带西南端的相山矿田，其最新发现的多金属矿化成矿物质来源与成矿条件既具有这一典型矿集区内众多矿床的普遍特征，也具有其自身的特点。在成矿物质来源方面，相山矿田多金属矿化与整个矿集区大部分矿床具有高度的一致性，即矿区内古老基底地层为成矿提供了主要的矿物来源，深部岩浆热液主要对成矿起到叠加聚集改造的作用，并未提供大量物源；在成矿温度方面，根据目前所获得的测试结果相山深部多金属成矿温度以低温为主(114℃～174℃)，局部为中高温成矿作用，这与成矿带内以200℃～340℃为主的中温成矿作用存在较为明显的差异。笔者分析认为，由于相山地区目前发现的多金属矿化以埋藏深度较浅的铅锌矿化为主，所以测试所得成矿温度普遍以低温为主。而成矿温度较高的铜矿化因为埋藏很深，能获得的样品较少，所以统计所得的相山深部多金属成矿温度出现了与成矿带上其它大部分矿床在成矿温度上的较大差异。相信随着矿田勘探范围和勘察深度的增加，相山地区的多金属成矿将与整个矿集区表现出较为一致的特征。从而利用更为充分的证据将相山矿田的多金属矿化归为我国东部大型多金属矿集区的一部分，将相山产铀基地推向一个更为显著的战略地位。

6 结论

(1) 目前为止相山深部发现的多金属矿化可分为两大类，分别为成矿深度相对较浅的铅锌矿和成矿深度较大的铜矿。由于相山盆地不同区域基底隆凹形态与埋藏深度不同，所以这两种类型的矿化在不同区域具有差异较大的埋深。总体而言，从垂向上可将相山地区的矿化厘定为上铀中铅锌下铜的成矿空间模式。

(2) 相山地区多金属矿化中共(伴)生有贵金属，矿田深部方铅矿内普遍含有Ag元素，西部邹家山深钻中发现的Au元素以均匀质点分散在方铅矿内，以晶格金的形式参与矿物晶格构架，部分样品金含量超过1.00g/t。

(3) 综合矿物组合、类型、组构、蚀变、同位素平衡温度等方面的分析结果，认为相山深部多金属成矿具有多期多阶段多改造的特点，判断成矿作用以中低温为主的同时局部存在明显的中高温成矿作用。

(4) 硫、铅同位素分析结果表明，低品位的浸染状、细脉状矿石其成矿物质主要来自于周围的基底变质岩，同时混合部分地幔成矿物质。而矿化度高的样品Pb同位素组成反映出，其在前面一期成矿作用的基础上又经历了上地壳成矿流体的二次改造，后期源于上地壳多次的热液改造作用对于Pb、Zn、Cu、Au等元素的富集成矿起到了决定性作用。

(5) 引鉴对比前人的研究成果，相山地区多金属矿化在成矿物质来源上具有德兴-遂川矿集区成矿的普遍特征，在成矿温度方面相山深部多金属成矿以低温为主(114℃～174℃)，这与成矿带内以中温(200℃～340℃)为主的成矿作用存在较为明显的差异，推测这与相山地区勘探深度和不同类型矿化埋深的差异这两点有关。

[注释]

① 核工业261大队.1980.610矿田6117矿床最终研究报告[R].江西：核工业部内部报告

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Characteristics of Deep Polymetallic Mineralization in the Xiangshan Uranium Ore Field of Jiangxi Province

WANG Jian，NIE Jiang-tao，GUO Jian，Huang Zhi-zhang，Li Xiu-zhen

(CNNCKeyLaboratoryofUraniumResourcesExplorationandEvaluationTechnology,BeijingResearchInstituteofUraniumGeology,Beijing100029)

This work was based on scientific deep drilling as well as combination with the recent discoveries of scattered polymetallic mineralization in the Xiangshan ore field of Jiangxi province.It was determined that rich metal resources were buried deeply beneath this area,with potential mineralization at the depth more than 2500 meters.Such polymetallic mineralization can be divided into two categories,the first is lead-zinc ore which is relatively shallow,and the second is copper ore at larger depth.Our work suggests that a spatial model of mineralization with uranium in the upper,lead,zinc,gold in the middle,and copper in the lower can characterize this ore field.Research shows lead-zinc and copper ores are closely associated with calcite and silicification,respectively.Electron probe and SEM observation reveal Ag unevenly scattered in galena,and Au evenly distributed in galena and structure mineral crystal lattice.By calculating sulfur isotopic equilibrium temperature and classified study on the sulphur and lead isotope of wall rock,low-grade ore and high-grade ore,we came to the conclusion that the Xiangshan deep polymetallic mineralization is mainly of low temperature,partly of medium-high temperature.We infer that the metallogenic material was mainly from metamorphic basement,mixture with some mantle material.The late stage of upper crust hydrothermal reformation might have a crucial role in enrichment and mineralization of Pb,Zn,Cu,and Au.Compared with previous researches in the Dexing-Suichuan polymetallic mineralization concentration field,we think that the Xiangshan ore field has a common characteristic with ore-concentrated areas in source of metallogenic material,but obviously different in metallogenic temperature,i.e.dominated by low temperature(114～174℃).,rather than mesothermal (200℃～340℃) as in other the metallogenic zones.We speculate that this difference is related with exploration depth and variable types of mineralization at different depths in the Xiangshan ore field.

Scientific deep drilling; polymetallic mineralization; uranium mine; Xiangshan ore field