九瑞铜多金属矿集区“层-体耦合”多位一体成矿模式与深部找矿

周贤旭 曹钟清 黄水保 张磊 许瑞平

摘要：九瑞铜多金属矿集区内生金属矿床属于与燕山期同熔型中酸性斑岩体有关的广义矽卡岩成矿系列。通过对同熔型中酸性斑岩体为成矿必要条件、赋矿层系为重要条件、构造为充分条件，以及矿床组合与矿化分带进行整体研究分析，建立了九瑞铜多金属矿集区“层-体耦合”多位一体成矿模式，就深部找矿提出以“脉”找“体”、以“层”找“体”、以“体”找“层”和由“铅锌银”找铜的思路。经进一步探矿，在邓家山铜金矿区、南港铜矿区、武山铜矿区等深部探获了新矿体，取得了良好的找矿效果。

关键词：层-体耦合;同熔型;成矿模式;深部找矿;九瑞铜多金属矿集区

中图分类号：TD11 P612文献标志码：A

文章编号：1001-1277（2021）05-0001-05   doi：10.11792/hj20210501

九瑞铜多金属矿集区主体位于长江中下游铁铜成矿带江西段，是中国20个国家级重要成矿（区）带之一，也是首批47个整装勘查区之一。该矿集区内生金属矿床属于与燕山期同熔型中酸性斑岩体密切相关，主要由似层状块状硫化物型（层控）、矽卡岩型、斑岩型和热液脉型等矿床类型组成的内生铜、金成矿系列，表现为同熔型中酸性斑岩体为成矿必要条件、赋矿层系为重要条件、构造为充分条件。本文在研究以燕山期同熔型中酸性斑岩体为主成矿因素的铜、金矿床组合、空间配置关系的基础上，构建出以斑岩体为中心的“层-体耦合”多位一体成矿模式[1]，并结合近年来找矿实践，总结该矿集区找矿以“脉”找“体”、以“层”找“体”、以“体”找“层”和由“铅锌银”找铜的思路，且取得了较好的矿产勘查效果，对找矿具有一定的理论指导意义。

1 “层-体耦合”成矿条件

1.1 赋矿层系

赋矿层系为成矿重要条件。九瑞铜多金属矿集区地层发育较齐全，主要出露奥陶系—三叠系地层，其中五通组与黄龙组、二叠系与三叠系是重要的赋矿层位。根据23个铜、金矿及资源储量统计结果（见图1），该矿集区内约90 %铜、金矿分布与各地层有关[2]。其中，五通组与黄龙组是层状硫化物型矿床赋存的重要层位，次为二叠系与三叠系（矽卡岩型矿床赋矿层位）。五通组与黄龙组为主要赋矿层位的有利因素如下：

1）夹心饼干式结构。主要赋矿层位黄龙组白云质灰岩、白云岩与其下的五通组砂岩接触面为硅镁界面，其上以二叠系梁山组含煤砂、泥岩层为屏蔽层，形成夹心饼干式结构，有利于交代充填成矿。

2）相变钙硅界面。该矿集区早—中泥盆世处于陆蚀状态，晚泥盆世下沉为内陆盆地，接受了一套陆相碎屑沉积，即形成五通组砂岩;晚泥盆世末期，上升为陆地，因此缺失石炭系下统地层。晚石炭世早期，地势迅速下降，沉积了一套浅海相含有丰富蜓科化石的碳酸盐岩。陆相与浅海相钙硅界面物理化学性质的明显差异，有利于成矿。

3）假整合及层滑面。该矿集区内石炭系上统黄龙组与泥盆系上统地层为平行不整合接触，局部为微角度不整合接触。此界面是构造软弱带，易形成层滑断裂，从而为成矿提供有利构造空间。

4）含硫层。据蒋少涌等[3]研究，石炭系上统黄龙组底部发育块状硫化物，呈似层状、透镜状和丘状，与上、下地层整合产出，容易受到热液叠加改造，提供硫等成矿元素，形成如武山北矿带层状硫化物型矿床。

1.2 同熔型中酸性斑岩体

同熔型中酸性斑岩体为成矿必要条件。该矿集区内岩浆活动频繁，以小型岩体成带展布为特征，共有29个小岩体出露于长江南岸，呈北西西向带状分布，单个岩体出露面积为0.01～2.50 km2。岩体侵入奥陶系—三叠系中统地层，围岩多为碳酸盐岩，其次为碎屑岩。岩体产状主要呈岩株、岩墙、岩脉。城门山、武山、东雷湾3个岩体呈岩株产出，平面上近于等轴椭圆状，剖面上为陡立柱状;其他岩体呈岩墙或岩脉。岩石类型主要有闪长岩、石英闪长岩、石英闪长玢岩、花岗闪长斑岩和石英斑岩5种，且花岗闪长斑岩和石英闪长玢岩占绝对优势，有的伴有隐蔽爆破相岩石。

与成矿有关的岩体为燕山期产物，多为由不同期次石英闪长玢岩、花岗闪长斑岩及石英斑岩等不同岩性组合的空间结构不同的杂岩体。其中，早期第二—第三阶段花岗闪长斑岩最为重要，岩浆活动阶段是成矿最重要时期，其多构成岩株状岩体的主体，是铜成矿最重要的成矿岩体，也是金成矿主要的成矿母岩之一;燕山早期第一阶段石英闪长玢岩和燕山晚期第一阶段石英斑岩多为脉状或岩墙，次为岩株产出，其中石英闪长玢岩与金成矿关系密切，石英斑岩与钼成矿关系密切。各矿种资源量与侵入岩类型对应关系见表1。其中，燕山早期石英闪长玢岩、花岗闪长斑岩成岩时代多集中在135～157 Ma;燕山晚期石英斑岩成岩时代主要在103～112 Ma[2]。

花岗闪长斑岩主要组成矿物有斜长石、石英、钾长石及黑云母、角闪石。斜长石为更—中长石（w（钙长石）=25 %～30 %），副矿物主要为磁铁矿、磷灰石、榍石和锆石。岩石中w（SiO2）为64 %～65 %，富碱富钾（w（K2O+Na2O）为6.86 %，w（K2O）/w（Na2O）值为1.49），富含成矿元素，其中w（Cu）为596 g/t，w（Mo）为80 g/t，分别为维氏同类岩石丰度的28倍和11倍。岩石稀土总量为113.08×10-6，w（Ce）/w（Y）值为5.52，稀土元素球粒陨石标准化配分模式图呈左高右低直线型，δEu为0.867，无铕亏损;w（87Sr）/w（86Sr）初始值为0.706 3、εSr（t）为50.61，δ34S为1.2 ‰～5.3 ‰，δ18O石英斑晶为12.8 ‰[4-5]。据此认为，岩浆源自地壳深部或上地幔，花岗闪长斑岩属同熔型岩浆岩。石英闪长玢岩具有类似特征。

1.3 构 造

构造为成矿充分条件。该矿集区构造的形成、发展和演化過程控制和影响着岩浆活动与成矿作用。由于构造活动的多期、多阶段、多层次及在空间上的继承性，控制了岩浆岩的多期、多阶段、多层次侵入活动和与之密切相关的成矿作用，也严格控制了岩浆岩空间展布与矿床分布。

该矿集区处于郯庐断裂末梢码头—九宫山北北东断裂与北东向赣江断裂（2条燕山期左行挤压走滑断裂）之间，受二者挤压扭动作用形成的北西西向鄂州—九江断裂带，成为矿集区Ⅰ型中酸性斑岩岩浆与铜多金属矿质流体的主要通道，并与以北东东向反S形褶皱、断裂复合，形成了“九瑞式”控岩控矿构造网络，为成矿提供了充分条件。

2 “层-体耦合”成矿系统

2.1 “多位一体”矿床组合

九瑞铜多金属矿集区形成了与斑岩体有关的矽卡岩型、斑岩型（包括隐爆角砾岩型）及层状硫化物型矿床，主要有斑岩体+碳酸盐岩围岩=矽卡岩型成矿、斑岩体+非碳酸盐岩围岩和/或岩浆热液隐爆=斑岩型成矿、斑岩体+层状硫化物（含铜黄铁矿层）=沉积-热液叠加改造型成矿。在不同矿区，各种不同类型的矿床可以叠加复合为不同组合形式。例如：武山铜矿床属于沉积-热液叠加改造型+矽卡岩型，城门山铜钼矿床属于斑岩型+矽卡岩型+沉积-热液叠加改造型;丰山洞铜矿床属矽卡岩型+斑岩型。

2.2 矿床及矿化分带特征

2.2.1 地质空间分带特征

以城门山铜钼矿床为例。该矿床是一个以铜为主，兼具大型铅、锌、硫等的综合矿床;按成矿控矿因素、矿种及矿体空间展布等特征，以岩体为中心，自下而上、由内而外划分的矿带见图2。

斑岩钼矿带：钼矿体呈椭圆柱体产于岩体中心较深部位，与钾化、硅化带一致。从矿化趋势推测，深部具有一定找矿远景。

斑岩铜矿带：位于斑岩钼矿带外侧，对应硅化—黏土化带，沿岩体边缘呈环带状分布，在侵蚀基准面（赋存标高为0～50 m）附近呈水平蓆状分布。岩体边缘的矿体围绕钼矿体分布，呈环带状，也常与矽卡岩铜矿带的矿体连成一体，过渡为矽卡岩铜矿体。

矽卡岩铜矿带：位于岩体与碳酸盐类地层的接触带上，对应矽卡岩化带。按矽卡岩的空间连续性和矿体产状、形态的差异，可分为东、西2个半环带。东半环带受花岗闪长斑岩与灰岩接触带控制，为矽卡岩型铜矿的主带;西半环带主要受石英斑岩与灰岩接触带控制，矿体的产状随接触带的形态变化。

块状硫化物矿带：主要指赋存在五通组与黄龙组之间的块状硫化物矿体，矿体围绕岩体沿黄龙组呈似层状产出，由块状含铜黄铁矿矿石和松散含铜黄铁矿矿石组成，远离岩体递变为银铅锌矿石。

2.2.2 地球化学分带特征

城门山铜钼矿床各元素异常在空间上围绕岩体呈现分带特征。

平面分带特征：Cu元素异常内带（w（Cu）>1 000×10-6）沿接触带呈环状分布，对应矿体范围;Cu元素异常中带（w（Cu）为500×10-6～1 000×10-6）与整个含矿岩体相对应，反映矿床范围;Cu元素异常外带（w（Cu）为100×10-6～500×10-6）范围大，岩体周边尚未封闭。Mo元素异常形态规整，其内带异常出现在斑岩体中心，向外依次出现中带和外带异常，且内带与圈定的钼矿体范围一致。Ag元素异常与Cu元素异常形态相似，Pb、Zn元素异常的高值区出现在岩体东半环矽卡岩型铜矿地段及似层状含铜黄铁矿出露部位。

剖面分带特征：从99勘探线钻孔原生晕地球化学异常图（见图3）可以看出，各元素异常轴向上均有明显的分带特征，Mn、Zn、Pb、Ag、Cu等元素异常主要位于矿体中上部，异常上宽下窄，呈带状出现，向下渐变为零星小异常，甚至消失。而Mo元素异常主要位于矿体中下部，异常上窄下宽，呈钟状未封闭。

异常组分的轴向分带：从上到下不同中段Cu、Mo元素异常空间展布特征表现为矿床上部Zn、Pb、Ag、Cu等元素异常发育，异常宽度大，强度高;而在矿床下部Mo元素异常宽度相对较大，强度高，Zn、Pb、Ag、Cu等元素异常宽度变小，强度降低，甚至无异常存在。

2.3 成矿模式

九瑞铜多金属矿集区内侵入岩是以花岗闪长斑岩为主的燕山期同熔型浅剥蚀岩体，与上古生界—下三叠统有利赋矿地层形成“层-体耦合”。其中，王家铺煤系、五通组砂岩及其之间的黄龙组白云质灰岩组成了有利的夹心饼干式结构，形成了城门山南矿带、武山北矿带等，并形成了众多大型似层状块状硫化物铜矿床，而远离岩体的矿层递变为银铅锌矿床;围绕斑岩体与二叠系、三叠系下统碳酸盐岩形成了环接触带矽卡岩矿床;在斑岩体内，顶部形成灰岩残留体矽卡岩矿床或斑岩型铜矿床，下部形成斑岩型钼矿床。以城门山铜钼矿床为典型，九瑞铜多金属矿集区“层-体耦合”多位一体铜成矿模式见图4。

3 “层-体耦合”多位一体铜成矿模式的应用

从“层-体耦合”多位一体铜成矿模式图（见图4）看，以斑岩为成矿主要因素的一组铜矿床组合，具有密切的成因联系与一定的空间配置关系。据此，通过以“脉”找“体”、以“層”找“体”和以“体”找“层”等进行找矿预测，并结合成矿分带指导深部找矿[6]。

3.1 以“脉”找“体”

以邓家山铜金矿区为例，该矿区地表及浅部有东西向长1 500 m、宽几米至百余米花岗闪长斑岩岩脉，并见脉（带）状金矿化，预测且经验证在地表约400 m以下发现隐伏岩株状花岗闪长斑岩体，岩体平面投影呈椭圆形，顶部产状平缓，面积大于0.5 km2。在该岩体与二叠系—三叠系碳酸盐岩的内外接触带附近，探获到0～20 m矽卡岩型铜钼矿体，并且这些矿体空间分布显现出下钼上铜的分布规律（见图5）。

3.2 以“体”找“层”

南港铜矿区位于武山岩体外围南部，具备五通组和黄龙组有利层位，预测并经施工ZK104-1、ZK96-1、ZK96-2、ZK88-1等钻孔验证，见到黄龙组与五通组间赋存的块状硫化物型铜钨矿体（见图6），且矿体形态简单，呈似层状;矿体产状稳定，厚度一般为0.20～9.63 m，平均厚4.04 m，Cu平均品位1.84 %;矿体的连续性好，矿体控制走向长大于1 200 m。初步预测矿体铜矿潜在资源达50万t以上，钨矿（WO3）潜在金属量达5万t以上。

3.3 以“层”找“体”

武山铜矿床为带状矽卡岩型矿体和层状硫化物型矿体的组合。据前人研究结果，于武山铜矿区深部斑岩体内发现较强的黄铜矿化和黄铁矿化，属斑岩型铜矿化，并于深部发现与石英斑岩密切相关的斑岩型铜钼矿体（见图7）。

3.4 由“铅锌银”找铜

2011—2019年，江西省地质矿产勘查开发局赣西北大队在城门山铜矿区深边部施工完成的20余个钻孔，在银铅锌矿体下部均见到块状硫化物型铜矿体。目前，已提交新增332+333铜资源量50万t以上，实现城门山铜矿深边部找矿的新突破。

4 结 论

1）九瑞铜多金属矿集区岩浆源自地壳深部或上地幔，属同熔型中酸性岩浆岩，为成矿的必要条件;赋矿层系及构造分别为成矿的重要条件和充分条件。

2）从“层-体耦合”多位一体铜成矿模式看，以斑岩为成矿主因的一组铜矿床组合，具有密切的成因联系与一定的空间配置关系。據此，通过以“脉”找“体”、以“层”找“体”和以“体”找“层”等，并结合成矿分带等进行找矿预测，对找矿具有一定的理论指导意义。

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[5] 包家宝，汤树清，余志庆，等.江西铜矿地质[M].南昌：江西科学技术出版社，2002：66-86.

[6] 曹晓明，周贤旭.“就矿找矿”的认识与实践[J].华东理工大学学报（自然科学版），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

基金项目：“十一五”国家科技支撑项目（2009BAB43B03）;“十二五”国家科技支撑计划项目（2011BAB04B03）;中央地质勘查基金项目（2013360007）;中国地质调查局发展研究中心项目（121201004000150017-10）

作者简介：周贤旭（1964—），男，江西都昌人，高级工程师，从事地质矿产勘查及研究工作;江西省九江市城西港区通港西路，江西省地质矿产勘查开发局赣西北大队，332000;E-mail：507340320@qq.com