相山矿田与冷水坑矿田多金属成矿特征对比

庞文静，陈贝贝，周涛，黄柔睿，周云云，郭福生，吴志春，谢财富

(1.江西省地质局二六一大队，江西 鹰潭 335001；2.江西省能源矿产地质调查研究院，江西 南昌 330103；3.东华理工大学 地球科学学院，江西 南昌 330105)

0 引言

相山矿田位于江西省乐安—崇仁县境内，该区开展了近60年的地质找矿工作，发现了20多个铀矿床，取得了丰硕的铀矿找矿成果，是亚洲最大的火山岩型铀矿田。在寻找铀矿的过程中，同时也发现了很多多金属矿化现象[1-3]，如目前已勘查的项目成果中，相山西部的河元背—牛头山、北部的横涧—沙洲—马口一带均发现有较好的多金属工业矿体，在阳光地区和李家岭地区深部铀矿勘探过程中，均可见多金属成细脉状或浸染状产出，但是该区多金属矿的研究程度一直较低，也未取得多金属的找矿突破。冷水坑铅锌银矿田位于江西省贵溪市境内，是中国重要的铅锌银矿床，该矿床深部层状矿体厚度大，品位高，规模大，经济价值高，在世界范围内也属罕见[4-5]。相山矿田与冷水坑矿田在地质背景、地层、岩浆岩、多金属矿体特征、围岩蚀变等方面有一定的可比性，通过对冷水坑矿田的深入分析，与相山矿田多金属成矿进行对比研究，以期为相山矿田的多金属找矿提供重要的指示意义。

1 区域地质背景

相山矿田与冷水坑矿田仅相距约136 km，两者在大地构造位置上均处于扬子板块与华夏板块拼接带南侧，位于华南成矿省武功山—会稽山成矿带的抚州—饶南铀铜铅锌多金属非金属成矿亚带中[6-7]，区域上出露地层主要有南华系及震旦系变质岩、下白垩统火山岩，岩浆活动主要以加里东和燕山期为主。相山矿田位于区域性NE向遂川—抚州深断裂(F8)与NNE向鹰潭—安远深断裂(F10)的交汇部位，冷水坑矿田位于区域性NNE向鹰潭—安远大断裂(F10)和近EW向广丰—萍乡断裂(F6)交汇部位(图1)，可知两者在区域上均受NNE向鹰潭—安远断裂(F10)控制。

图1 相山矿田与冷水坑矿田大地构造位置示意

2 地层特征对比

相山矿田与冷水坑矿田出露地层特征对比见表1，可知，相山矿田出露地层以中元古界变质岩、下白垩统打鼓顶组和鹅湖岭组为主，部分为下石炭统和上三叠统，矿田北西部为区域贯穿的NE向白垩系断陷红盆红层沉积(图2)。冷水坑矿田地层则以震旦系上统老虎塘组变质岩、下白垩统打鼓顶组和鹅湖岭组为主，部分为下石炭统梓山组[9-10](图3)。对比两者，下白垩统打鼓顶组、鹅湖岭组火山岩均广泛分布于两者盆地中，且与成矿关系密切，基底均由元古宇和石炭系组成。

1—第四系；2—上白垩统南雄组；3—下白垩统鹅湖岭组上段；4—下白垩统鹅湖岭组下段；5—下白垩统打鼓顶组上段；6—下白垩统打鼓顶组下段；7—三叠系安源组; 8—石炭系华山岭组；9—中元古界；10—花岗斑岩；11—花岗岩；12—断裂构造

1—第四系；2—下白垩统鹅湖岭组；3—下白垩统打鼓顶组；4—石炭系梓山组；5—上震旦统老虎塘组；6—流纹斑岩；7—钾长花岗斑岩；8—石英正长斑岩；9—含矿花岗斑岩；10—隐爆角砾岩；11—不整合界线；12—断层；13—勘探线

表1 相山矿田与冷水坑矿田地层特征对比

3 岩浆岩特征

相山矿田主体岩石为一套由熔结凝灰岩、流纹英安岩、碎斑熔岩、斑状花岗岩、花岗斑岩组成的酸性火山—侵入杂岩体[11]，冷水坑铅锌银矿田侵入岩主要以花岗斑岩(与成矿关系密切)、正长花岗斑岩、流纹斑岩和石英正长斑岩等为主，根据前人数据资料[11-12]，两者在岩石地球化学特征上对比如下。

在w(SiO2)—w(K2O)图解中,相山矿田火山—侵入杂岩都投在钾玄岩和高钾钙碱性系列(图4a)，冷水坑矿田中含矿斑岩与矿区其他岩浆岩都投在高钾钙碱性—钾玄岩系列(图4b)；在A/CNK—A/NK图解(图4c)中，相山矿田火山—侵入杂岩的数据主要分布在准铝质—弱过铝质，个别分布在强过铝质区(图4c)，冷水坑矿田含矿斑岩及其他岩浆岩主要分布在过铝质区(图4d)。对比两者，冷水坑矿田侵入岩较相山矿田侵入杂岩更加富硅、钾、铝。

图4 相山矿田火山—侵入杂岩与冷水坑矿田侵入岩主元素特征对比[11-12]

相山矿田火山—侵入杂岩均具有相似的稀土元素配分曲线(图5a)，为右倾的四分组特征曲线，表明它们有相似的岩浆物质来源。冷水坑矿田内各类型岩浆岩稀土元素总量从大到小大致依次为流纹斑岩、石英正长斑岩、正长花岗斑岩、花岗斑岩，含矿斑岩与矿区内其他岩浆岩的稀土配分型模式相似(图5b)，均呈明显右倾型，具有明显的Eu负异常，Ce异常不明显，表明它们具有相似的岩浆演化过程，其中花岗斑岩、流纹斑岩和正长花岗斑岩有强烈的Eu负异常，说明这3类岩石在成岩过程中结晶分异作用明显[13]。对比两者，均表现为轻稀土富集型，但冷水坑矿田岩浆岩结晶分异作用要强于相山矿田。

图5 山矿田与冷水坑矿田稀土元素配分模式[11-12]

相山矿田火山—侵入杂岩在原始地幔标准化微量元素蛛网图上(图6a)，各类岩石样品曲线基本相同，表现为斜率较大的右倾型，总体亏损Ba、Nb、Ta、Sr、Zr、Y、Eu等，富集Rb、Th、U、Pb、Nd等[3]。冷水坑矿田微量元素配分模式基本一致，总体呈平缓的右倾型(图6b)，总体亏损Ba、Nb、Ta、Sr、Eu等，富集Rb、Th、U、Pb、Nd、Hf等。对比两者，微量元素特征基本相似，都属于低Ba、Sr类型，指示物源主要为壳源[14]，岩浆岩结晶分异程度较高。

图6 相山矿田与冷水坑矿田原始地幔标准化微量元素蛛网图[11-12]

4 矿体特征

根据冷水坑银铅锌矿床的成矿作用与矿化特点的不同，矿体类型主要分为两类，即斑岩型矿体和夹于下白垩统打鼓顶组和鹅湖岭组火山岩中的层状矿体。相山矿田铅锌银矿化也可分为两类，一类是与花岗斑岩关系密切，矿化产于花岗斑岩接触带附近，如相山北部马口—沙洲地区和相山西部李家岭地区发现的铅锌银矿化，且李家岭钻孔资料显示，往深部多金属矿化有富集的趋势，与冷水坑的斑岩型矿体有着相似的矿化特征；另一类是脉型矿化，如牛头山地区深部钻孔揭露，主要以裂隙构造充填为主，具有明显的构造控矿特征，在岩性界面的复合部位矿化越富集。相山牛头山铅锌银矿体与冷水坑铅锌银矿体特对比见表2。具体特征如下：

表2 相山铅锌矿体与冷水坑矿体类型及其特征对比

1)相山矿田牛头山铅锌银矿体：铅锌银矿化产于河元背—小陂断裂构造的两侧(图7)，铅锌矿化脉赋存于流纹英安岩、碎斑熔岩中，主要以脉状充填于构造裂隙中，基本上呈平行展布，矿石品位较富，脉宽0.5～4 cm。在河元背—小陂断裂与碎斑熔岩和流纹英安岩接触面附近复合部位矿化较富集。

1—下白垩统鹅湖岭组上段；2—下白垩统打鼓顶组上段；3—下白垩统打鼓顶组下段；4—中元古界；5—施工的钻孔；6—多金属蚀变范围；7—多金属矿体

2)冷水坑矿田斑岩型矿体：冷水坑矿田斑岩型矿体以银铅锌矿体为主，矿体产于花岗斑岩主体带、前缘带、接触带附近，呈规则透镜状；有的产于岩体近根部带及外带火山岩中，产状与花岗斑岩产状一致。矿体沿赋矿岩体中心向边部的内外接触带依次产出绢云母化—绿泥石化带中的铜矿体、碳酸盐化—绢云母化—硅化带中的铅锌矿体和碳酸盐化—绢云母化带中的银矿体[6]。

3)冷水坑矿田层控叠生型矿体：冷水坑矿田层控叠生型矿由下白垩统打鼓顶组、鹅湖岭组中的含铁锰碳酸盐岩层，经后期成矿热液交代叠加而成，矿体呈层状、似层状，局部呈透镜状(图8)，该套含矿层位岩石组分为凝灰质粉砂岩、沉凝灰岩夹铁锰碳酸盐岩、白云岩、硅灰岩等。银铅锌矿体受到火山沉积层位及层间破碎带的控制明显，矿体与火山沉积层位的产状基本一致，矿化作用的强弱与花岗斑岩的空间关系密切，距离越近矿化越强[15]。

1—下白垩统鹅湖岭组；2—下白垩统打鼓顶组；3—震旦系老虎塘组；4—花岗斑岩；5—流纹斑岩；6—层状铅锌银矿体；7—斑岩型矿体；8—推测断层

5 围岩蚀变特征

冷水坑矿田围岩蚀变丰富多样，分布广泛，绿泥石化、绢云母化、硅化和碳酸盐化普遍发育于斑岩矿体及围岩中，但层状矿体远离斑岩体部位热液蚀变现象不明显，只有局部弱硅化和绢云母化，仅有铁锰碳酸盐重结晶和转变成磁铁矿的现象于层状矿体靠近斑岩体部位发育[16]。蚀变特点如下：绿泥石化主要分布于含矿斑岩体中心部位，岩体边部和靠近岩体的围岩局部可见，属面型蚀变，另外，在一些构造裂隙中也见绿泥石化，其主要为不规则网脉状产出，与矿化关系比较密切，往往在矿体或矿化体边部有绿泥石化出现。绢云母化发育于含矿斑岩体的内外接触带及层状矿体围岩晶屑凝灰岩中，以岩体的上部尤其强烈，属面型蚀变。碳酸盐化分布广泛，呈面型发育，发育在含矿斑岩体及火山碎屑岩中，铁锰碳酸盐矿物及方解石等为主要蚀变矿物。硅化蚀变主要分布在花岗斑岩体内及火山碎屑岩、层状矿体内，多伴随绢云母化等蚀变产出。

相山矿田含矿围岩蚀变种类较多，分布广、规模大，且有不同蚀变相互叠加的特点，发育有绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、黄铁矿化、硅化，与冷水坑矿田围岩蚀变类型基本一致，蚀变特点如下：绿泥石呈星点状交代火成岩中的基质及长石、黑云母,或呈不规则的网脉状、细脉状、团状充填和胶结于岩石微裂隙中呈黄绿色。碳酸盐化主要为方解石化，多以方解石细脉充填于构造裂隙中，常伴有金属硫化物矿化，属矿区蚀变最晚阶段产物。硅化形成他形粒状石英，结晶程度较低，主要表现在浅灰色石英细脉充填于构造裂隙中，或与铅锌矿化裂隙交结在一起。黄铁矿化主要表现为沿矿体及其顶底板围岩呈浸染状、细脉状产出，呈他形粒状少数为立方体与方铅矿、闪锌矿等相伴生，在构造裂隙面或近地表常氧化形成褐铁矿。

6 相山矿田与冷水坑矿田对比的启发

通过相山矿田与冷水坑铅锌银矿田在区域地质背景、地层、岩浆岩(主量元素、稀土元素、微量元素等地球化学特征)、矿体特征、围岩蚀变等成矿地质条件的对比发现，两者具有非常相似的成矿地质条件，物质上具有相同来源，暗示冷水坑矿田与相山矿田在多金属成矿作用上存在相同特征，在找矿方向和找矿思路上具备可借鉴性。在成矿特点上冷水坑斑岩型矿床主要与小岩体关系密切，而不是大规模的岩体；相山矿田西部牛头山地区、北部沙洲—马口一带地表和深部均发现有小岩体，其中牛头山地区ZK26-101单孔估算铅锌资源量达22 000 t、银资源63.8 t，沙洲地区伴生铅资源量达13 000 t，已显示了该区较好的多金属找矿潜力，下一步应根据冷水坑的成矿模式围绕着区内的小岩体寻找斑岩型的多金属矿。冷水坑矿田最早发现的也是脉型矿体，经进一步勘探不仅发现了斑岩型矿体，更发现了层控叠生型矿体，矿体品位高、厚度大、产状稳定，产于下白垩统打鼓顶组凝灰质粉砂岩、沉凝灰岩一套地层中，与相山矿田K1d1地层岩石特征相似。在相山矿田实施的地质勘探工作中，也发现深部有十至数十米的硅化破碎带，由于构造活动导致岩石磨碎，裂隙发育，充填石英或碳酸盐，类似这类构造若存在成矿流体通过，就可能形成类似冷水坑层控型的高品位矿体，而以往相山找铀矿的工作中，一般注重K1e2和K1d2层位的找矿工作，大多数钻孔施工到K1d1即停止施工了，对K1d1层位的多金属矿化情况探索较少，所以在相山矿田下一步的多金属找矿中，应研究打鼓岭组上段的凝灰岩中是否存在形成层控型多金属矿体的地质条件，若有发现，有望取得相山多金属矿找矿的重大突破。

7 结论

1)相山矿田与冷水坑矿田同处抚州—饶南铀铜铅锌多金属非金属成矿亚带中，具有相似的主体岩性，均由下白垩统鹅湖岭组与打鼓顶组的火山岩系列组成。

2)两者岩浆岩具有相似的地球化学特征，均表现为高钾钙碱性—钾玄岩系列，准铝质—弱过铝质特点，冷水坑矿田相对更加富硅、钾、铝；稀土元素配分曲线、微量元素蛛网图特点相似，明显右倾，表现为轻稀土富集型，Eu明显亏损，属于低Ba、Sr类型，指示物源主要为壳源，岩浆岩结晶分异程度较高，但是冷水坑矿田岩浆演化过程中斜长石结晶分异结晶作用相对强于相山矿田。

3)相山矿田已发现的多金属矿体主要为脉型矿体，冷水坑矿田主要以斑岩型矿体、层控叠生型矿体为主，冷水坑多金属成矿年龄早于相山矿田；围岩蚀变均以绿泥石化、绢云母化、硅化、碳酸盐化为主。

4)认为相山矿田下一步应围绕着小岩体寻找斑岩型多金属矿，在K1d1层位寻找层控叠生型多金属矿。