江西省上栗县七宝山铜多金属矿床成矿岩体地球化学特征及成因研究

2022-02-06张磊权富马超

四川有色金属 2022年4期

张磊，权富，马超

(1.江西省地质局第一地质大队，江西南昌 330002；2.江西省矿产资源保障服务中心，江西南昌 330002）

七宝山铜多金属矿为矽卡岩型矿床，成矿母岩为以花岗闪长斑岩为主的志木山岩体，与成矿有关的围岩为二叠系中统茅口组。七宝山铜多金属矿床成因总体研究程度较低，本次针对志木山岩体进行岩石学、全岩地球化学研究，研究成矿母岩的成因及构造地质意义，对探讨矿床成因、总结成矿规律具有重要意义。

1 矿床地质特征

矿床属于钦杭成矿带萍乡-德兴Cu-Pb-Zn-Ag-Au-W-Mn海泡石-硅灰石成矿亚带［1-3］。区域性构造主要为北东—北北东向线型褶皱和逆断层F1。

矿区出露地层主要为二叠系及三叠系地层。其中茅口组为主要赋矿地层。矿区基本构造为北东向背斜，背斜核部由栖霞、茅口组组成；两翼由乐平组和七宝山组构成，北西翼倾向北西，倾角10°～50°，南东翼倾向南东，倾角10°～40°，北翼被断层（F1）切割而发育不完整，该断裂具有多期活动性。

矿区出露岩体为志木山岩体，主要岩性为花岗闪长斑岩，见少量石英闪长玢岩和矽卡岩化斜长岩。成岩年龄约为166.28±0.67Ma［4］，属燕山期早期浅成侵入岩体。岩体沿北东向侵入背斜核部，呈不规则岩滴、岩脉、岩株状，数量众多。岩体总体展布与主体构造线方向一致，与围岩多呈斜交层理侵入接触，接触面产状多变，总体上为北缓南陡。岩体为“无根”岩体，深部受F1断层切割［5-6］。

矿区内志木山岩体顺北东向背斜侵入于中二叠统碳酸盐岩地层中，形成以矽卡岩型为主的铜钼多金属矿产，目前大致查明的矿种有铜、钼、钨、磁铁矿等。矿体主要赋存于矽卡岩中，少量赋存于花岗闪长斑岩、大理岩中。矿体产状受矽卡岩带和断裂、裂隙联合控制。矿体以长透镜状、脉状、囊状为主，部分呈似层状。

2 成矿岩体地球化学特征

2.1 岩石学特征

根据岩性和岩石结构构造特征及产状差异，可将岩体划分为内部相及边缘相，呈渐变过渡接触。

内部相：处于岩体中央部位，主要为花岗闪长斑岩，具斑状结构为主，块状构造；矿物成分较稳定，未见明显蚀变矿化，斑晶占20%～40%，主要为斜长石（68%±）、石英（14%±）、角闪石（9%±）、钾长石（6%±）、黑云母（3%±），斑晶一般1m～2mm；基质占60%～80%，微细粒结构或隐晶质结构，主要为钾长石、斜长石、石英、角闪石等，粒径0.1m～0.2mm。

边缘相：分布于岩体边缘，主要为石英闪长玢岩和矽卡岩化斜长岩等，发育绢云母化、矽卡岩化、黄铁矿化、绿泥石化等。石英闪长玢岩呈残余斑状结构，块状构造，结晶粒度较内部相对减小，矿物自形程度低；斑晶为斜长石、石英，粒径0.1mm～0.5mm；基质由斜长石和少量他形石英组成，粒径0.01mm～0.02mm。斜长岩呈中细粒结构，块状构造，主要由斜长石组成，弱白云母化、矽卡岩化，斜长石半自形板状、板柱状，长径2mm～5mm，含量约90%，常见少量透辉石、石榴石等矽卡岩矿物。

2.2 主要元素特征

志木山岩体SiO2含量60.86%～66.50%，平均64.35%，属中酸性岩类；里特曼（A.Rittmann,1957）指数（σ）0.78～3.68，平均2.68（表1、表2），K20-SiO2图解中（图1）位于高钾钙碱性系列及钾玄岩系列［7-8］，SiO2-碱度图中（图2）位于碱性-钙碱性区，表明志木山岩体属高钾碱性-钙碱性系列；铝饱和指数A/NKC为0.78～0.85，平均0.81，铝饱和指数判别图中（图3）均位于准铝质区，表明志木山岩体属准铝质系列；由于岩体遭受了蚀变，镜下定名存在一定难度，本次采用岩浆岩系统全碱-硅（TAS）分类图解（图4）进行辅助定名，数据投影点落入花岗闪长岩、石英二长岩、二长岩中；综上所述，志木山岩体属高钾碱性-钙碱性准铝质花岗闪长斑岩。

表1 志木山岩体主要元素特征表(ωB%)

表2 志木山岩体CIPW标准矿物计算表（wt%）

图1 K2O-SiO2分异图

图2 SiO2-碱度图

图3 铝饱和指数判别图

图4 全碱-硅（TAS）分类图

2.3 微量元素特征

志木山岩体微量元素分析结果显示，铜含量28.7ppm～17100ppm，平均含量4384ppm，呈明显富集，铜最高品位已达工业品位；钼含量一般为1.64ppm～7.58ppm，部分大于50ppm，呈明显富集，未达边界品位；钨含量一般为15.2ppm～64ppm，部分大于100ppm，呈明显富集，未达工业品位；铅含量6.59ppm～39.8ppm，平均21.87ppm，明显富集，未达边界品位；锌含量33.2 ppm～730ppm，平均253.88ppm，明显富集，未达边界品位(表3）。以上事实证实了志木山岩体的含矿性，是七宝山铜多金属矿床的成矿母岩。

表3 志木山岩体微量元素特征表(×10-6，Au为×10-9)

2.4 稀土元素特征

志木山岩体稀土总量159.18ppm～175.95ppm，平均含量167.57ppm；轻重稀土比值10.88～12.91，平均11.89，LaN/YbN为12.79～17.23，平均15.01，轻稀土相对富集。稀土配分图上曲线表现为右倾斜，轻稀土分馏明显，重稀土分馏不明显。Eu异常不明显或无异常，δEu值0.98～1.03，平均1.00（表4，图2-图3）。

表4 志木山岩体稀土元素特征表(×10-6)

图5 志木山岩体稀土配分型式图

3 岩体成因分析

3.1 物质来源判别

Lgσ介于-0.11—0.57，Lgτ介于1.63—1.72，具有造山带岩浆岩的特征（图6）。本文采用ACF图解来判别花岗岩成因类型（图7），图解结果显示，志木山岩体大部分落入I型花岗岩区域，少量落入S型花岗岩区域，均靠近I型与S型花岗岩的分界线附近，不能明确鉴别花岗山的成因类型。钦杭成矿带东段区域内I型花岗岩不具明显的Eu异常或无Eu异常，轻重稀土分馏明显的特征［9］；S型花岗岩具明显的负Eu异常，轻重稀土分馏不明显［10-11］；A型花岗岩具极明显的负Eu异常，轻重稀土分馏不明显［12-13］。志木山岩体稀土配分型式与I型花岗岩类似，因此认为志木山岩体属I型花岗岩。

图6 Lgσ—Lgτ图解

图7 成因判别ACF图解

在反映花岗岩源区特征的C/MF—A/MF图解［14］中（图8），花岗闪长斑岩位于“基性岩的部分熔融”区域，反映出志木山花岗岩源区以基性火山岩为主。Nb/Ta比值常常可以有效地识别源区的特征，Nb/Ta值小于8.3，源区为下地壳；Nb/Ta值大于17，源区为亏损地幔，志木山花岗闪长斑岩Nb/Ta比值为5.27～17.64，表明其形成时有大量下地壳物质参与，同时有少量地幔物质加入。