江西九瑞矿集区东雷湾铜多金属矿区成矿地质条件分析及找矿远景评价

张 磊，周贤旭，胡志戍

(江西省地质矿产勘查开发局赣西北大队，江西 九江 332000)

0 引言

长江中下游地区是我国重要的铁铜金多金属成矿带，与燕山期中酸性侵入岩有关的斑岩、矽卡岩矿床是区内最主要的矿化类型(图1)[1-3]。九瑞矿集区位于长江中下游成矿带西段“V”字形转折端处，区内发育有城门山、武山大型铜多金属矿床，累计探明铜资源量超500万吨，成矿潜力巨大。东雷湾矿区位于九瑞铜多金属矿集区西北部，矿区成矿地质条件与武山、城门山极其相似，但近年来的勘查仅发现小规模铜多金属矿体，一直未取得重大找矿突破。本文对东雷湾成矿地质条件进行了分析，并提出了下一步找矿方向，希望对该地区找矿工作有所启发。

图1 长江中下游成矿带地质简图(据文献[1])

1 成矿地质背景

矿区位于扬子板块(Ⅰ级)的下扬子地块(Ⅱ级)西部，Ⅲ级构造单元为长江中下游坳陷带，Ⅳ级构造单元为九江坳陷[4]。

1.1 地层

区域地层主要由奥陶系—三叠系组成(图2)，局部为古近系第四系。奥陶系以碳酸盐岩为主，志留系至泥盆系为碎屑岩，石炭系到三叠系以碳酸盐岩建造为主，古近系红色建造仅在断陷盆地中呈零星分布，第四系主要在河流、湖泊分布广泛发育。区域上与成矿有关的围岩主要为碳酸盐岩，其中石炭系黄龙组碳酸盐地层是最主要的赋矿层位。

图2 九瑞矿集区区域地质图

1.2 构造

区域褶皱由一系列NEE—NE向平行的大致等距的背、向斜相间排列组成，自北而南依次为东雷湾—通江岭向斜、宝山—大桥背斜、韭山—黄桥向斜以及郎君山—丁家山背斜。区域断裂十分发育，分为NW—NNW向、NEE向(近EW向)、NE向三组。按照断裂发育深度，划分为区域性深断裂(深)、基底断裂(中)、盖层断裂(浅)。区域性深断裂带为一NW向隐伏深大断裂，沿城门山—武山—丰山洞一线展布，为区内深部岩浆上升造成通道，控制了含矿岩浆岩带和Cu-Au-S矿带的生成和分布，对九瑞矿带展布起主导作用。基底断裂构造主要为NW和NEE向，区域深断裂与基底断裂构成菱形网格结构，网格节点控制中浅部岩体及矿田的展布[5]。盖层断裂主要控制浅部岩体和矿床定位，在超浅和近地表—地表部位，小型的NNE、NEE和NW向断裂以及层间剥离带、侵入接触构造带等是控制矿体分布的含矿构造。

1.3 岩浆岩

区内岩体规模较小，一般以岩株、岩枝、岩墙形态产出，主要岩石类型有花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩、石英闪长岩等，侵入先后顺序为闪长岩→石英闪长岩→石英闪长玢岩→花岗闪长斑岩。花岗闪长斑岩与Cu、S关系密切，形成了以铜为主的大、中、小型矽卡岩型和块状硫化物型矿床，石英闪长岩类与Au、Ag、Cu、S、Pb、Zn关系密切。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露地层由老至新有，中志留统坟头组(S2f)砂岩、粉砂岩，上泥盆统观山组(D3g)含砾石英砂岩，上石炭统黄龙组(C2h)白云岩、灰岩，中二叠统小江边组(P2x)炭质页岩夹透镜状灰岩和茅口组(P2m)含燧石结核灰岩，上二叠统龙潭组(P3lt)炭质页岩、吴家坪组(P3w)含燧石结核灰岩和大隆组(P3d)硅质页岩，下三叠统殷坑组(T1y)黄绿色页岩、青龙组(T1q)薄层灰岩和周冲村组(T1z)泥灰岩、白云岩以及第四系(Q)。受构造和岩浆作用影响，地层产状复杂，总体走向近EW向，部分地层发生倒转(图3)。石炭系至三叠系碳酸盐岩，是区内矽卡岩型钨铜多金属矿体主要赋矿层位。

图3 东雷湾矿区地质简图

2.2 构造

区内主体褶皱为东雷湾向斜，轴向为EW向，轴面扭曲，倾向北，向斜核部为周冲村组上段，两翼地层自三叠系周冲村组至二叠系小江边组均发育。南翼地层上陡下缓呈弧形，浅部地层倾角70°～80°，深部约40°，北翼地层倾角约40°。根据区域成矿特征，三叠系与二叠系不整合面、泥盆系与石炭系不整合面是区内重要的赋矿层位，该部位矿体呈似层状，矿体产状受褶皱形态控制。

东雷湾矿区位于城门山—武山—丰山洞深大断裂带与宋家湾—东雷湾基底断裂交汇部位，两断裂均为区域控岩构造，两者交汇部位控制着东雷湾岩株型岩体产出。矿区内浅表断层不甚发育，区内具有一定规模的断层有两条。一是矿区北部苗母山断层(F1)，该断层是区域性盖层断裂，由西部邓家山经东雷湾延伸至通江岭，全长9 km，该断裂是区内重要的控岩构造，控制着东雷湾岩体及通江岭岩体的产出。二是矿区南部三叠系与二叠系层间滑脱断层(F2)，近东西走向，长约1400 m，断裂破碎带发育，宽0.5～30 m，为矿液活动提供了有利空间，是区内重要的赋矿断层。

2.3 成矿结构面

根据九瑞地区成矿规律，东雷湾矿区内主要成矿结构面：岩体与碳酸盐岩地层接触带，二叠系顶部含燧石结合灰岩与三叠系底部碳质页岩岩性差异面，泥盆系含砾石英砂岩与石炭系白云岩岩性差异面(假整合界面)，特别是岩体接触带、泥盆系和石炭系“硅钙面”是区内主要的找矿层位。

2.4 岩浆岩

东雷湾岩体产于NW向与NNW、近EW向三组构造节点上，由顶蚀侵位作用形成的岩株型岩体[6]，出露面积0.8 km2，岩体主要岩性为花岗闪长斑岩、花岗闪长岩、石英闪长玢岩。各岩性成岩年龄分别为花岗闪长斑岩的形成年龄(145.2±0.6)Ma[7]、(148.0±1.3)Ma[8]；花岗闪长岩形成年龄(145.9±1.0)Ma[7]；石英闪长玢岩形成年龄(145.5±1.1)Ma[8]。

据贾丽琼等[9]，东雷湾矿区辉钼矿Re-Os同位素年龄(143±5.2)Ma，成矿年龄与岩体形成年龄在误差范围内一致，成矿年龄稍晚于成岩，说明成岩与成矿为连续过程。目前已发现矿化体均位于岩体与围岩接触带部位，部分岩体经矽卡岩化形成矿体，矿体与岩体密切共生。东雷湾岩体岩石微量元素含量[10]显示花岗闪长斑岩中w(Cu)=163×10-6，w(W)=(2.12～134.2)×10-6，是地壳元素丰度(黎彤)的2～9倍，显示岩体内含有大量成矿物质。

2.5 蚀变

东雷湾矿区蚀变发育，蚀变种类主要为矽卡岩化、大理岩化等。尤其是矽卡岩化分布非常普遍，与矿化关系密切。按矽卡岩矿物集合体的空间分布，透辉石矽卡岩一般发育于内接触带(北矿带最发育)，而石榴石矽卡岩发育在外接触带，再向外，则为矽卡岩化大理岩→绿泥石化大理岩→大理岩。

矽卡岩化：主要分布于侵入接触带附近，距接触带一般不超过100 m。岩体北接触带矽卡岩体数量多，以透辉石矽卡岩为主，但规模较小，矽卡岩化与花岗闪长斑岩小岩枝几乎呈“互层状”出现。岩体南接触带矽卡岩体呈一弧形带状环绕花岗闪长斑岩岩体分布，以石榴石矽卡岩为主，宽度一般为1～20 m，最宽地表出露约70 m，平均厚度约8 m，长约1500 m，沿倾斜已控制延伸超过200 m。矿区西北部深处矽卡岩体规模较大，视厚度超过20 m。在岩体南部二叠系与三叠系层间破碎带中充填有花岗闪长斑岩及灰绿玢岩脉，在岩脉内及其接触带具有矽卡岩化，浅部矽卡岩化规模较小，一般厚1～3 m，向深部岩脉规模增大矽卡岩化愈加强烈，矽卡岩厚度逐渐增大，至ZK1-1孔超过30 m，推断靠近主岩体其矽卡岩化规模将继续增大。矽卡岩的形状，一般为层状，亦有透镜状(如北矿带中的透辉石矽卡岩体)和脉状。在石榴石矽卡岩中，矿物成分以石榴石为主，次为透辉石、石英、方解石，局部见少量绿泥石、绿帘石。金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿，局部地段有磁铁矿富集。北矿带透辉石矽卡岩，其矿物成分以透辉石或钙铁辉石为主，次为少量的透闪石、石榴石、石英组成，矿化较微弱。本矿区与矿化有关的主要为石榴石矽卡岩化。

大理岩：整个矿区除F1断层以北的岩层未见大理岩化外，其余均发育大理岩化。环绕接触带200 m以内的围岩已形成大理岩，变质范围是西、南宽，最宽处可达接触带外500～600 m，北、东窄。

在泥盆系—石炭系不整合面，目前仅有ZK1-1孔控制，钻孔内蚀变及矿化均较弱，仅有少量黄铁矿化，呈星点状，蚀变主要为弱硅化，呈细脉状。综合分析认为，由于ZK1-1孔距岩体过远，已处于蚀变带外围。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

东雷湾目前为小型矽卡岩型铜钨(钼)矿床，所有铜钨矿体均围绕主岩体接触带分布，根据矿体空间分布特征将区内矿体分为三个矿带，分布于岩体北缘接触带矿体划为北矿带、分布于岩体南缘接触带矿体为南矿带、分布于岩体南部二叠系与三叠系滑脱断层内矿体为铜溪冲矿带，区内已发现矿体以南矿带和铜溪冲矿带为主。

南矿带 主要位于岩体与三叠系下统周冲村组内外接触带(图4a)，控制矿体高程在-100至100 m，矿体呈透镜状、似层状，倾向NW，倾角主要在45°～70°之间，走向长315 m，倾向延伸60～180 m。矿体厚0.55～31.86 m，平均厚5.19 m，厚度变化系数为115%；WO3的品位为0.084%～1.07%，WO3的平均品位为0.19%，品位变化系数为79%；铜品位为0.34%～4.09%，平均品位为1.2%，品位变化系数为95%。

铜溪冲矿带 位于岩体南缘外侧二叠系与三叠系层间滑脱破碎带，破碎带内有花岗闪长斑岩、辉绿玢岩脉贯入，岩脉及其接触带具有矽卡岩化，发育层控矽卡岩型铜钨(钼)矿体(图4b)。矿体主要赋存于-50～-500 m高程，呈似层状，倾向北，倾角40°～70°，上陡下缓，控制走向长200～500 m，倾斜延伸长300～400 m。矿体厚0.5～4 m，铜的品位为0.48%～2.33%，钼的品位为0.034%～0.68%，WO3的品位为0.067%～0.11%。矿体上部以铜矿化为主，向深部变为钨钼铜矿化，并有增多增厚的趋势。

图4 东雷湾矿区地质剖面简图

北矿带 位于向斜北翼，由于岩体侵入围岩已残缺不全，其矿化较弱，主要为黄铜、黄铁矿化。北矿带目前仅发现一个矿体，为单线单孔控制(ZK113)，赋存于岩体内，距正接触带约35 m，矿体赋存高程+210～+240 m。矿体呈透镜状，倾向南，倾角约25°。走向延长100 m，倾向延伸100 m，厚5.98 m。铜的平均品位为0.65%。

3.2 矿石特征

区内矿体均为隐伏矿体，矿石自然类型以原生钨、钨铜、铜、钼矿石为主。

根据矿石中主要矿物成分、结构构造的不同，矿石主要工业类型为含钨铜矽卡岩、含钨矽卡岩、含钨大理岩、含铜花岗闪长斑岩、含铜大理岩、含钼矽卡岩等。

矿石结构：主要有他形晶粒状结构、自形—半自形晶结构、包含结构、交代残余结构和固溶体分离结构等。

矿石构造：主要有块状构造、浸染状构造、细脉状构造、角砾状构造等。

矿物成分：以白钨矿、黄铜矿、辉钼矿为主，其次为黄铁矿、辉铜矿等。脉石矿物主要为石英、绿泥石、少量长石及方解石等。

化学成分：主要组分为Cu、W、Mo，伴生有益组分为Au、Ag、Pb、Zn、Cd等；有害组分为As(一般含量低)。

4 找矿远景分析

4.1 东雷湾矿区与邻区武山铜矿区的成矿地质条件对比

东雷湾矿区位于武山铜矿西北部，在地层、构造、岩浆岩、蚀变及物化探特征方面具有与武山铜矿相似的成矿地质条件与物化探信息标志(表1)。

表1 东雷湾矿区与武山铜矿成矿地质条件对比

4.2 成矿地质条件分析

4.2.1 有利的地层成矿条件

东雷湾主要矿床类型为矽卡岩型铜多金属矿，石炭系—三叠系碳酸盐岩地层均是矽卡岩型矿床有利围岩。据叶天竺等[11]，富钠→富镁的碳酸盐岩较富钙的易分解和被溶解，更易矽卡岩化，交代成矿过程中岩体与围岩MgO呈反消长互补关系，即基性岩+纯灰岩、中性岩+含一定MgO白云质灰岩、酸性碱性岩+高镁白云岩组合时，岩浆结晶释放晶格能超过围岩抵抗蚀变晶格能，更易形成矽卡岩型矿床。

九瑞地区各时代地层岩石化学成分(表2)[12]显示，石炭系—三叠系碳酸盐岩中均有不同含量的MgO，上石炭统黄龙组下段、下三叠统殷坑组及周冲村组的MgO含量高。东雷湾中酸性花岗闪长斑岩与区内黄龙组下段、周冲村组构成的成矿系统符合酸性碱性岩+高镁白云岩成矿岩性组合，围岩成矿条件优越。

表2 九瑞地区地层岩石化学成分[12]

根据武山铜矿矿体分布特征，当岩体与石炭系—三叠系碳酸盐岩地层接触时，在接触带部位形成矽卡岩型矿体；在岩体接触带外侧二叠系与三叠系岩性差异面形成似层状矽卡岩型矿体(武山40线)；在泥盆系与石炭系岩性差异面形成叠加改造的块状硫化物型矿体。东雷湾矿区与武山铜矿成矿围岩基本一致，在岩体与三叠系接触带部位已发现多层矽卡岩型铜钨多金属矿体，成矿类型与武山铜矿一致；在二叠系与三叠系岩性差异面内已发现似层状矽卡岩型铜钨矿体(东雷湾1线)，与武山铜矿相同；在深部石炭系—二叠系地层与岩体接触带部位尚未完全查明成矿潜力；对泥盆系与石炭系岩性差异面含矿性仍缺少进一步探索。

4.2.2 有利的构造成矿条件

东雷湾矿区有着与武山、城门山相似的构造成矿环境。构造对成矿控制具有立体分层结构特征，深部超壳断裂控制深部岩浆房，基底断裂控制着岩浆岩带，浅部盖层断裂控制着岩体的定位。

东雷湾矿区位于区域性城门—丰山洞超壳深断裂上，该断裂控制着区内NW向深部岩浆房，控制着城门山、武山、丰山洞大型铜多金属矿床，是区内最重要的区域性深断裂；NNW向与NEE向基底断裂交汇部位沟通了深部岩浆房，在盖层与基底滑脱面之间形成东雷湾—通江岭岩浆岩带；浅部邓家山—东雷湾—通江岭盖层断裂控制着东雷湾岩体的定位，东雷湾岩体北部边界受该断裂控制。

东雷湾矿区处于近EW向丰山洞—通江岭向斜中段核部，在印支期SN向应力作用下，二叠系—三叠系、泥盆系—石炭系岩性差异面上发育层间破碎带，在破碎带中形成似层状矽卡岩型矿体及块状硫化物型矿体，矿体产状受褶皱形态控制。

4.2.3 有利的岩浆岩成矿条件

东雷湾岩体为一顶蚀侵位的岩株型杂岩体，岩体主要由花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩等组成。根据九瑞地区成矿规律，以花岗闪长斑岩为主的顶蚀侵位岩株型杂岩体有关的矿床，具有矿化连续性较好，矿石品位较高，矿床规模较大等特征，往往形成中型以上，甚至大型的铜金矿床[3]，如城门山、武山、丰山洞均为岩株型杂岩体成大矿。花岗闪长斑岩富含成矿物质，Cu、W等成矿元素含量与武山铜矿花岗闪长斑岩相当，远远高于地壳维氏值，岩体为成矿提供了物质来源。岩体在形态、面积、岩石类型、成岩年龄、侵位方式、微量元素等方面均与城门山、武山岩体具有高度相似性，东雷湾矿区具备找寻中大型铜多金属矿的潜力。

4.3 与矿化有关的蚀变

区内钨铜多金属矿化与矽卡岩化、大理岩化关系密切，特别是在岩体南接触带，蚀变更为强烈，矽卡岩化带规模大，长约1500 m，宽度多在2～20 m之间，局部可达70 m，平均厚度约8 m，且蚀变带内矿化较好，矽卡岩化带常常是钨铜矿体产出部位。大理岩化在岩体南侧500 m范围内均广泛发育，在大理岩化带中常有矿化体产出。

4.4 土壤化探异常

1∶5万土壤测量显示东雷湾矿区具有Ag、Cu、Pb、Zn、Mo组合异常。1∶1万土壤化探测量显示东雷湾矿区异常位于岩体中南部及内外接触带，Cu、Mo、W元素异常浓集中心明显，异常的中、内带沿矽卡岩化大理岩或矽卡岩化灰岩分布，是矿致异常，与已知矿体吻合，其深部具有良好的找矿前景，下一步应重点对其深部岩体接触带部位进行探索[13]。

4.5 现有的勘探成果

岩体北、西、东三面目前勘查手段主要以槽探工程为主，少量钻探工程，勘查深度主要在100 m以浅。根据勘查结果，岩体接触带具有铜矿化，矿化体视厚度在1～7.5 m之间，Cu的平均品位约0.2%，矿化连续性较差，品位较低。岩体南接触带具有以钨为主的多金属矿化体，矿化规模较大，矿体走向长已控制超过240 m，倾向延伸达180 m，矿体延伸稳定。另外在岩体南侧二叠系与三叠系层间破碎带中具有很好的钨铜多金属矿化，矿体沿倾向延伸至岩体以外1000 m处，走向长超过300 m，矿化连续性较好，通过对深部探索，在岩体南部700 m处(铜溪冲)二叠系与三叠系层间破碎带中发现17层钨铜钼多金属矿体，厚0.50～3.20 m，累计见矿视厚度达24.45 m，Cu品位在0.12%～2.33%之间，Mo品位在0.026%～0.36%之间，WO3品位在0.07%～0.11%之间(图4)。根据已有勘查成果，东雷湾岩体南部矿化规模大，矿化强度高，矿种组合丰富，矿体由浅到深显示出由铜到钨钼的矿化分带特征，且矿化体向岩体靠近规模有所增大，显示了很好的找矿信息。

5 找矿方向

根据上述找矿远景分析，笔者认为在东雷湾矿区下一步找矿应重点针对以下几个方向：

东雷湾杂岩体与石炭系—三叠系地层接触带部位，特别是岩体南接触带。岩体南接触带较其他部位具有更为强烈的矽卡岩化、大理岩化，目前已发现钨铜多金属矿体主要发育该部位。当前，东雷湾矿区找矿工作主要针对的是三叠系周冲村组与岩体接触带，勘查深度主要为150 m以内，所发现矿体多为小型矿体。对深部二叠系、石炭系与岩体接触带尚未进行探索，而在武山、城门山矿区，石炭系、二叠系与岩体接触带是区内主要矿体赋存部位，矿体具有规模大，品位高等特征。下一步工作应将该区段作为矽卡岩型铜多金属矿找矿突破首选区段。

东雷湾岩体南缘二叠系与三叠系硅钙面是区内重要的成矿结构面，是层控矽卡岩型铜多金属矿重要找矿部位。该界面不仅仅是硅钙面而且叠加了层间滑脱断层，既对成矿热液具有屏蔽作用，又为成矿热液提供了赋矿空间，花岗闪长斑岩脉、辉绿玢岩脉沿该薄弱面充填，使矽卡岩型矿化体延伸至岩体以外1000 m处，扩大了该界面找矿范围。以往工作虽然对该结构面进行了钻探验证且发现了铜多金属矿体，但钻探工程多在岩体500 m以外，结合多个钻探见矿情况发现，钻探工程越靠近岩体其控制矿化体厚度越大，下一步工作应重点对岩体附近二叠系与三叠系成矿结构面层控矽卡岩型铜多金属矿进行部署。

东雷湾岩体南缘石炭系与泥盆系硅钙面，是下一步东雷湾矿区块状硫化物型铜多金属矿重点找矿部位。根据武山外围石炭系与泥盆系成矿结构面矿化分布情况，以武山岩体为中心500 m直径范围内是块状硫化物性铜多金属矿体主要赋存部位，矿体厚度由内向外逐渐变薄，矿化逐渐减弱并演化为铅锌银矿化。

6 结论

东雷湾矿区成矿地质条件优越，区内地层主要为石炭系至三叠系碳酸盐岩，为成矿提供了有利的围岩；NW向区域性深断裂与NEE向、NNW向基底断裂在区内交汇，为岩体侵位提供了通道；东雷湾岩株型杂岩体为成矿提供了物质来源，以上各方面均与武山、城门山具有很高的相似性。近年来勘查成果显示，区内具有很好的矿化信息，且矿化规模向深部靠近岩体有增大趋势。

综上所述，东雷湾矿区深部具有找寻中大型铜钨多金属矿潜力。下一步区内找矿应以矽卡岩型、似层状块状硫化物型钨铜多金属矿为主攻矿床类型，以岩体南接触带、二叠系与三叠系成矿结构面、石炭系与泥盆系硅钙面为主要找矿方向进行工作部署。