江西朱溪铜钨多金属矿床流体包裹体研究

徐繁昌　李葆华　王　强　曾　鸿　邓丹莉　高昆丽

(成都理工大学地球科学学院)



江西朱溪铜钨多金属矿床流体包裹体研究

徐繁昌李葆华王强曾鸿邓丹莉高昆丽

(成都理工大学地球科学学院)

摘要华南地区岩浆活动和构造运动活跃，具备得天独厚的成矿地质条件，赋存世界上最大的铜多金属和钨锡成矿带——钦杭结合带，矽卡岩型钨矿是华南地区一种重要的钨矿床类型。以江西朱溪铜钨多金属矿床为例，在分析矿区、矿床地质特征的基础上，对该矿床流体包裹体进行了详细的测试分析，并对该矿成矿流体中钨的来源进行了讨论，供区内找矿工作参考。

关键词钦杭结合带矽卡岩型钨矿流体包裹体

2016年1月，江西省国土资源厅宣布，查明了江西朱溪铜钨多金属矿床WO3资源量达286万t。华南地区中南部有一条Cu-Au-Pb-Zn-Ag多金属成矿带——钦杭结合带，该带南以江山—绍兴—广丰—萍乡—茶棱—郴州—怀集一线为界，北部边界不连续，近约以歙县—景德镇—宜丰为界，空间上以反S状呈NE向弧形展布，全长约2 000 km，宽100～150 km[1]。钦杭结合带大地构造上属扬子与华夏2个古陆块于新元古代碰撞拼接所形成的古板块结合带，在中—晚侏罗世，该带及其旁侧具强烈的多期地质构造及岩浆活动，使其成为世界最大的铜多金属和钨锡成矿带，该带可划分为加里东成矿期、华力西—印支成矿期和燕山成矿期，以燕山成矿期为主[2]，在该期形成诸多与花岗岩有关的钨锡铜铅锌多金属矿床。矽卡岩型钨矿床是指由中—酸性花岗岩类、花岗质混合岩类与碳酸盐岩及其他含钙质岩石，经接触双交代与渗滤交代作用形成的钨矿床，其突出特征是含矿矽卡岩即为矿体[3]，目前矽卡岩型钨矿床是世界上分布最广、最重要的钨矿床类型之一。流体包裹体是各期流体演化、运移及成矿的最直接记录，含有丰富的成岩成矿信息，是研究成矿作用的天然样品[4]，因此，当前主要通过对流体包裹体的研究来分析矽卡岩型钨矿成矿流体。华南地区矽卡岩型钨矿床具有代表性的有新田岭、柿竹园、香炉山、焦里和宝山等矿床，近年来，学术界针对该类矽卡岩型钨矿的流体包裹体进行了深入研究，成果丰硕。为此，本研究以江西朱溪铜钨多金属矿床为例，对该矿床流体包裹体进行测试分析。

1矿区及矿床地质特征

朱溪铜钨多金属矿床位于江西省北部景德镇市浮梁县境内，浮梁县南西45 km、乐平市北东约75 km处。累计探明钨储量(WO3)286万t，并伴生可观的铜、钼、铋、锡、稀土等矿产，为世界级超大型矽卡岩型钨矿。矿区大地构造属扬子板块东南缘江南造山带东段，位于赣东北地区塔前—赋春成矿带中东部，褶皱、断裂构造发育，褶皱为单斜紧密向斜构造，走向NE50°～55°，倾向NW，局部有次级褶皱。断裂构造以NE、NW、近EW向为主，以NE向最为发育，位于塔前—赋春推覆构造带的燕山期NE向逆冲推覆—滑覆断裂是该矿床的成岩控矿构造，含矿斑岩体、矿化蚀变均沿该断裂带分布。矿区出露地层有新元古界双桥山群(Pt3sh)、中石炭统黄龙组(C2h)、上石炭统船山组(C3c)、下二叠统栖霞组(P1q)和茅口组(P1m)、上二叠统乐平组(P2l)和长兴组(P3c)、上三叠统安源群(T3a)以及第四系，其中石炭系与三叠系地层以断层接触方式覆盖于新元古界浅变质地层之上，三叠系上统安源群与二叠系上统长兴组呈角度不整合接触关系，其余地层之间均呈整合接触。矿区矿化主要发生在含矿岩体与黄龙组接触带的矽卡岩中，次为含矿岩体与船山组、栖霞组的接触带中。矿区岩浆活动受区域NE向断裂控制，均呈脉状产出，岩石类型以闪长岩、闪长玢岩和煌斑岩为主，还有少量花岗闪长斑岩、石英闪长岩、英安斑岩、花岗斑岩、正长细晶岩和霏细岩等，此外钻孔中发现了厚度巨大的花岗岩和黑云母花岗岩，研究发现，朱溪铜钨多金属矿化与矿区黑云母花岗岩、花岗岩和花岗斑岩关系密切。

朱溪铜钨多金属矿床矿体总体走向NE、倾向NW，按矿体的类型及其空间产出位置，可划分为I#、II#、III#矿带及若干零星矿体。II#、III#矿带矿体类型分别为蚀变花岗岩型铜钨矿体、云英脉型铜钨矿体，I#矿带为矿区主矿带，其矿体类型为矽卡岩型铜钨矿体，矽卡岩矿体呈似层状、厚板状，产于上覆黄龙组白云质大理岩、船山组大理岩与下伏双桥山群变质砂岩的层间构造带内。该矿体走向NE—SW(约47°)，延长超过750 m，矿体倾向NW，倾角30°～75°，延伸超过2 km。朱溪铜钨多金属矿床多期、多阶段成矿特征明显，金属矿物以白钨矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿等为主，非金属矿物主要有石英、长石、白云母、绢云母、石榴子石、透辉石、硅灰石、绿泥石、萤石等。矽卡岩矿石以稠密浸染状、团块状、脉状构造产出为主，蚀变花岗岩、云英脉与石英脉型矿石中的主要构造以浸染状—细脉状为主；矿石结构均以结晶、交代作用和固溶体分离作用形成为主。矽卡岩岩体周围发育大规模的硅化、大理岩化热蚀变，岩株(枝)及岩体上部以云英岩化、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化为主。该矿床成矿过程可分为岩浆期、气水-热液矿化期与风化期，其中气水-热液矿化期又可划分为早期矽卡岩阶段、晚期退化蚀变阶段、云英岩阶段、石英-铜铅锌钨阶段和方解石-钨阶段。

2流体包裹体测试分析

为分析朱溪铜钨多金属矿床成矿流体的地球化学特征、来源及演化特征，采集的样品主要包括干矽卡岩阶段石榴子石、透辉石，氧化物阶段的白钨矿、石英、方解石和石英硫化物阶段的石英，在室内对其进行了详细的包裹体岩相学、显微测温分析、包裹体成分的激光拉曼探针分析和氢氧同位素分析等，结果表明：

(1)朱溪铜钨多金属矿床各阶段以富液相包裹体为主，次为含子晶多相包裹体(V+L+S)，另外在退变质阶段可见少量纯液相、纯气相包裹体等，形态以椭圆和不规则状居多。

(2)朱溪铜钨多金属矿床矽卡岩阶段、退化蚀变阶段的形成温度，均低于目前现有资料中由各种热液交代形成的石榴子石的温度[5]，反映了朱溪白钨矿及硫化物大量沉淀时的成矿热液属于中温、低盐度、低密度的流体体系(表1)。

(3)朱溪铜钨多金属矿床各期流体包裹体的激光拉曼探针测试结果表明，在富液相流体包裹体的气相谱图中可见清晰的CH4谱峰(2 919.4 cm-1)，较低的烃类C2H4谱峰(3 019 cm-1)以及N2谱峰(2 329.1 cm-1)，未发现CO2谱峰。在干矽卡岩阶段的流体包裹体中检测出烃类C2H4及少量N2，其液相成分为H2O；石英-硫化物期中的流体包裹体分析检测出少量的CH4，某些气相成分以H2O为主；氧化物阶段中的流体包裹体分析未发现任何信号。该类流体包裹体中常见CH4、C2H4等烃类物质，据此认为其成矿流体为中—酸性、弱氧化—还原环境。

表1　朱溪铜钨多金属矿床主成矿阶段流体包裹体分析测试结果

(4)根据朱溪铜钨多金属矿床石英-硫化物阶段石英氢氧同位素分析结果，计算出石英δDV-SMOW值的变化范围为-53‰～-87‰，δ18OV-SMOW值的变化范围为13.9‰～17‰。结合流体包裹体的测温结果，利用矿物-水同位素分馏方程计算出成矿流体的δ18OH2O为2.58%～5.68%，略低于岩浆水，处于岩浆与大气降水线之间的区域，表明含钨热液主要来自岩浆流体，在成矿晚期有大气降水的加入。

3成矿流体中钨的来源

钨是一种不相容性极强的亲石元素，我国华南钨锡成矿省中的钨锡矿床产出于中生代伸展环境中，该环境有利于地幔上涌[6]，使其在地壳中富集，呈+6、+4 价态，大多以[WO4]2-的形式存在。朱溪矿区黑云母花岗岩含有较丰富的W、Sn、Bi、Cu、Pb、Zn、Nb、Ta、U、Li等成矿元素，其中w(W) (2.34～16.7)×10-6，远高于地壳的平均含量，Cu、Pb、Zn含量均大于10×10-6。自黑云母花岗岩顶部至碳酸盐岩接触带形成蚀变花岗岩型铜钨矿体、矽卡岩型铜钨矿体，由岩体向外到中部至矽卡岩前缘具有W+Cu±Sn±Bi→Cu+Zn±Mo±Bi±Sn±Au→Cu+Pb+Zn±Sn±W的元素分带性，温度表现出高温→中—高温→中—低温的特征，暗示该类元素的分带性与朱溪黑云母岩浆岩侵位密切相关[7]。朱溪铜钨多金属矿床形成于燕山晚期，与钨矿化有关的花岗岩主要属改造型的花岗岩，在花岗岩化过程中，钨逐步活化转移，富集成矿，而同熔型花岗岩和地幔型花岗岩仅在同熔了钨丰度高的地层或矿源层时，才出现少量的钨矿化[8]。

综上所述，朱溪铜钨多金属矿床的成矿机制为黑云母花岗岩顺断裂侵位，断裂两侧的岩性为黄龙组、船山组、栖霞组等碳酸盐岩及双桥山群，该类地层W、Cu、Zn、Mo、Sn含量较高，为地壳含量的数十倍以上，该类金属元素在含矿热液流体的作用下被活化、萃取进入含矿热液参与成矿，由此可见，朱溪矿区钨的来源以黑云母花岗岩为主，部分源自围岩。

4结论

(1)朱溪铜钨多金属矿床形成于弱氧化—强还原、中—酸性、中温、低盐度和低密度的富F的H2O-CH4-NaCl流体体系，从主成矿阶段到成矿晚阶段，随着含矿热液温度的逐渐降低，其盐度也呈逐渐降低的趋势，但其成矿流体密度却呈逐渐上升的趋势，表明在成矿过程中可能有低温、低盐度的流体不断加入到含矿热液中，因此降雨、流体混合作用可能是该矿床形成的主要成矿机制之一。

(2)江西朱溪铜钨多金属矿床为与岩浆成矿作用有关的矽卡岩-蚀变花岗岩-云英脉-石英脉型“多位一体”的铜钨多金属矿床，但以矽卡岩型为主，矿体产出于黑云母花岗岩与围岩的内外接触带中或附近，成矿母岩为黑云母花岗岩、花岗斑岩，但以前者为主，其中钨的来源以黑云母花岗岩为主，部分源自围岩。

参考文献

[1]毛景文，陈懋弘，袁顺达，等.华南地区钦杭成矿带地质特征和矿床时空分布规律[J].地质学报，2011，85(5)：636-658.

[2]杨明桂，梅勇文.钦—杭古板块结合带与成矿带的主要特征[J].华南地质与矿产，1997(3)：52-59.

[3]毕承思.中国矽卡岩型白钨矿矿床成矿基本地质特征[J].中国地质科学院院报，1987(1)：49-64.

[4]卢焕章，倪培.流体包裹体[M].北京：科学出版社，2004.

[5]冯佳睿，周振华，程彦博.云南南秧田钨矿床流体包裹体特征及其意义[J].岩石矿物学杂志，2010，29(1)：50-58.

[6]杜乐天.地幔流体与成矿[M].北京：地质出版社，1999.

[7]李岩，潘小菲，赵苗，等.景德镇朱溪钨(铜)矿床花岗斑岩的锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其与成矿关系探讨[J].地质论评，2014(3)：693-708.

[8]陈润生.闽北建瓯上房钨矿床成矿作用特征及矿床成因[D].武汉：中国地质大学(武汉)，2013.

(收稿日期2016-01-13)

徐繁昌(1991—)，男，硕士研究生，610059 四川省成都市成华区二仙桥东三路1号。