九瑞矿集区铜多金属矿床岩浆岩成矿作用特征标志

周贤旭 胡志戍 张磊

摘要：九瑞矿集区为长江中下游成矿带重要的铜矿集区。结合最新勘查及研究成果，对该区与内生金属矿床密切相关的燕山期同熔型中酸性岩浆岩成矿作用特征标志进行综合研究，发现岩脉状和岩株状2种不同产出形式岩浆岩成矿作用特征标志存在明显差异，主要表现为与岩株状岩浆岩有关的矿床为中—大型及以上规模，矿种以铜钼（钨）为主;其均一压力相对较低，盐度较高;流体包裹体种类较多，成矿流体经历多次“沸腾”或不混溶作用;围岩蚀变具有中心式蚀变分带特征。与岩脉状岩浆岩相关的矿床多为中型及以下规模，矿种以铜金为主;成矿均一压力相对较高，盐度较低;成矿流体“沸腾”或不混溶作用不够发育，围岩蚀变分带不明显，但往往出现带状硅化或硅质岩。

关键词：矿集区;铜多金属矿床;成矿岩体;成矿特征;成矿模式

中图分类号：TD11 P611文献标志码：A

文章编号：1001-1277（2022）05-0014-08doi：10.11792/hj20220503

九瑞矿集区处于晋宁期华南洋及其陆缘弧盆体系之沿江弧后盆地的九江坳陷之中，是扬子陸块的一个特殊部位，其北侧经历了郯庐断裂带、襄广断裂带的左行走滑和大别地块的强烈逆掩俯冲作用;其东南侧与华夏板块碰撞对接，使辽阔的扬子陆块在赣北形成一个瓶颈，成为一个残体，南北最窄处仅约120 km。该矿集区经历多期次构造运动与成矿作用，自中元古代以来，经历了洋—海—陆的多旋回发展演化[1]，其内矿床类型多样，矿产资源丰富，以似层状块状硫化物型（层控）、矽卡岩型、斑岩型和热液脉型（层控）矿床为主，叠加与燕山期同熔型中酸性岩浆岩密切相关的内生铜多金属成矿系列，也是长江中下游成矿带主要的成矿系列组成部分。

1 成矿岩浆岩特征

九瑞矿集区内岩浆活动频繁，以小型岩体成带展布为特征，出露30余个小岩体，总体呈北西西向带状分布，单个岩体出露面积为0.01～2.50 km2。岩体侵入奥陶系至中三叠统地层中，围岩多为碳酸盐岩，其次为碎屑岩。岩浆岩产出主要受中生代北东东向断裂和北西向断裂控制[2-3]，形成了岩脉状和岩株状2种不同产出形式的岩浆岩（见图1）。中生代大别隆起南移、庐山变质核杂岩抬升及彭山岩浆岩底辟形成的穹窿构造事件所产生的构造复合作用，造成由北向南的压应力以左旋力偶方式出现，褶皱转折端或倾伏端及翼部产生了北东向断裂和北西向断裂，其性质均为压扭性。

北东向断裂往往就位于伸展构造所形成的、规模较大的北北东向滑脱剥离断裂，受其控制的岩浆岩分布较广，多呈岩脉状，部分延长可达千米，主要有丁家山岩体、洋鸡山岩体、宝山岩体、通江岭岩体等，岩性主要为闪长玢岩、石英闪长玢岩、花岗闪长斑岩等。与其有关的成矿作用以热液脉状铜、金等矿化为主。围岩蚀变主要为硅化、碳酸盐化。矿床规模以中—小型为主，如丁家山矿床、宝山矿床、洋鸡山矿床、通江岭矿床等。

北西向断裂往往受伸展构造所形成的北东东向断裂干扰，呈断续的追踪式分布，延伸有限，但往往具有一定深度，从而出现了北北东向与北西向2组断裂构成的网格状断裂系统，受其控制的岩浆岩多呈岩株状，主要有城门山岩体、武山岩体，岩性主要为花岗闪长斑岩、花岗斑岩与石英斑岩等。与其有关的成矿类型主要为矽卡岩型，其次为斑岩型和热液型，以铜、硫、钼、钨、金、银、铅、锌矿化为主。矿化范围广，矿床规模大，可达大型或超大型。

岩株状岩浆岩：在平面上多呈等轴状，面积为0.3～0.7 km2，而向下延伸较大，一般在1 000 m以上，并且随着向下延伸其截面面积逐渐减小，反映了岩浆岩自下而上产状发生了扩张，使其体积逐步扩大，呈现出蘑菇状岩浆岩，接触围岩具有明显的褶皱形变现象，如城门山岩体（见图2）。

岩脉状岩浆岩：形态规则，长度相对较大，大多呈板状或似层状或枝杈状，主要产于褶皱翼部层间断裂带、大型破碎带或张性断裂带中，并沿一定走向延长，最大长度可达千米，通常仅数百米，沿倾向延伸不大，通常为数十至数百米不等，较少达千米，并且随着延伸增加，岩浆岩厚度变薄或趋于尖灭。在褶皱翼部层间断裂带中，局部具有爆破现象。岩浆岩产状受控于构造空间（见图3）。

九瑞矿集区岩浆岩平均化学成分[3-5]及特征参数计算结果显示：

岩浆岩分异指数一般为50～70，里特曼指数（除闪长岩和铁镁质包体外）均处于1.84～2.90，属于正常太平洋型钙碱性岩类或高钾钙碱性岩类。

一般岩株状岩浆岩碱指数（A/CNK）<1，属于偏铝质岩石;岩脉状岩浆岩碱指数>1，属于过铝质岩石。

九瑞矿集区内部分岩浆岩基性—超基性场元素Cr、Co、V、Ni等和分散元素Ba含量高，反映了岩浆与地幔和下地壳硅镁层关系密切，而Nb、Be、Sn等与地壳硅铝层有关的元素含量较低。岩浆岩MgO含量较高并富集V、Cr、Co、Ni等基性元素，表明岩浆熔体与地幔橄榄岩进行过强烈的相互作用，造成地幔中亲铜元素如Cu、Au进入熔体中，从而为铜金矿床的形成提供了成矿金属来源。

不同产状岩浆岩中黄铁矿的Co含量及w（Zn）/w（Mo）值具明显差异[6]。岩株状岩浆岩中黄铁矿w（Co）≥300×10-6、w（Zn）/w（Mo）<10，而岩脉状岩浆岩中黄铁矿w（Co）<300×10-6、w（Zn）/w（Mo）≥10。

根据9个岩浆岩7种岩石类型的稀土元素分析资料[7-9]，九瑞矿集区各类岩石稀土元素总量为47.65×10-6～237.86×10-6，平均值为133.4×10-6，稀土元素球粒陨石标准化配分模式图（见图4、图5）总体为向右倾斜的平滑曲线，铈组稀土元素相对富集，w（LREE）/w（HREE）为8.11～20.44（平均值为11.24），Eu异常不明显（δEu=0.73～12.50，平均值为0.82）。

九瑞矿集区内岩浆岩稀土元素组成特点与已知同熔型花岗岩类相似，但岩株状与岩脉状岩浆岩在稀土元素球粒陨石标准化配分模式图中展现出一定的差异，即岩株状岩浆岩个别岩石存在一定程度的Eu异常，而岩脉状岩浆岩Eu异常则更不明显;表明岩株状岩浆岩存在一定程度的壳源物质混溶现象。总之，九瑞矿集区内2种不同产状或不同类型的岩浆岩特征存在一定差异。AF8351BF-B2CD-439E-A358-4030A2A5D1AD

根据2000年以来的九瑞矿集区内岩浆岩锆石测年资料[10-14]，成岩年龄120～160 Ma，大致可劃分3个成岩阶段（见图6）。

第一阶段为152～160 Ma，该期岩浆活动较弱，以形成岩脉状岩浆岩为主，岩性主要为闪长玢岩，矿化作用较弱。

第二阶段为136～152 Ma，该期岩浆作用最为强烈，是最重要的成岩成矿期。岩浆岩产状既有岩株状岩浆岩（城门山、武山及东雷湾等岩株状杂岩体），又有岩脉或岩墙岩浆岩（如丁家山、大浪等岩浆岩），形成的岩浆岩主要为花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩、闪长玢岩，同时还有部分煌斑岩脉在该时期侵入。该阶段也是九瑞矿集区内最重要的成矿阶段，其成矿年龄主要集中分布于136～148 Ma（见图6）。

第三阶段为120～132 Ma，该期岩浆活动相对较强，以形成岩脉状岩浆岩为主，岩性主要为花岗闪长斑岩、石英闪长岩及花岗细晶岩，伴有煌斑岩、辉绿岩等基性岩脉。

2 矿产地质特征

九瑞矿集区内与燕山期岩浆热液有关的矿床成因类型主要包括矽卡岩型、斑岩型、叠加复合型和热液脉型等。斑岩型（包括隐爆角砾岩型）矿床主要与金铜钼矿化关系密切，典型矿床为洋鸡山矿床、城门山矿床等;矽卡岩型矿床主要与铜金矿化有关，典型矿床为武山、封山洞、鸡笼山等矿床;热液脉型矿床主要和金铜硫矿化有关，典型矿床为丁家山（列石山）矿床、洋鸡山矿床、宝山矿床。

2种产状类型岩浆岩，存在着2种不完全相同的岩浆成矿作用。

岩株状岩浆岩成矿地质特征：以城门山矿床为典型代表。矿体空间上呈现以岩浆岩为中心的环带状分布。其中，铜矿体主要分布于岩浆岩上部、接触带和接触带外，钼矿体分布于岩浆岩中心较深的部位;总体表现为以钼矿体为核心向外依次为铜矿体、铜硫矿体的中心式环带状分布模式（见图7）。矿床的蚀变分带也较明显，从岩浆岩内向外为：钾长石—石英化带、黑云母—钾长石化带、高岭土—绢云母化带、矽卡岩化带、硅化—大理岩化带。

矿石主要成矿元素种类多，有Cu、S、Au、Ag、Mo、Pb、Zn、W等，且沿岩浆岩入侵方向自下而上、自内而外，出现Mo、Cu、S→Cu、S、W、Ag（Pb、Zn）→Ag、Pb、Zn分带。矿化以接触带为中心形成的矽卡岩铜矿体主要分布在接触带中，矿体形态和产状取决于接触带形态变化的复杂程度;似层状块状硫化物矿体受五通组与黄龙组间的假整合面及层间破碎带控制，岩体为中心向东西两侧呈不对称分布;斑岩铜矿体主要分布于岩体的浅部和边缘;矿体规模视不同矿床类型而有差异，大多达大—中型。

矿石中黄铁矿微量元素含量显示其w（Co）/w（Ni）值（1.11～5.92，平均值为2.90）变化较大，Co品位（w（Co）为41×10-6～402×10-6，平均值为191×10-6）较高，Ni含量较低，与岩浆热液成因硫化物矿床中的黄铁矿相似，总体上反映九瑞矿集区金铜矿床中黄铁矿的形成是与岩浆热液有关的热液成因[4]。

矿石中辉钼矿w（Co）为3.57×10-6～678.91×10-6，平均值为209.87×10-6[15-18]，与壳幔混源岩浆热液矿床中Re含量接近，表明九瑞矿集区矿床的成矿物质来源属于壳幔混源型。

矿石中流体包裹体均一压力（10～25 MPa）相对较低，盐度（3.4 %～46.9 %）较高，流体包裹体种类较多，气相、气液相及多相等发育，成矿流体经历多次“沸腾”或不混溶作用;矿石硫同位素δ34S相对集中，多为-3.6 ‰～5.7 ‰;锶同位素特征值（ISr）为0.707 090～ 0.708 349，平均值为0.707 556，分布较集中;黄铁矿标型特征明显，w（As）<400×10-6，w（Co）/w（Ni）>1.50，集中于1.91～5.92[13，19-20]。

岩脉状岩浆岩成矿地质特征：矿床以铜金矿床为主，少量为铅锌矿床。矿床规模一般为中—小型或矿化点，典型矿床有洋鸡山矿床、列石山矿床及通江岭矿床等，矿床类型主要有隐爆角砾岩型铜金矿床、矽卡岩型铜（钼）矿床及热液脉型铜金矿床。矿体产于岩浆岩接触带其层间破碎带或岩性差异面中及岩浆岩构造裂隙带中。前者矿体一般呈后侧式排列，如列石山、洋鸡山矿床。一般近接触带者为铜金矿体，远离接触带者为硫铁矿体。后者矿体一般空间上连续性较好，垂向上总体为下钼上铜（金、银）。矿体主要呈透镜状、脉状，向下延伸呈根须状，矿体形态变化大，收缩膨胀，分支复合频繁;矿床的矿体数量较多，规模一般属中、小型。矿体与围岩接触界面不平整，多呈锯齿状、犬牙交错状。矿体产状受构造、岩浆岩产状制约。矿体一般分布于岩浆岩的边部和上部。

矿石中的主要成矿元素为Cu、Au。Cu品位一般较低，在0.80 %以下（如邓家山矿床Cu平均品位0.79 %、丁家山矿床Cu平均品位0.69 %、洋鸡山矿床Cu平均品位0.40 %），少数在0.80 %以上（如列石山矿床Cu平均品位达1.56 %）。Au在洋鸡山矿床、邓家山矿床构成工业矿体，品位为3.03×10-6～4.77×10-6，在其他热液脉型矿床中，Au仅为伴生组分，品位为0.08×10-6～0.58×10-6，少量为铜金同体共生，如列石山、宝山矿床中的热液脉型矿体。

围岩蚀变分带以洋鸡山矿床、列石山矿床为例，从岩浆岩内向外为：黑云母—钾长石化带、石英—黏土化带、绢云母化—碳酸盐化—弱硅化带、绢云母化—碳酸盐化带、硅化（帽）带。矿化体主要产于石英—黏土化带。但是，总体上，此类矿床的蚀变分带不是十分明显，而矿床（体）上部普遍发育硅化（帽）带。

与岩脉状岩浆岩有关的成矿作用的成矿压力相对较高，一般为 30～35 MPa;盐度较低，一般为0.5 %～10.2 %;矿物流体包裹体有液相、气液及多相等，液相包裹体大量存在，成矿流体“沸腾”或不混溶作用不够发育;矿石硫同位素δ34S相对分散，多为-0.1 ‰～7.8 ‰;锶同位素特征值为0.706 736～0.710 625，平均值为0.708 228，分布较分散;黄铁矿标型特征明显，w（As）>400×10-6，w（Co）/w（Ni）<1.50，集中于0.90～1.20[13，19-20]。AF8351BF-B2CD-439E-A358-4030A2A5D1AD

九瑞矿集区内与成矿关系密切的岩浆岩至少存在3期岩浆侵入活动活跃期，其中第二期岩浆岩成矿作用最为强烈，是最重要的成岩成矿期。矿化作用主要与花岗闪长斑岩和石英斑岩相关，先期花岗闪长斑岩和其稍后的石英斑岩都十分明显地各自伴随着一次成矿作用。先后2次成矿作用，其成矿演化过程和构造脉动活动的密切配合，均可划分出硅酸盐→氧化物→石英硫化物→碳酸盐阶段。2次成矿作用的成矿阶段相同，但其成矿特征及发育程度有一定差别，而表现出鲜明的继承发展关系。

第一次成矿作用：与花岗闪长斑岩有关的含矿热液，在岩浆岩内形成斑岩型铜（钼）矿体;在岩浆岩与碳酸盐岩的接触带及岩浆岩的灰岩捕虏体中，形成矽卡岩型铜矿体;在五通组与黄龙组的岩性差异面层间破碎带中，充填交代形成块状硫化物型铜矿体。

第二次成矿作用：由石英斑岩冷凝结晶析出的含矿热液，主要在岩浆岩内形成钼（铜）矿体，其次在岩浆岩与碳酸盐岩地层接触带形成规模不大的矽卡岩型矿体;其对早期形成的块状硫化物矿体具有一定的叠加矿化作用。该次成矿作用，也可划分为前述4个成矿阶段。与花岗闪长斑岩成岩作用阶段相比较，这一期的硅酸盐阶段，其成岩后期含矿热液主要是通过岩浆岩冷凝收缩裂隙、粒间空隙及成岩前裂隙对岩浆岩进行交代，形成以钾长石化为主的蚀变，矽卡岩化则处于次要地位，石英硫化物阶段的显著特点是含矿热液含有大量二氧化硅和以钼为主的金属硫化物，以石英脉、含钼石英脉及含铜石英脉的形式产出，是九瑞矿集区斑岩型钼矿床最主要的成矿阶段。

总之，与2种产状岩浆岩有关的矿床，在产出部位、物质组分、形成物理化学条件、矿床类型，以及成矿规模等有着明显的差别（见表1）。

3 成岩成矿模式

燕山早期，长江中下游成矿带由特提斯构造体系向古太平洋构造体系转换，古太平洋北西向俯冲引起的远程挤压使得包括九瑞矿集区在内的中国东部产生陆内造山运动，岩石圈加厚，之后随着挤压减弱或方向改变导致富集岩石圈地幔的拆沉和软流圈物质上涌，并引起富集岩石圈地幔发生部分熔融形成基性岩浆，这些基性岩浆上升底侵到下地壳底部，引起下地壳部分熔融、拆沉，形成深部岩浆房[21]。源自富集岩石圈地幔的富含成矿物质、矿化剂及水的基性岩浆上升侵入到深部岩浆房中并发生岩浆混合作用，形成具有埃达克巖地球化学特征的含矿岩浆，并继续上升并以2种不同的产状方式侵入到地壳浅部地层的岩石中，通过热液系统的水岩作用进一步演化形成九瑞矿集区铜金钼（钨）矿床（见图8）。

4 结 论

1）九瑞矿集区内生金属矿床与燕山期同熔型中酸性岩浆岩密切相关，地表分布30余个岩浆岩小岩体，其在岩浆侵位特征上却有明显的差别，大体可划分岩株状和岩脉状2类，反映了其不同形成过程及侵位环境。

2）九瑞矿集区内主要有152～160 Ma、136～152 Ma、120～132 Ma 3期岩浆侵入活动活跃期，且第二期岩浆作用最为强烈，是最重要的成岩成矿期。

3）岩株状岩浆岩多受北东东向和北西向断裂交叉控制，岩脉（墙）主要受北东东向断裂制约。2种产出的岩浆岩尽管在岩石学方面有一定的相似性，反映了其同属于燕山期同熔型中酸性岩浆岩。岩株状岩浆岩形成的矿床为中—大型及以上规模，多为接触交代矽卡岩型矿床，矿种以铜钼（钨）为主，中心式蚀变分带较为明显;岩脉状的岩浆岩的矿床多为岩浆热液矿床，矿床规模多在中型及以下，矿种以铜金为主，矿床蚀变分带不明显，且往往出现带状硅化或形成硅质岩（硅帽）。反映出九瑞矿集区内确定岩浆岩产状特征及其与成矿的关系，对寻找与评价区内铜多金属矿床具有一定的指导意义。

[参 考 文 献]

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Characteristic signs of magmatite mineralization

of copper polymetallic deposit in Jiurui high ore concentration area

Zhou Xianxu，Hu Zhishu，Zhang Lei

（The Second Geological Brigade of Jiangxi Bureau of Geology）

Abstract：Jiurui high ore concentration area is the most important copper high ore concentration area in the middle and lower Yangtze reaches metallogenic belt.Based on the latest exploration and research results，this paper conducts a comprehensive study of the Yanshannian syntectic intermediate-acid magmatite mineralization characteristics signs closely related to the endogenic metallic deposits in the area，finding that the magmatite mineralization characteristics of the two different output forms of the dyke-like and stock-like rock masses are obviously different，in that the deposits related to the stock-like magmatite are of medium-large scale and above，and the minerals are mainly copper，molybdenum（tungsten）;the homogenization pressure is relatively low，and the salinity is high;there are many types of mineral fluid inclusions，and the ore-forming fluid has undergone multiple "boiling" or immiscibility;the wall rock alteration is characterized by centralized alteration zoning.The deposits related to the dyke-like magmatite are mostly medium scale and below，and the minerals are mainly copper and gold;the metallogenic homogenization pressure is relatively high，and the salinity is low;the "boiling" or immiscibility of ore-forming fluids is not well deve-loped，and the alteration zoning is not obvious，but banded silicified or siliceous rocks often appear.

Keywords：high ore concentration area;copper polymetallic deposit;metallogenic rock mass;metallogenic cha-racteristics;metallogenic pattern

收稿日期：2021-07-21; 修回日期：2022-03-01

基金項目：“十一五”国家科技支撑项目（2009BAB43B03）;“十二五”国家科技支撑项目（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）;江西省地质局地质勘查基金项目（2021AA16）

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，江西省地质局第二地质大队，332000;E-mail：507340320@qq.comAF8351BF-B2CD-439E-A358-4030A2A5D1AD