江西省冷水坑斑岩型矿床控矿地质体三维地质特征

江西省冷水坑银铅锌矿田处于扬子地块与华夏地块拼接带南侧,武夷银多金属成矿带和钦杭成矿带的交汇部位,为我国重要的银铅锌矿田。本文基于矿田地质图、勘探线剖面图和钻孔柱状图等地质资料,运用GOCAD软件,建立了矿田斑岩体、断裂和矿体的三维模型以及矿体的品位模型,直观地展示了各成矿地质体相互关系。上述模型表明斑岩型矿体主要产出于花岗斑岩的前缘带和主体带;Ag品位分布具有空间差异性,高品位值主要分布在矿体的上部,Pb和Zn的品位分布相对均一;矿体主要产于断裂F1和F2之间,且矿体和花岗斑岩体产状均明显受断裂控制。冷水坑银铅锌矿田成矿地质体三维模型的建立为后期矿田深边部找矿提供了重要的技术支撑,尤其对其外围及深部隐伏斑岩型矿体的寻找具有一定的指导意义。

江西冷水坑斑岩型铅锌银矿床地质特征、热液蚀变与成矿时限

江西冷水坑铅锌银矿床是我国重要的铅锌银矿床之一,也是世界上少有的斑岩型铅锌银矿床。冷水坑斑岩型铅锌银矿床位于中国东部中生代月凤山火山盆地边缘,含矿斑岩为燕山中期碱性花岗斑岩,侵位于上侏罗统火山岩地层内,斑岩体边部发育大量的隐爆角砾岩。矿区发育两种矿化类型,即斑岩型矿化与层状改造型矿化,此两种均与碱性花岗斑岩有关。矿化以Pb、Zn、Ag为主,伴生少量的Cu、Au。斑岩型的铅锌银矿化发生在斑岩体内以及接触带中,具有面型矿化特点并显示出明显的矿化分带性。层状改造型以铁锰银铅锌矿化为主,矿体均为隐伏状分布于碱性花岗斑岩附近的火山岩含铁锰地层中,产状与火山岩地层一致。铁锰碳酸盐铅锌银矿体在靠近斑岩体时,银铅锌矿化相应逐渐增强,而远离花岗斑岩体,矿化明显较弱。围岩蚀变作用明显,主要为绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、硅化和黄铁矿化。矿化蚀变特征、蚀变类型与典型的斑岩型铜(钼)矿床不同,缺少斑岩铜(钼)矿床早期蚀变的钾交代作用(黑云母化与钾长石化),发育大量铁锰碳酸盐蚀变。矿田矿化蚀变具有一定的分带性,由岩体内向外蚀变可以分为三个带:绿泥石绢云母化带、绢云母化碳酸盐化硅化黄铁矿化带和碳酸盐化绢云母化带。斑岩型矿床的铅锌银矿化与绢云母化和绿泥石化蚀变密切相关。通过对蚀变矿物绢云母的40Ar/39Ar同位素测定,获得冷水坑斑岩型铅锌银矿化年龄为162.8±1.6Ma,与含矿斑岩形成时间一致,说明冷水坑斑岩型铅锌银成矿作用发生于中国东部燕山中期陆内环境。

江西冷水坑银铅锌矿田闪锌矿铷-锶测年及地质意义

江西冷水坑矿田是武夷山地区重要的银铅锌集中区之一。无论其是世界上少有的斑岩型银铅锌矿床还是火山沉积-热液改造型矿床都独具特色,具有很高的研究价值。冷水坑矿田含矿斑岩的锆石年龄为162～155Ma,可作为花岗斑岩侵入的时间,绢云母Ar-Ar年龄与含矿斑岩活动时间的一致性说明冷水坑早期成矿发生于斑岩成岩过程中。本文首次采用闪锌矿Rb-Sr同位素测年方法获得冷水坑矿田成矿年龄为126.9±7.1Ma,代表了冷水坑矿田晚期阶段矿化的年龄。冷水坑Ag-Pb-Zn矿田中大型—超大型矿床的形成,不但受中国东部燕山期构造体制转换的制约,而且受长期多阶段矿化的影响。

冷水坑斑岩型银铅锌矿床含矿岩体锆石SHRIMP U-Pb年代学研究

冷水坑斑岩型银铅锌矿床是中国目前唯一的典型斑岩型银铅锌矿床,对于该矿床的成矿斑岩的形成时代至今仍没有精确的年龄数据。本文通过对冷水坑斑岩型银铅锌矿床成矿斑岩(花岗斑岩)样品中的锆石11个测试点的SHRIMP锆石U-Pb年代学研究,得出206Pb/238U加权平均年龄为(162.0±2)Ma(MSWD=1.4),因此,认为冷水坑花岗斑岩的形成年代为(162.0±2)Ma。冷水坑含矿斑岩成岩年龄与成矿年龄高度一致,成岩年龄与成矿作用开始时间差异不明显。此外,由冷水坑矿床成岩和成矿年龄数据推断出矿化持续时间约27Ma。

江西冷水坑Ag-Pb-Zn矿田碳、氧、硫、铅同位素特征及成矿物质来源

江西冷水坑矿田是武夷山地区重要的银铅锌集中区之一。无论是世界上少有的斑岩型银铅锌矿床还是火山沉积-热液改造矿床都独具特色,具有很高的研究意义。该矿田的黄铁矿、闪锌矿和方铅矿等硫化物的δ34S值变化为-3.80‰～6.94‰,平均为1.87‰。大约为-4.11‰的δ13C值与峰值约为2‰的δ34S值的很窄分布表明成矿流体中的碳和硫来源于深部岩浆,并不排除地层提供一部分硫和碳的可能性。硫化物矿石的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb比值分别为17.771～17.867、15.564～15.685和38.235～38.652。地层中火山岩、火山岩沉积岩以及变质岩石的206Pb/204Pb比值为17.899～18.220,与矿石铅既有联系又有分离。然而,矿石和花岗斑岩的长石铅中206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb比值是相近的,它们在208Pb/204Pb-206Pb/204Pb和207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图上落在同一条直线上。这条铅同位素混合线两个端员分别为上地壳和地幔。这些证据都强烈地支持了成矿物质主要来源于斑岩岩浆系统,地层对于成矿流体和物质的贡献不可或缺。冷水坑是一个典型的与次火山岩有关的岩浆热液成因的Ag-Pb-Zn矿田,成矿作用均发生于中国东部燕山中期陆内环境。

江西冷水坑银铅锌矿田推覆构造的形成时代:来自年代学的约束

冷水坑矿田位于北武夷隆起北缘。在简要介绍该矿田地质特征基础上,通过锆石SHRIMP U-Pb法测年,获得了矿田内赋存火山沉积热液改造型银铅锌矿体的打鼓顶组凝灰岩加权平均年龄(157.6±3.2)Ma,表明打鼓顶组火山岩形成于晚侏罗世。该年龄可以代表成矿作用的下限年龄,并说明矿田推覆构造的活动时间与晚侏罗世火山活动的时间基本一致。推覆构造的发育说明中国东部构造体制已经从近东西向的特提斯构造域转换为北北东向的滨太平洋构造域。晚侏罗世火山活动及推覆构造的发育是Izanagi板块沿北西方向向欧亚板块之下俯冲所产生的结果。

江西冷水坑矿区构造-岩浆活动的年代学约束

江西省冷水坑矿区火成岩-构造演化一直缺少系统的年代学制约。作者运用LA-ICP-MS锆石U-Pb和40Ar/39Ar测年技术,对冷水坑矿区两套火山岩地层(打鼓顶组和鹅湖岭组)、含矿花岗斑岩和主推覆断层F2进行了年代学测试,结果表明,打鼓顶组流纹质含角砾熔结凝灰岩形成于160.8±1.9Ma,鹅湖岭组含角砾熔结凝灰岩则具有间歇性和多期喷发特点,其最初活动时间为159Ma,而主体形成于146.6±2.2Ma;矿区含矿花岗斑岩与打鼓顶组、鹅湖岭组几乎同期形成,年龄介于163.6±2.1Ma～154.3±3.0Ma之间;研究区构造活动起始时间不晚于加里东期,推覆断层F2中保留有40Ar/39Ar年龄为398.5±2.6Ma的构造活动痕迹,中生代重新复活,导致震旦系叠覆于鹅湖岭组之上,年龄晚于146.6Ma,可能对含矿斑岩体起破坏作用。

冷水坑斑岩型银铅锌矿床含矿岩系岩石地球化学及Sr、Nd同位素研究

江西冷水坑矿床是国内外少见的斑岩型银铅锌矿床之一。文章研究了冷水坑矿田内的侵入岩及其围岩的岩石学、岩石化学、Sr和Nd同位素特征,结合岩体产出的大地构造环境,指出:①该矿田的含矿斑岩属于钙碱性系列,具有高SiO2、富K2O和富MnO、低Na2O的特点,富集轻稀土元素,轻、重稀土元素分馏较强,铕负异常明显;②与非含矿斑岩相比,该含矿斑岩具有较高的Sr初始值(0.71327)和较低的εNd(t)值(-7.5^-10.2),其两阶段钕模式年龄t2DM为1535~1760Ma。该含矿斑岩起源于武夷区基底变质岩,由地壳物质重融而成,同时有少量地幔物质的混染;③该含矿斑岩与其他侵入岩及围岩为同源岩浆在不同阶段演化的产物,均来源于地壳重熔,同属于S型花岗岩;④该含矿斑岩形成于陆内造山挤压环境。冷水坑矿田的含矿斑岩与中国斑岩型铜矿的含矿斑岩具有较大的差异。

江西冷水坑矿田火山-岩浆活动时限：SHRIMP锆石U-Pb年龄证据

冷水坑铅锌银矿是武夷山北缘中生代火山岩带中独具特色的斑岩型矿床,含矿花岗斑岩侵位于打鼓顶组和鹅湖岭组火山岩地层中。笔者采用SHRIMP锆石U-Pb测年技术,对冷水坑矿田含矿花岗斑岩与鹅湖岭组晶屑凝灰岩进行了年代学研究。3个晶屑凝灰岩的锆石U-Pb年龄分别为(157.8±1.6)Ma、(157.2±1.5)Ma和(158.2±1.8)Ma,花岗斑岩形成于(157.6±1.3)Ma。含矿斑岩与其赋存的火山岩活动时间高度一致,是同一构造岩浆活动的产物。与区域上其他火山盆地不同,冷水坑矿田鹅湖岭组与打鼓顶组火山岩属于侏罗系。广泛发育于武夷山北坡中生代火山岩盆地的打鼓顶组与鹅湖岭组火山岩,其活动时间在不同火山盆地也各不相同,不能简单地统一划归为侏罗纪或白垩纪,这套地层的时代应予以重新厘定。区域上该套火山岩活动时间的差异,指示武夷山北缘火山岩浆活动具有阶段性或间隙性的演化过程,且构造背景也有很大不同。冷水坑矿田火山岩与含矿斑岩形成于中国东部陆内挤压构造环境。

江西冷水坑银铅锌矿床层状矿体的成矿模式及深部勘查方向

江西冷水坑矿床层状银铅锌矿体严格受控于晚侏罗世巨厚的火山晶屑凝灰岩内的火山集块-角砾岩夹层,其没有或至少没有发生过大规模的成岩期后热液充填-交代成矿作用,矿体地质特征、矿石结构构造、银矿物标型、与斑岩型矿体的矿化关系,均显示其是陆相火山喷发沉积-成岩成矿的产物,属于火山喷溢矿床类型。矿体经历了火山喷发间歇期岩浆系统的赋矿岩浆聚集→火山活动期赋矿岩浆爆发性喷溢形成含矿火山集块角砾堆积物→在上覆凝灰岩覆盖下形成的封闭环境中成矿物质富集为层状矿体→燕山期含矿花岗斑岩微弱叠加的成矿作用过程。据其成矿过程,提出了针对已有的火山机构,运用探矿工程、地球物理测量,寻找次火山角砾岩筒状矿体和新的火山集块-角砾岩层状矿体的勘查思路。

江西冷水坑火山-侵入杂岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地质意义

江西冷水坑矿田是武夷山地区重要的银铅锌矿集中区之一,以斑岩型矿床和火山沉积-热液改造型矿床为特色,前人对冷水坑矿床的成岩成矿作用、控矿构造、成矿模式等开展了大量的研究,但对不同地质体与成矿的先后关系、岩浆活动期次与成矿作用的关系研究相对薄弱。本文对打鼓顶组火山岩和含矿花岗斑岩进行了激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）锆石U-Pb年代学研究,结果表明打鼓顶组底板、顶板晶屑凝灰岩形成时代分别为161.3±1.3 Ma、160.75±0.96 Ma,含矿花岗斑岩形成时代为168.09±0.80 Ma,结合以往研究资料,将冷水坑矿田火山-侵入岩岩浆活动划分为3个期次：第Ⅰ期火山-侵入岩浆活动形成于164~170 Ma;第Ⅱ期火山-侵入岩浆活动发生于157~161 Ma,为火山沉积-热液改造型矿床和斑岩型矿体的主要成矿时代,岩浆活动和成矿时代基本一致;第Ⅲ期火山-侵入岩浆活动时限为140~146 Ma。也暗示华南冷水坑等地晚侏罗世火山岩形成于华南中生代构造体制转换的关键时期,为华南晚中生代构造背景的研究提供了重要地质依据。

江西冷水坑银铅锌矿田构造地球化学的若干问题

本文重点对冷水坑银铅锌矿田构造发育特征和构造地球化学的若干问题进行了初步探讨。运用裂隙统计、显微构造和组构分析方法对矿田NE向、NW向和近EW向断裂的力学性质和活动方式作了概略性论述。研究了银路岭矿床三个构造地球化学剖面的分析结果,其中主要成矿元素和伴生元素的分布和丰度变化与构造发育的关系,显示出本区构造地球化学场具有一定的分布规律。矿田F_1断裂是有一定区域意义的重要的成岩成矿和控岩控矿断裂,本次工作中选择了茶田剖面对F_1断裂带构造地球化学特征进行了初步探讨。

江西冷水坑Ag-Pb-Zn矿田闪锌矿矿物化学特征及赋矿铁锰碳酸盐层成因背景制约

冷水坑Ag-Pb-Zn矿田发育2类矿体,即花岗斑岩体内大脉状、细脉浸染状矿体和火山旋回内层状矿体,引起众多学者重视。但与大脉状、细脉浸染状矿体有关的花岗斑岩与层状矿体的关系、层状矿体赋矿层铁锰碳酸岩层成因背景、2类矿体间金属硫化物的成分差异等问题尚未引起足够关注。本文选取冷水坑矿田内金属储量最大的下鲍矿床,对一条横穿花岗斑岩及层状矿体的剖面进行了重点考察研究,对其元素含量及比值的变化特征进行深入讨论,进而对2类矿体内闪锌矿矿物化学进行了对比研究。花岗斑岩及层状矿体野外接触关系清晰,未出现渐变特征。二者元素含量及比值差异明显,花岗斑岩具有更高的Al、Ba、Sr、K、Na含量,铁锰碳酸盐岩层则具更高Ag、Fe、Mn、Zn、Pb、Mg含量。铁锰碳酸盐岩层元素化学特征表明其沉积成因,并未经历规模较大的热液交代作用,形成背景为火山-沉积有关的陆相深湖盆。对大脉矿体及层状矿体内发育的闪锌矿进行了电子探针分析,闪锌矿总体w(S)32.05%~33.81%,平均33.02%;w(Zn)53.51%~63.79%,平均59.38%;w(Fe)变化范围较大(2.02%~12.42%),2种矿体间差异显著,层状矿体中闪锌矿w(Fe)含量2.02%~7.69%,平均4.17%,大脉状矿体闪锌矿w(Fe)8.02%~12.42%,平均9.49%。层状矿体赋存于铁锰碳酸岩层内,但矿体内闪锌矿Fe、Mn含量却低于大脉状矿体中的闪锌矿。综合分析认为,2种矿体的Fe、Mn、Pb、Zn元素在成矿相关岩浆体系内,可能经历了不同物理化学条件(流体成分、温度、压力、p H值等)的影响,造成成矿相关岩浆体系的差异。

江西冷水坑矿田银铅锌矿床特征及成矿模式探讨

江西贵溪冷水坑矿田是国家级银资源基地。本文在系统研究冷水坑矿田成矿地质条件、矿床地质特征的基础上,从分析主要控矿因素和成矿系统入手,初步建立了冷水坑矿田成矿模式。认为冷水坑矿田矿床类型主要有两类:即斑岩型矿床和层控叠生型矿床。结合矿田成矿特征和成矿模式,进行了成矿预测,提出冷水坑矿田小源区、麻地-燕山区和闽坑-岭西铅锌区3个成矿预测区具有较好的找矿远景,为进一步开展找矿工作提供了依据。

矿产预测中的不确定性评估方法与应用:以赣北冷水坑矿区为例

矿产预测过程一方面应用地质成矿基础理论,另一方面充分结合地质、地球化学、地球物理、遥感等信息数据所反映的成矿规律及蕴含信息,而信息处理及预测过程存在一定程度的不确定性,因此不确定性的正确评估对找矿预测工作和矿业经济具有重要意义。本文分析了矿产预测不确定性的来源和一般评价方法,从预测过程的内部影响因素和地质影响因素两个方面出发,提出了基于模糊集理论的矿产预测不确定性评价方法,并将其在赣北冷水坑矿区三维矿产预测中进行了应用。该方法对预测的五个远景区不确定性评估效果良好,与实际地质情况一致,从而验证了评价方法的有效性和三维预测方法的可行性。

江西冷水坑层控型矿床中碳酸盐岩夹层的特征及其对成矿作用的贡献

江西冷水坑层控型铅锌矿赋存于上侏罗统铁锰碳酸盐岩夹层中,其品位明显高于斑岩型矿床。根据井下观察及矿区资料发现,研究区碳酸盐岩夹层发生了强烈的碎裂岩化,而碳酸盐岩夹层上下的凝灰岩层或斑岩则基本没有发生碎裂岩化。根据相关资料,不同岩石具有不同的抗张抗剪强度,碳酸盐岩的抗张强度明显低于凝灰岩和斑岩的抗张强度,因此认为研究区高品位的层控型矿床主要赋存于碳酸盐岩夹层中,是因为在张性构造运动下,碳酸盐岩夹层先于其上下的凝灰岩或斑岩发生碎裂岩化,含矿热液更容易进入碎裂岩化的碳酸盐岩夹层中;而碳酸盐岩又具有高的可溶性,为含矿溶液的沉淀增加了更多的空间,因而进一步提高了层控型矿床的品位。

江西冷水坑斑岩银矿床的蚀变碳酸盐矿物与银矿化关系

冷水坑斑岩银矿由斑岩岩体中心向围岩，以铁绿泥石化和菱铁矿化为主的铁质交代作用广泛发育。蚀变碳酸盐亚种为以菱铁矿为主的ＦｅＣＯ３－ＭｎＣＯ３系列，菱铁矿中含Ｍｎ高对银矿化有利。含锰菱铁矿化在外带与浅部有增高的趋势。

多元地学信息GIS集成与融合分析在冷水坑地区成矿预测中的应用

多元地学信息GIS集成与融合分析应用于找矿的实例较少,它可以实现元素地球化学系列数据处理与分析工作,为成矿预测提供找矿靶区信息。结合冷水坑地区多元地学信息GIS集成与融合分析应用实例,对单元素、多元素地球化学场进行了综合分析,信息表明,在冷水坑地区存在一个多元地学信息环形构造,根据环形构造圈定了4个寻找隐伏银铅锌多金属矿的远景区,并在小源远景区(即银珠山矿区)寻找到一个大型银铅锌多金属矿,为区域成矿预测提供了科学依据,并提高了隐伏矿的预测效果。

冷水坑矿田层状富铅锌矿赋矿围岩——铁锰碳酸岩角砾岩物质来源及成因分析

冷水坑矿田具有浅部斑岩型矿体与深部层状矿体的复杂组合,深部层状矿体赋存于上侏罗统打鼓顶组晶屑凝灰岩所夹的(铁锰)碳酸岩角砾岩层中。从(铁锰)碳酸岩角砾岩的基本地质特征入手,论述和分析了(铁锰)碳酸岩角砾岩的主要物质成分组成、分布、产状及与矿体关系等特点,结合矿物X-射线粉晶分析、碳-氧同位素和氢-氧同位素佐证,认为(铁锰)碳酸岩角砾岩为深水湖泊相火山-沉积成因,与层状矿体形成密切相关,后期斑岩岩浆就位及其流体活动对早期火山沉积碳酸岩层叠加改造,从而形成了与斑岩具有成因联系的层状富铅锌银矿床。

闪锌矿与方铅矿的LA-ICPMS微量元素地球化学对江西冷水坑银铅锌矿田的成因制约

冷水坑银铅锌矿田位于江西省贵溪市,是我国重要的银铅锌矿集区。矿田中产有两类特征迥异的矿体,一类为赋存于花岗斑岩体内的细脉浸染状-大脉状矿体,另一类为产于火山碎屑岩夹层中的块状硫化物矿体。然而,目前关于两类矿体的成因及联系还存在争议。本文采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪对两类矿体中的闪锌矿和方铅矿进行了微区原位成分的测试,试图根据它们的微量元素特征约束矿床的成因问题。分析结果表明,产于细脉浸染状-大脉状矿体中的闪锌矿具有相对较高的Fe、Mn、Pb、Ag、Cu、Sb、Sn和Tl含量,而产于层控块状硫化物矿体中的闪锌矿具有相对略高的Cd含量。两类矿体中方铅矿的微量元素也存在一定差别,前者具有相对较高的Ag、Sb、Sn和Au含量,而后者具有相对较高的Cd、Bi、Se和Tl。通过与国内外不同成因类型铅锌矿床的综合对比,我们发现冷水坑矿田的闪锌矿具有较低的Zn/Cd比(66~131)、Cd/Fe比(0.06~0.31)和Co含量(多数<10×10^(-6)),以及相对较高的Sn含量(多数>1×10^(-6)),这些特征与火山成因块状硫化物矿床中闪锌矿的特征十分类似,表明它们可能具有类似成因。此外,我们的研究结果表明冷水坑矿田闪锌矿中Fe、Cd、Ag、Sb和Tl等元素主要以类质同象的形式存在,而Cu、Pb和Sn等元素主要以显微包裹体的形式存在。方铅矿中的Ag、Sb、Cd、Sn和Tl等元素以类质同象的形式存在,而Mn、Bi和Se等元素可能以显微包裹体的形式存在。此外,基于闪锌矿-方铅矿共生矿物对的Cd分配系数温度计,获得层控块状硫化物矿体的形成温度为238~246℃,而细脉浸染状-大脉状矿体的形成温度略低,为209~224℃,前者闪锌矿中相对较低的Fe和Mn含量,可能由氧逸度的影响造成。综上所述,我们认为冷水坑矿田两类矿体具有相同的成因机制,成矿流体和成矿物质都主要来自深部岩浆热液,温度、围岩性质及氧逸度是控制两类矿床金属硫化物微量元素差别的重要因素。