地球化学找矿模式

斑岩型及矽卡岩型铜矿床地质-地球化学找矿模型的构建——以江西城门山铜矿床为例

一、建模基本思路1总体思路以前人工作（文献资料和数据）为基础；以现代成矿、成晕理论为指导；围绕成矿地质条件，分析控制成矿地质因素；通过对比研究，表达地质因素为地球化学找矿标志：成矿模式→地质找矿模型→地球化学找矿模型2关于复合型铜矿床（1）矿床学有关矽卡岩型、斑岩型矿床概念；（2）城门山铜矿床矽卡岩型与斑岩型矿体形成于同一岩浆活动，是同一成矿演化过程，只是成矿期次、成矿控制因素和围岩条件等不同；（3）从勘查目的出发，为便于探讨矿床地球化学异常特征、建立地球化学找矿模型，以独立矿床进行研究。二、成矿特征与成矿模式研究城门山“多位一体”（矽卡岩型、斑岩型、似层状块状硫化物型）铜多金属矿床位于扬子陆块北东缘、长江中下游成矿带之九瑞矿集区（图1）。1成矿地质特征：燕山期中酸性小岩体侵入在中-古生代的碳酸盐岩地层中；北西向构造-岩浆带。图1长江中下游成矿带矿集区分布示意图花岗闪长斑岩与灰岩的接触带形成矽卡型铜多金属矿体；石英斑岩花岗闪长斑岩的岩体中形成斑岩型铜钼矿体；中石炭统黄龙组灰岩与上泥盆统五通组砂岩层面上形成了似层状块状硫化物型矿体（图2）；整体特征：“”型（油条烧饼型）特大型铜多金属矿床。图2城门山矿区地质略图T1d—下三叠大冶组P1q—下二叠栖霞组Qp—石英斑岩SiLs—硅化灰岩P1m—下二叠茅口组D3w—上泥盆五通组gdp—花岗闪长斑岩SK—矽卡岩P2—长兴龙潭组S3s—上志留纱帽组Fel—褐铁矿Bf—构造角砾岩2矿床成因

（1）海底热液喷流沉积成矿系统:石炭纪时形成的区域性的层状S、Fe、Cu、Au等矿体或矿坯层；

（2）岩浆热液成矿系统：燕山期强烈的壳-幔作用,多重岩浆侵位，大规模的夕卡岩型和斑岩型铜、铁、硫、金矿石的堆积。海底热液喷流沉积成矿系统：

来自野外、矿石和地球化学的证据（该部分资料来自蒋少涌2008学术交流文件）城门山层状硫化物喷气构造城门山层状硫化物中胶状黄铁矿(反射光×50）城门山层状硫化物中胶状黄铁矿残留(反射光×50）城门山层状硫化物中球状黄铁矿残留(反射光×50）城门山层状硫化物中球状黄铁矿残留(反射光×50）微量元素特征REE特征岩浆热液成矿系统：

来自同位素年代学和矿床学的证据ss封山洞:Re-Os144±2Ma武山Re-Os146.4±2.6Ma城门山Re-Os:137±2Ma;142±2Ma成矿年龄(据李进文等、吴良士等)与岩浆活动有关的成矿作用3城门山矿床成矿模式

（1）可能存在海底热液喷流沉积成矿系统；

（2）以燕山期岩浆热液成矿系统为主，喷流沉积成矿作用之上叠加的岩浆热液成矿作用对期进行了深刻的改造。Two-stagemodelofMSDinSouthChina城门山“三位一体”铜多金属成矿模式(据赣西北队资料修改)

斑岩铜钼矿矽卡岩铜矿似层状含铜黄铁矿1围绕中酸性斑岩体铜多金属矿床形成必不可少的条件，也是重要的找矿标志之一；岩体呈岩株状产出，平面上呈不规则的椭圆形，剖面上呈筒状；浅成超浅成侵位；岩体规模0.5～1.0Km2；岩石类型以花岗闪长斑岩对铜成矿最为有利。

三、地质找矿模型

2中酸性侵入小岩体接触带附近围岩为碳酸盐类岩石(下二叠统茅口组与上二叠统长兴组、上二叠统长兴组与下三叠大冶组等不同岩性差异面)，在接触带及岩体内围岩捕虏体形成矽卡岩型矿体；围岩为碎屑岩时注意寻找斑岩型矿床及围岩中细脉侵染型及脉状型矿体；五通组碎屑岩与黄龙组碳酸盐岩之层间界面是似层状含铜块状硫化物矿体赋存的重要层位3围岩矽卡岩化、硅化及大理岩化找矿重要标志之一。矽卡岩化形成早于金属矿化，两者关系最突出的特征是矿化叠加在矽卡岩体上，矽卡岩体基本上就是矿体；成矿阶段的蚀变主要是硅化，共同组成了成矿作用中最为重要的石英硫化物阶段；大理岩化分布范围较大，利用大理岩化可预测隐伏岩体。4铁帽硫化物矿床的直接找矿标志，虽然原生矿物在表生氧化作用下发生了强烈的变化，但仍可找到原生硫化物的残留及铜等次生矿物，铁帽中Cu、Pb、Zn、Au等元素含量较高，利用铁帽残留原生矿物、次生矿物及元素组合来判断原生矿床种类。5铜草（海洲香糯）铜矿床（矿化）重要的植物标志，尤其在含硅质岩或燧石结核碎石的残坡积层中常见，以成片生长和紫色牙刷形花序为特征而被发现和识别。四、地球化学找矿模型1岩石原生晕地球化学标志成矿指示元素：从岩石原生晕测量结果表明，在成矿成晕过程中，矿床及其周围具有Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Mo、W、Sn、Bi、As、Mn、Co、Ni、Hg、F等元素的原生晕异常，这些元素可以作为寻找该类矿床的指示元素;其中最主要的指示元素为Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Mo，它们代表了矿床主要成矿元素和伴生元素组合特征。AgMoCuMnZnPb城门山矿区基岩风化面元素地球化学图城门山矿区0线地球化学异常图（吴承烈，1998）CuPbZnAgMoMn2原生晕分带

铜矿体：Pb、Zn、As、Mn（Hg）为前缘晕；Cu、Au、Ag为矿中晕；Mo、W、Sn为矿尾晕；钼矿体：Mo、W（Sn）元素以深部斑岩体为中心，往上往外，元素的组合为Cu、Au、Ag→Pb、Zn、As、Mn（Hg）；赋存于五通组和黄龙组不整合面上的块状含铜黄铁矿：以花岗闪长斑岩体位中心，Cu、Au元素向东西两侧对称分布为：Ag、Au（Cu）→Pb、Zn、As（Hg）元素组合。+14米中段-106米中段-226米中段-346米中段0.2%0.05%0.01%-46米中段-166米中段-286米中段-406米中段城门山铜矿各水平中段Cu元素地质地球化学图+14米中段-46米中段-106米中段-166米中段-226米中段-286米中段-346米中段-406米中段0.04%0.01%0.002%城门山铜矿各水平中段Mo元素地质地球化学图从上到下不同中段Cu、Mo元素异常地球化学图上，结合前人钻孔原生晕资料分析：（1）矿床上部Zn、Pb、Ag、Cu等元素异常发育，异常宽度大，含量高；（2）而在矿床的下部Mo元素异常相对较大，强度高，Zn、Pb、Ag、Cu等元素异常厚度较小，含量低，甚至无异常存在。3城门山成矿元素三维空间特征

应用矿山勘探的钻孔取样数据，通过数据建库、建立三维地质图、勘探剖面分析和MAPGIS-TDE三维空间地球化学制图，研究城门山矿床成矿元素Cu、Mo的三维空间特征。三维空间坐标系三维地形三维地质体三维图层城门山铜矿三维地形、三维地质体图

Cu元素三维空间分布形态Cu元素的高含量(＞0.2％)主要分布在浅部，形成“铜帽”

Mo元素三维空间分布形态Mo元素的高含量(＞0.04％)主要分布在深部，形成“钼核”4基于岩石原生晕的找矿地球化学模型矿床和矿体异常的元素组合分带特征，是评价和预测矿床（矿体）剥蚀程度、矿化类型的重要地球化学标志，因而是构建矿床找矿地球化学模型的重要因素。由于成矿地质条件直接约束矿床成因，因此不同成矿地质条件下形成的矿床异常元素组分分带规律性和发育程度将表现出明显差异——这是成矿地质条件能够用地球化学评价指标表达的实质。找矿地球化学模型：（1）城门山铜矿明显受岩体、接触带构造控制，形成以矿体为中心的分带，（2）As、Hg、