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发布时间：2022-04-20 08:41
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时间：2022-07-12 06:25
焦里矽卡岩银多金属矿床位于江西上犹县(经度:114°18'40″，纬度:25°53'27″)，是江西省地质局908地质队1958年发现的。该队(1958～1961)和江西省地矿局赣南地质调查大队(1984～1989)曾先后对矿区进行过勘查工作，并分别提交了有关普查和详查报告，确定为一中型矽卡岩银铅锌钨矿床，还伴生一定量Bi，Cd和萤石。矿石的Ag平均品位154×10－6，Pb2.02%，Zn1.19%，WO30.296%。李赞春和唐尚熹(1990)对该矿区的矿床地质特征做过报导，但对矿区的矽卡岩矿物学、岩石学和流体包裹体方面未做深入研究。笔者等于2001年秋对该矿区进行了野外调研，通过有关室内研究工作，着重对岩浆岩特征、矿化矽卡岩分带、矽卡岩矿物成分和流体演化进行了较系统深入的研究和探讨。
(一)地质背景
焦里矿区位于华南造山带赣州地体之上犹断隆带西侧，南岭成矿带的东端。
1.地层
矿区出露地层是上寒武统水石群，为一套浅变质的碎屑岩夹碳酸盐岩岩系，分两个岩性段。
第一岩性段分布于矿区中心部位，主要岩性为变质细粒石英砂岩、变质粉砂岩，夹四层结晶灰岩，局部见砂质板岩。该岩性段厚度大于246m。结晶灰岩呈似层状、透镜状，厚度变化较大，一般1～30m，为主要赋矿层位。灰岩含CaO45.25%～50.8%，MgO2.05%～3.96%，SiO25.19%～10.47%，Al2O31.03%～2.52%，Fe2O30.66%～1.37%。
第二岩性段为一套变质中细粒长石石英砂岩、变质粉砂岩、砂质板岩和云母板岩，厚352m，分布于矿区东南部和西南角。
2.构造
区内发育一组线型紧密同斜倒转褶皱，轴线方向北西340°～353°。轴面倾向东，倾角约70°。它们是控制区内地层分布及矿体产状、形态和分布的主要构造(图16－10，图16－11)。
复式背斜轴位于石灰窑一带，轴部西翼出露上寒武统水石群第一岩性段，两翼出露第二岩性段地层。东翼地层倾向东，倾角60°～70°，轴面近直立，整体平缓向南倾伏。
图16－10 江西上犹焦里矽卡岩银多金属矿区地质略图(据李赞春等，1990，修改)
图16－11 江西上犹焦里矽卡岩银多金属矿床24线矿化矽卡岩分带剖面(据李赞春等，1990，修改)
北北西向压性断裂是区内规模最大的一组断裂，多为层间破碎带，尤以结晶灰岩与变质(粉)砂岩的接触部位最发育，具多次活动特征，在成矿期起导矿作用，成矿后继续，对矿体有破坏作用。
3.岩浆岩
在矿区的西北部出露营前岩体之南缘部分(图16－10)。该岩体侵入于焦里复背斜的轴部，出露面积约50km2，呈不规则椭圆形岩株状产出，东、西、南三面向外倾斜，倾角45°～60°。岩体中心部分为花岗闪长岩，边缘为似斑状花岗闪长岩，斑晶主要为中长石和钾长石，一般大小为2～5cm，基质由斜长石、钾长石、石英和黑云母组成，粒径0.5～3mm。副矿物有磁铁矿、磷灰石、榍石和锆石。花岗闪长岩的K－Ar同位素年龄为171.6～173.3Ma(李赞春等，1990)。
在340m坑道中花岗闪长岩的边缘，还可见钾化细粒二长花岗岩的侵入，其宽度5～15m不等。
表16－10列出了花岗闪长岩、似斑状花岗闪长岩和钾化细粒二长花岗岩的主元素化学成分、微量元素和稀土元素的分析结果。从表中可以看出，钾化二长花岗岩的Pb，Mo和W等金属元素含量明显比花岗闪长岩要高一个数量级以上，而REE含量普遍比花岗闪长岩要低，但REE分配模式(图16－12)则和花岗闪长岩相似，即呈右倾的曲线，均有一个小的Eu负异常，反映了S型花岗岩和Ⅰ型花岗岩的过渡特征。
图16－12 焦里矿区花岗闪长岩类稀土元素分布模式
(二)矽卡岩类型、矿物成分及其分带
在焦里矿区存在两类矽卡岩，即钙矽卡岩和锰质矽卡岩，前者主要伴生白钨矿矿化，后者则主要伴生银、铅、锌矿化。
含白钨矿钙矽卡岩产于靠近花岗闪长岩岩体的接触带，包括1，2，3号矿体。矽卡岩的组成矿物主要为透辉石(Di79.8～86.0Hd13.3～23.3Jo0.6～1.1)和钙铝榴石(Gr74.3～86.3Ad11.2～23.3Sp0.7～0.9)，次有钙铁辉石(Di48.1Hd49.5Jo2.4)，钙铁榴石(Gr35.2Ad58.5Sp3.3)和硅灰石(图16－13，图16－14)。白钨矿的生成比上述矽卡岩矿物要晚，形成于退化热液交代阶段，并与萤石、石英等矿物紧密共生。
表16-10 焦里矿区花岗闪长岩的化学成分、微量元素和稀土元素分析结果
注:氧化含量单位为%，微量元素和稀土元素含量单位为01－6，分析者为国家地质实验测试中心许俊玉和陈晓青。
含银铅锌矿锰质矽卡岩(4～17号矿体)产于离花岗闪长岩体有一定距离的外接触带。其组成矿物主要为锰质钙铁辉石(Di25～31.3Hd41.0～46.3Jo26.3～29.3)、锰质透辉石(Di39.1～45.5Hd34.0～40.9Jo26.3～29.3)、锰质钙铝榴石(Gr46.6～50.2Ad8.4～16.4Sp11.1～37.4)，局部有锰铝榴石(Gr41.0Ad6.5Sp46.5)、钙蔷薇辉石和锰质符山石(表16－11，表16－12;图16－13，图16－14)。与其伴生的铅、锌、银矿物也形成于退化热液交代阶段，共生矿物为锰质阳起石、石英、萤石和方解石。
野外观察表明，锰质矽卡岩的形成明显晚于钙矽卡岩，前者常呈脉状穿切早期的钙矽卡岩。
表16－11 焦里矿区代表性石榴子石和符山石电子探针分析结果
注:样品由中国地质科学院矿产资源研究所电子探针室余静分析。
表16 －12 焦里矿区辉石电子探针分析结果
注:样品由中国地质科学院矿产资源研究所电子探针室余静分析。①CaMgSi2O6;②CaFeSi2O6;③CaMnSi2O6。④据江西省地质矿产局赣南地质大队。
图16－13 焦里矽卡岩银多金属矿床榴石成分三角图
图16－14 焦里矽卡岩银多金属矿床单斜辉石成分三角图
(三)矿体、矿石及其分带
矽卡岩白钨矿体和银－铅－锌矿体呈似层状或透镜状产于上寒武统水石群第一岩性段的灰岩透镜体中。它们沿结晶灰岩与变质石英细砂岩(粉砂岩)接触面产出，并选择性地交代了灰岩。矿区共有17条矿体，分布于营前岩体东南缘的外接触带，距岩体0～500m范围内。钙矽卡岩白钨矿矿体(1，2，3号)产于距花岗闪长岩体较近的外接触带，而锰质矽卡岩银铅锌矿体(4～17号)则产于距岩体接触带相对较远的围岩中，构成了明显的分带。
矿体产状与地层产状一致，即走向北北西350°～355°，在平面上呈近于平行的透镜体。受同斜倒转褶皱的制约，倾向东或北北东，倾角60°～85°。矿体走向延长一般200～300m，最长480m，延深100～200m，最大倾斜延深400m，厚度一般1～3m，局部可达10～13m。
与上述钨和银铅锌矿体相对应，矿石类型明显分为两种:一种是白钨矿矿石，其组成矿物为白钨矿，伴有少量闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿和黄铁矿及微量银矿物(辉银矿、螺状硫银矿、自然银等)。脉石矿物主要为透辉石、钙铝榴石、萤石、石英等。
另一种是银铅锌矿石，组成矿物主要有方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿和黄铁矿，伴有少量白钨矿和微量辉银矿、螺状硫银矿、碲银矿、自然银、自然铋、硫铋铅矿和斜方辉铋铅矿等。脉石矿物主要为锰质钙铁辉石、锰质透辉石、锰质钙铝榴石、锰质阳起石、方解石、萤石和石英，局部有钙蔷薇辉石和锰质符山石。
在空间分布上，白钨矿矿石(体)产于靠近花岗闪长岩的外接触带约100m范围内，而银铅锌矿矿石(体)则产于距花岗岩闪长岩接触带有一定距离(100～500m)的上寒武统围岩中，构成一定分带。但其中6号矿体西部由白钨矿组成，而东部则为银铅锌矿体，似乎是两类矿石(体)之间的过渡带。
(四)成岩成矿阶段
焦里矿床经历了一个较复杂的成岩成矿过程，具有多阶段的成岩成矿特点。根据野外和室内显微镜观察所获得的矿物共生组合关系，可大致划分为3个阶段:即早期钙矽卡岩阶段、晚期锰质矽卡岩阶段和矽卡岩期后的退化热交代阶段(酸性淋滤交代阶段)。
1)早期钙矽卡岩阶段:本阶段主要形成不含锰的无水矽卡岩矿物，如透辉石、钙铁辉石、钙铝榴石和硅灰石。
2)晚期锰质矽卡岩阶段:该阶段形成的矽卡岩矿物普遍含Mn较高但大多不含水，如锰质透辉石、锰质钙铁辉石、锰质钙铝榴石、锰铝榴石，局部有钙蔷薇辉石和锰质符山石。
3)矽卡岩期后的退化热液阶段:退化热液交代阶段是矿区最主要的成矿阶段，形成大量萤石、石英、方解石和含水硅酸盐矿物:锰质阳起石、绿帘石、葡萄石和绿泥石等，它们明显地叠加在早阶段的钙矽卡岩和锰质矽卡岩之上，并交代这两类矽卡岩，伴生钨、铅、锌、银等矿化。该成矿阶段又可进一步划分为3个亚阶段，即萤石－白钨矿亚阶段、锰阳起石－闪锌矿－磁黄铁矿亚阶段和碳酸盐－方铅矿－银矿物－硫盐矿物亚阶段。石英是这3个亚阶段的贯通矿物，它甚至在矽卡岩阶段已有少量生成。
(五)流体包裹体特征及其演化
1.包裹体类型和分布
焦里矿区中流体包裹体分为4类:即:A类(液体包裹体):由气、液两相组成，气相百分数< 50%，是最常见的类型，分布于各类矽卡岩和矿石中;B类(气体包裹体):
由气、液两相组成，气相百分数>50%，加热时，多数气泡扩大，均一为气相，个别气泡初期不变，而在某一温度点突然消失，这是临界状态下捕获的包裹体特征，主要分布于钙矽卡岩带内1，2号钨矿体中;C类(多相包裹体):由气相、液相和一种以上固相子矿物组成，气相百分数通常小于50%，见到的子矿物有磁铁矿(Fe3O4)和赤铁矿(Fe2O3)等，但很少见，局部分布于近岩体的钙矽卡岩接触带中;D类(含液相CO2包裹体):由液相CO2、气相CO2和水溶液组成，较小体积的液相CO2常呈“双眼皮”结构包于气泡外，加热时，先是液相CO2和气相CO2均一为液相CO2或气相CO2，直至液相CO2和气相CO2与水溶液相均一为液相或气相，少量见于锰质矽卡岩带或银铅锌矿化带中。
2.包裹体特征
含钨钙矽卡岩带的钙铝榴石和透辉石中，A类和B类包裹体均发育，C类次之，且个体直径一般在15～40μm之间，最大可达80μm，分布形态通常以孤立状长条形、不规则形居多，气相百分数变化悬殊(15%～80%)。石英和萤石中的包裹体一般呈群状、线状分布的不规则形、负晶形和多边形，个体大小8～30μm，气相百分数较低(10%～30%)。
含银铅锌锰质矽卡岩带的锰铝榴石、锰质钙铝榴石、锰质透辉石和锰质钙铁辉石中，A类包裹体发育，B类和D类较少。其个体大小在10～35μm之间，气相百分数10%～40%，形态多样，部分还含CO2和子晶多相包裹体。石英和萤石包裹体常呈线状或串珠状分布的长条形、菱形和不规则形，个体普遍小(8～25μm)，气相百分数低(10%～20%)。
3.均一温度、盐度和密度
由于矽卡岩矿物的透明度低，且包裹体少而小，难以获取较多的数据。对17件样品共测得均一温度点200多个。图16－15分别展示了钙矽卡岩带和锰质矽卡岩带包裹体均一温度数据，其温度范围较宽，并显示出复杂得多峰态直方图，反映了该矿床具有多阶段的成岩成矿特点。
图16－15 焦里矿区包裹体均一温度直方图
钙矽卡岩带中包裹体的均一温度在160～540℃之间变化。其中，340～420℃峰值区代表的是早期钙矽卡岩蚀变流体的温度，它们主要发育于钙铝榴石和透辉石中;160～380℃则反映的是矽卡岩期后的退化热液对早期钙矽卡岩的多次叠加和改造，应属石英、萤石等及其伴生的钨、铅、锌、银矿化形成的温度，其主要集中在340～360℃和220～260℃峰值区。
锰质矽卡岩带包裹体的均一温度变化于180～400℃之间，基本上可分为320～360℃和240～260℃两组峰值区。前者代表的是晚期锰质矽卡岩蚀变流体的温度区间，它们主要发育于锰质钙铁辉石和锰质钙铝榴石中;后者显然也反映了矽卡岩期后的退化热液对晚期锰质矽卡岩的叠加和改造的主要温度范围。
根据所获得的77个冰点数据(－2.0～－8.8℃之间)表明，矿区流体包裹体的盐度较低(图16－16)，为3%～12.7%，密度变化于0.65～0.93g/m3之间。其中，钙矽卡岩带钙铝榴石和透辉石中的流体包裹体盐度集中在8%～12.7%之间，密度为0.65～0.8g/cm3;锰质矽卡岩带锰质钙铁辉石和锰质钙铝榴石中的流体包裹体盐度集中在5.3%～11%之间，密度为0.77～0.85g/cm3;而石英、萤石中的流体包裹体盐度范围很宽，为3%～11.5%，密度为0.77～0.92g/cm3。
图16－16 焦里矿区流体包裹体均一温度和盐度的关系
中国矽卡岩矿床
综上所述，焦里矿区流体包裹体均一温度和盐度及其与花岗闪长岩体接触带的关系显示:自岩体接触带往围岩方向(由西往东)，流体总体呈现温度逐渐降低、盐度逐渐减小的演化趋势。即由早期较高温度和盐度的钙矽卡岩，向晚期相对较低温和盐度的锰质矽卡岩及更低温、低盐度的矽卡岩期后退化热液阶段呈规律性演化。
通过与我国主要类型矽卡岩矿床的流体包裹体资料(赵一鸣等，1990)进行对比，焦里矽卡岩银铅锌钨矿床流体包裹体以较低的均一温度和盐度为特点，明显区别于国内铁、铜、钼、钨、锡、金矽卡岩矿床(包括钙矽卡岩和镁矽卡岩)，后者的矽卡岩矿物中的流体包裹体均一温度一般为450～700℃，盐度一般为30%～50%，但与辽宁八家子矽卡岩银铅锌矿床基本相类似。它也不同于国内斑岩铜(钼)矿床的高温、高盐度的流体包裹体(芮宗瑶等，1984;张绮玲等，2003;李大新等，2003)。
(六)结语
1)由于焦里矿区的围岩是上寒武统变质砂岩和结晶灰岩，因此，含Ag，Pb，Zn锰质矽卡岩的矿物组成主要为锰质钙铁辉石、锰质透辉石、锰质钙铝榴石、锰质符山石、钙蔷薇辉石和锰质阳起石等。它与福建马坑矿区的含Pb，Zn锰质矽卡岩较为相似，但与白云质大理岩为围岩的辽宁八家子Ag，Pb，Zn矿床的锰质矽卡岩有一定差别。
2)焦里矿区的矽卡岩矿化分带十分明显，从靠近花岗闪长岩体向围岩方向分带序列依次为:含白钨矿钙矽卡岩→含Ag，Pb，Zn锰质矽卡岩带。这是评价矽卡岩银多金属矿床的重要标志之一。
3)矽卡岩矿化作用经历了3个阶段:即早期钙矽卡岩阶段、晚期锰质矽卡岩阶段和矽卡岩期后退化热液交代阶段。钨、铅、锌、银矿化主要形成于退化热液交代阶段。
图16－17 焦里矿区流体包裹体均一温度与岩体接触带的关系
4)流体包裹体研究表明，自岩体接触带从西向东往围岩方向，流体的温度呈现逐渐降低、盐度逐渐减小、密度值逐渐变高的演化趋势。成岩成矿作用是在温度160～540℃和盐度为3%～12.7%条件下进行的。这说明，成矿流体是从岩体东南部接触带向更东部的围岩方向流动演化的，而不是从北向南(图16－17)。