基于XEPOS型X射线荧光光谱仪研究江西朱溪铜钨矿床成矿元素地球化学特征与成因_苏晓云.pdf

2013 年 12 月 December 2013 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 32，No． 6 959 ～969 收稿日期 2013 －04 －21; 接受日期 2013 －09 －18 基金项目 江西省地质勘查基金项目 “江西省塔前赋春铜多金属成矿带成矿规律与成矿预测” 20120106 ; 中国地质大调 查项目 “我国重要矿产和区域成矿规律研究” 1212010633903 ; 中国地质大调查项目 “中国矿产地质与区域成矿 规律总结” 1212011220369 作者简介 苏晓云， 在读硕士研究生， 矿床学专业。E- mail suexiaoyun126． com。 通讯作者 王成辉， 助理研究员， 矿床学专业。E- mail wangchenghui131 sina． com。 文章编号 0254 －5357 2013 06 －0959 －11 基于 XEPOS 型 X 射线荧光光谱仪研究江西朱溪铜钨矿床 成矿元素地球化学特征与成因 苏晓云1，王登红2，王成辉2*，刘善宝2，刘建光3，樊兴涛4，蒯丽君4，陈国华3，万浩章3， 张诚3，黄桂强5 1． 中国地质大学 北京 地球科学与资源学院，北京100083; 2． 中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037; 3． 江西省地质矿产勘查开发局九一二大队，江西 鹰潭335001; 4． 国家地质实验测试中心，北京100037; 5． 中国冶金地质总局中南局南宁地质勘查院，广西 南宁530022 摘要 江西朱溪铜钨矿是近年新发现的一个以钨铜为主的多金属大型至超大型矿床， 成矿潜力巨大， 但目前仅 对矿床地质特征等有所研究， 研究程度较低， 因此急需对矿床成因类型、 地球化学特征等进行深入研究。本文 对铜钨矿体钻孔岩芯样品进行直接粉末制样， 应用 XEPOS 型偏振激发能量色散 X 射线荧光光谱仪分析主量元 素 SiO2、 CaO、 MgO ， 微量元素 Cu、 W、 Zn、 Ag 的含量， 研究朱溪矿区成矿元素的地球化学特征。结果表明， 主 量元素 SiO2、 CaO、 MgO 交代作用显著， SiO2和 CaO 呈 “对顶” 之势; 微量元素 Cu、 W、 Zn、 Ag 等含量随深度增加呈 波状起伏是受构造控制的岩层交代的明显特征， 且 Cu、 W 在空间上有中间高、 两边低的分布特征。这些元素的 变化趋势均表明该矿体属于交代成因， 而元素的变化反映到矿物组合也说明成矿物质来源与花岗岩、 花岗斑 岩、 花岗岩闪长岩等有关。本文的研究成果可为进一步勘探工作与成矿预测提供理论依据。 关键词 江西朱溪铜钨矿; 成矿元素; 交代作用; 地球化学特征 中图分类号 P612文献标识码 A 赣东北地区是我国铜金多金属矿重点成矿域之 一， 也是我国重要的铜、 金资源产地和工业基地。位 于江西省东北部景德镇市的朱溪铜钨矿是一个以铜 为主， 伴生锌、 银及钨的多金属矿床。近年来在朱溪 地区又发现了钨铜锌多金属矿体， 经工程勘察在 ZK4208 钻孔见钨铜锌多金属矿体厚度达 200 m， 钨 矿化呈似层状、 透镜状和脉状产出。 前人对赣东北地区主体矿区所在的塔前 － 赋春 成矿带等进行了大量的研究， 取得了一定的认识 如 徐良国等 ［1 ］对该区域成矿带的叠生成矿作用进行 了论述， 认为矿源层、 低洼断裂及岩浆的叠生成矿作 用是该区矿床形成的必要条件; 项新葵 ［2 ］探讨了该 区新生代构造演化与成矿作用的关系， 认为多期次 的构造运动为成矿提供条件; 又如高文亮等 ［3 ］和沈 蕾 ［4 ］对区域上金矿进行讨论， 而林黎等［5 ］、 何细荣 等 ［6 ］则重点对矿区大湖塘矿区、 朱溪矿区的矿床地 质特征进行了描述。但总体上对该区工作程度较 低， 尤其一些新发现的大型 － 特大型矿床需要投入 必要的工作量开展研究。 朱溪矿区是继赣西北大湖塘发现特大型钨矿之 后江南地区又一特大型钨矿， 该区蕴藏的铜钨多金 属资源潜力巨大， 因此急需对矿床的成矿规律进行 深入研究， 以为进一步勘探工作与成矿预测提供理 论依据。本文应用 XEPOS 型 X 射线荧光光谱仪， 959 ChaoXing 该仪器具有性能稳定、 操作简便、 直观、 快速灵活等 特点， 适合快速开展样品分析， 能较快地获得分析结 果 ［7 ］， 对研究区钻孔岩芯样品进行主量元素 SiO 2、 CaO、 MgO ， 微量元素 Cu、 W、 Zn、 Ag 的测试， 分析 该区成矿元素地球化学特征与成因， 并对成矿关系 进行探讨。 图 1朱溪地区地质简图 据江西省地质矿产勘查开发局九一二大队， 有修改 Fig． 1Simplified geological map of Zhuxi mining area 1第四系; 2上三叠统安源群; 3上二叠统长兴组; 4上二叠统乐平组; 5下二叠统茅口组; 6下二叠统栖霞组上段; 7下二叠统栖 霞组中段; 8下二叠统栖霞组下段; 9上石炭统船山组; 10上石炭统黄龙组; 11中元古界双桥山群; 12花岗闪长斑岩; 13闪长玢 岩; 14 煌斑岩; 15绿色蚀变带 阳起石透闪石化 ; 16大理岩化; 17实测及推测地质界线; 18推测压性断层; 19实测压性断层; 20压扭性断层; 21向斜及倒转背斜; 22铜矿体; 23不整合界线。 1地质背景 研究区 如图 1 所示 位于下扬子陆块江南古 岛弧带东南部， 钦杭接合带江西段萍乐拗陷带之东 端， 赣东北深大断裂北西侧， 处于长江中下游、 江南、 钦杭接合带等巨型成矿带与中国东南部滨太平洋 NNE 向成矿带纵横叠加复合有利成矿区域内， 具多 旋回、 多期次岩浆活动， 有巨大成矿潜力。与区内成 069 第 6 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2013 年 ChaoXing 矿较密切的地层主要为上古生界石炭系 － 二叠系， 倾向北西， 与中元古界浅变质岩系呈角度不整合接 触或断层接触。岩浆岩是构成区内成矿的重要因素 之一， 出露的岩浆岩主要为浅成 － 超浅成相， 从超基 性至酸性均有发育。多呈脉状， 少数呈岩株、 岩瘤产 出。侵入岩成岩时代主要为燕山期， 脉体多成群产 出， 侵入于中元古界浅变质岩系及上覆地层之中。 区内经历了多期多阶段的构造运动， 中元古代褶皱 造山作用强烈， 加里东期褶皱叠加和韧性变形， 印支 － 燕山期断裂构造活动强烈， 推覆构造发育。区域 上燕山期塔前 － 朱溪 － 赋春北东向断裂控制了整个 矿带的形成， 其次一级的北东向压性断裂和褶皱， 以 及近东西向和北西向扭性断裂， 则是区域上控制矿 床的主要构造， 而黄龙组与中元古界浅变质岩系接 触部位的断裂构造， 以及黄龙组中层间破碎带则是 矿体的赋存部位 ［8 ］。 如图 2 所示， 朱溪矿区Ⅱ矿带 42 号勘探线钻孔 中 ZK4207 钻孔见矿最好， 共见 23 个白钨矿体和 1 个铜锌矿体， 全孔白钨矿体视厚度累计达 131． 91 m， 铜矿体视厚度累计为 10． 23 m， 锌矿体视厚度累 计为 21． 58 m， 其中视厚度达 5 m 的钨矿体有 6 个。 在孔深 854． 40 ～916． 40 m 处为该孔见矿最好地段， 见矿视厚度为 62． 00 m 真厚度为 41． 22 m 。矿体 走向 220， 倾向北西， 倾角 40 ～ 80。金属矿物主 要有黄铁矿、 黄铜矿、 闪锌矿和白钨矿， 其次为磁黄 铁矿、 砷黝铜矿、 斑铜矿、 辉铜矿、 白铁矿、 毒砂、 方铅 矿、 辉铋矿、 赤铁矿、 菱铁矿、 针硫铋矿和黄锡矿等; 非金属矿物有方解石、 白云石、 石英、 透辉石和透闪 石。次要矿物有绿泥石、 绿帘石、 滑石、 蛇纹石、 石榴 子石和水白云母等。 2011 年度， 在 ZK4208 钻孔的 1000 m 以下揭露 到厚达 200 m 的钨多金属矿体， 表明朱溪矿区深部 矿体个数变多， 厚度变大， 揭示矿区深部有极好的找 矿前景。 2样品采集和 X 射线荧光光谱分析 2． 1样品采集 本次采集的样品来自 2010 ～2012 年度江西省地 质矿产勘查开发局九一二大队在朱溪矿区Ⅱ矿带 42 号勘探线上 ZK4207、 ZK4208、 ZK4209 共 3 个钻孔的 319 个化学分析样品及其副样。其中 ZK4207 钻孔 72 个， ZK4208 钻孔94 个， ZK4209 钻孔153 个， 基本上代 表了朱溪矿区 Ⅱ 矿带的矿化特征。经初碎、 中碎、 细碎 后， 粉碎至0．074 mm， 再风干后作为待测样品。 图 2 朱溪矿区 42 号勘探线地质剖面图 Fig． 2Geological general drawing of No． 42 exploration line in Zhuxi mining area 2． 2仪器设备和样品制备 本次测试分析实验采用直接粉末法制样 ［9 ］ 利 用中国地质科学院矿产资源研究所高温高压实验室 XEPOS 型台式能量色散偏振 X 射线荧光光谱仪 EDXRF， 德国 Spectro 公司 对岩芯粉末样品中近 50 个元素进行同时探测。该仪器可定量分析主量 元素 K2O、 CaO、 TiO2、 Fe2O3、 MnO2 和微量元素 V、 Cr、 Ni、 Cu、 Zn、 Ga、 As、 Rb、 Sr、 Y、 Zr、 Nb、 Ba、 Pb、 Th 等 ; 半定量分析 MgO、 P2O5、 Al2O3、 SiO2、 Cl、 Hf、 S、 Co 等。XEPOS 型台式能量色散偏振 X 射线荧光光 169 第 6 期苏晓云， 等 基于 XEPOS 型 X 射线荧光光谱仪研究江西朱溪铜钨矿床成矿元素地球化学特征与成因第 32 卷 ChaoXing 谱仪配备 Pd 靶 X 射线管， 最高电压 60 kV， 最大电 流2 mA， 最大功率 50 W， 分辨率 155 eV; 配备 Mo、 Co、 Pd l 、 Al2O3、 Al、 Ti、 Zr 和 Pd K 等 8 个二级靶 偏振靶 ， 为达到较好的激发效率和较快的分析速 度， 本实验采用 Mo、 Al2O3、 Co、 Pd l 等 4 个不同的 激发条件。试样盒由内环、 外环和盖子 3 套件组成， 内环内径28 mm; 盒底为 TF －240 型聚丙烯薄膜 德 国 Fluxana 公司 ， 厚度 4 μm。 样品盒的准备 将内环放置在平滑、 干净的平面 上 铺上硫酸纸 ， 顶端放置一块宽约 4． 0 cm 的聚 丙烯薄膜， 再用外环将内环连同薄膜一起扣好， 然后 上下颠倒内外环组件， 双手均匀向下平压内环边缘， 直至内环和外环的下沿均与衬底面平行， 薄膜被拉 平， 形成光滑的杯底。 表 2朱溪矿区 42 号勘探线钻孔岩芯样品主量元素分析 Table 2Analytical results of major elements from drilling core samples of No． 42 exploration line in Zhuxi mining area 钻孔编号样数/个采样深度/m w SiO2 / 含量范围平均值 w MgO / 含量范围平均值 w CaO / 含量范围平均值 ZK420772528．3 ～1044．80．05 ～81． 9221． 861．14 ～30．3516． 873．79 ～52．8930．97 ZK42089478． 5 ～1400． 10． 03 ～76．6220．981．22 ～28．1712． 491．42 ～56．437．76 ZK420915374．5 ～163． 20． 02 ～80．3828．610．57 ～29．5913． 580．37 ～57．2231．68 样品制备 在制备好的样品杯中， 加入 10． 6 g 风干后的试样 或校准样品 ， 用平底玻璃棒压实， 盖上盖子后， 即可放入仪器进行测量。 2． 3分析测量条件 样品测量在空气气氛中进行。表 1 是所采用的 各激发条件和对应的检测元素。实验时需要待 XRF 光谱仪开机后老化光管， 稳定 1 h 后开始测试 样品 ［10 ］。 表 1偏振激发 － 能量色散 X 射线荧光光谱法分析地质样 品的测量条件 Table 1Instrument conditions for geological sample measurement by EDXRF 测量元素 X 光管条件 U/kV i/mA 二级靶 偏振靶 测量时间 t/s Fe， Co， Ni， Cu， Zn， Ga， Ge， As， Se， Br， Rb， Sr， Y， Hf， Ta， W， Bi， Tl， Pb， Th， U 401．0Mo200 Zr， Nb， Mo， Ag， Cd， In， Sn， Sb， I， Cs， Ba， La， Ce 600． 66Al2O3220 K， Ca， Sc， Ti， V， Cr， Mn251．6Co200 Na， Mg， Al， Si， P， S， Cl252．0Pa100 注 Pr、 Hf、 Ta、 W、 Bi、 Tl、 Th、 U 等元素采用 Lα 线， Pb 采用 Lβ1线， 其他各元素均采用 Kα 线进行分析。 3矿床地球化学特征 对钻孔岩芯的观察可知， 三个钻孔所揭露地层 的岩性以灰岩、 白云岩和大理岩为主， 仅有少量的花 岗斑岩和花岗闪长岩呈脉状侵入 其他勘探线见闪 长岩及煌斑岩 ， 矽卡岩矿体自上而下也穿插这三 种岩性。因此对于元素在脉状侵入的岩浆岩和沉积 岩中的迁移变化研究十分有必要。 3． 1主量元素特征 白云岩中 Mg 的含量较高， 灰岩中 Ca 含量较 高， 花岗斑岩 花岗闪长岩 中 Si 元素含量较高， 在 保证实验结果可以反映元素的变化趋势且可靠的前 提下， 本文对 Si、 Mg、 Ca 这三种主量元素之间的关 系进行探讨。 3． 1． 1SiO2、 MgO、 CaO 在钻孔中分布特征 主量元素分析结果见表 2。对比三个钻孔主量 元素含量可以发现， 钻孔 ZK4208 中 SiO2含量最低， 但 CaO 含量最高; 钻孔 ZK4209 中 SiO2含量最高， 而 CaO 与 MgO 含量相对较低; 钻孔 ZK4207 三种元素 都相对平均， MgO 含量为三个钻孔中最高， 但相差 较小， 而 SiO2与 CaO 含量则介于其他两个钻孔 之间。 SiO2含量范围的变化大及平均值较低， 也印证 了花岗闪长岩 花岗闪长岩 岩体的脉状侵入。CaO 较 MgO 含量总体更高的特征与揭露的岩性灰岩比 白云岩更多的地质事实相符。 3． 1． 2SiO2、 MgO、 CaO 元素交代特征 值得注意的是， 通过对 ZK4209 钻孔 SiO2、 MgO、 CaO 三种主量元素含量随深度变化如图 3 所示， 发 现三种元素呈明显的线性相关性， 反映了该地区的 岩石交代作用。 将图 3 对不同深度、 不同元素拆分作图 4。可 以发现， 在深度 70 ～ 200 m 之间， Si、 Mg 的含量下 降， Ca 的含量上升; 180 ～ 450 m 之间， Ca 的含量处 于 45以上， Si、 Mg 均在 5 以下， 与该段岩性以灰 岩为主的地质事实相符。值得注意的是， 在深度 180 m、 280 m、 360 m 左右， Si 和 Ca 的含量在图上明 269 第 6 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2013 年 ChaoXing 图 3ZK4209 钻孔中 SiO2 、 MgO、 CaO 含量随深度变化的曲线 Fig 3The changes of SiO2，MgO，CaO content with depth in ZK4209 drilling core 图 4 a 和 b Si、 Ca 的 “对顶” 之势 上 和 SiO2含量的动荡下降; c 和 d Mg 和 Ca 的含量随深度互补的变化 Fig 4 a and b The opposite situation of Si and Ca up and the turmoil decline of SiO2content， c and d Complementary to the change of the Mg and Ca content with depth 显地呈 “对顶” 之势， 表明在这一深度岩石的交代作 用十分强烈; 在深度 500 m 左右， Mg 含量突然上升 到 25， 而 Ca 含量降低至 25， 该段岩性也确为白 云岩。在深度 600 ～1000 m 因无样品而无数据。在 深度 1100 m 之下， Ca 含量进一步上升， 达到 55; 而 Si 含量进一步下降， 约 1; Mg 含量在 5 左右。 369 第 6 期苏晓云， 等 基于 XEPOS 型 X 射线荧光光谱仪研究江西朱溪铜钨矿床成矿元素地球化学特征与成因第 32 卷 ChaoXing 在深度 1250 ～ 1550 m， Mg 和 Ca 的含量再一次接 近， 都大约是 25， 此时岩性再次以白云岩为主， 而 Si 的含量正呈动荡式下降， 影响到 Mg 和 Ca 的含量 也不稳定。在深度1530 m 以下， Mg 和 Ca 的含量直 线下降到 1， Si 含量升高到 70左右， 该深度为底 部花岗闪长岩。综合可知， 灰岩和白云岩随着岩浆 热液侵入， 岩石被交代， SiO2的含量增加， CaO 和 MgO 含量减小。MgO 和 CaO 含量平均值的比值接 近 1 ∶ 3， 也印证了揭露岩芯中灰岩与白云岩所占的 比例。 图 5不同钻孔中 SiO2与主要氧化物 Fe 2O3 a 、 MgO b 、 MnO c 、 CaO d 的图解 Fig． 5Correlation of SiO2and major oxides Fe2O3 a ，MgO b ，MnO c ，CaO d in different drilling holes 3． 1． 3主量元素相关关系分析 为了解矿区不同钻孔中 SiO2与其他氧化物之 间的关系， 本文进行了主量元素相关性投图 ［11 ］。如 图 5 所示， 三个钻孔都表现出了一致的线性相关性。 总体上， 随 SiO2含量增高， Fe2O3和 MnO 的含量也在 增加， 呈正相关， 而 CaO 和 MgO 的含量具有降低趋 势， 呈负相关。这种明显的正负相关表明这些组分 在热液交代蚀变过程中的活动性较强， CaO 和 MgO 大量迁出， 而 Fe2O3和 MnO 则表现为大量的迁入， 这 种变化在矿物组分上印证了萤石矿物、 黑云母、 绿泥 石等蚀变矿物的形成 ［12 ］。 3． 2微量元素特征 钨和铜是朱溪矿区最主要的成矿元素， 上部是 薄层的铜钨矿， 下部是厚大的白钨矿矿体， 伴生铅、 锌等多金属。工作区内所布钻孔北东方向已知有开 采已久的铜、 锌矿床， 区域上南东方向有胡家岭铅、 银矿靶区。虽然本次所使用的测试方法未曾对较高 含量 Ag 的分析效果进行品质评价， 但考虑到分析 结果依然可以反映元素的变化趋势， 综合考虑后， 在 微量元素方面主要对 Cu、 W、 Zn、 Ag 四种成矿元素 进行探讨 ［13 ］。 分析结果见表 3 由于分析数据量较大， 表 3 中 仅列出四种元素在三个钻孔中的含量范围及平均 值 ， Cu 的最高含量出现在 ZK4208 钻孔 1376 ～ 1377． 2 m 深度 38900 μg/g， 白云石大理岩 ， 其次 出现 在 ZK4208 钻 孔 202． 68 ～ 203． 98 m 深 度 14000 μg/g， 石英脉 ， 再次出现在 ZK4207 钻孔 593． 6 ～ 594． 7 m 深度 12090 μg/g， 大理岩的矿化 层 。另外， 在 ZK4209 钻孔 454． 3 ～ 455． 9 m 深度 Cu 含量也达到了 8633 μg/g 长英质角岩 。由此 可见， 钻孔 ZK4208 中的样品 Cu 含量较高， 平均值 也达到 1052． 54 μg/g， 而钻孔 ZK4207 和 ZK4209 虽 469 第 6 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2013 年 ChaoXing 然有个别样品 Cu 含量超过边界品位， 但绝大多数 样品 Cu 含量都较低， 平均值仅为 499． 43 ～ 640． 66 μg/g。因此 Cu 自北西向南东方向， 含量有中间高、 两边低的趋势， 也即 Cu 的成矿作用从钻孔 ZK4208 向两侧趋于减弱 图 6 。 W 在空间上的分布， 与 Cu 有所不同但也有类 似之处。即， W 的最高含量出现在 ZK4208 钻孔的 1376 ～1377． 2 m 深度， W 含量达 33510 μg/g 白云 石大理岩 ; 在 ZK4209 钻孔 454． 3 ～455． 9 m 深度， W 达到 3． 3 μg/g。另外， 在 ZK4209 钻孔中 W 含量 在 454． 3 ～ 455． 9 m 深度达到 32780 μg/g， ZK4207 钻孔在 893． 9 ～894． 9 m 深度 W 的含量也达到该钻 孔中样品的最大值11950μg /g 长英质角岩 。 各 表 3朱溪矿区 42 号勘探线钻孔岩芯样品成矿元素分析 Table 3 Analysis results of primary ore- ing elements from drilling core samples of No． 42 exploration line in Zhuxi mining area 钻孔编号 样品数量 /个 采样深度/m w Cu / μgg －1 含量范围平均值 w W / μgg －1 含量范围平均值 w Zn / μgg －1 含量范围平均值 w Ag / μgg －1 含量范围平均值 ZK420772528．3 ～1044．843．1 ～12090640．666．2 ～11950709．97103．8 ～560402957．530．6 ～289．220．23 ZK42089478．5 ～1400．137．7 ～389001052．542．2 ～335101966．2710．7 ～11440699．530．6 ～288．518．84 ZK420915374．5 ～163．21．2 ～8633499．432．5 ～327801896．3111 ～18620646．370．5 ～133．17．85 图 6不同钻孔中铜和钨含量的变化 Fig． 6The change of Cu and W content in different drilling holes 569 第 6 期苏晓云， 等 基于 XEPOS 型 X 射线荧光光谱仪研究江西朱溪铜钨矿床成矿元素地球化学特征与成因第 32 卷 ChaoXing 个深度的 W 元素含量都表现出与 Cu 的直接对应关 系。三个钻孔 ZK4207、 ZK4208、 ZK4209 的 W 含量 平均值依次为 709． 97 μg/g、 1966． 27 μg/g、 1896． 31 μg/g。W 自北西向南东， W 含量仍然有中间高、 两 边低的趋势。 Zn 含量最高值出现在 ZK4207 钻孔 549． 66 ～ 550． 66 m 深度 56040 μg/g， 大理岩的矿化层 ， 其 次出现在 ZK4207 钻孔 893． 9 ～ 894． 9 m 处深度 1． 4 μg/g， 长英质角岩 ， 再次出现在 ZK4207 钻孔 593． 6 ～ 594． 7 m 深度 21000 μg/g， 大理岩的矿化 层 。另外， 在 ZK4209 钻孔 509． 35 ～ 510． 85 m 深 度 Zn 含量也达到了 18620 μg/g 黄铜矿化的白云 质大理岩 ， ZK4208 钻孔 Zn 含量在 202． 68 ～ 203． 98 m深度为11440 μg/g。由此可见， ZK4207 钻 孔中的样品 Zn 相较 ZK4208 钻孔和 ZK4209 钻孔含 量较高， 平均值也达到 2957． 53 μg/g， 而 ZK4208 和 ZK4209 钻孔绝大多数样品 Zn 含量都较低， 平均含 量仅为 699． 53 μg/g 和 646． 37 μg/g。因此 Zn 自北 西向南东方向， 含量有逐渐降低趋势， 即成矿作用 趋于减弱 图 7 。 图 7不同钻孔中锌和银含量的变化 Fig． 7The change of Zn and Ag content in different drilling holes Ag 含量最高值出现在 ZK4207 钻孔 593． 7 ～ 594． 7 m 深度 289． 2 μg/g， 大理岩的矿化层 ， 其次 出现在 ZK4208 钻孔 202． 68 ～203． 98 m 深度 288． 5 μg/g， 石英脉 ， 再次出现在 ZK4208 钻孔 1376 ～ 669 第 6 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2013 年 ChaoXing 1377． 2 m 深度 200 μg/g， 白云石大理岩 。另外， 在 ZK4209 钻孔 509． 35 ～510． 85 m 深度 Ag 含量也 达到了133． 1 μg/g 黄铜矿化的白云质大理岩 ， ZK4207 和 ZK4208 钻孔中的样品 Ag 含量平均值为 20 μg/g， 而 ZK4209 钻孔绝大多数样品 Ag 含量更 低， 平均含量不足 10 μg/g。因此 Ag 自北西向南东 方向， 含量有逐渐升高的趋势， 即成矿作用趋于增强 图 7 。 4矿化富集探讨 朱溪铜钨多金属矿床是近年来在原有矿床的基 础上以成矿系列理论为指导 ［14 ］， 对该地区区域成矿 规律和找矿潜力进行总结和分析， 取得新的找矿突 破性进展的又一成功范例。该矿床的层状、 似层状 矿体主要产于石炭统船山组与黄龙组地层界面之上 30 ～40 m 范围， 以及中性岩脉中， 顶底板为白云岩 或大理岩。矿带总的走向为北东 － 南西， 边部都有 花岗闪长岩、 花岗闪长斑岩脉等相伴， 矿体受层间破 碎带及断裂构造控制， 主要由许多层间小脉和顺层 图 8不同钻孔中钨与其他成矿元素含量的变化相关性 Fig． 8Changes in the content of W and other ore- ing elements in different drilling holes 大脉复合组成， 而矿化蚀变也具有顺层分布的特点。 ZK4208 钻孔下揭露到的厚层钨多金属矿体具 有多样性， 如花岗闪长岩也有铜钨矿化， 甚至某些小 的岩脉本身即构成铜钨的工业矿体， 表明该矿区的 成矿作用以 Cu 和 W 的富集为特征。成矿作用以 W 和 Cu 为主， 形成以矽卡岩为最主要的矿石矿物 ［15 ］， 从成矿元素相关性图解 图 8 可以看出， 亲硫元素 的 Zn、 Pb、 Sb、 Ag 也表现出明显的富集特征。W 和 Cu、 Zn、 Bi、 Sn 之间都存在一定的正相关性， 表明 Cu， W 以及其他成矿元素都有可能是共生的。从成 矿元素的空间分布可见， 随着深度的增加， Cu 含量 减小而 W 含量增加， 反映为垂向上由上至下铜矿体 － 铜钨矿体 － 钨矿体的过渡变化， 表明充填交代成 矿作用过程中垂向上的变化 ［16 ］。在同一钻孔中， 随 着深度的增加， 元素的含量呈现波状起伏的变化而 不是截然变化， 这也是受构造控制的岩层交代的明 显特征。 42 号勘探线所揭露的矿体均有较为明显的充 填交代特征。已揭露到矿体中见黄铜矿交代溶蚀黄 铁矿， 从晶粒中心向外进行而形成的骸晶结构和磁 黄铁矿、 黄铁矿等外缘局部被黄铜矿交代溶蚀的交 769 第 6 期苏晓云， 等 基于 XEPOS 型 X 射线荧光光谱仪研究江西朱溪铜钨矿床成矿元素地球化学特征与成因第 32 卷 ChaoXing 代残余结构。在主要的矿体赋存部位， 透辉石、 黑云 母、 硅灰石、 绿泥石等交代作用形成的矽卡岩矿物组 合发育， 这在主量元素的变化中直接体现。蚀变带 常见有对称分布， 其中心为矽卡岩化、 滑石化， 边缘 为透闪石化， 晚期有硅化、 绿泥石化和碳酸盐化以及 矿化的叠加， 多受断裂带控制， 顺层产出， 也表明了 顺层交代的特点。而角岩化、 大理岩化与成矿关系 相对较弱。 5结语 朱溪铜钨多金属矿床是以钨、 铜为主的超大型 矿床。本文应用 XEPOS 型偏振能量色散 X 射线荧 光光谱仪， 以快速、 简便、 低能耗的优势， 获得了可以 反映矿体中元素变化趋势的数据， 表现为主量元素 硅和钙的 “对顶” 之势， 硅、 镁、 钙随深度互补的变化 趋势; 成矿元素铜、 钨、 锌、 银随着深度的增加元素含 量呈波状起伏变化， 反映了受构造控制的岩层交代 特征， 这些元素的空间分布特征均表明该矿体属于 交代成因。元素迁移反映在矿物组分上的变化也表 明成矿物质与花岗岩、 花岗斑岩、 花岗岩闪长岩等侵 入蚀变形成的矽卡岩矿物组合有密切关系。根据本 次研究的情况， 建议今后应积极加强对侵入岩脉及 深部隐伏岩体与成矿作用关系的研究。 致谢 本研究工作得到了江西省地质矿产勘查开发 局九一二大队冯毅、 魏锦、 舒立旻等同志为野外工作 和钻孔等资料提供的诸多方便， 同时也获得桂林理 工大学地球科学学院刘战庆博士和江西省地质调查 研究院胡正华博士的指导和帮助， 在此一并表示 谢忱。 6参考文献 ［ 1］徐良国， 马长信． 塔前 － 朱溪多金属成矿带的叠生成 矿作用［ J］ ． 地质与勘探， 1984， 20 3 12 －17． ［ 2］项新葵． 赣东北塔前 － 赋春成矿带中新生代构造演化 与成矿作用［ J］ ． 地质与勘探， 1992， 28 1 20 －27． ［ 3］高文亮， 余美水， 朱元松， 林伟强． 赣东北横路 － 赋春 成矿带的金矿成矿条件及找矿方向［J］ ． 江西地质， 1998， 12 3 175 －180． ［ 4］沈蕾． 江西省婺源县赋春砂金矿地质特征与矿床成因 初探［ J］ ． 黄山学院学报， 2003， 5 3 118 －119． ［ 5］林黎， 占岗乐， 喻晓平． 江西大湖塘钨 锡 矿田地质 特征及远景分析［ J］ ． 资源调查与环境， 2006， 27 1 25 －32． ［ 6］何细荣， 陈国华， 刘建光， 张诚． 江西景德镇朱溪地区 铜钨多金属矿找矿方向［J］ ． 中国钨业， 2011， 26 1 9 －14． ［ 7］耿刚强， 宁国东， 王巧玲， 丁慧， 朱明达， 白福全， 董海 成， 牛素琴， 王再田． XEPOS 型偏振能量色散 X 射线 荧光光谱仪分析蒙古铁矿石［J］ ， 岩矿测试， 2008， 27 6 423 －426． ［ 8］陈国华， 万浩章， 舒良树， 张诚， 康川． 江西景德镇朱溪 铜钨多金属矿床地质特征与控矿条件分析［ J］ ． 岩石 学报， 2012， 28 12 3901 －3914． ［ 9］詹秀春， 樊兴涛， 李迎春， 王祎亚． 直接粉末制样 － 小型偏振激发能量色散 X 射线荧光光谱法分析地质 样品中多元素［J］ ． 岩矿测试， 2009， 28 6 501 － 506． ［ 10］ 樊兴涛， 李迎春， 王广， 白金峰， 姚文生， 袁继海， 詹秀 春． 车载台式能量色散 X 射线荧光光谱仪在地球化 学勘查现场分析中的应用［J］ ． 岩矿测试， 2011， 30 2 155 －159． ［ 11］ 朱碧， 蒋少涌， 丁昕， 姜耀辉， 倪培， 顾连兴． 江西永平 铜矿区花岗闪长岩热液蚀变与岩石成因矿物化学、 元素地球化学和 Sr － Nd － Hf 同位素制约［J］ ． 岩石 学报， 2008， 24 8 1900 －1915． ［ 12］ Whitbread M A，Moore C L． Two lithogeochemical appr- oaches to the identification of alteration patterns at the Elura Zn- Pb- Ag deposit，Cobar，New South Wales， AustraliaUse of pearce element ratio analysis and isoconanalysis ［J ］ ．GeochemistryExploration， Environment，Analysis， 2004， 4 2 129 －141． ［ 13］ 范森葵， 王登红， 梁婷， 吴德成， 韦可利， 周鸿军， 黄惠 明， 屈文俊． 广西大厂96 号矿体的成矿元素地球化学 特征与成因［ J］ ． 吉林大学学报 地球科学版 ， 2010， 40 4 782 －790． ［ 14］ 陈毓川， 裴荣富， 王登红． 三论矿床的成矿系列问题 ［ J］ ． 地质学报， 2006， 80 10 1501 －1507． ［ 15］ 黄小娥， 徐志华． 江西雅山花岗闪长岩体交代作用及 其与稀有金属的成矿关系［J］ ． 江西有色金属， 2005， 19 4 1 －4． ［ 16］赵一鸣． 夕卡岩矿床研究的某些重要新进展［J］ ． 矿床地质， 2002， 21 2 113 －117． 869 第 6 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2013 年 ChaoXing Metallogenic Element Geochemistry Characteristics and Genesis of the Zhuxi Copper- Tungsten Polymetallic Deposit，Jiangxi Province Base Using XEPOS X- ray Fluorescence Spectrometry SU Xiao- yun1，WANG Deng- hong2，WANG Cheng- hui2*，LIU Shan- bao2，LIU Jian- guang3， FAN Xing- tao4，KUAI Li- jun4，CHEN Guo- hua3，WAN Hao- zhang3，ZHANG Cheng3， HUANG Gui- qiang5 1． School of Earth Sciences and Resources，China University of Geosciences Beijing ，Beijing100083，China; 2． Institute of Mineral Resource，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing100037，China; 3． No．912 Team，Jiangxi Bureau of Geological Exploration and Exploitation of Mineral Resources， Yingtan335001，China; 4． National Resea