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江西武山铜矿床海底喷流与岩浆热液叠加成矿作用:控矿地质条件、矿石结构构造与矿床地球化学制约

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岩石学报 2012年第12期28卷 3929-3937页

作者：孔凡斌蒋少涌徐耀明朱志勇钱汉东边立曾南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室地球科学与工程学院江西地质矿产勘查开发局赣西北大队中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室武汉430074

长江中下游成矿带存在一套产于泥盆系五通组砂岩和石炭系黄龙组白云质灰岩层间的层状含铜硫化物矿体,对其成因存在很大争议。本文以产出典型层状矿体的武山铜矿为解剖重点,结合区域控矿地质要素、矿石结构构造特征及矿石中黄铁矿的稀土... 详细信息

长江中下游成矿带存在一套产于泥盆系五通组砂岩和石炭系黄龙组白云质灰岩层间的层状含铜硫化物矿体,对其成因存在很大争议。本文以产出典型层状矿体的武山铜矿为解剖重点,结合区域控矿地质要素、矿石结构构造特征及矿石中黄铁矿的稀土元素地球化学,提出层状矿体是海底喷流同生沉积与岩浆热液叠加成矿作用的产物。对武山铜矿层状矿体中的胶黄铁矿和黄铁矿、矽卡岩矿体中黄铁矿和脉状矿体中黄铁矿进行的稀土元素含量分析发现,从层状矿体胶黄铁矿、层状矿体黄铁矿、到矽卡岩和脉状矿体黄铁矿,稀土总量和稀土配分曲线显示递变规律,即层状矿体胶黄铁矿具有较低的稀土总量和轻重稀土分异不明显的较平坦型配分曲线;而矽卡岩和脉状矿体黄铁矿具有较高的稀土总量和轻重稀土分异较明显的右倾型配分曲线。层状矿体黄铁矿的稀土特征则介于两者之间,反映了岩浆热液的叠加作用。根据矿物组合共生关系及矿石结构构造的研究,可将武山铜矿黄铁矿分为3个期次:I期为微球粒、草莓状、条带状、纹层状沉积型黄铁矿;II期为半自形、自形粒状和港湾状黄铁矿,可见与长英质斑晶、岩屑或晶屑凝灰岩伴生或共生,说明黄铁矿形成与同沉积期火山凝灰岩的密切关系。III期为块状、粗晶状、碎裂状黄铁矿。黄铜矿的形成晚于I、II期黄铁矿,成微粒状、脉状交错穿插或包裹早期球粒状、粒状黄铁矿及长英质矿物。对新发现的灰泥丘构造的详细研究表明,武山铜矿中含矿的灰泥丘与武山外围乌石街出露的不含矿的灰泥丘具有不同的特征,其中前者具有封闭的孔洞系统,而后者为开放的孔洞系统。总之,武山铜矿控矿地质条件、矿石结构构造及不同类型矿石黄铁矿的稀土元素证据表明矿床存在两期成矿事件,即海西期海底喷流同生沉积成矿期和燕山期岩浆热液叠加成矿期。

关键词：矿石结构构造稀土元素海底喷流同生沉积成矿两期成矿事件武山铜矿

黑云母地球化学特征对武山铜矿和竹溪岭钨矿成矿岩浆体系差异的指示

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岩石矿物学杂志 2019年第5期38卷 673-692页

作者：张振段晓侠陈斌王志强孙克克严翔合肥工业大学资源与环境工程学院安徽合肥230009 南方科技大学广东深圳518055 中国地质大学(北京) 北京100083

黑云母化学成分差异可反映出岩浆岩的性质(全岩铝饱和指数、I/S型花岗岩)、氧逸度、挥发分特征并指示岩浆源区。为了探究不同岩浆体系的性质对成矿差异性的影响,本文选择与长江中下游成矿带的武山铜矿和江南造山带的竹溪岭钨(钼)矿相关... 详细信息

黑云母化学成分差异可反映出岩浆岩的性质(全岩铝饱和指数、I/S型花岗岩)、氧逸度、挥发分特征并指示岩浆源区。为了探究不同岩浆体系的性质对成矿差异性的影响,本文选择与长江中下游成矿带的武山铜矿和江南造山带的竹溪岭钨(钼)矿相关的花岗闪长斑岩中的黑云母作为研究对象,对其开展了岩相学、主量元素和原位微量元素分析。结果表明,两地黑云母均富镁贫铁,竹溪岭岩体中的黑云母相对富集Li、Nb等不相容元素,而武山岩体的黑云母富集Ni、V等相容元素。基于黑云母地球化学特征建立了成岩体系与成矿体系的联系:武山铜矿与黑云母相平衡的岩浆体系具有高Cl、高氧逸度特征,有利于Cu富集成矿;而竹溪岭钨(钼)矿的岩浆体系具高F、低氧逸度特征,有利于W富集成矿。

关键词：黑云母地球化学挥发分氧逸度武山铜矿竹溪岭钨(钼)矿

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武山铜矿深部找矿新发现及成因

金属矿山 2019年第12期48卷 135-144页

作者：李明骏江西铜业股份有限公司武山铜矿

武山铜矿位于长江中下游铁铜成矿带西段-九瑞矿集区中部,成矿地质条件优越。近年来,随着地质研究程度及勘查深度的不断加深,发现其深部地质成矿条件较浅部有了重大变化,在进一步总结矿床地质特征和成矿条件的基础上,着重对成矿物质来源... 详细信息

武山铜矿位于长江中下游铁铜成矿带西段-九瑞矿集区中部,成矿地质条件优越。近年来,随着地质研究程度及勘查深度的不断加深,发现其深部地质成矿条件较浅部有了重大变化,在进一步总结矿床地质特征和成矿条件的基础上,着重对成矿物质来源、成矿运移通道及围岩条件进行了研究,以深部找矿新发现的地质现象为支撑,多维度分析和探讨了矿床成因及成矿模式。研究表明:①在五通组与黄龙组之间的假整合面上未能见到原始沉积的矿坯层,排除了海西期海底喷流或同生沉积的可能;②北矿带的层控块状硫化物型矿床及南矿带矽卡岩型矿床,在成因上均属略晚于花岗闪长斑岩体同期生成的热液型铜矿床;③NW与NE向的基底断裂控制了成矿岩体的活动和定位,岩浆上侵携带了大量的成矿物质来源,接触带及层间破碎带构造为成矿提供了重要的运移通道和成矿的富集空间,化学性质活泼的碳酸盐岩类地层为成矿热液交代提供了良好的外部环境,这三者在空间上的特殊配置和时间上的耦合为成矿提供了有利条件;④根据地层产状向深部预测,志留系下伏的奥陶系碳酸盐岩类地层将在深部与岩体相交,今后应注意在其接触带部位探索存在矽卡岩型铜矿体的可能。

关键词：武山铜矿矿床成因找矿新发现成矿物质来源热液型矿床深部找矿

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武山铜矿在矿山技改主井工程的核心主导作用

施工技术 2007年第S1期36卷 250-251页

作者：吕小林江西铜业集团公司武山铜矿江西瑞昌332204

介绍武山铜矿在深部挖潜技术改造主井工程的核心主导作用,建设单位与施工、监理、设计单位之间的协作,建设单位技改与生产之间的协调。

关键词：武山铜矿主井核心主导措施

江西武山铜矿南矿带辉钼矿Re-Os同位素年龄及其地质意义

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地质学报 2007年第6期81卷 801-807页

作者：李进文李旭辉裴荣富梅燕雄王永磊屈文俊黄修保臧文栓中国地质科学院矿产资源研究所北京100037 江西地质矿产勘查开发局赣西北大队九江332000 国家地质实验测试中心北京100037 中国地质大学北京100083

首次运用Re-Os同位素定年法对武山铜矿南矿带的辉钼矿进行年龄测试,测得5件样品的模式年龄变化于144.0～145.7Ma,等时线年龄为146.4±2.6Ma,与花岗闪长斑岩145±3.9Ma的SISM法年龄值相吻合,表明武山铜矿南矿带成矿与晚侏罗世中酸性岩浆... 详细信息

首次运用Re-Os同位素定年法对武山铜矿南矿带的辉钼矿进行年龄测试,测得5件样品的模式年龄变化于144.0～145.7Ma,等时线年龄为146.4±2.6Ma,与花岗闪长斑岩145±3.9Ma的SISM法年龄值相吻合,表明武山铜矿南矿带成矿与晚侏罗世中酸性岩浆活动关系密切。该矿床北矿带层状、似层状硫化物型矿体曾经历海西期海底喷流-沉积成矿,而燕山期岩浆期后热液叠加改造对其形成具有重要作用,即武山铜矿最终形成于晚侏罗世。以矽卡岩型-(似)层状硫化物型矿化为主的武山铜矿稍早于同属九-瑞矿集区、以斑岩型-(似)层状硫化物型矿化为主的城门山铜矿形成,由于其成矿伴随着下扬子地区岩石圈的大规模减薄事件,成矿时间差很可能是导致两者矿化特征差异的重要原因。武山铜矿及九-瑞矿集区与铜陵、安庆和鄂东南矿集区的成岩成矿时代高度一致,它们是在统一的构造-岩浆作用过程中、与燕山期花岗质岩浆活动有关的产物。

关键词： Re-Os同位素辉钼矿成矿年龄成矿对比武山铜矿江西

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武山铜矿床南矿区矿床地质特征及成因

武山铜矿床南矿区矿床地质特征及成因

作者：赵赳东华理工大学

学位级别：硕士

武山铜矿床是典型的岩浆热液交代形成的矽卡岩型矿床。本文对南部矿区南矿带矽卡岩型铜矿进行了野外地质调查和前人研究基础之上,进行岩石矿物学、地球化学、XRD半定量分析、年代学等方面研究,获得以下认识:(1)岩体-围岩蚀变分为六条带... 详细信息

武山铜矿床是典型的岩浆热液交代形成的矽卡岩型矿床。本文对南部矿区南矿带矽卡岩型铜矿进行了野外地质调查和前人研究基础之上,进行岩石矿物学、地球化学、XRD半定量分析、年代学等方面研究,获得以下认识:(1)岩体-围岩蚀变分为六条带:花岗闪长斑岩-矽卡岩化花岗闪长斑岩-矿体(含铜的富石榴子石矽卡岩)-石榴辉石矽卡岩-大理岩/大理岩化(硅化)灰岩-(硅化)灰岩/白云岩。铜矿体主要产于富石榴子石的矽卡岩带(2)矿区侵入体岩性主要包括黑云母花岗闪长斑岩和花岗闪长斑岩,属准过铝质、钾玄岩和高钾钙碱性系列,个别属于过碱性系列;稀土配分曲线图和微量元素蛛网图中变化趋势一致,均明显富集大离子亲石元素(LILE)Ba、Rb、Th等,而相对亏损Nb、Ta、Zr、Ti等高场强元素(HFSE),表明二者经历了相似的演化过程以及具有相似的物质来源。(3)武山铜矿大理岩和大理岩化灰岩中的碳来源于母岩中,而两者中的氧主要来源于母岩中的氧,部分有可能来源于低δ18O岩浆热液流体中;矽卡岩和含铜矽卡岩具有比前二者更低的碳、氧同位素组成,这一特征是因为矽卡岩形成的交代过程中岩浆流体与围岩相互作用的结果;(4)武山花岗闪长斑岩的形成年龄为145Ma,辉钼矿Re-Os测年为143Ma,表明武山铜矿成岩成矿时代为燕山早期。

关键词：武山铜矿矽卡岩石榴子石 X射线(XRD) 矿床成因

江西武山铜矿黑云母的化学成分特征:地质与成矿意义

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地球化学 2020年第6期49卷 637-652页

作者：张三衡李武显周贤旭杨东生吕璞良中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广东广州510640 中国科学院大学北京100049 江西省地质矿产勘查开发局赣西北大队江西九江332000 中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室广东广州510640 南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室南宁530001

华南燕山期岩浆活动频繁,出露有大量的斑岩侵入体,形成了许多与斑岩侵入体有关的铜多金属矿床。对九瑞矿集区与铜矿有关的武山岩体黑云母矿物进行了详细的镜下观察和电子探针分析。依据镜下岩相学特征可以将研究的黑云母分为斑晶黑云母... 详细信息

华南燕山期岩浆活动频繁,出露有大量的斑岩侵入体,形成了许多与斑岩侵入体有关的铜多金属矿床。对九瑞矿集区与铜矿有关的武山岩体黑云母矿物进行了详细的镜下观察和电子探针分析。依据镜下岩相学特征可以将研究的黑云母分为斑晶黑云母和基质黑云母两类,两类黑云母成分上均为镁质黑云母,并且大部分斑晶黑云母受到热液蚀变的影响,已经具有蚀变黑云母的特征。黑云母Ti温度计显示斑晶黑云母的核部结晶温度平均值为744℃,边部温度平均值为742℃,基质黑云母结晶温度平均值为732℃。黑云母压力计显示斑晶黑云母的侵位深度平均值为3.3 km,基质黑云母的侵位深度平均值为2.6 km。利用黑云母成分反映出的岩浆为高氧逸度岩浆,有利于成矿。研究表明,大多数武山岩体的斑晶黑云母受到热液作用的影响,其TFeO、Na_(2)O、MnO和TiO_(2)等含量显著降低。这些黑云母在成分上更可能反映的是浅部岩浆房受到来自深部的中基性岩浆注入、脱水,并诱发中酸性岩浆上侵形成斑岩的作用过程。利用黑云母成分特征,可以大致判断武山铜矿的剥蚀程度。

关键词：黑云母花岗闪长斑岩武山铜矿九瑞地区江西省

江西九瑞地区武山铜矿北矿带层状硫化物矿床成因研究

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江西九瑞地区武山铜矿北矿带层状硫化物矿床成因研究

作者：王月飞长安大学

学位级别：硕士

武山铜矿床作为长江中下游Fe-Cu-Au-Pb-Zn-硫化物-明矾石-膨润土-石膏成矿带的重要大型矿床,其成因和成矿规律研究对区域深部找矿有实际指导意义。武山铜矿床位于九瑞矿集区中部,矿区分南北两个矿带。南矿带发育接触交代矽卡岩型矿体,... 详细信息

武山铜矿床作为长江中下游Fe-Cu-Au-Pb-Zn-硫化物-明矾石-膨润土-石膏成矿带的重要大型矿床,其成因和成矿规律研究对区域深部找矿有实际指导意义。武山铜矿床位于九瑞矿集区中部,矿区分南北两个矿带。南矿带发育接触交代矽卡岩型矿体,北矿带发育层控矽卡岩型矿体和层状硫化物矿床。本文研究认为层状硫化物矿床为岩浆期后热液充填交代成因的矿床,矿区成矿受区域构造—岩浆制约显著。矿相学研究显示,层状硫化物矿床的矿石矿物主要为黄铁矿和黄铜矿。黄铁矿结构有胶状结构、粒状结构以及溶蚀结构,黄铜矿结构有溶蚀结构和交代结构。构造主要有脉状构造、细脉状构造和稀疏浸染状构造。胶状黄铁矿不具有假象取代和微生物作用的典型特征,矿物组构显示出层状硫化物矿床具有岩浆热液充填交代成矿作用特征。硫同位素测试结果:胶状黄铁矿δS值为-0.49‰4.10‰;变晶黄铁矿δS值为-0.78‰3.76‰;黄铁矿δS值为-2.70‰1.43‰;磁黄铁矿δS值为+0.38‰;黄铜矿δS值为-3.01‰0.36‰。研究区矿物硫同位素组成特征表明,武山北矿带层状硫化物矿床受多期岩浆热液作用,各矿物δS组成与武山南矿带花岗闪长斑岩体吻合,整体δS值介于岩浆岩的δS值范围内,具有明显深部岩浆硫特征。区域构造-岩浆系统研究显示,武山铜矿床位于北北东向断裂与北西向断裂的交汇处。层状硫化物硫化物矿床是在区域地壳持续减薄的背景下,深部岩浆沿区域断裂交接的“节点”位置多期次上涌,致使含矿热液贯入到黄龙组与五通组间的“层滑系断裂”储矿空间,充填交代顶板碳酸盐岩地层而成矿。

关键词：长江中下游武山铜矿层状硫化物矿床矿物相硫同位素成矿机制

江西省瑞昌市武山铜矿深部矿坑涌水量计算研究

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江西省瑞昌市武山铜矿深部矿坑涌水量计算研究

作者：王晔中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

江西省瑞昌市武山铜矿,分南北两个矿带,属我国地下开采铜矿山中规模较大的。多年来武山铜矿一直开采矿山上部的矿体,今后开采的主要目标将会是深部矿体。深部水文地质条件可能会随着开采深度的增加而发生新的变化。因此,研究深部水文地... 详细信息

江西省瑞昌市武山铜矿,分南北两个矿带,属我国地下开采铜矿山中规模较大的。多年来武山铜矿一直开采矿山上部的矿体,今后开采的主要目标将会是深部矿体。深部水文地质条件可能会随着开采深度的增加而发生新的变化。因此,研究深部水文地质情况的变化是矿床进入深部开采生产后的一个重要课题。研究深部水文地质条件以及开采后变化,预测武山铜矿深部开采,矿坑在南、北矿带各个水平中段的涌水量,为矿山提供科学依据和技术支持很有必要。本研究在收集各方资料的基础上,加深了对研究区地质条件的认识。首先对研究区用GOCAD软件建立三维地质结构模型,提取岩层顶底板高程。然后在对水文地质条件进一步认识的基础上,建立了水文地质概念模型。使用等效渗透系数原理和负指数模型合并结构模型,采用GMS建立了2014年2月-2015年1月的地下水流模型,并进行了模型识别,分析出东、西阻水体的阻水作用弱,未来深部开采时无需加以考虑的结论。通过对比局部灵敏度和全局灵敏度,得到渗透系数为本研究模型主要的不确定因素,随后将正交试验法引入灵敏度分析,获得具有代表性的各渗透系数分区对模型的综合影响结果,正交试验灵敏度分析法既弥补了局部灵敏度分析法不能全面考虑多参数改变对模型结果影响的局限性,又大大简化了全局灵敏度分析的繁琐。根据正交灵敏度分析结果预测得到南北矿带深部各开采水平的矿坑稳定及最大涌水量的区间值,开采水平为-360m时,南矿带稳定涌水量9706.01-10178.81m/d,北矿带稳定涌水量5025.43-5226.63m/d,开采水平最深-1210m时,南矿带稳定涌水量14129.45-17567.99m/d,北矿带稳定涌水量6811.10-8028.78m/d。未来深部开采条件下,随着开采水平的加深,南、北矿带涌水量逐渐增长,但增长速率会逐步放缓,最终达到趋于稳定的状态。北矿带增长速率由5.86%降至0.08%,南矿带增长速率由7.91%降至0.48%。空间上地下水流场变化形态为:随着开采水平的不断加深,形成了以南北坑道为中心集中排泄的模式。降落漏斗向西部逐渐扩展,但向东部赤湖方向的扩展则缓慢而有限,向南部第四系覆盖区的扩展也较缓慢。这些为未来深部矿山开采提供了科学依据以及技术支持。

关键词：武山铜矿深部开采矿坑涌水量地下水数值模拟地下水流场