德興銀山礦污水處理

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❷ 銀山礦床動態成礦作用分析

銀山礦床的成因與中生代中酸性陸相火山-次火山活動有關，礦床空間分布及蝕變礦化分帶明顯受燕山期英安斑岩體控制。

據測定（江西冶金勘探公司十一隊，1977），英安斑岩中Cu、Pb、Zn含量分別為166×10^-6、62.5×10^-6和128×10^-6，分別是酸性岩維氏值的8.3倍、3.1倍和2.1倍；礦區外圍千枚岩中Cu、Pb、Zn含量分別為57.3×10^-6、35.9×10^-6和77.5×10^-6，分別是沉積岩維氏值的1.0倍、1.5倍和0.97倍。顯然，燕山期岩漿岩更具有提供成礦物質的潛力。

蝕變千枚岩化學成分變化則顯示熱液蝕變過程中，千枚岩的Ca、Mg、Na等成分被強烈淋濾進入流體。華仁民等（1993）通過對銀山礦區外圍225km²范圍內213個雙橋山群地層樣品的金含量分析，獲得了明顯的圍繞礦區展布的金地球化學降低場及其含量的梯度變化，從而定量地證實雙橋山群為銀山礦床的金礦化提供了成礦物質。

銀山礦床主要成礦溫度范圍在200～300℃，該溫度遠低於中酸性岩漿岩的固相線溫度（650～925℃），這一溫度間隔意味著，在銀山礦區由燕山期岩漿液態不混溶分離出來的熱液，和岩漿在結晶分異過程中分異出來的熱液，是非常有限的，沒有在礦床中留下明顯的痕跡。

從礦區岩體和礦體產狀分析，礦體形成深度主要在1000m以內。據計算，礦床成礦壓力在260×10⁵～200×10⁵Pa（魏菊英等，1988）。由於熱液活動處在一種壓力和溫度梯度相對較大的近地表環境，大氣水的補給又十分有利，因此由熱動力及其所引起的流體密度差異所導致的重力不穩定性作用，必然造成熱液對流循環的發生，而大氣水及大量地層物質從地表附近及地層進入岩體接觸帶的現象是成礦熱液對流循環作用的反映。

因此，作者認為銀山礦床的形成是兩個地質過程耦合的結果，其一是Cu、Pb、Zn等礦化元素在英安斑岩中的初始富集，與岩漿分異作用有關，但在英安斑岩固結過程中並沒有形成工業礦體；其二是後期的熱液對流作用，導致礦質的活化-遷移-聚集，並最終形成礦體。

在岩漿侵位的初期，岩漿溫度在固相線以上，透水性不利於大量流體穿透，因此不利於流體的循環和成礦。當岩漿逐漸冷卻、結晶和破裂以後，大規模的對流才得以形成，使富集在岩體中成礦金屬元素進一步聚集成礦。

熱液對流循環所造成的流體物理化學條件的交替轉化是礦質活化-遷移-堆積的關鍵，並形成了銀山礦床蝕變-礦化分帶。熱液對流系統的動態演化決定了成礦物質遷移形式的多樣性和變化性。而對流熱液在岩漿岩、地層等多種不同性質的岩石間的循環，則導致了成礦物質多來源性。

銀山礦床蝕變分帶特徵顯示了流體酸鹼性的交替轉化，其中絹英岩化和綠泥石化蝕變代表了一種共軛的酸-鹼變化過程。英安斑岩中的絹英岩化蝕變導致流體酸性降低，反應過程如下：

動態成礦作用與找礦

或

動態成礦作用與找礦

千枚岩中的綠泥石化蝕變則導致流體酸性增強，反應如下：

動態成礦作用與找礦

在銀山礦區，大氣水的補給是造成水飽和環境及熱液對流的關鍵。而在該對流系統的淺部區域，硫的循環和演化則是導致成礦金屬元素活化-遷移-堆積，並造成礦化分帶的重要原因。由於來自地表的大氣水中富含游離氧，因此淺部對流熱液具有更強的氧化性，導致圍岩發生氧化作用，圍岩中的Fe^2＋氧化成為Fe^3＋，硫化物則發生氧化並形成酸性滲透溶液，熱液中的含硫組分以

佔主導，因此多數親銅元素和過渡元素的遷移能力將大大增強，岩體與地層中的成礦金屬元素發生活化並主要以硫酸鹽形式遷移。由於 Zn^2＋、Cu^2＋在富

條件下溶解度較高，而Pb^2＋的溶解度相對較小，因此Zn^2＋、Cu^2＋更容易遷移至接近熱源的地點並聚集成礦，從而與Pb^2＋發生分離。

在對流熱液向熱源或深部方向遷移時，隨著流體中氧逸度的逐漸降低，

向S^2-發生臨界轉化，形成硫化物的聚集。這一過程與硫化物礦床次生富集帶中所發生的礦質活化-遷移-聚集過程有相似之處，不同之處在於流體的運動方式和成礦物理化學條件的差異，但反應過程均可示意性地表示為：

動態成礦作用與找礦

促使該反應發生的主要動力是來自溫差電流等電能形式在地熱系統中的產生與釋放，輔助性的動力可能還包括：①流體在向熱源或深部方向遷移過程中游離氧的減少和還原性的增強；②地殼淺部有機質參與熱液對流循環也會對E_h值產生重要影響，如流體中甲烷氣與水的反應對E_h值的制約，反應可表示為：CH₄＋2H₂O→CO₂＋8H^＋＋8e和CH₄＋H₂O→CO＋6H^＋＋6e③共軛出現的物理化學反應，如黃鐵絹英岩化與鉀化及綠泥石化碳酸鹽化構成了共軛酸鹼反應關系，及圍岩蝕變過程中Fe^2＋→Fe^3＋的氧化與硫化物結晶過程中

的還原構成了共軛的氧化-還原關系等。

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江西德興銀山金－多金屬礦床是一個含有Pb、Zn、Cu、S、Au、Ag等多種金屬的大型礦床。礦床處於江南地背斜的東北側。區內出露地層以中元古界雙橋山群淺變質岩系為主，岩性單一，主要為千枚岩。雙橋山群又分為上、下兩個亞群，銀山礦床以及附近的德興銅廠、金山等礦床均產於下亞群中。燕山早期的構造－岩漿活動造成了一系列上疊式斷陷盆地，並在其內發育了一套陸相火山岩和火山碎屑岩。銀山礦床即位於其中的樂（平）－德（興）盆地的東北邊緣（圖7-12）。目前眾多研究者普遍認為，銀山的成礦作用是由侏羅紀火山－次火山活動引起的，因而稱其為火山－次火山熱液礦床或火山－斑岩礦床。

圖7-12 德興銀山礦區地質略圖（A）及區域地質示意圖（B）

（據華仁民等，1993）

1—上侏羅統—下白堊統陸相火山－沉積岩；2—上侏羅統鵝湖嶺組火山岩及礫岩；3—下古生界岩系；4—中元古界雙橋山群淺變質岩；5—次火山岩體；6—礦脈；7—斷裂

銀山礦床是一個多種有用元素高度富集的礦床，其成礦物質來源無非有兩種，一是來自燕山期的火山活動，一是來自古老的雙橋山群。隨著研究的深入和研究手段的不斷完善，後一種來源的證據更加充足。

華仁民等（1993）通過對銀山礦區及其外圍大面積（約225km²）的地球化學取樣測量（圖7-13），證實在銀山礦床周圍存在一個Au等元素的地球化學降低場。這一事實說明，在這一范圍內曾發生過Au等元素的活化遷移，而被遷出的元素的最大可能是參與了成礦活動，並為礦床的形成提供了物質來源。

根據統計分級，圈出了3個Au的地球化學場區（圖7-14）：①正常場區（Au含量＞3×10-9，平均為3.5×10-9），②弱降低場區（Au含量為1×10-9～3×10-9），③強降低場區（Au含量＜1×10-9）。參照Au的克拉克值和前人資料，同時結合礦區外圍采樣分析結果，區內雙橋山群淺變質岩系的Au背景值被確定為3.5×10-9。盡管這一背景值的確定有一定的主觀因素，但從圖7-14中可以看出，銀山礦區落入強降低場區范圍內，並且存在著從外圍向礦區方向逐漸降低趨勢。這一事實表明，這里發生過Au的遷移活動。值得注意的是，強降低場區的總體延伸呈北北東—北東向，與雙橋山群的總體北東東走向有一定角度的斜交，基本上可以排除由於雙橋山群內不同層位的含金量不同而引起差異的可能性，而與穿過礦區的北東向區域性大斷裂（長達數十千米）大致吻合。這一大斷裂不僅控制了區內火山岩漿活動以及次火山岩體、火山機構的分布，同時也是溶液易於存在和活動的場所。因此，Au的降低場的出現乃至成礦作用，很可能與火山岩漿活動所導致的沿這一方向的熱液交代作用密切相關。

圖7-13 銀山礦區外圍采樣點分布圖

（據華仁民等，1993）

1—采樣點位置；2—銀山礦區范圍

圖7-14 銀山礦區外圍Au的地球化學場分布圖

（據華仁民等，1993）

1—正常場區；2—弱降低場區；3—強降低場區；4—銀山礦區

元素的遷移不僅表現在Au上，一些金屬元素的含量同樣顯示出由正常場（背景場）向著Au的降低場遞減的趨勢。表7-6列出了選自 Au的不同地球化學場的6個代表性樣品的一些金屬元素的測定結果。從表7-6中可以看出，除Pb、Zn顯示不明顯外，其餘金屬元素的含量均與Au同步向著Au的降低場逐漸降低，其中變化最為明顯的是Cu、Co、Ni。據此推測，雙橋山群地層在為銀山礦床提供金來源的同時，也提供了相當一部分Cu等元素的來源。

銀山地區的熱液蝕變相當發育，主要有石英－絹雲母－黃鐵礦化，水雲母－伊利石化，綠泥石化等。雖然這些蝕變在次火山岩體中表現得最為明顯，但很難想像不對周圍的雙橋山地層產生影響。因此推測，正是這種導致熱液蝕變的溶液使岩石中的Au等元素發生活化、遷移，並在適當的條件下形成礦體。

表7-6 金的不同地球化學場中一些金屬元素的含量變化

依據正常場與降低場的Au等元素含量的差異，粗略估算，Au等元素的遷出量是相當大的。按Au含量由正常場的3×10-9降至強降低場的1×10-9，岩石密度以2.5 t/m³計算，每1km³可遷出Au 5 t。僅依強降低場范圍長10km，寬2km，深1km計，就可遷出Au約100 t，足以形成大型金礦床。如果考慮弱降低場遷出的Au量，則Au的遷出量將更大。在上述范圍內，與Au同步遷出的Cu量也是相當可觀的。以Cu在Au的正常場含量為100×10^-6，在強降低場含量為25×10^-6（表7-6）計，遷出的Cu量可達375萬t，也足可形成大型銅礦床。盡管由於銅的樣品數量少，與金相比，可靠程度要低一些，但有相當量的Cu遷出是毋庸置疑的。

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