安徽銅陵錢沖銅礦地質(zhì)特征及礦床成因

王 杰

(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局321地質(zhì)隊)

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安徽銅陵錢沖銅礦地質(zhì)特征及礦床成因

王 杰

(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局321地質(zhì)隊)

銅陵礦集區(qū)位于長江中下游鐵銅金銀多金屬成礦帶中部，下?lián)P子印支期NE向構(gòu)造帶的東南部隆褶帶。錢沖銅礦位于新屋里復向斜北東段近核部，沙灘腳巖體北接觸帶西側(cè)，礦區(qū)構(gòu)造較復雜，巖漿活動強烈。結(jié)合區(qū)內(nèi)地質(zhì)工作成果，對區(qū)內(nèi)區(qū)域地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征進行了分析，在此基礎上討論了礦床成因，并總結(jié)了找礦標志，供區(qū)內(nèi)找礦參考。

銅陵礦集區(qū) 區(qū)域地質(zhì)背景 地質(zhì)特征 礦床成因 找礦標志

安徽銅陵地區(qū)位于長江中下游鐵銅金銀多金屬成礦帶中部，銅官山—鳳凰山—沙灘腳銅鉛鋅金多金屬礦帶東端，揚子陸塊北緣，大別造山帶前陸褶斷帶上，北臨繁昌火山巖盆地，南接宣南盆地。地史上經(jīng)歷了雪峰期、海西期的活動—穩(wěn)定—再活動的構(gòu)造演變，自早寒武世至早三疊世，區(qū)內(nèi)構(gòu)造運動處于相對穩(wěn)定時期，形成了海陸交互相、海相、濱海—淺海相的碎屑巖-碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖巨厚的古生代沉積蓋層，為銅、金、硫等礦化提供了有利的圍巖巖性和原始“礦胚層”[1-3]。區(qū)內(nèi)中三疊世轉(zhuǎn)入褶皺、抬升階段，直至中侏羅紀經(jīng)歷了擠壓—剪切作用。晚侏羅紀—白堊紀即印支期末—燕山期為華北地塊與揚子地塊碰撞后的拉伸擴張期，形成了區(qū)內(nèi)巖漿活動、成礦作用的主要階段。為進一步指導區(qū)內(nèi)找礦工作，本研究對區(qū)內(nèi)錢沖銅礦地質(zhì)特征、礦床成因及找礦標志進行深入探討。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 地 層

礦區(qū)地表出露的地層較簡單，除第四系外僅出露三疊系下統(tǒng)殷坑組(T1y)、龍山組(T1h)、南陵湖組下段(T1n1)，深部經(jīng)鉆孔揭露的地層為二疊系下統(tǒng)孤峰組上段(P1g2)至三疊系下統(tǒng)南陵組(T1n)。

1.2 構(gòu) 造

(1)褶皺。復向斜核部由三疊系中統(tǒng)東馬鞍山組組成，兩翼地層出露齊全，由泥盆系五通組至三疊系下統(tǒng)南陵湖組組成。北西翼地層傾向SE，傾角60°～80°，南東翼地層傾向SE，傾角60°～80°，為一倒轉(zhuǎn)扁形復式向斜。復向斜內(nèi)次一級褶皺發(fā)育，區(qū)內(nèi)主要有沙灘腳向斜、破頭山背斜、黃山嶺向斜、馬鞍山—朱家沖背斜等。一般背斜狹窄，向斜寬廣。由于受后期構(gòu)造活動的影響，該類小褶皺多與區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造線方向有所差異，區(qū)內(nèi)更次一級小褶曲發(fā)育，控制了小礦體的形態(tài)。褶皺兩翼NW向橫斷層發(fā)育，且多為正長斑巖、輝綠巖充填。礦區(qū)為一單斜構(gòu)造，出露地層為三疊系下統(tǒng)殷坑組—南陵湖組，傾向SE，走向約60°。

(2)斷層。礦區(qū)僅發(fā)育一條斷層(F1)，為逆斷層，總體走向NEE80°左右，地表均被第四系掩蓋，長3.50 km，傾向S，傾角60°～80°。區(qū)內(nèi)沿斷裂構(gòu)造角礫巖極為發(fā)育，角礫呈棱角狀，大者粒徑10～30 cm，小者粒徑1～10 cm，角礫成分主要為大理巖、角巖、矽卡巖，少量花崗閃長巖，硅質(zhì)及泥質(zhì)膠結(jié)，并具輕微靡棱巖化。區(qū)內(nèi)斷裂帶寬2～13 m，錯距15～70 m，屬燕山晚期，為成礦后斷層。

(3)裂隙。礦區(qū)主要為順層的層間裂隙，產(chǎn)狀與巖層一致，一般為石英細脈貫入，在接觸帶附近裂隙寬數(shù)厘米至數(shù)十厘米不等，同時在花崗閃長巖中再一次形成裂隙，并被后期石英脈、方解石脈充填，產(chǎn)狀較亂，無規(guī)律，但規(guī)模較小。

(4)節(jié)理。礦區(qū)內(nèi)地表節(jié)理主要發(fā)育3組，產(chǎn)狀分別為320°∠82°、71°∠32°、84°∠68°。前一組較早，后2組較晚，最后一組常發(fā)育成小的滑動，往往錯斷矽卡巖及其他節(jié)理裂隙，為成礦后的構(gòu)造。深部發(fā)育有2組，產(chǎn)狀分別為75°∠80°、108°∠26°，裂隙密度1～3條/m2。

1.3 巖漿巖

(1)侵入巖。侵入巖主要為花崗閃長巖，侵入時代為燕山旋回晚期，分布于礦區(qū)大部分地區(qū)，屬于沙灘腳巖體的一部分，呈巖株狀侵入，區(qū)內(nèi)出露總面積0.33 km2。巖石呈淺灰、深灰色，半自形粒狀、他形粒狀變晶結(jié)構(gòu)，局部似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖體主要成分為斜長石(50%～70%)、角閃石(5%～12%)、石英(2%～5%)、鉀長石(10%～16%)、黑云母(1%～2%)，副礦物為榍石、磷灰石及磁鐵礦，原巖具綠泥石化、鉀長石化、硅化、矽卡巖化等，屬燕山旋回晚期產(chǎn)物。該巖體由南至北侵入，傾向S，接觸面平整，傾角較緩，一般為20°～45°，與圍巖產(chǎn)狀基本一致，為典型的整合型侵入接觸。

(2)脈巖。區(qū)內(nèi)脈巖較發(fā)育，主要為輝綠巖、輝綠玢巖，均為成礦期后貫入的脈體。

1.4 變質(zhì)作用及圍巖蝕變

(1)熱變質(zhì)作用。由于花崗閃長巖的侵入，使圍巖受到不同程度的熱變質(zhì)作用，地表近巖體處碳酸鹽巖均經(jīng)大理巖化，如二疊系、三疊系灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r變質(zhì)為大理巖、角巖，形成寬數(shù)米至百余米不等的熱變質(zhì)帶；深部各層位碳酸鹽巖變質(zhì)為大理巖；龍?zhí)督M砂巖、頁巖，大隆組硅質(zhì)巖亦變質(zhì)為角巖(或角巖化)、硅質(zhì)巖。

(2)交代變質(zhì)作用。由于花崗閃長巖的侵入致使圍巖產(chǎn)生了廣泛的接觸交代變質(zhì)帶，自巖體向圍巖分帶現(xiàn)象較明顯，地表表現(xiàn)為花崗閃長巖→層狀矽卡巖(石榴石矽卡巖)→(矽卡巖化)大理巖；深部表現(xiàn)為花崗閃長巖→矽卡巖(石榴石矽卡巖)→矽卡巖化大理巖、大理巖→角巖。交代變質(zhì)作用所形成的矽卡巖帶規(guī)模不一，形態(tài)各異。

(3)熱液蝕變。①黃鐵礦化，普遍發(fā)育于各種巖石內(nèi)，尤以花崗閃長巖、矽卡巖化花崗閃長巖為最，黃鐵礦呈星點狀、浸染狀、局部細脈狀分布，并且特別富集于巖石節(jié)理裂隙中；②碳酸鹽化，常見于蝕變花崗閃長巖及矽卡巖中，表現(xiàn)為方解石呈團塊狀、細脈狀交代花崗閃長巖中的長石及暗色礦物，而在矽卡巖中則以填隙狀嵌布于石榴石、透輝石晶隙中；③硅化，發(fā)育于蝕變花崗閃長巖中，表現(xiàn)為部分長石類礦物被石英交代，局部集合體呈脈狀分布，與區(qū)內(nèi)銅鉬礦化關系較密切；④綠泥石化，沿長石晶隙、晶內(nèi)交代分布，局部交代黑云母，常見于蝕變的花崗閃長巖中；⑤高嶺土化，常見于花崗閃長巖中，局部見于上述熱液蝕變，均伴有強弱不一的金屬礦化現(xiàn)象，前3類熱液蝕變與銅礦化關系密切。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體地質(zhì)特征

2.1.1 礦體數(shù)目及規(guī)模

本研究共圈定了礦體15個，其中主礦體2個，編號分別為1#、8#；次要礦體1個，編號為6#；其余12個零星礦體，編號分別為2#～5#、7#、9#～15#。各礦體特征見表1。

2.1.2 礦體形態(tài)及產(chǎn)狀

1#礦體基本受三疊系下統(tǒng)和龍山組層狀矽卡巖帶控制，形態(tài)呈透鏡狀—似層狀，厚度不穩(wěn)定，走向近EW，傾向S，傾角30°～50°。8#礦體形態(tài)嚴格受三疊系下統(tǒng)和龍山組與花崗閃長巖接觸帶矽卡巖及層狀矽卡巖帶的共同控制，呈透鏡狀，厚度較穩(wěn)定，走向近EW，傾向S，傾角約30°。6#礦體形態(tài)嚴格受三疊系下統(tǒng)殷坑組層狀矽卡巖帶控制，呈透鏡狀，厚度較小，走向近EW，傾向S，傾角約30°。2#、3#、4#礦體形態(tài)均受三疊系下統(tǒng)和龍山組與花崗閃長巖接觸帶矽卡巖及層狀矽卡巖帶的共同控制，呈透鏡狀，走向近EW，傾向S，傾角約35°。5#礦體受三疊系下統(tǒng)和龍山組與花崗閃長巖接觸帶矽卡巖及層狀矽卡巖帶的共同控制，呈透鏡狀，走向近EW，傾向S，傾角20°～30°。7#礦體形態(tài)受三疊系下統(tǒng)和龍山組與花崗閃長巖接觸帶矽卡巖帶控制，呈透鏡狀，走向近EW，傾向S，傾角約20°。9#、14#、15#礦體形態(tài)受二疊系下統(tǒng)孤峰組層狀矽卡巖帶控制，呈透鏡狀，走向近EW，傾向S，傾角12°～23°。11#礦體形態(tài)受二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M底部角巖控制，呈透鏡狀，走向近EW，傾向S，傾角約22°。12#、13#礦體形態(tài)受二疊系下統(tǒng)孤峰組與花崗閃長巖接觸帶矽卡巖及層狀矽卡巖帶控制，呈透鏡狀，走向近EW，傾向S，傾角約22°。

2.2 礦石特征

2.2.1 物質(zhì)組分

結(jié)合礦區(qū)礦床11個鉆孔、光片36個、薄片41個鏡下鑒定結(jié)果以及地質(zhì)調(diào)查成果，共查明礦床共生礦物40種，其中硫化物11種，硅酸鹽礦物16種，碳酸鹽礦物4種，氧化物4種，磷酸鹽1種，氟化物1種，自然元素2種，鎢酸鹽1種。礦床礦物成分見表2。

2.2.2 化學成分

礦區(qū)礦床Cu平均品位1.07%，其中1#礦體Cu平均品位0.47%，8#礦體Cu平均品位0.68%，6#礦體Cu平均品位1.46%。

表1 礦體特征

表2 礦床礦物成分

2.2.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)種類較多，主要為半自形—他形晶結(jié)構(gòu)、共邊結(jié)構(gòu)(環(huán)邊結(jié)構(gòu))、格狀結(jié)構(gòu)、乳滴狀結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造有浸染狀構(gòu)造、團塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、脈狀—網(wǎng)脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造等。

2.2.4 礦石類型

礦石自然類型主要為含銅矽卡巖(SKCu)，極少量含銅角巖(HSCu)。

3 礦床成因

(1)圍巖條件。區(qū)內(nèi)三疊系下統(tǒng)和龍山組、殷坑組，二疊系下統(tǒng)孤峰組上段等地層均具有易交代的化學性質(zhì)活潑的碳酸鹽巖組合，而二疊系上統(tǒng)大隆組、龍?zhí)督M，二疊系下統(tǒng)孤峰組中均有硅質(zhì)巖、砂巖組合，對礦液運移、交代具有屏蔽作用，因此大范圍強烈的巖漿活動捕獲、同化了有利的成礦圍巖，經(jīng)交代變質(zhì)作用形成了以石榴石為主，少量透輝石、硅灰石等組成的矽卡巖帶；后期巖漿熱液選擇性的交代變質(zhì)作用，除形成透閃石、陽起石、石英等蝕變礦物外，在適合的物化條件下，沉淀富集了大量銅、硫等金屬硫化物。

(2)構(gòu)造條件。區(qū)內(nèi)繼承性多期次構(gòu)造活動，尤其是印支期—燕山期的褶皺、斷裂構(gòu)造運動致使圍巖產(chǎn)生了滑脫、破碎、層間裂隙構(gòu)造，為含礦熱液的暢通運移、富集堆積提供了有利的成礦空間。

(3)巖漿巖條件。區(qū)內(nèi)以燕山期為主的巖漿活動形成了大面積的花崗閃長巖侵入體，在巖漿分異演化過程中析出了豐富的含礦流體。區(qū)內(nèi)地層、構(gòu)造、巖漿巖、圍巖蝕變等條件均為銅礦化的有利條件，早期接觸交代變質(zhì)作用，形成了以石榴石等為主的矽卡巖帶造就了成礦原巖的基礎。隨后早期硫化物階段形成了石英、黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦，少量膠狀黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、白鐵礦、菱鐵礦、方解石、螢石等礦物，為礦床最主要的成礦階段；晚期硫化物階段進一步疊加，形成了石英、黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、膠狀黃鐵礦、白鐵礦、菱鐵礦、方解石、螢石等礦物，也成為礦床的主要成礦階段；期后低溫巖漿熱液活動，形成了以孔雀石、蘭輝銅礦為主的次生富集現(xiàn)象。綜上所述，初步認為區(qū)內(nèi)礦床成因類型屬中—低溫熱液交代(接觸+層控式)矽卡巖型銅礦床。

4 結(jié) 語

結(jié)合銅陵礦集區(qū)內(nèi)錢沖銅礦地質(zhì)工作成果，對礦區(qū)地質(zhì)特征、礦床地質(zhì)特征進行了分析，并對礦床成因進行了討論，認為區(qū)內(nèi)礦床成因類型屬中—低溫熱液交代(接觸+層控式)矽卡巖型銅礦床，地表接觸變質(zhì)帶、圍巖蝕變、矽卡巖帶及近巖體的層間裂隙構(gòu)造發(fā)育地段為有利的找礦標志。

[1] 常印佛，劉學圭.銅陵地區(qū)層控矽卡巖礦床研究[J].礦床地質(zhì)，1983(2)：11-20.

[2] 常印佛，劉湘培，吳言昌.長江中下游鐵銅成礦帶[M].北京：地質(zhì)出版社，2004.

[3] 王慶飛，鄧 軍，候增謙，等.銅陵礦集區(qū)成礦作用研究進展[J].礦床地質(zhì)，2002(S)：480-483.

2016-08-05)

王 杰(1984—)，男，助理工程師，244033 安徽省銅陵市獅子山區(qū)。