桂花沖銅礦地質特征及找礦方向

鄭 凱

(安徽省地質礦產勘查局321地質隊)

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桂花沖銅礦地質特征及找礦方向

鄭 凱

(安徽省地質礦產勘查局321地質隊)

桂花沖銅多金屬礦處于銅陵隆起區與繁昌火山凹陷、宣南凹陷的過渡地帶，是近年來在銅陵礦集區沙灘腳礦田內新發現的斑巖-矽卡巖復合型礦床。結合相關地質工作成果，對區域地質背景、礦區地質特征、礦床地質特征進行了分析，并對地層、構造、巖漿巖等控礦因素進行了討論，在此基礎上對礦床成因、找礦方向進行了探討，供區內找礦參考。

區域地質背景 地質特征 控礦因素 礦床成因 找礦方向

桂花沖銅多金屬礦是近年來在沙灘腳礦田中新發現的中型規模的銅金礦床，目前處于詳查階段[1-2]。為進一步指導區內找礦工作，本研究結合該礦區的相關地質勘查成果，對礦床地質特征、控礦因素及找礦方向進行探討。

1 區域地質背景

桂花沖銅多金屬礦處于揚子準地臺下揚子臺坳，沿江拱斷褶帶之貴池—繁昌斷褶束東段，銅陵隆起區與繁昌火山凹陷、宣南凹陷的過渡地帶，屬銅陵—南陵多金屬成礦帶東段邊緣之銅陵礦集區的東部邊緣沙灘腳礦田。礦區地層隸屬揚子地層區、下揚子地層分區、蕪湖—石臺地層小區。志留紀—早三疊世形成了海相、濱?！獪\海相、海陸交互相的碎屑巖-碳酸鹽巖、硅質巖等巨厚層沉積建造。早—中侏羅世為陸相碎屑巖，晚侏羅世—早白堊世中期為一套陸相基性—酸性火山巖和凝灰質角礫巖，早白堊世晚期—晚白堊世為紅色砂礫巖。區內以印支期NE向褶皺構造為主體，并與近EW、NE—NNE、NW向斷裂構成了基本構架格局。燕山運動形成了繁昌火山凹陷、宣南坳陷以及一些寬緩的褶皺構造，喜山運動在礦區表現微弱。區內發育燕山期侵入巖，成分較復雜，總體上以中—酸性巖為主，平均成分相當于石英閃長巖，主要巖石類型有輝石閃長巖、石英(二長)閃長巖、花崗閃長巖、花崗斑巖等，分布于近EW向、寬約25 km的構造-巖漿帶上，總體呈近EW向及NW向展布，顯示受基底EW向構造及中—深部NW向構造的控制。

2 礦區地質特征

2.1 地 層

礦區出露地層為志留系中統墳頭組(S2f)、上統茅山組(S3m)，泥盆系上統五通組下段(D3w1)，石炭系(C)、二疊系(P)、三疊系(T)、白堊系上統蝌蚪山組(K1k)、宣南組(K1x)和第四系(Q4)。

2.2 構 造

2.2.1 褶 皺

褶皺構造主要為印支期戴公山背斜及宣南坳陷中燕山晚期的褶皺-撓曲構造。戴公山背斜長約20 km，寬1～3 km，樞紐總體較平緩，呈NE向延伸，軸向50°～70°，向SW傾伏，傾伏角10°，北東端被火山巖系覆蓋，出露較差。北西翼地層出露齊全，由泥盆系上統五通組至三疊系下統南陵湖組組成。南東翼因斷陷普遍被白堊系上統宣南組覆蓋，出露差。撓曲構造展布于區內東南部，由白堊系上統宣南組下段一套雜色砂礫巖組成，呈NE向展布，傾向SE，傾角平緩，自北向南漸厚。

2.2.2 斷 裂

(1)F1斷層破碎帶。位于礦區中部，九榔斷裂帶南東段，斷裂帶主要由張性破碎帶與剪切帶組成。張性破碎帶呈NW向展布，寬約0.5 km，局部地段寬約200 m，帶內斷層角礫巖極為發育，角礫大小懸殊，一般為3～5 cm，成分較復雜，主要為斷層兩盤的巖石，硅質膠結。剪切帶近SN向延伸，斷面平直且多期活動明顯，斷層性質復雜。

(2)F2逆斷層。位于礦區北部，長約1 km，呈近SN向展布。該斷層上盤為T1n上段灰巖和P2d硅質巖，下盤為巖脈和K1k砂礫巖，地質特征顯示其為逆斷層。

(3)F3逆斷層。位于礦區北部，長約0.6 km，呈NE向展布。該斷層上盤為D3w1石英砂巖，下盤為T1n上段灰巖。該斷層斷面平直，具逆斷層性質。

F2、F3逆斷層為青山推覆構造的一部分，青山推覆構造位于繁昌盆地東南邊緣，主逆沖滑脫面發育于泥盆系與石炭系間，構造樣式為若干條不同規模的斷層組合成疊瓦狀構造，SE—NW向逆沖推覆。

2.3 巖漿巖

區內有小青塘和桂花沖2個花崗閃長斑巖巖株。桂花沖巖體呈NNE向延伸，長約1.2 km，寬600～700 m，面積約0.80 km2，巖體產狀較陡并向深部延深較大。該巖體呈灰白、淺灰—灰色，斑狀結構，塊狀、角礫狀構造。斑晶由石英、斜長石、角閃石、黑云母等礦物組成?；|由斜長石、鉀長石、石英等集合體組成，含少量副礦物磁鐵礦、磷灰石、鋯石等。小青塘花崗閃長斑巖體平面上呈略向南凸出的月牙形，EW向延伸，長約 11.8 km，寬300～500 m，面積約0.75 km2，巖體產狀北側陡、南側緩，并超覆于棲霞組灰巖之上，在礦區東部徐村一帶與三疊系下統和龍山組、南陵湖組接觸。巖石呈淺灰—灰白色，斑狀結構，塊狀、角礫狀構造，礦物成分主要為斜長石，次為石英、鉀長石、角閃石、黑云母等，在地表形成“火燒皮”現象。桂花沖巖體和小青塘巖體均侵位于戴公山背斜北東段核部及北西翼近核部，角礫狀構造發育。礦區各類巖體的化學成分見表1。

表1 巖體化學成分 %

2.4 變質作用

礦區主要發生熱變質作用及接觸交代變質作用，熱變質作用為大理巖化，接觸交代變質作用主要為近巖體的矽卡巖帶。

2.5 蝕變作用

礦區蝕變作用強烈，主要有鉀化、硅化、絹云母化、高嶺土化、綠泥石化、碳酸鹽化、矽卡巖化和大理巖化，并伴有銅多金屬礦化。

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

礦區初步了圈定礦體108個，主要礦體4個(編號分別為Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#、Ⅶ#)。斑巖型礦體(Ⅱ#礦體)主要分布于桂花沖花崗閃長斑巖體中部，呈似層狀和透鏡狀產出；矽卡巖型礦體(Ⅰ#、Ⅲ#、Ⅶ#礦體)產于接觸帶。斑巖型礦體儲量相較于矽卡巖型礦體大。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石成分

(1)礦物成分。礦石礦物以黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦為主，有少量的斑銅礦、磁鐵礦；脈石礦物以石英、鉀長石、斜長石、黑云母、絹云母、方解石、綠泥石、綠簾石為主。

(2)化學成分。礦石主要有益組分為 Cu、Zn、Pb、Mo、Au，其他伴生有益組分有 Fe、Ag，有害雜質為As、F、S 等。礦床主要礦體Cu品位0.16%～3.96%，Zn品位0.12%～8.12%，Pb品位0.09%～3.63%，全鐵品位23.90%～45.90%；次要礦體Cu品位0.04%～4.63%，Zn品位0.36%～2.22%。

3.2.2 礦石結構構造

礦石結構為主要有他形粒狀結構、半自形—自形結構、交代結構等，礦石構造主要有浸染狀構造、脈狀構造、網脈狀構造、塊狀構造和角礫狀構造等。

3.2.3 礦石類型

礦石自然類型為含銅花崗閃長斑巖、含銅矽卡巖、含銅角礫巖、含鉛鋅矽卡巖、含銅大理巖、含銅磁鐵礦礦石。礦石工業類型主要為銅礦石、鉛鋅礦石、銅鐵礦石、鐵礦石。

4 控礦因素及礦床成因

4.1 控礦因素

(1)地層。礦區與礦化有關的地層主要為P1q、T1n，巖性主要為碳酸鹽、硅質巖等。

(2)構造。燕山期疊加NNE向褶皺導致褶皺巖層破碎，伴隨一系列的斷層、破碎帶及裂隙帶，以及形成于轉折端部位的虛脫構造，該類構造對后期成礦熱液的運移和就位具有控制作用。區內F1斷層破碎帶主要由張性破碎帶與剪切帶組成。燕山期九榔斷裂帶導引了深部巖漿的上升、運移。早期巖漿動能侵蝕、破碎泥盆系石英砂巖地層，并裹挾破碎帶硅質巖、碳酸鹽及震碎的石英砂巖，形成了角礫狀花崗閃長斑巖，后期含礦巖漿的再次脈動、上升，卷入二疊系、三疊系碳酸鹽巖形成了一套含大理巖捕虜體的中—酸性花崗閃長斑巖。巖體中縱、橫斷層交錯，節理發育，巖體中裂隙密布，構成網狀帶，尤其在不同方向斷層和裂隙帶的交匯處，更是良好的導礦和儲礦空間，具有“結點成礦”的規律。

(3)巖漿巖。①巖體與成礦年齡，區內發育小青塘花崗閃長斑巖和桂花沖花崗閃長斑巖。小青塘花崗閃長斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb測定的成巖年齡約141 Ma，輝鉬礦Re-Os測定的成礦年齡為(141.4±2.4)Ma，兩者誤差較小，皆為早白堊世成礦作用的產物。桂花沖花崗閃長斑巖的成巖年齡為(138.3±1.4)Ma，與銅陵地區礦體的成礦年齡出入較??；②化學組分，小青塘花崗閃長斑巖和桂花沖花崗閃長斑巖均為燕山晚期巖體，屬高鉀鈣堿系列，且Cu、Pb、Zn等含量均高于背景值。巖體各部位S同位素分析結果較一致，具有巖漿分異的含礦流體成礦作用的特點，反映了成礦物質巖漿來源的特征。

4.2 礦床成因

早期巖漿沿九榔斷裂帶及層間滑脫面上升、運移，因裹挾大量破碎帶硅質巖、碳酸鹽及震碎石英砂巖，形成了角礫狀花崗閃長斑巖。后期巖漿再次脈動上升，卷入二疊系、三疊系碳酸鹽地層，形成了一套含大理巖捕虜體的中—酸性花崗閃長斑巖，由于大量揮發分聚集于巖體頂部，當壓力增強至一定程度時，該部分高壓氣體在圍巖薄弱地帶及巖體頂部形成了角礫巖，進而隨著壓力與溫度的下降，揮發分轉變為中—高溫含礦熱液，并由巖體中心向圍巖運移，進入裂隙帶、破碎帶及滑脫帶，進而冷凝成礦，由于壓力減小，巖漿快速冷凝，導致巖漿中的含礦物質冷卻、結晶，形成了大量的斑巖型礦體。進入中—低溫熱液階段，含礦熱液沿圍巖繼續運移，溫度逐漸降低，同時析出黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等。綜上所述，桂花沖多金屬礦床應為斑巖-矽卡巖型復合型礦床。

5 找礦方向

姚家嶺礦床及桂花沖礦床斑巖型礦體均具有較明顯的斑巖型銅礦蝕變特征。蝕變分帶由內至外依次為鉀化帶、絹英巖化帶、青磐巖化帶。在巖體與碳酸鹽接觸部位還發育矽卡巖化帶、大理巖化帶。矽卡巖化為矽卡巖型礦床的直接找礦標志。戴公山背斜北東端及南東翼均處于凹隆過渡帶，在與九榔斷裂帶復合部位及伴有巖漿巖侵入的部位應為尋找銅金鉛鋅礦床的有利地段。繁昌大路方等地段應為尋找鉛鋅的有利地段。區內NW向張性斷裂應為重要的控巖控礦構造，可作為下一步找礦的主攻方向。

[1] 岳紫龍.安徽桂花沖銅礦礦床特征與成因[D].北京：中國地質大學，2015.

[2] 劉紹鋒.安徽銅陵姚家嶺鋅金多金屬礦床成礦作用研究[D].北京：中國地質大學，2012.

2016-08-05)

鄭 凱(1989—)，男，助理工程師，244033 安徽省銅陵市獅子山區。