皖南石坑鉛鋅多金屬礦床地質(zhì)特征及成礦條件分析

宋明龍

摘要：石坑鉛鋅多金屬礦床位于長(zhǎng)江中下游銅陵礦集區(qū)中東部，銅官山—戴家匯近東西向構(gòu)造-巖漿成礦帶中段。礦區(qū)地表出露二疊系、三疊系及第四系地層，北西向、近南北向和近東西向斷層發(fā)育，地表分布有花崗閃長(zhǎng)斑巖巖體及花崗斑巖巖脈。蝕變主要有高嶺土化、綠泥石化、絹云母化及碳酸鹽化；沿花崗斑巖脈接觸帶部位主要發(fā)育硅化。成因上屬中低溫?zé)嵋盒豌U鋅礦床。銅陵礦集區(qū)外圍為相對(duì)高溫元素成礦系列，內(nèi)部以Pb、Zn、Au、Ag等低溫成礦系列為主。基底斷裂與蓋層斷裂的共同作用下產(chǎn)生了大量的巖漿通道，成礦時(shí)代為燕山晚期。

關(guān)鍵詞：石坑；銅金多金屬；地質(zhì)特征；成礦條件；成礦規(guī)律

1.前言

銅陵礦集區(qū)是長(zhǎng)江中下游成礦帶中重要的成礦區(qū)帶，位于揚(yáng)子陸塊的下?lián)P子凹陷中部，是我國(guó)重要的銅金鐵鉛鋅多金屬礦床產(chǎn)區(qū)[1，2]。石坑鉛鋅多金屬礦床即位于其中，目前僅有少量勘探工程控制，礦床地質(zhì)特征總結(jié)不夠，對(duì)礦床成因、成礦條件的分析不足，這對(duì)后續(xù)勘查工作不利。基于此，本文在詳細(xì)野外地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，總結(jié)了礦床地質(zhì)特征和礦化規(guī)律，提取了有力的成礦條件，以期為后續(xù)工作提供理論指導(dǎo)。

2.區(qū)域地質(zhì)特征

礦區(qū)處于銅陵礦集區(qū)中東部，西部與獅子山銅金礦田相鄰，東部為鳳凰山銅礦田，北東為新橋銅硫金礦田[3，4]。銅陵礦集區(qū)是長(zhǎng)江中下游成礦帶中重要的成礦區(qū)帶，位于揚(yáng)子陸塊的下?lián)P子凹陷中部，大別造山帶的前陸褶斷帶上，屬下?lián)P子凹陷中的貴池—繁昌隆起的一部分。銅陵礦集區(qū)周邊被四條深大斷裂所圍限，呈近似菱形，南北以東西向隱伏斷裂為界，東西分別以北東向斷裂帶與中—新生代盆地相鄰。

銅陵地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，發(fā)育網(wǎng)格狀構(gòu)造系統(tǒng)，以北東向構(gòu)造為主體，以近東西向和北東—北北東向斷裂為界，形成平面形態(tài)近似菱形的褶皺—斷塊隆起。斷塊內(nèi)由數(shù)十個(gè)背斜和向斜平行斜列組成北東向S狀隔檔式褶皺帶，褶皺軸面的空間形態(tài)呈“麻花狀”。區(qū)內(nèi)蓋層的復(fù)雜三維變形場(chǎng)是于印支—燕山期在“先壓后剪”的簡(jiǎn)單受力機(jī)制下形成的，構(gòu)造變形樣式的不同是局部地質(zhì)環(huán)境（層位、部位等）的差異造成的[3，5，6]。

3.礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)地表出露二疊系、三疊系及第四系地層，北西向、近南北向和近東西向斷層發(fā)育，地表分布有花崗閃長(zhǎng)斑巖巖體及花崗斑巖巖脈。

3.1礦區(qū)地層

礦區(qū)地表主要出露有三疊系下統(tǒng)殷坑組至二疊系下統(tǒng)棲霞組。深部經(jīng)鉆孔揭露見(jiàn)有石炭系、泥盆系諸地層。泥盆系礦區(qū)地表未出露，經(jīng)鉆孔揭露部分巖性段，與下伏茅山組下段假整合接觸。

礦區(qū)石炭系僅發(fā)育中上統(tǒng)，缺失下統(tǒng)，礦區(qū)地表未出露。為銅陵礦集區(qū)層控矽卡巖型銅金礦和本區(qū)鉛鋅礦的最主要賦礦層位，與下伏五通組地層呈平行不整合接觸。巖性主要為灰、灰黑色巨厚層白云巖，底部石英細(xì)礫巖，生物碎屑灰?guī)r、含生物碎屑灰?guī)r。

二疊系下統(tǒng)棲霞組出露于礦區(qū)西部，，巖性為層狀石灰?guī)r夾含燧石結(jié)核灰?guī)r，炭質(zhì)鈣質(zhì)頁(yè)巖夾透鏡狀無(wú)煙煤層。下統(tǒng)孤峰組在礦區(qū)大范圍出露灰?guī)r、黑色硅質(zhì)頁(yè)巖、黑色硅質(zhì)頁(yè)巖夾灰?guī)r。上統(tǒng)龍?zhí)督M主要分布于礦區(qū)東南部，巖性主要為灰黑色炭質(zhì)頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖，粉砂質(zhì)頁(yè)巖、泥質(zhì)粉砂巖、頁(yè)巖夾粉砂質(zhì)細(xì)砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖。

3.2礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)處于銅陵——南陵?yáng)|西向及牛山—青陽(yáng)山南北向基底斷裂交匯處，大成山背斜近軸部稍偏南東翼，盛沖向斜近軸部位置。北北西向、北西向、近南北向和近東西向斷層發(fā)育。

礦區(qū)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，主要為北北西向、北西向，次為北東向、近東西向以及分布在盛沖向斜北西邊緣一系列呈放射狀的斷裂。其中最大斷層為石坑村—荷花山斷裂，出露長(zhǎng)約2.5km，走向315°，傾角大于70°，屬逆斷層性質(zhì)，系區(qū)內(nèi)早期斷裂，斜切大成山背斜，平面錯(cuò)距200m～300m，斷層面彎曲，斷層北西端掩沒(méi)于第四系之下，南東端為花崗斑巖脈充填。斷層內(nèi)地表出露鐵帽，在斷層北西端為荷花山鉛鋅礦，南東端為石坑村鉛鋅礦，具有顯著的導(dǎo)巖控礦特征。

3.3礦區(qū)巖漿巖

瑤山巖體分布于礦區(qū)北東部，侵位于新屋里復(fù)向斜北西翼，呈巖床狀產(chǎn)出，巖體傾向南西，巖性主要為花崗閃長(zhǎng)斑巖，斑晶為斜長(zhǎng)石和石英，節(jié)理構(gòu)造發(fā)育。圍巖為二疊系下統(tǒng)棲霞組、孤峰組灰?guī)r、硅質(zhì)頁(yè)巖夾灰?guī)r。圍巖具大理巖化、角巖化，蝕變有絹云母化、綠泥石化、硅化、少量褐鐵礦化。鋯石SHRIMP年齡為146.0±1.2Ma。

3.4變質(zhì)作用及熱液蝕變

區(qū)內(nèi)熱液蝕變?cè)诓煌恢梦g變現(xiàn)象不同，在巖體內(nèi)部主要變現(xiàn)為高嶺土化、綠泥石化、絹云母化及碳酸鹽化。礦區(qū)主要發(fā)育熱變質(zhì)作用，主要表現(xiàn)為原棲霞組、黃龍、船山組白云巖及變質(zhì)為大理巖、白云石大理巖及大理巖化灰?guī)r。

3.5礦體特征

礦區(qū)內(nèi)共圈定礦體16個(gè)，其中主要礦體三個(gè)，Ⅰ礦體規(guī)模最大，位于礦區(qū)南東部，分布于12線～10線。礦體呈薄透鏡狀，走向北西向，約340°；傾向約70°，傾角平緩，約6°～20°。Ⅰ礦體見(jiàn)礦厚度最大為1.66m，最小為1.10m，平均見(jiàn)礦厚度為1.32m。

3.6礦床成因

本礦床屬中低溫?zé)嵋盒豌U鋅礦床。成礦物質(zhì)主要來(lái)自于石英閃長(zhǎng)斑巖同源的巖漿活動(dòng)中，在巖漿侵入過(guò)程中分異形成的含礦熱液沿?cái)嗔鸭傲严稑?gòu)造上升（主要沿北東向壓扭性斷裂上升）。在石炭系船山組及黃龍組之間、構(gòu)造破碎帶及棲霞組裂隙構(gòu)造內(nèi)，形成了有利的儲(chǔ)礦場(chǎng)所，并與礦區(qū)內(nèi)的導(dǎo)礦構(gòu)造相聯(lián)通。當(dāng)含礦熱液運(yùn)抵此處時(shí)則因自身物理化學(xué)條件及外部環(huán)境的改變而充填成礦。

4.成礦條件分析

4.1區(qū)域成礦條件

礦區(qū)處于長(zhǎng)江中下游成礦帶銅陵銅金硫多金屬礦集區(qū)中部，銅陵—戴家匯構(gòu)造—巖漿巖成礦帶中段，東西向銅陵—戴家匯隱伏基底斷裂與南北向牛山—青陽(yáng)山隱伏基底斷裂的交匯部位。具備銅陵礦集區(qū)典型的“行、列、匯”成礦構(gòu)造樣式。礦區(qū)西臨為獅子山礦田Cu（Au、Pb、Zn、S），東接鳳凰山礦田（Cu、S）、新橋礦田（Cu、S），即東西兩側(cè)外圍均為熱液礦床的相對(duì)高溫元素成礦系列，區(qū)內(nèi)以Pb、Zn、Au、Ag等低溫成礦系列為主。本區(qū)形成鉛鋅金等低溫礦床的區(qū)域地質(zhì)背景較為優(yōu)越。endprint

4.2地層、巖性條件

區(qū)內(nèi)主要控礦巖性組合為砂頁(yè)巖—白云巖—灰?guī)r組合、砂頁(yè)巖—瀝青質(zhì)灰?guī)r—硅質(zhì)巖—灰?guī)r—硅質(zhì)巖組合，既有化學(xué)活動(dòng)性活潑的碳酸鹽巖，又有巖性致密、化學(xué)活動(dòng)性差的硅質(zhì)巖/碎屑巖，在兩者界面處形成天然的“地球化學(xué)障”和良好的含礦熱液運(yùn)移隔擋層，利于礦化的富集，是接觸帶矽卡巖型和斑巖型礦床形成的重要條件。

由于碳酸鹽巖與碎屑巖/硅質(zhì)巖界面處巖石能干性等物理性質(zhì)的差異，在后期構(gòu)造作用下，易于形成層間滑動(dòng)或破碎帶，成為良好的儲(chǔ)礦空間，尤以石炭系黃龍船山組（新橋硫鐵礦）為甚，為層控矽卡巖型礦床的必備條件。

4.3構(gòu)造條件

基底斷裂是本區(qū)重要的控巖構(gòu)造，控制著整個(gè)銅陵地區(qū)的巖漿活動(dòng)，對(duì)形成礦床有重要作用，沿銅陵—戴家匯基底斷裂產(chǎn)出銅官山、獅子山、鳳凰山、新橋、沙灘腳等礦田。大成山背斜在南北向青陽(yáng)山基底斷裂的活化改造下，平面上呈現(xiàn)背斜軸面向北錯(cuò)動(dòng)，在背斜錯(cuò)動(dòng)過(guò)程中形成了一系列斷裂，主要為北西向的順安—郎坑斷裂、石坑村—荷花山斷裂、鳳凰山斷裂帶，這些斷裂也是區(qū)內(nèi)最重要的導(dǎo)礦、控礦構(gòu)造。在這些斷裂作用下，巖層發(fā)生強(qiáng)烈破碎，為含礦熱液的運(yùn)移和沉淀提供空間，對(duì)礦化分布起了重要的作用。

4.4成礦規(guī)律與遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)

銅陵地區(qū)侵入巖形成時(shí)代為136Ma～146Ma，而銅金礦床形成時(shí)代為136Ma～144Ma[7]。區(qū)內(nèi)已獲得的高精度成礦年齡進(jìn)行對(duì)比結(jié)合成礦規(guī)模、成礦時(shí)間分析，大型礦床成巖和成礦年齡相差僅在0.21Ma～1.6Ma，成礦年齡略有滯后。證明巖漿活動(dòng)與成礦具有密切的內(nèi)在聯(lián)系，多源、多層巖漿房萃取了不同源區(qū)的成礦物質(zhì)的多類(lèi)型巖漿（熔流體）同時(shí)注入有限的“成礦圈閉構(gòu)造”內(nèi)是大規(guī)模礦化富集的關(guān)鍵，因此區(qū)內(nèi)巖漿成礦物質(zhì)來(lái)源可謂“多層萃取”。在“成礦圈閉構(gòu)造”內(nèi)，富含成礦物質(zhì)的多類(lèi)型巖漿幾乎是同時(shí)注入在有限的區(qū)域內(nèi)，在流體作用下，出現(xiàn)多層交代成礦的“多層樓”現(xiàn)象。而早期海西期同生成礦作用提供了部分成礦物源，為礦液聚集創(chuàng)造了良好的環(huán)境。

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