安徽南陵縣呂山金礦的成礦研究

石中計

（安徽省地質礦產勘察局三一二地質隊，安徽 蚌埠 233000）

安徽南陵縣呂山存在大量金礦，研究成礦原因對于礦床地質、找礦方向對于未來的找礦工作有重要意義。綜上所述，本文針對安徽南陵縣呂山金礦的成礦問題進行研究。

1 成礦地質背景

安徽南陵縣處于安徽省的東南區域，在青陽、周王、水東的南面，江南深部斷裂西北部，江南的東方。呂山金礦的北方區域接壤宣南紅層盆地，西方區域存在大量的青陽等巖體[1]。

東西向青陽—水東斷裂和江南東北深斷裂控制了該區域。東至涇縣礦化帶位于南坡-安徽-浙江-江心坡大別山對面，屬菱形斷塊構造[3]。東西向兩組基底均出現一系列亞菱形大斷裂。涇縣東段的成礦帶由3個類金剛石塊體組成，如圖1所示：

圖1 類金剛石塊體

這一地區的斷層構造很發達，斷層構造活動分為印支期、燕山期和喜馬拉雅期三個階段。其中印支期是褶皺活動的主要表現，而燕山期代表的是巖漿運行，并伴有斷層差異運動。這一時期，以喜瑪拉雅期地殼起伏為主要原因，沿長江深斷裂帶南北向發展。黃白林復合背斜內斷層以北部東向縱向斷層為主，發育了西北橫向斷層、北北東向斷層和東西向斜斷層，控制了區內地層分布。斷層和沿著地層的分離帶。印支斷層為主，燕山期有新活動。在江蘇的松山、太湖、蕪湖等地找到了中生代形成的低角度逆沖斷層[e]。震旦系和白堊系是中生代推覆構造的主體。構造的主體具有較強的容納性，既可以儲存大體積的層狀巖體，又可以包含煤層巖石。下石炭系頁巖、上二疊系煤層巖、中三疊中統膏（鹽）層，是理想的彈性潤滑層。各層巖石強度差異很大，且易滑。

推覆型韌性剪切帶在金礦形成中的作用已引起了地質專家和學者的關注。對金成礦的控制因素進行研究，發現其構造力狀態與金成礦類型、產狀有密切關系。在高壓剪切帶中，金主要以微浸金形式存在于黃鐵礦和毒砂中。控制呂山金礦床礦的推覆帶是在志留系高加地組和中-上奧陶統、中-下奧陶統、紅花園組之間形成的。采場分布、礦體擴展及礦體擴展均受嚴格控制。

2 礦床地質

2.1 地層

礦體內出露地層主要為寒武系—志留系，僅北端晚古生代零星出露。顯露出來的沉積地層主要是志留系下統至奧陶系下統，以及上部二疊紀宣南形成，其中奧陶系中上統較差，下石炭系因斷層缺失較多，肉眼只能看見少量并且半徑小的鉆孔。巖體的類型主要為深灰色的厚灰巖、白云巖、灰綠色中細砂巖、灰黑色中細砂巖、碳質中細砂巖、石英中細砂巖、頁巖中細砂巖、灰黑色中細砂巖、黑千粒砂巖、紫紅色中細砂巖、鈣紅色中細砂巖、灰黑色隧道巖層；隧道灰巖、瀝青灰巖等。

2.2 構造

礦場位于黃柏嶺復合背斜的東北東南翼。東北次生褶皺密集排列，四條斷層同時斷裂，形成菱形斷層帶和兩條東西斷層帶。

褶皺軸向東北方450m～500m，向東北方傾斜。中心為下統黃柏嶺組，西北翼以自變系上統宣南組為主；因為斷層隨著時間推移，在原有的形態上受到了自然磨損，只能觀察到志留系下統的高家邊組。

礦體內斷裂帶發育，劃分為東北斷裂帶和南部斷裂帶兩大類。位于礦區北部的F1斷裂帶，自西向西，傾角約為75°，東北斷裂帶為東西近，北北平。斷層兩側間斷出露花崗閃長斑巖和交代石英巖。兩種巖石都破碎，并有一定的金礦作用。其多活動表現為多方面，控制著花崗閃長巖斑巖和硅化斷裂的形成與分布。

四級斷層從東北到西南橫貫礦區。長達3600多米，撞擊程度約為50°，傾角由60°降至75°。巖體破碎具有多期性活動特征[4]。F7斷層為后蓋斷層，東南向東，緩傾角10°～135°，控制長度800多米，局部凹陷。F9斷層為東南部覆蓋斷層，其傾角在5°～30°之間。

2.3 巖漿巖

該區巖漿巖的特性顯酸性，巖體存在長斑巖的條紋，經過勘測其絕對年齡為93.6 Ma。受東北構造活動控制，大多數在礦化帶之間。斷裂邊緣花崗閃長斑巖具有強烈的硅化作用和絹云母作用，部分礦物含量豐富。

2.4 地球物理及地球化學特征

合計68個圈定礦體在呂山礦區。金礦中總金量為11029.21 kg，平均品位1.07克/噸。呂山礦區的主礦體為14號金礦體，次礦體為3號、1號礦體，剩余礦體為小礦體。具有長斑巖的礦化紋路分布不均勻并且礦體的連續性差，沒有保存完好的較大體積的礦石，呂山內部元素如下圖2所示：

圖2 呂山元素背景值

礦體構造類型主要分為角礫狀構造和浸染狀構造。角礫狀構造是由含金褐鐵礦和含鐵礦物呈顯微粒狀組成的，硅質角礫或其他角礫中浸染或充填有含金硫化物石英的微細脈形式。礦物因強烈的風化作用，多呈土狀。一種由含金硫化物形成的氧化物，以顯微粒狀浸染在瘤狀泥質灰巖中。在呂山金礦床中，金礦化變化周期為低溫熱液期和中溫熱液期兩個階段。

呂山金礦中金物質具有較強的絡合能力，不但可以與其他巖床上的物質發生絡合反應，而且還可以隨著溫度的升高，金本身發生絡合反應。在溫度超過250℃時，金容易與氯發生絡合反應，隨著金周圍的環境的溫度不斷升高，金的溶解度會提高，如果外界環境巖漿等物質通過反應生成強氧化劑物質時，金的絡合物的溶解度就會保持不變。在酸性環境下，金的絡合離子為氯絡合離子和硫絡合離子，因此此時金的溶解度隨著離子的增加而變大。如果金處于堿性環境時，溫度與金的溶解度成反比。在250℃，金的溶解度隨壓力的降低而下降。

呂山金礦的形成與金礦本身的地理位置、構造形態、大氣降水分布情況以及不可避免的外界環境因素具有密不可分的關系。F9及F1斷層規模大，運動活動周期多并且強度強，經過長時間的反復運動，會形成一個剪切帶，剪切帶的作用是為巖漿和熱鹵液提供通道。因為此通道是經過長時間洗禮形成的，表面具有一層加固加厚的保護膜，不會與巖漿和熱鹵液發生反應，也不會被侵蝕，因此是一個效果能力較好的通道。巖漿通過通道后，由于流淌在一個封閉的空間，因此巖漿的溫度會增加，巖漿溫度增加的溫度差值越大，巖漿滲透速度越快，分別沿著上圖F9、F1移動。呂山金礦的主要組成成分容易隨著溫度的升高變質被萃取硝化，金被硝化的主要過程為活化→萃取→遷移。含金礦液隨著巖漿移動到低氧環境的時候，金會與巖漿溶解隨著巖漿的前移，隨機地遺留在礦床的表面。巖床上的金物質是勘探專家查找金礦的重要線索。當含金礦液移動到高氧化環境時，遇到化學作用穩定的屏蔽層，裂隙和孔隙度大的斷層和角礫巖帶，含金礦液酸度升高，容易使金沉淀。在角礫巖帶次生金礦中，后期的表生作用和大氣降水的溶淋作用也起了一定的作用。

呂山金礦的礦床形成過程中會形成大量的金元素，主要的形成原因是巖漿的周期運動、大氣與巖石表面的反應和自然外界因素的催化。經過大量的勘測數據計算和勘測記錄表明，礦床的斷裂層越多，巖石的活動越劇烈。巖石的劇烈活動一方面使礦床的表面形成一條通道，這就有助于巖漿的侵入，另一方面有利于礦床結構的形成。侵入礦床的巖漿為礦床和部分礦石提供了熱源，巖漿流經巖石過程中與大氣反應，大氣催化巖漿反應，會產生一定量的含礦鹵水，巖漿不斷升溫，流向巖石斷層。

含礦熱鹵水在含礦熱鹵水中逐漸積聚，在低氮的環境下發生氧化反應，巖漿本身的酸性提高，將礦床中的金元素與其他物質分離沉淀，形成兩個區域。巖漿在流淌過程中會溶解金礦中的金元素，減少金礦的含金量。

3 找礦方向

成型的呂山金礦具有大面積的北東、東西方向的基地斷層和菱形斷層，因此勘測人員將金礦的形態、基地以及礦石本身的特性作為尋找呂山金礦的線索，進行金礦的尋找。

目前呂山金礦的礦體賦存標高的標準范圍為-7m～+158 m，礦體的井眼控制在+90 m范圍內，由于南陵縣的部分地勢特殊，也有少量的礦體井眼的半徑為-106.8 m。尋找呂山金礦的研究目前停留在礦體巖石的氧化礦體的控制上，相對于0.6km～1.0 km成礦深度而言，仍有較大的找礦空間。Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ區的劃分目的是區分呂山金礦礦體不同階段的空間位置的特征，根據不同區域的分析，與Ⅰ區域礦體的空間特征越相似，則此礦體是呂山金礦的可能性越大。

在找到具有特征的礦點后，通過測量礦體不同階段以及區域的一系列特征數據，進行礦體的結構分析，構造出一個金礦的示意圖，可以簡化礦山查找的一系列可省略的過程，加快尋找礦山的速度。