長江中下游成礦帶宣城礦集區的成礦系統與成礦規律

楊金龍

（安徽省地質礦產勘查局311地質隊，安徽 安慶 246000）

長江中下游成礦帶整體地跨江蘇、江西、安徽、湖北四個省份，整體礦帶面積大約為10.8＊104平方千米。礦帶整體總體上在西北方向上較為狹窄、在東北方向上相對寬闊，呈現出“V”字形地帶。礦帶整體位于揚子板塊，在華北板塊的南方、大別造山帶西南方向上。長江中下游成礦帶是環太平洋礦域的重要組成部分，一直是我國長久以來的主要成礦帶之一。礦帶具有大量的成礦元素，如Cu、Au、Fe以及硫富集成礦，同時還有Cd、Se、Co、Te、Re、Bi、In、Ga、Ge和Tl等重要金屬元素以伴生的形式富集。礦區開采歷史悠久，多年來為我國的礦床學研究做出來巨大的貢獻，同時礦帶也是我國礦產利用技術水平最高的成礦帶之一。安徽宣城礦集區位于整體礦帶中的東段，地處安徽省南陵-宣城盆地，西面是安徽銅陵礦集區，北方則是寧蕪礦集區。宣城礦集區是目前的新一輪找礦工作的重點勘探區，具有良好的開采前景。成礦系統與成礦規律概念是借鑒“石油系統和開采規律”提出的，通常用于理解金屬從源頭到儲存場所的形成過程，通常包括了礦帶形成和分布的時間、空間、成礦物質等，是進行地質勘探后，總結相關信息形成的系統性科學。對長江中下游成礦帶宣城礦集區進行系統性分析，有利于理解中國大陸的成礦系統的形成和演化過程。

1 從元素儲備總結宣城礦集區的成礦系統

礦區已經經過多年勘探工作，主要礦區的深度大約600m到800m，局部地區深度已經超過1000m以下。僅以Cu金屬礦和Fe礦石資源儲量為例，各個區域的儲量如下表所示。

根據表1可知，Cu金屬礦的儲藏量集中在0m～200m之間，無論是已探明還是保有量都十分可觀。而Fe礦石量在無論各個勘探位置都十分豐富，即使是在800m～1000m深度下，仍然具有很大的開采價值。目前，在大冶鐵礦、銅綠山、豐山銅礦、雞冠咀、獅子山、風烈山等已經在深處空間發現了規模較大的隱藏礦體[1]，在大冶鐵礦更是實現了深度找礦的初步突破。目前宣城礦集區的勘探深度仍然較淺，因此具有勘探的必要性。

表1 各高度下Cu金屬礦和Fe礦石資源存儲量

2 從時間演化總結宣城礦集區的成礦規律

礦帶形成的演化時間屬于宣城礦集區成礦規律的重要部分，根據演化時間帶來的影響將其分為三部分[2]。

2.1 從太古宙到震旦紀

關于宣城礦集區在太古宙到震旦紀的演化大體可以分為兩個部分：從太古宙到古元古代和從中元古代到震旦紀。根據同位素年齡計算，太古宙時期大概位于25到16億年前，這一時期的地質構造具有典型的二元結構模式。由于中一新元古界沉積蓋層不整合變質基底，產生了標志性的呂梁造山事件。經過了新太古代的演化，宣城礦集區的地殼迅速增生，從而產生了弧盆系統，包括了新太古代火山島弧、英云閃長巖、奧長花崗巖和花崗閃長巖的組合。這一時期，宣城礦集區是重要的成鐵期，整個成礦帶都是在這一時期開始形成鐵礦石。

2.2 從寒武紀到中三疊紀

隨著寒武紀到中奧陶世紀時期，普遍發育拉張伸展構造下，在這一時期長江中下游成礦帶的主體為進積性碳酸鹽巖臺地。在此期間，由于華南殘留洋的不斷向南俯沖，從而形成了大量的島弧，這就是后來華夏多島弧盆系構造格局構成原因。在隨后的5億年之間，淺海路緣沉積形成的厚度在一萬米以上。之后在泥盆紀到中三疊紀，整個地區的大陸增生，地貌格局開始定型。在此期間，這一地區由大陸邊緣多島弧逐漸轉變成為造山系。在古代海洋逐漸退去后，大陸高度開始升高。

2.3 從晚三疊紀到新生紀

晚三疊紀以前，我國東部的大型構造線通常是東西向為主；晚三疊紀時期后逐漸開始變成以北東向為主。在地理格局上，也由南部海洋北部陸地逐漸轉變成為東部海洋西部陸地。在我國的長江中下游，大陸邊緣出現了力學體系的變化。在這一過程中，長江中下游成礦帶囤積了大量的以花崗閃長巖、石英閃長巖為主的高鉀鈣堿性和中酸性侵入巖。之后的新生紀時期，我國大陸整體東部板塊向亞洲大陸板塊東部下方俯沖，這一過程造成的隆起區域凹陷區變成了現在重要的成礦區域。

3 從地質背景和重磁場特征總結宣城礦集區的成礦規律

3.1 地質背景

宣城礦集區位于長江中下游成礦帶內、揚子陸地北緣，處在下揚子長興-郎溪-廣德盆地的東北緣，西北方向上是寧蕪火山巖盆地。不過，由于其緊挨大別造山帶南緣和江南隆起北緣，地質學家通常對它們一同進行研究，從而認識到這一區域內的共同特征與區別。在這一部分內，整體區域構造呈現出由東向北，在自北向東山脈和盆地交錯分布著；區域的中部，位于安徽省內的九連山和江蘇省的茅山連成一體，在自北向東呈現出一個“S”行分布，這一部分山脈海拔高度普遍集中在100m～400m。宣城礦集區主要位于新河莊和貍橋之間，背斜向新河莊。礦集區的巖漿巖發育狀況良好，其中噴溢相巖石常見的有流紋巖、流紋英安巖、英安巖、安山巖、安山質凝灰巖和火山角礫巖等；淺成侵入相巖石主要有花崗巖、花崗斑巖、閃長巖、花崗閃長巖、花崗閃長斑巖、輝石閃長巖等。

3.2 物性與重磁場

如果想解讀一地區的重磁場特征，首先便要查明該地區的地層和巖體物性參數。根據安徽省《安徽1:5萬灣沚鎮、沈村、寒亭鎮、宣城幅重力調查報告》對于宣城地區的巖石樣本測量結果，在宣城礦集區的主要地層和巖體的密度如表2所示。

表2 宣城礦集區地層和巖體的密度和轉化率表

圖1 地層在不同時期的密度

由圖2和表1可知，在這一區域內的地層磁化率變化范圍不大；礦集區內的花崗斑巖、花崗閃長巖、輝石閃長巖相比于其他地層具有明顯高出的磁化率。另外根據安徽省勘探技術院數據，重力數據為2014年采集的1:25000數據，精度控制在±0.027＊10-5m/s2；磁力數據為2014年采集的1:10000數據，精度控制在±2.12nT[3]。磁力異常的地區集中在礦集區的中部和西北部，在新河莊-貍橋從東向北呈現出高低高低的分布；而在新河莊-貍橋的西南和東南方向上，重力明顯更低。

4 結語

綜上所述，長江中下游成礦帶宣城礦集區具有良好的找礦前景和開采潛力。

成礦系統與成礦規律是一個系統性質的研究，對宣城礦集區的時間演化、地質特征及重磁場特征進行研究后，發現礦集區的Cu金屬礦和Fe礦石資源儲量仍然豐富，具有勘探的潛力。但是在過深高度即超過1000m后進行開采沒有計算相關成本，僅用Cu金屬礦和Fe金屬礦作為參照可能說服力度不夠。