安徽省馬鞍山市娘娘山銅金礦地質特征及找礦方向

高 潔

（華東冶金地質勘查局綜合地質大隊）

安徽省馬鞍山市娘娘山銅金礦位于安徽省馬鞍山市境內娘娘山西南側，北與江蘇省南京銅井銅礦相鄰，20世紀60年代地方曾進行露天及井下開采，后因井內事故停止開采至今。自20世紀60年代以來，地質勘查單位一直在此地開展地質勘查工作。在找礦上主要對NNW向控礦構造即銅井銅礦礦體向南延伸開展評價和對娘娘山以西NNE向控礦構造開展工作，采用的主要技術手段為地質測量、槽探、淺部鉆探等；在地質調查上主要開展1∶5萬慈湖鎮幅（H50E002019）礦產地質調查和對馬鞍山地區開展銅金礦調查，均對娘娘山成礦靶區開展地表地質調查工作，發現多條含礦構造帶，對其找礦潛力進行了定性分析，主要技術手段為地質測量，在局部有利成礦地段采用物探、化探等勘查方法。總體而言，本礦床以往的地質勘查深度較淺，控制程度與研究程度不高，采用的技術手段有限。本文通過對以往資料的整理、研究以及個人在本區的野外工作經驗，總結該礦的區域成礦背景、地質特征、礦床成因，提出新的找礦思路，在目前新一輪的找礦突破戰略行動中，對已知礦床的深邊部找礦有啟發意義。

1 區域成礦地質背景

長江中下游地區是我國重要的鐵銅金礦成礦區［1］。礦區位于揚子陸塊北緣的長江中下游斷陷帶內寧蕪中生代火山巖斷陷盆地中段西翼，印支晚期—燕山初期形成了本區褶皺構造的主體，如西部的寧蕪向斜、東部的鳳凰山—姑山背斜（圖1）。區內斷裂構造主要形成于燕山期，有縱向、橫向和斜交3組斷裂，均十分發育。其中占主導地位的是北北東向（北東向）、北西向縱橫斷裂。寧蕪斷陷盆地由前者的裕溪口—西江口隱伏大斷裂構成西界，而東部的方山—小丹陽隱伏大斷裂則構成東界。區內北西向斷裂與北北東（北東）向斷裂縱橫交錯，因切割基底而形成似格狀排列，將區內巖層切割成似方形斷塊。區內的火山穹隆即由于斷塊的垂直和水平位移后局部隆起形成，燕山期火山-侵入活動及相關金、銅、硫、鐵礦產受這2組主干斷裂控制［2］。

區內巖漿巖為1套巖漿雜巖，其巖漿源相同，構造變動時期相同，均受燕山活動期所控制，但所形成的階段不同，區內巖漿巖與鐵銅金等礦產直接有關。本區中生代火山巖多次噴發，活動十分明顯，主要有4次明顯的噴發沉積旋回，其中龍王山組粗面巖、粗安巖等地層為晚侏羅世形成，而大王山組粗面巖、安山巖等地層由早白堊世形成；姑山組的火山碎屑巖及熔巖地層和晚白堊世娘娘山組堿性粗面巖系列的地層。區內侵入巖體一般較小，其分布主要受北東（北北東）、近東西向構造所控制，侵入巖巖性以中—中酸性為主，沿主干構造帶廣泛分布于區內，酸性巖體主要分布于盆地中段，基、堿性巖體出露極零星。侵入巖的巖石組合主要有閃長巖和花崗巖類，前者可分為輝石閃長巖、閃長（玢）巖、鈉長閃長巖及少量偏基性的輝長巖和偏酸性的石英閃長巖，后者主要為花崗（斑）巖和二長花崗巖。區內中—中酸性侵入巖主要與Fe、S及部分Cu礦產直接相關，為其成礦母巖，中性偏堿質侵入巖與Cu（Au）和部分Fe礦產有關，也可為成礦母巖的一部分［2］。

寧蕪火山巖盆地內的銅金礦床主要分布于盆地中段，其中安徽境內有娘娘山金銅礦、濮塘金礦、向山金礦、采石（銅）金礦點等。

2 礦區地質特征

2.1 礦體特征

礦區出露的基巖地層主要為侏羅系上統、白堊系下統火山巖地層。其中前者分布于娘娘山火山機構（圖2）的周圍，后者則分布于火山口的內部。火山機構分布于娘娘山西緣，平面形態為橢圓形（5 km×3 km），呈北東向展布。其火山巖筒被堿性侵入巖所充填，在強烈的鉀長石化作用過程中原賦存于巖石中的大量Cu、Au等元素從堿性巖石中活化轉移，遷移并富集沉淀在火山口附近的控礦斷裂內。火山機構受北北東（30°）和北西向（320°）2組基底斷裂控制。由于火山活動，礦區內發育有環狀和放射狀斷裂［3］。而火山期后的斷裂也較發育，主要受區域性構造應力控制，按其形成的時序，可分為2期，即成礦前斷裂和成礦后斷裂。

區內礦體主要位于娘娘山火山機構外緣的東側，呈脈狀及透鏡狀出露于地表。礦體群主體長1 000 m以上，最大延深300 m，厚度0.82～2.80 m。礦體總體傾向西南，傾角平均83°。礦體厚度不穩定，常具膨脹收縮及尖滅再現等現象，沿走向有分支與復合現象［4］。

2.2 礦石特征

2.2.1 礦石物質組成

礦區內礦石類型基本相同，主要為原生硫化物礦石，近地表礦石氧化，但見原生礦石形態。礦石主要有用組分為金、銅、銀和硫，均可同時采選回收，礦石中金銅品位變化較大，品位變化系數在102%～140%，屬不均勻型。金銅含量關系密切，呈正消長關系。

礦石礦物共生組合主要為石英-黃鐵礦-黃銅礦組合，石英-菱鐵礦-黃鐵礦-黃銅礦組合；其次為菱鐵礦-黃鐵礦-鏡鐵礦-黃銅礦組合。

礦石中金屬礦物占39.35%，脈石礦物占60.65%。礦石礦物主要有黃銅礦、輝銅礦、黝銅礦、自然銅、自然金、銀金礦等，近地表有孔雀石、斑銅礦、銅蘭及褐鐵礦。脈石礦物為石英、重晶石、菱鐵礦、黃鐵礦、玉髓、方解石及高嶺土、絹云母等。

2.2.2 礦石化學成分

礦石主要有用組分為Cu，主要共伴生組分為Au。其他化學成分有SiO2、Ag、Pb、Zn、Fe等。Cu主要存在于黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦等礦物中，平均品位0.55%。Au通過銅精礦重砂鑒定結果，可見金顆粒，為自然金狀態存在。Au大體上隨Cu的含量多少而有所變化，然而無其規律性。最高含量11.74 g/t，最低為痕跡，平均1.27 g/t。Ag可能以化合物的狀態存在，目前研究不夠，一般含量為0.02 g/t。SiO2主要為脈石礦物組分，其含量為36.00%～68.42%。

其他有益、有害組分含量均很低，未達到其工業價值或超過允許范圍。

2.2.3 礦石結構構造

礦石結構中不等粒結構約占60%，細粒結構約30%，交代殘余結構和邊緣交代結構等約占10%。礦石構造中浸染狀、細脈狀、團塊狀約占70%，網脈狀、角礫狀及散染狀構造等約占30%。

2.3 礦石自然類型及工業類型

礦石主要自然類型為含金銅石英、含金銅菱鐵礦石英，次要類型為含金銅重晶石石英、含金銅方解石石英。礦石的工業類型主要為石英脈型金銅礦石。

2.4 礦體圍巖及蝕變

礦體圍巖為白堊系下統娘娘山組堿性火山巖和火山碎屑巖，其巖性主要有粗（安）面巖、粗安質火山角礫巖、黝方石粗面質熔結凝灰巖（角礫巖）等。礦體兩側圍巖因破碎帶發育，巖石比較松軟。礦體圍巖蝕變發育，蝕變帶寬3～10 m。主要蝕變類型有絹云母化、硅化、高嶺土化，其次有碳酸鹽化、綠簾石化等。

3 礦床成因

3.1 成因研究

本礦床主要為石英脈型金銅礦床，礦脈（體）主要受與古火山機構東側的北北西向斷裂破碎帶控制。成礦作用經歷了多期次，以脈狀充填為主、交代為輔。礦石中常見到含礦石英脈的破碎角礫被重晶石脈、玉髓脈及方解石脈膠結。研究認為與本礦相鄰的銅井銅金礦成礦主要有3期。早期為石英硫化物階段，石英脈中含硫化物，石英為灰色—乳白色，呈細粒集合體或致密塊狀；中期為主礦化階段，即石英碳酸鹽硫化物階段，主要礦物組合為石英硫化物-錳菱鐵礦，石英顏色變深，呈灰—深灰色；晚期的碳酸鹽階段，玉髓-重晶石-方解石脈為其主要礦物組合。整個成礦過程以早期階段金銅含量高，而晚期則礦化微弱金銅含量低［4］。

據現有資料分析，礦體在垂直空間上具有較明顯的分帶現象，雖各帶均以石英硫化物為主，但上部疊加菱鐵礦和重晶石，中部主要疊加菱鐵礦，而下部則主要疊加黃鐵礦，下帶特點是金銅品位有所降低，而黃鐵礦含量增多。據前人分析，區內霓輝正長斑巖的金平均含量為4.37×10-9，娘娘山組火山碎屑含金量6.66×10-9，黝方石響巖金平均含量3.62×10-9，是本礦床金、銅富集成礦的主要來源。成礦溫度屬中低溫型為200～250℃，壓力為650～780 Pa，鹽度為12.4～16 Wt%。

在成礦過程的早期階段溫度較高，而晚期階段則降低，溫度變化有一定規律。據對包裹體均一法溫度測定結果顯示，早期階段為253～230℃，中期階段為211～207℃，晚期階段為174～171℃；隨著溫度的降低，銀/金比值也依次從0.5到4再到8，顯示規律為隨溫度遞減金含量降低。成礦深度現為0～400 m，推測礦體形成時覆蓋層厚400～1 000 m，屬于淺成—中淺成礦床［5］。

成礦所伴隨的圍巖蝕變以淺色蝕變為主，如絹云母化、硅化、高嶺土化以及碳酸鹽化等。霓輝正長巖體邊緣及附近圍巖中有較強的鉀長石化現象，鉀長石化蝕變過程中，有大量金、銅等成礦元素從圍巖中活化轉移出來，是成礦的有利因素。

地質成礦主要與娘娘山堿性火山噴發作用密切相關。隨著區內次火山巖體-粗面斑巖、霓輝正長斑巖等侵入帶來了熱液和礦液。成礦溶液沿火山期后斷裂構造上升，在有利的構造空間，充填交代破碎帶及圍巖，形成與構造—火山活動有關的中低溫含金銅石英-菱鐵礦（重晶石）脈等工業礦床［4］。因此，礦床成因屬于典型的中低溫巖漿熱液礦床。

3.2 成因新認識

根據以上分析，依據銅井銅礦勘查深度已到500 m以下，在麻姑山礦段發現隱爆角礫巖，深部銅金礦化明顯等，研究發現銅金礦化近地表礦化強，中部礦化弱，下部礦化變強趨勢，沿傾向常有具膨脹收縮及尖滅再現等現象。對比區域成礦特點，認為本礦床淺部為脈狀礦床，深部存在成礦主構造面及成礦巖體的可能性大，深部可能存在隱爆角礫巖型銅金礦和斑巖型銅金礦。

4 找礦標志與方向

本文通過對區域成礦地質背景、礦區地質特征及礦床成因新認識等研究，娘娘山銅金礦區找礦有特定的標志和方向。

（1）地層標志。晚侏羅世大王山組—下白堊統娘娘山組火山巖、火山沉積巖，野外地表工作發現大王山組和娘娘山組不整合構造面有礦化體存在，尋找其不整合構造面為今后找礦方向之一。

（2）構造標志。短軸背斜、火山機構（火山口、火山洼地、火山隆起等）、斷裂裂隙（主要為NNW向320°～345°，次為NNE向10°～15°），找礦過程中要注重NW向構造對礦體的破壞作用。重視研究深部主構造面是今后找礦工作的重點。

（3）巖漿巖標志。火山巖區分布的燕山期正長斑巖、花崗巖，研究礦區南部出露的花崗巖與礦體之間的關系，進一步開展研究是否為礦液來源。

（4）圍巖蝕變標志。熱液蝕變與成礦作用進行有成因聯系，其分布范圍因比礦體分布范圍要廣許多，因此可作為重要找礦線索。

（5）地表標志。在地表有較為明顯的硅化破碎帶及石英-菱鐵礦-黃鐵礦-黃銅礦組合［6］，地表局部有鐵帽露頭和孔雀石，存在明顯銅鉛鋅錳地球化學異常。

（6）深部新類型礦體找礦。開展綜合物探工作，開展深部主構造面研究，注重深部新類型金銅礦體的找礦研究。對銅井銅礦麻山礦段深部發現的隱爆角礫巖型銅金礦在本區深部存在的可能開展研究及深部成礦巖體研究，將是本區找礦的重要突破。

5 結論

（1）本礦床工業類型主要為銅金共生的石英單脈巖型礦床，礦脈主要受古火山機構及周邊斷裂（尤其是北西向）控制。成礦作用具有多期次充填交代特征，垂向上有一定延深規模且具分帶現象。沿傾向追索控制可取得較好的效果。

（2）找礦方向主要注重構造研究及巖漿巖研究，尤其是研究深部構造、巖漿巖與礦體賦存的關系，通過鉆探、物探等多種深部勘查技術手段，開展隱爆角礫巖型礦體找礦研究及深部成礦巖體（斑巖型）研究，將是本區找礦取得重要突破的關鍵。