江蘇句容石碭山銅-鉬多金屬礦床地質特征及成礦分析

宋德朋

(江蘇省南京工程高等職業學校 江蘇 南京 211135)

1 寧鎮地區銅多金屬礦床概況

寧鎮山脈地處長江中下游成礦帶的東段，是江蘇省重要的成礦遠景地區，區內金屬礦產資源豐富，其中銅多金屬礦床主要有矽卡巖型、熱液型和沉積改造型3種類型。目前已知的銅多金屬礦床包括含銅磁鐵礦礦床（如朱家邊）、含銅硫鐵礦礦床（如團山）、含銅鉛鋅礦床（如宵王村）、銅鉬礦床（如猴子石、銅山等）等達40 多處[1]，礦體絕大多數分布在接觸界面附近的接觸交代變質帶或熱接觸變質帶與熱液蝕變帶。

銅山銅鉬礦位于銅山巖體南緣中酸性侵入體與圍巖接觸帶，在該接觸帶還有石碭山礦段可達小型規模以上。石碭山礦段位于江蘇省句容市下蜀鎮北部，資源儲量規模為小型礦體，屬矽卡巖型礦床，以銅為主（1.84%），鉬次之（0.254%），埋藏于地表淺部，品位較富，易于開采[2]。礦區周邊交通方便，水電資源豐富，原料供應充足，礦山開發條件良好。

石碭山地區地質勘探工作始于1957年，后陸續開展地質監測、探槽和少量的鉆探，2006年開展以坑探為主的地質詳查工作[3-4]，重點對23勘探線至26勘探線進行坑探，對分布于21線至24線間的1號銅礦體于24線至26線間的4號鉬礦體在-100 m中段面進行揭露控制（如圖1所示），為礦產資源開發提供基礎地質資料。

圖1 石碭山礦段地質簡圖

2 成礦地質背景

礦區位于寧鎮山脈隆起褶皺帶的西南部，屬揚子地臺區下揚子地層分區。區內最老地層為下-中元古界埤城群，為一套輕微混合巖化的淺變質巖，構成揚子準地臺的基底，寒武系-三疊系為準地臺的蓋層。礦區除第四系覆蓋層外，以海相沉積為主，海陸交互及陸相沉積次之，各系、組之間呈假整合或整合接觸，區內褶皺和斷裂構造發育，巖漿活動頻繁，礦產資源豐富[5]。

2.1 地層

礦區出露自志留系高家邊組至三疊系青龍組等寧鎮山脈典型地層，其中與成礦關系密切為石炭系黃龍組、船山組、二疊系棲霞組以及孤峰組，各地層由老到新分述如下。

2.1.1 志留系

下統高家邊組（S1g）分為3段，下段為硅質、碳質頁巖，中段為黃綠色頁巖夾少量細砂巖、粉砂巖，上段為細砂巖、粉砂巖夾頁巖，其上部為黃綠色頁巖、粉砂質頁巖夾少許薄層粉砂巖。中上統墳頭組（S2f）分為上下兩段，下段為細砂巖及粉砂巖夾砂質泥巖，上段為泥質粉砂巖或泥質粉砂巖。

2.1.2 泥盆系

中下統茅山組（D1-2m）主要是紫色細砂巖、粉砂巖；上統五通組（D3w）是一套以石英砂巖為主的陸相沉積地層，其中古泉水庫剖面的五通組底部為一層灰白色硅質膠結石英質礫巖，其上為厚層至塊狀層的硅質石英砂巖，夾石英礫巖或礫砂巖，局部石英巖狀砂巖。

2.1.3 石炭系

下統高驪山組（C1g）主體為薄層到中厚層砂巖、粉砂巖，上部為一套雜色頁巖，頂部為含鐵粉砂巖和雜色頁巖夾黃褐色薄層含鐵砂巖（鐵帽），厚約49 m。中上統黃龍組（C2h）和船山組（C3c）是石料開采的主要層位，厚約50 m，其中黃龍組下部為灰色角礫狀灰巖和粗晶灰巖，其上為淺灰色或肉紅色塊狀灰巖，純度很高，船山組以淺灰至灰白色石灰巖為主，上部為含生物屑豐富的核形石灰巖。

2.1.4 二疊系

下統棲霞組（P1q）可分為4 段，第一段為臭灰巖段（又稱梁山段，錘擊有臭味），主要為灰黑色含瀝青質臭灰巖；第二段為下硅質巖段，主要為黑色薄層狀燧石層；第三段稱為棲霞組本部灰巖，以深灰、灰黑色灰巖為主；第四段為上硅質巖段，主要為灰黑色硅質頁巖（含燧石層）與灰色薄層灰巖互層。下統孤峰組（P1g）主要為泥巖、硅質頁巖和燧石巖，含豐富的磷質結核，是重要的含磷礦層位，底部含牙形刺，硅質巖中產菊石和放射蟲等化石。上統龍潭組（P2l）是介于孤峰組硅質層和青龍灰巖間的一套以陸源碎屑巖為主的含煤沉積，主要為灰黃色長石砂巖、粉砂巖，夾黑色頁巖、泥巖，泥巖中含大量植物根、莖化石。

2.1.5 三疊系

中下統稱青龍群，分為上、下青龍組，其中下青龍組（T1x）分為4 段，第一段主要為灰、灰黃、灰黑色泥巖和灰黃色白云質泥灰巖；第二段主要為灰綠、灰黃色鈣質泥巖夾薄層泥灰巖；第三段主要是黃灰、灰色薄層泥質灰巖與鈣質泥巖互層；第四段主要是灰色中薄層泥質灰巖、灰巖、鈣質泥巖夾泥灰巖。上青龍組（T1s）下段為紫紅色、灰綠色瘤狀灰巖和泥質灰巖夾泥巖，上段為灰色蠕蟲狀灰巖與紋層狀微晶灰巖。

2.2 構造

本區于印支期形成復式背、向斜構造，礦區位于湯山-侖山復式背斜的北翼，背斜構造形成過程中造成東西向縱斷裂（主要斷裂）和南北向橫斷裂[6]，可分為成礦前構造與成礦后構造，相對而言，成礦前構造一般規模較大。

2.2.1 斷裂構造

F1 縱向逆斷層發育于高驪山組雜色頁巖和黃龍組灰巖間，表現為兩者出露地層有缺失，斷層走向與地層走向一致，斷層面淺部多向北傾，深部轉向南傾，傾角近直立（一般85°左右），局部有石英閃長巖脈穿插，屬成礦前的主要斷裂構造。F2 縱向逆斷層發育于墳頭組粉砂巖與五通組石英砂巖間，表現為五通組出露地層缺失底礫巖，推測北側墳頭組為斷層上盤，南側五通組為斷層下盤。F3正斷層規模較小，斷層形成的破碎帶寬5 m 左右，斷層角礫巖有灰巖、石英砂巖、粉砂質頁巖、磁鐵礦礦石等，屬成礦后的斷裂構造。

2.2.2 節理構造

區內節理構造發育，其中以北東10°～25°及北西20°～30°兩組節理最為明顯，節理面平直光滑，裂縫細小，延伸穩定，推測是由剪切作用形成的剪節理。晚期巖脈多沿這兩組剪節理方向侵入。

2.3 巖漿活動

本區巖漿活動主要發生在燕山期，巖體為一套基性-酸性的火山-侵入雜巖。燕山早期有輝長巖、閃長巖、輝綠巖等基性、中性巖體，燕山晚期有安基山雜巖體、伏牛山雜巖體等，均屬中、酸性侵入體，巖石類型以石英閃長巖、石英二長巖為主，另有石英閃長斑巖、二長花崗巖，以及白崗巖、偉晶巖、煌斑巖等脈巖。

巖體呈大面積分布于礦段的北部和東部，巖體富Si、K、Na，區內銅、鉛、鋅等多金屬成礦作用與巖體有密切關系。侵入體與圍巖接觸部位熱變質作用和交代作用普遍（與銅鉬礦化關系密切的有矽卡巖化、綠簾石化、綠泥石化等熱液蝕變現象），形成矽卡巖、大理巖、各類角巖等接觸變質巖，其中矽卡巖化是重要的找礦標志。

3 銅-鉬礦體特征

石碭山礦段共有5 個銅鉬礦體，均為盲礦體，除1號銅礦體和4號鉬礦體規模稍大外，其余均為小礦體。如表1所示，礦石工業類型以含銅磁鐵礦、含銅磁黃鐵礦為主，含銅矽卡巖、含鉬矽卡巖和含鉬蝕變閃長巖次之，礦石以塊狀構造、浸染狀構造以及團塊狀、網脈狀構造為主。礦石礦物主要為黃銅礦、輝鉬礦，另有黃鐵礦、磁黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等礦物，脈石礦物有石英、斜長石、方解石、黑云母、角閃石，以及石榴石、硅灰石、透輝石、透閃石、綠泥石等礦物。

表1 石碭山礦段礦體特征一覽表

3.1 銅礦體

1號銅礦體分布于21勘探線到24勘探線之間（見圖1），出露于中酸性侵入體與棲霞組接觸部位的矽卡巖當中。1 號礦體形態呈彎曲的弓形，礦體走向延伸約100 m，傾向延伸80～295 m 不等，厚度在棲霞灰巖（部分蝕變為大理巖）捕虜體頂部較大，沿著背斜兩翼逐漸變薄甚至尖滅。

1 號銅礦體是石碭山礦段的主礦體，占礦段銅資源總量的96.3%。目前，1 號礦體已分別由23 勘探線ZK2301、ZK2302 和24 勘探線ZK9、ZK2、ZK11、ZK5 等鉆孔控制。其中，23 線ZK2302 與24 線ZK5 控制礦體傾向，25 線ZK2501 和ZK2502 控制礦體走向，25 線以西地表磁異常反應明顯，顯示具有較大的找礦空間。

2號銅礦體為小礦體，由25勘探線單工程控制，礦體走向延伸約50 m，傾向延伸約80 m，礦體形態受侵入體與圍巖接觸帶控制，呈透鏡狀產出。

3.2 鉬礦體

4號鉬礦體分布于24勘探線到26勘探線間，主要出露于侵入體內部的矽卡巖中，局部產于侵入體與棲霞灰巖接觸部位的矽卡巖中。4 號礦體形態呈透鏡狀，是主要的鉬礦體，占礦段鉬資源總量的97%，礦體走向延伸約150 m，傾向延伸45～90 m，均未得到完全控制，仍有較大的探礦空間。

其他礦體（3 號和5 號鉬礦體）均為小礦體（見表1），分別為19 線、26 線單工程控制，走向延伸約50 m，傾向延伸50～80 m 不等，礦體形態受侵入體與圍巖接觸帶控制，呈透鏡狀產出。

4 成礦模式分析

在燕山期構造運動強烈影響下，礦區受東西向縱斷裂和南北向橫斷裂影響，引起區域性擠壓和拉張，使地殼深部或上地幔深源中酸性巖漿沿構造薄弱部位上侵至近地表處，巖漿上升過程中出現分異，形成石英閃長巖、石英閃長斑巖系列的中酸性超淺成侵入體[7-8]。后期隨著多次構造活動，深部分異巖漿沿五通組或棲霞組斷裂帶再次上侵，形成后期巖脈，中酸性巖漿與棲霞組灰巖接觸，在熱接觸蝕變作用基礎上和高溫氣化熱液影響下，經接觸交代作用形成矽卡巖[9]。

棲霞組灰巖中含少量泥質和有機質（臭灰巖段），這些物質具有較強的吸附作用，使棲霞組鉬、銅、鉻、鋅等元素含量豐富[10]，巖漿上升過程中重熔或萃取成礦物質，同時后期巖漿多次侵入又從深部帶來銅、鉬、鋅、銀、鉛等成礦物質，成礦物質融入從巖體析出的原生熱水溶液形成含礦熱液[11]。含礦熱液進入矽卡巖，析出并沉淀成礦物質，或者圍巖在矽卡巖化蝕變過程中，成礦物質直接析出沉淀，從而形成矽卡巖型銅鉬礦。矽卡巖型銅鉬礦成礦模式示意圖如圖2所示。

圖2 矽卡巖型銅鉬礦成礦模式示意圖

本區成礦活動時期起始于三疊紀末，但主要活動在晚侏羅世至早白堊世，隨著多旋回的構造運動，有多期次巖漿噴溢和侵入，成礦作用也具有多期次和多階段活動的特點。

5 結語

石碭山礦段及其所屬的銅山礦區與周圍安基山、伏牛山等礦山同為矽卡巖型礦床，具有相似或相同的礦床成因、礦體特征、礦石質量以及開采條件。目前石碭山礦段已探明南、北兩個主要礦體資源儲量總計306.64 萬t，從預測結果看，已查明儲量不足預測總資源量的一半，礦區深部仍有較大的找礦潛力。該區主礦體深部延伸較大，目前19線、25線和26線所見鉬礦體傾向延深部位尚未控制，如能在深部見到孤峰組下部的銅鉬礦體，則更有找礦前景。