安徽南陵牛山礦區(qū)地質(zhì)特征及成礦分析

［關(guān)鍵詞］牛山礦區(qū)；地質(zhì)特征；成礦分析

安徽省南陵縣牛山礦區(qū)位于繁南火山巖盆地的東南部，與火山巖相關(guān)的礦產(chǎn)豐富，產(chǎn)出有姚家?guī)X等眾多特大型銅金礦床，為具有較好成礦條件和找礦前景地區(qū)。歷史上有多家單位和科研院所在此開(kāi)展過(guò)區(qū)域調(diào)查與科學(xué)研究，積累了大量地層、構(gòu)造、巖漿巖（含火山結(jié)構(gòu)）等基礎(chǔ)地質(zhì)資料[1，2]。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合安徽省化工地質(zhì)勘查總院近年來(lái)在牛山進(jìn)行的勘查實(shí)踐，大致描述了牛山礦區(qū)的地質(zhì)特征，分析了牛山礦區(qū)的成礦地質(zhì)條件，討論了牛山礦區(qū)的礦床成因和成礦遠(yuǎn)景。

1. 成礦地質(zhì)背景

1.1 大地構(gòu)造位置

牛山礦區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)下?lián)P子臺(tái)坳中段貴池—繁昌斷陷盆地的東南部，繁南火山巖盆地南緣，蝌蚪山復(fù)向斜核部[1]。

1.2 地層

主要有火山巖系地層和前火山巖系基底地層。火山巖覆蓋于基底地層北東向的褶皺帶上。上部的火山巖系地層主要有侏羅系上統(tǒng)中分村組、赤沙組和白堊系下統(tǒng)蝌蚪山組。下部的前火山巖系基底地層，主要為古生界地層。該地區(qū)地層歸屬下?lián)P子地層分區(qū)貴池地層小區(qū)。

礦區(qū)絕大部分被中生代火山巖系和第四系覆蓋；火山巖系基底地層出露面積僅約0.10 km2。

上覆地層自上而下依次為第四系（Q）、白堊系下統(tǒng)蝌蚪山組（K1k）、侏羅系上統(tǒng)赤沙組（J3c）、侏羅系上統(tǒng)中分村組（J3z）、三疊系中統(tǒng)銅頭尖組（T2t）、三疊系中統(tǒng)東馬鞍山組（T2d）、三疊系下統(tǒng)南陵湖組（T2n）、三疊系下統(tǒng)和龍山組（T2h）、石炭系船山組（C3c）和泥盆系上統(tǒng)五通組（D3w）（圖1）。

第四系（Q）：為淺黃色黏土、粉砂質(zhì)黏土等，零星分布于山坡、山麓低凹處。

白堊系下統(tǒng)蝌蚪山組（K1k）：上部為淺肉紅色流紋巖、火山角礫熔巖和含角礫晶屑凝灰?guī)r等；下部為含粉砂質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)頁(yè)巖及細(xì)粒巖屑砂巖與頁(yè)巖互層。與下伏地層不整合接觸。

侏羅系上統(tǒng)赤沙組（J3c）：本組圍繞下伏地層中分村組出露。上部以英安巖、灰色安山巖、氣孔狀安山巖、安山質(zhì)英安巖為主，由少量流紋巖和凝灰質(zhì)粉砂巖構(gòu)成；底部為淺灰色粗面安山巖。與下伏地層呈不整合接觸。

侏羅系上統(tǒng)中分村組（J3z）：上部為淺灰色晶屑、巖屑凝灰?guī)r，角礫凝灰?guī)r，火山角礫集塊巖，流紋巖，流紋斑巖等；中部以灰白色流紋巖為主，偏上為淺紫色、淺肉紅色與灰白色流紋巖互層；下部主要為紫紅色砂巖及鈣質(zhì)角礫巖。與下伏火山巖盆地基底石炭系、泥盆系地層呈不整合接觸。

三疊系中統(tǒng)銅頭尖組（T2t）：含蟲(chóng)管砂巖、含鈣質(zhì)結(jié)核泥質(zhì)粉砂巖夾鈣質(zhì)細(xì)礫巖透鏡體、粉砂質(zhì)頁(yè)巖。與下伏地層呈假整合接觸。該組地層只在礦區(qū)東北向斜核部有零星出露。

三疊系中統(tǒng)東馬鞍山組（T2d）：灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖。與下伏地層呈不整合接觸。該組地層只在礦區(qū)東北出露。

三疊系下統(tǒng)南陵湖組（T2n）：石灰礫巖、灰?guī)r、鮞狀及豆?fàn)罨規(guī)r、含生物碎屑灰?guī)r、似礫狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r。與下伏地層呈假整合接觸。該組地層只在礦區(qū)東北有出露。

三疊系下統(tǒng)和龍山組（T2h）：灰?guī)r、條帶狀灰?guī)r。與下伏地層呈整合接觸。該組地層只在礦區(qū)東北有出露。

石炭系船山組（C3c）：主要出露于礦區(qū)中部，該組上部為深灰色中厚至厚層具球狀構(gòu)造石灰?guī)r或中厚層灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r；下部為灰色厚層白云質(zhì)灰?guī)r及鈣質(zhì)白云巖，含少量硅質(zhì)結(jié)核。與下伏地層五通組（D3w）呈假整合接觸。

泥盆系上統(tǒng)五通組（D3w）：該組在礦區(qū)牛山北有零星出露，其上部為淺灰紫、藍(lán)灰等雜色薄層泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖及灰白、淺灰色中厚層細(xì)粒石英砂巖，靠頂部夾少量褐鐵礦層。下部為灰白色中厚層中至粗粒石英砂巖夾粉砂質(zhì)頁(yè)巖及頁(yè)巖，其底為厚2～6 m的灰白色含礫中粒石英砂巖。與下伏地層志留系上統(tǒng)茅山組（S3m）呈假整合接觸。

1.第四系；2.白堊系下統(tǒng)蝌蚪山組上段；3.白堊系下統(tǒng)蝌蚪山組中段；4.白堊系下統(tǒng)蝌蚪山組下段；5.侏羅系上統(tǒng)赤沙組；6.侏羅系上統(tǒng)中分村組上段；7.侏羅系上統(tǒng)中分村組下段；8.三疊系中統(tǒng)銅頭尖組；9.三疊系中統(tǒng)東馬鞍山組；10.三疊系下統(tǒng)南陵湖組上段；11.三疊系下統(tǒng)南陵湖組下段；12.三疊系下統(tǒng)和龍山組；13.三疊系下統(tǒng)殷坑組；14.石炭系船山組；15.泥盆系上統(tǒng)五通組；16.石英二長(zhǎng)巖；17.流紋斑巖脈；18.珍珠巖脈；19.鐵帽；20.構(gòu)造；21.勘查區(qū)

1.3 構(gòu)造

礦區(qū)處于銅陵隆起與繁南火山巖盆地的結(jié)合部位，繁南火山巖盆地南緣之蝌蚪山復(fù)向斜內(nèi)。蝌蚪山復(fù)向斜西起蝌蚪山西側(cè)，東至麻橋以東，長(zhǎng)約11 km，寬約2.5 km，褶皺呈北東—南西向延伸。

蝌蚪山火山口位于工作區(qū)中央。斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，多呈放射狀展布。牛山工區(qū)主要為NE向和NW向兩組斷裂，基底可能存在東西向斷裂，這些斷裂可能為成礦前斷裂。

1.4 巖漿巖

區(qū)域內(nèi)巖漿活動(dòng)主要發(fā)育在燕山期，廣泛分布著溢流相、噴發(fā)相火山巖和侵入巖體。火山活動(dòng)呈明顯周期性，構(gòu)成了蝌蚪山組、赤沙組、中分村組三個(gè)火山巖旋回；另與牛山礦區(qū)較近的巖體有沙灘腳石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖體、板石嶺石英二長(zhǎng)巖體。

礦區(qū)內(nèi)的牛山花崗閃長(zhǎng)斑巖巖體分布于蝌蚪山火山巖之下，由蝌蚪山西南向東北侵入，并在牛山處出露地表，出露面積約0.1 km2，巖體普遍強(qiáng)硫鐵礦化、硅化、絹云母化蝕變，巖體內(nèi)構(gòu)造裂隙帶及侵入角礫巖層中已發(fā)現(xiàn)金銅礦化富集。

1.5 圍巖蝕變

區(qū)內(nèi)圍巖蝕變強(qiáng)烈，廣泛分布。蝕變類(lèi)型主要有硅化、高嶺土化、絹云母化、鉀長(zhǎng)石化、碳酸鹽化、黃鐵礦化、磁鐵礦化等。

通過(guò)對(duì)鉆孔系統(tǒng)采樣并經(jīng)巖礦鑒定分析，初步可歸納出花崗閃長(zhǎng)斑巖體中含礦蝕變具有分帶特征：蝕變巖體自上而下分為三個(gè)蝕變帶，即高嶺石化硅化蝕變帶、絹云母化硅化蝕變帶和絹云母化鉀長(zhǎng)石化（夾高嶺石化硅化）蝕變帶。

2. 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

本次普查在區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)并圈定2個(gè)金（銅）礦帶，5個(gè)鉛鋅銀礦體。金（銅）礦帶編號(hào)為①號(hào)金（銅）礦帶和②金（銅）礦帶。兩礦帶共計(jì)21個(gè)礦體，①號(hào)金（銅）礦帶有11個(gè)礦體，②號(hào)金（銅）礦帶有10個(gè)礦體。鉛鋅銀礦體編號(hào)為③～⑦，③號(hào)和⑥號(hào)為鉛鋅礦體，④號(hào)和⑤號(hào)為鉛礦體，⑦號(hào)為鉛銀礦體。

①、②號(hào)金（銅）礦帶總體走向均為北東東向，產(chǎn)于花崗閃長(zhǎng)巖內(nèi)的裂隙破碎帶，帶內(nèi)角礫巖、黃鐵礦及網(wǎng)狀石英細(xì)脈發(fā)育。

①號(hào)金（銅）礦帶：由5線ZK501、7線ZK701、ZK704、9線ZK901、ZK902、11 線ZK1102、13 線ZK1301、15 線ZK1501控制，控制長(zhǎng)約600 m，礦帶形態(tài)為脈狀和似層狀，礦帶由11個(gè)金（銅）礦體組成，編號(hào)為① -1～① -11，礦體視厚度為1.36～9.95 m，長(zhǎng)100～600 m，Au 品位1 g/t～6 g/t，賦存標(biāo)高：-330～+90m，埋深0～420 m。

②號(hào)金（銅）礦帶：由11 線ZK1102、13 線ZK1301、15線ZK1501、ZK1502、17 線ZK1701、19 線ZK1901 控制，控制長(zhǎng)約500 m，礦體形態(tài)為似層狀，礦體由10條金（銅）礦脈組成，編號(hào)為② -1～ ② -10，礦體視厚度為1.30～8.00 m，長(zhǎng)100～400 m，Au品位1～5 g/t，賦存標(biāo)高：-400～-770 m，埋深640～770 m。

③號(hào)鉛鋅礦體：范圍在1線與2線之間，控制剖面為1、1+、2-線。礦體形態(tài)呈扁豆?fàn)睿a(chǎn)于火山巖與基底地層的界面，控制長(zhǎng)度約175 m，近水平，走向100°左右。厚度為1.40～3.10 m，平均2.30 m。且賦存標(biāo)高+60m，埋深5～30 m。礦體平均品位：Pb1.51%、Zn0.89%。

④號(hào)鉛礦體：見(jiàn)于Zk203孔25.80～27.50 m，礦體呈扁豆?fàn)睿a(chǎn)于流紋巖與基底地層（灰?guī)r）的接觸面附近，控制長(zhǎng)度100 m，近水平，厚僅1.70 m，賦存標(biāo)高45 m，埋深29 m。礦體平均品位：Pb0.89%⑤鉛礦體：控制工程為2線Zk203。由兩條脈組成，編號(hào)為⑤-1和⑤-2。⑤-1見(jiàn)于77.80～79.40 mm的含燧石結(jié)核的破碎灰?guī)r。視厚度1.60 m，透鏡狀。⑤-2礦脈見(jiàn)于93.68～100.95 m，視厚度為8.95 m，產(chǎn)于角礫狀灰?guī)r，賦存標(biāo)高-5～-25 m，埋深80～105 m，礦體平均品位：Pb0.86%。

⑥號(hào)鉛鋅礦體：范圍1線與4線之間及4線以東，控制剖面有1+、2+、4+線。呈似層狀產(chǎn)出；產(chǎn)于火山巖與基底的界面。走向300°左右，控制長(zhǎng)225 m。礦體沿走向向西揚(yáng)起，東端與西端標(biāo)高差近40 m，厚度為1.50～7.10 m，平均3.60 m。礦體賦存標(biāo)高+35～+75m，埋深5～10 m。礦體平均品位：Pb4.36%，Zn0.98%。

⑦號(hào)鉛銀礦體：控制剖面為13線、產(chǎn)于火山巖與基底巖層的界面，走向近東西向，控制長(zhǎng)度為100 m，視厚度為5.60 m，賦存標(biāo)高-70～-76 m，埋深123 m，礦體平均品位Pb：1.41%，Ag：78.4 g/t。

2.2 礦石特征

金銅礦石礦物成分主要有自然金、黃銅礦、黃鐵礦、白鐵礦，含少量斑銅礦。脈石礦物主要為長(zhǎng)石、石英、角閃石、絹云母等。礦石結(jié)構(gòu)主要為他形粒狀，礦石構(gòu)造以脈狀～網(wǎng)脈狀為主，次為星散浸染狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造。

鉛鋅礦石礦物成分主要有方鉛礦、白鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦，次要礦物有白鐵礦、黃銅礦。脈石礦物主要為白云石、方解石、石英、絹云母等。礦石結(jié)構(gòu)以粒狀結(jié)構(gòu)為主，次為鑲邊結(jié)構(gòu)、交代網(wǎng)脈狀結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造以角礫狀構(gòu)造為主，次為細(xì)粒浸染狀構(gòu)造、致密塊狀構(gòu)造、土狀構(gòu)造、皮殼狀構(gòu)造、同心層狀構(gòu)造。

3. 地球物理、地球化學(xué)特征

在蝌蚪山火山口至牛山巖體周?chē)?個(gè)磁異常區(qū)，編號(hào)C1、C2、C3、C4（圖2）。C1異常位于勘查區(qū)西南，帶長(zhǎng)1100 m，寬700 m，ΔTmax=2266 nT，異常梯度大，呈北東向展布；C2 異常位于蝌蚪山火山口東南，帶長(zhǎng)1500 m，寬1000 m，ΔTmax =2812 nT，異常梯度大，呈東西向展布；C3異常位于躍進(jìn)村-八都河一帶，帶長(zhǎng)1600 m，寬500 m，ΔTmax =1017 nT，呈北偏東向展布；C4異常位于石塘沖-陽(yáng)村湖-蝌蚪山一帶，呈L 型分布，長(zhǎng)1500 m，寬600 m，ΔTmax =952 nT，異常較零亂，長(zhǎng)軸呈北東向展布。

區(qū)內(nèi)磁異常主要位于測(cè)區(qū)西南角，C1、C2、C3為局部磁異常，它們分別疊加在區(qū)域磁異常上，C1、C2、C3相圍構(gòu)成環(huán)狀。C1、C2磁異常強(qiáng)度大，梯度陡。C3磁異常呈帶狀，北東向分布，由多個(gè)小異常組成。三個(gè)異常周邊均有大面積負(fù)磁異常。由磁異常參數(shù)統(tǒng)計(jì)得知玄武巖剩磁大于感磁，且磁性不均勻，經(jīng)ZK5001 鉆探驗(yàn)證，7.29～23.49 m 和127.62 ～155.17 m 兩段地層均為玄武巖，其他地層主要為砂巖和灰?guī)r。經(jīng)標(biāo)本磁性測(cè)定，玄武巖、砂巖和灰?guī)r的磁化率均小于1000×10-6×4πSI，它們產(chǎn)生的感磁強(qiáng)度小于490.8×10-3A/m。玄武巖剩磁強(qiáng)度達(dá)到5688.14×10-3A/m，玄武巖能夠產(chǎn)生強(qiáng)磁異常，說(shuō)明C1的高值磁異常為玄武巖引起。C2、C3磁異常特征與C1類(lèi)似，推測(cè)C2、C3高值磁異常為玄武巖引起的磁異常，C1、C2、C3異常范圍反映了火山口區(qū)域。C4異常可能是地表火山巖沿走向引起。

土壤地球化學(xué)測(cè)量結(jié)果共圈定Au-1、Au-2、Au-3及眾多零星點(diǎn)異常（圖3）。

Au-1 位于牛山，由三個(gè)異常（Au-1、Au-1-2、Au-1-3）組成。Au-1最具規(guī)模和強(qiáng)度，形態(tài)為橢圓狀，面積約0.07 km2，異常濃度中心Au189.4×10-9，并有Cu-17與之伴生，經(jīng)鉆孔驗(yàn)證為花崗閃長(zhǎng)斑巖中破碎帶控制的Au、Cu礦（化）體引起，經(jīng)鉆探施工，圈定一個(gè)金（銅）礦體，資源量估算結(jié)果Au金屬量（334）233.0 kg，平均品位2 g/t。Cu金屬量（334）88.65 t，但礦體的延伸控制不夠。Au-1-2 位于Au-1北西100 m，為長(zhǎng)條狀，北東走向，長(zhǎng)500 m，寬100～150 m，面積約0.05 km2，異常最高峰值為10×10-9，北東端見(jiàn)有鐵帽出露，推測(cè)為北東向含礦破碎帶引起。

Au-2位于測(cè)區(qū)北之中部下分盧，由Au-2、Au-2-1兩個(gè)異常組成。兩異常緊挨，南北向排列，形成正南北帶狀異常。兩異常濃度中心Au 分別為10.6×10-9 和7.4×10-9。異常長(zhǎng)350 m，寬100 m，面積約0.03 km2，異常區(qū)內(nèi)伴有Cu-2異常，形成較為規(guī)整的Au、Cu異常組合，推測(cè)為南北向含金銅破碎帶形成的異常，同時(shí)不排除深部有含礦次火山巖體。