安徽省宿州市牛頭山地區金成礦地質背景及找礦遠景分析

［關鍵詞］地質背景；地球化學異常；遠景分析；牛頭山地區

2012年10月15日安徽省地質礦產勘查局下達了安徽省宿州市牛頭山金礦普查項目任務書，地地發【2012】29號，目的任務是綜合分析研究勘查區成礦地質條件，結合以往磁法測量成果，通過1∶1萬地質填圖、土壤化探及綜合地質物化探剖面測量等方法，圈定金及多金屬成礦異常區，力爭找到可供進一步勘查的礦產地。

1. 區域地質背景

本區大地構造屬于中朝準地臺淮河臺坳淮北陷褶斷帶宿州凹斷褶束東部［1］。本調查區主要構造自西向東主要有大吳集復向斜、蕭縣復背斜、閘河復向斜、蠻頂山復背斜。

蠻頂山復背斜南部次級褶曲蠻頂山背斜。蠻頂山復背斜走向北北東。由于疊瓦狀斷層發育，次級褶曲重復出現，核部被破壞，褶曲不完整。蠻頂山復背斜有黃包頂—化家湖向斜、時村—東一里背斜、黃包頂—白頂山背斜等19個次級褶曲。次級背斜核部多為寒武系中統徐莊組或張夏組，次級向斜核部為寒武系上統鳳山組或奧陶系下統馬家溝組或石炭系及二疊系。背、向斜樞紐波狀起伏，構成串球狀褶曲。

區域內主要斷裂有兩組，一組以壓扭性為主的北北東至北東向斷裂，一組以張性為主的北西向斷裂。兩組斷裂及其交匯部位，控制巖漿巖的分布。

勘察區巖漿巖活動劃分七次，燕山早期三次，燕山晚期四次。三鋪巖體、鄒樓岳集巖體，前馬場巖體都是多次侵入的復式巖體。燕山早期巖漿活動在180～145 Ma，燕山晚期巖漿活動在119～107 Ma。

燕山早期侵入巖沿符離集斷裂呈東西向帶狀分布，如三鋪巖體、徐樓巖體、鄒樓、岳集巖體等，均為隱伏巖體。主要巖石類型為（石英）閃長（玢）巖、石英二長閃長（玢）巖［2］。巖石“鉀化”較強，形成單一鐵礦，閃長巖類“鈉化”較發育，絹云母化、金云母化、碳酸鹽化普遍；與鐵、銅（金）成礦關系密切，大規模的鐵、銅（金）礦產為接觸交代型。巖石化學成分一般富堿、貧鐵，除王場巖體屬堿鈣性巖系、徐樓巖體屬過堿性巖系外，其余為鈣堿性巖系。如三鋪巖體以石英二長閃長玢巖為主，巖石具“鉀化”和“鈉化”，普遍有絹云母化和碳酸鹽化。巖石化學成分偏酸富堿貧鐵、鋁、鈣。里特曼組合指數2.75 ～3.13，平均2.93；屬鈣堿性巖系。副礦物種類較少，以磁鐵礦含量較高，榍石等含鈦礦物貧鐵為顯著特點；微量元素中Cu 的平均值達157×10-6是中性巖維氏值的4倍。

燕山晚期侵入巖包括酸性巖類和基性巖類。有的復式巖體在燕山晚期侵入。酸中性巖類主要有丁里、旗桿樓、磨山、盤莊等巖體，除丁里巖體、磨山巖體出露地表外，大多數為隱伏巖體。受北北東向斷裂控制。主要巖性為花崗斑巖、二長花崗巖、少數斑狀花崗巖和細粒花崗巖。巖石呈斑狀結構，斑晶為鉀長石，暗色礦物少，普遍具高嶺土化。巖石化學成分Na2O/K2O：0.93～0.99；明顯負銪異常；里特曼組合指數平均2.11；屬鈣堿性巖系。

2. 研究區地質特征

本區基巖大部分出露地表，僅在南部少部分被第四系覆蓋。地層主要為寒武系上中下統各組，西北部為南華系下統趙圩組，見圖1。

2.1地層

本區基巖大部分出露地表，僅在南部少部分被第四系覆蓋。地層主要為南華系下統趙圩組，寒武系下統猴家山組、饅頭組，寒武系中統毛莊組、徐莊組、張夏組，寒武系上統崮山組、長山組［3］。寒武系中上統的碳酸鹽巖與淮北地區鐵、銅、金等多金屬礦床關系密切。

1.第四系；2.寒武系長山組；3.寒武系崮山組；4.寒武系張夏組；5.寒武系徐莊組；6.寒武系毛莊組；7.寒武系饅頭組；8寒武系猴家山組；9.南華系趙圩組；10.閃長玢巖；11.逆斷層；12.物探異常區；13.化探異常區

2.2構造

本區褶曲為蠻頂山復背斜次級尖山背斜［4］。由于北北東向逆斷層的破壞，尖山背斜翼部被破壞，地層重復，褶曲軸走向北北東。核部為趙圩組，東翼為徐莊至長山組，由于F2斷層的斷距較大，在F2斷層的上盤出現了下寒武的饅頭組。西翼有一次級小向斜、向斜軸部位于小劉家東部，出露地層為崮山組。勘查區內有兩條北北東向疊瓦狀逆斷層，傾向東。

2.3巖漿巖

勘查區中部見一條巖漿巖巖脈出露，走向約60°，出露寬度20～40 m，長約2.8 km。巖性為鉀化閃長玢巖，淺肉紅色，斑狀結構，塊狀構造，主要由斜長石、鉀長石、角閃石組成，偶見石英斑晶，地表風化明顯，長石多已高嶺石化。巖脈與碳酸鹽巖的接觸帶可見交代蝕變現象。

3. 地球物理特征

勘查區磁異常值往西南方向緩慢增大、東北方向緩慢減少，并能清晰看出兩條明顯的異常帶，走向為北東向，兩異常帶大致平行，和ΔT異常圖相比變化不大，只是整體向北移了71 m左右。結合地質推測為斷層引起，西邊異常帶中心異常值為160 nT左右，沿著異常帶往南方向中心異常值逐漸減少，在此異常帶北部有一處單獨的封閉異常，中心異常值約為130 nT，推測為出露的火成巖引起。東邊的異常帶較西邊更加明顯，形態更加規則，中心異常值約200 nT ，略大于西邊異常帶，并且往南異常值減少，綜上所述，可以推測出2條北東向斷層引起。

從ΔT化極圖還可看到一些小且不太明顯的異常，為了突出磁異常的局部細節，對化極磁異常做了一系列異常分離計算。資料處理結果證明，磁場差值異常圖和垂向一次導數異常，對局部異常特征更能清晰凸現出來，作為我們研究地磁局部異常的重要圖件。

分析不同高度向上延拓異常圖可以發現，隨著延拓高度的增加，磁高和磁低幾乎同步衰減，只是幅度的降低，上延200 m后變化不大，上延1000 m后局部異常T01與T03結合到一起，推測引起T02異常的斷層為東南向，局部異常T05部分相連的異常分解為兩個小異常，推測為北東向斷層引起的T04異常。向下延拓能夠分離局部異常，突出異常細節，下延200米異常的形態未發生變化，與垂向一次導數異常的形態基本相似。

全區共圈定局部異常2個，各個異常的特征如下：

地磁異常T01由兩個走向北西向的低緩正異常組成，在未化極的原始磁異常圖上顯示幅值約70 nT，化極后二者形態變化不大，而異常中心向北偏西位移達280 m 之多，幅值相差約10 nT。說明引起該異常的磁性體埋藏較深；該地磁異常經過向上延拓200 m和垂向一次導數的計算，無明顯的次一級局部磁高異常，推測為火成巖引起，所處的構造位置較有利，具有一定找礦意義。

地磁異常T02 異常面積較大，但異常幅值較小，為80 nT，從△T異常圖可以看出化極后向西北偏移150 m左右，幅值相差10 nT。上延200 m和垂向一階導無明顯次級局部異常，具有一定找礦意義。

4. 地球化學特征

在研究區內圈定綜合異常三處，即Ht-1（Au、As、Sb）、Ht-2（Au、Sb、Pb）、Ht-3（Au、Bi、Pb、Zn）異常。

Ht-1異常規模較大，元素組合齊全，套合較好，主要分布于礦區西南地區，以Au 、As、Sb異常為主，Au 、As、Sb異常成片狀廣布于寒武系張夏組與徐莊組及巖體與圍巖接觸帶附近，異常呈北東走向，Au 、As、Sb異常強度一般、規模大，異常具外帶，最高含量Au 8.58×10-9，As 16.7×10-6，Sb 1.73×10-6，異常呈橢圓形展布。

該異常由Au、As、Sb、Pb等元素組成，異常呈橢圓狀。該異常是以Au、As、Sb為主，伴有Pb等元素的綜合異常。異常具有元素組分較復雜、濃集中心明顯、各元素套合好等特征。各元素特征見表1與圖2。

Au、As、Sb三種元素的異常區域套合關系良好，且空間位置大致相同，三種元素異常區域較大且有重疊位置，構成了組合異常的主體，3種元素重疊部分分別位于組合異常中間。組合異常總體呈北東向展布，主要賦存于寒武紀中統徐莊組灰巖，白云質灰巖。異常分布形態與礦區內的主要控礦構造北東向斷裂對應，異常內部具有兩組北東向斷裂的斷層。

Ht-2（Au、Sb、Pb）主要分布于礦區中部，以Au、Sb、Pb異常為主，異常廣布于寒武系張夏組與徐莊組，異常呈北東走向。Au、Sb、Pb異常強度一般、規模較小，異常具外帶，最高含量Au7.57×10-9，Sb 2.13×10-6，Pb 70.10×10-6。該異常由Au、Sb、Pb等元素組成，異常呈橢圓狀。異常具有元素組分較復雜、濃集中心一般、各元素套合一般特征。異常分布形態與礦區內的主要控礦構造北東向斷裂對應。各元素特征見表2與圖3。

綜上所述，Au地球化學異常及相關元素異常顯示較好，Au成礦地質背景條件有利，是尋找熱液型金礦的有利部位。

Ht-3（Au、Bi、Pb、Zn）異常主要分布于礦區東北部，以Au 、Bi、Pb、Zn異常為主，異常廣布于寒武系張夏組與徐莊組及巖體與圍巖接觸帶附近，異常呈北東走向。Au、Bi、Pb、Zn 異常強度一般、規模較小，異常具外帶，最高含量Au4.85×10-9，Bi 1.22×10-6，Pb 56×10-6，Zn108.76×10-6。該異常由Au、Bi、Pb、Zn等元素組成，異常呈橢圓狀。異常具有元素組分較復雜、濃集中心明顯、各元素套合好等特征。異常分布形態與礦區內的主要控礦構造北東向斷裂對應。各元素特征見表3與圖4。

5. 找礦遠景分析

淮北地區的熱液型金屬礦產從產出的層位及巖性來看，都出現于寒武系上統的碳酸鹽層，礦（點）多少都有巖體或巖脈侵入。同時它們還都與構造有關，有的礦直接賦存于角礫巖，有的產在角礫巖附近較破碎的巖石中。在淮北地區尋找熱液型金屬礦，應注意寒武系上統中的破碎帶，受控礦構造制約明顯。如附近有巖體或巖脈侵入，則成礦條件更為有利［5］。

從區域上構造、巖漿巖、鐵、銅（金）礦的展布來看，褶皺構造和斷裂構造都控制著礦床的形成。北北東向構造控制了一條四級成礦帶的展布方向，即蕭縣-濉溪Fe-Cu-Au成礦亞帶，成礦帶主要平行于復背斜軸，受蠻頂山復背斜控制。北北東向構造與東西向交叉部位是主要的礦田部位，濉溪縣三鋪礦田、徐樓礦田都是在北北東向構造與東西向構造交叉部位，形成了鐵、銅（金）礦產。背斜和大的捕慮體是控制礦床的極好構造，背斜核部及周邊接觸帶往往是礦床發育的地段，背斜傾沒端應力集中、裂隙發育、封閉較好、易于交代，是成礦較好的地段。巖體上、下接觸帶控制著礦體的形成，有的在接觸帶及其附近的碳酸鹽巖中，有的在遠離接觸帶的碳酸鹽巖中。在背斜構造中，由于擠壓、揉皺、剝離等作用，巖層層間極易產生裂隙、破碎帶和層間虛脫等構造，它們不但是礦液的通道，也可以交代形成規模不大，為數較多的礦體，層間虛脫部位是極好的容礦場所，易形成規模較大的礦體［6］。淮北地區鐵及銅、金等礦產均產于燕山中期-晚期。燕山中期（晚侏羅世）第一次巖漿活動為本區內生金屬礦產成礦規模最大，礦種最多的主要成礦期（160～131 Ma），成礦作用與中性閃長巖類有關，形成了徐樓式鐵礦及前常式以鐵為主的鐵銅金礦和以金為主的金銅礦，并伴有鎢、鉬、鉛礦。

根據遠景區圈定和優選原則，區內劃分出2個Ⅱ級找礦遠景區，分別是小劉莊找礦遠景區、大橫山找礦遠景區，主要出露地層為寒武系徐莊組、張夏組，褶曲為蠻頂山復背斜次級尖山背斜。區內出露巖脈，主要巖性為閃長玢巖；物探異常T01、T02都為不規則的低緩圓形磁異常，顯示出弱磁性巖體的磁場特征，與化探異常區域重疊。通過對異常區地球化學、地球物理、成礦規律、巖漿巖、控礦因素及地質礦產資料的綜合分析研究，發現與區域上已知金屬礦床、礦點、礦化點的地質條件相同，該調查區有較大找礦潛力，可開展綜合研究，進一步開展地質工作。

6. 結論

研究區位于徐淮褶沖帶蠻頂山復背斜的東翼，區域上斷裂構造發育，并沿斷裂有巖漿巖的侵入，根據前期工作推測有隱伏巖體，成礦地質背景較好。區內斷層褶皺復雜，巖脈與碳酸鹽巖的接觸帶可見交代蝕變現象，有利于熱液礦產成礦。

區域上礦產豐富，熱液型、矽卡巖型鐵、銅（金）成礦發育，為本區內找礦提供了經驗。本區巖脈發育，為燕山期閃長玢巖，周邊礦床的成礦母巖均為燕山期巖漿巖，類比勘查區外圍已知礦床的成礦地質特征，本區具有找礦的良好前景。

通過化探工作圈定了綜合異常三處，即Ht-1（Au、As、Sb）、Ht-2（Au、Sb、Pb）、Ht-3（Au、Bi、Pb、Zn）異常，異常規模較大，元素組合齊全，套合較好，是尋找熱液型金礦的有利部位。