安徽銅陵大姚村—楊家灣段多金屬礦成礦地質特征及成因淺析

［關鍵詞］安徽銅陵；大姚村-楊家灣段；多金屬；成因

1. 區域地質

研究區處于銅陵隆起北緣，屬銅陵礦集區與繁昌火山巖盆地過渡地段。銅陵礦集區是長江中下游成礦帶的重要銅金多金屬礦集區，大地構造位置上，槽臺學說劃歸揚子準地臺下揚子臺坳貴池-繁昌凹斷褶皺束，地洼學說認為是燕山期活化帶。依據板塊構造理論，研究區區域上屬于揚子陸塊北緣，碰撞造山期為大別造山帶的前陸褶沖帶和前陸盆地，陸內變形期的應力轉換階段區內形成一系列火山巖盆地，至斷陷階段銅陵地區屬于銅陵-馬鞍山斷隆。礦集區四周由近東西向與北東向深斷裂圍限，呈近似菱形。

研究區在區域上屬于揚子地層區下揚子地層分區之蕪湖-石臺地層小區。出露的最老地層為志留系，除缺失中-下泥盆統及上三疊統外，晚古生代以來的各時代地層發育基本齊全，累計厚度在4500 m以上[1]。

研究區整體處于銅陵隆起北部邊緣、繁昌火山巖盆地西部及荻港隆起西南部結合部。研究區地質構造復雜，發育網格狀構造系統，現有構造格局是中生代強烈的褶皺和斷塊構造變動所致，可分為基底斷裂及蓋層構造兩個層次。

繁昌火山盆地為上疊式盆地，火山巖系厚220～2250 m。整個火山巖系的化學成分為玄武質-安山質-英安質-流紋質-粗面質巖石組合，火山巖具有介于高鉀鈣堿性系列和橄欖安粗巖系列的特點。根據火山噴發-沉積特征，劃分為中分村、赤沙、蝌蚪山三個旋回?；鹕交顒訌脑绲酵碛闪严妒较蛑行难葑?；火山噴發由凹陷盆地邊緣向中心蔓延，晚期向盆地邊緣遷移或向盆地邊緣收縮；巖漿壓力由強-弱-強-弱，具有收縮-膨脹、沉積-噴溢-爆發的巖漿演化動態?；鹕交顒泳哂忻黠@的階段性和間斷性。整個火山巖系堿質（Na₂O+K₂O）含量普遍高，絕大多數K₂Ogt;Na₂O，火山巖化學成分總體上具有富鉀的特點；巖系指數1.84?5.13，絕大多數在2.50～4.50之間，屬鈣堿性-堿鈣性系列。

2. 研究區地質

研究區位于銅陵隆起北緣，繁昌火山巖盆地西側。研究區地表幾乎全被第四系覆蓋，僅南西側、南東側分別出露有老家崔-犁橋花崗閃長巖體和東邊張閃長玢巖體。

2.1地層

研究區揭露地層主要有三疊系下統南陵湖組、三疊系中統銅頭尖組、三疊系中統東馬鞍山組、白堊系下統蝌蚪山組中段及第四系。

（1）三疊系

下統南陵湖組：為深灰色薄層灰巖，底部為瘤狀灰巖，厚45.80 m；中部為灰-灰黑色薄層灰巖、薄層組成的中厚層狀灰巖，厚46.70 m；上部為灰-灰黑色薄層灰巖、似礫狀灰巖及青灰-紫紅色似瘤狀灰巖，厚26.61 m。

中統東馬鞍山組：灰白-米黃色中厚層白云巖，厚23.42 m。ZK301揭露但未揭穿，東馬鞍山組上部為硬石膏礦體賦存層位。

中統銅頭尖組：紫紅色薄-中厚層含礫粉砂巖、含礫泥質粉砂巖夾粉砂巖及淺綠色細粒巖透鏡體，厚度大于100.31 m，厚度大于81.96 m。鉆孔揭露厚度213.43 m。

（2）白堊系

下統蝌蚪山組中段：下部為黃綠色玄武巖，底部夾粉砂質頁巖、炭質頁巖，向上夾雜色泥質頁巖、灰紫色凝灰巖、凝灰質頁巖及凝灰質泥巖；上部為紫紅色安山質凝灰熔巖和深灰-灰黃綠色安山巖、氣孔狀安山巖。厚438.55 m。

（3）第四系

中、上更新統：下部為石英砂巖礫石層，局部夾細砂；上部為棕黃色黏土，部分夾細砂、礫石。本次施工填圖鉆揭露厚度為21.16～66.20 m。

全新統：本區地表幾乎被第四系全覆蓋。巖性主要為棕紅色、棕黃色亞黏土、碎石塊組成。本次施工填圖鉆揭露厚度為1.00～16.85 m。

2.2 構造

研究區地表為第四系覆蓋區，根據1/5萬重力異常推斷了銅官山背斜和青山背斜延伸至本區，銅官山一線沿北東向隆起延伸至本研究區西聯鎮，而青山背斜構造隆起沿北東向延伸至本研究區中部的最南端。

銅官山背斜：為一北東向“S”型短軸背斜，核部為志留系及泥盆系上統，兩翼為石炭、二疊系及三疊系。背斜樞紐起伏，扭曲如麻花狀。依軸面及樞紐產狀，背斜可劃分為北、中、南三段。北段軸面傾向東南，南段軸面傾向北西，中段兩翼正常，軸面近直立。研究區位于背斜北東傾伏部位，揭露地層為三疊系下統南陵湖組，北西翼傾向北西，傾角30～50°；南東翼傾向南東，傾角約25°。

青山背斜：全長22.5 km，寬約8 km，為一短軸不對稱褶曲。軸線總方向為40～50°，并向北東傾伏。背斜南西、北東兩端分別向西、東偏轉，呈“S”形彎曲。在老鴉嶺地段，軸面傾向南東，而北東端軸面傾向北西，傾角75～58°；兩者之間，軸面近于直立，兩翼地層傾角近于一致，在40～50°之間，背斜翼部次級小褶曲發育。此外研究區西北部姚汪村推測存在一北東東向轉北東向背斜構造，而中部旗桿村推測有一北東向向斜構造。

2.3 巖漿巖

巖漿活動具有多樣性特點，北東部表現為火山噴發活動，南西部表現為巖漿侵入活動?；鹕綆r主要由中分村、赤沙、蝌蚪山三個旋回噴發的火山巖組成，出露于工作區北東部，巖性以酸性流紋巖-中酸性安山巖為主。

工作區內侵入巖僅分布于南西側、南東側分別出露有老家崔-犁橋花崗閃長巖體和東邊張閃長玢巖體，另外根據工作區重磁異常特征，于工作區西部、東部分別圈定了姚汪村巖體和張家灣巖體2處隱伏巖體，姚汪村巖體通過本次施工的ZK301驗證為花崗閃長斑巖體。

（1）老家崔-犁橋花崗閃長巖體：為1∶5萬銅陵幅區調報告中金口嶺巖體北東端延伸部位，本次命名為老家崔- 犁橋花崗閃長巖體，分布在老家崔-犁橋一帶，分布范圍基本與磁異常一致，巖體主要呈北東向走向，往北東巖體埋深逐漸加大，在西湖南有零星出露，推測巖體呈巖株狀產出。巖石主要礦物有中性斜長石、角閃石、石英、少量鉀長石，蝕變礦物有高嶺土、葉臘石、絹云母、綠泥石、綠簾石，副礦物主要有磷灰石、榍石、磁鐵礦，呈半自形粒狀結構。

（2）東邊張閃長玢巖體：位于東邊張一帶，面積約3.8 km2，呈巖株狀，侵入中三疊統銅頭尖組粉砂巖，巖體傾向北，傾角40～60°。巖石為閃長玢巖，斑狀結構，主要礦物為斜長石、石英、鉀長石、角閃石，副礦物為磷灰石、榍石、鋯石，金屬礦物有磁鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦。具強烈碳酸鹽化、黃鐵礦化、綠泥石化及高嶺土化。

（3）姚汪村花崗閃長斑巖體：ZK301揭露的隱伏巖體，揭露巖體深度自662.49 m至1116.99 m，巖體呈北東向走向。巖性為花崗閃長斑巖，呈斑狀結構，斑晶更長石、角閃石、黑云母及少量的石英廣泛分布于由細晶更長石、石英及少量的鉀長石組成的基質，構成斑狀結構。更長石呈柱狀，斑晶顆粒較粗大，粒徑0.32～1.30 mm，見簡單雙晶，基質中顆粒細小，粒徑＜0.10 mm，大部分被高嶺土及少量的絹云母交代，廣泛分布。石英呈粒狀，斑晶少量，粒徑0.20～0.40 mm，基質中顆粒細小，粒徑0.05 mm左右，緊密鑲嵌，廣泛分布。角閃石、黑云母斑晶顆粒稍大，全部被鐵質及少量的絹云母交代，僅保留殘晶，廣泛分布。鉀長石呈粒狀，顆粒細小，粒徑0.04～0.08 mm，零散分布。副礦物有磷灰石、榍石、鋯石、黃鐵礦，均零散分布。

（4）張家灣巖體：位于葉家灣鐵礦以北，磁異常顯示葉家灣磁異常往北延伸進入工作區張家灣一帶，且該處有南北向剩余重力異常，推測中酸性巖體由南侵入。

3. 研究區區域成礦規律研究

3.1 成礦系列

銅陵地區礦化系列主要有：①沉積礦化系列，與海相、陸相（包括海陸交互相）沉積作用有關；②巖漿礦化系列，主要與中生代構造-巖漿活動有關；③疊加-改造礦化系列，主要是沉積含礦建造或原始礦化層（礦胚層），經受與巖漿作用有關的熱液成礦活動的疊加和改造后形成的礦化和礦床；④表生礦化系列，主要與地表風化淋濾作用有關。本工作區主要為與中生代強烈的構造-巖漿活動有關的巖漿礦化系列。根據分析以往勘查研究資料，區內銅、鐵、金、硫、鉛鋅及水泥用灰巖的礦床類型可劃分四類七型（表1）。

3.2 礦化分帶

區域中生代內生銅金多金屬礦床具有多種成因類型，并且在空間上規律性分布，顯示出明顯礦床分帶特征。

（1）水平分帶

南北分帶：銅陵地區總體呈現為“南銅北鐵”礦化分帶。自北向南可以劃分為3個東西向礦帶：北緣東西向隱伏基底斷裂帶以北為鐵礦帶，南緣木鎮-煙燈鋪東西向隱伏基底斷裂帶以南為硫礦帶，中部沿近東西向展布的銅陵-沙灘腳構造-巖漿帶為銅-金多金屬礦帶[2]（圖2）。

東西分帶：中部礦帶又名銅官山-戴家匯構造-巖漿- 成礦帶，是銅陵礦集區的主要成礦帶，南北寬不到10 km 的狹長帶。自西向東分布有銅官山、獅子山、新橋、鳳凰山、舒家店、沙灘角礦田，礦化依次為Fe→Cu→Pb、Zn→Cu→Cu→Pb、Zn（圖3）。

（2）垂向分帶

從垂向剖面上看，表現為上金下銅的分帶現象。以獅子山礦田為例，總體上礦田自上而下的礦化依次為Ag、Au、Pb、Zn→Au→Cu→Cu。熱液脈狀充填型和斷裂裂隙矽卡巖型礦床賦礦層位多是三疊系南陵湖組和東馬鞍山組位于最淺部，隱爆角礫巖筒型礦床、接觸帶矽卡巖型礦床、層間矽卡巖型礦床賦存于二疊系棲霞組-三疊系和龍山組位于中部，層控矽卡巖型礦床賦存于石炭系黃龍組- 船山組位于深部，而斑巖型礦床則產于泥盆系五通組砂頁巖或二疊系孤峰組硅質巖附近的巖體及其接觸帶。

（3）蝕變分帶

銅陵地區的鐵銅多金屬礦化及其分帶常以燕山期侵入體為中心，巖體中發育斑巖型銅、銅鉬或銅金礦化，巖體與圍巖接觸帶處發育矽卡巖型銅礦化，并常常疊加熱液多金屬硫化物礦化，在遠離巖體的圍巖層間滑脫構造及斷裂裂隙中主要發育熱液多金屬硫化物礦化。

4. 礦體地質

圈定礦體1個，編號為1，為硫礦體，由鉆孔單孔控制，賦存于東邊張閃長玢巖與三疊系中統銅頭尖組細砂巖接觸帶，為中低溫熱液型礦體。

1號礦體呈透鏡狀，傾向北西，傾角約43°，礦體視厚度7.04 m，真厚度5.35 m，賦存標高-376～-447 m。礦石礦物主要為黃鐵礦，少量黃銅礦，微量輝銅礦、閃鋅礦。脈石礦物主要為石英，少量菱鐵礦、更長石。礦石有用組分為硫，伴生組分為銅。硫品位最高27.35%，最低11.00%，平均20.30%；銅平均品位0.13%。礦石結構主要有半自形-他形晶結構、他形晶結構。礦石構造為塊狀構造。礦石自然類型為黃鐵礦礦石，工業類型為硫礦石。

5. 礦床成因

本次圈定的礦（化）體為單孔控制，位于三疊系中統銅頭尖組砂巖裂隙、東邊張閃長玢巖體與圍巖北西接觸帶部位、閃長玢巖裂隙及花崗閃長斑巖裂隙，根據礦（化）體賦存位置、礦石成分、結構構造特征，成因類型為中低溫熱液型。

巖漿演化過程中，發生Au、Cu、S、Pb、Zn等成礦元素的不斷富集。由于不同深度巖漿的混合和熔-流分離作用，成礦物質大量進入流體相，形成含高鹽度和富含成礦元素的巖漿熱液，在深部主要沿基底斷裂快速上升運移，進入圍巖接觸帶，交代和萃取巖漿巖和圍巖地層，淋濾成礦金屬元素、與巖漿熱液混合形成礦質進一步富集的成礦流體。

含礦熱液在巖體與圍巖接觸帶部位沉淀富集，或沿節理裂隙沉淀富集，三疊系中統銅頭尖組碎屑巖巖性致密、化學活動性差，在兩者界面處形成天然的“地球化學障”和良好的含礦熱液運移隔擋層，利于礦化的富集，形成中低溫熱液型礦體。