安徽省南陵縣龍池井銅鐵礦地質特征及找礦標志

陸 慶 趙 炎

(安徽省地質礦產勘查局321地質隊)

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·地質·測量·

安徽省南陵縣龍池井銅鐵礦地質特征及找礦標志

陸 慶 趙 炎

(安徽省地質礦產勘查局321地質隊)

沙灘角礦田是安徽銅陵礦集區(qū)最東部的大型銅金礦田，也是銅陵礦集區(qū)地質工作程度較低的礦田。該礦田內早期主要發(fā)現(xiàn)沙灘角中型矽卡巖型銅礦床，近年來陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了姚家?guī)X特大型銅金鉛鋅礦床、桂花沖中型銅金多金屬礦床和龍池井小型銅鐵礦床。龍池井銅鐵礦床位于戴公山背斜北西翼近軸部，沙灘腳巖體南接觸帶中部及沙灘角銅礦田東緣。結合區(qū)內地質工作成果，對區(qū)域地質背景、礦床地質特征進行了分析，并對礦床成因以及找礦標志進行了探討，供區(qū)內找礦參考。

銅鐵礦 區(qū)域地質背景 地質特征 礦床成因 找礦標志

龍池井銅鐵礦是近年來沙灘腳礦田中新發(fā)現(xiàn)的小型規(guī)模的銅鐵礦床，為勘探級別。近年來，該礦區(qū)內開展了大量的地質勘查與研究工作，積累了大量地質資料。為進一步指導區(qū)內找礦工作，本研究對區(qū)內礦床地質特征、礦床成因及找礦標志進行探討。

1 區(qū)域地質背景

沙灘腳礦田位于長江中下游鐵銅金銀多金屬成礦帶中部，銅官山—鳳凰山—沙灘腳銅鉛鋅金多金屬礦帶東端，華北地塊與揚子地塊結合部位，北臨繁昌火山巖盆地，南接宣南盆地。地史上經歷雪峰期、海西期的活動—穩(wěn)定—再活動的構造演變，早寒武世—早三疊世區(qū)內構造變動處于相對穩(wěn)定時期，形成了海陸交互相、海相、濱?！獪\海相的碎屑巖-碳酸鹽巖、硅質巖巨厚的古生代沉積蓋層，為銅、金、硫等礦化提供了有利的圍巖巖性條件和原始“礦胚層”。中三疊世轉入褶皺、抬升階段，直至中侏羅紀經歷了擠壓—剪切作用。晚侏羅紀—白堊紀即印支期末—燕山期為華北地塊與揚子地塊碰撞后的拉伸擴張期，形成了區(qū)內巖漿活動、成礦作用的主要階段[1-4]。勘查區(qū)處于EW向(銅陵—南陵)、SN向(橫山橋—戴家匯)、NNE向(麻橋—戴家匯)等3條基底斷裂所形成的三角形區(qū)塊中。

2 礦區(qū)地質特征

2.1 地 層

礦區(qū)出露地層較簡單，僅出露志留系上統(tǒng)茅山組(S3m)，泥盆系上統(tǒng)五通組(D3w)，石炭系中上統(tǒng)(C2+3)黃龍組、船山組，二疊系下統(tǒng)棲霞組(P1q)、孤峰組(P1g)及第四系(Q)地層。

2.2 構 造

2.2.1 褶 皺

礦區(qū)褶皺為戴公山背斜，該背斜全長20 km，寬1～2 km，軸向50°～60°，北東端軸向轉為20°～30°，樞紐較平緩，向SW傾伏，傾伏角10°?？辈閰^(qū)位于背斜北西翼，長1.73 km，寬1.63 km，走向約60°。地層為志留系上統(tǒng)—二疊系下統(tǒng)棲霞組，其中志留系上統(tǒng)茅山組構成背斜北東段核部地層，產狀320°～0°∠40°～88°，越接近核部產狀越陡。

2.2.2 斷 層

(1)F1斷層。為區(qū)域上的黃金嶺斷層，為張剪性逆斷層。該斷層總體走向NNE約10°，地表局部被第四系掩蓋，斷續(xù)長0.61 km，傾向SEE，傾角40°～50°。北段為晚期花崗斑巖充填，傾角約74°。沿斷裂構造角礫巖極為發(fā)育，角礫呈棱角狀，大者50～100 cm，小者1～10 cm，角礫成分主要為長石石英砂巖，少量石英砂巖，硅質及鐵質膠結，致密堅硬，局部再次破碎形成二次角礫，并具輕微靡棱巖化。斷裂帶寬約10 m，地表表現(xiàn)為斷層三角面清晰可見。該斷層屬燕山晚期，為成礦后斷層。

(2)F2斷層。為一逆斷層性質，出露于礦區(qū)東部，發(fā)育于泥盆系上統(tǒng)五通組下段與志留系上統(tǒng)茅山組之間，向NW為花崗閃長巖體占位，走向約290°，傾向SW，傾角約80°。該斷層地表主要表現(xiàn)為普遍發(fā)育角礫巖，呈棱角狀，大小1～5 cm，角礫成分主要為石英砂巖，少量石英砂巖，硅質及鐵質膠結，致密堅硬。該斷層上盤地層倒轉，下盤地層正常。

(3)F3斷層。為走向正斷層，僅由深部鉆孔控制，沿走向控制長度約80 m，向北為花崗閃長巖體侵位，向南未控制。該斷層位于F1斷層下盤，發(fā)育于石炭系中上統(tǒng)黃龍組、船山組與泥盆系上統(tǒng)五通組上段之間，局部為花崗閃長巖充填，表現(xiàn)為泥盆系上統(tǒng)五通組上段局部缺失，以及石炭系中上統(tǒng)黃龍組、船山組大理巖、矽卡巖化大理巖絕大部分破碎成角礫狀，形成角礫狀大理巖、角礫狀矽卡巖化大理巖，角礫呈棱角狀，膠結物為泥質、鈣質、鐵質，少量硅質。該斷層整體近SN走向，傾向E，局部向W傾，傾角30°～60°，為成礦前斷層。該斷層期后受基層性復活構造影響，局部金屬礦物(斑銅礦、輝銅礦)也被破碎成角礫狀。

2.2.3 裂 隙

礦區(qū)主要為順層的層間裂隙，產狀與巖層一致，均為石英細脈貫入，一般在接觸帶附近裂隙寬數(shù)厘米至數(shù)十米不等，同時在花崗閃長巖中再一次形成裂隙，并被后期石英脈、方解石脈充填，產狀較亂，無規(guī)律，但規(guī)模較小。

2.2.4 節(jié) 理

礦區(qū)內地表節(jié)理主要發(fā)育有3組，產狀分別為320°∠82°、71°∠32°、84°∠68°。前一組較早，后2組較晚，最后一組常發(fā)育成小的滑動，往往錯斷矽卡巖及其他節(jié)理裂隙，為成礦后的構造。深部發(fā)育有2組，產狀分別為75°∠80°、108°∠26°，裂隙密度1～3條/m2。

2.3 巖漿巖

2.3.1 侵入巖

(1)花崗閃長巖。侵入時代為燕山旋回晚期，分布于礦區(qū)北部，屬于沙灘腳巖體的一部分，呈巖株狀侵入，區(qū)內出露面積1.03 km2。巖石呈淺灰、深灰色，半自形粒狀、他形粒狀變晶結構，塊狀構造。侵入巖礦物成分主要有斜長石(50%～70%)、角閃石(5%～12%)、石英(10%～17%)、鉀長石(10%～16%)、黑云母(1%～2%)，副礦物為榍石、磷灰石及磁鐵礦。原巖具綠泥石化、鉀長石化、硅化、綠簾石化、矽卡巖化等，屬燕山旋回晚期產物。該巖體由北至南超覆，傾向N，接觸面不規(guī)則，傾角較陡，一般為80°～85°，與圍巖產狀基本一致。

(2)花崗斑巖。位于花崗閃長巖體東側，呈脈狀沿NNE向斷層(F1)侵入，出露總面積0.008 4 km2，東部ZK1808、ZK2208、ZK2401、ZK2402孔深部出現(xiàn)，均沿二疊系棲霞組裂隙侵入；西部ZK1061、ZK1062孔深部出現(xiàn)，沿泥盆系五通組裂隙或與矽卡巖接觸面侵入。該巖體傾向SEE，淺部接觸面平直，傾角約50°，呈淺灰—深灰色，斑狀結構，塊狀構造，主要成分為斜長石(30%～35%)、鉀長石(20%～25%)及石英(20%～25%)，少量角閃石(3%～5%)、黑云母(2%～5%)，且含量極不均勻。該巖體主要蝕變?yōu)楦邘X土化、絹云母化、綠泥石化，局部受構造影響形成角礫狀。

2.3.2 脈 巖

區(qū)內脈巖較發(fā)育，主要為正長斑巖、輝綠玢巖、輝綠巖，均為成礦期后貫入的脈體。

2.4 變質作用及圍巖蝕變

2.4.1 熱變質作用

由于花崗閃長巖的侵入，使圍巖均受不同程度的熱變質作用，近巖體處碳酸鹽巖均經大理巖化，如石炭系、二疊系的灰?guī)r、白云質灰?guī)r變質為大理巖、白云質大理巖，形成寬數(shù)米至百余米不等的熱變質帶。緊鄰巖體的五通組石英砂巖亦變質為石英巖，砂巖、粉砂巖，泥質巖變質為角巖(或角巖化)。

2.4.2 接觸交代變質作用

由于花崗閃長巖的侵入致使圍巖產生了廣泛的接觸交代變質帶，矽卡巖帶自巖體向圍巖分帶現(xiàn)象較明顯，地表表現(xiàn)為花崗閃長巖→矽卡巖化花崗閃長巖→內矽卡巖(塊狀石榴石矽卡巖、透輝石石榴石矽卡巖)→層狀矽卡巖(透輝石矽卡巖、石榴石透輝石矽卡巖)→矽卡巖化大理巖→大理巖；深部表現(xiàn)為花崗閃長巖→矽卡巖(石榴石矽卡巖、透輝石石榴石矽卡巖、透輝石矽卡巖)→矽卡巖化大理巖、大理巖→角巖化砂巖。區(qū)內接觸交代變質作用所形成的矽卡巖帶規(guī)模不一，形態(tài)各異。

2.4.3 圍巖蝕變

(1)黃鐵礦化。普遍發(fā)育于各種巖石內，尤以花崗閃長巖、矽卡巖化花崗閃長巖為最。黃鐵礦呈星點狀、浸染狀、局部細脈狀分布，特別富集于巖石節(jié)理裂隙中。

(2)碳酸鹽化。常見于蝕變花崗閃長巖及矽卡巖中，表現(xiàn)為方解石呈團塊狀、細脈狀交代花崗閃長巖中的長石及暗色礦物，而在矽卡巖中則以填隙狀嵌布于石榴石、透輝石晶隙中。

(3)硅化。發(fā)育于蝕變花崗閃長巖中，表現(xiàn)為部分長石類礦物被石英交代，局部集合體呈脈狀分布，與礦區(qū)銅鉬礦化關系較密切。

(4)蛇紋石化。主要見于透輝石石榴石矽卡巖中，蛇紋石呈細小纖維狀、脈狀、斑點狀沿透輝石晶隙、裂隙、解理交代分布。

(5)綠簾石化。結晶體較小，常見于蝕變花崗閃長巖、內矽卡巖中。

(6)綠泥石化。沿長石晶隙、晶內交代分布，局部交代黑云母，常見于蝕變花崗閃長巖中。

(7)高嶺土化、葉蠟石化、綠泥石化等蝕變常見于花崗閃長巖中，局部見于大理巖中。

2.5 地球物理特征

2.5.1 1∶2 000激電中梯剖面

2.5.1.1 南 段

測區(qū)視極化率背景值較低(約1%)，視電阻率較高(約500 Ω·m)，反應了地層的高阻、低極化特征。測區(qū)以砂巖為主，從中梯剖面上看，激電異常推測是由矽卡巖和接觸帶引起。由礦區(qū)10#線測深斷面等值線圖(圖1)可知：86#～88#點處呈低阻凹槽，可能對應淺部接觸帶，深部向南延伸，激電異常出現(xiàn)在90#～94#點、深約250 m處，上、下層均為高阻反映，整體看，礦區(qū)激電異常產狀較陡，略向S傾。

圖1 金龍銅礦外圍(龍池井)南段10#線激電測深斷面等值線

2.5.1.2 北 段

北段視電阻率較南段要低，平均約300 Ω·m，視極化率也低于南段，反應了礦區(qū)地層的低阻、弱極化特征，巖性可能以矽卡巖為主；激電測量表現(xiàn)為弱極化異?，F(xiàn)象。由礦區(qū)22#線測深斷面等值線圖(圖2)可知，激電異常以98#～100#點為中心，中心深度250～300 m，產狀陡立，略向W傾。礦區(qū)圈定的激電異常帶推測是局部裂隙礦化、矽卡巖帶，局部由巖脈引起，經鉆探驗證，均未見明顯的工業(yè)礦體。

2.5.2 1∶2 000磁法剖面

測區(qū)磁測異常呈團塊狀分布，有多處異常中心，推測是由含磁鐵礦矽卡巖、隱伏矽卡巖引起?？傮w上看，在測區(qū)部分區(qū)域內存在多處突起的規(guī)模不大的磁異常，異常間相對獨立，但在深部可能相連，即深部可能存在一含磁性巖(礦)體，目前礦山開采活動位于典型的接觸帶異常位置，由此可推斷，在異常性質相同的地帶也可能為找礦較理想的位置。

圖2 金龍銅礦外圍(龍池井)北段22#線激電測深斷面等值線

3 礦床地質特征

3.1 礦體地質特征

3.1.1 礦體賦存位置及規(guī)模

礦區(qū)共圈定了礦體25個，其中主礦體1個(編號為1#)，次要礦體2個(編號分別為Ⅰ#、Ⅸ#)，其余22個零星礦體。各礦體分布情況、規(guī)模分別見表1、表2。

表1 礦體分布情況

3.1.2 礦體形態(tài)及產狀

1#主礦體基本受接觸帶矽卡巖和C2+3層位的復合控制，形態(tài)呈透鏡狀—似層狀，厚度不穩(wěn)定，走向近SN，傾向E，傾角30°～50°，局部近水平。由1#礦體底板等值線圖(圖3)可知，礦體延深越大產狀越陡(如20#、22#線)，延深越小產狀越緩(如26#線)，局部地段甚至接近水平(如24#線)。

表2 礦體規(guī)模

續(xù)表

圖3 1#礦體底板等值線

3.2 礦石特征

3.2.1 物質組分

礦區(qū)共查明礦床礦物組分35種，其中金屬礦物17種，非金屬礦物18種(表3)。

3.2.2 化學成分

礦石的主要有益組分為 Cu、Fe、Mo，伴生有益組分有Cu、S、Au、Ag、WO3、Zn、Mo、Co。全礦床Cu平均品位1.10%，全鐵平均品位30.20%，磁性鐵平均品位20.57%，Mo平均品位0.148%。

3.2.3 礦石結構構造

礦區(qū)礦石結構種類較多，從總體來看，自形—半自形—他形晶結構、粒柱狀變晶結構多見于單鐵礦石內，他形晶結構、固溶體分離結構、壓碎結構、填隙結構、膠狀結構等多見于單銅礦石和銅鐵礦石內，纖維狀變晶結構、交代殘余結構多半見于單鐵礦石和銅鐵礦石內。礦石構造有角礫狀構造、斑雜狀構造、浸染狀構造、次塊狀構造等。

表3 礦物成分

3.2.4 礦石類型

礦石自然類型主要為磁鐵礦礦石、含銅矽卡巖化角礫狀大理巖、含銅矽卡巖、含銅赤鐵礦礦石、含銅矽卡巖化花崗閃長巖、含鉬石榴石矽卡巖、含銅鉬石榴石矽卡巖，少量含鉬花崗閃長巖。區(qū)內礦床礦石工業(yè)類型按有用組分組合特征可劃分為銅礦石、銅鐵礦石、銅鉬礦石、鐵礦石及鉬礦石，其中鐵礦石的工業(yè)類型主要為需選弱磁性鐵礦石，銅鉬礦石為硫化礦石。

4 成礦條件及礦床成因

4.1 成礦條件

(1)圍巖條件。區(qū)內五通組薄層—巨厚層狀石英砂巖對礦液運移、交代具有屏蔽作用，同時大范圍強烈的巖漿活動捕獲和同化了有利成礦圍巖，如船山組、黃龍組的碳酸鹽巖經交代變質作用形成了以石榴石為主，少量透輝石、硅灰石組成的矽卡巖帶；期后巖漿熱液選擇性的交代變質作用，除形成透閃石、陽起石等蝕變礦物外，還沉淀富集了大量的磁鐵礦或磁鐵礦化赤鐵礦等產物。

(2)構造條件。區(qū)內繼承性多期次構造活動，尤其是印支期—燕山期的褶皺、斷裂構造運動致使圍巖產生滑脫、破碎、層間裂隙構造，為含礦熱液的暢通運移、富集堆積提供了有利的成礦空間。

(3)巖漿巖條件。以燕山期為主的巖漿活動形成了區(qū)內大面積的花崗閃長巖侵入體，在巖漿分異演化過程中析出了豐富的含礦流體，成為基本物質來源的成礦母巖。

4.2 礦床成因

礦區(qū)地層、構造、巖漿巖和圍巖蝕變等條件均為區(qū)內銅鐵鉬多金屬礦化的有利條件，早期接觸交代變質作用，形成了以石榴石、透輝石、硅灰石等為主的矽卡巖帶成就了磁鐵礦階段的成礦基礎。隨后的早期硫化物階段形成了石英、黃鐵礦、磁黃鐵礦、輝鉬礦等礦物；晚期硫化物階段形成了黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、蛇紋石、石英、方解石、綠泥石等礦物，也成為礦床的主要成礦階段。期后中—低溫巖漿熱液活動，形成了以斑銅礦、輝銅礦為主，少量、微量自然銅疊加富集的單銅礦體。由此可初步認為區(qū)內礦床成因類型屬中—高溫熱液交代矽卡巖型銅鐵礦床。

5 結 語

詳細分析了龍池井銅鐵礦床區(qū)域地質背景、礦床地質特征，分別從圍巖、構造、巖漿巖等方面分析了該礦床的成礦條件，并對礦床成因進行了討論，認為該礦床應屬中—高溫熱液交代矽卡巖型銅鐵礦床。在上述分析的基礎上，認為礦區(qū)地表鐵帽、接觸變質帶、圍巖蝕變，層狀石榴石、透輝石矽卡巖帶以及近巖體的層間裂隙構造發(fā)育地段為找礦標志。

[1] 常印佛，劉學圭.銅陵地區(qū)層控矽卡巖礦床研究[J].礦床地質，1983(1)：11-20.

[2] 常印佛，劉湘培，吳言昌.長江中下游鐵銅成礦帶[M].北京：地質出版社，2004.

[3] 蔣其勝，韓長生，黃建滿.姚家?guī)X銅鉛鋅礦礦床地質特征及成因探討[J].安徽地質，2005,15(4)：265-269.

[4] 岳紫龍.安徽桂花沖銅礦礦床特征與成因[D].北京：中國地質大學，2015.

Geological Characteristics of Longchijing Cu-Fe Deposit and Prospecting Indicator in Nanling County,Anhui Province

Lu Qing Zhao Yan

(321 Geological Team,Bureau of Geology and Mineral Exploration of Anhui Province)

Shatanjiao ore filed is the large copper and gold ore-field that is located in the eastern part of the Tongling ore-concentrated area in Anhui province,it is also the ore filed with low degree of geological work in Tonlign ore-concentrated area.The Shatanjiao medium-sized skarn type copper deposit is mainly found in Shatanjiao ore-field,Yaojialing supper-large Cu-Au-Pb-Zn deposit,Guihuachong medium-sized Cu-Au polymetallic deposit and Longchijing small-sized Cu-Fe deposit are found gradually in Shatanjiao ore-field.Longchijing Cu-Fe deposit is located in the paraxial region of the northwest wing of Daigongshan anticline,the central region of south contact zone Shatanjiao rock mass and the eastern part of Shatanjiao Cu ore-field.Based on the geological region of the Longchijing Cu-Fe mining area,the regional geological background,deposit geological characteristics are analyzed,besides that，the deposit genesis and prospecting indicators are discussed in detail to provide reference for the prospecting work in the mining area.

Cu-Fe deposit, Regional geological background, Geological characteristics, Deposit genesis, Prospecting indicator

2016-08-03)

陸 慶(1986—)，女，助理工程師，244033 安徽省銅陵市獅子山區(qū)。