安徽鳳陽山區(qū)石英巖礦成礦規(guī)律分析

殷張明，徐學(xué)軍，胡殿坤，胡甦，王依

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心安徽總隊(duì)， 安徽合肥 230031）

0 引言

鳳陽山區(qū)蘊(yùn)藏的石英巖礦成因類型有沉積變質(zhì)型和沉積型兩種，其中沉積變質(zhì)型石英巖礦主要賦存于該區(qū)老青山單斜構(gòu)造體系中，礦石類型主要有石英巖，其次為石英砂巖、含白云母石英巖等；沉積型石英巖礦主要賦存于該區(qū)雷家戶-宋集單斜構(gòu)造體系中，礦石類型主要為石英砂巖。兩種類型礦床均為層控型礦床，賦礦層位分別為中元古代鳳陽群白云山組、上元古代八公山群伍山組，含礦巖層均屬于主要組份SiO2含量高，次要組份Al2O3、Fe2O3含量低的巖石組合特征，其中白云山組地層是鳳陽地區(qū)沉積變質(zhì)型石英巖礦主要賦礦層位，該區(qū)已開發(fā)的石英巖類礦床均賦存于該組地層中，而賦存于伍山組地層中的沉積型石英砂巖礦，至今尚未得到有效開發(fā)利用。

1 地質(zhì)背景

鳳陽山區(qū)處于中朝準(zhǔn)地臺(tái)淮河臺(tái)坳蚌埠臺(tái)拱與淮南陷褶斷帶。區(qū)內(nèi)出露地層主要分為兩類，一類是出露于鳳陽山北部的下元古界五河群雜巖、角閃巖相變質(zhì)巖系和中元古界鳳陽群低綠片巖相變質(zhì)巖系；另一類則為出露于鳳陽山以南的上元古界、古生界濱海-淺海相為主的沉積巖系。區(qū)內(nèi)規(guī)模較大的褶皺構(gòu)造為鳳陽期的老青山單斜和印支-燕山早期的淮南復(fù)向斜，兩褶皺構(gòu)造分別為沉積變質(zhì)型石英巖礦和沉積型石英巖礦控礦構(gòu)造。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖漿巖不發(fā)育，僅見種類多樣且零星分布的小型脈巖，如石英斑巖、石英閃長玢巖、輝綠巖、斜閃煌斑巖脈及脈石英等(圖1)。

圖1 鳳陽山地區(qū)構(gòu)造綱要圖Fig. 1 Schematic diagram of structures in the Fengyang Mountain area

2 成礦地質(zhì)特征

2.1 賦礦層位特征

鳳陽山區(qū)石英巖礦賦存地層主要為中元古界鳳陽群白云山組中、下段，其次為上元古界青白口系八公山群伍山組。該兩組地層無論是巖性特征、地層厚度還是分布范圍，都足以為本區(qū)石英巖礦提供了廣大的賦存空間。區(qū)內(nèi)出露的其它地層均不具備石英巖礦賦存條件。

白云山組：主要分布于自老黎山-老青山-白云山一帶，構(gòu)成鳳陽山山脊主體部分，大致呈北西西走向沿山脈展布于老青山單斜構(gòu)造體系中，走向長約30km2，露頭寬度最小不到100m，最寬在2000米左右，出露面積達(dá)29.2km2。其含礦層為該組地層下段及中段，下段地層中石英巖礦體由薄層—中厚層石英巖、含白云母石英巖組成，礦層厚度達(dá)150米左右；中段地層為本區(qū)石英巖礦體主要賦存層位，礦石類型主要為薄層-中厚層石英巖、含白云母石英巖等。

伍山組：主要分布于自老黎山-老青山-白云山一線，大致呈北西西走向沿山脈南緣展布于雷家戶-宋集單斜構(gòu)造體系中，走向長約35km2，露頭寬度自幾十米至1500米左右不等，一般分布于地勢(shì)較低處，常為第四紀(jì)地層掩蓋，出露面積達(dá)13.7km2。該組地層中構(gòu)成石英巖礦體的主要巖性為灰白色中厚-厚層中粒石英砂巖、中粗粒含海綠石石英砂巖，礦層厚度可達(dá)200m。

2.2 賦礦構(gòu)造特征

區(qū)內(nèi)與石英巖礦成礦有關(guān)的構(gòu)造主要為老青山單斜及雷家戶-宋集單斜（圖2）。

圖2 老青山單斜示意圖Fig. 2 Sketch of the Laoqingshan monocline

2.2.1 褶皺構(gòu)造

老青山單斜:為區(qū)內(nèi)主要賦礦構(gòu)造。位于老黎山-老青山-白云山一帶，出露較全，長30km2，寬3km2。組成褶皺的地層自北而南分別有白云山組、青石山組、宋集組，巖層走向近東西向，傾向南南西-南，傾角20°～40°，西端老黎山一帶地層走向略向北偏轉(zhuǎn)，總體呈一“S”形。

雷家戶-宋集單斜:位于老黎山-老青山-白云山一線以南，組成褶皺的地層自北向南有曹店組至毛莊組，出露寬1～9km，巖層走向近東西向，走向長32km，傾向南至偏西，傾角平緩，除局部受斷層影響變陡外，大都在30°以下，屬正常單斜褶皺曲。東端向南偏轉(zhuǎn)，西端向北偏轉(zhuǎn)，平面形態(tài)呈一“S”形。

2.2.2 斷裂構(gòu)造

本區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，從斷裂的方向、組合、性質(zhì)、與褶皺的關(guān)系及所切割的地層判斷，大多活動(dòng)于印支-燕山早期，有少數(shù)為喜山期。根據(jù)空間上的展布方位及發(fā)育程度分析，斷裂構(gòu)造總體歸納為東西向、北北東向、北東向、北西向和南北向等五個(gè)方向上，其中以東西向和北北東相兩組斷裂最為發(fā)育。

2.2.3 構(gòu)造控礦作用

本區(qū)各期褶皺造山運(yùn)動(dòng)形成的以老黎山-老青山-白云山為主體的鳳陽山山脈，構(gòu)成了區(qū)內(nèi)石英巖礦賦存的容礦格架。一系列斷裂構(gòu)造作用，亦使得賦礦褶皺體系向不同方向發(fā)生位移，形成了區(qū)內(nèi)相對(duì)獨(dú)立的石英巖礦分布區(qū)，同時(shí)因斷裂構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的裂隙帶及含硅熱液又為區(qū)內(nèi)脈石英礦點(diǎn)的形成提供了成礦空間及物質(zhì)來源。此外，發(fā)育于含礦巖層內(nèi)部的斷裂構(gòu)造，往往形成寬窄不一的破碎帶，通常角礫巖較為發(fā)育，鐵、泥質(zhì)含量較高，對(duì)礦體分布的連續(xù)性造成了不同程度的破壞，對(duì)石英巖礦石質(zhì)量也有一定的影響。

2.3 變質(zhì)作用

在多期次強(qiáng)烈的區(qū)域變質(zhì)作用下，本區(qū)各類變質(zhì)巖廣泛發(fā)育，其中以鳳陽期褶皺老青山單斜中元古代區(qū)域變質(zhì)巖層分布最廣。根據(jù)鳳陽群地層巖石中出現(xiàn)的鈉長石、綠泥石、綠簾石和黑云母、白云母等標(biāo)志性礦物分析，本區(qū)變質(zhì)相應(yīng)為低綠片巖相，沉積變質(zhì)型石英巖礦賦礦巖層屬淺變質(zhì)巖層。

3 礦床成因分析

3.1 成礦控制條件

自太古代以來強(qiáng)烈的區(qū)域變質(zhì)作用形成了本區(qū)白云山組地層中獨(dú)特的沉積變質(zhì)型石英巖礦，青白口紀(jì)早期濱?；蚝┉h(huán)境下的沉積作用產(chǎn)生的碎屑巖，則形成了本區(qū)伍山組地層中沉積型石英巖礦。無論哪種成因類型的礦床，其層控因素明顯。少數(shù)零星分布且不具規(guī)模的熱液型脈石英礦，則大多產(chǎn)于白云山組地層中，此類脈石英礦點(diǎn)受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響較大，但其成礦物質(zhì)來源亦主要為含硅巖層。研究認(rèn)為，厚度穩(wěn)定而且分布連續(xù)的含硅巖層是本區(qū)石英巖礦賦存的成礦控制條件。

3.2 成礦時(shí)間演化規(guī)律

3.2.1 沉積變質(zhì)型石英巖礦成礦時(shí)間演化規(guī)律

此類礦床成礦之前，鳳陽地區(qū)歷經(jīng)了蚌埠期之前、蚌埠期及鳳陽期等多期造山運(yùn)動(dòng)及構(gòu)造旋回，構(gòu)造變動(dòng)不但造成區(qū)域范圍內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，而且使得整個(gè)中－下元古界沉積地層受到多期次褶皺，并有強(qiáng)烈的區(qū)域變質(zhì)作用、混合巖化作用相伴生，其后鳳陽期造山運(yùn)動(dòng)更使得整個(gè)中－下元古界濱海－淺海相沉積環(huán)境下沉積形成的石英砂質(zhì)－砂、粉砂泥質(zhì)地層，進(jìn)一步接受區(qū)域變質(zhì)作用，形成了白云山組石英巖、含白云母石英巖地層。因此本區(qū)沉積變質(zhì)型石英巖礦床成礦時(shí)間晚于原始沉積巖形成時(shí)間，屬后期變質(zhì)條件下形成的后生礦床，其演化過程為：原始沉積物－蚌埠前期運(yùn)動(dòng)及伴隨的區(qū)域變質(zhì)作用―蚌埠期運(yùn)動(dòng)及伴隨的區(qū)域變質(zhì)作用（晚太古代）―鳳陽期運(yùn)動(dòng)及伴隨的區(qū)域變質(zhì)作用（早、中元古代）―石英巖礦（鳳陽群白云山組）。

3.2.2 沉積型石英巖礦成礦時(shí)間演化規(guī)律

青白口紀(jì)早期，鳳陽一帶屬于溝通黃淮海與膠遼海沂沐海峽的水流沖刷要道，因此形成了中-高環(huán)境的濱岸礫屑灘相沉積（曹店組），其最大厚度僅數(shù)十米，巖石主要為紫紅色砂巖，鐵質(zhì)局部富集或形成凸鏡狀、似層狀赤鐵礦。該特點(diǎn)表明，該區(qū)處于海水較淺、海岸較陡的氧化環(huán)境。局部接著仍在氧化環(huán)境下（巖石均呈白色）形成中能環(huán)境的海灘相沉積（伍山組）。青白口紀(jì)晚期繼續(xù)海侵，則開始出現(xiàn)劉老碑組泥鈣質(zhì)型陸棚相沉積。根據(jù)成礦時(shí)代、含礦建造等分析，本區(qū)賦存于伍山組地層中的沉積型石英巖礦屬海灘相沉積成因?？梢姳緟^(qū)伍山組地層中沉積型石英巖礦床成礦時(shí)間與原始沉積巖形成的時(shí)間一致，屬同生礦床，其演化過程為：淺海、海岸環(huán)境氧化沉積物（青白口紀(jì)早期曹店組）―海灘中能環(huán)境沉積物（青白口紀(jì)早期伍山組）―陸棚環(huán)境沉積物（青白口紀(jì)晚期劉老碑組）。

4 成礦模式

根據(jù)對(duì)鳳陽山區(qū)石英巖礦賦存地質(zhì)特征及成礦規(guī)律的深入分析，認(rèn)為該區(qū)石英巖礦床成礦要素包含有成礦時(shí)代、大地構(gòu)造環(huán)境、控礦構(gòu)造、賦礦層位、地形特征等，由此推演其成礦模式如表1。

表1 鳳陽山區(qū)石英巖礦成礦模式Table 1 Mineralization model of quartzite in the Fengyang Mountain area

5 結(jié)論

鳳陽山區(qū)沉積變質(zhì)型及沉積型石英巖礦床均為層控型礦床，受控構(gòu)造體系則分別為老青山單斜和雷家戶-宋集單斜，賦礦層位分別為中元古代鳳陽群白云山組、上元古代八公山群伍山組，含礦巖層均屬于主要組份SiO2含量高，次要組份Al2O3、Fe2O3含量低的巖石組合特征。區(qū)內(nèi)呈北西西走向延伸隆起的鳳陽山體，為石英巖礦床提供了廣闊的賦存空間。

參考文獻(xiàn)：

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