皖南某金礦成礦機(jī)制淺析

何金華，趙永利

（安徽省核工業(yè)勘查技術(shù)總院，安徽蕪湖241000）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

查區(qū)大地構(gòu)造位置屬下?lián)P子陸塊大相之下?lián)P子被動(dòng)陸緣，區(qū)域上位于被動(dòng)陸緣北部的石臺(tái)復(fù)背斜北東端黃柏嶺復(fù)背斜的東南冀，處于北東向江南深斷裂與東西向周王深斷裂的夾持部位。

查區(qū)地層屬揚(yáng)子地層區(qū)之下?lián)P子地層分區(qū)，廣泛出露古生代及中新生代地層。區(qū)域褶皺構(gòu)造主要為中部的黃柏嶺復(fù)背斜之北貢背斜與云嶺—昌橋向斜以及南部的太平復(fù)向斜之水東—翟村向斜、茂林—龍門背斜；區(qū)域北部為燕山晚期以來形成的宣南坳陷。區(qū)域斷裂構(gòu)造除北東向江南深斷裂及近東西向周王深斷裂外，還發(fā)育了大量的次級(jí)斷裂。區(qū)域巖漿活動(dòng)頻繁，出露巖漿巖有燕山期中酸性侵入巖和噴出巖及少量淺成相巖脈。

區(qū)內(nèi)金屬礦產(chǎn)主要有Fe、Cu、Pb、Zn、Mo、Au、Ag等，非金屬礦產(chǎn)主要有大理石、方解石、白云巖、石灰?guī)r、煤、硫鐵礦、鋁土礦等。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地質(zhì)概況

礦區(qū)位于云嶺—昌橋向斜的北西冀，出露地層主要有志留系高加邊組(S1g)、墳頭組(S2f)、茅山組(S3m)，泥盆系上統(tǒng)五通組(D3w)，石炭系中統(tǒng)黃龍組(C2h)，二疊系下統(tǒng)棲霞組(P1q)，侏羅系上統(tǒng)中分村組(J3z)，白堊系上統(tǒng)宣南組(K2x)，礦區(qū)北部、東南部及山溝內(nèi)側(cè)多為第四系覆蓋。地層總體呈北東向展布，由于后期巖漿活動(dòng)及斷裂構(gòu)造作用使地層層序及厚度發(fā)生異常，導(dǎo)致區(qū)內(nèi)石炭系、二疊系、三疊系地層缺失明顯。

礦區(qū)位于黃柏嶺復(fù)背斜的次級(jí)北貢向斜與云嶺—昌橋向斜的交接部位，區(qū)內(nèi)地層總體呈單斜構(gòu)造產(chǎn)出。斷裂構(gòu)造主要有NE向和NW向2組，其中NE向斷裂為江南深斷裂的次級(jí)斷裂，共3條，貫穿全區(qū)，與地層走向一致，傾角較緩，多為層間斷裂破碎帶；NW向斷裂構(gòu)造走向基本垂直地層走向，傾角較陡，多屬平移壓扭性斷裂構(gòu)造，往往切割早期NE向斷層；NW向斷裂多數(shù)分布于礦區(qū)東北部，西南部?jī)H見有幾條規(guī)模較大的NW向斷裂。

礦區(qū)巖漿巖較發(fā)育，主要為南部的深成侵入花崗閃長(zhǎng)巖體——云嶺巖體，北部見有少量侏羅系中酸性火山巖分布。云嶺巖體呈NNE向階梯狀分布，向北逐步抬升，強(qiáng)度、規(guī)模均呈減弱趨勢(shì)。侏羅系火山巖巖性為灰黑色、淺棕色安山質(zhì)熔凝灰?guī)r。另外，在管嶺金及硫鐵礦礦點(diǎn)的深部見有NW向閃長(zhǎng)玢巖脈與花崗斑巖脈分布。

區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)早期以硫鐵礦為主，后期則以金礦為主、兼顧硫鐵礦，另在礦區(qū)西南發(fā)現(xiàn)有小型褐鐵礦脈。

2.2 地質(zhì)特征分區(qū)性

根據(jù)礦區(qū)地層、構(gòu)造、巖漿巖展布特征，可將礦區(qū)劃分為南、中、北3個(gè)地質(zhì)特色區(qū)間(圖1），三者劃分界線分別為NE向鹽官斷裂(F10）、管嶺斷裂(F9），兩斷裂兩側(cè)地層錯(cuò)距較大，南區(qū)、北區(qū)均明顯向NW向錯(cuò)動(dòng)。

南區(qū):出露地層由西北向東南依次為志留系(高家邊組、墳頭組、茅山組)、泥盆系(五通組)、石炭系(黃龍組)及上覆二疊系(棲霞組），地層走向NE，傾角較緩，泥盆系粉砂巖層常倒置于石炭系灰?guī)r和二疊系炭質(zhì)頁巖之上。構(gòu)造以擠壓引起的NE向?qū)娱g破碎帶(黃龍組灰?guī)r與五通組石英砂巖之間)和逆斷層(灰?guī)r中部地段)為主，見有2條規(guī)模較大的NW向平移斷裂。南側(cè)花崗閃長(zhǎng)巖體規(guī)模較大，明顯向西北凸起，對(duì)北部巖層作用較強(qiáng)。

中區(qū):出露地層以泥盆系五通組石英砂巖為主，南側(cè)見少量黃龍組灰?guī)r層；巖層走向?yàn)镹E向，產(chǎn)狀較陡。斷裂構(gòu)造不發(fā)育，見有NE向黃龍組灰?guī)r與五通組石英砂巖之間的層間破碎帶和五通組內(nèi)部滑覆帶，東南部灰?guī)r尖端部位見有五通組石英砂巖覆蓋。南側(cè)花崗閃長(zhǎng)巖體體分布連續(xù)，向北凸出程度不大，故其對(duì)地層的擠壓破壞作用亦不強(qiáng)。

北區(qū):出露地層有五通組石英砂巖、黃龍組灰?guī)r及棲霞組瀝青灰?guī)r層，灰?guī)r與砂巖之間發(fā)育有較大規(guī)模的構(gòu)造破碎帶，其間具明顯的酸性熱液蝕變組合(硅化、粘土化、絹云母化、黃鐵礦化、綠泥石化等)；灰?guī)r上部及出露尖端粘土層中具較強(qiáng)褐鐵礦化，局部鐵錳質(zhì)分布較多，可能與后期火山作用有關(guān)；另外，在灰?guī)r上部覆蓋有厚度較大(一般大于4m)的灰白色隱晶至細(xì)晶質(zhì)硅質(zhì)巖層，可能為五通組底部厚層石英巖受巖漿熱作用所致。區(qū)內(nèi)以NW向構(gòu)造為主，發(fā)育有多組NW向平移斷層，錯(cuò)距大小不等，錯(cuò)動(dòng)方向也不盡相同。該區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖體分布范圍明顯減少，多為第四系地層覆蓋，僅在礦區(qū)最北端見有少量花崗閃長(zhǎng)巖體與火山碎屑熔巖相伴生，深部見有閃長(zhǎng)玢巖脈分布。

2.3 礦床分區(qū)分布特征

礦區(qū)現(xiàn)已探明礦床主要分布于南、北兩區(qū)內(nèi)(圖2），其中以北區(qū)成礦條件較好、礦床規(guī)模較大，為礦區(qū)主要找礦靶區(qū)。

北區(qū):硫鐵礦體大多賦存于石炭系黃龍組灰?guī)r與志留系砂巖接觸的斷裂破碎帶內(nèi)，在灰?guī)r內(nèi)部的NE向斷裂破碎帶內(nèi)也有高品位硫鐵礦體賦存。礦區(qū)北部金礦體主要有2種賦存方式，一種是賦存于地表褐鐵礦中的“鐵帽型”金礦體，另一種是賦存于石炭系黃龍組灰?guī)r上部與上覆泥盆系五通組之間的高嶺土層中；另外，在灰?guī)r與下部茅山組砂巖接觸破碎帶內(nèi)深部也有Au礦化分布。

南區(qū):硫鐵礦見于巖體外接觸帶外圍黃龍組灰?guī)r與五通組砂泥巖交界的層間破碎帶內(nèi)及其下部的五通組內(nèi)部層間破碎帶內(nèi)，厚度、品位均低于北部礦體。南區(qū)金礦主要見于NW斷裂帶附近灰?guī)r內(nèi)部斷裂破碎帶上部的紅化粘土層及巖體破碎帶內(nèi)，以粘土型礦化為主。在礦區(qū)西南角的泥盆系五通組石英砂巖層內(nèi)見有一透鏡狀褐鐵礦體，厚度、延深均不大，可能為同沉積鐵礦體氧化所致。

3 礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造演化

礦區(qū)位于下?lián)P子陸塊大相之被動(dòng)陸緣的北部，下?lián)P子被動(dòng)陸緣在經(jīng)歷了晉寧期基底形成、澄江—加里東期蓋層沉積兩階段后，由于受到西太平洋板塊與歐亞板塊相互俯沖碰撞的影響，在海西—印支期形成了一系列NE向褶皺坳陷盆地，在其中沉積了泥盆系下統(tǒng)、石炭系、二疊系、三疊系下統(tǒng)等地層；印支期末，兩板塊進(jìn)一步碰撞導(dǎo)致江南深斷裂以北地區(qū)地殼持續(xù)抬升，沉積層遭受了大范圍風(fēng)化剝蝕，在江南深斷裂南側(cè)則以擠壓褶皺作用為主。礦區(qū)即位于抬升區(qū)與擠壓褶皺交接地段的云嶺—昌橋坳陷內(nèi)，其北側(cè)地層抬升明顯，有北貢背斜構(gòu)造產(chǎn)出，背斜軸部有奧陶系、寒武系甚至震旦系地層出露，而其南側(cè)則以志留系地層為主。

中生代燕山期下?lián)P子陸緣構(gòu)造、巖漿活動(dòng)頻繁，不僅使早期NE向斷裂活動(dòng)進(jìn)一步加強(qiáng)，而且后期還形成了較多NW向橫向平移斷層；期間巖漿活動(dòng)也與兩期斷裂構(gòu)造的活動(dòng)有關(guān)，早期的埃達(dá)克質(zhì)巖漿沿NE向褶皺軸部底劈上侵，形成花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖深成侵入巖體；中期由于江南深斷裂北部地層的進(jìn)一步抬升，加之東南板塊碰撞作用的持續(xù)進(jìn)行，致使沿江一帶地層由塑性的擠壓變形升級(jí)為剛性的斷塊升降，形成一系列NW向平移斷層；晚期借助NW向斷裂的空間有大量酸性巖漿巖(包括火山巖和深、淺成相侵入巖)發(fā)育。礦區(qū)位于云嶺花崗閃長(zhǎng)巖體的北側(cè)接觸內(nèi)，區(qū)內(nèi)地層層序的紊亂與該區(qū)巖體的侵入關(guān)系密切，黃龍組、棲霞組灰?guī)r地層鍥入泥盆系石英砂巖地層即與花崗閃長(zhǎng)巖體上侵時(shí)對(duì)圍巖產(chǎn)生的擠壓作用有關(guān)；而礦區(qū)大量分布的NW向橫向平移斷層及與之相對(duì)應(yīng)的火山作用和淺成相侵入作用則與燕山晚期板塊俯沖碰撞加強(qiáng)有關(guān)；后期在構(gòu)造巖漿作用形成的斷陷盆地中沉積了厚層的陸緣碎屑巖，以砂巖、含礫砂巖為主，并含有大量的火山碎屑。

綜上所述，礦區(qū)中生代地質(zhì)構(gòu)造演化可以分為以下5個(gè)階段：①NE向坳陷的形成及兩側(cè)地層相對(duì)抬升階段；②花崗閃長(zhǎng)巖體侵入及對(duì)圍巖擠壓階段；③NW向斷裂形成及地層、巖體的錯(cuò)移階段；④火山巖及淺成相侵入巖沿NW向斷裂的噴發(fā)侵入階段；⑤火山斷陷盆地形成及沉積物堆積階段。與礦區(qū)金及硫鐵礦成礦作用密切相關(guān)的為②、③、④等3個(gè)階段，其中②、③階段以提供貯礦空間為主，④階段為主要成礦階段。

4 礦區(qū)礦床形成機(jī)制及成礦模式

區(qū)內(nèi)礦種以硫鐵礦為主，次為金礦，有益伴生元素有Ag及少量Cu、Pb、Zn等。金礦及伴生銀礦雖與硫鐵礦的分布有一定的相關(guān)性，但并不是所有地段的硫鐵礦都伴生有Au、Ag礦產(chǎn)，只是在北區(qū)火山巖、淺成侵入巖分布地段及南區(qū)鹽官斷裂附近才同時(shí)存在，局部地段Au含量可以達(dá)到工業(yè)品位要求；礦區(qū)北部灰?guī)r與砂巖交界部位及鍥狀灰?guī)r層上的褐鐵礦化粘土層中有鐵帽型和火山熱液型金礦體產(chǎn)出，其中前者金含量較高而后者規(guī)模較大。由此可以認(rèn)為礦區(qū)硫鐵礦與Au、Ag礦產(chǎn)并不是同期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物，其中以硫鐵礦形成較早，可能與花崗閃長(zhǎng)巖侵入作用形成的期后熱液成礦作用有關(guān)，在黃龍組灰?guī)r與五通組接觸的構(gòu)造破碎帶廣泛發(fā)育的硅化、絹云母化、綠泥石化、綠石化及灰?guī)r上部的厚層高嶺土化等酸性蝕變?yōu)槠渫诋a(chǎn)物；而Au、Ag礦化則可能與后期沿NW向斷裂帶進(jìn)行的火山活動(dòng)有關(guān)，是火山活動(dòng)后期高溫酸性含金氯絡(luò)合物熱液沿鍥狀石灰?guī)r層尖端部位的構(gòu)造破碎帶遷移時(shí)因外部條件變化引起的，其在礦區(qū)硫鐵礦較發(fā)育地段運(yùn)移時(shí)逐漸轉(zhuǎn)化為低溫含金硫絡(luò)合物，分布于鹽官斷裂帶南端的泉水中含有大量的鹽鹵水即是最好的證明，泉水點(diǎn)周邊巖石中也有明顯的金異常帶分布，局部可達(dá)工業(yè)利用要求。

根據(jù)上述硫鐵礦及金、銀礦形成的時(shí)間和成礦作用的不同，結(jié)合現(xiàn)有的探礦成果資料，本次對(duì)二類礦種的成礦機(jī)制進(jìn)行了初步分析。分析認(rèn)為，在早期花崗閃長(zhǎng)巖體底劈上侵后期的熱液中含有大量的Fe2+、S-離子，隨著熱液遷移的同時(shí)其溫度壓力快速下降，離子溶解度明顯降低，并在碳酸鹽巖的中和作用下，導(dǎo)致硫鐵礦沉淀析出于巖體附近的碳酸鹽巖層內(nèi)部或周圍砂泥質(zhì)石破碎帶內(nèi)，形成2種類型產(chǎn)出的硫鐵礦體。隨后形成的NW向斷裂不僅將硫鐵礦體錯(cuò)開成數(shù)段，并使前期較為貫通的NE向?qū)娱g破碎帶不連貫，導(dǎo)致后期含金火山熱液的運(yùn)移受阻，形成2個(gè)方向上的熱液運(yùn)移路徑，其中一路沿著鍥形灰?guī)r上部及尖端部位破碎帶運(yùn)移，活動(dòng)空間相對(duì)較大，運(yùn)移距離較遠(yuǎn)，由于其屬于氧化環(huán)境，當(dāng)溶液與碳酸鹽巖中和時(shí)，溶液中的金幾乎全部與反應(yīng)沉淀物〔氫氧化鐵絮凝物〕產(chǎn)生共沉淀，溶液中絕大部分或全部的金進(jìn)入膠體(吸附作用)，一部分膠體沿上部硅質(zhì)巖裂隙上移形成鐵帽型金礦，一部分膠體為早期形成的高嶺土吸附，形成層間破碎帶型金礦；另外一路熱液沿灰?guī)r與砂巖界面運(yùn)移，在氧化帶下部通過吸附或還原作用使金沉淀下來，同時(shí)也沉淀其它金屬硫化物，形成黃鐵礦化圍巖蝕變。

礦區(qū)金物質(zhì)主要來源于火山—次火山作用對(duì)其基底含金建造中金的活化汲取，而查區(qū)區(qū)域含金基底可能為青白口系西冷巖組(Qbx)。該巖組金豐度較高，巖性主要為火山碎屑巖和火山熔巖，巖石經(jīng)多期變質(zhì)變形，形成面理化程度不同的千枚、千糜狀片巖，局部出現(xiàn)藍(lán)閃石片巖。

根據(jù)上述對(duì)礦區(qū)硫鐵礦、金礦的成礦機(jī)制分析，結(jié)合礦區(qū)地層、構(gòu)造、巖漿巖分布特征資料，對(duì)礦區(qū)各礦種的形成過程提出相應(yīng)的模式(見圖3)。早期NE向斷裂為花崗閃長(zhǎng)巖體侵入和期后熱液活動(dòng)提供了較好路徑，形成以黃鐵礦為主的多金屬硫化物礦產(chǎn)，而后期NW向平移斷裂為火山活動(dòng)和熱液遷移的主要通道，與Au、Ag等貴金屬礦產(chǎn)密切相關(guān)。

5 結(jié)論

（1）區(qū)域地質(zhì)和礦區(qū)地質(zhì)特征明顯受中生代板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的控制，無論是地層的交錯(cuò)、構(gòu)造系統(tǒng)的形成和巖漿巖系列的分布等都與之有關(guān)，并對(duì)區(qū)域成礦過程具較強(qiáng)的控制作用。

（2）礦區(qū)具明顯地質(zhì)特征分區(qū)性，分區(qū)現(xiàn)象的形成與板塊碰撞作用引起的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)(褶皺、斷裂作用)、巖漿活動(dòng)(侵入、噴發(fā))密切相關(guān)，同時(shí)也導(dǎo)致不同區(qū)間內(nèi)成礦作用的強(qiáng)弱不均和礦種分布的不均一。

（3）根據(jù)礦區(qū)地層穿插、構(gòu)造錯(cuò)動(dòng)及巖漿活動(dòng)期次等特征，將礦區(qū)中生代地質(zhì)演化過程分為5個(gè)階段，即蓋層擠壓褶皺及不均衡升降階段、埃達(dá)克質(zhì)巖漿侵入階段、斷塊作用及橫向平移階段、火山及次火山作用階段、白堊系砂礫巖沉積階段等。

（4）礦區(qū)成礦作用與巖漿活動(dòng)密切相關(guān)，硫鐵礦、金礦的形成具有明顯不同期性，其中前者與早期花崗閃長(zhǎng)巖體的侵入作用有關(guān)，而后者與晚期火山、次火山作用有成因上的聯(lián)系，故可將二者的成因類型確定為中低溫?zé)嵋盒秃椭懈邷鼗鹕綗嵋盒?；同時(shí)，金成礦作用也與后期淺部的氧化—還原作用有關(guān)。