廬江縣柏樹園銅礦地質(zhì)特征及找礦方向探討

曹杰玲，劉杰

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局327地質(zhì)隊， 安徽合肥 230011）

0 引言

廬江縣柏樹園銅礦是位于廬樅火山巖盆地中偏北部的一處小型銅礦，于2004年發(fā)現(xiàn)，近年隨著礦山生產(chǎn)巷道工程和生產(chǎn)勘探工程的揭露，礦體規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大。本文對該礦床地質(zhì)特征及礦床成因進(jìn)行了研究，為礦山生產(chǎn)工作及該區(qū)找礦工作提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

礦區(qū)成礦條件較好，位于郯廬斷裂帶東側(cè)，廬樅火山巖盆地的中偏北部。廬樅火山巖盆地為斷陷式火山巖盆地，位于揚(yáng)子板塊的西北側(cè)邊緣，形成于中生代，是長江中下游重要的成礦帶。

區(qū)域內(nèi)地層大致可以分為基地地層和火山巖兩部分，下部基底沉積巖地層主要有:三疊系中統(tǒng)銅頭尖組的碳酸鹽巖建造和紅色砂頁巖建造；三疊系上統(tǒng)拉犁尖組的含煤砂頁巖建造；侏羅系下統(tǒng)磨山組的砂礫巖建造及侏羅系中統(tǒng)羅嶺組的碎屑巖建造。上部火山巖地層主要有龍門院組、磚橋組、雙廟組及浮山組。其中龍門院組巖性主要為角閃粗安巖、角礫凝灰?guī)r、熔結(jié)凝灰?guī)r；磚橋組巖性主要為粗安巖、粗安質(zhì)角礫熔巖、沉凝灰?guī)r，夾沉積赤鐵礦層；雙廟組主要分布于區(qū)域的西南部，巖性主要為復(fù)屑凝灰角礫巖、玄武質(zhì)角礫熔巖、粗玄巖、粗面巖等；浮山組僅在區(qū)域南部零星出露，巖性主要為晶屑凝灰?guī)r、集塊角礫巖、粗面玄武巖及玄武粗安巖。上部火山巖與下部基地地層呈角度不整合接觸關(guān)系。

區(qū)域內(nèi)斷層構(gòu)造發(fā)育較好，褶皺構(gòu)造比較少見，總體不甚發(fā)育，火山機(jī)構(gòu)和次火山巖侵入隆起構(gòu)造在局部地帶比較發(fā)育?；鹕綆r和侵入巖在區(qū)域內(nèi)出露較多，分布廣泛，總體十分發(fā)育。區(qū)內(nèi)巖石蝕變較為普遍，總體比較強(qiáng)烈，蝕變種類比較多，相互之間期次不同，多處可見相互改造和疊加的現(xiàn)象，與礦床的形成具有密切關(guān)系，多成正相關(guān)關(guān)系。區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)豐富，柏樹園礦區(qū)周邊已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了石門庵銅礦、田橋銅礦、廬南銅礦、井邊銅礦等多個銅礦床。區(qū)域地質(zhì)情況見圖1。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)大部分地區(qū)為第四系覆蓋，出露的地層較為單一，主要為早白堊系磚橋組火山巖，磚橋組共分為三個巖性段，礦區(qū)內(nèi)主要為第三巖性段和第二巖性段，第二巖性段主要分布于礦區(qū)東北角，巖性主要由凝灰角礫巖、粉砂巖、凝灰熔巖、粗安質(zhì)凝灰?guī)r等組成；第三巖性段在礦區(qū)分布較為廣泛，幾乎覆蓋本區(qū)，巖性主要由粗安質(zhì)角礫熔巖、含礫黑云母粗安巖、粗安質(zhì)沉凝灰角礫巖、凝灰質(zhì)粉砂巖、中粗斑云輝粗安巖、黑云母粗安巖等組成，詳見見圖2、表1。

2.2 構(gòu) 造

圖1 柏樹園地區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 Regional geological map of the Baishuyuan area

區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主，其次為地層單斜構(gòu)造(見圖2)。斷裂構(gòu)造是礦區(qū)最重要的構(gòu)造，與礦化蝕變帶的分布、成因關(guān)系十分密切，為礦區(qū)的主要控礦構(gòu)造。

礦區(qū)共見有斷層五條，編號分別為F1～F5，各斷層特征如下：

2.2.1 F1斷層

分布于礦區(qū)北西部，地表未見出露，長約300m，為巷道、鉆孔所揭露。該斷層走向與區(qū)域斷裂構(gòu)造走向較為接近，為近南北向，傾向88°左右，傾角較大，約73°。斷層形跡清晰，發(fā)育2.5～4.3m寬的礦化蝕變破碎帶,構(gòu)造角礫巖較發(fā)育，斷面有些地段粗糙,有些地段平整光滑，其性質(zhì)呈張扭性。斷層帶內(nèi)及其兩側(cè)巖石具黃銅礦化、鏡鐵礦化、黃鐵礦化、高嶺石化、硅化等。Ⅱ號銅礦體賦存于其中。

圖2 柏樹園礦區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.2 Geological sketch of the Baishuyuan mineral area

2.2.2 F2斷層

分布于礦區(qū)中部，由0線、4線、6線、11線、10線6條勘探線控制，主要為鉆孔所揭露，其中4線、6線、11線、10線出露地表，斷層形跡清晰，長約950m。斷層走向為近南北向，傾向88°左右，傾角73°左右，局部較陡，達(dá)85°。斷層帶內(nèi)及其兩側(cè)巖石具黃銅礦化、鏡鐵礦化、黃鐵礦化、高嶺石化、硅化等。Ⅲ號銅礦體賦存于其中。

2.2.3 F3斷層

分布于礦區(qū)西北角，被第四系覆蓋，為巷道、鉆孔所揭露，長約320m。斷層走向為17°左右，傾向107°左右，傾角64°～68°。斷層帶內(nèi)及其兩側(cè)巖石具黃銅礦化、鏡鐵礦化、黃鐵礦化、高嶺石化、硅化等。Ⅰ號銅礦體賦存于其中。

表1 礦區(qū)地層簡表Table1 Stratigraphy in the Baishuyuan mineral area

2.2.4 F4斷層

分布于礦區(qū)最北部，地表未見出露，為推測斷層。本次在1線北施工了鉆孔ZK002對Ⅱ號、Ⅲ號兩礦體（即斷層F3、F4）沿走向進(jìn)行追索控制，但鉆孔中僅見到一段構(gòu)造角礫巖，依據(jù)其特征推測應(yīng)為斷層F3向北的延伸，但其位置向東有較大偏移，故推測其應(yīng)為后期斷層破壞，該斷層位于1線與2線之間，編號為F6。

2.2.5 F5斷層

位于柏樹園西南的山坡上，走向325°，長約280m，斷裂帶寬約2～4m，壓扭性，斷裂帶內(nèi)具高嶺石化，在斷裂帶兩側(cè)有地開石礦體出露。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)噴出巖極為發(fā)育，上述磚橋組均為噴出巖組成。礦區(qū)內(nèi)出露的巖性主要有：粗安巖、粗安質(zhì)角礫凝灰?guī)r、復(fù)屑凝灰?guī)r、粉砂質(zhì)凝灰?guī)r等。

2.4 礦化蝕變

礦區(qū)內(nèi)蝕變較為普遍，蝕變強(qiáng)度不均勻，局部較為強(qiáng)烈，總體具有一定的分帶性，與礦化有關(guān)的蝕變多分布在斷裂構(gòu)造帶內(nèi)部及其附近。蝕變礦物的分布情況大致如下：

高嶺石、地開石：礦區(qū)普遍存在，主要是地表風(fēng)化導(dǎo)致，在斷裂構(gòu)造附近蝕變較強(qiáng)，推測是由于熱液活動引起，在礦區(qū)北部形成了兩個地開石礦體。

黃鐵礦：礦區(qū)普遍存在，多數(shù)應(yīng)為成巖期形成，斷裂帶附近則是由于熱液活動導(dǎo)致的二次富集。

鏡鐵礦、褐鐵礦：主要分布于裂隙面和斷裂帶內(nèi)，推測為后期熱液活動的產(chǎn)物。

綠泥石、綠簾石、碳酸鹽等：主要分布于斷裂帶和裂隙面附近。

通過對礦區(qū)蝕變礦物類型及其分布情況判斷，礦區(qū)蝕變應(yīng)當(dāng)屬于中、低溫?zé)嵋骸獨庖何g變類型。

礦區(qū)內(nèi)的金屬礦化主要為黃銅礦化，其次為斑銅礦、孔雀石、銅藍(lán)等少量含銅礦物，其主要分布于斷裂帶內(nèi)及其附近、裂隙內(nèi)，礦化的強(qiáng)弱不均勻。

3 礦床特征

3.1 礦體分布、形態(tài)、產(chǎn)狀及規(guī)模

礦區(qū)內(nèi)大小銅礦體共3個，自西向東編號依次為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號。銅礦體均賦存在構(gòu)造破碎帶中，呈陡傾斜的脈狀產(chǎn)出，圍巖均為火山熔巖等（見圖3）。

圖2 柏樹園礦區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.2 Geological profile diagram of the Baishuyuan copper deposit area

Ⅰ號銅礦體長205.86m；沿傾向上最大延深91.73m，最小為56m；厚度最大為1.5m，最小為1.1m，一般在1.1～1.5m之間，平均厚度1.25m。礦體賦存在北北東向斷層F5中，呈脈狀產(chǎn)出，總體走向17°左右，傾向南東東，傾角為64°～68°。礦體賦存標(biāo)高為+21～-78m。礦體埋深26～123.52m。圍巖為磚橋組第三巖性段輝石粗安巖，巖石均受構(gòu)造影響，屬構(gòu)造角礫巖。

Ⅱ號銅礦體長251.34m，沿傾向上延深最大為121.63m，最小為121.28m；厚度在1.0～2.5m之間，平均厚度為1.75m。礦體賦存在近南北向斷層F3中，呈脈狀產(chǎn)出，總體走向358°左右，傾向88°左右，傾角73°左右。礦體賦存標(biāo)高為+35m～-82m。礦體埋深35～148.28m。圍巖為磚橋組第三巖性段輝石粗安巖，巖石均受構(gòu)造影響，屬構(gòu)造角礫巖。

Ⅲ號銅礦體長766.95m，沿傾向上延深最大為93.14m，最小為59m；厚度一般在0.83～1.19m之間，僅在4線厚度為0.65m,平均厚度為0.94m。礦體賦存在近南北向斷層F4中，呈脈狀產(chǎn)出，其與Ⅱ號銅礦體基本平行，總體走向358°左右，傾向88°左右，傾角73°～85°。礦體賦存標(biāo)高為+79m～-78m。礦體埋深0～141.98m。圍巖為磚橋組第三巖性段輝石粗安巖，巖石均受構(gòu)造影響，屬構(gòu)造角礫巖。

3.2 礦石質(zhì)量特征

礦石結(jié)構(gòu):黃銅礦、斑銅礦等含銅礦物晶體發(fā)育較差，自形結(jié)構(gòu)很少見到，多數(shù)為他形粒狀結(jié)構(gòu)，其次為半自形粒狀結(jié)構(gòu)，局部可見交代結(jié)構(gòu)、殘余結(jié)構(gòu)和膠狀結(jié)構(gòu)等。偶爾可見極少數(shù)呈包含結(jié)構(gòu)和乳滴狀結(jié)構(gòu)。由此可推測自形結(jié)構(gòu)較少的主要原因應(yīng)當(dāng)是成礦環(huán)境封閉性較差導(dǎo)致。

礦石構(gòu)造：以角礫狀、脈狀和塊狀構(gòu)造為主，其次見有少量礦石構(gòu)造為浸染狀、斑點狀。角礫狀、脈狀和塊狀構(gòu)造礦石應(yīng)為含礦熱（汽）液上侵后形成，浸染狀、斑點狀構(gòu)造礦石為熱液與圍巖發(fā)生交代作用形成或圍巖受熱液活動影響而析出的。

礦石的礦物：礦床中最重要的含銅金屬礦物為黃銅礦，其次為少量斑銅礦，偶見極少量銅藍(lán)，接近地表出可見少量孔雀石。黃銅礦、斑銅礦、銅藍(lán)均為硫化礦石，應(yīng)為熱液活動后形成的原生礦石；孔雀石應(yīng)為硫化礦石后期氧化形成。

脈石礦物：主要為圍巖的組成礦物及其被熱液活動改造后形成的蝕變礦物，以斜長石、石英為主，其次為黃鐵礦、高嶺石、綠泥石、碳酸鹽、石膏等。

3.3 礦石類型和品級

礦石自然類型：按照礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、產(chǎn)出特征，礦石的自然類型分為硅化角礫巖型礦石和含銅石英脈型礦石兩種類型，這兩種類型在各個礦體中均有分布。硅化角礫巖型礦石呈角礫狀構(gòu)造，角礫中礦化微弱，金屬礦物多作為膠結(jié)物分布于礦石中，分布較廣；含銅石英脈型：含銅礦物以細(xì)脈狀形式充填于構(gòu)造破碎帶中，一般銅品位較高。

礦石工業(yè)類型：分為硫化礦石和氧化礦石兩種。氧化礦石僅分布于近地表，量很少，絕大部分為硫化礦石。

3.4 礦體圍巖及夾石

由于礦體均賦存在構(gòu)造破碎帶中，因此礦體圍巖不僅有磚橋組第三巖性段輝石粗安巖，而且有構(gòu)造角礫巖、斷層泥或碎裂巖。圍巖與礦體界線與斷裂帶邊界基本一致，較為清晰。三個礦體中均無夾石。由此可見，圍巖提供成礦物質(zhì)的可能性較小，成礦物質(zhì)主要來自含礦熱液。

4 礦床成因分析

通過對礦區(qū)地質(zhì)特征、圍巖蝕變特征、礦體特征的分析，對礦床成因的認(rèn)識如下：

（1）本礦床的成礦物質(zhì)來自于含礦熱液，該熱液應(yīng)當(dāng)是深部巖漿活動形成；

（2）斷裂構(gòu)造為含礦熱液的上侵提供了通道，在斷裂構(gòu)造內(nèi)相對封閉的位置為礦床的形成提供給了較好的成礦空間；

（3）圍巖起到了較好的屏蔽作用，避免了含礦汽液的外溢，也是礦床形成的關(guān)鍵因素；

（4）推測含礦熱液可能來自礦床深部的母巖或較大的含礦巖體。

（5）柏樹園銅礦床成因類型屬中低溫?zé)嵋撼涮罱淮汀?/p>

5 找礦方向探討

通過對礦區(qū)地質(zhì)特征、圍巖蝕變特征、礦體特征、礦床成因的分析，對本區(qū)找礦方向的認(rèn)識如下：

（1）本礦床為熱液充填交代型礦床，礦區(qū)內(nèi)銅礦體均賦存于磚橋組地層內(nèi)近南北向的斷裂構(gòu)造內(nèi)，所以本區(qū)近南北向的斷裂構(gòu)造是重要的找礦方向。

（2）礦區(qū)控礦斷裂構(gòu)造附近可見大量銅草呈帶狀分布，所以斷裂構(gòu)造附近銅草帶狀分布時，具有重要的找礦指示意義。

（3）本礦床成礦元素來自深部的母巖或較大的含礦巖體提供的含礦熱液，所以近南北向斷裂構(gòu)造深部可能蘊(yùn)藏有規(guī)模較大的銅礦床。