凹山礦田馬山藍(lán)輝銅礦床成因及找礦方向探討

謝祖軍，周學(xué)斐，岳德銀

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局322地質(zhì)隊， 安徽馬鞍山 243000）

0 引言

寧蕪火山巖盆地以玢巖式鐵礦而著稱，20世紀(jì)90年代之前，銅金礦以小型及礦點居多，當(dāng)時認(rèn)為該區(qū)為繼承式火山盆地，金活化轉(zhuǎn)移距離長，較上疊式火山巖盆礦化差，找金前景不大[1]，后將該區(qū)周邊的江蘇溧水、銅井金礦，劃分為與大陸拉伸斷裂堿性火山—次火山巖侵入巖（中淺成）有關(guān)的淺成熱液型金礦床缺乏活化轉(zhuǎn)移和富集等成因類型。近期勘查陸續(xù)有新的發(fā)現(xiàn)，但所顯示銅金礦成因類型卻各不一樣，成因類型較為復(fù)雜。周濤發(fā)等[2]從凹山礦田銅金礦與A型花崗巖有關(guān)的氧化物-銅-金（鈾）礦床成礦系統(tǒng)銅礦進(jìn)行系統(tǒng)研究，預(yù)示本區(qū)銅金礦的找礦潛力，馬蕪鐵銅金整裝勘查區(qū)內(nèi)規(guī)模礦床依然不多，馬山硫鐵礦為亞洲最大的硫鐵礦床，以往工作組合樣中局部發(fā)現(xiàn)銅礦體，最近，在馬山硫鐵礦選礦試驗樣品系統(tǒng)采樣中發(fā)現(xiàn)厚大的藍(lán)輝銅礦工業(yè)礦體，通過藍(lán)輝銅礦等指示礦物的發(fā)現(xiàn)和研究，不僅對礦田勘查意義重大，而且有利于探索斑巖型與淺成熱液型礦的關(guān)系。本文試圖通過分析礦體特征，探討礦床成因，進(jìn)而提出找礦方向。

1 成礦地質(zhì)背景

本區(qū)大地構(gòu)造背景為環(huán)太平成礦帶外帶所控制。屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺下?lián)P子臺坳沿江拱斷褶帶的NE端，為NNE向狹長形中生代斷陷盆地，面積約1600km2。盆地基底在原構(gòu)造變形的基礎(chǔ)上，從晚侏羅紀(jì)到早白堊紀(jì)經(jīng)歷了多旋回的火山、巖漿活動，為成礦提供了得天獨厚的條件。背斜軸部和斷裂帶成為巖漿活動帶，兩組斷裂交匯處控制了巖漿噴發(fā)中心和大中型礦床的分布。

區(qū)域地層可分為火山基底地層巖系和火山巖系，兩者為不整合接觸?；讓酉涤扇B系和早、中侏羅系組成；火山巖系由晚侏羅系至早、中白堊系火山巖組成。

寧蕪盆地褶皺構(gòu)造形成于印支晚期一燕山早期[3]。構(gòu)造的主體是鳳凰山一姑山復(fù)背斜，其西毗鄰寧蕪復(fù)向斜。復(fù)背斜又由多個短軸復(fù)背斜組成，它們均是成礦有利構(gòu)造。馬山藍(lán)輝銅礦處于火山隆起帶，尖山火山穹窿內(nèi)。斷裂構(gòu)造也十分發(fā)育，主要為燕山晚期所繼承的一系列NNE向、NNW向和斜交斷裂。兩組斷裂互相切割，具有規(guī)模大、切割深的特點，并組成“菱形斷塊、格狀格局”的構(gòu)造格架。寧蕪地區(qū)火山機(jī)構(gòu)，由于后期的破壞和第四系覆蓋，大多發(fā)育不完整，多為破火山口。相對較為完整的只有娘娘山。姑山、凹山、梅山等破火山口，其火山錐體仍大致存在；姑山、凹山等環(huán)狀、放射狀裂隙系統(tǒng)仍保留較好；火山管道大多已被巖體及礦體充填。因此，火山中心及其環(huán)狀、放射狀裂隙系統(tǒng)是很好的容漿、容礦構(gòu)造，并以此為中心形成礦床的“成群、配套、三層樓”產(chǎn)出特征。

本區(qū)巖漿巖均為燕山晚期晚侏羅—早白堊紀(jì)產(chǎn)物[4]。中生代是我國中東部巖漿活動的活躍期。從航磁異常上延和CR法、CSAMT剖面測量結(jié)果推測，寧蕪地區(qū)深部存在一個巨大的中一基性閃長類侵入巖（巖漿房），其中心位置位于江蘇陸郎鎮(zhèn)一帶，向上中心逐漸位移到霍里南，并分離出霍里、鐘姑、蕪湖北三大巖體。與四次火山噴發(fā)相對應(yīng)的巖漿侵入活動最少有四期。第一期在龍王山旋回晚期，主要為中基性的輝石閃長巖類，與鐵礦關(guān)系密切；第二期在大王山旋回晚階段，主要為中性一中偏酸性的 閃長巖類，分布較廣，是寧蕪地區(qū)主成礦期；第三期在姑山旋回末，主要為中酸性一酸性的石英閃長巖一花崗巖類，與鐵礦成礦無關(guān)系，但與銅、金礦關(guān)系 較密切；第四期在娘娘山旋回之后，為酸性一堿性巖類的霞石正長巖，與金銅成礦有一定的關(guān)系。其后多為脈巖產(chǎn)出。

2 礦體特征

2.1 礦體分布特征

尖山鐵、硫礦床以硫鐵礦為主要礦產(chǎn)，與其共生主要為鐵銅（金）是僅次于硫鐵礦的重要礦產(chǎn)。

硫鐵礦主要賦存在角礫安山巖、碎裂安山巖、安山巖、角礫閃長玢巖及閃長玢巖中；磁鐵礦與赤鐵礦主要賦存在“尖山角礫巖筒”中，最新發(fā)現(xiàn)的藍(lán)輝銅礦（Cu81+Cu2+S5）礦體主要賦存L2號硫鐵礦之中，其次分布在L1號硫鐵礦體、閃長玢巖之中。

藍(lán)輝銅礦體走向為22°，傾向北西，傾角0～15度，最陡43°，礦體賦存標(biāo)高+9.63～-409.59m，礦體賦存于角礫安山巖，角礫閃長玢巖、碎裂安山巖及安山巖中。礦體厚度5～59.95m,其中，ZK5+05號孔（見圖1）單層厚度達(dá)59.95m，Cu平均品位0.93%，單孔累計厚度73.84m,其中工業(yè)礦體61.45m。

2.2 礦石質(zhì)量特征

馬山礦床主要發(fā)育藍(lán)輝銅礦、銅藍(lán)、輝銅礦，尖山礦床則還有少量發(fā)育斑銅礦、黃銅礦。硫鐵礦礦石中礦石礦物為黃鐵礦、藍(lán)輝銅礦、銅藍(lán)、輝銅礦、磁鐵礦、赤鐵礦褐鐵礦少量，黃銅礦少而分布不勻。脈石礦物主要來自巖石本身以長石、高嶺石、絹云母、石英為主，次要礦物有黑云母、綠泥石、角閃石、輝石、透閃石、電氣石等。磷灰石、金紅石、鈦鐵礦、石膏等都較少。 氟一般含量稍偏高，平均0.067。

圖1 尖山(馬山)5+線地質(zhì)剖面Fig.1 Jianshan (Mashan) line 5+ profile

目前本礦床發(fā)現(xiàn)的銅礦主要礦石類型為黃鐵礦藍(lán)輝銅礦礦石，黃鐵礦（白色）呈半自形晶鑲嵌狀結(jié)構(gòu)、不等粒壓碎結(jié)構(gòu)，藍(lán)輝銅礦（藍(lán)色）生于黃鐵礦晶體間隙或充填在微裂隙中，藍(lán)輝銅礦（藍(lán)色）為膠結(jié)物（見圖2）。藍(lán)輝銅礦（藍(lán)色）經(jīng)濃硝酸浸蝕顯示晶體形態(tài)及界線，呈微粒狀結(jié)構(gòu)，微粒狀黃鐵礦（白色）被藍(lán)輝銅礦包裹并交代構(gòu)成包含結(jié)構(gòu)和交代浸蝕結(jié)構(gòu)(見圖3)

圖2 黃鐵礦藍(lán)輝銅礦礦石，×25Fig.2 Pyrite and digenite ore，×25

圖3 黃鐵礦藍(lán)輝銅礦礦石，×25Fig.3 Pyrite and digenite ore， × 25

2.3 蝕變礦物特征

圍巖蝕變強(qiáng)烈而普遍。礦區(qū)范圍內(nèi)的熱液蝕變，時間順序上與鄰近的凹山鐵礦、南山鐵礦、向山硫鐵礦相似。區(qū)內(nèi)圍巖蝕變分為兩類，即火山巖中的次生石英巖化與閃長玢巖中的青磐巖化。

次生石英巖化廣泛分布于各類火山巖中，蝕變礦物組合主要為：石英、絹云母、高嶺石，次為明礬石、綠泥石、綠簾石、碳酸鹽及少量電氣石、黑云母、透輝石、氯黃晶等。與本類蝕變關(guān)系密切的礦化有黃鐵礦化、鏡鐵礦化等。

青磐巖化見于閃長玢巖侵入體中，蝕變礦物組合主要為鈉長石、陽起石、綠泥石、綠簾石、磷灰石等。屬閃長玢巖的自變質(zhì)氣成-高溫?zé)嵋弘A段的產(chǎn)物。與之關(guān)系密切的礦化為磁鐵礦化。

藍(lán)輝銅+銅藍(lán)礦主要分布于明礬石化-地開石化-硅化帶，藍(lán)輝銅礦的產(chǎn)出與明礬石化關(guān)系最為密切。

3 礦床成因探討

切割上地幔的區(qū)域深斷裂，是產(chǎn)生寧蕪地區(qū)玢巖型鐵礦的富鐵安山質(zhì)巖漿的前提，為形成鐵礦提供物質(zhì)來源。“隱爆”的通道勾通了深部的礦液，成了成礦流體的通道。成礦流體在上升途中溫度、壓力、ph-Eh值的變化，在溫度高時首先沉淀了，隨著鐵礦的形成成礦熱液溫度在不斷下降，當(dāng)熱液繼續(xù)上升到上覆大王山組層位中，由于“隱爆”引起的破碎使得層間破碎裂隙十分豐富，這為成礦熱液提供了有利的成礦空間，此時熱液溫度繼續(xù)下降，當(dāng)ph-Eh值等物理化學(xué)條件適合則黃鐵礦沉淀下來，這也說明了大部分黃鐵礦沉淀在角礫安山巖中，其產(chǎn)狀與角礫安山巖、碎裂安山巖、安山巖的形態(tài)與產(chǎn)狀近似的原因。

前人研究認(rèn)為福建省紫金山藍(lán)輝銅礦屬于淺成中低溫?zé)嵋撼梢騕5]，但二元銅硫化物研究顯示其可能是次火山成礦條 件下多期次熱液交代原生硫化物的產(chǎn)物[6]。從上述光片鑒定得到的各種礦物形成的先后 順序來看,馬山硫鐵銅礦床內(nèi)的銅藍(lán)、藍(lán)輝銅礦似乎也并非主要由次生富集和氧化作用形成,而可能是由蝕變產(chǎn)生的酸性含銅、硫成礦流體對原生硫化物(如黃銅 礦、斑銅礦、黃鐵礦等)進(jìn)行交代所形成的產(chǎn)物。次火山成礦條件下多期次熱液活動與本區(qū)域A型花崗巖有關(guān)的氧化物-銅-金（鈾）礦床成礦系統(tǒng)有關(guān)[2]。本礦區(qū)南部揭露到石英二長巖，與相鄰的南京市江寧區(qū)大平山已發(fā)現(xiàn)斑巖型銅礦，成礦地質(zhì)背景、礦物組合與本礦床類似。

4 下一步找礦方向

在凹山礦田外圍及寧蕪火山巖盆地內(nèi)，在火山機(jī)構(gòu)周邊的構(gòu)造交匯部位，查找同化混染花崗巖類雜巖體，利用蝕變礦物測試確定蝕變分帶，利用明礬石測溫示蹤流體，最終確定有利靶區(qū)。向山硫鐵礦位于礦 田的中心位置，NW和NE及次級裂隙發(fā)育，周圍有明礬石礦、高嶺土（地開石）礦床分布，周邊火山巖絹云母、硅化等蝕變強(qiáng)烈，多個礦床鉆探已揭露花崗閃長斑巖，在隱爆角礫巖中發(fā)現(xiàn)有銅藍(lán)、綠松石等礦化（因充填交代黃鐵礦藍(lán)輝銅礦在本區(qū)一直被忽視），綜合以上信息認(rèn)為馬山、向山硫鐵礦均具有很好的找礦前景。

江蘇省南京市江寧區(qū)大平山和尖山（馬山）銅礦床均處于火山隆起帶，大平山為斑巖型銅礦床其成礦母巖為石英二長巖，本礦床南部ZK1408號孔揭露到石英二長巖，由于當(dāng)時勘查主要針對鐵硫，一直認(rèn)為花崗巖類巖體是破壞鐵硫礦體的，因此對該巖體揭露較少，對其含礦性也未做測試分析。綜合上述，通過類比福建紫金銅金礦床、江蘇南京市江寧區(qū)大平山斑巖型銅礦并結(jié)合凹山礦田成礦地質(zhì)體特征，認(rèn)為本礦床深部具有尋找斑巖銅金礦的潛力。