銅陵市荷花山鉛鋅礦隱爆角礫巖地質(zhì)特征及控礦作用探討

王允

（華東冶金地質(zhì)勘查局綜合地質(zhì)大隊，安徽馬鞍山 243000）

0 引言

銅陵市荷花山鉛鋅銀多金屬礦床位于銅陵獅子山銅金礦田和新橋銅硫、金礦田外圍，是在原野雞沖礦體基礎(chǔ)上，自2010年7月申請成為安徽省地質(zhì)勘查基金項目，至2018 年多年的連續(xù)不斷的勘查，進(jìn)一步深入研究表明，礦體主要賦存在三疊系灰?guī)r及白云巖建造中，圍巖破碎，角礫成分復(fù)雜。經(jīng)研究初步認(rèn)為角礫屬于隱爆性質(zhì)。隨著中心相向外緣相過渡，對礦體的賦存規(guī)律有了進(jìn)一步認(rèn)識。目前，已探明儲量為：鉛金屬量41.311×104t，鋅金屬量101.658×104t，為一大型礦床。

1 地質(zhì)概況

礦區(qū)屬于大別造山帶前陸盆地中的次級隆起區(qū)。礦床西部位于銅陵獅子山礦田外圍的南東面，分屬于朱村向斜的兩翼；東部位于本來新橋礦田的外圍。行政上銅陵市義安區(qū)天門鎮(zhèn)管轄。

礦區(qū)內(nèi)分布的主要地層為：三疊系中統(tǒng)銅頭尖組、三疊系中統(tǒng)東馬鞍山組、三疊系下統(tǒng)南陵湖組和和龍山組（如圖1），其中三疊系中統(tǒng)銅頭尖組為內(nèi)陸盆地沉積的紅色砂頁巖及泥質(zhì)粉砂建造，該建造為中-低溫?zé)嵋盒偷亩嘟饘俚V床提供了一個極好的屏蔽層作用；其下部為三疊系中統(tǒng)東馬鞍山組其特點是，海進(jìn)初期海水較淺，之后為封閉的瀉湖相白云質(zhì)灰?guī)r加硬石膏的沉積；東馬鞍山組下部是三疊系下統(tǒng)南陵湖組和和龍山組，淺海-濱海相碳酸巖，脆性大，易破碎，機(jī)械性質(zhì)不均勻，如有隱爆源的存在，極易形成隱爆角礫巖。

圖1 荷花山鉛鋅銀多金屬礦區(qū)地質(zhì)圖Figure 1.Geological map of the Hehuashan Pb-Zn-Ag polymetallic ore district

荷花山礦區(qū)位于順安大斷裂（F1）與黃山北—梅沖大斷裂（F2）兩大斷裂交匯部位（圖1）。朱村向斜的南東翼。

礦區(qū)中除零星出現(xiàn)閃長玢巖脈外，在礦區(qū)周邊出現(xiàn)大量的巖漿巖，分別是烏栗山巖體、馬山巖體、瑤山巖體、外郎坑巖體和古塘沖巖體（如圖2）。是礦區(qū)內(nèi)形成隱爆角礫巖的巖漿巖基礎(chǔ)，是形成隱爆源的基礎(chǔ)。

圖2 荷花山鉛鋅銀多金屬礦周邊巖體分布圖Figure 2.Rock mass distribution around the Hehuashan leadzinc-silver polymetallic deposit

2 隱爆角礫巖的地質(zhì)特征

2.1 形態(tài)特征

隱爆角礫巖平面上呈不規(guī)則狀分布，長不小于2800m，最大寬度不小于1000m，延深不小于1000m，最大厚度不小于800m，角礫巖體總體呈北東走向，并疊加北西向，傾向北西。埋深北西深，其深度-300～-1100m，南東淺，出露于第四系下，僅被第四系所覆蓋。

2.2 角礫巖巖石特征

（1）角礫巖的角礫成分巖性有三疊系中下統(tǒng)各地層，又有二疊系各地層巖石碎塊。大部分為灰?guī)r，也還有砂巖、白云質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)巖等沉積巖成分，還有閃長巖類、輝綠巖和煌斑巖等火成巖碎塊。

（2）角礫的形態(tài)特征：肉眼觀察：灰白、黃灰、灰黑色，角礫狀結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造。巖石裂隙較為發(fā)育，巖石較完整。角礫呈棱角狀、次棱角狀、次圓狀、近圓狀及圓狀等多種形態(tài)，但次棱角狀及次圓狀者數(shù)量居多。角礫大小不一，礫徑2×2～121×62mm 不等。膠結(jié)物大多為原巖成分，另外還有方解石等。角礫總量約占巖石整體的50%～70%。

圖3 荷花山礦區(qū)鉆孔中所見角礫巖相帶圖Figure 3.Breccia facies zone in the drilling hole of the Hehuashan mineral district

鏡下鑒定：方解石有兩種賦存狀態(tài)：一種為原巖中的方解石，為隱晶質(zhì)，被擠壓成條帶，局部形成角礫，角礫的周圍被粒狀方解石交代；另一種為粒狀晶體，粒度大約在0.2～0.5mm 之間，晶體呈團(tuán)塊狀或不規(guī)則條帶狀或網(wǎng)脈狀分布，原巖的角礫之間同時還充填少量的褐色氧化鐵細(xì)脈和石英，石英為他形粒狀晶體，粒度大約在0.01～0.05mm 之間，晶體呈星點狀比較均勻的分布于巖石的角礫之間，為熱液形成的產(chǎn)物。

2.3 角礫巖分帶特征

可能由于結(jié)構(gòu)、成分和隱爆作用強(qiáng)度的差異，隱爆角礫巖沿走向和垂向均具有分帶性。具體可分三個相帶，分別是：外緣相、邊緣相和中心相?，F(xiàn)在展現(xiàn)出的狀態(tài)，由于上部遭受嚴(yán)重剝蝕，水平方向和垂向巖相帶均不完整。平面上缺失外緣相和邊緣相，僅存中心相。但從部分鉆孔中隱爆角礫巖體的出現(xiàn)情況看，在垂向上可以看出三個相帶（如圖3）。

2.3.1 外緣相

成分單一，為三疊系灰?guī)r，發(fā)育大量的“V”字型裂隙，在“V”字型裂隙中發(fā)育大量的方解礦脈（如圖3）。

2.3.2 邊緣相

碎裂結(jié)構(gòu)，網(wǎng)脈狀構(gòu)造，網(wǎng)脈成分主要為：方解礦脈、重晶石脈和鉛鋅礦脈，角礫主要為原地角礫，具可拼性（如圖3），礦區(qū)內(nèi)的野雞沖鉛鋅銀礦體，就發(fā)育于此相中（如圖4）。

圖4 邊緣相中的鉛鋅礦Figure 4.Lead-zinc deposits in marginal facies

2.3.3 中心相

主要呈角礫狀，成分復(fù)雜。有二疊系地層，也有三疊系地層；有沉積巖地層，也有巖漿巖地層。角礫含量約占巖石整體的50%～70%。角礫大小不一，不具可拼性（如圖3）。

3 隱控礦作用探討

3.1 對礦化蝕變的控制

中心相主要蝕變?yōu)椋何炇?、硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、鉀化和重晶石化。邊緣相主要蝕變?yōu)椋何炇?、硅化、碳酸鹽化、綠泥石化。外緣相主要蝕變?yōu)椋汗杌?、碳酸鹽化。荷花山鉛鋅銀礦體就發(fā)育于中心相主要蝕變帶中。

3.2 對鉛鋅礦體及其規(guī)模的控制

首先，外緣相巖含礦氣液的溫度低于成礦溫度，因此往往形成方解石脈。其次，中心相邊部靠近邊緣相易形成厚大富礦體。荷花山鉛鋅礦床的主要礦體就發(fā)育于此位置，以①和⑦號主礦體為例，兩個主礦體位于鉆孔ZK3405 所在位置為中心相的兩側(cè)邊緣（如圖5）。

圖5 鉛鋅礦體與隱曝角礫巖關(guān)系圖Figure 5.Relationship between lead-zinc ore body and cryptoexplosive breccia

①號主礦體是礦區(qū)目前最大礦體，賦存于隱爆角礫巖中心相西北邊緣，賦存標(biāo)高一般在-305～-500m，自西向東逐漸抬升，似是被位于中心相的隱爆角礫巖筒拱起。剖面上呈現(xiàn)兩頭窄，中間寬，平面上呈似“橄欖”狀。礦體延伸303～720m。礦體視厚3.26～40.70m，均厚18.67m。礦體形態(tài)平面上較連續(xù)，剖面上礦體較為復(fù)雜，形態(tài)各異，大小不一，總體呈似層狀。

⑦號主礦體賦存于隱爆角礫巖中心相東南邊緣，僅在34 線ZK3403、ZK3406 兩鉆孔見到該礦體。且ZK3406 號孔連續(xù)見鉛鋅礦16.99m，平均品位鉛+鋅2.85%。目前控制程度低，若進(jìn)一步續(xù)作勘查，可在本地區(qū)找到特大型鉛鋅礦床。

4 礦床成因初步探討

4.1 成礦物質(zhì)來源

主要來源于火成巖，特別是石英二長巖，在本地區(qū)的野雞沖銀鉛鋅礦體中，有些石英二長巖本身就是礦體；其次來源于地層沉積，在多個光片或手標(biāo)本的角礫中發(fā)現(xiàn)沉積特征的斷片狀鉛鋅礦，鉛鋅礦石呈片狀集合體分布于灰?guī)r之間的灰黑色碳酸鹽質(zhì)物質(zhì)中。

4.2 成礦物理化學(xué)條件

（1）巖石化學(xué)特征：荷花山礦區(qū)閃長玢巖和石英閃長巖的成巖年齡分別為133.0±2.1Ma 和130.1±1.7Ma（袁峰2108）。全巖地球化學(xué)分析顯示，荷花山礦區(qū)侵入巖分類表現(xiàn)為SiO2＞56%（56.17%～65.90%），Al2O3≥15%（15.10%～17.22%），MgO＜3%（0.84%～2.22%），Yb＜1.9×10-6（1.35×10-6～1.64×10-6），Y＜18×10-6（11.60×10-6～15.70×10-6），無明顯的Eu 異常等特征（袁峰2108），具有與典型的埃達(dá)克巖相似的特征，微量元素判別圖解表明荷花山礦區(qū)閃長巖類巖漿來源于幔源巖漿和下地殼埃達(dá)克巖漿的混合，是銅陵地區(qū)晚期巖漿巖活動的代表；構(gòu)造判別圖解表明荷花山閃長巖類形成環(huán)境為島弧環(huán)境，其形成與古太平洋板塊的俯沖有關(guān)。

（2）S 同位素：通過金屬硫化物進(jìn)行S 同位素分析、脈石礦物方解石C-H-O 同位素分析和流體包裹體分析得出，閃鋅礦兩種硫同位素值分布（細(xì)粒閃鋅礦δ34S=-7.8‰～+3.3‰；粗粒閃鋅礦δ34S=+4.5‰to+9.7‰），表明其形成于不同的硫源。成礦流體可能主要是大氣降水和盆地鹵水的混合，并且在成礦過程中與白云巖地層發(fā)生反應(yīng)。

4.3 成礦模式

根據(jù)礦床的形態(tài)、礦物組合、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造及礦體分布、含礦層序和賦礦巖性特征初步判斷該礦床屬于與較低溫?zé)嵋河嘘P(guān)的隱爆角礫巖型礦床（類似于密西西比河谷型（MVT）鉛鋅礦床）（見圖6）。

圖6 荷花山鉛鋅銀多金屬礦成礦模式圖Figure 6.Metallogenic model of the Hehuashan Pb-Zn-Ag polymetallic deposit

5 結(jié)論

荷花山鉛鋅礦床屬于隱爆角礫巖型礦床，礦體主要位于中心相與邊緣相之間，靠近邊緣相。中心相未發(fā)現(xiàn)礦體，但卻為成礦提供成礦通道和成礦物質(zhì)的充填交代空間；邊緣相，因成礦空間受限，僅形成小而富的裂隙型礦床（如野雞沖銀鉛鋅礦床）；外緣相到目前為止未發(fā)現(xiàn)礦體，但外緣相一般為致密灰?guī)r或泥質(zhì)砂巖等密閉性好的巖石，為成礦提供相對理想的封閉成礦環(huán)境，是形成大型礦床的不可缺少的成礦因素之一。