安徽南陵縣呂山金礦的成礦研究

石中計(jì)

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘察局三一二地質(zhì)隊(duì)，安徽 蚌埠 233000）

安徽南陵縣呂山存在大量金礦，研究成礦原因?qū)τ诘V床地質(zhì)、找礦方向?qū)τ谖磥淼恼业V工作有重要意義。綜上所述，本文針對(duì)安徽南陵縣呂山金礦的成礦問題進(jìn)行研究。

1 成礦地質(zhì)背景

安徽南陵縣處于安徽省的東南區(qū)域，在青陽、周王、水東的南面，江南深部斷裂西北部，江南的東方。呂山金礦的北方區(qū)域接壤宣南紅層盆地，西方區(qū)域存在大量的青陽等巖體[1]。

東西向青陽—水東斷裂和江南東北深斷裂控制了該區(qū)域。東至涇縣礦化帶位于南坡-安徽-浙江-江心坡大別山對(duì)面，屬菱形斷塊構(gòu)造[3]。東西向兩組基底均出現(xiàn)一系列亞菱形大斷裂。涇縣東段的成礦帶由3個(gè)類金剛石塊體組成，如圖1所示：

圖1 類金剛石塊體

這一地區(qū)的斷層構(gòu)造很發(fā)達(dá)，斷層構(gòu)造活動(dòng)分為印支期、燕山期和喜馬拉雅期三個(gè)階段。其中印支期是褶皺活動(dòng)的主要表現(xiàn)，而燕山期代表的是巖漿運(yùn)行，并伴有斷層差異運(yùn)動(dòng)。這一時(shí)期，以喜瑪拉雅期地殼起伏為主要原因，沿長(zhǎng)江深斷裂帶南北向發(fā)展。黃白林復(fù)合背斜內(nèi)斷層以北部東向縱向斷層為主，發(fā)育了西北橫向斷層、北北東向斷層和東西向斜斷層，控制了區(qū)內(nèi)地層分布。斷層和沿著地層的分離帶。印支斷層為主，燕山期有新活動(dòng)。在江蘇的松山、太湖、蕪湖等地找到了中生代形成的低角度逆沖斷層[e]。震旦系和白堊系是中生代推覆構(gòu)造的主體。構(gòu)造的主體具有較強(qiáng)的容納性，既可以儲(chǔ)存大體積的層狀巖體，又可以包含煤層巖石。下石炭系頁巖、上二疊系煤層巖、中三疊中統(tǒng)膏（鹽）層，是理想的彈性潤(rùn)滑層。各層巖石強(qiáng)度差異很大，且易滑。

推覆型韌性剪切帶在金礦形成中的作用已引起了地質(zhì)專家和學(xué)者的關(guān)注。對(duì)金成礦的控制因素進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其構(gòu)造力狀態(tài)與金成礦類型、產(chǎn)狀有密切關(guān)系。在高壓剪切帶中，金主要以微浸金形式存在于黃鐵礦和毒砂中。控制呂山金礦床礦的推覆帶是在志留系高加地組和中-上奧陶統(tǒng)、中-下奧陶統(tǒng)、紅花園組之間形成的。采場(chǎng)分布、礦體擴(kuò)展及礦體擴(kuò)展均受嚴(yán)格控制。

2 礦床地質(zhì)

2.1 地層

礦體內(nèi)出露地層主要為寒武系—志留系，僅北端晚古生代零星出露。顯露出來的沉積地層主要是志留系下統(tǒng)至奧陶系下統(tǒng)，以及上部二疊紀(jì)宣南形成，其中奧陶系中上統(tǒng)較差，下石炭系因斷層缺失較多，肉眼只能看見少量并且半徑小的鉆孔。巖體的類型主要為深灰色的厚灰?guī)r、白云巖、灰綠色中細(xì)砂巖、灰黑色中細(xì)砂巖、碳質(zhì)中細(xì)砂巖、石英中細(xì)砂巖、頁巖中細(xì)砂巖、灰黑色中細(xì)砂巖、黑千粒砂巖、紫紅色中細(xì)砂巖、鈣紅色中細(xì)砂巖、灰黑色隧道巖層；隧道灰?guī)r、瀝青灰?guī)r等。

2.2 構(gòu)造

礦場(chǎng)位于黃柏嶺復(fù)合背斜的東北東南翼。東北次生褶皺密集排列，四條斷層同時(shí)斷裂，形成菱形斷層帶和兩條東西斷層帶。

褶皺軸向東北方450m～500m，向東北方傾斜。中心為下統(tǒng)黃柏嶺組，西北翼以自變系上統(tǒng)宣南組為主；因?yàn)閿鄬与S著時(shí)間推移，在原有的形態(tài)上受到了自然磨損，只能觀察到志留系下統(tǒng)的高家邊組。

礦體內(nèi)斷裂帶發(fā)育，劃分為東北斷裂帶和南部斷裂帶兩大類。位于礦區(qū)北部的F1斷裂帶，自西向西，傾角約為75°，東北斷裂帶為東西近，北北平。斷層兩側(cè)間斷出露花崗閃長(zhǎng)斑巖和交代石英巖。兩種巖石都破碎，并有一定的金礦作用。其多活動(dòng)表現(xiàn)為多方面，控制著花崗閃長(zhǎng)巖斑巖和硅化斷裂的形成與分布。

四級(jí)斷層從東北到西南橫貫礦區(qū)。長(zhǎng)達(dá)3600多米，撞擊程度約為50°，傾角由60°降至75°。巖體破碎具有多期性活動(dòng)特征[4]。F7斷層為后蓋斷層，東南向東，緩傾角10°～135°，控制長(zhǎng)度800多米，局部凹陷。F9斷層為東南部覆蓋斷層，其傾角在5°～30°之間。

2.3 巖漿巖

該區(qū)巖漿巖的特性顯酸性，巖體存在長(zhǎng)斑巖的條紋，經(jīng)過勘測(cè)其絕對(duì)年齡為93.6 Ma。受東北構(gòu)造活動(dòng)控制，大多數(shù)在礦化帶之間。斷裂邊緣花崗閃長(zhǎng)斑巖具有強(qiáng)烈的硅化作用和絹云母作用，部分礦物含量豐富。

2.4 地球物理及地球化學(xué)特征

合計(jì)68個(gè)圈定礦體在呂山礦區(qū)。金礦中總金量為11029.21 kg，平均品位1.07克/噸。呂山礦區(qū)的主礦體為14號(hào)金礦體，次礦體為3號(hào)、1號(hào)礦體，剩余礦體為小礦體。具有長(zhǎng)斑巖的礦化紋路分布不均勻并且礦體的連續(xù)性差，沒有保存完好的較大體積的礦石，呂山內(nèi)部元素如下圖2所示：

圖2 呂山元素背景值

礦體構(gòu)造類型主要分為角礫狀構(gòu)造和浸染狀構(gòu)造。角礫狀構(gòu)造是由含金褐鐵礦和含鐵礦物呈顯微粒狀組成的，硅質(zhì)角礫或其他角礫中浸染或充填有含金硫化物石英的微細(xì)脈形式。礦物因強(qiáng)烈的風(fēng)化作用，多呈土狀。一種由含金硫化物形成的氧化物，以顯微粒狀浸染在瘤狀泥質(zhì)灰?guī)r中。在呂山金礦床中，金礦化變化周期為低溫?zé)嵋浩诤椭袦責(zé)嵋浩趦蓚€(gè)階段。

呂山金礦中金物質(zhì)具有較強(qiáng)的絡(luò)合能力，不但可以與其他巖床上的物質(zhì)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，而且還可以隨著溫度的升高，金本身發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)。在溫度超過250℃時(shí)，金容易與氯發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，隨著金周圍的環(huán)境的溫度不斷升高，金的溶解度會(huì)提高，如果外界環(huán)境巖漿等物質(zhì)通過反應(yīng)生成強(qiáng)氧化劑物質(zhì)時(shí)，金的絡(luò)合物的溶解度就會(huì)保持不變。在酸性環(huán)境下，金的絡(luò)合離子為氯絡(luò)合離子和硫絡(luò)合離子，因此此時(shí)金的溶解度隨著離子的增加而變大。如果金處于堿性環(huán)境時(shí)，溫度與金的溶解度成反比。在250℃，金的溶解度隨壓力的降低而下降。

呂山金礦的形成與金礦本身的地理位置、構(gòu)造形態(tài)、大氣降水分布情況以及不可避免的外界環(huán)境因素具有密不可分的關(guān)系。F9及F1斷層規(guī)模大，運(yùn)動(dòng)活動(dòng)周期多并且強(qiáng)度強(qiáng)，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的反復(fù)運(yùn)動(dòng)，會(huì)形成一個(gè)剪切帶，剪切帶的作用是為巖漿和熱鹵液提供通道。因?yàn)榇送ǖ朗墙?jīng)過長(zhǎng)時(shí)間洗禮形成的，表面具有一層加固加厚的保護(hù)膜，不會(huì)與巖漿和熱鹵液發(fā)生反應(yīng)，也不會(huì)被侵蝕，因此是一個(gè)效果能力較好的通道。巖漿通過通道后，由于流淌在一個(gè)封閉的空間，因此巖漿的溫度會(huì)增加，巖漿溫度增加的溫度差值越大，巖漿滲透速度越快，分別沿著上圖F9、F1移動(dòng)。呂山金礦的主要組成成分容易隨著溫度的升高變質(zhì)被萃取硝化，金被硝化的主要過程為活化→萃取→遷移。含金礦液隨著巖漿移動(dòng)到低氧環(huán)境的時(shí)候，金會(huì)與巖漿溶解隨著巖漿的前移，隨機(jī)地遺留在礦床的表面。巖床上的金物質(zhì)是勘探專家查找金礦的重要線索。當(dāng)含金礦液移動(dòng)到高氧化環(huán)境時(shí)，遇到化學(xué)作用穩(wěn)定的屏蔽層，裂隙和孔隙度大的斷層和角礫巖帶，含金礦液酸度升高，容易使金沉淀。在角礫巖帶次生金礦中，后期的表生作用和大氣降水的溶淋作用也起了一定的作用。

呂山金礦的礦床形成過程中會(huì)形成大量的金元素，主要的形成原因是巖漿的周期運(yùn)動(dòng)、大氣與巖石表面的反應(yīng)和自然外界因素的催化。經(jīng)過大量的勘測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算和勘測(cè)記錄表明，礦床的斷裂層越多，巖石的活動(dòng)越劇烈。巖石的劇烈活動(dòng)一方面使礦床的表面形成一條通道，這就有助于巖漿的侵入，另一方面有利于礦床結(jié)構(gòu)的形成。侵入礦床的巖漿為礦床和部分礦石提供了熱源，巖漿流經(jīng)巖石過程中與大氣反應(yīng)，大氣催化巖漿反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生一定量的含礦鹵水，巖漿不斷升溫，流向巖石斷層。

含礦熱鹵水在含礦熱鹵水中逐漸積聚，在低氮的環(huán)境下發(fā)生氧化反應(yīng)，巖漿本身的酸性提高，將礦床中的金元素與其他物質(zhì)分離沉淀，形成兩個(gè)區(qū)域。巖漿在流淌過程中會(huì)溶解金礦中的金元素，減少金礦的含金量。

3 找礦方向

成型的呂山金礦具有大面積的北東、東西方向的基地?cái)鄬雍土庑螖鄬?，因此勘測(cè)人員將金礦的形態(tài)、基地以及礦石本身的特性作為尋找呂山金礦的線索，進(jìn)行金礦的尋找。

目前呂山金礦的礦體賦存標(biāo)高的標(biāo)準(zhǔn)范圍為-7m～+158 m，礦體的井眼控制在+90 m范圍內(nèi)，由于南陵縣的部分地勢(shì)特殊，也有少量的礦體井眼的半徑為-106.8 m。尋找呂山金礦的研究目前停留在礦體巖石的氧化礦體的控制上，相對(duì)于0.6km～1.0 km成礦深度而言，仍有較大的找礦空間。Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ區(qū)的劃分目的是區(qū)分呂山金礦礦體不同階段的空間位置的特征，根據(jù)不同區(qū)域的分析，與Ⅰ區(qū)域礦體的空間特征越相似，則此礦體是呂山金礦的可能性越大。

在找到具有特征的礦點(diǎn)后，通過測(cè)量礦體不同階段以及區(qū)域的一系列特征數(shù)據(jù)，進(jìn)行礦體的結(jié)構(gòu)分析，構(gòu)造出一個(gè)金礦的示意圖，可以簡(jiǎn)化礦山查找的一系列可省略的過程，加快尋找礦山的速度。