安徽宣城地區(qū)礦床成礦模型的構(gòu)建及找礦方向

孫明明，杜建國，吳禮彬，趙先超，王利民，陳靜靜，高曙光

（安徽省地質(zhì)調(diào)查院，安徽合肥 230001）

0 引言

宣城地區(qū)位于長江中下游成礦帶北東部的南東翼，隸屬于宣城成礦亞帶[1]。長江中下游地區(qū)以往的礦床科學(xué)研究主要以主帶——沿江成礦亞帶為主線，重點(diǎn)探討馬蕪、廬樅、銅陵、池州、安慶等礦集區(qū)內(nèi)的成巖成礦作用和成礦規(guī)律，對宣城地區(qū)礦床成礦規(guī)律的剖析相對較為薄弱[2～8]。隨著茶亭大型斑巖型銅金礦床的發(fā)現(xiàn)，該區(qū)已成為長江中下游地區(qū)新的礦集區(qū)，逐漸引起了地勘單位、院校及科研機(jī)構(gòu)的重視，開展了部分科學(xué)研究及已知礦床深部及周邊的礦產(chǎn)資源調(diào)查工作。宣城地區(qū)目前已經(jīng)完成的礦床地質(zhì)科學(xué)研究工作，主要是點(diǎn)上的研究成果，涉及礦床成礦地質(zhì)特征、成礦時代、成巖成礦作用等方面，尚未整合分析并建立區(qū)域性的礦床成礦模型。

本文基于“中國礦產(chǎn)地質(zhì)志·安徽卷”項目的研究成果，以宣城地區(qū)內(nèi)生礦床為研究對象，對其區(qū)域成礦規(guī)律進(jìn)行研究總結(jié)，首次構(gòu)建了該區(qū)的區(qū)域礦床成礦模型，并基于此提出了宣城地區(qū)重要礦產(chǎn)資源的找礦突破方向。

1 成礦地質(zhì)背景

宣城地區(qū)大地構(gòu)造位置位于長江斷裂與周王斷裂之間，屬下?lián)P子被動陸緣北東部隆坳褶斷帶的組成部分，與南（陵）-宣（城）-廣（德）中生代坳陷帶基本一致，南與東至-涇縣斷褶帶、寧國-太平褶斷帶相鄰[9]。印支期后區(qū)內(nèi)斷裂、褶皺構(gòu)造、推覆構(gòu)造十分發(fā)育，北東-北北東向、北西向兩組近等距相間斷裂構(gòu)造控制了本區(qū)的構(gòu)造格局（圖1），近東西向周王斷裂帶是區(qū)域性控盆控礦邊界斷裂[10～12]。北東向江南斷裂和北北東向績溪斷裂帶、寧國墩斷裂帶（虎-月斷裂）對本區(qū)構(gòu)造巖漿活動影響明顯，斷裂帶具長期多期次強(qiáng)烈活動的特點(diǎn)，不僅形成了坳陷盆地內(nèi)的九連山、敬亭山、麻姑山三條推覆構(gòu)造隆起帶，對侵入巖的形成、侵位和空間分布具有明顯的制約作用，而且其次級斷裂對多金屬成礦提供了就位空間?？氐V構(gòu)造主要有推覆構(gòu)造隆起帶及其內(nèi)部和基底（包括坳陷邊緣隆起）發(fā)育的褶皺、斷裂構(gòu)造及斷裂破碎帶、斷裂裂隙、層間破碎帶、層間滑脫面、平行不整合面、褶曲轉(zhuǎn)折端構(gòu)造等，為賦礦的有利空間。與成礦有關(guān)的沉積巖地層主要為：泥盆系上統(tǒng)—石炭系上統(tǒng)石英（粉）砂巖-白云質(zhì)灰?guī)r-灰?guī)r組合，二疊系灰?guī)r-硅質(zhì)巖-砂巖組合，三疊系下統(tǒng)灰?guī)r-鈣質(zhì)頁巖組合。控礦侵入巖建造為燕山中晚期（早白堊世）花崗閃長斑巖-石英閃長（玢）巖-花崗巖-花崗斑巖組合，與內(nèi)生礦床成礦關(guān)系密切[13]。

圖1 安徽宣城成礦亞帶礦產(chǎn)地質(zhì)簡圖Figure 1. Mineral and geological map of the Xuancheng metallogenic subzone, Anhui Province

2 礦產(chǎn)資源概況

宣城地區(qū)內(nèi)生作用形成的礦產(chǎn)資源有22種，主要為銅、金、銀、硒、鎘、錸、螢石、硅灰石、硫鐵礦、方解石等，共有礦產(chǎn)地31處，包括大型3處、中型5處、小型9處、礦點(diǎn)14 處（表1）。鉬、鎢、金、銀、鉑、鈀、鋨、硒、鎘、錸等無獨(dú)立礦產(chǎn)地，一般為銅、硫礦床的共伴生礦產(chǎn)；透輝石亦無獨(dú)立礦產(chǎn)地，為硅灰石礦的共生礦產(chǎn)。

表1 宣城地區(qū)內(nèi)生型礦床及礦產(chǎn)地統(tǒng)計表Table 1. Statistics of endogenetic deposits and ore fields in the Xuancheng area

續(xù)表1

3 礦床類型及其成礦地質(zhì)特征

宣城地區(qū)內(nèi)生礦床的礦床類型有8 類（表2），主要為矽卡巖型（包括接觸式、層控式、復(fù)控式三個亞類）、斑巖型、巖漿熱液型、火山-潛火山氣液型、接觸變質(zhì)型和沉積熱液疊改型礦床。

3.1 矽卡巖型礦床

礦床產(chǎn)于麻姑山、九連山推覆構(gòu)造隆起帶中，位于推覆界面之上。礦體賦存于燕山中期花崗閃長斑（玢）巖、輝石閃長巖、石英閃長斑巖與碳酸鹽巖地層接觸帶中，受層間/層內(nèi)滑脫構(gòu)造、侵入接觸帶構(gòu)造控制，規(guī)?？蛇_(dá)中型。成礦地層主要為石炭系黃龍組、船山組、二疊系棲霞組，少數(shù)為二疊系孤峰組和龍?zhí)督M。石炭—二疊系碳酸鹽巖與泥盆系砂頁巖界面構(gòu)成礦體的主要容礦空間，侵入體與上述地層侵入接觸界面為次要容礦空間。形成的礦種主要為銅、鉬礦，次為硫鐵礦，共生、伴生有鐵、鎢、金、銀、鉛、鋅、鉑、鈀、鋨、硒、錸、鎘等。

3.2 斑巖型礦床

該類礦床僅有1處礦產(chǎn)地，即宣城市茶亭銅（金）礦床，規(guī)模為大型。礦床位于九連山推覆構(gòu)造隆起帶北西側(cè)，產(chǎn)于推覆界面之下的石英閃長玢巖、閃長玢巖、花崗閃長斑巖內(nèi)，巖體圍巖為石炭系—二疊系碳酸鹽巖。

3.3 巖漿熱液型礦床

巖漿熱液型礦床主要為產(chǎn)于燕山晚期花崗巖、鉀長花崗巖、花崗閃長斑巖體內(nèi)及其與早石炭世高驪山組、中二疊世棲霞組、孤峰組和早白堊世廣德組接觸帶附近的螢石礦，受斷裂構(gòu)造控制，礦體與圍巖界限清晰。該類礦床受區(qū)域上的推覆構(gòu)造影響較小，主要分布在盆地南部的東亭-廟西-白茅嶺褶皺隆起帶內(nèi)。此外，在九連山推覆構(gòu)造隆起帶中，燕山晚期花崗斑巖與晚石炭世黃龍組、船山組接觸帶附近，有鉛鋅礦產(chǎn)出。

表2 宣城地區(qū)內(nèi)生型礦床類型劃分一覽表Table 2. Classification of endogenetic deposits in the Xuancheng area

3.4 火山-潛火山氣液型礦床

礦床分布在盆地南部的東亭-廟西-白茅嶺褶皺隆起帶北東段北西側(cè)，礦體呈似層狀產(chǎn)于燕山晚期石英閃長玢巖體外接觸帶的早白堊世龍王山組火山碎屑巖中，受斷裂構(gòu)造控制。

3.5 接觸變質(zhì)型礦床

接觸變質(zhì)型均與燕山晚期酸性侵入體的接觸熱變質(zhì)作用有關(guān)，分布于東亭-廟西-白茅嶺褶皺隆起帶內(nèi)，包括：賦存于燕山期花崗閃長斑巖與中上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M含煤碎屑巖地層接觸帶中的石墨礦，賦存于花崗閃長斑巖與石炭系黃龍組、船山組接觸帶中的方解石礦，花崗巖與中二疊統(tǒng)棲霞組接觸帶中的硅灰石、透輝石礦。

3.6 沉積熱液疊改型礦床

該類礦床為產(chǎn)于下石炭統(tǒng)高驪山組上部的錳礦床，分布于九連山推覆構(gòu)造隆起帶及東亭-廟西-白茅嶺褶皺隆起帶內(nèi)，受制于高驪山組與上石炭統(tǒng)黃龍組間的層間滑脫構(gòu)造，為早石炭世通過生物化學(xué)沉積作用形成的錳礦胚層，在燕山晚期受巖漿熱液疊加改造而形成的礦床，控礦侵入體為閃長玢巖。

4 礦床時空分布規(guī)律

區(qū)內(nèi)中部麻姑山、北西部馬山埠-貍橋一帶的內(nèi)生礦床均形成于燕山中期，具體為斑巖型礦床形成于133.8～137.8Ma[14～17]、矽卡巖型礦床形成于133.4～138.8Ma[18～20]、火山-潛火山氣液型礦床為131Ma 左右。區(qū)域南東部東亭—廟西—白茅嶺一帶內(nèi)生礦床均屬燕山晚期的產(chǎn)物，姚家塔螢石礦賦礦侵入體的成巖年齡為127.2Ma，白茅嶺螢石礦成礦地層之一廣德組粗面巖年齡為128.1Ma，接觸變質(zhì)型礦床成礦侵入體廟西、昆山巖體年齡為126.1Ma。

內(nèi)生礦床圍繞侵入體分布，除葉臘石礦外，均處于基底褶皺隆起帶內(nèi)。矽卡巖型礦床和巖漿熱液型鉛鋅礦分布于中部麻姑山和北西部馬山埠-貍橋一帶，斑巖型礦床位于馬山埠-貍橋隆起北東段的北西部，巖漿熱液型螢石礦則位于南東部東亭-廟西-白茅嶺一帶，接觸變質(zhì)型礦床集中于廟西花崗巖體和昆山閃長巖體周邊。

5 成礦控制條件

5.1 沉積地層對成礦的控制作用

與成礦有關(guān)的層位，主要為石炭系—二疊系碳酸鹽巖，上泥盆統(tǒng)—下石炭統(tǒng)五通群砂頁巖建造與其上部石炭系—二疊系組成的巖石建造組合和巖性界面、Si/Ca界面、層間構(gòu)造界面是成礦的有利位置。

5.2 構(gòu)造對成礦的控制作用

5.2.1 推覆構(gòu)造形成演化與成礦

在宣城地區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的主要金屬礦多產(chǎn)于推覆構(gòu)造系統(tǒng)中的“異地系統(tǒng)”的推覆體內(nèi)，僅茶亭斑巖型銅礦產(chǎn)于“原地系統(tǒng)”中，在宣南廣盆地內(nèi)出現(xiàn)的九連山、敬亭山和麻姑山三個北東向“隆起帶”，經(jīng)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和勘查工作表明其屬于推覆體，三個推覆體呈北東向展布，九連山推覆體屬茅山推覆體構(gòu)造的一部分，規(guī)模較大，其中產(chǎn)出的礦床也較多，有貍橋銅鉬礦、銅山銅礦、長山鉛鋅礦、馬尾山硫鐵礦等；麻姑山銅礦也產(chǎn)于麻姑山推覆體之中。

區(qū)內(nèi)推覆體構(gòu)造存在多期活動：一是印支期，區(qū)內(nèi)處于揚(yáng)子陸塊北緣前陸帶反向沖斷帶位置，沿茅山東部斷裂、江南斷裂等形成自南東向北西的多條推覆構(gòu)造帶；二是燕山期（晚侏羅—早白堊世）區(qū)域處于擠壓—伸展構(gòu)造環(huán)境，伴有規(guī)模較強(qiáng)的巖漿活動，形成有關(guān)金屬礦產(chǎn)；三是晚白堊世出現(xiàn)強(qiáng)烈的陸內(nèi)伸展裂陷活動，形成沉積地層厚達(dá)2000m以上的“紅盆”；四是喜馬拉雅早期的推覆構(gòu)造活動，繼承了早期推覆構(gòu)造、裂陷盆地邊界，再次出現(xiàn)南東向推覆構(gòu)造，使九連山、敬亭山、麻姑山三個推覆體逆掩于白堊紀(jì)紅層之上。

5.2.2 盆地基底與成礦

通過區(qū)域地質(zhì)、地球物理、礦產(chǎn)勘查等資料，結(jié)合“異地系統(tǒng)”的構(gòu)造控礦特點(diǎn)綜合分析，盆地基底構(gòu)造主要為北東向、北西向和近東西向，且控制盆地形成演化及有關(guān)成礦作用。宣南廣中生代盆地在總體呈東西向展布的背景下，區(qū)內(nèi)三個北東向推覆構(gòu)造形成的隆起帶和產(chǎn)于其中的巖漿-成礦帶，以及次級坳陷中心均呈北東向，證明了盆地基底北東向基底構(gòu)造屬區(qū)內(nèi)重要控巖控礦構(gòu)造。區(qū)內(nèi)近東西向的周王斷裂主要屬控盆構(gòu)造，對盆地基底中構(gòu)造-巖漿-成礦作用具有重要影響，但是其在盆地基底中與燕山期巖漿-成礦作用的關(guān)系尚需深入研究。

區(qū)內(nèi)產(chǎn)于九連山、麻姑山推覆構(gòu)造隆起帶中的礦床屬基底成礦作用的體現(xiàn)。產(chǎn)于其中的礦床主要受北東向和北西向構(gòu)造控制，礦床、礦體總體呈北東向展布，在北東與北西向構(gòu)造交匯部位是巖漿成礦作用中心位置，盆地基底和邊緣隆起中發(fā)育的北東向、北西向構(gòu)造對燕山期成礦具有重要控制作用。

茶亭斑巖型銅金礦床位于九連山推覆體前緣的南陵次級盆地南東側(cè)邊緣隆起區(qū)，屬區(qū)內(nèi)多重推覆構(gòu)造的原地系統(tǒng)，在礦床上部尚見有早白堊世中分村組火山巖和白堊紀(jì)紅層覆蓋，成礦有關(guān)的石英閃長（玢）巖長軸方向?yàn)楸睎|向，其形成年齡（133.8～137.8Ma）與推覆構(gòu)造隆起中的巖體年齡（133.4～138.8Ma）基本一致，表明本區(qū)總體成巖成礦受北東向構(gòu)造控制，進(jìn)一步證明盆地三個推覆構(gòu)造隆起帶的礦床屬基底成礦系統(tǒng)的一部分，掩埋在中新生代“紅層”之下推覆體的“根帶系統(tǒng)”是值得探索的重要找礦遠(yuǎn)景區(qū)。

5.3 巖漿活動與成礦

宣城地區(qū)內(nèi)生礦產(chǎn)的形成主要與燕山中晚期巖漿活動有關(guān)。區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，在盆地蓋層產(chǎn)有早白堊世中分村組中酸性英安質(zhì)火山巖，以火山碎屑為主，夾有熔巖，鉆孔揭露盆地基底發(fā)育中酸性侵入巖，盆地之上的推覆體／復(fù)背斜構(gòu)造中也廣泛出露有中酸性侵入巖類，主要巖石類型有石英閃長（玢）巖、花崗閃長（斑）巖、輝石閃長巖等。在東段的郎溪—廣德一帶的盆地邊緣出露有堿長花崗巖、花崗閃長巖等。區(qū)內(nèi)茶亭斑巖型銅金礦主要產(chǎn)于盆地基底，礦體產(chǎn)于石英閃長（玢）巖體或隱爆角礫巖筒中；矽卡巖型銅鉬礦和巖漿熱液型鉛鋅礦礦床產(chǎn)于花崗閃長巖類侵入體與石炭紀(jì)碳酸鹽巖接觸帶部位，或是圍巖地層層間構(gòu)造中。

北部宣城礦集區(qū)內(nèi)控礦侵入體屬燕山中期石英閃長玢巖-花崗巖-花崗斑巖組合，屬殼?；旌闲停ㄡＴ礊橹鳎┾}堿性系列巖石[16,18]，與斑巖型、矽卡巖型、巖漿熱液型礦床關(guān)系密切。其中石英閃長玢巖銅、鉬含量比正常的中酸性侵入巖的平均含量高1倍左右，經(jīng)分異作用形成富含成礦物質(zhì)的巖漿期后熱液，為成礦提供了主要的物質(zhì)來源。

南部郎溪廣德一帶控礦侵入體屬燕山晚期殼幔混合型鈣堿性—堿性花崗閃長斑巖-花崗巖組合，與巖漿熱液型螢石礦和變成型硅灰石、透輝石、石墨礦關(guān)系密切。

早白堊世龍王山火山旋回末期，有與橄欖安粗巖系火山-潛火山氣液成礦作用有關(guān)的葉臘石礦產(chǎn)出。

6 區(qū)域礦床成礦模型

區(qū)內(nèi)的內(nèi)生礦產(chǎn)以斑巖型、矽卡巖型和巖漿熱液型礦化為特征，礦床（點(diǎn)）數(shù)量不多，但規(guī)模較大，以茶亭、貍橋、麻姑山等地礦化相對集中。無論在推覆體內(nèi)還是在原地系統(tǒng)中的礦床，其形成多與花崗閃長巖類小侵入體有關(guān)，成巖成礦作用發(fā)生的時代相近。礦化多圍繞侵入體或其附近發(fā)育，受侵入接觸帶構(gòu)造及與之復(fù)合的斷裂、裂隙和有利巖層組合中的層間裂隙（破碎）帶控制，礦體呈似層狀、透鏡狀、脈狀、鞍狀等。區(qū)內(nèi)產(chǎn)于推覆構(gòu)造隆起帶和原地系統(tǒng)中的礦床都屬統(tǒng)一成礦系統(tǒng)形成，因此構(gòu)成了統(tǒng)一的成礦模型（圖2）。

7 找礦方向

宣城地區(qū)因茶亭斑巖型銅金礦、長山鉛鋅銀礦的發(fā)現(xiàn)，已上升為一新的礦集區(qū)。帶內(nèi)主要優(yōu)勢礦產(chǎn)為銅、金、鎢、鉬、鉛鋅、硫等，主要礦床類型為斑巖型、矽卡巖型和熱液型。由于區(qū)內(nèi)大部分為中新生代盆地和推覆體覆蓋（典型的“三下”地區(qū)），找礦難度較大，近年隨著宣城茶亭斑巖型銅金礦的發(fā)現(xiàn)，該區(qū)找礦又成為省內(nèi)的重點(diǎn)地區(qū)，也顯示了區(qū)內(nèi)具有較好的成礦遠(yuǎn)景。

圖2 宣城地區(qū)礦床成礦模型示意圖Figure 2. Schematic diagram of ore-forming model for the Xuancheng area

（1）盆地邊緣隆起是區(qū)內(nèi)具有成礦潛力的地區(qū)。在茅山-九連山推覆體的前緣（西側(cè)）的南陵盆地的東緣，中新生代覆蓋層較薄，屬盆地邊緣隆起區(qū)（屬“原地系統(tǒng)”），宣城茶亭銅金礦即產(chǎn)于此。區(qū)內(nèi)重、磁異常也呈北東向帶狀分布，與區(qū)域總體構(gòu)造線一致，經(jīng)對部分異常驗(yàn)證也發(fā)現(xiàn)了隱爆角礫巖和鉛鋅礦，證實(shí)在南陵盆地東部邊緣具有較大的找礦潛力，下步應(yīng)在擴(kuò)大茶亭銅金礦找礦范圍的同時，通過綜合類比，選擇重磁異常進(jìn)行查證，實(shí)現(xiàn)該區(qū)找礦新進(jìn)展。

（2）推覆體的“根帶系統(tǒng)”成礦遠(yuǎn)景應(yīng)重點(diǎn)探索。前人發(fā)現(xiàn)的矽卡巖型銅、鎢、鉬、硫等主要產(chǎn)于九連山、麻姑山推覆體之上，業(yè)已證明區(qū)內(nèi)主要成礦時代在推覆構(gòu)造定型之前，其“根帶系統(tǒng)”（原地）部分被中新生代地層深覆蓋，成礦前景不明，下步應(yīng)根據(jù)區(qū)內(nèi)的地球物理資料，對覆蓋較薄的地段進(jìn)行探索。

（3）“三稀礦產(chǎn)”與鈾礦應(yīng)繼續(xù)探索。宣城成礦亞帶的東段廣德地區(qū)，在盆地邊緣隆起區(qū)出露有規(guī)模較大的堿長花崗巖和花崗閃長巖巖體，巖體具有螢石礦化、鈾礦化以及稀土和稀有金屬礦化，下步應(yīng)開展專項調(diào)查，評價區(qū)內(nèi)稀土、稀有金屬礦產(chǎn)和鈾礦成礦潛力。

8 結(jié)論

（1）宣城地區(qū)礦床類型以斑巖型矽卡巖型銅鉬硫礦、斑巖型銅金礦、巖漿熱液型銀鉛鋅螢石礦、接觸變質(zhì)型硅灰石-方解石礦為主。矽卡巖型礦床主要賦存于五通群、石炭系、二疊系中發(fā)育的Si/Ca 界面中；斑巖型礦床主要產(chǎn)于巖體中發(fā)育的隱爆角礫巖筒構(gòu)造中；巖漿熱液型礦床主要產(chǎn)于巖體與圍巖接觸帶內(nèi)的斷裂構(gòu)造內(nèi)；接觸變質(zhì)型礦床主要發(fā)育于石炭系、二疊系與巖體接觸帶中。

（2）礦床主要產(chǎn)出于燕山中晚期中酸性侵入體接觸帶附近，與殼?；煸葱透哜涒}堿性侵入巖有關(guān)的礦產(chǎn)有銅、金、硫、鉬、鎢、鐵、錳、方解石等；與殼?；旌闲外}堿性—堿性侵入巖有關(guān)的礦產(chǎn)有螢石、硅灰石、透輝石、石墨等；與橄欖安粗巖系火山-潛火山巖有關(guān)的礦產(chǎn)資源為葉臘石。

（3）麻姑山、九連山推覆構(gòu)造隆起帶中的礦床（異地系統(tǒng)）與推覆界面以下的礦床（原地系統(tǒng)），成巖成礦時代及成巖成礦作用近于一致，表明區(qū)內(nèi)推覆構(gòu)造格局應(yīng)最終定型于喜馬拉雅期。

（4）找礦實(shí)踐表明，盆地邊緣隆起區(qū)內(nèi)的推覆體及其下部，均具有找礦前景。