安徽池州市牌樓金鉬礦床地質(zhì)特征及成因探討

沈歡喜，胥 飛，楊應(yīng)濤，朱傳海

(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局311地質(zhì)隊，安徽 安慶 246003)

0 引言

牌樓金鉬礦床地處安徽省池州市貴池區(qū)牌樓鎮(zhèn)西側(cè)2 km，礦區(qū)地理坐標范圍：東經(jīng)117°16′15″—117°17′30″，北緯30°20′15″—30°21′30″。區(qū)域上位于安慶—貴池礦集區(qū)南側(cè)，該區(qū)銅、鐵、金、銀、鉬、硫等礦產(chǎn)資源豐富[1]。迄今為止，已發(fā)現(xiàn)有拋刀嶺金礦、銅山銅礦、馬頭銅鉬礦、馬石銅鉬礦、黃山嶺鉛鋅鉬多金屬礦、西山鉬礦和花山銻金礦等大、中型礦床，顯示出良好的成礦條件和找礦前景[2-5]。牌樓金鉬礦區(qū)自20世紀80年代由安徽省地礦局324地質(zhì)隊發(fā)現(xiàn)丁沖銻礦并開展地質(zhì)普查工作以來，已陸續(xù)發(fā)現(xiàn)有金、銀、銅、鉬、鉛鋅、銻等貴金屬、有色金屬礦產(chǎn)資源，但截至目前礦區(qū)金、鉬礦規(guī)模屬小型，銅、鉛鋅、銻屬零星資源①，急需突破。

筆者曾結(jié)合《安徽省東至縣查冊橋—石臺縣小河一帶金多金屬礦成礦作用與成礦規(guī)律研究》專題項目，通過物化探、鉆探工程以及地球同位素等方法，對礦區(qū)地質(zhì)特征、礦體特征、成礦地質(zhì)條件和礦石同位素地球化學(xué)、輝鉬礦Re-Os同位素年代學(xué)進行了研究[6-8]，在此基礎(chǔ)上，本文對池州市牌樓金鉬礦成礦地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征以及礦石特征和蝕變特征進行了總結(jié)，并就礦床成因進行了探討，以期今后對拓展該區(qū)找礦思路和成礦規(guī)律研究提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

牌樓礦區(qū)位于揚子陸塊下?lián)P子前陸帶，區(qū)域成礦條件十分有利，北側(cè)是我國最為著名的長江中下游成礦帶[9-13]，南側(cè)是研究“火熱”的江南過渡帶[14-17]。地層屬揚子地層區(qū)下?lián)P子分區(qū)貴池小區(qū)。區(qū)域上出露地層為南華系—三疊系碎屑巖石建造，其中以志留系碎屑巖類和三疊系碳酸鹽巖石分布最廣；燕山期褶皺發(fā)育，以高坦斷裂為界，北側(cè)見陳塘—灌口向斜及牌樓背斜，南側(cè)為三崗尖—楊美橋背斜，靠近譚山巖體，受巖體侵入影響，形成花邊狀次級褶皺。該區(qū)NE向、NNE向斷裂較發(fā)育，其中NE向斷裂多為區(qū)域性深大斷裂，地層走向同為NE向，NE向斷裂還造成區(qū)內(nèi)部分層位缺失(圖1)。此外，譚山巖體外接觸帶發(fā)育有環(huán)繞巖體的順層拆離/滑覆斷層及放射狀斷層。

區(qū)域上巖漿巖極為發(fā)育，主要出露于高坦斷裂以北、殷匯—張溪斷裂以南的江南前陸反向沖斷帶內(nèi)及其與下?lián)P子坳陷接壤的部位。區(qū)域上有花山巖體、丁沖巖體、九華山巖體、譚山巖體等出露規(guī)模較大的巖體。

根據(jù)周邊的查冊橋、拋刀嶺金礦區(qū)以及兆吉口、黃山嶺鉛鋅多金屬礦區(qū)資料研究顯示，區(qū)域上與成礦密切相關(guān)的巖漿巖主要為燕山早期中酸性石英閃長玢巖、花崗閃長斑巖[3]。通過年代學(xué)研究，該區(qū)與成礦關(guān)系密切巖漿作用主要有兩期，一是燕山中期142～156 Ma[18]；二是燕山晚期125～135 Ma[19]。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)出露地層為志留系淺海相碎屑巖建造，巖性主要有高家邊組粉砂質(zhì)泥巖、墳頭組泥質(zhì)粉砂巖夾細砂巖和茅山組細砂巖，礦化主要與強蝕變的高家邊組和墳頭組關(guān)系密切；礦區(qū)構(gòu)造屬于貴池復(fù)背斜之牌樓背斜，礦區(qū)位于NE至近EW向高坦斷裂帶和NNE向葛公鎮(zhèn)斷裂交匯處，其中高坦斷裂為區(qū)內(nèi)最主要控巖控礦斷裂，該斷裂帶被后期葛公鎮(zhèn)斷裂錯斷。區(qū)內(nèi)燕山期巖漿活動十分強烈，沿背斜軸部自西而東侵入大丁沖、小丁沖及牌樓巖體，在背斜核部小丁沖至牌樓一帶，出露較多的細小巖脈，有花崗閃長巖、花崗閃長斑巖、花崗斑巖、花崗細晶巖等巖脈，巖脈長軸方向與礦區(qū)構(gòu)造線一致，呈NE向(圖2)。通過對含礦巖體的鋯石年代學(xué)研究，認為區(qū)內(nèi)巖體成巖主要有兩期，第一期為燕山早期的閃長巖或花崗閃長斑巖，其加權(quán)平均年齡為(145～148)Ma；第二期巖性為輝石閃長巖，加權(quán)平均年齡為(134.2±1.6)Ma。結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)特征、礦體特征來看，礦區(qū)成礦作用主要與第一期的花崗閃長巖、花崗閃長斑巖密切相關(guān)，可能疊加了后期的熱液萃取作用，使成礦元素進一步富集成礦，尤其是金元素成礦②。

2.2 礦區(qū)地球物理特征

礦區(qū)總體位于布伽重力異常低背景區(qū)，東南部譚山巖體顯示為明顯的低背景區(qū)，高坦斷裂位于NEE向重力梯度帶上。在此背景上，疊加多個局部重力異常，其中牌樓礦區(qū)異常較突出，呈NE向；在1∶5萬航磁異常圖上，高坦斷裂位于NE向正負磁場區(qū)分界的梯度帶上，北側(cè)在負磁場區(qū)背景上，疊加了丁沖(C-82-233)、牌樓(C-88-72)等多個局部異常，主要異常均已證實由巖體引起，且這些巖體均與成礦密切相關(guān)。東南部在正磁場背景下，沿高坦斷裂帶分布多個局部異常，部分異常已發(fā)現(xiàn)有矽卡巖型鉛鋅、磁鐵礦(化)體(圖3)。

2.3 礦區(qū)地球化學(xué)特征

區(qū)內(nèi)1∶5萬水系沉積物測量(據(jù)1∶5萬丁香幅)及基巖地球化學(xué)測量(1∶5萬殷家江幅)圈定出多個組合異常區(qū)，異常元素以Au、As、Ag、Hg、Cu、Sb、Mo為主，多形成三級濃度分帶，伴有W、Cd、Pb、Zn、Bi等元素較強異常，主要異常濃集中心均已發(fā)現(xiàn)金、銅、鉬多金屬礦體，證實異常由金、鉬多金屬礦化引起(圖3)。其中牌樓、馬石兩礦區(qū)對應(yīng)有AR6-AS1、AR7-AS3異常，均呈NE向長橢圓狀，異常面積大，主要異常元素異常強度高，異常與已知礦化緊密相關(guān)。

圖3 牌樓地區(qū)物化探異常剖析圖

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

截至目前，礦區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)金礦體23個①，其中地表有11個，深部隱伏礦體有12個。圈定工業(yè)品位金礦體9個，低品位金礦體14個，地表礦體金的平均品位普遍高于深部隱伏礦。礦體多呈脈狀、透鏡狀，單礦體厚1～4.00 m，長數(shù)十至百米，礦體走向為80°～85°，多傾向南，傾角為160°～185°，個別礦體傾向北，傾角變化較大，地表礦體傾角較陡乃至直立，深部隱伏礦體傾角為15°～30°。Au的品位在1.04×10-6～7.00×10-6之間，部分地表礦體中的Au高達22×10-6。區(qū)內(nèi)金礦體賦存部位主要有兩種(圖2)，一是在強蝕變的花崗閃長(斑)巖、花崗斑巖體上部裂隙發(fā)育處(17個礦體)，二是賦存在與巖體接觸帶的強黃鐵礦化、絹云母化、裂隙發(fā)育的角巖中(5個礦體)，角巖多為志留系墳頭組泥質(zhì)粉砂巖蝕變而成(圖4)，個別金礦體賦存在地表構(gòu)造角礫巖中。

圖4 牌樓金多金屬礦07線剖面圖

礦區(qū)圈定鉬礦工業(yè)礦體7個，礦體呈透鏡狀、脈狀分布在查區(qū)中偏西部，均為隱伏礦體，礦體厚1.5～6.5 m，長400～600 m，傾向延深約300 m，礦體傾向呈NE或NWW向，傾角為25°～40°，鉬礦體與深部隱伏金礦體產(chǎn)狀較為一致，Mo的品位范圍為0.04%～0.13%。鉬礦主要賦存于裂隙發(fā)育的強蝕變大丁沖雜巖體內(nèi)及巖體與圍巖接觸面附近的角巖(化)中，目前發(fā)現(xiàn)的礦體多位于巖體下部或下接觸部位，礦體空間形態(tài)受巖體圍巖接觸產(chǎn)狀控制，礦體長軸方向與接觸帶產(chǎn)狀相近。

圈定銻礦體6個①，單個礦體長20～72 m，厚0.31～1.87 m，金屬礦物為輝銻礦，黃鐵礦次之，Sb的品位范圍為1.32%～4.38%，平均品位為3.34%。銅礦體5個，均為單孔工程控制，見礦垂厚度為2.00～5.46 m，礦體中Cu的品位范圍為0.2%～0.41%。

3.2 礦石特征

金礦石自然類型以黃鐵礦化硅化花崗閃長斑巖型(圖5)、黃鐵礦化硅化花崗細晶巖型及強蝕變含金粉砂質(zhì)泥巖型為主；礦石結(jié)構(gòu)以他形粒狀結(jié)構(gòu)，碎裂結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造以角礫狀、脈狀及網(wǎng)脈狀、塊狀構(gòu)造為主；主要金屬礦物為黃鐵礦，零星可見黃銅礦、磁鐵礦、鈦鐵礦等，次生礦物有孔雀石、藍銅礦、赤褐鐵礦；脈石礦物有長石、石英、角閃石、綠泥石、絹云母等。近礦圍巖具金礦化，金礦體與頂、底板圍巖界線肉眼難以區(qū)別，主要以樣品分析結(jié)果區(qū)分，上、下圍巖含Au多在0.1×10-6～0.85×10-6之間。

鉬礦石自然類型以硅化鉀化花崗閃長巖型、硅化花崗閃長斑巖型、云母角巖型、石英脈型為主(圖5)；礦石結(jié)構(gòu)以自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)為主；礦石構(gòu)造為細脈狀、浸染狀、細脈浸染狀及角礫狀構(gòu)造為主。主要金屬礦物為輝鉬礦，次有黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、黝銅礦、赤鐵礦、雄黃、雌黃、辰砂等；脈石礦物主要有斜長石、鉀長石、石英、黑云母、角閃石、絹云母、石膏、綠泥石等。礦體與頂、底板圍巖界限不清，與礦體接觸部分圍巖中含Mo多在0.01%～0.028%之間。

圖5 牌樓礦區(qū)礦石標本及顯微照片F(xiàn)ig.5 Ore specimens and micrographs in Pailou deposit

銻礦石自然類型以硅化細砂巖型、硅化輝石閃長巖型、石英脈型為主；礦石結(jié)構(gòu)以粒狀結(jié)構(gòu)、變余結(jié)構(gòu)為主；礦石構(gòu)造以斑點狀、細脈狀構(gòu)造為主。礦石主要金屬礦物為輝銻礦，黃鐵礦次之，地表見銻華；脈石礦物石英為主，少量次生方解石、白云石。礦體賦存在中志留系統(tǒng)墳頭組細砂巖NNW向斷裂帶及其刺激構(gòu)造中，與上、下圍巖界限清晰，圍巖中含Sb多小于0.05%。

3.3 蝕變特征

礦區(qū)蝕變較強烈，蝕變類型主要有硅化、絹云母化、鉀化、角巖化、褐(黃)鐵礦化、磁黃鐵礦化，次為綠泥石化、綠簾石化、高嶺土化、碳酸鹽化，局部見石膏化、沸石化、赤鐵礦化。礦區(qū)與成礦有關(guān)的巖體和圍巖蝕變在空間上具有一定的水平及垂向分帶特征，蝕變帶受巖體侵位方向制約，峰緣呈NW—SW傾斜向上。據(jù)其蝕變類型及礦物組合，自巖體深部向淺部、自內(nèi)向外可劃分出4個蝕變帶：① 石英-鉀長石化帶；② 面型石英-絹云母-鉀長石化帶；③ 青磐巖化帶；④ 次生石英巖化帶(圖4)。

石英-鉀長石化帶主要發(fā)育于礦區(qū)深部鉀化花崗閃長巖或黑云母花崗閃長巖外側(cè)，蝕變礦物組合為鉀長石+石英+碳酸鹽礦物(少量)+絹云母(少量)；石英-絹云母-鉀長石化帶，呈面狀，發(fā)育于中深部花崗閃長巖與黑云母花崗閃長巖、花崗閃長斑巖接觸帶附近，為礦區(qū)內(nèi)金、鉬礦主要產(chǎn)出部位，蝕變礦物組合為石英+絹云母+鉀長石(少量)+黏土礦物(少量)+碳酸鹽礦物(少量)；青磐巖化帶發(fā)育淺地表或深部巖體與地層接觸帶外側(cè)，為礦區(qū)鉬礦主要產(chǎn)出部位，蝕變礦物組合為絹云母+碳酸鹽礦物+綠泥石、綠簾石+黏土礦物+黃鐵礦；次生石英巖化帶主要發(fā)育于地表花崗閃長斑巖和花崗閃長巖體內(nèi)，是礦區(qū)地表金礦體產(chǎn)出部位，蝕變礦物組合為石英+黃鐵礦+黏土礦物(圖2)。

3.4 控礦因素

1)地層：礦區(qū)淺部及地表主要為密閉性較好的志留系墳頭組粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，此類泥質(zhì)建造碎屑巖有效地屏蔽了巖漿含礦熱液以及汽水化合物的滲透和向地表擴散。如ZK0701、ZK1101等鉆孔內(nèi)的泥質(zhì)砂巖等已強蝕變，變質(zhì)為黑云母化角巖蓋層，角巖厚度為130～210 m，角巖(化)段內(nèi)網(wǎng)格狀細脈發(fā)育，伴隨有較強輝鉬礦化，形成垂厚度約30 m輝鉬礦化體(圖4)。此外，礦區(qū)淺部北東側(cè)，地表圈出大面積裂隙發(fā)育的硅化破碎帶，類似隱爆角礫巖。這些現(xiàn)象間接證明礦區(qū)地層因素較好地起到了斑巖型礦床的蓋層作用。

2)構(gòu)造：礦區(qū)不同期次、不同方向的構(gòu)造十分發(fā)育且相互錯切，這給巖體以及礦液運移、存儲提供了一個很好通道。尤其以NE向的高坦斷裂，基本控制著礦區(qū)4個巖體呈NE向展布。同時，區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的鉬、鉛鋅、金礦體走向多數(shù)近NE向。此外主斷裂派生的次級韌-脆性斷層也是很好的金、銻礦賦存空間。

3)巖漿巖：研究區(qū)及其附近的巖漿活動十分強烈，顯示出多期多階段特征，根據(jù)巖體巖石化學(xué)特征顯示：牌樓片區(qū)巖體的演化趨勢是由英云閃長巖、石英二長閃長巖、花崗閃長巖→花崗閃長斑巖→黑云母花崗閃長巖、(含角礫)黑云母花崗閃長斑→二長花崗巖、花崗斑巖等巖體組成。輝鉬礦化與花崗閃長斑巖、花崗閃長巖關(guān)系密切，銅、金礦化與(含角礫)黑云母花崗閃長斑巖、黑云母花崗閃長巖關(guān)系密切，深部黑云母花崗閃長巖局部也已見銅鉛鋅礦化，這些顯示了該區(qū)巖漿活動的重要性和成礦條件的復(fù)雜性。

4 礦床成因探討

依據(jù)牌樓金、鉬多金屬礦床的地質(zhì)特征和礦石類型來看，礦區(qū)的金、鉬礦具有斑巖型(細脈浸染型)礦床的特征，如金、鉬礦體多產(chǎn)在巖體或者巖體與圍巖接觸帶靠巖體附近一側(cè)；金礦體地表以裂隙充填型脈狀為主，深部巖體內(nèi)見浸染狀低品位金礦化，礦化厚度較大且連續(xù)；鉬礦體均呈裂隙浸染狀產(chǎn)出，礦體產(chǎn)狀較為多樣。根據(jù)礦床蝕變特征來看，牌樓金、鉬礦床與領(lǐng)區(qū)典型斑巖型礦床蝕變類型及分帶等方面有高度相同之處。

礦區(qū)內(nèi)同位素地球化學(xué)研究表明金、鉬等成礦流體主要來自巖漿巖[20-21]。礦石中δDV-SMOW值的變化范圍為-79‰～-102.2‰，計算出成礦階段流體的δ18OH2O-SMOW值的變化范圍為-10.62‰～-2.62‰，礦石的氫氧同位素特征表明，成礦流體主要來自巖漿水與大氣降水的混合水；礦石中黃鐵礦δ34SV-CDT值的變化范圍為4.5‰～9.2‰，平均值為6.4‰，黃銅礦和輝鉬礦δ34SV-CDT值分別為5.4‰和4.2‰，輝銻礦樣品1個，其δ34SV-CDT值為8.8‰。均顯示礦石中這些硫化物中的硫主要來自巖漿硫，有少量地層硫加入②。

對牌樓金多金屬礦中的輝鉬礦Re-Os同位素測定②，得出模式年齡為(148.18±0.93)Ma，與賦礦花崗閃長巖成巖年齡(148.1±2.7)Ma基本一致，與區(qū)內(nèi)的花崗閃長斑巖成巖年齡(145.8±1.3)Ma具一定差異，均為晚侏羅世構(gòu)造-巖漿熱事件的產(chǎn)物[19]。這與區(qū)域上馬頭銅鉬礦等斑巖型礦的成礦年齡(148±3)Ma[14-18]一致，Re值相近，表明牌樓金多金屬礦與鄰側(cè)拋刀嶺金礦(斑巖型)、馬頭銅鉬礦等斑巖型礦床為同一構(gòu)造-巖漿熱事件的產(chǎn)物[21]，礦區(qū)及鄰區(qū)成巖與成礦均受到古太平洋構(gòu)造域疊置轉(zhuǎn)換前古特提斯構(gòu)造域的區(qū)域構(gòu)造變遷的影響與制約，主要發(fā)生在由擠壓(俯沖)向拉張(板內(nèi)或弧后伸展)過渡的地球動力學(xué)背景之下[22-23]。

5 結(jié)論

1)牌樓礦區(qū)位于長江中下游成礦帶的南外帶，其成礦時期略早，礦床周邊探獲大量的礦產(chǎn)，成因上有一定的相似性，可類比。綜合來看，礦區(qū)所處的位置及成礦條件十分有利。

2)依據(jù)礦床地質(zhì)特征、同位素地球化學(xué)特征，認為牌樓礦區(qū)金、鉬以及銅元素成礦類型為斑巖型礦床，而金礦化后期可能疊加了低溫?zé)嵋何g變作用。

3)根據(jù)礦區(qū)目前金、鉬礦體產(chǎn)出部位與巖漿巖侵入產(chǎn)狀、構(gòu)造空間展布的關(guān)系，建議關(guān)注礦區(qū)北側(cè)巖漿巖與上部圍巖充分接觸反應(yīng)地段。

致謝：本文為安徽省國土資源廳“安徽省貴池區(qū)牌樓金多金屬礦普查”項目及“安徽東至查冊橋—石臺縣小河一帶金多金屬礦成礦作用與成礦規(guī)律研究”項目取得的成果，項目工作得到了眾多同事的幫助，在此表示衷心的感謝。

注釋：

① 楊應(yīng)濤，沈歡喜，徐文武，等. 安徽省池州市貴池區(qū)牌樓礦區(qū)金多金屬礦普查報告 [R]. 安慶：安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局311地質(zhì)隊，2016.

② 聶張星，楊曉勇，石磊，等. 安徽東至查冊橋—石臺縣小河一帶金多金屬礦成礦作用與成礦規(guī)律研究成果報告 [R]. 安慶：安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局311地質(zhì)隊，2019.