安徽銅陵礦集區(qū)姚家?guī)X礦床地質(zhì)特征及深部找礦方向

周曙光，范裕，熊燕云

(1.銅陵有色金屬集團股份有限公司礦產(chǎn)資源中心，安徽銅陵 244000；2.合肥工業(yè)大學資源與環(huán)境工程學院，安徽合肥 230009)

0 引言

姚家?guī)X礦床作為安徽省21世紀以來的重大找礦突破之一，也是成礦帶內(nèi)一種新類型的大型鋅金為主的多金屬礦床，其勘查和科研工作一直廣受重視[1～8]。安徽銅陵姚家?guī)X礦床的地質(zhì)勘探工作始于2002年9月，華冶地勘局812隊申報“安徽省南陵縣姚家?guī)X銅鉛鋅礦普查”省地勘專項費項目獲得批準，同年10月8日正式拉開該區(qū)普查找礦的序幕。至2014年4月，華冶地勘局812隊對姚家?guī)X礦床開展了普查、詳查和勘探等階段地質(zhì)勘查工作，整個姚家?guī)X礦區(qū)已完成了總進尺達168108.3m的176個鉆孔，并提交了相關(guān)地質(zhì)報告。2016年8月至今，銅陵有色金屬集團股份有限公司對礦床開展了井下勘探，開拓了-450m和-600m中段，對主要礦體進行坑探和井下鉆探驗證。本文結(jié)合最新的礦床勘查成果，對礦床地質(zhì)特征進行了系統(tǒng)的研究，查明礦床的地質(zhì)特征和主要成礦規(guī)律，為礦區(qū)的勘探驗證和深邊部找礦提供了依據(jù)。

1 礦床地質(zhì)特征

1.1 地層

姚家?guī)X礦床位于銅陵礦集區(qū)最東部的沙灘角礦田，北臨繁昌盆地（圖1）。礦區(qū)出露地層較為完整，最老地層為志留系中統(tǒng)墳頭組，此外還出露志留系上統(tǒng)茅山組，泥盆系五通組，石炭系—三疊系、白堊系蝌蚪山組及第四系（圖1）。其中，志留系—泥盆系主要為淺海相至陸相碎屑巖沉積，巖性主要為粉砂巖、石英砂巖，組成戴公山背斜核部地層；石炭系—三疊系以白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r等碳酸鹽巖沉積為主，局部夾硅質(zhì)巖，主要出露在礦區(qū)的東部及西南局部地區(qū)；另外，在礦區(qū)北部覆蓋著大量白堊系蝌蚪山組火山碎屑巖，巖性主要為凝灰質(zhì)粉砂巖、火山角礫巖、流紋巖[1～2]。經(jīng)鉆孔編錄，發(fā)現(xiàn)礦區(qū)深部地層層序倒轉(zhuǎn)，從淺部至深部依次揭露志留系—三疊系，主要賦礦地層有石炭系黃龍組，二疊系棲霞組、孤峰組和大隆組以及三疊系殷坑組（圖2）。

圖1 姚家?guī)X礦區(qū)地質(zhì)簡圖[1]Figure 1.Simplified geological map of the Yaojialing deposit[1]

1.2 構(gòu)造

中生代以來，區(qū)內(nèi)地殼活動頻繁，構(gòu)造疊加復雜多樣，礦區(qū)構(gòu)造的主要形式包括褶皺及逆沖推覆構(gòu)造。褶皺構(gòu)造為礦區(qū)所在的戴公山背斜，該背斜長約20km，寬1～3km，呈北東向延伸，軸向50°～60°，姚家?guī)X礦區(qū)即位于戴公山背斜北西翼部位（圖1）。礦區(qū)內(nèi)背斜北西翼地層發(fā)生倒轉(zhuǎn)，傾角50°～75°，走向65°～90°，傾向南東—南東東（圖1）；東南翼部分地層為正常層序，傾向東南，傾角40°～60°?？傮w上，核部為志留系墳頭組至茅山組，翼部為泥盆系—三疊系所構(gòu)成。此外，在礦區(qū)東部發(fā)育一條青山推覆構(gòu)造，規(guī)模較大，由南東向北西方向逆沖推覆，導致三疊系南陵湖組覆蓋于白堊系蝌蚪山組火山巖之上（圖1）[1～2]。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)燕山期巖漿活動強烈，主要包括礦區(qū)西部的沙灘角花崗閃長巖、中部出露地表的姚家?guī)X花崗閃長斑巖和礦區(qū)深部隱伏的石英二長斑巖。姚家?guī)X巖體主要為灰白色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶含量40%左右，石英含量20%～25%，斜長石含量40%～45%，堿性長石含量約20%～25%，暗色礦物黑云母和角閃石含量約5%，其巖相學特征如圖1所示。姚家?guī)X巖體主要呈巖席狀分布于礦區(qū)淺部，出露面積約0.2km2，侵位通道位于礦區(qū)南部。

石英二長斑巖為隱伏巖體，侵位較深，通常分布在礦區(qū)-500m以下。石英二長斑巖主要為灰白色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶含量60%左右，石英含量10%～15%，斜長石含量45%～50%，堿性長石含量約20%～25%，暗色礦物黑云母和角閃石含量約5%～10%。

1.4 礦體特征

已有勘探資料控制的礦帶長約1600m，寬在300～760m之間，整個礦帶總體自西向東側(cè)伏，自北向南埋深逐漸加大，礦體厚度為1～76m，長度約270～1450m，延深約200～1200m。礦體主要呈透鏡狀、似層狀、脈狀賦存在蝕變石英二長斑巖與棲霞組灰?guī)r的矽卡巖接觸帶，黃龍組層控矽卡巖中和淺部花崗閃長斑巖與棲霞組灰?guī)r接觸的構(gòu)造薄弱帶中（圖2）。其中，銅金礦體主要賦存在矽卡巖接觸帶中，鉛鋅礦體主要賦存在構(gòu)造薄弱帶中或大理巖和花崗閃長斑巖中?，F(xiàn)將各類型礦體分述如下：①層控矽卡巖型礦體：主要賦存于石炭系中統(tǒng)黃龍組白云質(zhì)灰?guī)r內(nèi)，礦體呈透鏡狀至似層狀產(chǎn)出，礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，延續(xù)性好（圖2）。礦石礦物以黃銅礦、磁鐵礦、閃鋅礦為主，脈石礦物以石榴石、透輝石、菱鐵礦為主。②接觸帶型礦體：主要賦存于棲霞組上段燧石團塊灰?guī)r與石英二長斑巖內(nèi)外接觸帶。礦體呈透鏡狀、似層狀產(chǎn)出，礦體產(chǎn)狀受矽卡巖接觸帶控制，延續(xù)性較好（圖2）。礦石礦物主要為黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦、磁鐵礦，脈石礦物以石榴石、硅灰石為主，少量菱鐵礦、方解石、石英。③脈狀礦體：主要賦存于姚家?guī)X巖體與棲霞組灰?guī)r接觸的構(gòu)造薄弱部位（圖2）。賦礦圍巖主要為棲霞灰黑色灰?guī)r，姚家?guī)X花崗閃長斑巖。礦體呈脈狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀不明，受構(gòu)造控制，延續(xù)性差。礦物以閃鋅礦、黃鐵礦和方鉛礦為主，脈石礦物以方解石、白云石、鉀長石和石英為主。④層間裂隙型礦體：主要賦存于孤峰組上段、大隆組泥質(zhì)鈣質(zhì)硅質(zhì)頁巖內(nèi)（圖2）。賦礦圍巖為孤峰組灰?guī)r硅質(zhì)巖互層（矽卡巖化），以及大隆組反應矽卡巖。礦體呈似層狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀受控于地層的層間裂隙。礦石礦物以黃銅礦、閃鋅礦、黃鐵礦和斑銅礦為主，少量輝鉬礦，脈石礦物主要為方解石、石榴石、硅灰石。⑤斑巖型礦體：斑巖型礦體主要賦存在-900m以下石英二長斑巖內(nèi)，在礦區(qū)內(nèi)分布較少，主要表現(xiàn)為細脈狀、浸染狀黃銅礦（圖2）。

圖2 姚家?guī)X礦床45勘探線剖面略圖Figure 2.Prospecting line 45 geological cross-section across the Yaojialing ore deposit

礦石自然類型主要有賦存在成礦巖體中的細脈浸染狀銅礦石，賦存在矽卡巖接觸帶中的塊狀/浸染狀（含金）鋅銅礦石，賦存在姚家?guī)X花崗閃長斑巖、大理巖中脈狀鉛鋅銀礦石、賦存在大隆組反應矽卡巖中的紋層狀銅鋅礦石和黃龍組層控矽卡巖中的含金銅鋅礦石等。

1.5 圍巖蝕變

姚家?guī)X礦床圍巖蝕變強烈，主要蝕變類型有鉀化蝕變（又分為鉀硅酸鹽化和次生黑云母化蝕變）：蝕變礦物主要為鉀長石-黑云母，分布在深部石英二長斑巖體內(nèi)，大部分為面狀蝕變，少量脈狀鉀化。矽卡巖化：主要分布于礦區(qū)深部，具有明顯的蝕變分帶，蝕變礦物主要有石榴石，透輝石，磁鐵礦，綠簾石，菱鐵礦等。碳酸鹽化：主要為脈狀方解石，穿切早期退蝕變礦物和閃鋅礦等硫化物。絹云母、高嶺石化：主要為伊利石和高嶺石，分布在淺部姚家?guī)X巖體內(nèi)，為成礦期后的熱液活動產(chǎn)物。

2 下一步找礦方向

層控型礦體的追索：由于勘探線布置與地層走向存在較大的交角（約60°），未與地層走向垂直。在35—38，45—49號勘探線均未能夠揭露到石炭系內(nèi)的層控型礦體，而39—43勘探線由于鉆孔布置原因，尚未追索到此類型礦體。因此下一步勘查中應注意兩點：①原有存在層控型礦體的勘探線上，層控礦體尚未完全控制，如37—38線，45—47線，勘探線南端延伸部位有尋找層控礦的潛力；②在尚未找到層控型礦體的勘探線上，可嘗試尋找該類礦體。根據(jù)-700m標高37線與38線五通組與石炭系界線推測，在39—41線南部約-700m至-800m標高應該能夠揭露到石炭系，進一步尋找層控型礦體（圖2）。但在尋找此類礦體時須注意避開姚家?guī)X巖體侵位通道，避免整孔處于姚家?guī)X巖體侵位通道內(nèi)，從而加大勘探難度。

接觸帶型礦體的追索：由于地層產(chǎn)狀以及接觸帶產(chǎn)狀與之前認識差距較大，接觸帶礦體南傾，故南部鉆孔應布置更深，由于鉆孔深度不夠，而未能追索到部分接觸帶型礦體，對角度為340°的新勘探線兩孔間加密可進一步確定礦體形態(tài)。ZK4109深度不夠，未能控制接觸帶銅礦體。在110號勘探線ZK4006與ZK4109鉆孔之間加密工程，應該能夠在約-900m標高位置揭露矽卡巖型接觸帶銅礦體（圖2）。由于孤峰組下段硅質(zhì)巖化學性質(zhì)不活潑，通常作為隔擋層，且作為接觸帶型礦體的底板。礦床部分地段姚家?guī)XII期巖體侵入部位較深，未能穿越過孤峰組下段硅質(zhì)巖與棲霞組上段燧石團塊灰?guī)r接觸帶，此時巖體與孤峰組上段地層形成接觸帶，這種情況礦化較弱，這一點在勘查過程中應引起重視。

3 結(jié)論

姚家?guī)X礦床具有三位一體和多層樓模式矽卡巖礦床的共同特點，并不是前人認為的捕虜體型矽卡巖礦床。礦區(qū)內(nèi)地層總體格架清晰，礦床由深部到淺部，圍繞成礦巖體（姚家?guī)XII期巖體），顯示出明顯的分帶性，在深部（-600～-800m），巖體內(nèi)部和接觸帶形成矽卡巖-斑巖型鋅銅金礦體，在遠離接觸帶的淺部形成脈狀鉛鋅礦和層間矽卡巖鉛鋅礦體，在黃龍船山組地層內(nèi)形成層控型礦體。