銅陵朱家山銅硫礦床地質(zhì)特征及外圍找礦潛力

鄭 凱

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局321地質(zhì)隊）

鳳凰山礦田位于銅陵—戴家匯構(gòu)造帶的東段，近年來，圍繞鳳凰山巖體南側(cè)尋找南陵湖組及接觸帶礦體的找礦工作并未取得較大的突破，但隨著鳳凰山銅礦深部及寶山陶銅多金屬礦、朱家山銅硫礦、杉木嶺銅礦等賦存于其他層位礦體的發(fā)現(xiàn)，表明鳳凰山礦田深部及外圍還有很大的找礦潛力［1］。本研究基于朱家山銅硫礦床的勘查工作，總結(jié)論述礦床的地質(zhì)特征，初步探討礦床的成因；并結(jié)合周邊找礦成果及存在的問題，對朱家山—杉木嶺一帶的找礦潛力進行了分析。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)出露的地層為志留系—三疊系淺海相碳酸鹽巖及少量的半深海相硅質(zhì)巖和海陸交互相的碎屑巖。本區(qū)受印支期構(gòu)造運動影響，形成了一系列走向北東，相間排列的褶皺構(gòu)造。本區(qū)巖漿巖廣泛發(fā)育，最大的鳳凰山巖體主要由花崗閃長巖和石英二長閃長巖組成，出露面積近10 km2。小巖體多呈北東、北北西、北北東和近南北等多方向延伸。屬中—淺成相，受到輕微或中等程度的剝蝕。圍繞鳳凰山巖體與碳酸鹽地層接觸帶已探明鳳凰山、杉木嶺、朱家山、鐵山頭、寶山陶、仙人沖、南陽山、橫山嶺及江 家沖等十幾個中小型矽卡巖型銅多金屬礦床（圖1）。

2 礦區(qū)地質(zhì)

朱家山銅硫礦位于新屋里復(fù)向斜之次級構(gòu)造鳳凰山向斜北西翼，構(gòu)造較簡單，巖漿活動強烈。

2.1 地層

結(jié)合地表和以往施工鉆孔等資料，礦區(qū)揭露地層有志留系上統(tǒng)茅山組（S3m）；泥盆系上統(tǒng)五通組（D3w）；石炭系中、上統(tǒng)的黃龍組（C2h）、船山組（C3c）；二疊系下、中統(tǒng)的棲霞組（P1q）、孤峰組（P1g）、龍?zhí)督M（P2l）、大隆組（P2d）；三疊系下統(tǒng)殷坑組（T1y）和龍山組（T1h）及第四系（Q）。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于舒家店背斜中部的南東翼及新屋里復(fù)向斜之次級構(gòu)造鳳凰山向斜北西翼，地層出露良好。南東翼地層倒轉(zhuǎn)傾向北西358°，傾角為±80°，軸向自西向東由70°漸轉(zhuǎn)為80°，與新屋里復(fù)向斜軸交角為30°，西端收攏，小褶曲發(fā)育，東段開闊，寬大于1 km，長1.5 km以上。區(qū)內(nèi)地層呈近北東走向，倒轉(zhuǎn)傾向北西，傾角為60°～85°，近巖體附近產(chǎn)狀較陡，近直立。

礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，除近東西斷裂外，尚發(fā)育晚期北西向的張性斷裂，區(qū)內(nèi)F1、F2、F3斷層長300～700 m，地表地層沿走向錯位不連續(xù)。斷層面傾向北東東～東，傾角約為70°，地表地層沿走向錯位不連續(xù)。F4地層走向斷裂，斷裂位于龍?zhí)督M、大隆組，沿走地層向分布，造成龍?zhí)督M，大隆組地層厚度變薄。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)巖漿巖廣泛發(fā)育，分布于區(qū)內(nèi)東南側(cè)，為鳳凰山巖體?；◢忛W長巖為淺灰白色，花崗結(jié)構(gòu)，主要礦物成分為斜長石、鉀長石、石英等，見少量角閃石及黑云母（圖2（a））。石英二長閃長巖為淺灰—灰白色，似斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶及基質(zhì)主要成分均為斜長石、鉀長石、石英等（圖2（b））。從野外觀測發(fā)現(xiàn)，2種巖體之間未見明顯界線和巖體不同期次的穿插關(guān)系。

通過對7件采自地表樣品進行地球化學(xué)特征分析（FHS02、FHS04、FHS07、FHS10為石英二長閃長巖，F(xiàn)HS01、FHS03、FHS05、FHS06為花崗閃長巖）。樣品在K2O—SiO2圖解中（圖3）落入高鉀鈣堿性系列區(qū)域，這與銅陵地區(qū)其它侵入巖體的巖石化學(xué)成分特征基本一致。

鳳凰山巖體花崗閃長巖和石英二長閃長巖的稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化的配分曲線如圖4所示，稀土元素總量偏低，稀土元素配分曲線右傾，2種巖石曲線變化趨勢基本一致，表明二者具有同源性。

微量元素原始地慢標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（圖5）表明，2種巖石具有富集大離子親石元素Rb、Ba、Th，相對虧損高場強元素Ta、Nb等，具有明顯的Nb-Ta虧損槽，顯示陸殼屬性，反映其成巖物質(zhì)部分來自殼源。

根據(jù)鋯石U-Pb定年分析，表明石英二長閃長巖成巖年齡為142.2～143.4 Ma，花崗閃長巖成巖年齡為140.6～144.7 Ma，在誤差范圍內(nèi)基本一致，與整個銅陵地區(qū)高鉀鈣堿性系列巖漿活動的時間一致。

3 礦體特征

采礦權(quán)內(nèi)圈定礦體6個，除Ⅱ礦體為硫礦體外，Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ均為銅礦體。礦體主要呈透鏡狀和脈狀賦存于鳳凰山巖體與二疊系孤峰組上段灰?guī)r間的接觸帶上，為矽卡巖型（圖6）。

從礦區(qū)各剖面揭露的的巖體與地層形態(tài)來看，巖體超覆在圍巖之上，形態(tài)復(fù)雜，呈凹兜狀和島弧狀，礦體產(chǎn)狀與所在的接觸帶產(chǎn)狀基本一致。主要銅礦體特征如下。

Ⅲ銅礦體沿走向長200.00 m，斜深平均為171.33 m；賦存標(biāo)高最高為-699.20 m，最低為-985.15 m；礦體平均厚度為4.97 m。礦體呈脈狀，走向北東向，傾向北西，傾角為41°～55°。

Ⅳ銅礦體沿走向長125.00 m；斜深平均為114.75 m；賦存標(biāo)高最高為-857.20 m，最低為-951.15 m；礦體平均厚度為6.84 m。礦體呈透鏡狀，走向北東向，傾向北西，傾角為46°～51°。

Ⅴ銅礦體沿走向長度為125.00 m，斜深平均為88 m；賦存標(biāo)高最高為-932.50 m，最低為-1 017.50 m；礦體平均厚度為8.15 m。礦體呈透鏡狀，走向北東向，傾向北西，傾角為42°～58°。

Ⅵ銅礦體沿走向長125.00 m，斜深平均為87 m；賦存標(biāo)高最高為-964.00 m，最低為-1 071.50 m；礦體平均厚度為8.56 m。礦體呈透鏡狀，走向北東向，傾向北西，傾角為39°～56°。

金屬礦物以黃銅礦、黃鐵礦為主，少量磁鐵礦、閃鋅礦，微量輝銅礦、白鐵礦、斑銅礦、方鉛礦、菱鐵礦等；脈石礦物以鈣鐵榴石、硅灰石、透輝石為主，少量石英、方解石，微量白云母、斜長石、綠泥石。

礦石結(jié)構(gòu)為自形—半自形晶結(jié)構(gòu)、他形晶結(jié)構(gòu)、乳滴狀結(jié)構(gòu)、共邊結(jié)構(gòu)、交代溶蝕結(jié)構(gòu)。礦石以塊狀構(gòu)造為主，次為浸染狀構(gòu)造、團塊狀構(gòu)造、膠狀～網(wǎng)脈狀構(gòu)造、膠狀構(gòu)造等。

4 礦床成因

鳳凰山礦田是銅陵礦集區(qū)重要的銅多金屬礦田，是地質(zhì)勘查及科研單位深耕區(qū)域，圍繞鳳凰山巖體的接觸交代矽卡巖型礦床的成因明確。根據(jù)前人成果，鳳凰山巖體稀土元素和礦體同位素地球化學(xué)特征均明顯地反映出成礦流體與侵入巖的親緣［2-3］。S、Pb同位素組成亦顯示成礦流體具有巖漿熱液物質(zhì)來源特征并與侵入巖同源［4-5］。部分礦床的成巖成礦鋯石年齡數(shù)據(jù)均顯示與鳳凰山巖體侵位時代基本一致，以上證據(jù)均指示礦床成因與鳳凰山巖體熱液活動有關(guān)。參照周邊礦床的成因，認為朱家山銅硫礦床的成因如下。

本區(qū)棋盤格式的基底構(gòu)造控制鳳凰山巖漿中心就位，巖漿侵入活動加劇了本區(qū)斷裂活動與成礦作用，使礦液有廣泛的運移、富集通道和空間。

鳳凰山巖體中酸性巖漿在上涌侵位過程中，從深部帶來大量Cu、Fe和S等成礦物質(zhì)，其與孤峰組上段碳酸鹽發(fā)生接觸交代，根據(jù)礦床各剖面礦體形態(tài)可以看出，圍巖與巖體呈半島狀、島狀接觸地段常形成礦體富集，分析認為該形態(tài)易形成圈閉構(gòu)造，巖體與圍巖接觸面增大，有利地球化學(xué)反應(yīng)；且孤峰組地層發(fā)育有層間裂隙構(gòu)造，成礦物質(zhì)富集成礦。

5 外圍找礦潛力分析

5.1 區(qū)域成礦條件分析

銅陵地區(qū)具“多層樓”成礦模式，“多層樓”指與特定地層有關(guān)、與特定地層巖性及巖性組合有關(guān)。最重要賦礦層位是C2+3，其次是O、P1q、P2d、T1y、T1h、T1n的碳酸鹽及其與碎屑巖的界面。鳳凰山礦田內(nèi)主要的容礦構(gòu)造為褶皺構(gòu)造、斷裂裂隙構(gòu)造、侵入接觸構(gòu)造、隱爆角礫巖筒構(gòu)造（龍?zhí)缎そ鸬V）及層間滑脫構(gòu)造。目前科研成果證據(jù)都指示矽卡巖型銅礦與鳳凰山巖體熱液活動有關(guān)。

通過對鳳凰山礦田已有礦床見礦情況分析，本區(qū)大量的石榴子石矽卡巖是不含礦的，因此接觸帶構(gòu)造不是發(fā)育礦體的主要構(gòu)造，控制礦體的主要構(gòu)造應(yīng)該是接觸帶與斷裂復(fù)合控礦構(gòu)造。

礦田內(nèi)含礦斷裂的方向有北北東、北東東、北東、北北西、北西和近東西等多種走向，但目前已發(fā)現(xiàn)的礦中，規(guī)模最大、與接觸帶形成復(fù)合控礦的斷裂為北西向斷裂，如藥園山銅礦、仙人沖銅礦、寶山陶銅多金屬礦（圖7）。其次為北北東向和近南北向。

以往地質(zhì)工作主要圍繞接觸帶開展找礦工作，對北西向、北北西向構(gòu)造的控礦作用重視不夠。但北西向斷裂在近年來發(fā)現(xiàn)的礦床中起著越來越重要的作用。如在鳳凰山礦田西側(cè)大成山—荷花山地區(qū)發(fā)現(xiàn)的一批礦床點，均分布在北西向構(gòu)造或北西向與南北向構(gòu)造復(fù)合部位。如荷花山鉛鋅礦（中東—南西礦段）、亮石山金礦、石坑村鉛鋅礦、渭湖鉛鋅礦點均分布在石坑村—荷花山北西向斷裂帶內(nèi)。

鳳凰山～磯頭北西向破碎帶控制有鳳凰山、杉木嶺、羅漢肚銅礦化點等。寶山陶礦區(qū)的成礦部位除符合銅陵地區(qū)的層間滑脫構(gòu)造特征外，區(qū)域北西斷層切割棲霞組底部、龍?zhí)督M、大隆組和地層，且伴隨有輝綠玢巖、正長斑巖等巖脈出露，是重要的導(dǎo)礦通道和賦礦空間。

5.2 杉木嶺—朱家山一帶成礦條件分析

杉木嶺—朱家山一帶位于鳳凰山巖體北西側(cè)，瑤山巖體東側(cè)，新橋頭巖體南側(cè)，處于多個巖體與鳳凰山～磯頭北西向斷裂破碎帶夾持地段。地表出露有多條北西向正長斑巖脈及輝綠玢巖脈。根據(jù)地表出露及鉆孔揭露情況，地層石炭系—三疊系均有出露，具有“多層樓”成礦的特定地層及層間滑脫條件，成礦條件優(yōu)越。

朱家山銅硫礦深部礦體受礦權(quán)限制，在走向上并未完全控制，如礦區(qū)西側(cè)最外圍4線揭露的地層為孤峰組上段，呈捕擄體形式賦存于巖體中，接觸帶呈島弧狀，矽卡巖發(fā)育，礦體賦存于接觸帶及孤峰組上段地層中，礦體在走向上并未完全控制。

本次對杉木嶺銅礦及鳳凰山銅礦礦區(qū)資料進行收集分析發(fā)現(xiàn)，鳳凰山巖體西側(cè)接觸帶也具有巖體超覆在圍巖之上，呈凹兜形狀的現(xiàn)象，巖體與圍巖形態(tài)表現(xiàn)的其他地段更為復(fù)雜，因此藥園山—杉木嶺—朱家山一帶應(yīng)該受到了巖體侵位更為強烈的沖擊，是成礦流體流向的終端。

另外西側(cè)杉木嶺銅礦礦區(qū)東側(cè)最外圍0線揭露的地層為棲霞組—五通組。巖體為瑤山巖體及新橋頭巖體。構(gòu)造發(fā)育，地層巖性破碎，淺部為角礫狀大理巖，深部為角礫巖，并見正常斑巖及輝綠玢巖穿插，施工鉆孔揭露了賦存于棲霞組角礫巖及層間裂隙中的多層銅硫礦體及鋅礦體，礦體在走向上并未完全控制。從深部揭示著鳳凰山～磯頭北西向斷裂從該地段穿過。因此，本區(qū)是尋找斷裂構(gòu)造與接觸帶構(gòu)造組合控礦銅多金屬礦床有利部位。

6 結(jié) 論

通過對前人勘查及科研成果綜合分析，杉木嶺—朱家山地段深部具有“多層樓成礦”的特定地層，因此南陵湖組與鳳凰山巖體接觸部位將是成礦的主要部位；加之該地段受到鳳凰山巖體侵位強烈沖擊，巖體侵位前沿也是成礦流體流向的終端，與碳酸巖地層發(fā)生交代作用，易形成矽卡巖型礦床；而且鳳凰山～磯頭北西向張性斷裂從此地段穿過，除本身可作為容礦構(gòu)造外，在與接觸帶或?qū)娱g滑脫界面疊加復(fù)合后，易形成厚大礦體。