安徽銅陵大姚村—楊家灣段多金屬礦成礦地質(zhì)特征及成因淺析

［關(guān)鍵詞］安徽銅陵；大姚村-楊家灣段；多金屬；成因

1. 區(qū)域地質(zhì)

研究區(qū)處于銅陵隆起北緣，屬銅陵礦集區(qū)與繁昌火山巖盆地過(guò)渡地段。銅陵礦集區(qū)是長(zhǎng)江中下游成礦帶的重要銅金多金屬礦集區(qū)，大地構(gòu)造位置上，槽臺(tái)學(xué)說(shuō)劃歸揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)下?lián)P子臺(tái)坳貴池-繁昌凹斷褶皺束，地洼學(xué)說(shuō)認(rèn)為是燕山期活化帶。依據(jù)板塊構(gòu)造理論，研究區(qū)區(qū)域上屬于揚(yáng)子陸塊北緣，碰撞造山期為大別造山帶的前陸褶沖帶和前陸盆地，陸內(nèi)變形期的應(yīng)力轉(zhuǎn)換階段區(qū)內(nèi)形成一系列火山巖盆地，至斷陷階段銅陵地區(qū)屬于銅陵-馬鞍山斷隆。礦集區(qū)四周由近東西向與北東向深斷裂圍限，呈近似菱形。

研究區(qū)在區(qū)域上屬于揚(yáng)子地層區(qū)下?lián)P子地層分區(qū)之蕪湖-石臺(tái)地層小區(qū)。出露的最老地層為志留系，除缺失中-下泥盆統(tǒng)及上三疊統(tǒng)外，晚古生代以來(lái)的各時(shí)代地層發(fā)育基本齊全，累計(jì)厚度在4500 m以上[1]。

研究區(qū)整體處于銅陵隆起北部邊緣、繁昌火山巖盆地西部及荻港隆起西南部結(jié)合部。研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，發(fā)育網(wǎng)格狀構(gòu)造系統(tǒng)，現(xiàn)有構(gòu)造格局是中生代強(qiáng)烈的褶皺和斷塊構(gòu)造變動(dòng)所致，可分為基底斷裂及蓋層構(gòu)造兩個(gè)層次。

繁昌火山盆地為上疊式盆地，火山巖系厚220～2250 m。整個(gè)火山巖系的化學(xué)成分為玄武質(zhì)-安山質(zhì)-英安質(zhì)-流紋質(zhì)-粗面質(zhì)巖石組合，火山巖具有介于高鉀鈣堿性系列和橄欖安粗巖系列的特點(diǎn)。根據(jù)火山噴發(fā)-沉積特征，劃分為中分村、赤沙、蝌蚪山三個(gè)旋回?；鹕交顒?dòng)從早到晚由裂隙式向中心演變；火山噴發(fā)由凹陷盆地邊緣向中心蔓延，晚期向盆地邊緣遷移或向盆地邊緣收縮；巖漿壓力由強(qiáng)-弱-強(qiáng)-弱，具有收縮-膨脹、沉積-噴溢-爆發(fā)的巖漿演化動(dòng)態(tài)。火山活動(dòng)具有明顯的階段性和間斷性。整個(gè)火山巖系堿質(zhì)（Na₂O+K₂O）含量普遍高，絕大多數(shù)K₂Ogt;Na₂O，火山巖化學(xué)成分總體上具有富鉀的特點(diǎn)；巖系指數(shù)1.84?5.13，絕大多數(shù)在2.50～4.50之間，屬鈣堿性-堿鈣性系列。

2. 研究區(qū)地質(zhì)

研究區(qū)位于銅陵隆起北緣，繁昌火山巖盆地西側(cè)。研究區(qū)地表幾乎全被第四系覆蓋，僅南西側(cè)、南東側(cè)分別出露有老家崔-犁橋花崗閃長(zhǎng)巖體和東邊張閃長(zhǎng)玢巖體。

2.1地層

研究區(qū)揭露地層主要有三疊系下統(tǒng)南陵湖組、三疊系中統(tǒng)銅頭尖組、三疊系中統(tǒng)東馬鞍山組、白堊系下統(tǒng)蝌蚪山組中段及第四系。

（1）三疊系

下統(tǒng)南陵湖組：為深灰色薄層灰?guī)r，底部為瘤狀灰?guī)r，厚45.80 m；中部為灰-灰黑色薄層灰?guī)r、薄層組成的中厚層狀灰?guī)r，厚46.70 m；上部為灰-灰黑色薄層灰?guī)r、似礫狀灰?guī)r及青灰-紫紅色似瘤狀灰?guī)r，厚26.61 m。

中統(tǒng)東馬鞍山組：灰白-米黃色中厚層白云巖，厚23.42 m。ZK301揭露但未揭穿，東馬鞍山組上部為硬石膏礦體賦存層位。

中統(tǒng)銅頭尖組：紫紅色薄-中厚層含礫粉砂巖、含礫泥質(zhì)粉砂巖夾粉砂巖及淺綠色細(xì)粒巖透鏡體，厚度大于100.31 m，厚度大于81.96 m。鉆孔揭露厚度213.43 m。

（2）白堊系

下統(tǒng)蝌蚪山組中段：下部為黃綠色玄武巖，底部夾粉砂質(zhì)頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖，向上夾雜色泥質(zhì)頁(yè)巖、灰紫色凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)頁(yè)巖及凝灰質(zhì)泥巖；上部為紫紅色安山質(zhì)凝灰熔巖和深灰-灰黃綠色安山巖、氣孔狀安山巖。厚438.55 m。

（3）第四系

中、上更新統(tǒng)：下部為石英砂巖礫石層，局部夾細(xì)砂；上部為棕黃色黏土，部分夾細(xì)砂、礫石。本次施工填圖鉆揭露厚度為21.16～66.20 m。

全新統(tǒng)：本區(qū)地表幾乎被第四系全覆蓋。巖性主要為棕紅色、棕黃色亞黏土、碎石塊組成。本次施工填圖鉆揭露厚度為1.00～16.85 m。

2.2 構(gòu)造

研究區(qū)地表為第四系覆蓋區(qū)，根據(jù)1/5萬(wàn)重力異常推斷了銅官山背斜和青山背斜延伸至本區(qū)，銅官山一線(xiàn)沿北東向隆起延伸至本研究區(qū)西聯(lián)鎮(zhèn)，而青山背斜構(gòu)造隆起沿北東向延伸至本研究區(qū)中部的最南端。

銅官山背斜：為一北東向“S”型短軸背斜，核部為志留系及泥盆系上統(tǒng)，兩翼為石炭、二疊系及三疊系。背斜樞紐起伏，扭曲如麻花狀。依軸面及樞紐產(chǎn)狀，背斜可劃分為北、中、南三段。北段軸面傾向東南，南段軸面傾向北西，中段兩翼正常，軸面近直立。研究區(qū)位于背斜北東傾伏部位，揭露地層為三疊系下統(tǒng)南陵湖組，北西翼傾向北西，傾角30～50°；南東翼傾向南東，傾角約25°。

青山背斜：全長(zhǎng)22.5 km，寬約8 km，為一短軸不對(duì)稱(chēng)褶曲。軸線(xiàn)總方向?yàn)?0～50°，并向北東傾伏。背斜南西、北東兩端分別向西、東偏轉(zhuǎn)，呈“S”形彎曲。在老鴉嶺地段，軸面傾向南東，而北東端軸面傾向北西，傾角75～58°；兩者之間，軸面近于直立，兩翼地層傾角近于一致，在40～50°之間，背斜翼部次級(jí)小褶曲發(fā)育。此外研究區(qū)西北部姚汪村推測(cè)存在一北東東向轉(zhuǎn)北東向背斜構(gòu)造，而中部旗桿村推測(cè)有一北東向向斜構(gòu)造。

2.3 巖漿巖

巖漿活動(dòng)具有多樣性特點(diǎn)，北東部表現(xiàn)為火山噴發(fā)活動(dòng)，南西部表現(xiàn)為巖漿侵入活動(dòng)?；鹕綆r主要由中分村、赤沙、蝌蚪山三個(gè)旋回噴發(fā)的火山巖組成，出露于工作區(qū)北東部，巖性以酸性流紋巖-中酸性安山巖為主。

工作區(qū)內(nèi)侵入巖僅分布于南西側(cè)、南東側(cè)分別出露有老家崔-犁橋花崗閃長(zhǎng)巖體和東邊張閃長(zhǎng)玢巖體，另外根據(jù)工作區(qū)重磁異常特征，于工作區(qū)西部、東部分別圈定了姚汪村巖體和張家灣巖體2處隱伏巖體，姚汪村巖體通過(guò)本次施工的ZK301驗(yàn)證為花崗閃長(zhǎng)斑巖體。

（1）老家崔-犁橋花崗閃長(zhǎng)巖體：為1∶5萬(wàn)銅陵幅區(qū)調(diào)報(bào)告中金口嶺巖體北東端延伸部位，本次命名為老家崔- 犁橋花崗閃長(zhǎng)巖體，分布在老家崔-犁橋一帶，分布范圍基本與磁異常一致，巖體主要呈北東向走向，往北東巖體埋深逐漸加大，在西湖南有零星出露，推測(cè)巖體呈巖株?duì)町a(chǎn)出。巖石主要礦物有中性斜長(zhǎng)石、角閃石、石英、少量鉀長(zhǎng)石，蝕變礦物有高嶺土、葉臘石、絹云母、綠泥石、綠簾石，副礦物主要有磷灰石、榍石、磁鐵礦，呈半自形粒狀結(jié)構(gòu)。

（2）東邊張閃長(zhǎng)玢巖體：位于東邊張一帶，面積約3.8 km2，呈巖株?duì)睿秩胫腥B統(tǒng)銅頭尖組粉砂巖，巖體傾向北，傾角40～60°。巖石為閃長(zhǎng)玢巖，斑狀結(jié)構(gòu)，主要礦物為斜長(zhǎng)石、石英、鉀長(zhǎng)石、角閃石，副礦物為磷灰石、榍石、鋯石，金屬礦物有磁鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦。具強(qiáng)烈碳酸鹽化、黃鐵礦化、綠泥石化及高嶺土化。

（3）姚汪村花崗閃長(zhǎng)斑巖體：ZK301揭露的隱伏巖體，揭露巖體深度自662.49 m至1116.99 m，巖體呈北東向走向。巖性為花崗閃長(zhǎng)斑巖，呈斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶更長(zhǎng)石、角閃石、黑云母及少量的石英廣泛分布于由細(xì)晶更長(zhǎng)石、石英及少量的鉀長(zhǎng)石組成的基質(zhì)，構(gòu)成斑狀結(jié)構(gòu)。更長(zhǎng)石呈柱狀，斑晶顆粒較粗大，粒徑0.32～1.30 mm，見(jiàn)簡(jiǎn)單雙晶，基質(zhì)中顆粒細(xì)小，粒徑＜0.10 mm，大部分被高嶺土及少量的絹云母交代，廣泛分布。石英呈粒狀，斑晶少量，粒徑0.20～0.40 mm，基質(zhì)中顆粒細(xì)小，粒徑0.05 mm左右，緊密鑲嵌，廣泛分布。角閃石、黑云母斑晶顆粒稍大，全部被鐵質(zhì)及少量的絹云母交代，僅保留殘晶，廣泛分布。鉀長(zhǎng)石呈粒狀，顆粒細(xì)小，粒徑0.04～0.08 mm，零散分布。副礦物有磷灰石、榍石、鋯石、黃鐵礦，均零散分布。

（4）張家灣巖體：位于葉家灣鐵礦以北，磁異常顯示葉家灣磁異常往北延伸進(jìn)入工作區(qū)張家灣一帶，且該處有南北向剩余重力異常，推測(cè)中酸性巖體由南侵入。

3. 研究區(qū)區(qū)域成礦規(guī)律研究

3.1 成礦系列

銅陵地區(qū)礦化系列主要有：①沉積礦化系列，與海相、陸相（包括海陸交互相）沉積作用有關(guān)；②巖漿礦化系列，主要與中生代構(gòu)造-巖漿活動(dòng)有關(guān)；③疊加-改造礦化系列，主要是沉積含礦建造或原始礦化層（礦胚層），經(jīng)受與巖漿作用有關(guān)的熱液成礦活動(dòng)的疊加和改造后形成的礦化和礦床；④表生礦化系列，主要與地表風(fēng)化淋濾作用有關(guān)。本工作區(qū)主要為與中生代強(qiáng)烈的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)有關(guān)的巖漿礦化系列。根據(jù)分析以往勘查研究資料，區(qū)內(nèi)銅、鐵、金、硫、鉛鋅及水泥用灰?guī)r的礦床類(lèi)型可劃分四類(lèi)七型（表1）。

3.2 礦化分帶

區(qū)域中生代內(nèi)生銅金多金屬礦床具有多種成因類(lèi)型，并且在空間上規(guī)律性分布，顯示出明顯礦床分帶特征。

（1）水平分帶

南北分帶：銅陵地區(qū)總體呈現(xiàn)為“南銅北鐵”礦化分帶。自北向南可以劃分為3個(gè)東西向礦帶：北緣東西向隱伏基底斷裂帶以北為鐵礦帶，南緣木鎮(zhèn)-煙燈鋪東西向隱伏基底斷裂帶以南為硫礦帶，中部沿近東西向展布的銅陵-沙灘腳構(gòu)造-巖漿帶為銅-金多金屬礦帶[2]（圖2）。

東西分帶：中部礦帶又名銅官山-戴家匯構(gòu)造-巖漿- 成礦帶，是銅陵礦集區(qū)的主要成礦帶，南北寬不到10 km 的狹長(zhǎng)帶。自西向東分布有銅官山、獅子山、新橋、鳳凰山、舒家店、沙灘角礦田，礦化依次為Fe→Cu→Pb、Zn→Cu→Cu→Pb、Zn（圖3）。

（2）垂向分帶

從垂向剖面上看，表現(xiàn)為上金下銅的分帶現(xiàn)象。以獅子山礦田為例，總體上礦田自上而下的礦化依次為Ag、Au、Pb、Zn→Au→Cu→Cu。熱液脈狀充填型和斷裂裂隙矽卡巖型礦床賦礦層位多是三疊系南陵湖組和東馬鞍山組位于最淺部，隱爆角礫巖筒型礦床、接觸帶矽卡巖型礦床、層間矽卡巖型礦床賦存于二疊系棲霞組-三疊系和龍山組位于中部，層控矽卡巖型礦床賦存于石炭系黃龍組- 船山組位于深部，而斑巖型礦床則產(chǎn)于泥盆系五通組砂頁(yè)巖或二疊系孤峰組硅質(zhì)巖附近的巖體及其接觸帶。

（3）蝕變分帶

銅陵地區(qū)的鐵銅多金屬礦化及其分帶常以燕山期侵入體為中心，巖體中發(fā)育斑巖型銅、銅鉬或銅金礦化，巖體與圍巖接觸帶處發(fā)育矽卡巖型銅礦化，并常常疊加熱液多金屬硫化物礦化，在遠(yuǎn)離巖體的圍巖層間滑脫構(gòu)造及斷裂裂隙中主要發(fā)育熱液多金屬硫化物礦化。

4. 礦體地質(zhì)

圈定礦體1個(gè)，編號(hào)為1，為硫礦體，由鉆孔單孔控制，賦存于東邊張閃長(zhǎng)玢巖與三疊系中統(tǒng)銅頭尖組細(xì)砂巖接觸帶，為中低溫?zé)嵋盒偷V體。

1號(hào)礦體呈透鏡狀，傾向北西，傾角約43°，礦體視厚度7.04 m，真厚度5.35 m，賦存標(biāo)高-376～-447 m。礦石礦物主要為黃鐵礦，少量黃銅礦，微量輝銅礦、閃鋅礦。脈石礦物主要為石英，少量菱鐵礦、更長(zhǎng)石。礦石有用組分為硫，伴生組分為銅。硫品位最高27.35%，最低11.00%，平均20.30%；銅平均品位0.13%。礦石結(jié)構(gòu)主要有半自形-他形晶結(jié)構(gòu)、他形晶結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造為塊狀構(gòu)造。礦石自然類(lèi)型為黃鐵礦礦石，工業(yè)類(lèi)型為硫礦石。

5. 礦床成因

本次圈定的礦（化）體為單孔控制，位于三疊系中統(tǒng)銅頭尖組砂巖裂隙、東邊張閃長(zhǎng)玢巖體與圍巖北西接觸帶部位、閃長(zhǎng)玢巖裂隙及花崗閃長(zhǎng)斑巖裂隙，根據(jù)礦（化）體賦存位置、礦石成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，成因類(lèi)型為中低溫?zé)嵋盒汀?/p>

巖漿演化過(guò)程中，發(fā)生Au、Cu、S、Pb、Zn等成礦元素的不斷富集。由于不同深度巖漿的混合和熔-流分離作用，成礦物質(zhì)大量進(jìn)入流體相，形成含高鹽度和富含成礦元素的巖漿熱液，在深部主要沿基底斷裂快速上升運(yùn)移，進(jìn)入圍巖接觸帶，交代和萃取巖漿巖和圍巖地層，淋濾成礦金屬元素、與巖漿熱液混合形成礦質(zhì)進(jìn)一步富集的成礦流體。

含礦熱液在巖體與圍巖接觸帶部位沉淀富集，或沿節(jié)理裂隙沉淀富集，三疊系中統(tǒng)銅頭尖組碎屑巖巖性致密、化學(xué)活動(dòng)性差，在兩者界面處形成天然的“地球化學(xué)障”和良好的含礦熱液運(yùn)移隔擋層，利于礦化的富集，形成中低溫?zé)嵋盒偷V體。