安徽省宣城市昆山铜多金属矿化区的地质特征

2013-09-28黄建满陈保汐

合肥工业大学学报（自然科学版） 2013年2期

黄建满，易洪，陈保汐

（华东冶金地质勘查局812地质队，安徽铜陵 244000）

安徽省宣城市昆山铜多金属矿床区是狸桥—蔴菇山成矿带的重要组成部分，隶属于扬子板块北缘，地处江南隆起带与宣（城）南（陵）火山岩凹陷盆地的交接部位［1］。狸桥—蔴菇山成矿区内岩浆作用强烈，与岩浆作用相关的矿化发育，近年来在该区也陆续发现有铜、钼、铅、锌、铁、金等矿产几十处，如蔴菇山铜钼矿床、狮子山铜矿床、刘家山硫铁矿床、茶山铅锌矿床等矿床和矿化点等。该成矿区以其有利的构造位置和强烈的岩浆作用和成矿作用，将成为皖南地区找矿的重要潜力区之一［1－2］。昆山地区位于狸桥—蔴菇山成矿带中部，1957—1984年华东冶金地质勘查局803地质队、808物探队在昆山该地区开展了一系列地质特征、地球物理和地球化学找矿勘探工作［3－8］，发现了该区铜、钼矿化异常，提出了具有很好找矿潜力的认识。然而，该矿化区目前的地质研究程度仍相对薄弱，对其矿区地质特征和矿化特征尚缺乏详细的研究和认识，这制约了对该地区的进一步的找矿勘查和研究工作。

在充分吸收前人资料的基础上，本文对昆山铜多金属矿化区进行了详细的地质填图，并对其矿化特征、物探特征等方面进行了分析和研究，初步查明区内地层、构造、岩浆岩等地质特征及成矿控制因素，同时对矿体分布范围、矿体形态、产状及矿石质量等进行了分析，这些工作为该地区的成矿潜力分析和进一步找矿工作提供可靠的依据。

1 区域地质背景

昆山铜多金属矿化区所在的狸桥—蔴菇山成矿带位于狸桥—敬亭山复背斜北东转折部，隶属于扬子准地台、下扬子台坳南部边缘部位，如图1所示。该矿化区内矿产资源丰富，已知矿种有铜、钼、铅锌、锰、铁、金、银、硫等。已发现矿点40多处，矿化具明显的成群成带分布的特征。

图1 安徽宣城地区昆山铜多金属矿化区地质图

狸桥—蔴菇山成矿带的地层属扬子地层区江南地层分区常州—宣城地层小区，发育以浅海相、滨海相碎屑岩为主的志留系、泥盆系地层，以及以碳酸盐岩为主的二叠系及早三叠系地层和其后的陆相碎屑岩系，累计总厚度超过3000m。区内褶皱构造呈背斜紧密、向斜开阔的格挡式褶曲，是重要的控岩控矿构造。

该区的断裂构造发育，以北东向压扭性纵断层为主，兼有北西向张性横断层，其中，北东向断裂是重要的导岩导矿构造。区内侵入岩主要为昆山黑云母辉石闪长岩体、罗家村花岗闪长斑岩体、蔴菇山花岗闪长玢岩体及马山铺花岗闪长斑岩体等（图1）。晚期脉岩零星分布。岩体分布与构造行迹基本一致。

2 矿区地质特征

昆山铜多金属矿化区位于狸桥—敬亭山复背斜之次级构造昆山复向斜南东翼。矿区内地层主要出露的是铜陵—宣城地层小区的泥盆—三叠系沉积岩。区内褶皱、断裂发育，岩浆岩分布广泛，主要有昆山辉石闪长岩体和罗家村斜长花岗岩体等，与成矿作用密切相关。近年来在矿区及其周围先后发现了昆山、蔴菇山、刘家山、茶山、狮子山、马山铺、塔山等铜多金属矿床（化点）。

2.1 地层

昆山矿区内出露地层主要有志留系、泥盆系上统、石炭系中上统、二叠系、三叠系和第四系，总体地层走向30°～60°，倾向南东。其中，志留系由下统高家边组（S1g）、中统坟头组（S2f）和上统茅山组（S3m）3个泥页岩层和泥盆系上统五通组（D3w）砂页岩组成，分布在矿区的西北部（图1），泥盆系地层分布于矿区的东北部。石炭系—三叠系碳酸盐岩地层被岩浆岩切割、穿插而不完整，发育不同程度的接触变质作用，是区内的主要赋矿地层。地层自老至新分述如下：

（1）石炭系。下统高骊山组（C1g）：上部为灰色粉砂岩夹厚度不稳定的细砂岩，含少量的绢云母，变质后为石英角岩；中部为绿帘石、石榴子石角岩—石英角岩，具角岩结构或变余泥质粉砂结构；下部灰色泥岩、粉砂岩，变质后出现大量绢云母和红柱石等矿物；本组与下伏地层呈假整合接触，厚90～100m。中上统黄龙—船山组（C2＋3）：上部为灰色细粒大理岩，偶含少量有机质；中部为白色中、粗、巨粒大理岩，自上而下粒度由中粒到巨粒，含少量灰绿色泥质团块；下部为白云质大理岩，底部有薄层石英砾岩（底砾岩）；厚65～80m，为本区主要含矿层之一。

（2）二叠系。下统栖霞组（P1q）：170～300m厚。上部为硅质团块状大理岩，顶部为0～10m厚的灰色细粒大理岩，是本矿区主要赋矿层位之一；下部为灰－灰黑色大理岩，底部为厚3.4m的变质砂岩；本组与下伏地层呈假整合接触。下统孤峰组（P1g）：厚约20m，其上部为糖粒状石英岩，灰白色，细粒镶嵌变晶结构，薄层状构造，节理发育；下部为矽卡岩化透辉石角岩；本组与下伏地层呈假整合接触。上统龙潭组（P1l）：上部含煤段因断裂而缺失，中部为中－粗粒长石石英砂岩，厚约300m，下部为灰色粉砂岩、泥质粉砂岩夹细砂岩、泥岩；本组与下伏地层呈断层接触。上统大隆组（P2d）：为黑色硅质页岩，变质后为云母石英角岩，厚约20m，与下伏地层呈假整合接触。

（3）三叠系。下统殷坑组（T1y）：厚度大于220m，上部为薄层灰岩夹薄层泥灰岩变质的细粒大理岩及角岩，底部为薄层泥质灰岩变质的角岩，与下伏地层呈假整合接触。下统和龙山组（T1h）：上部薄层灰岩、似条带状灰岩、条带灰岩，夹泥岩，同生角砾状灰岩；下部条带状灰岩、石灰岩、条带灰岩，夹钙质泥岩；和龙山组厚122～225m。

2.2 构造

2.2.1 褶皱

昆山矿区内褶皱发育，包括狸桥—敬亭山复背斜、新河庄背斜、昆山复式向斜、敬亭山不完整背斜等，如图2所示。

（1）狸桥—敬亭山复背斜。狸桥—敬亭山复背斜位于固城湖—九连山一线南东，东坝—南漪湖—敬亭山一线北西，宽约14km。以狸桥、新河庄两地为界，分北、中、南3段。总体走向北东，北段近南北走向，中段65°～70°，南段约45°，全长50km。背斜自北西向南东包括新河庄背斜、昆山复式向斜、敬亭山不完整背斜等3个Ⅱ级褶皱。

（2）新河庄背斜。为倒转背斜，南西起九连山，向北经新河庄，直到北山一线，轴向45°～60°，长36km。核部较窄，为高家边组或坟头组，两翼主要为茅山组和五通组。枢纽在新河庄附近倾伏，而又分南、北2个不同形态的背斜。北东段两翼分别向北西和南东倾斜，倾角分别为80°～85°和45°～60°，轴面倾向南东，倾角75°，为北西陡、南东缓的斜歪背斜。南西段，背斜北西翼倒转，两翼均向南东倾斜，倾角50°左右。

图2 宣城地区昆山地区构造略图

（3）昆山复式向斜。位于新河庄背斜北段之南东，为本区内主要控矿构造。由于岩体和纵横交错的断层干扰，复式向斜原始形态几乎全遭破坏，大体尚可恢复出2个以龙潭组或殷坑组为核的向斜，中间夹着一个以五通组或黄龙组为核的背斜。复式向斜轴向45°左右，长约16km，枢纽在刘村一带仰起，由陈家湾斜歪向斜、马山铺斜歪背斜及昆山直立向斜等3个Ⅲ级褶皱曲构成。

（4）敬亭山不完整背斜。四周被白垩系至第四系掩盖，仅见由茅山组和坟头组（局部有五通组至栖霞组）构成的单斜构造，走向45°，倾向北西，倾角56°～82°，出露长15km。该背斜虽系单斜，但代表着昆山复式向斜最东侧一个隐伏背斜的存在。

2.2.2 断裂

区内断裂构造发育，按其与褶皱轴关系，可分为纵断层和横断层，2种断层纵横交错分布，构成网格状断裂构造格架，如图2所示。

（1）纵断层。主要分布于褶皱两翼，走向近NE—NNE向，倾向SE，大体顺地层分布，呈舒缓波状，局部地段与地层走向斜切。断层具压扭性，属逆掩断层，成群成组出现，具叠瓦状构造特征，是区内重要的导岩导矿构造。

（2）横断层。区内横断层较多，近平行分布，多垂直分布于褶皱翼部，走向多为NW向，倾角较陡，倾向略有变化，以NE向为主。沿断层出现角砾岩，角砾呈棱角状或次棱角状，大小不一，砾径一般在0.5～5.0cm，局部达20cm 以上，由硅、铁、泥质胶结。具张性或张扭性，属正断层或平移断层，横切纵断层。

2.3 岩浆岩

矿区内岩体广泛分布，除若干零星的晚期脉岩外，主要有昆山辉石闪长岩体和罗家村斜长花岗斑岩体，昆山岩体对区内成矿化作用尤为重要。

（1）昆山岩体。位于昆山至狮子山一带，出露于以和龙山组为核的昆山复式向斜之核部，北北东向分布，呈岩株或岩枝状产出，属燕山晚期中酸性侵入岩［3］。该岩体的岩性主要为辉石闪长岩，出露面积约12km2。岩石中含许多围岩（二叠至三叠系）捕虏体和残留顶盖，表明剥蚀深度较浅。辉石闪长岩组成矿物有斜长石、角闪石和黑云母等，中细粒半自形粒状结构，矿物粒度一般在0.60～0.81mm，大的可达2～3mm。主要组成矿物为中长石（An38，约占 78%）、辉石（约8.5%）、黑云母（8.5%），另含有少量磁铁矿、榍石、磷灰石、锆石、石榴子石和黄铁矿等副矿物。

昆山岩体的岩石化学特征见表1所列。w（SiO2）＝47.36%～60.51%，均值约54%，属于闪长岩。w（TiO2）＝ 0.68% ～ 0.83%，w（Al2O3）＝13.72%～16.13%。此外，岩体 Cu质量分数较高，平均为90.88×10－6左右，远高于地壳平均的克拉克值。

表1 昆山岩体元素地球化学特征

昆山岩体西侧与早二叠统栖霞组灰岩（P1q）接触，围岩接触部位发育长约2000m、宽100～500m的纵贯南北的矽卡带，受北北东向纵断层控制。岩体与围岩就地同化混染作用十分强烈，致使岩体成分变化极大，出现多种岩石类型。岩体向围岩不同部位形成的变质岩大致分为矽卡岩化闪长岩—透辉石、石榴石矽卡岩—硅灰石化、透闪石化矽卡岩—透辉石化大理岩—大理岩。矽卡岩化带伴有较强的铜、钼、铅锌、金、银、铁等矿化，其中硅灰石化、透闪石化矽卡岩带是铜矿化的富集地带。

（2）罗家村岩体。位于昆山矿区南西部（图1），是沿马山铺背斜核部断裂侵入的斜长花岗斑岩体。该岩体走向北东，与构造线方向一致，倾角较陡，呈岩墙产出。罗家村岩体出露地表宽100～250m，露布面积约3km2，见有捕获二叠、三叠系等地层并有同化混染现象，属燕山晚期侵入岩［3］。岩性主要为斜长花岗斑岩，呈浅灰白色，斑状结构，块状构造，主要成分为斜长石，部分石英、钾长石，少量黑云母、角闪石等。岩体酸度较高，常见绢云母化、高岭土化、矽卡岩化、碳酸盐化。围岩发生大理岩化、硅化、角岩化、矽卡岩化等变质和蚀变作用。

3 矿化特征

宣城昆山铜多金属矿床剖面图，如图3所示。昆山地区铜多金属矿床矿石特征照片如图4所示，由图4a可见透辉石矽卡岩中浸染状分布的斑铜矿，由图4b可见大理岩层间似脉状－条带状分布的黄铜矿，由图4c可见斑铜矿破碎并包裹透辉石，由图4d可见斑铜矿、黄铜矿充填于方解石裂隙中，由图4e可见斑铜矿、黄铜矿集合体，由图4f可见斑铜矿分布于透辉石矽卡岩中。昆山铜矿床矿体产于北东—北北东向断裂控制的昆山辉石闪长岩体与栖霞组灰岩接触的矽卡岩带中（图3）。矿体为透镜体状、藕节状，可分为2种类型：

（1）走向北东—北北东、倾向南东、倾角40°～70°的矿体。浸染状－斑杂状分布，矿体延伸较大，宽0.5～23m不等，，有分支复合现象；矿体中金属矿物主要为斑铜矿（图4a），少量黄铜矿；在铜矿体外侧次一级裂隙带中，往往还分布有宽度不大的辉钼矿体，产状较陡，矿带宽0.1～1.5m不等。该类矿体已有坑道揭露、控制（图3）。

（2）受大理岩捕虏体控制的脉状铜矿体。赋存于大理岩层间裂隙中，矿体呈带状、似脉状（图4b），顺层充填，但总体以北东走向为主。金属矿物主要为黄铜矿、少量斑铜矿等。

目前勘探表明，第1种类型的浸染状－斑杂状矿体在规模上和金属量上都远大于第2种类型的似脉状铜矿体，是本区找矿勘查的主要目标。

昆山铜矿区矿石主要为半自形－它形结构、填隙结构、交代结构、假象结构及半自形结构；矿石构造为条带状构造、稀疏浸染状构造、斑点状构造等（图4c，图4d）。金属矿物主要包括斑铜矿、赤铜矿、黄铜矿，另有少量辉钼矿、黄铁矿等，自内而外依次为赤铜矿—斑铜矿—黄铜矿的分带；脉石以矽卡岩矿物组合为主，主要包括硅灰石、透闪石、透辉石、石榴石和大理石等（图4e，图4f）。

图3 宣城昆山铜多金属矿床剖面图

图4 昆山地区铜多金属矿床矿石特征照片

对昆山—狮子山矿区某坑道内的含矿矽卡岩金属元素分析结果，见表2所列。

由表2可以看出，浸染状黄铜矿8个矿化样品的 w（Cu）＝2.31% ～25.11%，w（Au）＝3.01～14.87g／t，w（Ag）＝81～177g／t；似脉状铜矿体的3个矿化样品w（Cu）＝0.21% ～1.09%，w（Au）＝0.11～1.88g／t，w（Ag）＝19～67g／t。分析可见，2种矿体所测样品均具有Cu含量与Au、Ag含量成正比的特点；浸染状斑铜矿体中Cu含量和伴生Au、Ag含量明显高于似脉状矿体。此外，还测得分布在铜矿体外侧的次一级裂隙带中的钼矿体多以斑点状－细脉浸染分布，品位 Mo在0.10%～1.47%之间，最高达10.76%。

表2 昆山—狮子山地区昆山矿区坑道样品元素质量分数分析结果

4 地球物理特征

宣城昆山—狮子山铜多金属矿化区区域地球物理特征如图5所示。

昆山矿化区在航空磁测（ΔT）异常平面图（1∶500000）上显示存在一个磁异常区，异常范围大，ΔT值表现为正值且峰值高（100γ～200γ），连续性好，异常形态与本区构造线基本吻合，具有矿致异常的特点。在布伽重力异常平面图（1∶500000）上，该区同样存在一个重力异常区，异常值范围＋4～＋10，异常形态与本区构造线也较吻合，并有明显异常突起。以上地球物理特征表明，昆山铜多金属矿化区的航空磁测（ΔT）和布伽重力的异常形态与本区构造线也较吻合。

图5 宣城昆山—狮子山铜多金属矿化区区域地球物理特征

5 成矿潜力分析

昆山铜多金属矿化区是长江中下游成矿带下扬子台坳的南部边缘、狸桥—蔴菇山矿集区的重要组成部分。该区是在扬子地台东南缘形成发育的沟弧盆体系的一部分［9－13］，构造－岩浆活动发育，为该区成矿提供了独特、有利的构造、岩浆岩背景［1－2，14］。地质特征表明狸桥—敬亭山复背斜核部宽度急剧变窄，指示该部曾遭受到强烈的挤压变形，剧烈的构造应力产生了大量的虚脱构造和裂隙构造，因而形成了狸桥多字形构造格架，特别是北东—北北东向纵断层一般具有较大的规模和深度，为岩体岩浆及成矿物质的运移提供了良好的通道。昆山铜矿床的赋矿地层为二叠—三叠系沉积岩层，主要以碳酸盐岩建造为主，具有利于形成矽卡岩的围岩特征，是宣城—铜陵地区的主要含矿层位［13－15］。晚期侵入的辉石闪长岩体富含铜、金等成矿物质，且上升过程中含矿岩浆在运移过程中切割、包裹沿途围岩，并与之发生强烈的同化混染和交代作用，成矿物质在有利的空间如接触带裂隙及层间裂隙中富集沉淀形成矿床。以上地质背景、围岩特征、岩体地球化学性质和含矿岩浆的特征表明，昆山铜多金属矿化区具有矽卡岩型矿床形成的地质条件，因此，该区具有良好的成矿潜力。

目前对昆山矿化区进行了一定程度的找矿勘探工作［3－8］，结果表明，昆山铜多金属矿化区的地表矿化发育，矿区内矽卡岩带含矿性较好，透辉石化大理岩中可见铜锌矿化。此外，在矿区内部及邻近区域同一层位还赋存有茶山铅锌矿床、刘家山硫铁矿床等已探明中小型矿床。本区的航磁和重力数据异常明显，呈北东向随圆形展布，与该区的狸桥多字型格架相吻合，并与昆山岩体的分布密切相关，可能指示了昆山—狮子山地区铜多金属实际矿化的异常特征。以上勘探特征和地球物理特征均显示昆山矿区具有很好的成矿潜力。