安徽省濉溪县刘楼铜铁金矿的地质特征、成矿控制因素

费存才

[摘要]刘楼铜铁（金）矿为一多金属隐伏矿床，矿床处在次一级构造十里长山背斜的南端，三铺石英闪长（玢）岩杂岩体的西段北侧。主要构造线方向为北北东向。矿体主要赋存在寒武系上统碳酸盐岩和石英闪长（玢）岩的接触带中。矿体呈透镜状，产状、形态、规模受捕虏体构造控制。围岩蚀变强烈，钾长石化显著。主要矿石为磁铁矿石、铜铁矿石、含金黄铁矿石。以自然金为主。富含氧化镁的碳酸盐岩地层与燕山期石英正长闪长（玢）岩携带矿液交代富集。构造带为矿液活动和沉淀提供场所。成矿主要为氧化物阶段和石英-硫化物阶段。矿床成因为接触交代矽卡岩型铜铁（金）共生矿床。

[关键词]矿区地质 金的赋存状态 控矿因素 矿床成因

[中图分类号] P612 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-29-2

0区域地质概况

本区处在华北地台的南缘，皇藏峪复式背斜的南段。地层属华北地层区，淮河地层分区，淮北地层小区。本区南部第四系广泛分布，地势平坦。北部为剥蚀残山，出露地层有震旦系～奥陶系、石炭系～二叠系。其中寒武系、奥陶系出露较好，为厚达1500米以上碳酸盐岩，一般组成背斜的轴部及两翼，是本区接触交代型铜铁（金）矿成矿有利围岩。 区内构造线方向主要为北北东向，次为北西西及东西向。矿区位于北北东向和东西向构造的交汇处。

1矿床地质特征

刘楼铜铁（金）矿为隐伏多金属矿床，第四系厚71～78米。矿床处在次级构造青龙山—长山（十里长山）背斜的南端。三铺石英闪长（玢）岩杂岩体的西段北侧。

1.1矿床一般特点

矿床主要赋存在寒武系中、上统碳酸盐岩与燕山期石英闪长（玢）岩构成的接触带及层间虚脱部位，矿体形态受捕掳体和接触带的形态所控制；矿体个数多，主要矿体集中；一般铁矿体靠近内矽卡岩或岩体，铜铁矿石多靠近外矽卡岩或碳酸盐岩（白云质大理岩），含金的铜铁矿石处在以上二者之间；在平面上铁矿体分布在东北部，铜金矿体分布在西部；矿石自然类型较多，原生矿石有蛇纹石（金云母）磁铁矿石、白云石磁铁矿石、透辉石磁铁矿石、含金铜铁矿石、含金黄铁矿石等；金矿石品位较高，一般为4.74～14.75g/t，最高40.78 g/t，矿床平均品位9.76 g/t；从化学组份特点，铁低硫髙者金品位高。黄铁矿型金矿中金与铜相关性较弱，与硫相关性较强。

1.2矿体特征

矿体多呈大小不等的透镜状、似透镜状、串珠状，少量的脉状。

1.3围岩蚀变

矽卡岩化主要发育在接触带之石英正长闪长玢岩里，石榴石、透辉石、绿帘石、透闪石交代斜长石或角闪石。矽卡岩化有两期：早期生成的石榴石、透辉石常被晚期绿帘石，透闪石、金云母等所交代，而晚期的石榴石、透辉石则呈脉状切穿早期形成的矽卡岩矿物，并常伴随硫化物活动，局部富集形成含铜矽卡岩：透辉石化普遍，岩体、围岩中均有出现，透辉石交代白云质大理岩中钙镁质而形成透辉石化白云质大理岩，交代强烈者成透辉石矽卡岩（浅色），常经矿化作用而生成透辉石磁铁矿石、铜铁矿石等。晚期透辉石化常迭加于早期透辉石矽卡岩中，使透辉石变成粗晶集合体或呈网脉状分布：绿泥石化有两种：一种浅绿色的叶绿泥石，呈鳞片状或叶片状，常交代矽卡岩中之逶辉石和金云母等。另一种黑绿色细粒状或隐晶质绿泥石，呈脉状或薄膜状贯穿于各种岩石的裂隙中，常伴有碳酸岩化：蛇纹石化仅发育在接触带内或围岩中。早期为叶蛇纹石、胶蛇纹石，为黑绿色和黄绿色，呈鳞片状和胶状，一般交代透辉石、方解石、白云石等矿物。另一种晚期纤维状的纤蛇纹石，常呈脉状分布在岩石的裂隙中：碳酸盐化广泛分布，发育于各种岩石中，蚀变延续时间最长，空间范围最大。

钾长石化是本区特有且常见的一种蚀变，蚀变范围大，常伴有绿泥石化，一般近矿更明显，钾长石出现的部位，指示了热液活动的范围。

1.4矿石物质的成分

矿石以铁矿石、铜（金）铁矿石为主，次为铜矿石。氧化矿石有赤铁矿、假象赤铁矿、辉铜矿、兰铜矿，次为褐铁矿、赤铜矿石、孔雀石、自然铜。原生矿石有磁铁矿、黄铜矿、自然金、银金矿、金银矿，其次为赤铁矿、穆磁铁矿、磁黄铁矿、兰辉铜矿、斑铜矿，少量的方鈷矿、叶碲金矿、硒铊铜矿、闪锌矿、方铅矿、辉钼矿等。脉石矿物主要有透辉石、金云母、蛇纹石、方解石、白云石、绿泥石，次为水鎂石、斜硅鎂石、石榴石、绿帘石、透闪石、阳起石、石英及少量的滑石、鎂橄榄石、磷灰石、角闪石、长石、黑云母、绢云母等。

1.5矿石的结构构造

矿石中的磁铁矿、黄铁矿多呈自形--半自形晶粒状结构为主，黄铜矿、部分磁铁矿和黄铁矿呈他形粒状结构，黄铜矿包裹磁铁矿、黄铁矿包裹自然金、银金矿构成了包含结构，赤铁矿交代磁铁矿、斑铜矿交代黄铜矿、铜兰交代黄铜矿构成了交代结构，赤铁矿沿磁铁矿的边缘和裂隙呈细脉状交代，黄铜矿呈脉状切穿黄铁矿构成了脉状结构。另外见到少量的周边结构、压碎结构、网脉状结构。

矿石的构造：致密块状构造、侵染装构造、斑杂状构造、条带状构造。

1.6矿石自然类型

原生矿石以透辉石磁铁矿石、金云母磁铁矿石、金云母透辉石磁铁矿石、方解石白云石磁铁矿石、含铜磁铁矿石、蛇纹石磁铁矿石为主，次为金云母绿泥石磁铁矿石、阳起石（透闪石）磁铁矿石。

铜矿石以含铜磁铁矿石为主，次为含铜矽卡岩、含铜白云质大理岩、含铜石英正长闪长玢岩。

金矿石以含金黄铁矿石为主，次为含金铜铁矿石、含金磁铁矿石等。

2金的赋存状态

2.1金矿物成分、结构、构造

金矿物以自然金为主，次为银金矿、金银矿、自然金，少量叶碲金矿、硒铊银矿等。共生金属矿物黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿等。

脉石矿物以白云石、金云母、石英为主，少量的透辉石、蛇纹石、绿泥石、方解石等。构成斑杂状构造。

2.2金矿物产出特点

金矿物与黄铁矿关系密切，以分布于黄铁矿裂隙中的裂隙金为主，黄铁矿与黄铜矿及脉状矿物之间的晶隙金次之，包裹金较少。

2.3次显微金的赋存状态

由表1可见，以单体存在的游离自然金和连生自然金是主要的，金矿石占92.17%，铜铁矿石（伴生金）占63.63%。以其他分散形式存在的自然金则处于极次要的位置。

3成矿控制因素

3.1地层（围岩）控制：矿区围岩为寒武系上统凤山组，含泥质白云质灰岩，氧化镁含量髙，岩石的化学性活泼，有利成矿。在同温同压条件下，氧化镁首先溶解，增加岩石的溶解度和渗透性，有利矿液交代和沉淀。

3.2岩浆岩控制：矿区与成矿有关的岩浆岩为燕山期石英正长闪长（玢）岩，其化学成分和中国闪长岩、代里闪长岩对比如下表。

从以上表中显示，矿区闪长（玢）岩中二氧化硅偏髙，为弱过饱和，三氧化二铝和三氧化二铁含量比较接近，氧化钠和氧化钾含量偏髙。矿区岩体岩石具钾化和钠化，Na2O/K2O=1.86。岩石中微量元素除亲铁元素较髙外，亲硫元素铜含量较髙，在岩体和围岩的内带易形成铁矿体，在接触带和靠近外带一般形成铜铁（金）矿体。

3.3构造控制

本区矿床构造受接触带控制，可分为三种：侵入体接触构造，矿体产状、形态受接触带的形状所控制，矿体多呈透镜状、串珠状、囊状。 捕虏体构造实为封闭的接触构造，岩浆携带的矿液和围岩交代殆尽。

裂隙和破碎带构造，岩体受北西向构造裂隙控制，在层间裂隙和破碎部位有利矿液的流动交代和沉淀，易形成脉状矿体。

4矿床成因的认识

从矿物生成及其相互关系，矿床的形成过程初步分为三期：矽卡岩期、热液期、表生作用期。矽卡岩期分为矽卡岩阶段和氧化物阶段。矽卡岩阶段首先形成以透辉石为主（次为石榴石、方柱石、透闪石）矽卡岩，随着交代作用的继续，形成金云母、粒硅鎂石、水鎂石等，然后进入氧化物阶段，形成蛇纹石、磁铁矿等，磁铁矿交代矽卡岩及围岩，并富集成铁矿体。

热液期按矿物生成特点分为石英—硫化物阶段和石英—碳酸盐阶段。石英—硫化物阶段是黄铁矿、黄铜矿等金属硫化物的生成期，并伴有金、银、钴元素的富集，以及蛇纹石、绿泥石、石英等矿物生成，常交代已形成的矽卡岩和磁铁矿，其迭加组成含铜磁铁矿石，蛇纹石磁铁矿石、金云母绿泥石磁铁矿石等。按主要硫化物的生成顺序又可分为早、中、晚三个亚期。

早期主要生成第一世代黄铁矿、黄铜矿及少量的磁黄铁矿等。一般粒度较小，自形程度较好，晶形较完整，分布于磁铁矿的粒间和裂隙中，常见黄铁矿、黄铜矿交代或包裹磁铁矿的现象，蛇纹石等矿物交代或呈脉状穿插矽卡岩矿物。中期主要生成第二世代黄铁矿、黄铜矿、自然金、银金矿、金银矿和少量的闪锌矿、方铅矿、方钴矿、叶碲金矿、硒铊铜矿等。本期黄铁矿粒度较粗，常见包裹或呈脉状切穿磁铁矿。黄铜矿交代或包裹早、中期的黄铁矿、磁铁矿，或呈细脉状切穿黄铁矿、磁铁矿。黄铜矿又常被兰辉铜矿切穿或沿边缘交代。自然金、银金矿、闪锌矿、方钴矿等均以极细粒的独立矿物充填于黄铁矿、黄铜矿粒间或裂隙中，此期形成较富的含金黄铁矿石或含金铜黄铁矿石。晚期主要以粗粒的黄铁矿、石英、方解石、白云石等矿物组成，本期黄铁矿颗粒直径可达60毫米。此期见少量斑铜矿、辉铜矿交代早、中世代黄铜矿。

石英—碳酸盐阶段为成矿期后之残余热液，生成石英、方解石、白云石矿物，组成细脉或和蛇纹石、绿泥石脉穿插早期矿物和岩石，其特点不含金属矿物。

表生作用期仅发生在第四系底部，矿体受氧化和淋滤作用，硫化物被溶解流失，磁铁矿生成赤铁矿、假象赤铁矿。黄铁矿氧化生成褐铁矿，黄铜矿生成辉铜矿、铜兰、赤铜矿、孔雀石、自然金。

根据矿石的共生组合、交代结构以及矿物生成顺序等特点，矿床成因为与鎂质接触交代（矽卡岩）型铜铁（金）共生矿床。就单一金矿来说，则是接触交代矽卡岩范畴内的中温热液裂隙充填黄铁矿型金矿。

参考文献

[1]安徽铁矿地质，第一辑（内部资料）1977.12.

[2]安徽省濉溪县刘楼铜铁（金）矿西段详查地质报告，1996.12.

[3]安徽省濉溪县刘楼铜铁矿东段详查地质报告，2009.1.