庐江县沙溪铜矿区断龙颈矿段地质特征及控矿因素

曹杰玲，胡志丹（安徽省地质矿产勘查局327地质队， 安徽合肥 230001）

庐江县沙溪铜矿区断龙颈矿段地质特征及控矿因素

曹杰玲，胡志丹
（安徽省地质矿产勘查局327地质队， 安徽合肥 230001）

沙溪铜矿是庐枞地区典型的斑岩型铜矿床，现已达到大型规模，其中断龙颈矿段铜矿规模为中型，是近年新取得的找矿成果。作者对断龙颈矿段的地质特征及控矿因素进行了研究和总结，对寻找沙溪铜矿深部及外围隐伏铜矿体具有一定的参考意义。

沙溪 ; 断龙颈 ; 地质 ；控矿因素

0　引言

庐江县沙溪铜矿位于庐枞盆地被西侧，是安徽省最大的斑岩型铜矿床。目前沙溪铜矿床主要由三个中型矿床和组成，分别为凤台山-铜泉山矿段、鼓架山矿段、断龙颈矿段。其中断龙颈矿段是近年新发现的矿产地。

沙溪铜矿区正规地质工作始于20世纪30年代，期间曾有中断，早期为取得明显的找矿成果。20世纪70年代中期至80年代初，安徽省地矿局327地质队根据国内外斑岩铜矿成矿理论和成矿规律，对“小铜官山”及其周边区域的地质背景和成矿规律进行分析研究，重新开展验证工作，施工的第一个钻孔（ZK101）即见到了原生斑岩铜矿体，从而拉开了该地区寻找斑岩铜矿床的帷幕，先后发现了铜泉山矿段铜矿体（中型规模）、凤台山矿段铜矿体（中型规模）、鼓架山矿段铜矿体（中型规模）。

2008年以来通过安徽省地勘基金对“安徽省庐江县沙溪铜矿深部及外围铜金矿普查”项目的投入，安徽省地矿局327地质队根据斑岩铜矿成矿理论和成矿规律，对沙溪铜矿区断龙颈矿段地质特征和成矿条件进行研究，再次发现了断龙颈矿段隐伏的铜矿体，探获工业品级铜金属量约36×104t，达到中型规模。目前断龙颈矿段资源量规模有望进一步扩大，所以开展矿段地质特征及控矿因素的研究十分必要，对寻找沙溪铜矿深部及外围隐伏铜矿体具有一定的参考意义。

1　区域地质背景

沙溪铜矿区大地构造位于位于扬子准地台、华北地台及大别山造山带与郯（城）-庐（江）断裂带东界黄（栗树）-破（凉亭）断裂带、滁河断裂的交汇部位，构造环境独特（图1）。

图1　大地构造位置图（327队资料）Fig.1 Location of tectonic structure （on data from No.327 Unit）

区域地层发育不全，主要有中新元古界西冷（岩）组变质岩系组成基底岩石，新元古界震旦纪-早中三叠世沉积盖层，侏罗世—白垩世陆相盆地沉积。

区域内北东向构造为主要构造格架，褶皱构造主要表现为菖蒲山－盛桥复式背斜，该背斜北东自盛桥，南西至菖蒲山，其褶皱轴迹总体呈北北东向30°展布，南西端隐伏于红层之下。其核部最老地层为震旦系灯影组，两翼地层从寒武系至侏罗系。褶皱复杂，不同地段变化较大，因构造破坏而不完整。

区域断裂构造比较发育，依据产状可划分为四组，其中以北东、北北东向为主，少量断层呈北西向或近东西向，北东、北东东向两组断层为早期形成，以压性、压扭性为主，是区域内主要的控岩、控矿断裂构造。

区域内岩浆活动强烈，岩浆喷发、侵入活动主要发生在燕山期，北淮阳安山－流纹粗面岩火山岩带分布于北西侧，粗安质－粗面质火山岩组合的庐枞断陷火山岩盆地分布于南东侧，东顾山－沙溪闪长岩至花岗闪长岩岩浆岩带位于区域中部，基底断裂及派生断裂和火山构造的控制着岩浆岩在空间上的分布。

2　断龙颈矿段地质特征

断龙颈矿段位于沙溪铜矿区中偏南部，北部衔接铜泉山矿段，南至沙溪河，东与鼓架山矿段相连，西至赵家院子下沙溪一线（图2）。

图2　庐江县沙溪矿区断龙颈矿段地形地质图Fig.2 Topographic and geological map of the Duanlongjing ore block in the Shaxi ore district in Lujiang County

2.1地层

由于断层发育以及侵入岩体的穿插，使矿段内地层分布较为零乱，出露地层由老至新主要为志留系：下统高家边组（S1g）、中统坟头组（S2f），侏罗系：下统磨山组（J1m）、中统罗岭组（J2l），白垩系：下统杨湾组（K1y）及第四系（Q）。

其中与成矿关系最为密切的是志留系下统高家边组（S1g）和中统坟头组（S2f）。

高家边组（S1g）主要分布于矿段的中东部，呈条带状断续出露，总体呈北东－北北东向展布，岩性为浅灰、灰绿色或淡粉色泥岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩等，地表风化呈褐黄色、淡紫红色，薄层状或页片状，岩石层面上可见少量鳞片状绢云母，顶部常见粉砂岩条带，有时含细砂岩夹层。靠近岩体部位由于热变质作用而硅化褪色坚硬，层理亦不明显。厚度大于300m。根据目前钻探深部揭露情况，该层为含矿岩体主要围岩。

2.2构造

断龙颈矿段位于八字口－严湾背斜南端近核部位置，该背斜向北沿北东和北北东向构造带呈帚状撒开（董树文等，1984），为盛桥－菖蒲山复背斜端的一部分。

褶皱：矿段内地表仅残留主背斜的东翼，在钻孔中见到主背斜的西翼，两翼主要为志留纪地层，侏罗纪地层零星分布于志留系两侧。东侧志留纪地层总体走向为北东向，局部为北北东向，倾角50°～75°，核部地层倾角在75°左右；西侧虽在钻孔中见到志留纪地层，但依据现有工程揭露情况，在矿段内尚难以确定其形态。侏罗纪地层由于受岩体侵入及断层影响，产状变化较大，西侧地层总体走向近南北向，倾向西，倾角30°左右，局部70°左右；东侧地层总体走向北北东，倾向东南，倾角50°左右，局部75°左右。志留纪地层构成显示该区主褶皱相对紧密。另外从地表至地下（钻孔）均可见少量褶幅较小的小褶曲。

断裂： 矿段内断裂发育，主要为成矿前形成，控制着本区的断陷格局和矿床内岩体的分布，成矿后断裂主要为成矿前部分断裂再次活化，对矿体破坏一般不大，大多被晚期脉岩充填。矿段内实测及推定的断裂共有10条，按其走向大致可分为三组。

北东－北北东向断层：本组断层与盛桥－菖蒲山复背斜轴线走向基本一致，产于背斜近核部附近古生界地层中，或古生界与中生界地层界线处及其附近。为背斜形成时地层发生强烈褶皱的同时，伴生的一系列压性及压扭性断层，常被近东西向或北西向断裂切穿，并产生断距不等的错位，如矿段内F1、F2、F3。其中F1断层为根据钻孔推测的隐伏断层，断裂面倾向南东东，倾角 70°左右。该断层后期再次活动使含矿岩体局部破碎，F2断裂古生界与中生界交界处，钻孔多以揭露到，断裂面倾向南东，倾角50°～70°左右，大部分已被岩体侵位。F3为推测断层，从其残丘地貌的菱块状特征及严湾东长条状冲沟等显示其存在，可能是八字口至铜泉山断裂的断续南延部分。

北西向断裂：所见颇多。常因导致地层及北北东向构造的水平位移而易于判别。如F4～F8。其中F4、F5所见规模较大，F4从已有资料推断其北东盘相对下落东移，断裂面倾向南东，其它平行断裂多未查清。

近东向断裂：较少且规模较小，如F9、F10，F10位于松树圩南，主要表现为志留地层与侏罗地层沿走向相抵。断层面倾向倾角不详。

另外在钻孔中无论是砂页岩还是岩体、脉岩中常见有挤压破碎带和构造角砾岩，主要岩体上部偶尔可见侵入角砾岩带等。

2.3岩浆岩

属于整个沙溪铜矿区中酸性杂岩体的一部分，该矿段内主要岩浆岩岩石类型如下：

石英闪长斑岩：分布于矿段的中北部，为沙溪主要含矿岩体的东南侧，也是本矿段的主要含矿岩体。岩石新鲜者深绿灰色，常因蚀变呈浅灰、灰白、浅红色，全晶质、板状结构，块状构造。

黑云母石英闪长斑岩：主要分布在矿段东南侧及其东侧，呈复杂岩枝状，为矿段内次要含矿岩体，岩石呈深灰色绿灰色，常蚀变为浅灰、红灰、绿灰色。

中斑闪长斑岩：主要钻孔中，主要呈脉状产出，灰色或略灰红色，斑状结构，块状构造，以斑晶较大为特征，且大小不均匀。

细斑角闪闪长斑岩：本矿段中部呈岩枝状产出，可形成小的矿体。灰绿色，局部蚀变成浅红灰或灰白色。

煌绿岩：指一套基性脉岩，均呈岩脉状零散分布，脉体不大，最长者不逾百米，宽3～5m，有时受构造条件控制，密集排列。新鲜者灰黑色或绿灰色，全晶质斑状结构，常见杏仁状构造。

另外在矿段内还见有角闪闪长斑岩，细斑黑云母石英闪长斑岩、细斑石英闪长斑岩、黑云母闪长斑岩等，主要以岩枝或岩株形态存在，可能为相变产物，偶尔可见细斑闪长斑岩、钠长正长斑岩等成矿后期脉岩。

2.4围岩蚀变

本矿段无论是侵入岩还是砂页岩，均不同程度地受到蚀变作用，四种蚀变组合均存在，但其蚀变强度与蚀变矿物组合随着所处构造部位和岩体的不同而有着显著差异。特别是断龙颈矿段位于北北东向与北东向构造复合部位，也是沙溪铜矿中部及西侧岩浆岩带的复合部位，造成蚀变叠加现象严重。近地表总体为北北东向展布的石英绢云母化，局部夹有青磐岩化蚀变矿物组合或泥化蚀变组合，深部见有面型分布和少量线性分布的钾长石化蚀变组合。主要矿化地段蚀变模式接近铜泉山矿段蚀变模式，但各蚀变带总体蚀变范围大，但蚀变强度相对较弱。一般蚀变强度自断裂带为中心向两侧逐渐减弱，各岩体所伴生的蚀变从蚀变矿物组合和与成矿作用的联系也不尽相同。

钾长石化带：为该矿段重要蚀变带，主要分布在钻孔深部的主要矿体附近，深部蚀变强弱不等，且宽度不一，东侧37线浅部矿体下部也见到抛物线状分布，蚀变较弱，宽度较小。

石英－绢云母化带：也为该矿段的重要蚀变带，浅部脉状矿化体主要分布在该蚀变带中，空间上处于钾长石化带的上部或外侧，范围较广。除近矿化体附近稍强外，总体蚀变强度较弱。

泥化带：主要在本矿段ZK4109及鼓架山矿段ZK1709、ZK2102上部见到，另在断裂附近也偶见，可能为雨水和晚期热液共同作用下形成。

青磐岩化带：远离主岩体（枝）的地表发育普遍，为无矿斑岩体主要的蚀变类型，含矿岩体的近矿岩体基本不发育。本带可进一步分为深色和浅色蚀变两种矿物组合。

就本矿段石英闪长斑岩和黑云母石英闪长斑岩来说，蚀变带与矿体赋存有密切的依附关系。主要矿体的分布毫无例外的与钾长石化带及邻近的石英－绢云母化带一致，钾化带为主要含矿部位，其上部或附近的石英－绢云母化带同样有工业矿体的分布。一般说来，含矿石英闪长斑岩、黑云母石英闪长斑岩蚀变较强，其它部分岩体较弱；主要控矿断裂带及其附近蚀变较强，远离断裂带较弱。

3　矿体地质特征

3.1矿体特征

断龙颈矿段主次要矿体主要赋存在八字口－严湾主背斜的南段的近核部及其附近的石英闪长斑岩体中。在主次要矿体的边部，因部分矿化不连续，周边圈出多个小矿体或零星矿体，另外在矿段的东侧复式背斜的南东翼，含矿岩枝顺褶皱构造形成的层间破碎带或断层侵入也形成少量零星矿体。

主矿体矿段内矿体平面北东向长度约1000.99 m，宽344.62～467.41m，平均宽度403.11m。考虑矿体完整性，剖面线上含矿段外工业品位矿石延伸309.6～867.31m,平均延伸597.27m。

矿体形态不同剖面上变化较大，但总体呈不规则的透镜状，少量为似层状,北侧矿体头部有一定的分支分叉现象，水平中段呈长条状，纵剖面上呈不规则哑铃状。矿体总体走向25°～48°，矿体倾向南东东，倾角22°～35°左右，矿体少量由于脉岩的侵入破坏及自身的矿化不均匀，存在工业品级包低品级矿石或者，低品级矿石包工业品级矿石。纯夹石极少,矿体与围岩无明显界限。

矿体主要赋存在志留纪地层半圈闭的石英闪长斑岩岩体内，进一步分析认为是狮子山至八字口主背斜的南延部分的狭窄地段，形态较为稳定，剖面上顶底板以不够品位的石英闪长斑岩为主，部分为志留系高家边组泥质粉砂岩。

矿体埋深总体走向上由北东向南西逐渐加深，倾向上北西侧浅、南东侧深。矿体埋深为666.18～1344.31m，矿体平均埋深约1005m。矿体赋存标高为-644.81～-1326.21m。矿体平均赋存标高约-996m。

顶板围岩主要为不够边界品位石英闪长斑岩，少量为志留系泥质粉砂岩等。矿层中包裹的夹石较少，主要分布在矿层中少量不够品级的石英闪长长斑岩岩体或石英闪长斑岩岩体与后期晚期脉岩共同构成。

3.2矿体围岩和夹石

3.2.1矿体围岩

本矿段的铜矿体主要赋存在石英闪长斑岩中，极少量赋存在侏罗系、志留系粉砂岩、页岩中，矿体与围岩的界线不清晰，绝大多数呈渐变关系，只是由于受工业指标的限制，划分出矿体和非矿体。

3.2.2矿体夹石

矿体中夹石较少，以弱矿化的石英闪长斑岩为主，与矿体呈渐变关系，如果从矿化角度来认识，其实是一个较为完整的矿化体。整个矿床矿体基本为贫矿包富矿，即低品级矿石内部夹工业品级矿石，少量富矿包贫矿。

3.3矿体产出特征

该矿段矿体产出特征既有原沙溪矿区一致的产出特征，也存在一定的差异。综合该矿段矿体产出大致有以下四种情况。

（1）产于八字口-铜泉山主干断裂派生的断层（主矿体岩体侵入位置）及其平行裂隙所控制，与铜泉山矿段主要矿体产出特征相似，但多以志留纪地层作为间接顶底板，矿化体主要分布在石英闪长斑岩岩体中，但与石英闪长斑岩岩体产状联系不如铜泉山矿段紧密。矿化体埋藏也相对较深。

（2）产于鼓架山断裂及其派生的断层附近或与于北西向断裂交汇处（少量零星矿体及次要含矿黑云母石英闪长斑岩岩枝侵入位置），以志留纪地层作为直接或间接顶底板，矿体的产状严格受岩体（岩枝）形态控制，形成小的零星矿体。

（3）产于沿侏罗系与志留系不整合界面（含断裂）贯入的的石英闪长斑岩或黑云母石英闪长斑岩岩枝内或侏罗系捕虏体中，边部有时跨越到志留系砂岩中，矿体与断裂的展布方向一致。走向北东，倾向北西。

（4）在不同的岩性中沿一定的构造破碎带或裂隙，充填交代形成小的零星矿体，或受断层构造等控制在主矿体的边部形成零星矿体“卫星矿”。

4　控矿因素分析

4.1地层因素

由泥岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩等岩性组成的志留系下统高家边组地层，为矿段内含矿岩体的主要顶、底板，对含矿岩体内的成矿流体起到屏蔽作用，为成矿元素的富集提供了良好的条件。

4.2构造因素

由于斑岩铜矿的成矿物质主要来自上地幔，因此，必须有区域性的深断裂的存在才能把上地幔与上地壳相互沟通起来。矿区紧邻的郯庐断裂带和罗河断裂（高锐等，2010；董树文等，2011），构成了连接地表到地幔的通道。

矿段内矿体主要分布于八字口-严湾背斜的核部及其附近，矿体走向与背斜轴向基本一致，总体由北东向南西逐渐加深，这与背斜整体北东端上翘，向南西倾伏的特征基本一致，可见矿体的分布是受到背斜构造的严格控制的。

从矿体的形态上来看，矿体在北西断裂附近，矿化富集程度较高，如位于北西向断裂F8附近的ZK2103孔，单孔见矿视厚度达517m。从施工的钻孔揭露的情况来看，断层延伸至背斜核部以外时，矿化较弱。可见在本矿段北西向断裂在背斜核部为矿化的富集创造了有利条件。

4.3岩浆岩因素

沙溪铜矿区及其周边一带的沉积岩中，铜的含量均低于地壳丰度，成矿元素出自形成斑岩体内部及深部的含矿气液（池月余等，2015）。从地表出露和钻孔揭露情况看，矿段内分布有大量的中酸性岩体，主要岩性为石英闪长斑岩,这些中酸性的岩体为矿体的形成提供了必要的矿源。

综上所述，矿段内矿体的控矿因素主要为背斜构造提供了成矿空间，地层屏蔽作用提供了矿化富集的条件，断裂作用为矿体进一步富集提供了有利条件，中酸性岩体及深部含矿热液提供了矿源。

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GeoloGiCAl feAtureS And ore-Control fACtorS of the duAnlonGJinG ore bloCK in the ShAxi CoPPer ore diStriCt in luJiAnG County

CAo Jie-ling, hu zhi-dan
(No.327 Unit of Bureau of Geology and Mineral Exploration of Anhui Province, Hefei, Anhui 230001, China)

The Shaxi copper mine is a typical porphyry copper deposit in the Lu-Zong area and has reached large scale, of which the Duanlongjing ore block, medium in size, is the latest work result. This paper studied and summarized geological features and ore-control factors of the block providing a reference for exploring concealed ore bodies in the depth and periphery of the deposit.

geology; ore-control factors; Duantoujing; Shaxi

P618.41

A

1005－6157（2016）01－017－5

2015-09-25

曹杰玲（1984-），男，安徽涡阳人，工程师，现从事地质找矿和勘查工作。