安徽省南陵县龙池井铜铁矿地质特征及找矿标志

陆 庆 赵 炎

(安徽省地质矿产勘查局321地质队)



·地质·测量·

安徽省南陵县龙池井铜铁矿地质特征及找矿标志

陆 庆 赵 炎

(安徽省地质矿产勘查局321地质队)

沙滩角矿田是安徽铜陵矿集区最东部的大型铜金矿田，也是铜陵矿集区地质工作程度较低的矿田。该矿田内早期主要发现沙滩角中型矽卡岩型铜矿床，近年来陆续发现了姚家岭特大型铜金铅锌矿床、桂花冲中型铜金多金属矿床和龙池井小型铜铁矿床。龙池井铜铁矿床位于戴公山背斜北西翼近轴部，沙滩脚岩体南接触带中部及沙滩角铜矿田东缘。结合区内地质工作成果，对区域地质背景、矿床地质特征进行了分析，并对矿床成因以及找矿标志进行了探讨，供区内找矿参考。

铜铁矿 区域地质背景 地质特征 矿床成因 找矿标志

龙池井铜铁矿是近年来沙滩脚矿田中新发现的小型规模的铜铁矿床，为勘探级别。近年来，该矿区内开展了大量的地质勘查与研究工作，积累了大量地质资料。为进一步指导区内找矿工作，本研究对区内矿床地质特征、矿床成因及找矿标志进行探讨。

1 区域地质背景

沙滩脚矿田位于长江中下游铁铜金银多金属成矿带中部，铜官山—凤凰山—沙滩脚铜铅锌金多金属矿带东端，华北地块与扬子地块结合部位，北临繁昌火山岩盆地，南接宣南盆地。地史上经历雪峰期、海西期的活动—稳定—再活动的构造演变，早寒武世—早三叠世区内构造变动处于相对稳定时期，形成了海陆交互相、海相、滨海—浅海相的碎屑岩-碳酸盐岩、硅质岩巨厚的古生代沉积盖层，为铜、金、硫等矿化提供了有利的围岩岩性条件和原始“矿胚层”。中三叠世转入褶皱、抬升阶段，直至中侏罗纪经历了挤压—剪切作用。晚侏罗纪—白垩纪即印支期末—燕山期为华北地块与扬子地块碰撞后的拉伸扩张期，形成了区内岩浆活动、成矿作用的主要阶段[1-4]。勘查区处于EW向(铜陵—南陵)、SN向(横山桥—戴家汇)、NNE向(麻桥—戴家汇)等3条基底断裂所形成的三角形区块中。

2 矿区地质特征

2.1 地 层

矿区出露地层较简单，仅出露志留系上统茅山组(S3m)，泥盆系上统五通组(D3w)，石炭系中上统(C2+3)黄龙组、船山组，二叠系下统栖霞组(P1q)、孤峰组(P1g)及第四系(Q)地层。

2.2 构 造

2.2.1 褶 皱

矿区褶皱为戴公山背斜，该背斜全长20 km，宽1～2 km，轴向50°～60°，北东端轴向转为20°～30°，枢纽较平缓，向SW倾伏，倾伏角10°。勘查区位于背斜北西翼，长1.73 km，宽1.63 km，走向约60°。地层为志留系上统—二叠系下统栖霞组，其中志留系上统茅山组构成背斜北东段核部地层，产状320°～0°∠40°～88°，越接近核部产状越陡。

2.2.2 断 层

(1)F1断层。为区域上的黄金岭断层，为张剪性逆断层。该断层总体走向NNE约10°，地表局部被第四系掩盖，断续长0.61 km，倾向SEE，倾角40°～50°。北段为晚期花岗斑岩充填，倾角约74°。沿断裂构造角砾岩极为发育，角砾呈棱角状，大者50～100 cm，小者1～10 cm，角砾成分主要为长石石英砂岩，少量石英砂岩，硅质及铁质胶结，致密坚硬，局部再次破碎形成二次角砾，并具轻微靡棱岩化。断裂带宽约10 m，地表表现为断层三角面清晰可见。该断层属燕山晚期，为成矿后断层。

(2)F2断层。为一逆断层性质，出露于矿区东部，发育于泥盆系上统五通组下段与志留系上统茅山组之间，向NW为花岗闪长岩体占位，走向约290°，倾向SW，倾角约80°。该断层地表主要表现为普遍发育角砾岩，呈棱角状，大小1～5 cm，角砾成分主要为石英砂岩，少量石英砂岩，硅质及铁质胶结，致密坚硬。该断层上盘地层倒转，下盘地层正常。

(3)F3断层。为走向正断层，仅由深部钻孔控制，沿走向控制长度约80 m，向北为花岗闪长岩体侵位，向南未控制。该断层位于F1断层下盘，发育于石炭系中上统黄龙组、船山组与泥盆系上统五通组上段之间，局部为花岗闪长岩充填，表现为泥盆系上统五通组上段局部缺失，以及石炭系中上统黄龙组、船山组大理岩、矽卡岩化大理岩绝大部分破碎成角砾状，形成角砾状大理岩、角砾状矽卡岩化大理岩，角砾呈棱角状，胶结物为泥质、钙质、铁质，少量硅质。该断层整体近SN走向，倾向E，局部向W倾，倾角30°～60°，为成矿前断层。该断层期后受基层性复活构造影响，局部金属矿物(斑铜矿、辉铜矿)也被破碎成角砾状。

2.2.3 裂 隙

矿区主要为顺层的层间裂隙，产状与岩层一致，均为石英细脉贯入，一般在接触带附近裂隙宽数厘米至数十米不等，同时在花岗闪长岩中再一次形成裂隙，并被后期石英脉、方解石脉充填，产状较乱，无规律，但规模较小。

2.2.4 节 理

矿区内地表节理主要发育有3组，产状分别为320°∠82°、71°∠32°、84°∠68°。前一组较早，后2组较晚，最后一组常发育成小的滑动，往往错断矽卡岩及其他节理裂隙，为成矿后的构造。深部发育有2组，产状分别为75°∠80°、108°∠26°，裂隙密度1～3条/m2。

2.3 岩浆岩

2.3.1 侵入岩

(1)花岗闪长岩。侵入时代为燕山旋回晚期，分布于矿区北部，属于沙滩脚岩体的一部分，呈岩株状侵入，区内出露面积1.03 km2。岩石呈浅灰、深灰色，半自形粒状、他形粒状变晶结构，块状构造。侵入岩矿物成分主要有斜长石(50%～70%)、角闪石(5%～12%)、石英(10%～17%)、钾长石(10%～16%)、黑云母(1%～2%)，副矿物为榍石、磷灰石及磁铁矿。原岩具绿泥石化、钾长石化、硅化、绿帘石化、矽卡岩化等，属燕山旋回晚期产物。该岩体由北至南超覆，倾向N，接触面不规则，倾角较陡，一般为80°～85°，与围岩产状基本一致。

(2)花岗斑岩。位于花岗闪长岩体东侧，呈脉状沿NNE向断层(F1)侵入，出露总面积0.008 4 km2，东部ZK1808、ZK2208、ZK2401、ZK2402孔深部出现，均沿二叠系栖霞组裂隙侵入；西部ZK1061、ZK1062孔深部出现，沿泥盆系五通组裂隙或与矽卡岩接触面侵入。该岩体倾向SEE，浅部接触面平直，倾角约50°，呈浅灰—深灰色，斑状结构，块状构造，主要成分为斜长石(30%～35%)、钾长石(20%～25%)及石英(20%～25%)，少量角闪石(3%～5%)、黑云母(2%～5%)，且含量极不均匀。该岩体主要蚀变为高岭土化、绢云母化、绿泥石化，局部受构造影响形成角砾状。

2.3.2 脉 岩

区内脉岩较发育，主要为正长斑岩、辉绿玢岩、辉绿岩，均为成矿期后贯入的脉体。

2.4 变质作用及围岩蚀变

2.4.1 热变质作用

由于花岗闪长岩的侵入，使围岩均受不同程度的热变质作用，近岩体处碳酸盐岩均经大理岩化，如石炭系、二叠系的灰岩、白云质灰岩变质为大理岩、白云质大理岩，形成宽数米至百余米不等的热变质带。紧邻岩体的五通组石英砂岩亦变质为石英岩，砂岩、粉砂岩，泥质岩变质为角岩(或角岩化)。

2.4.2 接触交代变质作用

由于花岗闪长岩的侵入致使围岩产生了广泛的接触交代变质带，矽卡岩带自岩体向围岩分带现象较明显，地表表现为花岗闪长岩→矽卡岩化花岗闪长岩→内矽卡岩(块状石榴石矽卡岩、透辉石石榴石矽卡岩)→层状矽卡岩(透辉石矽卡岩、石榴石透辉石矽卡岩)→矽卡岩化大理岩→大理岩；深部表现为花岗闪长岩→矽卡岩(石榴石矽卡岩、透辉石石榴石矽卡岩、透辉石矽卡岩)→矽卡岩化大理岩、大理岩→角岩化砂岩。区内接触交代变质作用所形成的矽卡岩带规模不一，形态各异。

2.4.3 围岩蚀变

(1)黄铁矿化。普遍发育于各种岩石内，尤以花岗闪长岩、矽卡岩化花岗闪长岩为最。黄铁矿呈星点状、浸染状、局部细脉状分布，特别富集于岩石节理裂隙中。

(2)碳酸盐化。常见于蚀变花岗闪长岩及矽卡岩中，表现为方解石呈团块状、细脉状交代花岗闪长岩中的长石及暗色矿物，而在矽卡岩中则以填隙状嵌布于石榴石、透辉石晶隙中。

(3)硅化。发育于蚀变花岗闪长岩中，表现为部分长石类矿物被石英交代，局部集合体呈脉状分布，与矿区铜钼矿化关系较密切。

(4)蛇纹石化。主要见于透辉石石榴石矽卡岩中，蛇纹石呈细小纤维状、脉状、斑点状沿透辉石晶隙、裂隙、解理交代分布。

(5)绿帘石化。结晶体较小，常见于蚀变花岗闪长岩、内矽卡岩中。

(6)绿泥石化。沿长石晶隙、晶内交代分布，局部交代黑云母，常见于蚀变花岗闪长岩中。

(7)高岭土化、叶蜡石化、绿泥石化等蚀变常见于花岗闪长岩中，局部见于大理岩中。

2.5 地球物理特征

2.5.1 1∶2 000激电中梯剖面

2.5.1.1 南 段

测区视极化率背景值较低(约1%)，视电阻率较高(约500 Ω·m)，反应了地层的高阻、低极化特征。测区以砂岩为主，从中梯剖面上看，激电异常推测是由矽卡岩和接触带引起。由矿区10#线测深断面等值线图(图1)可知：86#～88#点处呈低阻凹槽，可能对应浅部接触带，深部向南延伸，激电异常出现在90#～94#点、深约250 m处，上、下层均为高阻反映，整体看，矿区激电异常产状较陡，略向S倾。

图1 金龙铜矿外围(龙池井)南段10#线激电测深断面等值线

2.5.1.2 北 段

北段视电阻率较南段要低，平均约300 Ω·m，视极化率也低于南段，反应了矿区地层的低阻、弱极化特征，岩性可能以矽卡岩为主；激电测量表现为弱极化异常现象。由矿区22#线测深断面等值线图(图2)可知，激电异常以98#～100#点为中心，中心深度250～300 m，产状陡立，略向W倾。矿区圈定的激电异常带推测是局部裂隙矿化、矽卡岩带，局部由岩脉引起，经钻探验证，均未见明显的工业矿体。

2.5.2 1∶2 000磁法剖面

测区磁测异常呈团块状分布，有多处异常中心，推测是由含磁铁矿矽卡岩、隐伏矽卡岩引起。总体上看，在测区部分区域内存在多处突起的规模不大的磁异常，异常间相对独立，但在深部可能相连，即深部可能存在一含磁性岩(矿)体，目前矿山开采活动位于典型的接触带异常位置，由此可推断，在异常性质相同的地带也可能为找矿较理想的位置。

图2 金龙铜矿外围(龙池井)北段22#线激电测深断面等值线

3 矿床地质特征

3.1 矿体地质特征

3.1.1 矿体赋存位置及规模

矿区共圈定了矿体25个，其中主矿体1个(编号为1#)，次要矿体2个(编号分别为Ⅰ#、Ⅸ#)，其余22个零星矿体。各矿体分布情况、规模分别见表1、表2。

表1 矿体分布情况

3.1.2 矿体形态及产状

1#主矿体基本受接触带矽卡岩和C2+3层位的复合控制，形态呈透镜状—似层状，厚度不稳定，走向近SN，倾向E，倾角30°～50°，局部近水平。由1#矿体底板等值线图(图3)可知，矿体延深越大产状越陡(如20#、22#线)，延深越小产状越缓(如26#线)，局部地段甚至接近水平(如24#线)。

表2 矿体规模

续表

图3 1#矿体底板等值线

3.2 矿石特征

3.2.1 物质组分

矿区共查明矿床矿物组分35种，其中金属矿物17种，非金属矿物18种(表3)。

3.2.2 化学成分

矿石的主要有益组分为 Cu、Fe、Mo，伴生有益组分有Cu、S、Au、Ag、WO3、Zn、Mo、Co。全矿床Cu平均品位1.10%，全铁平均品位30.20%，磁性铁平均品位20.57%，Mo平均品位0.148%。

3.2.3 矿石结构构造

矿区矿石结构种类较多，从总体来看，自形—半自形—他形晶结构、粒柱状变晶结构多见于单铁矿石内，他形晶结构、固溶体分离结构、压碎结构、填隙结构、胶状结构等多见于单铜矿石和铜铁矿石内，纤维状变晶结构、交代残余结构多半见于单铁矿石和铜铁矿石内。矿石构造有角砾状构造、斑杂状构造、浸染状构造、次块状构造等。

表3 矿物成分

3.2.4 矿石类型

矿石自然类型主要为磁铁矿矿石、含铜矽卡岩化角砾状大理岩、含铜矽卡岩、含铜赤铁矿矿石、含铜矽卡岩化花岗闪长岩、含钼石榴石矽卡岩、含铜钼石榴石矽卡岩，少量含钼花岗闪长岩。区内矿床矿石工业类型按有用组分组合特征可划分为铜矿石、铜铁矿石、铜钼矿石、铁矿石及钼矿石，其中铁矿石的工业类型主要为需选弱磁性铁矿石，铜钼矿石为硫化矿石。

4 成矿条件及矿床成因

4.1 成矿条件

(1)围岩条件。区内五通组薄层—巨厚层状石英砂岩对矿液运移、交代具有屏蔽作用，同时大范围强烈的岩浆活动捕获和同化了有利成矿围岩，如船山组、黄龙组的碳酸盐岩经交代变质作用形成了以石榴石为主，少量透辉石、硅灰石组成的矽卡岩带；期后岩浆热液选择性的交代变质作用，除形成透闪石、阳起石等蚀变矿物外，还沉淀富集了大量的磁铁矿或磁铁矿化赤铁矿等产物。

(2)构造条件。区内继承性多期次构造活动，尤其是印支期—燕山期的褶皱、断裂构造运动致使围岩产生滑脱、破碎、层间裂隙构造，为含矿热液的畅通运移、富集堆积提供了有利的成矿空间。

(3)岩浆岩条件。以燕山期为主的岩浆活动形成了区内大面积的花岗闪长岩侵入体，在岩浆分异演化过程中析出了丰富的含矿流体，成为基本物质来源的成矿母岩。

4.2 矿床成因

矿区地层、构造、岩浆岩和围岩蚀变等条件均为区内铜铁钼多金属矿化的有利条件，早期接触交代变质作用，形成了以石榴石、透辉石、硅灰石等为主的矽卡岩带成就了磁铁矿阶段的成矿基础。随后的早期硫化物阶段形成了石英、黄铁矿、磁黄铁矿、辉钼矿等矿物；晚期硫化物阶段形成了黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、蛇纹石、石英、方解石、绿泥石等矿物，也成为矿床的主要成矿阶段。期后中—低温岩浆热液活动，形成了以斑铜矿、辉铜矿为主，少量、微量自然铜叠加富集的单铜矿体。由此可初步认为区内矿床成因类型属中—高温热液交代矽卡岩型铜铁矿床。

5 结 语

详细分析了龙池井铜铁矿床区域地质背景、矿床地质特征，分别从围岩、构造、岩浆岩等方面分析了该矿床的成矿条件，并对矿床成因进行了讨论，认为该矿床应属中—高温热液交代矽卡岩型铜铁矿床。在上述分析的基础上，认为矿区地表铁帽、接触变质带、围岩蚀变，层状石榴石、透辉石矽卡岩带以及近岩体的层间裂隙构造发育地段为找矿标志。

[1] 常印佛，刘学圭.铜陵地区层控矽卡岩矿床研究[J].矿床地质，1983(1)：11-20.

[2] 常印佛，刘湘培，吴言昌.长江中下游铁铜成矿带[M].北京：地质出版社，2004.

[3] 蒋其胜，韩长生，黄建满.姚家岭铜铅锌矿矿床地质特征及成因探讨[J].安徽地质，2005,15(4)：265-269.

[4] 岳紫龙.安徽桂花冲铜矿矿床特征与成因[D].北京：中国地质大学，2015.

Geological Characteristics of Longchijing Cu-Fe Deposit and Prospecting Indicator in Nanling County,Anhui Province

Lu Qing Zhao Yan

(321 Geological Team,Bureau of Geology and Mineral Exploration of Anhui Province)

Shatanjiao ore filed is the large copper and gold ore-field that is located in the eastern part of the Tongling ore-concentrated area in Anhui province,it is also the ore filed with low degree of geological work in Tonlign ore-concentrated area.The Shatanjiao medium-sized skarn type copper deposit is mainly found in Shatanjiao ore-field,Yaojialing supper-large Cu-Au-Pb-Zn deposit,Guihuachong medium-sized Cu-Au polymetallic deposit and Longchijing small-sized Cu-Fe deposit are found gradually in Shatanjiao ore-field.Longchijing Cu-Fe deposit is located in the paraxial region of the northwest wing of Daigongshan anticline,the central region of south contact zone Shatanjiao rock mass and the eastern part of Shatanjiao Cu ore-field.Based on the geological region of the Longchijing Cu-Fe mining area,the regional geological background,deposit geological characteristics are analyzed,besides that，the deposit genesis and prospecting indicators are discussed in detail to provide reference for the prospecting work in the mining area.

Cu-Fe deposit, Regional geological background, Geological characteristics, Deposit genesis, Prospecting indicator

2016-08-03)

陆 庆(1986—)，女，助理工程师，244033 安徽省铜陵市狮子山区。