桂花冲铜矿地质特征及找矿方向

郑 凯

(安徽省地质矿产勘查局321地质队)



桂花冲铜矿地质特征及找矿方向

郑 凯

(安徽省地质矿产勘查局321地质队)

桂花冲铜多金属矿处于铜陵隆起区与繁昌火山凹陷、宣南凹陷的过渡地带，是近年来在铜陵矿集区沙滩脚矿田内新发现的斑岩-矽卡岩复合型矿床。结合相关地质工作成果，对区域地质背景、矿区地质特征、矿床地质特征进行了分析，并对地层、构造、岩浆岩等控矿因素进行了讨论，在此基础上对矿床成因、找矿方向进行了探讨，供区内找矿参考。

区域地质背景 地质特征 控矿因素 矿床成因 找矿方向

桂花冲铜多金属矿是近年来在沙滩脚矿田中新发现的中型规模的铜金矿床，目前处于详查阶段[1-2]。为进一步指导区内找矿工作，本研究结合该矿区的相关地质勘查成果，对矿床地质特征、控矿因素及找矿方向进行探讨。

1 区域地质背景

桂花冲铜多金属矿处于扬子准地台下扬子台坳，沿江拱断褶带之贵池—繁昌断褶束东段，铜陵隆起区与繁昌火山凹陷、宣南凹陷的过渡地带，属铜陵—南陵多金属成矿带东段边缘之铜陵矿集区的东部边缘沙滩脚矿田。矿区地层隶属扬子地层区、下扬子地层分区、芜湖—石台地层小区。志留纪—早三叠世形成了海相、滨海—浅海相、海陆交互相的碎屑岩-碳酸盐岩、硅质岩等巨厚层沉积建造。早—中侏罗世为陆相碎屑岩，晚侏罗世—早白垩世中期为一套陆相基性—酸性火山岩和凝灰质角砾岩，早白垩世晚期—晚白垩世为红色砂砾岩。区内以印支期NE向褶皱构造为主体，并与近EW、NE—NNE、NW向断裂构成了基本构架格局。燕山运动形成了繁昌火山凹陷、宣南坳陷以及一些宽缓的褶皱构造，喜山运动在矿区表现微弱。区内发育燕山期侵入岩，成分较复杂，总体上以中—酸性岩为主，平均成分相当于石英闪长岩，主要岩石类型有辉石闪长岩、石英(二长)闪长岩、花岗闪长岩、花岗斑岩等，分布于近EW向、宽约25 km的构造-岩浆带上，总体呈近EW向及NW向展布，显示受基底EW向构造及中—深部NW向构造的控制。

2 矿区地质特征

2.1 地 层

矿区出露地层为志留系中统坟头组(S2f)、上统茅山组(S3m)，泥盆系上统五通组下段(D3w1)，石炭系(C)、二叠系(P)、三叠系(T)、白垩系上统蝌蚪山组(K1k)、宣南组(K1x)和第四系(Q4)。

2.2 构 造

2.2.1 褶 皱

褶皱构造主要为印支期戴公山背斜及宣南坳陷中燕山晚期的褶皱-挠曲构造。戴公山背斜长约20 km，宽1～3 km，枢纽总体较平缓，呈NE向延伸，轴向50°～70°，向SW倾伏，倾伏角10°，北东端被火山岩系覆盖，出露较差。北西翼地层出露齐全，由泥盆系上统五通组至三叠系下统南陵湖组组成。南东翼因断陷普遍被白垩系上统宣南组覆盖，出露差。挠曲构造展布于区内东南部，由白垩系上统宣南组下段一套杂色砂砾岩组成，呈NE向展布，倾向SE，倾角平缓，自北向南渐厚。

2.2.2 断 裂

(1)F1断层破碎带。位于矿区中部，九榔断裂带南东段，断裂带主要由张性破碎带与剪切带组成。张性破碎带呈NW向展布，宽约0.5 km，局部地段宽约200 m，带内断层角砾岩极为发育，角砾大小悬殊，一般为3～5 cm，成分较复杂，主要为断层两盘的岩石，硅质胶结。剪切带近SN向延伸，断面平直且多期活动明显，断层性质复杂。

(2)F2逆断层。位于矿区北部，长约1 km，呈近SN向展布。该断层上盘为T1n上段灰岩和P2d硅质岩，下盘为岩脉和K1k砂砾岩，地质特征显示其为逆断层。

(3)F3逆断层。位于矿区北部，长约0.6 km，呈NE向展布。该断层上盘为D3w1石英砂岩，下盘为T1n上段灰岩。该断层断面平直，具逆断层性质。

F2、F3逆断层为青山推覆构造的一部分，青山推覆构造位于繁昌盆地东南边缘，主逆冲滑脱面发育于泥盆系与石炭系间，构造样式为若干条不同规模的断层组合成叠瓦状构造，SE—NW向逆冲推覆。

2.3 岩浆岩

区内有小青塘和桂花冲2个花岗闪长斑岩岩株。桂花冲岩体呈NNE向延伸，长约1.2 km，宽600～700 m，面积约0.80 km2，岩体产状较陡并向深部延深较大。该岩体呈灰白、浅灰—灰色，斑状结构，块状、角砾状构造。斑晶由石英、斜长石、角闪石、黑云母等矿物组成。基质由斜长石、钾长石、石英等集合体组成，含少量副矿物磁铁矿、磷灰石、锆石等。小青塘花岗闪长斑岩体平面上呈略向南凸出的月牙形，EW向延伸，长约 11.8 km，宽300～500 m，面积约0.75 km2，岩体产状北侧陡、南侧缓，并超覆于栖霞组灰岩之上，在矿区东部徐村一带与三叠系下统和龙山组、南陵湖组接触。岩石呈浅灰—灰白色，斑状结构，块状、角砾状构造，矿物成分主要为斜长石，次为石英、钾长石、角闪石、黑云母等，在地表形成“火烧皮”现象。桂花冲岩体和小青塘岩体均侵位于戴公山背斜北东段核部及北西翼近核部，角砾状构造发育。矿区各类岩体的化学成分见表1。

表1 岩体化学成分 %

2.4 变质作用

矿区主要发生热变质作用及接触交代变质作用，热变质作用为大理岩化，接触交代变质作用主要为近岩体的矽卡岩带。

2.5 蚀变作用

矿区蚀变作用强烈，主要有钾化、硅化、绢云母化、高岭土化、绿泥石化、碳酸盐化、矽卡岩化和大理岩化，并伴有铜多金属矿化。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

矿区初步了圈定矿体108个，主要矿体4个(编号分别为Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#、Ⅶ#)。斑岩型矿体(Ⅱ#矿体)主要分布于桂花冲花岗闪长斑岩体中部，呈似层状和透镜状产出；矽卡岩型矿体(Ⅰ#、Ⅲ#、Ⅶ#矿体)产于接触带。斑岩型矿体储量相较于矽卡岩型矿体大。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石成分

(1)矿物成分。矿石矿物以黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿为主，有少量的斑铜矿、磁铁矿；脉石矿物以石英、钾长石、斜长石、黑云母、绢云母、方解石、绿泥石、绿帘石为主。

(2)化学成分。矿石主要有益组分为 Cu、Zn、Pb、Mo、Au，其他伴生有益组分有 Fe、Ag，有害杂质为As、F、S 等。矿床主要矿体Cu品位0.16%～3.96%，Zn品位0.12%～8.12%，Pb品位0.09%～3.63%，全铁品位23.90%～45.90%；次要矿体Cu品位0.04%～4.63%，Zn品位0.36%～2.22%。

3.2.2 矿石结构构造

矿石结构为主要有他形粒状结构、半自形—自形结构、交代结构等，矿石构造主要有浸染状构造、脉状构造、网脉状构造、块状构造和角砾状构造等。

3.2.3 矿石类型

矿石自然类型为含铜花岗闪长斑岩、含铜矽卡岩、含铜角砾岩、含铅锌矽卡岩、含铜大理岩、含铜磁铁矿矿石。矿石工业类型主要为铜矿石、铅锌矿石、铜铁矿石、铁矿石。

4 控矿因素及矿床成因

4.1 控矿因素

(1)地层。矿区与矿化有关的地层主要为P1q、T1n，岩性主要为碳酸盐、硅质岩等。

(2)构造。燕山期叠加NNE向褶皱导致褶皱岩层破碎，伴随一系列的断层、破碎带及裂隙带，以及形成于转折端部位的虚脱构造，该类构造对后期成矿热液的运移和就位具有控制作用。区内F1断层破碎带主要由张性破碎带与剪切带组成。燕山期九榔断裂带导引了深部岩浆的上升、运移。早期岩浆动能侵蚀、破碎泥盆系石英砂岩地层，并裹挟破碎带硅质岩、碳酸盐及震碎的石英砂岩，形成了角砾状花岗闪长斑岩，后期含矿岩浆的再次脉动、上升，卷入二叠系、三叠系碳酸盐岩形成了一套含大理岩捕虏体的中—酸性花岗闪长斑岩。岩体中纵、横断层交错，节理发育，岩体中裂隙密布，构成网状带，尤其在不同方向断层和裂隙带的交汇处，更是良好的导矿和储矿空间，具有“结点成矿”的规律。

(3)岩浆岩。①岩体与成矿年龄，区内发育小青塘花岗闪长斑岩和桂花冲花岗闪长斑岩。小青塘花岗闪长斑岩锆石LA-ICP-MS U-Pb测定的成岩年龄约141 Ma，辉钼矿Re-Os测定的成矿年龄为(141.4±2.4)Ma，两者误差较小，皆为早白垩世成矿作用的产物。桂花冲花岗闪长斑岩的成岩年龄为(138.3±1.4)Ma，与铜陵地区矿体的成矿年龄出入较小；②化学组分，小青塘花岗闪长斑岩和桂花冲花岗闪长斑岩均为燕山晚期岩体，属高钾钙碱系列，且Cu、Pb、Zn等含量均高于背景值。岩体各部位S同位素分析结果较一致，具有岩浆分异的含矿流体成矿作用的特点，反映了成矿物质岩浆来源的特征。

4.2 矿床成因

早期岩浆沿九榔断裂带及层间滑脱面上升、运移，因裹挟大量破碎带硅质岩、碳酸盐及震碎石英砂岩，形成了角砾状花岗闪长斑岩。后期岩浆再次脉动上升，卷入二叠系、三叠系碳酸盐地层，形成了一套含大理岩捕虏体的中—酸性花岗闪长斑岩，由于大量挥发分聚集于岩体顶部，当压力增强至一定程度时，该部分高压气体在围岩薄弱地带及岩体顶部形成了角砾岩，进而随着压力与温度的下降，挥发分转变为中—高温含矿热液，并由岩体中心向围岩运移，进入裂隙带、破碎带及滑脱带，进而冷凝成矿，由于压力减小，岩浆快速冷凝，导致岩浆中的含矿物质冷却、结晶，形成了大量的斑岩型矿体。进入中—低温热液阶段，含矿热液沿围岩继续运移，温度逐渐降低，同时析出黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等。综上所述，桂花冲多金属矿床应为斑岩-矽卡岩型复合型矿床。

5 找矿方向

姚家岭矿床及桂花冲矿床斑岩型矿体均具有较明显的斑岩型铜矿蚀变特征。蚀变分带由内至外依次为钾化带、绢英岩化带、青磐岩化带。在岩体与碳酸盐接触部位还发育矽卡岩化带、大理岩化带。矽卡岩化为矽卡岩型矿床的直接找矿标志。戴公山背斜北东端及南东翼均处于凹隆过渡带，在与九榔断裂带复合部位及伴有岩浆岩侵入的部位应为寻找铜金铅锌矿床的有利地段。繁昌大路方等地段应为寻找铅锌的有利地段。区内NW向张性断裂应为重要的控岩控矿构造，可作为下一步找矿的主攻方向。

[1] 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.

[2] 刘绍锋.安徽铜陵姚家岭锌金多金属矿床成矿作用研究[D].北京：中国地质大学，2012.

2016-08-05)

郑 凯(1989—)，男，助理工程师，244033 安徽省铜陵市狮子山区。