安徽铜陵焦冲金(硫)矿地质特征及找矿标志

2016-11-08齐维维

现代矿业 2016年9期

关键词：长玢岩辉石硅质

齐维维

(安徽省地质矿产勘查局321地质队)

安徽铜陵焦冲金(硫)矿地质特征及找矿标志

齐维维

(安徽省地质矿产勘查局321地质队)

焦冲金(硫)矿位于安徽铜陵狮子山矿田内，侵入岩体为辉石闪长岩、闪长玢岩、闪长岩。结合该矿床地质工作成果，对成矿地质背景、矿区地质特征进行了分析，并对矿床成因、矿化富集规律进行了探讨，认为该矿床成因类型为中—低温热液充填-交代型矿床，以充填为主，交代次之，成矿深度为中深成。在上述分析的基础上，总结了找矿标志，供区内找矿参考。

成矿地质背景地质特征矿床成因矿化富集规律找矿标志

安徽铜陵地区位于长江中下游铁铜金多金属成矿带中部，是我国重要的铜铁金硫矿床富集区之一，区内分布有近60 个铜、铁、硫、金、铅、锌等矿床(点)。焦冲金(硫)矿位于铜陵市125°方向，直距6.1 km，狮子山区218°方向，直距6.5 km[1-2]。该矿处于扬子板块东北缘、长江深断裂以南，是我国长江中下游多金属成矿带上重要的铜(金)矿床，也是矿床与岩浆作用的重点研究矿例之一。为进一步指导区内找矿工作，本研究对矿区地质特征、矿床成因及找矿标志进行分析。

1 成矿地质背景

安徽铜陵地区地处铜官山—凤凰山—沙滩脚铜铅锌金多金属矿带西端，扬子陆块北缘，大别造山带的前陆褶断带上。地史上经历雪峰期、海西期的活动—稳定—再活动的构造演变，自早寒武世至早三叠世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。

2 矿区地质特征

2.1 地层

焦冲金(硫)矿矿区地表出露地层为三叠系中统分水岭组、南陵湖组及下统塔山组，深部钻孔揭露有三叠系下统小凉亭组，二叠系上统大隆组、龙潭组和下统孤峰组、栖霞组，石炭系上中统黄龙船山组，泥盆系上统五通组及第四系(Q)地层。

2.2 构造

矿区内主要褶皱构造为大通—顺安复向斜，由陶家山向斜、青山背斜、朱村向斜组成。矿区位于该复向斜次一级褶皱青山背斜中段核部。矿区至少发育2期以上断裂构造，即早期层间滑脱破碎构造、中期断裂构造、晚期平移断层。

2.2.1 褶皱

青山背斜全长22.5 km，宽约8 km，为一短轴不对称褶曲，轴线总方向40°，北傍山—狮子山一段为30°，NE、SW两端微向东、西2个方向偏转，分别为40°、230°，轴面南西段倾向NW，北东段倾向SE，轴部地层由小凉亭组及塔山组组成，两翼由南陵湖组、分水岭组及龙头山组组成。该背斜南西段北西翼较缓，倾角一般为20°～30°，南东翼中等，倾角为40°～50°；北东段则相反，北西翼倾角一般大于60°，南东翼倾角一般为30°～40°。该背斜两翼小褶曲发育，一般规模不大，长度小于2 km，其形态与大背斜相似，小褶曲发育更次一级微型褶曲，尤以塔山组条带状灰岩更甚。焦冲金(硫)矿位于青山背斜中段南东翼近核部，轴线走向NE23°～28°，微呈“S”形弯曲，被后期辉石闪长岩、闪长玢岩及F1断层截断错开，轴面微向南东倾斜，倾角约85°。矿区北西翼地层倾角30°～50°，南东翼地层倾角20°～30°，局部倾角约40°。

2.2.2 断层

(1)早期层间滑脱破碎构造。青山背斜褶皱隆起过程中，产生了一系列的顺层滑脱构造，当滑脱构造发育于钢性岩石中时产生层间破碎，形成储矿构造。焦冲金(硫)矿床的金、硫、铅、锌矿体赋存于该构造中，该构造总体走向NE48°左右，倾向SE，倾角与地层一致，地层层位为栖霞组上硅质层，沿走向断续出现。

(2)中期断裂构造。主要发育NE、NW 2组张性裂隙构造，以NE向裂隙为甚，为岩浆岩充填贯入，该构造位于青山背斜近核部或南东翼。

(3)晚期平移断裂构造。该断裂构造仅见于矿床南部F1逆断层，长约1.8 km，走向320°～140°，倾向NE。断层两侧地层发生错位，错距约65 m，北东盘向NW向平移，南西盘向SE向平移。断裂带内为胶结紧密的角砾岩，角砾成分与围岩相当，角砾大小不一，呈棱角状，胶结物通常为原岩碾碎物及泥钙质等，并常见微弱黄铁矿化及黄铜矿化。该断裂构造属燕山晚期产物，对本研究圈定的矿体无影响。

2.2.3 裂隙

矿区裂隙主要为顺层的层间裂隙，产状与岩层一致，一般为方解石细脉，少量石英细脉贯入，在接触带附近的裂隙宽度为数厘米至数十厘米，同时在闪长玢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。

2.3 岩浆岩

2.3.1 侵入岩

2.3.1.1 辉石闪长岩

辉石闪长岩分布于北傍山，沿背斜轴部隆起处侵入，呈岩墙状产出。岩体于平面上呈不规则状，受NE、NW 2组断裂构造控制，出露面积仅0.05 km2。岩体倾向SW，倾角约75°。深部呈枝叉状穿插于钻孔揭露的地层中，属中—深成相侵入。岩石呈灰—深灰绿色，似斑状结构，块状构造，矿物成分以斜长石为主，含量71%～75%，正长石极少，辉石含量15%，角闪石含量约1%，黑云母含量达7%。岩石副矿物为磁铁矿、磷灰石、锆石、榍石、板钛矿等。

2.3.1.2 闪长玢岩

闪长玢岩地表分布于北傍山以北，NE向有2处零星出露，受NE向断裂构造控制，平面上呈长条状，走向NE，倾向SE，从背斜南东翼向轴部贯入，呈岩枝状产出。矿物以中长石为主，含量大于65%，呈板柱状，具简单双晶聚片双晶和环带构造，颗粒较粗，经蚀变作用局部被方解石绢云母交代，但晶形保留，局部受挤压中长石呈碎裂状；角闪石呈柱状晶体，横切面呈六边形，局部被铁质、绿泥石、方解石替代，有的呈假象，含量5%～12%；石英呈他形晶粒状，颗粒细小，粒径小于1 mm，呈充填状分布于中长石颗粒间隙，受挤压破碎，个别石英破碎，并具有波状消光现象，含量3%～5%；黑去母呈片状，粒径0.5～0.75 mm，星散状分布，有时被绿泥石、方解石交代，并有铁质和金红石析出，含量4%～6%；钾长石呈他形粒状体，粒径0.06～0.25 mm，呈充填状分布于中长石间隙，含量8%～10%。副矿物具磷灰石、榍石、锆石、黄铁矿、磁铁矿，其中磷灰石呈长柱状、针状、颗粒细小，零散分布，含量约1%；榍石呈菱形切片状，高干涉包，高突起，含量1%～2%；锆石呈短柱状，高突起，高干涉包，平行消光，含量小于1%。闪长玢岩组分含量见表1。

表1 闪长玢岩组分含量 %

焦冲金(硫)矿床闪长玢岩与成矿有一定的成因关系，如SK3101钻孔岩体上部为矽卡岩和大理岩，岩体下部为磁黄铁矿体和含金黄铁矿、磁黄铁矿体；SK2916钻孔上部为含铅锌磁黄铁矿体，下部为矽卡岩和含金黄铁矿、磁黄铁矿体。闪长玢岩穿入灰岩，形成了接触大理岩或矽卡岩，穿入石英砂岩形成角岩。闪长玢岩受挤压破碎，沿破碎裂隙有金属硫化物和方解石、菱铁矿充填分布，有的构成含矿闪长玢岩，SK2915钻孔所见银金矿与黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿相伴，形成含金闪长玢岩矿体。

2.3.1.3 闪长岩

闪长岩分布于小尖山、老坟山等8处区域，位于背斜南东翼，距背斜轴部650～800 m，呈岩枝状侵入，平面上多呈不规则形状，亦受NE、NW 2组断裂构造控制。岩体顺层贯入，产状与围岩基本一致，与围岩接触界线清楚，属中—浅成相侵入。闪长岩主要组成矿物为中性斜长石(75%～80%)，次为角闪石(5%～8%)、石英(3%～5%)，少量钾长石；副矿物有磷灰石、榍石等。

辉石闪长岩和闪长玢岩为SiO2弱饱和碱性岩石，闪长岩为SiO2过饱和酸性岩石。根据岩体地质特征，辉石闪长岩对成矿作用有一定的影响，闪长玢岩既对成矿作用有影响又对矿体起到破坏作用，该闪长玢岩的侵位将矿区27#线以南的赋矿层位占位，使矿体呈一“W”形缺口。在27#～32#线闪长玢岩与栖霞组(P1q)灰岩上下接触带(外带)形成矿体和矽卡岩，同时在29#线闪长玢岩近内带部位形成零星金、金硫矿体。

2.3.2 脉岩

(1)辉绿岩。见于SK2708、SK2916、SK2915、SK3001、SK3003等钻孔中，呈脉状产出，其中以SK2915钻孔发育，目前控制厚度1.04～26.49 m，倾角较陡，为50°～85°。岩石呈深灰色，块状岩石，岩石具有孔洞，被方解石和沸石充填，岩石具辉绿结构，半自形成条状粒长石不规则交错，交错间隙有细粒状普通辉石、磁铁矿充填，构成典型辉绿结构。矿物成分主要为拉长石，普通辉石和少量角闪石黑云母。拉长石呈半自形长条状晶体，颗粒较粗大，经蚀变有绢云母和方解石次生物，含量约65%；普通辉石多为细粒状，粒径0.08～0.35 mm，具简单双晶，充填状，分布于中长石间隙，经蚀变有方解石、绿泥石次生物，含量15%～20%；角闪石呈长柱状，具简单双晶，含量5%～10%。岩石副矿物有磁铁矿、黄铁矿、磷灰石。

(2)辉绿玢岩。见于ZK1701、SK3408、ZK4001等钻孔中，呈脉状产出，以ZK3408钻孔发育，目前控制厚度0.65～14.11 m，倾角60°～80°。岩石呈深灰绿色，斑状结构、辉绿结构、交代假象结构，块状构造、杏仁状构造。斑晶由斜长石、辉石组成，基质由斜长石、辉石、黑云母、磁铁矿组成，副矿物为磷灰石、偶见黄铁矿。杏仁体呈圆形，由方解石与少量绿泥石充填而成，具碳酸岩化、绿泥石化。

(3)煌斑岩。见于SK3106、SK3108、SK3408、SK3405等钻孔及-430 m CM12穿脉中，控制厚度0.80～6.00 m，倾角60°～80°。岩石呈灰绿色，斑状结构，块状构造。斑晶由斜长石、辉石组成，基质由斜长石、辉石、石英组成，副矿物为磷灰石、榍石，偶见黄铁矿呈星点状分布。

2.4 变质作用及围岩蚀变

2.4.1 热变质作用及产物

矿区主要变质作用地表受闪长岩、辉石闪长岩岩体侵入的影响，深部受闪长玢岩岩体侵入，使围岩受到不同程度的热变质作用，地表近岩体处碳酸盐岩经大理岩化，如三叠系灰岩、泥质灰岩变质为大理岩、角岩，形成宽数米至百余米不等的热变质带；深部石炭系、二叠系、三叠系各层位碳酸盐岩均变质为大理岩或大理岩化灰岩；二叠系龙潭组砂岩、页岩，孤峰组、大隆组硅质岩亦变质为角岩(或角岩化)、硅质岩；孤峰组燧石层、栖霞组燧石结核等表现为重结晶作用，局部呈乳白色致密—细粒石英岩产出。往南矿区热变质作用微弱，仅有部分大理岩化作用产生。

2.4.2 接触交代变质作用

矿区地表由于闪长岩、辉石闪长岩体的侵入，产生了较广的交代变质作用。自岩体向围岩分带现象较明显，地表表现为闪长岩→矽卡岩(石榴石矽卡岩)→矽卡岩夹大理岩夹角岩或大理岩；深部表现为闪长玢岩→矽卡岩(石榴石矽卡岩)→矽卡岩化大理岩、大理岩。矿区形成的矽卡岩带规模不一，形态各异。

(1)接触交代矽卡岩带。地表石榴石矽卡岩一般产于29#线以北，即老坟山闪长岩体周边范围，29#线以南地表则未见。由于各层位岩性的差异导致变质产物各不相同，小凉亭组(T1x)底部29#线以北大部分为石榴石矽卡岩，局部为透辉石所交代，均呈透镜状产出。21#线以北出露长100～200 m，宽10～35 m，走向NNE—NE，倾向SE；21#线以南出露长约250 m，宽约30 m，走向NW，倾向NE。深部受闪长玢岩体侵入在29#线以南至34#线范围内，闪长玢岩与栖霞组的接触带部位产生了接触交代变质带，形态呈似层状产出，产状与地层一致，控制深度-600～-850 m，厚0.93～11.12 m，岩性为矽卡岩，主要成分为石榴石，少量透辉石、硅灰石、石英等，具铜、金、硫矿化。

(2)块状矽卡岩带。地表主要出露于23#～25#，赋存于闪长岩体内部，形态呈椭球状，长约35 m，宽15～25 m，走向NW，倾向NE，岩性为矽卡岩，主要成分为石榴石。深部主要位于30#、31#、33#线，赋存于岩体内部及围岩内部，表现为孤峰组及栖霞组上部形成(硅灰石)石榴石矽卡岩，其中常夹硅质角岩残余体或岩体内部形成石榴石矽卡岩，呈似层状产出，产状与地层一致，控制深度-650～-900 m，厚4.51～49.07 m，岩性为矽卡岩，主要成分为石榴石，少量硅灰石、石英等，具铜、硫矿化。

(3)(矽卡岩化)大理岩。地表和深部同等发育，主要发育于三叠系下统南陵湖组—石炭系中上统黄龙组、船山组中，而矽卡岩化大理岩一般位于岩体附近，具微弱铜、硫矿化。

2.4.3 热液蚀变及产物

(1)黄铁矿化。普遍发育于各种岩石内，尤其以闪长玢岩为最。黄铁矿呈星点状、浸染状、局部细脉状分布，且特别富集于岩石节理裂隙中。

(2)碳酸盐化。常见于蚀变闪长玢岩及矽卡岩中，表现为方解石呈团块状、细脉状交代闪长玢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。发育于蚀变闪长玢岩中，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，与区内金硫矿化关系较密切。

(4)绿泥石化。沿长石晶隙、晶内交代分布，局部交代黑云母，常见于闪长玢岩中。

3 矿床成因及矿化富集规律

3.1 矿床成因

(1)围岩条件。二叠系下统栖霞组上硅质层、硅质灰岩、石灰岩、燧石层，孤峰组底部硅质(页)岩的系列组合，既有易交代的化学性质活泼的碳酸盐岩，又有相对惰性的硅质(页)岩屏蔽层，并且该系列岩石组合的力学性质差异较大，受构造作用易产生裂隙，为热液充填交代提供了有利条件。

(2)构造条件。受印支期褶皱构造的影响，在背斜轴部附近形成了层间滑脱破碎构造及层间裂隙；岩浆岩的侵入活动形成了接触带构造，同时进一步形成次级裂隙构造；栖霞组上硅质层及孤峰组硅质(页)岩系列钢性岩石易破碎，同时受牵引作用的影响，其下部的碳酸盐岩也易破碎，因此在栖霞组上硅质层及其附近形成了一系列的滑脱构造和层间裂隙构造，为矿液富集提供了有利的空间构造。

(3)岩浆岩条件。矿床内岩浆岩发育，闪长玢岩由背斜南东翼沿近核部侵入，辉石闪长岩从背斜北西翼沿近核部侵入，不同方向侵入的岩体形成了区内独特的构造-岩浆岩格架。围岩蚀变、矿化作用在时间上、空间上与岩浆岩作用关系密切，岩浆岩为热源和矿源提供了必要的物质条件。经过多期次的矿化作用，早期形成了黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿矿体，后期叠加形成了含金多金属磁黄铁矿矿体。

3.2 矿化富集规律

矿区矿化富集是多种复合因素共同控制的结果。早期上硅质层附近的层间滑脱构造、裂隙构造提供了矿液运移通道和有利的储矿空间；后期岩浆侵入作用进一步加剧了储矿构造的扩张和延伸叠加，在屏蔽层和接触带部位热液中，有用元素发生淅离、富集，形成了金硫多金属工业矿体，远离岩体部位形成了以铅锌硫为主的矿体，近岩体和接触带部位形成了以金铅锌硫为主的矿体；期后石英-菱铁矿阶段有用元素再次淅离、富集叠加，形成了具有一定规模的金硫多金属矿体。