安徽省池州市马石铜矿地质特征及控矿因素

黄文明

（安徽省地质矿产勘查局321地质队， 安徽铜陵 244033）

0 引言

安庆-贵池矿集区是长江中下游多金属成矿带的重要组成部分[1～2]。区域内矿产资源丰富，其中钨、锑、铅、锌、钼等矿产找矿潜力大，资源量在安徽省占有较大比重。马石铜矿床是一个几经上下、近年找矿有较大突破的中型斑岩矿床，深部及外围仍有一定的找矿潜力，深入研究马石斑岩铜矿的矿石特征、围岩蚀变分带和及控矿因素，对池州地区及皖南地区的地质找矿和矿产勘查工作具有十分重要的意义。

1 区域地质背景

马石铜矿地处扬子准地台下扬子台坳贵池—铜陵断褶带的七都复背斜与贵池复向斜的过渡地带，紧临七都复背斜的一侧，广德—青阳—东至深大断裂位于其南侧。地质历史上经历了活动—稳定—再活动的构造演变。基底以董岭式基底为主，少部分具有江南式基底的特征，前震旦纪是本区基底形成发展阶段，主要由巨厚的复理石建造、类复理石砂泥质类、碳酸盐建造及海相火山岩建造组成，并已褶皱变质，反映基底是在活动环境中发育形成的。震旦纪—早三叠世为秦岭的一部分，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、硅质岩巨厚层沉积盖层，构成了区内铜金多金属矿化的有利围岩和矿胚层[3～5，9]。中三叠世后，区内进入板内变形阶段，地壳抬升，伴随挤压和剪切作用，形成褶皱，形成奠定了当前盖层构造的基本格局。晚侏罗世—白垩纪为华北地块与扬子地块碰撞后的拉张剪切环境。正是由于这一特殊的地质环境，孕育了本区诸多的铜金多金属矿床 (田)[6～8]。

2 矿床地质特征

2.1 地层

矿区出露地层主要为志留系中统坟头组（S2f）和上统茅山组（S3m）以及泥盆系上统五通组（D3w） (图1)。

2.2 构造

2.2.1 褶皱构造

矿区位于贵池复向斜的次级褶皱陈塘—灌口向斜的南翼，地层倾向北西，倾角一般在17°～38°之间，局部受断层影响，产状零乱(图1)。

陈塘—灌口向斜展布于贵池陈塘-灌口-石门岭一带，总体呈北东向延伸，轴向60°。核部地层为三叠系下统南陵湖组，两翼地层由三叠系下统和龙山组至志留系下统高家边组构成。向斜形态较完整，且较紧闭，核部地层倾角55°～80°，北西翼地层倾向南东，倾角50°～70°；南东翼地层倾向北西，倾角一般20°～50°，轴面倾向北西。

2.2.2 断裂构造

矿区断裂构造发育，按其展布方位，可分为NE向、NNE向和NW向三组。下面主要介绍主要断裂构造—NE向断层。

图1 安徽省池州市马石铜多金属矿基岩地质图Fig.1 Geological map of bedrock of the Zhuzhuang copper polymetallic ore deposit in Guichi District, Chizhou City, Anhui Province

NE向断层：矿区见4条（F5、F8、F9、F10），与区域构造线方向大致吻合。其中F5、F8这两条断裂控制了马石岩体的南北边界，并以发育构造角砾岩为特征，地表形成了宽15～30m的角砾岩带，角砾呈棱角状，大小不一，成份以砂岩为主，局部为花岗闪长斑岩。两断裂夹持地段，岩石破碎，蚀变强烈，表明该组断裂形成至少经历了两个阶段，早期它控制了岩体的侵入，岩体侵入后，断裂进一步活动，使岩体以及围岩产生强烈破碎，导致面性的矿化蚀变，属控岩控矿断裂。

2.3 岩浆岩

矿区内为马石岩体，主要由花岗闪长斑岩、角砾状花岗闪长斑岩和隐爆角砾岩组成。

花岗闪长斑岩沿NE 55°～60°方向的构造破碎带侵入，地表形态不规则，呈长条形分布，出露面积约0.40km2。岩体侵入到志留系中、上统地层中，其产状与构造破碎带产状基本一致，均向北倾斜。新鲜岩石呈灰白色，蚀变后呈青灰、绿灰、褐灰等色，斑状结构，块状构造。斑晶成分以更长石（40%～55%）为主，其次为石英（28%～30%）、钾长石（8%～15%）、黑云母斑晶假象（2%～8%）。基质主要由石英、钾长石、更长石、角闪石等组成，粒径一般小于0.1mm，构成了半自形—他形粒状结构。副矿物主要为磷灰石、榍石、锆石等。

角砾状花岗闪长斑岩分布于马石岩体北部和西南部，北部地表出露呈不规则椭圆状，其长轴方向与区域构造线一致，大致为NE45°；南部地表出露呈长条状，其长轴方向为NE80°左右。岩石呈灰白、灰绿、灰褐及灰等色，角砾状构造。角砾大小不一，大者几十厘米，小者为2～5mm，多呈次棱角—次圆状。角砾成分为花岗闪长斑岩。在岩体边部见角砾为花岗闪长斑岩和细砂岩的侵入角砾岩。花岗闪长斑岩角砾成分主要由更长石、石英、黑云母及少量的钾长石组成，且更长石全部被高岭土及绢云母交代，黑云母全部被绢云母交代，广泛分布。副矿物见磷灰石、榍石、锆石。细砂岩角砾主要由石英、绢云母等组成。岩石裂隙充填石英细脉。

隐爆角砾岩主要分布于矿区南西段西北侧，其北西受F5断层及破碎带限制，南东与花岗闪长斑岩、角砾状花岗闪长斑岩、志留系中统坟头组细砂岩、粉砂岩接触，北东受F4断层所限，与志留系上统茅山组长石石英砂岩、细砂岩接触，平面形态呈长椭圆状，沿北东向展布，与区域构造线一致。岩石呈灰白、灰绿、灰黄及灰等色，角砾状构造。角砾大小相差悬殊，大者几十厘米，小者为晶屑状，多呈棱角状、次棱角状。角砾成份差异较大，在其南接触带附近以砂岩角砾为主，8线附近以碳酸盐岩角砾为主，中部及北接触带则以侵入岩角砾为主。角砾岩的胶结物具熔岩特征，成分为花岗闪长斑岩，与马石岩体基本相似，不同的是其斑晶常具破碎、炸碎现象，基质为隐晶质，微粒结构，富含磁铁矿、榍石、磷灰石、锆石等。后期由于遭受动力变质作用，致使斑晶常具碎斑结构，石英具波状消光。隐爆角砾岩蚀变较强，主要发育有碳酸盐化、硅化、绢云母化、黄铁矿化、镜铁矿化、褐铁矿化等。

矿区内脉岩也较为发育，主要有闪长玢岩、花岗斑岩、煌斑岩，产状受早期褶皱、断裂构造的派生构造及岩体接触带构造等制约，走向绝大多数为北东、北北东向，倾向北西或北东，倾角20°～65°，多数20°～40°。

2.4 变质作用和围岩蚀变

矿区内接触变质作用不发育，主要有石英砂岩的次生石英岩化，细砂岩、粉砂岩的角岩化以及花岗闪长斑岩的矽卡岩化。

热液蚀变强烈，常见有硅化、绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化、钾长石化、黄铁矿化，次为黑云母化、高岭石化、硬石膏、重晶石化及萤石化等。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

本次详查圈定铜矿体61个、钼矿体30个，铜多金属矿体2个。其中主要铜矿体2个（Ⅲ、Ⅳ），次要铜矿体5个（Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ），零星铜矿体54个，零星钼矿体 30个。

图2 马石铜多金属矿20线地质剖面图Fig.2 Line-20 geological section across the Mashi copper deposit

Ⅲ号矿体贯穿整个矿区，产于花岗闪长斑岩体顶部及侵入接触带附近，由11条勘探线27个钻孔控制，平面为较复杂的板状，剖面上呈不规则的透镜状，矿体头和尾常有分叉现象。矿体长度1868.30m，倾向延深80～380m，平均224m，工程矿体见矿厚度8.00～141.28m，平均64.48m；总体走向30°～45°，倾向300°～315°，倾角9°～33°，多在20°～30°，走向上向南西方向倾伏。赋存标高-16～+241m。

Ⅳ号矿体位于Ⅲ号矿体之下，产于花岗闪长斑岩体上部及侵入接触带附近，分布于0～28线，由9线22孔控制，呈不规则透镜状。矿体长度1361.33m，倾向延深115～344m，平均250m。工程见矿厚度1.51～56.02m，平均见矿厚度19.72m；走向30°～45°，倾向300°～315°，倾角0～30°,多在10°～20°。赋存标高-48～+133m。

3.2 矿石物质成分

3.2.1 矿石矿物成分

矿石矿物主要有黄铜矿，其次为黄铁矿、辉钼矿、黝铜矿、白铁矿、闪锌矿、方铅矿、胶状黄铁矿等，少-微量蓝辉铜矿、辉铋矿、毒砂、辉铅铋矿、赫碲铋矿、辉铜矿、银金矿、金红石、白钛石、磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿等。

脉石矿物主要有中-更长石、钾长石、石英，其次为高岭石、绢云母、绿泥石、方解石等，少量硬石膏、黑云母、角闪石、水白云母、白云母、绿帘石、重晶石、磷灰石、锆石、榍石、绿帘石、萤石、电气石、磷灰石、独居石等。

3.2.2 矿石化学成分

主要有用组分为Cu、Mo,伴生有用组分为Pb、Zn、Au、S、Ag、Ti。矿体中铜品位0.03%～2.08%，工业铜矿体矿床平均品位0.48%；钼品位0.001%～0.160%，钼矿床平均品位0.079%。矿石中伴生有用组分Au单样0.00～0.70g/t；Ag0.2～60.1g/t；Mo0.001%～0.044%；S0.80%～11.90%； Ga 0.00116%～0.00258%；TiO20.29%～0.83%。

3.3 矿石结构构造

3.3.1 矿石结构

3.3.1.1 自形—半自形晶结构

黄铁矿多为自形—半自形立方体，晶粒较粗，一般＞1mm，可达5mm（照片1～6）。

毒砂多为柱状～短柱状，粒径在0.5～1mm，多为半自形，与黄铁矿相伴为硫化物早期结晶产物。

3.3.1.2 他形晶结构

本矿床中的黄铜矿、黝铜矿、方铅矿不具有本来的晶形，其形状、粗细受早期结晶矿物的制约，呈充填状嵌布于黄铁矿、毒砂、石英间隙。多为他形晶集合体并对早期的黄铁矿、毒砂有溶融交代现象（照片1、2、3）。

照片1 2013-66 ZK2802-2375/7 光片多金属矿石 30倍Photo 1 22013-66 ZK2802-2375/7 polished section of polymetallic ore, 30 times

照片2 2013-95 ZK2802-894/4光片 含铜铅锌角砾岩 30倍Photo 2 2013-95 ZK2802-894/4 polished section of Cu-Pb-Znbearing breccia, 30times

照片3 2013-63 ZK2002-1715/9光片含铜角砾状细砂岩 30倍Photo 3 2013-63 ZK2002-1715/9 polished section of Cu-bearing brecciated fine sandstone, 30 times

照片4 2013-90 ZK2802-2105/12光片 含钼角砾状砂岩 40倍Photo 4 2013-90 ZK2802-2105/12 polished section of Mo-bearing brecciated sandstone, 30 times

照片5 2013-117 ZK2005-3410/15光片 含铜钼硅化石英岩状砂岩 30倍Photo 5 2013-117 ZK2005-3410/15 polished section of Cu-Mobearing silicified quartzitic sandstone, 30 times

照片6 2013-117a ZK2005-3410/15 光片 含铜钼硅化石英岩状砂岩 30倍Photo 6 2013-117a ZK2005-3410/15 polished section of Cu-Mobearing silicified quartzitic sandstone, 30 times

3.3.1.3 乳滴状结构

矿石中的他形—半自形闪锌矿晶粒中有细小圆形或纺锤形黄铜矿乳滴，乳滴状黄铜矿边缘平滑，无溶融交代现象，即为此结构。

3.3.1.4 压碎结构—碎斑结构

碎斑结构：早期生成的黄铁矿、毒砂为脆性矿物，受应力作用产生粗细不等的裂隙，当应力作用强烈时，黄铁矿、毒砂形成粗细不等两类颗粒，粗者为斑晶，细者为基质，两者都具有棱角状外形(照片1、6)。

揉皱结构：塑性矿物辉钼矿受应力作用发生弯曲，揉皱变形呈波浪状弯曲，形成揉皱结构。

3.3.1.5 交代熔融结构

为本矿床常见结构，早生的黄铁矿、毒砂多被晚期生的黄铜矿、方铅矿、黝铜矿交代。有的黄铁矿被黄铜矿交代，呈残余孤岛状分布于黄铜矿、黝铜矿之中（照片3）。有的蓝辉铜矿沿黄铜矿边部进行交代，形成交代环边结构。

3.3.2 矿石构造

3.3.2.1 脉状-网脉状构造

金属硫化物（黄铜矿、黄铁矿、毒砂等）沿石英细砂岩、花岗闪长岩破碎裂隙充填分布,构成脉状构造，当破碎裂隙较多呈交错状，则形成交错网脉状构造。此类充填生成的脉状构造脉体比较规则，脉壁界线清楚，矿物彼此易于解离。

黄铁矿、毒砂经挤压产生的微细缝隙被黄铜矿、黝铜矿充填交代形成的次级脉状、网脉状构造，脉壁界线呈参差状，矿物解离较困难。

3.3.2.1 浸染状构造

黄铜矿、黄铁矿等硫化物在石英砂岩、花岗闪长岩中，无方向浸染状散布，其金属矿物含量2.5%～5%之间，为稀疏浸染状构造。浸染状分布的黄铜矿、黄铁矿颗粒比较细小，一般＜0.10mm，其晶粒多为不规则状，解离有一定困难。

3.3.3.1 角砾状构造

角砾呈棱角状，粗细不等，角砾成分主要为石英细砂岩、花岗闪长斑岩，被硫化物（黄铁矿、黄铜矿、方铅矿）充填胶结，构成富含铜钼的角砾状矿石。

3.3.3.4 胶结构造

在矿床中局部出现，表现为黄铁矿呈胶状-微晶集合体组成弯曲而平行的同心圆状，有时见有收溶裂纹。

3.3.3.5 次块状构造

黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿在局部矿脉中呈致密状集合体，矿床中较少见。

3.4 矿石类型

3.4.1 矿石工业类型

按有用组份及其组合特征划分，本矿床矿石工业类型有铜矿石、钼矿石、铜钼矿石和铜多金属矿石四种。

3.4.2 矿石自然类型

主要为含铜花岗闪长斑岩矿石、含铜角砾状花岗闪长斑岩、含铜细砂岩矿石、含铜角砾状石英砂岩矿石、含铜钼角砾状花岗闪长斑岩、含钼细砂岩矿石、含钼花岗闪长斑岩矿石、含钼角砾状花岗闪长斑岩和含银铜铅锌矿石九种。

3.5 围岩蚀变

矿区蚀变分带较明显，自岩体向外依次有钾化带-石英绢云母化带-泥化带-青磐岩化带，但泥化带仅部分钻孔中见到，发育不完全。不同蚀变特征与矿化特征相对应，钾化带中矿化呈稀疏浸染状、薄膜状，矿石矿物有黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿；石英绢云母化带（绢英化带）中矿化呈浸染状、细脉状、团块状，矿石矿物多为黄铁矿、黄铜矿，工业矿体主要赋存于该带；泥化带主要见高岭土，矿化以辉铜矿、黝铜矿为主，有少量黄铁矿、黄铜矿，部分工业矿体产于其中；青磐岩化带以绿泥石化、碳酸盐化为主，有少量绿帘石化，矿化多呈脉状，矿石矿物多为黄铁矿，黄铜矿含量低，并且出现方铅矿、闪锌矿等。

以上各分带在空间上有少量穿插、叠加现象，有些后期的蚀变如硅化、碳酸盐化、重晶石化、萤石化等又复合其上。

3.6 成矿阶段及矿物生成顺序

根据矿床地质特征、矿石结构构造及矿物共生组合特征，将本矿床的形成过程划分为沉积成岩期、岩浆期、热液（石英—硫化物）期、表生期。石英—硫化物期又分为早期石英—硫化物阶段和晚期石英—硫化物阶段。沉积成岩期形成的矿物主要为石英、白云母、绢云母、绿泥石等碎屑沉积矿物和沉积自生矿物。岩浆期形成的矿物主要为中-更长石、钾长石、石英等典型岩浆岩矿物。石英—硫化物期为本矿床的主要成矿阶段，形成热液蚀变矿物及有用金属矿物，如黄铜矿、辉钼矿、黄铁矿、黝铜矿、闪锌矿、方铅矿、毒砂、辉铋矿、菱铁矿等主要在本阶段形成；表生阶段则主要形成褐铁矿、蓝辉铜矿等。

4 控矿因素分析及找矿方向

4.1 构造控矿

本矿床产于高坦-安子山断裂西端，殷汇-葛公断裂东侧，矿床受区域断裂一构造控制，矿体常受次一级构造控制，北东向断裂构造控制着区内岩浆成矿带的总体展布，是“导岩”、“导矿”、“容矿”构造。矿区铅同位素特征研究也表明成矿母岩-花岗闪长岩及矿石中的黄铁矿也具有深源特征，成矿温度深部高，浅部低，也说明矿液是从深部向浅部运移的。断裂构造的多期活动，加强了本区构造形迹的变异，派生了大量构造角砾和次生构造裂隙和节理。角砾状及细脉状矿石的品位较富，说明构造带附近的裂隙和微节理构造对矿化富集就位作用明显。

4.2 岩浆岩控矿

主要矿体产于花岗闪长斑岩体顶部、上部及侵入接触带附近，岩体中Cu最低含量高于维氏值的15倍，Mo平均含量高于维氏值的23倍，矿体与岩体的微量元素特征基本一致，说明花岗闪长斑岩是本区斑岩型铜（钼）矿的成矿母岩，它不仅提供主要成矿物质，还携带了丰富的成矿流体和热源，对成矿起着决定性的作用，这些也得到矿石和成矿流体同位素研究及包体测温资料的佐证。

4.3 地层控矿

本矿床的主、次矿体多产于马石岩体内部和接触带附近，志留系中统坟头组（S2f）和上统茅山组（S3m）中的含泥质粉砂岩、细砂岩岩石组合因其惰性矿物化学成分，具有很好的屏蔽作用，利于侵入岩浆的分异演化和矿物质的相对富集，与矿床中见到的在岩体顶部和接触带附近铜矿化较强的现象吻合较好，间接说明其是马石斑岩型铜矿形成的重要因素。这在区内马头铜钼矿、抛刀岭金矿等斑岩型矿床中多次被证明，志留系砂页岩作为成矿围岩易发育斑岩型铜钼、金等矿化。

4.4 找矿标志

本矿区除有少量地表风化淋滤富集形成的浅部零星氧化矿体外，绝大部分为盲矿，矿石品位低，经过对多年来勘查资料的分析、研究，总结了以下几点可以作为本矿的找矿标志：

（1）构造：北东向断裂构造及花岗闪长斑岩岩体中密集的裂隙带（主要以石英脉、含铜石英脉及硬石膏脉等形式出现）是本区重要的找矿标志。

（2）角砾状花岗闪长斑岩、角砾状细砂岩、角砾岩：岩石受到构造应力和岩浆上冲等外力作用发生破碎，含矿气液运移到这些破碎部位由于压力降低、物理化学环境改变而沉淀下来，形成矿石。

（3）蚀变带：矿体围岩主要为花岗闪长斑岩和细砂岩，围岩蚀变带发育不完整，发育程度有差异。本区围岩蚀变大致分为四个带，青磐岩化蚀变带、泥化带、石英-绢云母化蚀变带、钾质蚀变带，铜矿化与泥化带、石英-绢云母化蚀变带关系最为密切，表现为矿体中石英脉、石膏脉、钾化等很发育。

（4）矿化主要发育于角砾状花岗闪长斑岩及接触带附近的细砂岩(角砾状细砂岩)中，或岩体内部的细砂岩捕虏体中，远离岩体矿化不发育或发育较差。

（5）物化探异常：激电异常可以圈定硫化物带；铜元素异常可以指示并发现铜矿化地段。

5 结语

本文总结了马石铜矿的矿床地质特征，分析了控矿因素，得出以下几点认识：

（1）北东向断裂构造控制着区内岩浆成矿带的总体展布，是“导岩”、“导矿”、“容矿”构造，矿体常受次一级构造控制。断裂构造的多期活动，加强了本区构造形迹的变异，派生了大量构造角砾和次生构造裂隙和节理，有利于铜矿化的形成和富集。

（2）Ⅲ号矿体贯穿整个矿区，产于花岗闪长斑岩体顶部及侵入接触带附近；Ⅳ号矿体位于Ⅲ号矿体之下，产于花岗闪长斑岩体上部及侵入接触带附近。矿体平面为较复杂的板状，剖面上呈不规则的透镜状，头、尾常有分叉现象。矿体长度1361.33～1868.30m，倾向延深80～380m，工程矿体见矿厚度1.51～141.28m；总体走向30°～45°，倾向300°～315°，倾角0～33°，多在10°～30°。赋存标高-48～+241m。

（3）矿床的主要有用元素为铜、钼，有少量铅、锌、金、银和硫，其中铜品位0.03%～2.08%，工业铜矿体铜矿床平均品位0.48%；钼品位0.001%～0.160%，钼矿床平均品位0.079%。矿石矿物主要为黄铜矿，其次为黄铁矿、、辉钼矿黝铜矿、白铁矿、闪锌矿、方铅矿、胶状黄铁矿等，少-微量蓝辉铜矿、辉铋矿、毒砂、辉铅铋矿、赫碲铋矿、辉铜矿、银金矿、金红石、白钛石、磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿等。脉石矿物主要有中—更长石、钾长石、石英，其次为高岭石、绢云母、绿泥石、方解石等，少量硬石膏、黑云母、角闪石、水白云母、白云母、绿帘石、重晶石、磷灰石、锆石、榍石、绿帘石、萤石、电气石、磷灰石、独居石等。矿石结构主要有自形—半自形晶、他形晶、乳滴状、压碎—碎斑结构、交代溶融结构，矿石构造主要有脉状—网脉状、浸染状、角砾状、胶结、次块状构造等。

（4）石英—硫化物期分为早期和晚期两个阶段，是本矿床的主要成矿阶段，形成热液蚀变矿物及有用金属矿物。黄铜矿、辉钼矿、黄铁矿、黝铜矿、闪锌矿、方铅矿、毒砂、辉铋矿、菱铁矿等主要在本阶段形成；表生阶段则主要形成褐铁矿、蓝辉铜矿等。

（5）矿体围岩主要为花岗闪长斑岩和细砂岩，围岩蚀变带发育不完整，发育程度有差异。本区围岩蚀变大致分为四个带，青磐岩化蚀变带、泥化带、石英绢云母化蚀变带、钾质蚀变带，铜矿化与泥化带、石英—绢云母化蚀变带关系最为密切，表现为矿体中石英脉、石膏脉、钾化等很发育。

（6）马石铜矿床成因类型是斑岩型铜矿床。

（7）本矿床主要控矿因素是构造、岩浆岩，成矿围岩志留系砂页岩因其惰性矿物化学成分，具有很好的屏蔽作用，利于斑岩型铜矿的形成。