铜陵市荷花山铅锌矿隐爆角砾岩地质特征及控矿作用探讨

王允

（华东冶金地质勘查局综合地质大队，安徽马鞍山 243000）

0 引言

铜陵市荷花山铅锌银多金属矿床位于铜陵狮子山铜金矿田和新桥铜硫、金矿田外围，是在原野鸡冲矿体基础上，自2010年7月申请成为安徽省地质勘查基金项目，至2018 年多年的连续不断的勘查，进一步深入研究表明，矿体主要赋存在三叠系灰岩及白云岩建造中，围岩破碎，角砾成分复杂。经研究初步认为角砾属于隐爆性质。随着中心相向外缘相过渡，对矿体的赋存规律有了进一步认识。目前，已探明储量为：铅金属量41.311×104t，锌金属量101.658×104t，为一大型矿床。

1 地质概况

矿区属于大别造山带前陆盆地中的次级隆起区。矿床西部位于铜陵狮子山矿田外围的南东面，分属于朱村向斜的两翼；东部位于本来新桥矿田的外围。行政上铜陵市义安区天门镇管辖。

矿区内分布的主要地层为：三叠系中统铜头尖组、三叠系中统东马鞍山组、三叠系下统南陵湖组和和龙山组（如图1），其中三叠系中统铜头尖组为内陆盆地沉积的红色砂页岩及泥质粉砂建造，该建造为中-低温热液型的多金属矿床提供了一个极好的屏蔽层作用；其下部为三叠系中统东马鞍山组其特点是，海进初期海水较浅，之后为封闭的泻湖相白云质灰岩加硬石膏的沉积；东马鞍山组下部是三叠系下统南陵湖组和和龙山组，浅海-滨海相碳酸岩，脆性大，易破碎，机械性质不均匀，如有隐爆源的存在，极易形成隐爆角砾岩。

图1 荷花山铅锌银多金属矿区地质图Figure 1.Geological map of the Hehuashan Pb-Zn-Ag polymetallic ore district

荷花山矿区位于顺安大断裂（F1）与黄山北—梅冲大断裂（F2）两大断裂交汇部位（图1）。朱村向斜的南东翼。

矿区中除零星出现闪长玢岩脉外，在矿区周边出现大量的岩浆岩，分别是乌栗山岩体、马山岩体、瑶山岩体、外郎坑岩体和古塘冲岩体（如图2）。是矿区内形成隐爆角砾岩的岩浆岩基础，是形成隐爆源的基础。

图2 荷花山铅锌银多金属矿周边岩体分布图Figure 2.Rock mass distribution around the Hehuashan leadzinc-silver polymetallic deposit

2 隐爆角砾岩的地质特征

2.1 形态特征

隐爆角砾岩平面上呈不规则状分布，长不小于2800m，最大宽度不小于1000m，延深不小于1000m，最大厚度不小于800m，角砾岩体总体呈北东走向，并叠加北西向，倾向北西。埋深北西深，其深度-300～-1100m，南东浅，出露于第四系下，仅被第四系所覆盖。

2.2 角砾岩岩石特征

（1）角砾岩的角砾成分岩性有三叠系中下统各地层，又有二叠系各地层岩石碎块。大部分为灰岩，也还有砂岩、白云质灰岩、硅质岩等沉积岩成分，还有闪长岩类、辉绿岩和煌斑岩等火成岩碎块。

（2）角砾的形态特征：肉眼观察：灰白、黄灰、灰黑色，角砾状结构，厚层状构造。岩石裂隙较为发育，岩石较完整。角砾呈棱角状、次棱角状、次圆状、近圆状及圆状等多种形态，但次棱角状及次圆状者数量居多。角砾大小不一，砾径2×2～121×62mm 不等。胶结物大多为原岩成分，另外还有方解石等。角砾总量约占岩石整体的50%～70%。

图3 荷花山矿区钻孔中所见角砾岩相带图Figure 3.Breccia facies zone in the drilling hole of the Hehuashan mineral district

镜下鉴定：方解石有两种赋存状态：一种为原岩中的方解石，为隐晶质，被挤压成条带，局部形成角砾，角砾的周围被粒状方解石交代；另一种为粒状晶体，粒度大约在0.2～0.5mm 之间，晶体呈团块状或不规则条带状或网脉状分布，原岩的角砾之间同时还充填少量的褐色氧化铁细脉和石英，石英为他形粒状晶体，粒度大约在0.01～0.05mm 之间，晶体呈星点状比较均匀的分布于岩石的角砾之间，为热液形成的产物。

2.3 角砾岩分带特征

可能由于结构、成分和隐爆作用强度的差异，隐爆角砾岩沿走向和垂向均具有分带性。具体可分三个相带，分别是：外缘相、边缘相和中心相。现在展现出的状态，由于上部遭受严重剥蚀，水平方向和垂向岩相带均不完整。平面上缺失外缘相和边缘相，仅存中心相。但从部分钻孔中隐爆角砾岩体的出现情况看，在垂向上可以看出三个相带（如图3）。

2.3.1 外缘相

成分单一，为三叠系灰岩，发育大量的“V”字型裂隙，在“V”字型裂隙中发育大量的方解矿脉（如图3）。

2.3.2 边缘相

碎裂结构，网脉状构造，网脉成分主要为：方解矿脉、重晶石脉和铅锌矿脉，角砾主要为原地角砾，具可拼性（如图3），矿区内的野鸡冲铅锌银矿体，就发育于此相中（如图4）。

图4 边缘相中的铅锌矿Figure 4.Lead-zinc deposits in marginal facies

2.3.3 中心相

主要呈角砾状，成分复杂。有二叠系地层，也有三叠系地层；有沉积岩地层，也有岩浆岩地层。角砾含量约占岩石整体的50%～70%。角砾大小不一，不具可拼性（如图3）。

3 隐控矿作用探讨

3.1 对矿化蚀变的控制

中心相主要蚀变为：萤石化、硅化、碳酸盐化、绿泥石化、钾化和重晶石化。边缘相主要蚀变为：萤石化、硅化、碳酸盐化、绿泥石化。外缘相主要蚀变为：硅化、碳酸盐化。荷花山铅锌银矿体就发育于中心相主要蚀变带中。

3.2 对铅锌矿体及其规模的控制

首先，外缘相岩含矿气液的温度低于成矿温度，因此往往形成方解石脉。其次，中心相边部靠近边缘相易形成厚大富矿体。荷花山铅锌矿床的主要矿体就发育于此位置，以①和⑦号主矿体为例，两个主矿体位于钻孔ZK3405 所在位置为中心相的两侧边缘（如图5）。

图5 铅锌矿体与隐曝角砾岩关系图Figure 5.Relationship between lead-zinc ore body and cryptoexplosive breccia

①号主矿体是矿区目前最大矿体，赋存于隐爆角砾岩中心相西北边缘，赋存标高一般在-305～-500m，自西向东逐渐抬升，似是被位于中心相的隐爆角砾岩筒拱起。剖面上呈现两头窄，中间宽，平面上呈似“橄榄”状。矿体延伸303～720m。矿体视厚3.26～40.70m，均厚18.67m。矿体形态平面上较连续，剖面上矿体较为复杂，形态各异，大小不一，总体呈似层状。

⑦号主矿体赋存于隐爆角砾岩中心相东南边缘，仅在34 线ZK3403、ZK3406 两钻孔见到该矿体。且ZK3406 号孔连续见铅锌矿16.99m，平均品位铅+锌2.85%。目前控制程度低，若进一步续作勘查，可在本地区找到特大型铅锌矿床。

4 矿床成因初步探讨

4.1 成矿物质来源

主要来源于火成岩，特别是石英二长岩，在本地区的野鸡冲银铅锌矿体中，有些石英二长岩本身就是矿体；其次来源于地层沉积，在多个光片或手标本的角砾中发现沉积特征的断片状铅锌矿，铅锌矿石呈片状集合体分布于灰岩之间的灰黑色碳酸盐质物质中。

4.2 成矿物理化学条件

（1）岩石化学特征：荷花山矿区闪长玢岩和石英闪长岩的成岩年龄分别为133.0±2.1Ma 和130.1±1.7Ma（袁峰2108）。全岩地球化学分析显示，荷花山矿区侵入岩分类表现为SiO2＞56%（56.17%～65.90%），Al2O3≥15%（15.10%～17.22%），MgO＜3%（0.84%～2.22%），Yb＜1.9×10-6（1.35×10-6～1.64×10-6），Y＜18×10-6（11.60×10-6～15.70×10-6），无明显的Eu 异常等特征（袁峰2108），具有与典型的埃达克岩相似的特征，微量元素判别图解表明荷花山矿区闪长岩类岩浆来源于幔源岩浆和下地壳埃达克岩浆的混合，是铜陵地区晚期岩浆岩活动的代表；构造判别图解表明荷花山闪长岩类形成环境为岛弧环境，其形成与古太平洋板块的俯冲有关。

（2）S 同位素：通过金属硫化物进行S 同位素分析、脉石矿物方解石C-H-O 同位素分析和流体包裹体分析得出，闪锌矿两种硫同位素值分布（细粒闪锌矿δ34S=-7.8‰～+3.3‰；粗粒闪锌矿δ34S=+4.5‰to+9.7‰），表明其形成于不同的硫源。成矿流体可能主要是大气降水和盆地卤水的混合，并且在成矿过程中与白云岩地层发生反应。

4.3 成矿模式

根据矿床的形态、矿物组合、矿石结构构造及矿体分布、含矿层序和赋矿岩性特征初步判断该矿床属于与较低温热液有关的隐爆角砾岩型矿床（类似于密西西比河谷型（MVT）铅锌矿床）（见图6）。

图6 荷花山铅锌银多金属矿成矿模式图Figure 6.Metallogenic model of the Hehuashan Pb-Zn-Ag polymetallic deposit

5 结论

荷花山铅锌矿床属于隐爆角砾岩型矿床，矿体主要位于中心相与边缘相之间，靠近边缘相。中心相未发现矿体，但却为成矿提供成矿通道和成矿物质的充填交代空间；边缘相，因成矿空间受限，仅形成小而富的裂隙型矿床（如野鸡冲银铅锌矿床）；外缘相到目前为止未发现矿体，但外缘相一般为致密灰岩或泥质砂岩等密闭性好的岩石，为成矿提供相对理想的封闭成矿环境，是形成大型矿床的不可缺少的成矿因素之一。