安徽省池州市南自来山铜钼矿地质特征及控矿因素分析

2019-10-30黄文明

安徽地质 2019年3期

黄文明

（安徽省地质矿产勘查局321地质队，安徽铜陵 244000）

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，区内矿产资源丰富，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。南自来山铜钼矿床位于扬子准地台下扬子台坳贵池—铜陵断褶带的白笏—铜关里背斜中部的自来山—铁家冲背斜南东翼，广德—青阳—东至深大断裂位于其南侧，矿床中铜、钼矿均为小型规模，深部及外围仍有一定的找矿潜力，为区内重要的接触交代型铜、钼矿床。深入研究南自来山铜钼矿的矿石特征、围岩蚀变分带及控矿因素，对池州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

南自来山铜钼矿床地处扬子准地台下扬子台坳贵池—铜陵断褶带的白笏—铜关里背斜中部的自来山—铁家冲背斜南东翼，北北东向潘村—马衙断层穿过矿区。地质历史上经历了活动—稳定—再活动的构造演变。前震旦纪是本区基底形成发展阶段，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。本区基底以董岭式基底为主[1～2]，少部分具有江南式基底的特征，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。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）（图1）。

2 矿床地质特征

2.1 地层

矿区出露地层主要为奥陶系下统仑山组下段（O1l1）及上段（O1l2）、红花园组（O1h）、大湾组（O1d），中统宝塔组（O2b），上统汤头组（O3t）、五峰组（O3w），志留系下统高家边组（S1g），中统坟头组（S2f）（见图2）。

2.2 构造

2.2.1 褶皱构造

自来山背斜属自来山-铁家冲背斜南西段，轴迹位于火龙岩、自来山一线。轴向总体60°，长度7.5km，最宽处8.5km，轴面多直立。枢纽垂向略有起伏，总体向南西方向倾伏。核为仑山组下段。北西翼由于断层影响和第四系覆盖，出露地层为志留系高家边组页岩，偶见奥陶系下统红花园组灰岩、奥陶系上统汤头组瘤状灰岩、五峰组含炭硅质页岩。地层倾向北西，倾角32°～88°，古塘一带受断层影响产状倒转，倾向南东东。南东翼出露地层为奥陶系仑山组灰岩至志留系中统坟头组细砂岩。地层倾向南东，倾角40°～65°。沿核部岩浆热液活动强烈，李家湾以东至古塘畈一带被义湖山、汪村、巴山等岩体侵占，火龙岩一带地层破碎，硅化、黄铁矿化强烈。

图2 矿区地质图Figure 2.Geological map of the mineral district

2.2.2 断裂构造

矿区断裂构造发育，地表见有4条断裂构造，呈北北东向、北东向和北西向。

F1断层：为潘桥—马衙北北向断层的一部分。潘桥—马衙断层长度17km，总体走向15°，倾向南东，倾角68°～85°，呈左行切割印支期褶皱及燕山晚期岩体，发育宽窄不一的断层破碎带，四岭水库一带宽仅3米左右。燕山晚期岩体与高家边页岩呈断层接触，岩体表现为碎裂，高家边页岩挤压强烈，可分为4个变形带。南部铁门口一带破碎带宽百余米，多期活动明显，带内构造角砾岩发育，角砾大小不一，大者10cm多，小者不足3cm，角砾成分复杂，有一些糜棱岩、高家边组砂页岩及火山碎屑岩，多为硅质胶结，且糜棱岩再度破碎成透镜体，片理构造，走向25°～30°，石英脉受挤压弯曲成透镜状、蝌蚪状、豆荚状。由此可以看出该断层的发育至少经历了平移（挤压）、拉张、再挤压三个发展阶段，该断层的总体效应为一平移断层。该断层控制了李湾安山质火山角砾岩（K1k）的产出。断层带有正长斑岩、花岗闪长斑岩、钾长花岗斑岩脉侵占，断层旁侧丁冲坡谭山岩体的人工重砂和巴山地区自然重砂中发现有高压低温的变质矿物蓝晶石。说明此断层穿透性强，切割深度大，形成于燕山晚期。

矿区范围内，F1断层东盘为志留系高家边组，西盘为奥陶系仑山组地层，沿断层常见角砾岩、断层泥、破碎片理构造、挤压透镜体和硅化糜棱岩，在枫树岭为花岗闪长斑岩脉充填。本矿床主要矿体均位于F1断层下盘的仑山组下段白云岩（白云石大理岩）中，产于F1断层的次级断裂构造、白云石大理岩层间裂隙和角砾状白云石大理岩、矽卡岩中。

F2断层：位于婆猪形北侧。出露长度大于270m，走向北西，为一北东盘向北西平移断层，断距105m。

F3纵断层：见于婆猪形附近，出露长度大于400m。断裂走向75°，断层面倾向南东，倾角75°～80°。断层角砾岩较发育，角砾成分多为石灰岩。断层下盘地层为奥陶系下统红花园组下部碎屑灰岩，上盘地层为奥陶系下统大湾组底部瘤状灰岩，地层倒转。

F4断层：位于老屋基东侧。北西为第四系覆盖，南东为花岗闪长斑岩岩株侵占，出露长度22m，走向北西，倾向不明。断层造成奥陶系中统宝塔组、上统汤头组、五峰组走向上与志留系下统高家边组直接接触。

2.3 岩浆岩

矿区内见有枫庄岩体，岩性为花岗闪长斑岩，分布于自来山背斜南东翼老屋里—排楼沟—枫庄一线，呈北东东向展布，与背斜轴向近一致，东端受F1断层影响北折，呈岩枝状，出露面积约0.36km2。岩体倾向南东，倾角55°左右，浅成相、浅剥蚀。钻孔中见岩体呈舌状、岩被状超覆于奥陶系白云岩、石灰岩（变质后为白云石大理岩、大理岩、矽卡岩）之上。

花岗闪长斑岩呈灰、灰白、灰绿色，风化后呈浅黄色、褐红色，斑状结构，块状构造。斑晶以斜长石为主，次为钾长石、石英，含少量黑云母、角闪石，斑晶粒经0.2～2mm；基质呈微粒结构，成分与斑晶相同，粒径多为0.005mm；副矿物以含磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿较高为特征。岩体副矿物类型为磷灰石—榍石型，组合中则以含黄铁矿、黄铜矿为特征。本次工作未测定岩体同位素年龄，安徽省地质矿产局324队在本区开展区域地质矿产调查时研究确定其形成时代为燕山早期[3～4]。

岩石蚀变较强烈，长石蚀变绢云母化，暗色矿物绿泥石化。

2.4 变质作用和围岩蚀变

2.4.1 热变质作用

由于枫庄花岗闪长斑岩岩体的侵入，使围岩遭受不同程度的热变质作用，奥陶系的碳酸盐岩经大理岩化，如仑山组的白云岩、石灰岩则变质为白云石大理岩、大理岩，志留系高家边组的泥岩、页岩变质为角岩，形成几十米至几百米不等的热变质带。部分热变质作用较弱，形成大理岩化白云岩、大理岩化石灰岩、角岩化泥页岩等。

2.4.2 交代变质作用

在枫庄花岗闪长斑岩岩体的接触带，发生了较广的双交代变质作用，仑山组的白云岩、白云质灰岩在岩浆热液及其带来的SiO2、Al2O3、FeO等作用下形成透闪石矽卡岩、透辉石透闪石矽卡岩、硅镁石矽卡岩、金云母硅镁石矽卡岩和少量的石榴石矽卡岩，部分花岗闪长斑岩、斜长岩在围岩的CaO、MgO 作用下形内矽卡岩。矽卡岩带岩石组合不同，规模不一，形态各异。通常矽卡岩化强烈的地段铜、钼矿化也强。一般透闪石矽卡岩、透辉石透闪石矽卡岩发育地段铜矿化强，硅镁石矽卡岩、金云母硅镁石矽卡岩及矽卡岩化斜长岩发育地段钼矿化强。

2.4.3 热液蚀变作用

矿区常见围岩蚀变主要为黄铁矿化、碳酸盐化、蛇纹石化、绢英岩化、绿泥石化、钾化、重晶石化、滑石化、绿帘石化、硬石膏化、葡萄石化等蚀变。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

本次共圈定矿体199个，其中主矿体2个，编号为Ⅱ、Ⅲ号，次要矿体10个，编号为Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ（其中Ⅴ号矿体为单线多工程控制），零星矿体共计187个。主矿体特征简述如下：

Ⅱ号主矿体位于F1断层下盘，主要受F1断层的次级断裂和接触带控制，分布于3～14线之间及两侧，由8条勘探线45个钻孔控制，呈不规则厚板状，具收缩、膨胀、分枝现象，内部有夹石。产状深部与F1断层产状基本一致，浅部常与F1断层有一锐角相交，可能是受F1断层的次级断裂控制。矿体长度444.02m，倾向延深50～544m，平均273m，工程矿体见矿厚度1.38～136.05m，平均20.28m；总体走向10°～25°°，倾向100°～115°，倾角49°～65°，平均为58°。矿体总体向南侧伏，侧伏角30°左右。赋存标高+28.74～-800.73m。

图3 南自来山铜钼矿11线剖面图Figure 3.Line 11 profile of the Nnanzilishan coppermolybdenum ore deposit

Ⅲ号矿体位于Ⅱ号主矿体下方，与Ⅱ号主矿体之间常穿插有花岗闪长斑岩脉，主要受F1断层的次级断裂控制，分布于2～14 线，由7 线32 孔控制，呈不规则的长板状，具收缩、膨胀现象，内部有夹石。矿体长度377.04m，倾向延深429～79m，平均294m。工程见矿厚度1.36～70.95m，平均16.82m；走向10°～25°，倾向100°～115°，倾角51°～65°,平均为57°。赋存标高-88.34～-604.95m。

3.2 矿石物质成分

3.2.1 矿石矿物成分

矿石矿物以黄铜矿、辉钼矿为主，次为黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、磁铁矿，少量—微量黝铜矿、墨铜矿、白铁矿、磁黄铁矿、辉银矿、辉铋矿、辉铅铋矿、白钨矿等。

脉石矿物以白云石、硅镁石、中—拉长石、更长石、石英、透闪石为主，其次为方解石、橄榄石、蛇纹石、石榴石、透辉石、绢云母、钾长石、叶绿泥石、硬石膏，微量有普通辉石、角闪石、滑石、水镁石、金云母、菱铁矿、石膏、重晶石、萤石、葡萄石、黑云母、沸石、高岭土、绿帘石、黝帘石、方柱石、独居石、斜黝帘石、玉髓等。

3.2.2 矿石化学成分

主要有用组分为Cu、Mo,其他共生矿产有Pb、Zn、Ag、Fe。矿体中铜品位0.026%～10.33%，矿床平均品位0.86%；钼品位＜0.005%～1.72%，矿床平均品位0.160%；铅品位0.51%～21.57%，矿床平均品位3.13%；锌品位0.055%～14.76%，矿床平均品位3.00%；银品位28.6～799.3g/t，矿床平均品位149.17g/t；磁性铁品位10.77%～48.87%，矿床平均品位22.68%。矿石中伴生有用组分有Cu、Mo、Au、Ag、S等。

3.3 矿石结构构造

3.3.1 矿石结构

矿床中矿石结构主要有交代溶蚀结构、自形—半自形晶结构、他形晶结构、叶片状结构、压碎结构及乳滴状结构等。

（1）交代溶蚀结构

在矿床中普遍存在的一种结构，金属硫化物（黄铁矿、黄铜矿、黝铜矿等）沿硅镁石、透辉石、中—拉长石颗粒间隙或碎裂处充填分布，并对其交代溶蚀。早期自形—半自形黄铁矿被晚期黄铜矿、黝铜矿、方铅矿、闪锌矿交代，有的黄铁矿呈残晶出现于黄铜矿、黝铜矿中，呈交代残余结构。

（2）自形—半自形晶结构

本矿床中的黄铁矿多呈自形—半自形，立方体和十二面体结晶颗粒，稍粗（0.2～1mm，个别达3mm），产出于黄铁矿化白云岩和含铜黄铁矿石中。磁铁矿多为半自形八面体、菱形十二面体，产出于镁质矽卡岩中。

（3）他形晶结构

矿床中的黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黝铜矿等多不具有本身所固有的晶形，呈星散状充填于早期结晶的硅镁石、斜长石和黄铁矿的颗粒间隙中，其颗粒粗细和形状受早期结晶矿物所留间隙制约。在透闪石、透辉石矽卡岩中的黄铁矿结晶颗粒细小，有的呈半自形—他形晶颗粒。

（4）叶片状结构

辉钼矿呈半自形片状、长条状晶体属此类结构，受应力作用晶形弯曲呈波浪状外形。

（5）压碎结构

早期粗粒黄铁矿受应力作用形成粗细不等的碎粒，形成斑状压碎结构和不等粒压碎结构（压碎结构见ZK005—223 回次2/8），碎粒间隙往往被后期黄铜矿、闪锌矿充填交代。辉钼矿、方铅矿等塑性矿物受应力作用发生塑性变形，表现为波状消光，发生弯曲、揉皱等。

（6）乳滴状结构

闪锌矿中含有乳滴状黄铜矿，即为此结构，此种黄铜矿难于分离。

3.3.2 矿石构造

矿石构造类型主要有角砾状构造、浸染状构造、脉状—网脉状构造、条纹—条带状构造、团块状构造。

（1）角砾状构造

白云石大理岩受应力作用产生粗细不等的角砾被石英—硫化物充填交代，构成含铜角砾状白云石大理岩。

（2）浸染状构造

黄铁矿、黄铜矿呈星散状分布于白云石大理岩中，辉钼矿叶片状晶体不规则分布于斜长岩中，其矿物总量＜5%，为稀疏浸染状构造。

（3）脉状—网脉状构造

晚期黄铁矿、黄铜矿细脉穿入磁铁矿矿石中，脉的中间为黄铁矿，边部为细粒黄铜矿、磁铁矿、黄铁矿与硬石膏相伴呈脉状穿入透辉石矽卡岩中，辉钼矿呈断续的脉体穿入矽卡岩化斜长岩中，均构成此类构造。

（4）条纹—条带状构造

富含磁铁矿的蛇纹石条带与不含磁铁矿的蛇纹石条带相向平行排列，或者黄铁矿与透闪石呈弯曲的条带状分布，即为此构造。

（5）团块状构造

含铜磁铁矿在矿石中分布不均，局部黄铜矿、磁铁矿呈密集的团块集合体散布于矿石中。

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，有少量铜铁矿石、含银铅锌矿石、锌矿石、铁矿石。

3.4.2 矿石自然类型

主要矿石类型为含铜（钼）（角砾状）白云石大理岩、含铜（钼）透闪石矽卡岩、含钼（角砾状）白云石大理岩、含钼透闪石矽卡岩等4种。

3.5 矿床成因

矿床成因类型为接触交代型叠加中高温热液充填—交代矿床。

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，可将本矿床形成过程划分为一个成矿期，二个成矿阶段。

早期石英—硫化物阶段以辉钼矿为主，次有黄铁矿、黄铜矿、黝铜矿、铁闪锌矿和很少的方铅矿，呈浸染状、团块状、网脉状赋存于内矽卡岩或矽卡岩化斜长岩中。晚期石英—硫化物阶段以黄铜矿为主，次有黄铁矿、磁黄铁矿、辉银矿，很微量的墨铜矿，赋存于镁质矽卡岩和角砾状白云石大理岩中。在前者中呈充填状、浸染状嵌布于镁橄榄石、硅镁石、透辉石、透闪石颗粒间隙；在后者中呈充填胶结物形式出现，有的呈团块状或脉状赋存于白云石大理岩中，磁铁矿与蛇纹石（原岩为硅镁石）相伴，呈条带状分布。

4 控矿因素分析及找矿标志

4.1 构造控矿

在区域上，殷家汇—安子山东西向基底断裂控制了贵池地区的高钾钙碱性岩浆岩带和主要矿带的分布，而花园巩—马头、马衙—潘桥、墩上—曹村三条北北东向断裂构造控制了含银铜铅锌多金属矿床（点）的分布[5～7]。本矿床所在的马衙—潘桥断裂中段，由北而南有李湾、南自来山（枫庄、枫树岭）、李子庵、官冲、丁坡冲等矿床（点）呈北北东向分布，说明这些矿床（点）受该断裂控制。

在矿床内，Ⅱ、Ⅲ号主要矿体和Ⅳ号次要矿体主要产于F1断层（马衙—潘桥断裂中段）下盘断裂带附近的次级断裂和层间裂隙中，远离断层矿化就弱或者无矿化，说明了断层对矿化的控制作用。

4.2 岩浆岩控矿

岩浆是将地球深部成矿物质及能量运输到地球浅处的使者[8]。丁马—六许岩浆岩带由高钾钙碱性闪长岩系列的小岩体组成，与铜、铅锌、金、银、硫成矿关系密切[9～12,14]。

本矿床在10～12线、南3～南7线靠近枫庄花岗闪长岩体的部位矽卡岩化强烈，铜、钼矿化也强。矿化分带由岩体向外依次有Mo-Cu（Mo）-PbZnAg-S的特征，并且在10～12线、南3～南7线以矽卡岩成矿为特征，向两侧则以岩浆期后热液成矿为主。而5、7线的斜长岩（矽卡岩化斜长岩）浸染状钼矿化在本区是个新类型，而且在内矽卡岩和接触带矽卡岩化斜长岩中钼矿化强烈发育也说明了斜长岩体对矿化的控制作用。

本区不同期次、不同类型岩石系列的岩浆岩具不同的成矿特征，说明了岩浆岩与成矿关系密切，专属性明显。

4.3 地层控矿

本区志留系/奥陶系界面是个非常重要的成矿构造[13～15]，这可能一方面与志留系、奥陶系岩性差别较大，易发生滑脱，产生虚脱空间，岩浆热液沿此界面贯入，叠加、充填交代成矿有关；另一方面则可能与奥陶系以白云岩、石灰岩等化学性质活泼的岩层为主，其上的志留系又以砂页岩为主形成屏蔽层，利于矿液富集和交代有关[17～18]。本矿床铜钼矿体主要产于奥陶系下统仑山组下段的白云岩（白云石大理岩）中，其上直接为断层上盘志留系下统高家边组页岩覆盖，成矿非常有利。