安徽省南陵县桂花冲铜多金属矿床物质组分及矿化阶段探讨

2019-11-08李要平陈寿椅

资源信息与工程 2019年5期

李要平，陈寿椅

(安徽省地质矿产勘查局321地质队，安徽铜陵 244033)

矿区处于戴公山背斜北东倾伏端附近，铜陵—南陵东西向深断裂的南侧，北面与繁昌火山凹陷接壤，东面与宣南坳陷毗邻。本区地层划属扬子地层区下扬子地层分区贵池地层小区。区内地层从志留系到白垩系出露较齐全，仅缺失下、中泥盆统和下石炭统，出露最老地层为志留系下统高家边组，地质略图见图1。

图1 桂花冲地质构造略图

Q—第四系；K2x—宣南组；K1k—蝌蚪山组；T1n—南陵湖组；T1y—殷坑组；P2d—大隆组；P1g—孤峰组；P1q—栖霞组；D3w—五通组；S3m—茅山组；γδπ—花岗闪长斑岩

1 矿物成分

本矿床矿物种类较多，经野外地质观察和室内镜下鉴定共查明矿物56种，其中硫化物12种、硅酸盐矿物23种、氧化物7种、碳酸盐5种、硫酸盐4种、磷酸盐2种、钨酸盐1种、自然元素2种、氟化物1种。矿石矿物中以黄铜矿、自然铜、黄铁矿为主，次为斑铜矿、闪锌矿、方铅矿、磁铁矿、辉钼矿、针铁矿，少量-微量有黝铜矿、赤铜矿、辉铜矿、白铁矿、磁黄铁矿、胶状黄铁矿、磁赤铁矿、菱铁矿、银金矿、孔雀石、白钨矿、黄钾铁钒等；脉石矿物以方解石、中-更长石、石英、石榴石为主，其次为正长石、透闪石、透辉石、高岭石、硅灰石、白云石、硬石膏，微量有黑云母、白云母、角闪石、绢云母、水白云母、金云母、绿泥石、绿帘石、黝帘石、石膏、重晶石、萤石、玉髓、沸石、滑石、尖晶石、铁白云石、榍石、锆石、磷灰石、金红石等。

1.1 主要金属矿物特征

1.1.1 黄铜矿

黄铜矿是矿床主要含铜矿物，镜下呈铜黄色，偶见聚片双晶。黄铜矿多呈他形晶集合体，集合体粒径可达1～2 mm，在团块状矿石中与斑铜矿聚集共生并被斑铜矿穿入或包于斑铜矿之中。

在含铜磁铁矿(矽卡岩)矿石中，黄铜矿、黄铁矿呈细脉状穿插于磁铁矿矿石中。

在含铜大理岩矿石中，黄铜矿与闪锌矿、方铅矿相伴，呈他形晶集合体充填于黄铁矿颗粒间或黄铁矿破碎裂隙中，并对黄铁矿交代溶蚀，有的黄铜矿呈乳滴状嵌布于闪锌矿中，呈乳滴状结构。

在含铜花岗闪长斑岩中，黄铜矿与黄铁矿、斑铜矿相伴，呈细脉状-浸染状分布，其结晶颗粒细小，对相伴的黄铁矿交代溶蚀，其本身又被斑铜矿和辉铜矿交代。

1.1.2 斑铜矿

斑铜矿是矿床含铜次要矿物。黄铜矿与斑铜矿在高温下呈固溶体，温度下降，两者呈聚片状、格子状或其他形态连生。

在含铜大理岩中，斑铜矿与黄铜矿、黄铁矿相伴，对早期生成并被压碎的黄铁矿交代溶蚀，其本身又被辉铜矿沿颗粒局部交代。

在含铜矽卡岩中，斑铜矿集合体粗大，颗粒中有固溶体分离的黄铜矿，呈稠密浸染状嵌布于石榴石、透辉石颗粒间隙并对石榴石、透辉石交代溶蚀。

1.1.3 自然铜

自然铜呈铜红色，经风化表面呈棕褐色，形态多为水滴状、似纺锤状、树枝状或不规则团块状集合体。自然铜多赋存于破碎带，自然铜、辉铜矿与菱铁矿、方解石、石英(玉髓)铁质污染物一起赋存于角砾间隙的胶结物中。有的自然铜沿褐铁矿边部分布，也有的呈细脉状穿入褐铁矿中。

1.1.4 黄铁矿(含白铁矿和胶状黄铁矿)

黄铁矿是矿床中主要含硫矿物，为一贯通矿物。黄铁矿呈自形-半自形晶，颗粒粗大，有的达2～3 mm。受晚期应力作用，有的呈碎裂状，沿其裂隙有黄铜矿、斑铜矿、菱铁矿充填。

白铁矿呈板柱状晶粒，为晚期中-低温热液产物，白铁矿和黄铁矿相伴呈细脉穿入大理岩中，呈凝胶状胶结黄铁矿，为晚期石英-硫化物阶段和碳酸盐阶段的产物。

1.1.5 银金矿

银金矿镜下呈乳黄色、淡黄色，呈细粒、微粒，与斑铜矿、黄铜矿、石英、菱铁矿、方解石相伴生，多为晚期中-低温热液产物。本矿床中的银金矿多与晚期黄铜矿、斑铜矿、菱铁矿细脉有密切关系，含斑铜矿较多的部位均有微量银金矿。矿床中伴生的银金矿多为晶隙金，很少为包体金和裂隙金，粒径在0.037 mm左右，属于易选矿石。

1.1.6 磁铁矿

磁铁矿为矿床中主要含铁矿物，产出于矽卡岩内，为自形-半自形粒状晶体组成的团块状集合体，粒径一般<0.25 mm。经氧化作用颗粒边部常有磁赤铁矿和针铁矿氧化物。颗粒间隙有晚期黄铜矿、黄铁矿充填，并有更晚期斑铜矿、黄铜矿细脉充填形成含铜磁铁矿矿石。

1.1.7 闪锌矿

闪锌矿多产出于矿化大理岩中，与黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、方铅矿相伴。有的与黄铜矿构成固溶体分离结构，即黄铜矿呈乳滴星散状或呈定向乳滴嵌布于闪锌矿之中，构成含铜锌大理岩，有的闪锌矿呈细粒集合体构成闪锌矿矿石。

1.1.8 方铅矿

方铅矿与黄铜矿、闪锌矿、斑铜矿共生，多产出于大理岩内中-低温热液矿脉中，并对早期结晶的黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿有交代溶蚀。

1.1.9 辉钼矿

辉钼矿晶形为叶片状，受应力作用多呈挠曲状、波浪状外形。多与黄铜矿、黄铁矿、石英、钾长石相伴，呈浸染状、细脉状嵌布于钾化花岗闪长斑岩中。

1.2 脉石矿物特征

1.2.1 钙铁榴石

钙铁榴石为矽卡岩主要矿物，颗粒粗细不等，呈自形-半自形粒状变晶体，部分见环带结构，少数颗粒见异常光性，少量被方解石、铁质交代，紧密镶嵌分布。

1.2.2 透辉石

透辉石为仅次于钙铁榴石的矽卡岩矿物。在矿床中分布不均，有的地段构成透辉石矽卡岩，但多与钙铁榴石相伴组成透辉石石榴石矽卡岩。透辉石晶体多为短柱状，颗粒一般<0.3 mm。经后期蚀变，常被绿泥石、方解石、菱铁矿交代。

1.2.3 方解石

方解石为大理岩的主要组分，呈粒状变晶体。在矽卡岩中呈残留体赋存于石榴石、透辉石间隙，在碳酸盐阶段呈粗细不等的脉体出现。在后期蚀变作用下多交代石榴石、透辉石和长石等，呈蚀变矿物出现。

1.2.4 石英

石英为矿床中的贯通矿物。在花岗闪长斑岩中呈他形晶，嵌布于长石间隙。在石英-硫化物阶段多与黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿相伴。硅化的石英脉则不规则穿入各类矿石和岩石中。

1.2.5 菱铁矿

矿床中多期次均有产出。早期菱铁矿产于块状硫化物矿石中，呈他形晶充填状嵌布于黄铁矿、黄铜矿和钙铁榴石间隙。在晚期石英-硫化物阶段多与黄铜矿、斑铜矿、黝铜矿、方铅矿、闪锌矿相伴呈脉体出现。

2 矿石结构

矿石结构主要为自形-半形晶结构、半自形-他形晶结构、共边结构、包含结构、晶隙金结构、交代溶蚀结构、交代残余结构、固溶体分离结构等。

2.1 结晶结构

自形-半自形晶结构：矿石中的黄铁矿呈立方体和五角十二面体，多出现于含铜黄铁矿矿石和含铜大理岩中，含铜黄铁矿矿石中的黄铁矿呈等轴状自形晶粒。

半自形-他形晶结构：矿石中的黄铜矿、斑铜矿、闪锌矿等矿物颗粒粗细和形状受早期结晶的黄铁矿、钙铁榴石、透辉石等矿物所留间隙制约，不能形成本身所固有的形态呈充填状分布。

共边结构：矿石中的黄铜矿与斑铜矿共生，其接触界面平缓波状弯曲，不具有交代溶蚀，表明两者近于同时结晶。

包含结构：银金矿物微细颗粒嵌布于斑铜矿或黄铜矿之中，构成包含结构。

晶隙金结构：矿石中的银金矿多嵌布于斑铜矿与黄铜矿、斑铜矿与石英、菱铁矿或石英晶粒间，构成晶隙金结构。

2.2 交代溶蚀结构、交代残余结构

是矿石中广泛出现的一种结构。早期晶出的黄铁矿被晚期晶出的黄铜矿、斑铜矿、闪锌矿、方铅矿交代溶蚀。交代作用首先从黄铁矿边部或裂隙处开始，当交代强烈时黄铁矿呈残余晶粒出现于黄铜矿、斑铜矿等矿物之中，构成交代残余结构。

钙铁榴石被菱铁矿、方解石、绿泥石交代，仅保留其外形，亦属此类结构。

2.3 固溶体分离结构

最常见的是黄铜矿呈细小圆形或纺锤形乳滴杂乱分布于闪锌矿中，乳滴颗粒边缘平滑无溶蚀交代闪锌矿现象，此系固溶体温度下降较快分离不够充分的条件下形成的。当温度下降较慢，黄铜矿沿闪锌矿解理集中分布，即构成固溶体分离结构。

3 矿石构造

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

3.1 角砾状构造

角砾状构造是矿床中常见的一种构造。角砾常见的有大理岩角砾、矽卡岩角砾和花岗闪长斑岩角砾。

3.2 脉状、网脉状构造

矿床中有早晚两期脉状、网脉状构造。早期脉状、网脉状构造形成于矿床的主要成矿阶段，含硅质的成矿热液沿破碎大理岩、花岗闪长斑岩、矽卡岩裂隙充填灌入而成，其矿脉较粗一般大于5 mm，有的地方形成团块状矿石，其矿物成分复杂，矿石颗粒较粗。晚期脉状、网脉状构造其矿脉较狭，矿物单一，矿物颗粒相对较细，穿入早期矿石中。

早期石英-硫化物矿脉脉体宽大，矿物颗粒相对较大且成分复杂，是构成矿床的主要阶段；晚期脉状、网脉状构造的石英-硫化物脉细一般小于3 mm，成分单一，且多为低温矿物。