安徽南陵凤形山铜金硫矿床含矿岩石组合及成矿模式

余传舟

(华东冶金地勘局812队，安徽 铜陵 244008)

0 引言

铜陵-戴家汇基底断裂近东西走向，是区域重要的导矿、控矿构造[1]。储国正及其研究团队九十年代初以铜陵-戴家汇为界将铜陵地区自北而南划分为三个成矿带，即铜陵-戴家汇以北的叶山-桃冲铁矿带；以南的铜官山-狮子山-新桥、凤凰山-沙滩角矿田铜金多金属成矿带；最南部的木镇-三里店黄铁矿、金矿化带[2]。

铜官山-狮子山-新桥、凤凰山-沙滩角矿田铜金多金属成矿带上的重要矿床自西向东呈线状排列，主要成矿元素总体呈现Cu-S-mFe-Au多金属组合特点，见图1。

图1 铜陵-戴家汇以南铜金多金属成矿带上的重要矿床

该带自上世纪八十年代在狮子山铜矿田找到冬瓜山铜矿床后近20年没有找到过中型以上的矿床，本世纪初，随着找矿向深部推进，在南陵沙滩角矿田及周边已探明3处大中型铜多金属矿床。沙滩角矿田位于扬子准地台，下扬子台坳贵池-繁昌凹断褶束之戴公山背斜中段北西翼部，区域上位于长江中下游铁铜成矿带上，其矿床以矽卡岩型铜多金属矿为主，矿体主要产于C2+3与D3w2层位之间，为层控矿床，其次产于沙滩角岩体接触带及附近。凤形山铜金硫矿床[3]位于沙滩角岩体南侧，其硫铁矿资源储量达到中型规模，铜、金为小型规模。25号主矿体赋存于C2+3与D3w2层位之间，具有典型层控特征，矿体走向上厚度基本稳定，倾向上深部厚度明显大于浅部厚度。由于受到矿权北部边界约束，矿床勘探阶段对矿体倾向延深极限未封底控制，预测矿床深部潜在资源相当可观，铜、金、硫三种矿产资源均有望达中型及以上规模。因此，对矿床含矿岩石组合及成矿模式进行及时研究和总结将有利于本矿床深部资源的进一步查明，对铜陵矿集区继续寻找类似矿床亦具有一定的借鉴意义。

1 地质概况

矿床位于扬子准地台下扬子台坳贵池-繁昌凹断褶束戴公山背斜中段北西翼，沙滩角岩体南侧[3]。戴公山背斜、F1断层及沙滩角岩体共同控制或影响着地层、矿体的展布格局。

矿区志留系至三叠系地层广泛出露；褶皱构造为戴公山背斜北西翼；断层构造主要为F1区域纵断层，规模较小的横断层及断层破碎带较发育；主要岩浆岩为沙滩角岩体，岩性为花岗闪长岩，在沙滩角岩体中部朱家冲、南东部戴腰山、南西部凤形山地段分别采样全分析，其岩石化学特征具有相似性，如表1所示，表明其岩浆来源具有一致性。

表1 沙滩角岩体岩石化学特征一览表 %

沙滩角岩体固结指数10.58，结晶指数16.78，分异指数75.01，里特曼组合指数2.59，氧化指数0.54，属铝饱和或正常的中酸性侵入岩；岩体微量元素丰度值：Cu-178 PPm(背景值40 PPm)；Pb-10 PPm；Zn-50 PPm。据K～Ar法测定其同位素年龄为142 Ma，成岩时代相当于燕山中晚期。

矿区围岩热变质及接触交代作用强烈，广泛发育大理岩、矽卡岩带，见图2。

图2 矿区地质略图

2 含矿岩石组合

矿床多期、多元素成矿，以及矿物演化的复杂性，造就了矿物岩石种类多样性和复杂性的特点，其含矿岩石组合自上至下可归纳为四种类型。

1)胶黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿-灰岩(大理岩)组合：分布在浅部及矿区西部沙滩角岩体边缘，形成小矿体，地层相当于三叠系孤峰组～二叠系栖霞组。矿石呈胶状结构、他形晶粒状结构、固溶体分离结构；网脉状构造。金属矿物主要为胶黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿；脉石矿物为方解石、石英、绿泥石、玉髓等。含S 18%～25%，Cu 0.8%～2%。

2)黄铁矿、黄铜矿-大理岩(矽卡岩)组合：分布于中等深度二叠系栖霞组～石炭系船山组之间。矿石呈粒状变晶结构、交代结构、填隙结构；浸染状、块状及脉状构造。金属矿物主要为黄铁矿、胶黄铁矿、黄铜矿；脉石矿物为方解石、石榴子石、透辉石、石英、绿泥石、玉髓、绿磷石。含Cu约为0.8%。

3)磁黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿-矽卡岩组合：主要分布于石炭系黄龙船山组地层，岩体接触带附近。矿石呈粒状结构、柱粒变晶结构、交代(残余)结构、压碎结构、溶蚀结构；块状、斑杂状构造。金属矿物主要为磁黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿；脉石矿物主要为石榴子石、方解石、透辉石。含S 15%～25%，mFe 25%～30%，Cu 0.4%～3.28%。

4)黄铜矿、磁铁矿-粉砂岩组合：分布于泥盆系五通组上段泥质粉砂岩顶部，F1纵断层及近矿岩体附近。矿层厚度不超过10 m。矿石呈粒状结构、压碎结构；脉状及浸染状构造。金属矿物主要为磁铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿；脉石矿物有粘土矿物、石英、长石、云母、方解石等。含铜0.8%～2%，mFe、S各10%左右。

3 成矿物质来源及成矿阶段

沙滩角岩体微量元素Cu、Pb、Zn丰度值明显高于区域背景值，为成矿母岩，成岩成矿过程中，硅酸盐岩、碳酸盐岩与岩体接触带部位发生了强烈的热液、交代变质作用。

中温矿物如磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿及W、Mo矿物都集中于东部及矿床中等深度，低温矿物如胶黄铁矿、镜铁矿、铅锌矿集中于西部及矿床浅成部位，因为Pb、Zn比Cu、W、Mo活泼，在热力作用下能运移较远。表明成矿物质主要来自深部岩浆，矿物质运移，其方向为自深部向浅部、自东向西迁移及流动。

据矿物-岩石组合特点、矿物间相互包含、穿插、交代关系及围岩蚀变特征，矿床成岩成矿作用由先至后可大体可划分为四个成矿阶段，即硅酸盐阶段→氧化物阶段→石英硫化物阶段→碳酸盐阶段。

硅酸盐阶段主要形成石榴子石、透辉石、硅灰石、透闪石、绿帘石、石英等，以矽卡岩矿物为主，很少有金属矿物生成；氧化物阶段主要生成磁铁矿、赤铁矿，呈团块状、片状及透镜状充填交代矽卡岩矿物或穿插于围岩之中；石英硫化物阶段生成黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、铅锌矿、斑铜矿、金银矿物等，是成矿主要阶段，同时围岩及矿化带内伴随广泛的硅化、绿泥石化、绿帘石化、高岭土；碳酸盐阶段主要生成方解石和少量石英、菱铁矿，呈细脉状穿插于早期矽卡岩或矿物、围岩之中，有的呈不规则粒状集合体交代早期硅酸盐矿物及金属矿物，为成矿期后阶段[3]。

硅酸盐阶段对矽卡岩矿物的形成起了决定作用，氧化物和石英硫化物阶段对成矿起了决定作用，碳酸盐阶段则是对成岩成矿作用的再次活化、迁移和改造。

4 成矿模式

自岩体接触带向远离岩体(北向南，东向西)，平面上呈现磁铁铜矿石-磁黄铁铜矿石-黄铁矿铜矿石-金/铅锌矿石分带性，垂向上存在的上金下铜分带亦是矿物平面分带在垂向分带的进一步反映；蚀变矿物呈现石榴子石-透辉石-硅灰石-蛇纹石-石英、萤石分带性，是热梯度分带和交代分带相结合的产物[3]。

不同的含矿岩石组合类型体现了热液、交代变质作用的强弱程度及与沙滩角岩体的远近关系，更体现了成矿温度的梯级关系。成矿物质主要来源于沙滩角岩体，其迁移方向由深至浅、自东向西。更加说明岩浆是自北北东沙滩角向西及南西上侵定位的。

综上，预测矿床90线北东有一隐伏岩浆房，其分支岩浆在沙滩角上侵定位。岩浆侵入成岩过程中，携带大量矿物质的岩浆热液、卤水热液及岩浆期后热液上升的同时，萃取了围岩部分微量元素，热液顺断层、褶皱舒脱空间、岩石不整合面及裂隙侵入，随着温度逐级降低、围岩物理化学位的改变，在主要成矿部位(C2+3与D3w2之间)形成25号主矿体，在层间裂隙等次要成矿部位形成多层矿体及小矿体。矿床成矿理想模式，见图3。

图3 成矿理想模式图

5 结语

基于以上研究及90线勘查成果[3]，总结出了矿床成矿理想模式，其与铜陵冬瓜山铜矿床“多层楼”成矿模式具有相似性，即具有一个C2+3与D3w2之间的主要矿体，又具有二叠系～三叠系之间的多层脉状次要矿体的成矿模式。对本矿床深部资源的进一步查明及在铜陵矿集区继续寻找类似“多层楼”模式矿床具有一定的借鉴意义。