安徽省东至县大西峰尖地区斑岩型铜金矿成矿地质条件研究

2020-07-31陈金苗杨金龙郭水红

安徽地质 2020年2期

陈金苗，杨金龙，郭水红

（安徽省地质矿产勘查局311地质队，安徽安庆 246003）

0 引言

安徽省东至县大西峰尖地区位于东至县洋湖镇北侧约3km。2016年底，安徽省地质矿产勘查局311地质队依托省基金《安徽省东至县西峰尖铜金多金属矿预查》项目，在该区开展找矿工作，发现了较好的斑岩型铜金矿的找矿线索，预示着本区斑岩型矿床有巨大找矿潜力。

1 区域地质背景

东至县大西峰尖地区位于扬子陆块北缘的下扬子前陆带之江南前陆反向冲断带，其南侧以高坦断裂与“江南过渡带”相连，构造位置较特殊（图1）。

研究区位于下扬子地层分区，南华纪—中三叠世沉积地层出露较全，代表了扬子陆块稳定的盖层沉积建造。褶皱构造以印支期为主，主体位于贵池复向斜的次级褶皱陈塘-灌口向斜的南东翼。断裂构造较发育，有北东向、北北东向和近东西向等。以高坦断裂、东至断裂、殷汇-葛公镇断裂及墩上-张溪断裂等规模较大的断裂为主干，形成本区特有的菱形网状构造格架。燕山早期岩浆活动强烈，包括多期次岩体侵入，受构造控制明显，形成北东向和近东西向两个构造岩浆岩带。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区主要出露下古生界奥陶系和志留系(图2)。

图1 大西峰尖地区区域地质构造略图Figure 1.Sketch of regional geological structure in the Daxifengjian area

奥陶系主要为红花园组，分布在西南部，多已大理岩化。岩性为浅灰、灰白色中厚—厚层含团块砂屑灰岩、含生物碎屑灰岩、微晶灰岩，具微波状层理、水平层理，含不规则波状泥质条纹。志留系/奥陶系间为断层接触，是重要的赋矿部位。区域上在S/O界面发现有牛头高家金矿床、吕山金矿床等。

志留系主要为高家边组和坟头组。高家边组下段为黄绿—深灰色薄—中厚层粉砂岩、粉砂质泥(页)岩，中下部夹岩屑石英砂岩、细砂岩；中段为灰绿、黄绿色岩屑石英砂岩、含细砂条带状粉砂岩及粉砂岩、粉砂质泥岩；上段为黄绿—深灰色薄层泥岩、粉砂质泥(页)岩、粉砂岩夹中厚层状细砂岩、石英砂岩。坟头组下段为深灰、灰黄、灰白色中厚层石英砂岩与泥质粉砂岩不等厚互层及岩屑石英砂岩、石英杂砂岩夹粉砂岩、泥质粉砂岩；上段为灰黄、黄绿色页岩、粉砂质页岩及泥质粉砂岩。

高家边组上段和坟头组下段为一套以浊流沉积为主的盆地相沉积或浅海陆棚沉积的碎屑岩组成，为区内重要的赋矿层位。在大西峰尖—铜坑一带，深部岩石大多具角岩化，且蚀变较强，表现为热液蚀变和热接触变质作用叠加的特征。区域上志留系高家边组和坟头组也是斑岩型铜金矿床如马石、抛刀岭、沙溪等矿床的主要赋矿层位或赋矿围岩。

图2 大西峰尖地区地质简图Figure 2.Geological sketch of the Daxifengjian area

2.2 构造

2.2.1 褶皱

矿区主体位于陈塘-灌口向斜的南翼。该向斜是贵池复向斜的一部分，枢纽向南西倾伏，总体轴向60°，轴面倾向北西。由该向斜衍生的次级褶皱发育，表现为不同岩性段构成背、向斜构造，其中大西峰尖—铜坑一带为一倒转向斜(郭家村向斜)，两翼地层产状大体一致，倾向北北西—北东，倾角20°～40°，褶皱核部岩层产状变化较大，部分发生倒转，造成部分地层岩性段内小褶曲发育，并受北东向断层影响。向斜轴面倾向北西，枢纽向南西仰起，化探及磁异常多沿其核部分布，为区内重要控岩控矿构造之一。

2.2.2 断裂

区内断裂构造较发育，可分为北东、近东西和北北东向3组。断层规模大小不一，其中规模较大的有兰城畈断层带。

兰城畈断层带（F1、F2、F4）位于研究区中部，控制了柴山、里廖、铜坑等岩体的侵位，是区内重要的控岩控矿构造。区域上总长约16km，由两组平行断层组成，总体走向北东35°～45°左右，为一系列北东向逆断层[19]。

F2断层是兰城畈断层带的一支，走向50°～70°，倾角陡倾，主要表现为沿构造面大量的中酸性岩浆岩脉、岩枝侵入，形成多期次、多类型的复合岩体。部分地段见宽约2～7m的构造破碎带，发育构造角砾岩，角砾主要成分为粉砂岩，硅质、铁质胶结，磨圆度较差，角砾大小一般为0.5～1cm。破碎带岩石具强硅化、褐铁矿化，风化较强处呈硅质格架状。土壤异常均围绕断层带及两侧分布，浓集中心处于该断层带内。在断层南东侧伴有地磁异常C2。地表圈定的2条多金属矿化蚀变带，分布于该断层带的南北两侧，与其走向基本平行，在矿化蚀变带中发现多个铜金多金属矿体。

2.3 岩浆岩

研究区岩浆活动较强，以燕山早期侵入岩为主，锆石年龄(145.4±1.6)Ma。规模较大的为大西峰尖和铜坑岩体，岩性为花岗闪长岩。钻孔中见花岗闪长斑岩和闪长玢岩。

铜坑岩体，出露长约300m，宽约150m，面积约0.044km2，呈不规则状展布。岩石具强蚀变，主要为绢云母化、硅化、黄铁矿化、绿泥石化等。在岩体内部及外围，均可见众多的酸-中-基性岩脉侵入，主要有花岗斑岩、花岗闪长斑岩、(石英)闪长玢岩等，形成多期次、多类型的复式岩体，航磁C-88-45异常和C2磁异常由其引起。经探矿工程验证，该复式岩体与矿化关系密切。

2.4 围岩蚀变

区内的围岩蚀变较强，主要类型有硅化、绢云母化、角岩化，次为碳酸盐化、绿泥石化、黏土化等。各蚀变具一定的分带性，常见叠加。

2.4.1 硅化

普遍发育在大西峰尖、铜坑等化探异常区内的志留系碎屑岩、脉岩及接触带中。可分两期：一是全岩面状硅化，重结晶现象明显，石英颗粒或次生加大，或颗粒间紧密镶嵌成锯齿状边，表现为亲铁、亲硫特征，地表多见褐铁矿化，而深部则大量发育黄铁矿；二是线状硅化，常叠加在面状硅化之上，主要受晚期岩浆热液作用控制，表现为石英细脉沿裂隙充填，呈单脉或网脉状。该期硅化与多金属硫化物相伴生，烟灰色黄铁矿和黄铜矿多以脉状赋存于石英脉中。

2.4.2 绢云母化

主要分布于大西峰尖、铜坑等化探异常区内，多与硅化相伴生，常见于岩脉及围岩接触带上。在脉岩中，绢云母多呈显微鳞片变晶交代斑晶和基质中的斜长石，交代完全时，则整个斑晶都被绢云母+黏土矿物取代而只保留斜长石假象；在志留系碎屑岩中，长石多绢云母化，且呈定向排列。显微镜下，常见绢云母+白云母+黏土矿物的矿物组合。

2.4.3 角岩化

在大西峰尖和铜坑一带的钻孔中较常见，分布不均匀。志留系碎屑岩受岩浆热液作用影响，局部形成角岩。主要变质矿物为绢云母和石英，绢云母呈显微鳞片变晶结构，局部定向分布，石英呈显微粒状变晶分布于绢云母间。区内岩石的角岩化常与热液蚀变相伴而生，并多发育有多金属硫化物，与成矿关系密切。

2.4.4 碳酸盐化

主要分布在大西峰尖、铜坑一带钻孔中的脉岩和志留系碎屑岩内。从形态上可分为两类：一是表现为碳酸盐脉或石英-碳酸盐脉，呈单脉状、网脉状分布，在岩脉和围岩中均可见；二是碳酸盐矿物呈细小他形粒状交代斜长石、角闪石，呈雏晶-显微微粒变晶结构，主要见于岩脉中。

2.4.5 绿泥石化

主要见于岩脉中，志留系碎屑岩中亦见少量分布。表现为暗色矿物被绿泥石、绢云母、不透明矿物集合体交代，保留部分假象或大体轮廓，绿泥石呈隐晶质-显微鳞片状结构，也偶见黏土矿物、绿泥石、碳酸盐矿物集合体交代斜长石。在显微镜下，绿泥石与绢云母、黏土矿物常形成矿物组合。

2.5 物化探异常

2.5.1 物探异常

1∶1万高精度磁测圈定了大西峰尖(C1)和铜坑异常(C2)。

C1位于大西峰尖—里廖一带，与航磁异常C-88-84和C-82-232吻合，呈半椭圆状，基本封闭。异常东西长约3.9km，南北宽约2.4km，面积约为6.2km2。该异常规模及强度均较大，经上延500m最大值仍有380nT，说明磁异常显示的磁性体为一高磁性地质体。该异常区岩性为高家边组岩屑石英砂岩、粉砂岩和粉砂质泥岩。经钻孔验证，该异常为深部隐伏花岗闪长岩岩体引起。

C2异常与航磁异常C-88-45吻合，北东走向，基本闭合，与土壤化探异常套合较好。经钻探验证，该异常为杂岩体引起。该处为多期次岩体复合部位，发育不同期次、不同类型的岩浆岩岩株、岩脉。该异常经向上延拓200m后，与西侧C1异常连为一体，可能为一北东向多期次岩浆岩带共同受控于兰城畈断层带，这与前期施工的钻孔中围岩大多具热变质角岩化特征相吻合，深部极有可能存在中酸性隐伏岩体，也进一步证实两地具备寻找斑岩型矿床的潜力。

2.5.2 化探异常

1∶2.5万土壤测量圈定2个综合异常HT-1和HT-2。

HT-1异常：位于铜坑一带，走向北东，呈不规则状，面积2.40km2。平均衬度2.649，平均规模42.63，含10个单元素异常，异常元素组合为Au、Ag、As、Sb、Cu、Pb、Zn、W、Mo、Bi。该异常元素套合较好，强度较强，浓集中心明显，其中Au、Ag、As、Cu、Pb、Zn、Mo、Bi元素呈三级浓度分带。异常区内出露志留系高家边组和坟头组粉砂岩、细砂岩、石英砂岩等。该异常受控于北东向F2断层，异常浓集中心分布在断层带内或附近。在断层带两侧的2条多金属矿化蚀变带内，岩石蚀变较强，主要为硅化、绢云母化、褐铁矿化、黄铁矿化，深部圈有多条金、铜、铅、锌矿体，证实为矿致异常。

HT-2异常：位于大西峰尖一带，走向北东37°，呈不规则状向南西延伸，面积1.52km2。平均衬度2.065，平均规模11.257，含单元素异常9个，异常元素组合为Au、Ag、As、Sb、Cu、Pb、W、Mo、Bi。该异常元素套合较好，强度较强，浓集中心明显，其中Au、Ag、As、Cu、Mo、Bi元素呈三级浓度分带。异常区内主要出露志留系高家边组、坟头组粉砂岩、细砂岩、石英砂岩等。区内岩浆岩主要以岩脉形式出露，主要岩性为花岗斑岩、花岗闪长斑岩，均具强绢英岩化。在异常浓集中心处圈有一条长约500m、宽约200m、向下延伸约130m的环形震(裂)碎岩带，带内岩石具碎裂岩化，蚀变较强，主要为硅化、褐铁矿化。经探矿工程验证，区内圈定有金、银、铜矿体，证实该异常为矿致异常。

3 成矿地质条件

3.1 地层的控矿作用

矿区出露的志留系碎屑岩与奥陶系灰岩为主要的赋矿层位。志留系基本覆盖全区，占全区面积的80%以上。该套碎屑岩具强塑性及渗透性差的特点，可对岩浆热液或成矿流体起屏蔽作用，有利于在岩体内外接触带中形成热液型或斑岩型铜金多金属矿。区域上以志留系碎屑岩作为成矿围岩的矿床(点)较多，如马石斑岩型铜矿、抛刀岭斑岩型金矿以及马头下冲钼矿、西山钼矿等。结合本次工作在志留系中圈定了多条金多金属矿体，显示出良好的多金属找矿潜力。

3.2 构造的控矿作用

构造对成矿的控制作用主要表现为断裂构造和褶皱构造控矿作用，其中断裂构造是东至地区最主要的控矿构造。东至断裂、高坦断裂等主干断裂及其次级构造和与之交切的其他断层组成的复杂断裂构造网，形成了东至地区重要的断裂控矿构造。如东至断裂带控制了兆吉口铅锌矿、万年灯金矿，高坦断裂带控制了花山锑金矿、铜锣尖金多金属矿和里亭金矿等。

兰城畈断层带是本区重要的控岩控矿构造。在柴山地区，该断层带斜切背斜核部，形成一系列断层夹块，断层破碎带发育，沿断层带有较多的中酸性岩枝、岩脉侵入，岩石蚀变强烈，围岩发育矽卡岩化、角岩化、大理岩化[19]。在査册桥矿区断层带由两条近平行的断层组成，岩石破碎，局部见构造角砾，大量闪长玢岩脉侵入，脉岩强蚀变，普遍具金矿化。向北至里廖，合并为一条，并控制着里廖岩体的侵入。延伸至区内为第四系所覆，仅在大西峰尖、铜坑两地出露断层带派生的次级构造，发育构造破碎带，沿构造面侵入有不同期次、不同类型的岩脉、岩枝，岩体和围岩均具绢英岩化、褐铁矿化、黄铁矿化等蚀变，围绕断层带圈有土壤多元素组合异常，经工程验证，圈有多条金铜多金属矿体，控岩控矿作用显著。

3.3 岩浆岩的控矿作用

研究区燕山早期岩浆活动强烈，包括多期次岩体侵入，受构造控制明显，形成北东向的岩浆岩带。该岩浆岩带受控于北东向兰城畈断层带，在大西峰尖—铜坑一带，岩体包括中深成相和浅成相，岩性包括花岗闪长(斑)岩、闪长玢岩、花岗斑岩等，围岩蚀变既有早期的较大范围角岩化、硅化，也有更大范围的绢云母化、绿泥石化等低温蚀变叠加。矿化种类多样，有金、银、铜、铅、锌等。多数矿体赋存在侵入体内部、或产于接触带上、或分布于附近的围岩中，显示成矿作用与侵入体的密切相关性。

通过对研究区及邻区的主要岩浆岩采样分析，发现区内的岩浆岩具多期次、多类型的侵入特征，其里特曼指数在0.24～2.56之间，均小于3.3，属钙碱性岩。将其投影在硅钾图解上(图 3)，可以看到除辉绿玢岩外，绝大多数落在高钾钙碱性系列区。因此，本区出露的中酸性侵入体以高钾钙碱性系列岩石为主。其中，花岗闪长斑岩和(石英)闪长玢岩中主要成矿元素含量同比较高，Au、Ag元素高于维氏值十至数十倍，Cu、Pb、Zn元素高于维氏值几至十几倍；花岗闪长岩中主要成矿元素同比较低，但也均高于维氏值。由此说明区内岩浆岩不仅为成矿提供热源，而且提供部分成矿物质来源。

3.4 蚀变分带

研究区内与成矿有关的岩体和围岩蚀变在空间上往往重叠，但仍具一定的水平和垂向分带特征。据其蚀变类型及矿物组合，自内向外可划分出绢英岩化带和青磐岩化带2个蚀变带，二者分界不明显，呈渐变过渡接触关系。

3.4.1 绢英岩化带

图3 区内各岩体K2O-SiO2投影图Figure 3.K2O-SiO2 projection diagram of of various rock masses in the area

主要分布于大西峰尖和铜坑两个化探异常区处，在岩脉和围岩中均较发育，呈面型分布。蚀变矿物组合为石英+绢云母+黄铁矿+碳酸盐矿物+绿泥石，常伴有细脉状黄铜矿，局部也可见到方铅矿、闪锌矿、辉钼矿等。在该带中，硅化所产生的次生石英与绢云母化伴生，构成绢英岩化带的主体，同时黄铁矿化与硅化、绢云母化多同时出现，形成黄铁-绢英岩，而碳酸盐化则叠加在硅化、绢云母化之上。常见绿泥石化在该蚀变带产出，使蚀变岩石呈灰绿色，在交代强烈之处，斜长石仅呈假象保留。该蚀变带中，硅化为多期次形成，按形成早晚可分为面状硅化和线状硅化，相对而言，较晚形成的线状硅化与成矿较为密切，多金属硫化物多与其相伴而生。

绢英岩化带为区内的赋矿主带。该蚀变带在大西峰尖和铜坑两地不仅是化探异常浓集中心处，在铜坑一带更是伴有地磁异常，地表及深部岩浆活动强烈。经工程验证，在该两地圈定的金、多金属矿体大多处于该蚀变带中。

3.4.2 青磐岩化带

主要分布于绢英岩化带外围，属其外带，在形成时间上稍晚于绢英岩化带。该蚀变带中岩体和围岩蚀变除局部较强外，普遍较弱。主要蚀变矿物组合为高岭土+碳酸盐矿物+绿泥石+绢云母+石英。