铜陵宝山陶银铅锌矿床地质特征及区域找矿潜力

2020-10-26胡彦强丁瑞颖鑫2

金属矿山 2020年9期

胡彦强丁瑞颖林鑫2

（1.华东冶金地质勘查局八一五地质队，安徽合肥238000；2.长安大学地球科学与资源学院，陕西西安710000）

宝山陶银铅锌多金属矿床位于长江中下游铜-铁-金多金属成矿带铜陵矿集区内，是近年发现的一处中型银铅锌多金属矿。近年来铜陵矿集区陆续发现了姚家岭大型锌金多金属矿［1-3］、荷花山大型铅锌多金属矿［4-5］，指示着矿集区存在着较好的铅锌成矿潜力。前人研究发现，铜陵矿集区成矿作用复杂，以高度发育斑岩-（层控）矽卡岩型铜金矿床为主要特征［6-8］。铜金矿床的勘查和研究获得了地学界长期高度关注［9-14］，而铅锌成矿研究工作相对薄弱。因此，开展区内典型铅锌矿床的研究能够为未来铅锌矿床勘查和成矿模式建立奠定基础［15-16］。本研究以宝山陶银铅锌多金属矿为研究对象，在野外勘查的基础上总结分析矿床地质特征，并结合水系沉积物地球化学模式，探讨区域铅锌矿成矿潜力，为区域铅锌多金属矿的相关找矿勘探工作提供参考。

1 成矿地质背景

研究区大地构造单元隶属于扬子板块，下扬子凹陷，宁芜陷断束，贵池—繁昌断褶束［9-11］。出露地层有志留系（S）—三叠系（T），沉积了以浅海相为主的碎屑岩及碳酸盐岩。主要构造格架受NE向下扬子台褶带控制。基底断裂构造表现出对盖层构造的强烈影响，促使侵入体呈串珠状排列。区内岩浆岩发育，沿EW向隐伏深断裂分布，侵入体以燕山中晚期中酸性中—浅成相的岩株、岩墙为主［17-18］，其次为岩枝、岩床、岩瘤（图1）。

2 矿区地质特征

铜陵宝山陶银铅锌多金属矿位于舒家店背斜南东翼，新屋里岩体北东侧。地层由北西至南东依次出露志留系—三叠系，主要为志留系中统坟头组（S2f）、上统茅山组（S3m），泥盆系五通组（D3w），石炭系中统黄龙组（C2h）、上统船山组（C3c），二叠系下统栖霞组（P1q）、孤峰组（P1g）、上统龙潭组（P2l）、大隆组（P2d），三叠系下统殷坑组（Tly）、和龙山组（T1h）、南陵湖组（T1n），组成走向NE、倾向SE陡倾斜的单斜构造，地层倾角为60°～75°，矿区赋矿层位主要为栖霞组（P1q）、孤峰组（P1g）、龙潭组（P2l）、大隆组（P2d）。区内断裂构造较发育，主要有与褶皱伴生的NE向纵向层间断层和NW向横向平移断层，晚期还伴有EW向和NNW向次级小平移断层，层间滑动断层主要为含矿热液提供运移通道和储矿空间，是成矿的有利部位［19］。区内岩浆岩发育，深部揭露有新屋里石英闪长岩北延部分和大竹园花岗闪长斑岩，脉岩主要为闪长玢岩、花岗斑岩和辉绿玢岩（图2）。区内由于岩浆活动强烈，广泛发育热变质作用和接触交代变质作用，热变质作用主要为大理岩化、角岩化，接触交代变质作用为矽卡岩化。矿区内矿化特征以内生金属硫化物为主，主要矿化有银、铅、锌、铜及钼，富集地段形成工业矿体。矿化类型主要有（金）银铅锌矿（化）、铜矿（化）及钼矿（化）［20］。

3 矿体地质特征

宝山陶矿区由泉水冲矿段、大竹园矿段、宝山陶矿段和宝山铜矿组成，具有明显的矿化分带性，随着远离岩体，温度降低，由近新屋里岩体的宝山陶矽卡岩型铜矿转变为远端泉水冲、大竹园矿段的热液型铅锌矿床，表现为以含矿岩体为核心，具有Cu-Mo、Au 或Cu-Mo、Pb-Zn、Au 的分带特征［6，9］，矿化分带主要受金属的物理化学活动性质影响。全矿床共圈定了银铅锌矿体12条，铜矿体30条，钼矿体4条。其中1、3、10号矿体为主矿体，主矿体矿石量占整合矿区总矿石量的72%，单矿体规模最大的为3号矿体。泉水冲、大竹园矿段银铅锌矿体主要位于层间滑动构造面上，受构造形态影响，矿化在沿走向和倾向上均呈尖灭再现现象，矿化规模大，其中泉水冲矿段沿走向矿化长度达2 000 m以上，3号矿体在3号线沿倾向矿化长度达591 m。

3.1 矿体规模、形态、产状

泉水冲矿段为银铅锌共生矿体，矿体赋存于孤峰组灰岩与殷坑组灰岩之间（图3），受花岗斑岩脉和辉绿玢岩脉控制，矿体平面上分布于矿段南西26号线至北东2号线；大竹园矿段为银铅锌共生矿体，赋存于栖霞组底部，平面上分布于60～71号线。

泉水冲矿段1号矿体赋存于花岗斑岩脉与孤峰组灰岩之间，为银铅锌矿体。矿体呈似层状，走向50°～60°，倾向 SE，倾角 70°～85°，走向控制长度为300 m，沿倾向最大延伸460 m，矿体视厚度为1.10～16.90 m，平均6.62 m。Ag平均品位为127.8 g/t，Pb平均品位为4.17%，Zn平均品位为7.74%。

泉水冲矿段3号主矿体赋存于大隆组硅质岩，为银铅锌矿体。矿体呈似层状，走向50°～60°，走向控制长度为700 m，倾向SE，倾角70°～85°，沿倾向最大延伸591 m，矿体视厚度为1.00～16.08 m，平均5.14 m。银平均品位为126.8 g/t，铅平均品位为1.33%，锌平均品位为1.58%。

大竹园矿段10号矿体赋存于栖霞组底部，为银铅锌矿体。矿体呈似层状，走向50°～60°，倾向SE，倾角55°～85°，走向控制长度为400 m，沿倾向最大延伸425 m，矿体视厚度为1.70～7.48 m，平均3.82 m。Ag平均品位为158.1 g/t，Pb平均品位为4.08%，Zn平均品位为4.61%。

3.2 矿石矿物组分及赋存状态

银铅锌矿床主要元素为银、铅、锌，次要元素有硫、铜、金等。光、薄片鉴定及电子探针结果显示（表1），矿石中金属矿物主要有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿和少量的黄铜矿、黝铜矿、毒砂及微量的银金矿、自然银、白铁矿、碲银矿等。脉石矿物主要由少量的石英和方解石组成。

（1）方铅矿。他形晶结构，粒径多为0.05～2.00 mm，分布于脉石矿物和黄铁矿粒间（图4（a）），部分沿裂隙或孔隙交代黄铁矿、闪锌矿，可见黑三角形孔，少量呈文象结构，少量被黝铜矿交代，与黄铜矿接触处见共边，局部有交代黄铜矿现象，星散浸染状分布。

（2）闪锌矿。半自形—他形晶结构，粒径为0.05～0.50 mm，星散浸染状分布，分布于黄铁矿、脉石矿物粒间，部分交代黄铁矿，另见与黄铜矿形成乳滴状固溶体分离结构（图4（b）），少量被方铅矿、黝铜矿交代，部分包于晚期黄铁矿内，部分交代早期黄铁矿，早期闪锌矿多呈半自形—他形粒状，含乳浊状黄铜矿包体，少量晚期闪锌矿与黝铜矿、方铅矿等形成不混溶的镶嵌状结构，基本不含黄铜矿包体。

（3）黄铁矿。半自形—自形晶不等粒结构，粒径为0.10～0.60 mm，镶嵌或分布于脉石矿物间，黄铁矿分两期，早期多呈半自形晶，晚期多呈他形晶，早期黄铁矿见有被闪锌矿、白铁矿交代现象，晚期黄铁矿内部多包裹闪锌矿，多见有被毒砂、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黝铜矿沿晶内裂隙或孔隙交代现象，部分碎裂明显，呈残余、不规则状，部分集合体呈条带状、脉状、浸染状分布。

（4）黄铜矿。半自形晶—他形晶细小粒状结构，粒径0.03 mm左右，黄铜矿分为两期，早期与闪锌矿呈固溶体分离结构，晚期呈他形晶结构，多交代黄铁矿，见被黝铜矿交代，见早期黄铜矿被晚期黄铜矿、闪锌矿、黝铜矿等交代呈残余的现象（图4（c）和图4（d）），少量沿黄铁矿及脉石间交代分布。

（5）黝铜矿。呈他形粒状，交代黄铜矿或分布于黄铁矿晶内裂隙，或呈脉状分布，见交代闪锌矿，呈微细脉分布于闪锌矿裂隙。

（6）毒砂。多呈自形—半自形晶，柱状、菱形，多交代黄铁矿，另见被闪锌矿、方铅矿交代，偶见被黄铁矿包裹或交代。

（7）银金矿。半自形粒状，偶见，粒径为0.08 mm。

（8）自然银。半自形粒状，粒径为0.05 mm，独立银矿物。

（9）碲银矿。乳浊状，偶见于方铅矿内。

（10）白铁矿。呈他形晶结构，交代黄铁矿。

矿物生成顺序为黄铁矿→闪锌矿（黄铜矿）→黄铁矿→毒砂→碲银矿→闪锌矿→方铅矿→黄铜矿→黝铜矿。矿床主要为燕山晚期热液成矿期，矿石显微结构特征显示，矿化作用具有多期叠加特征，本研究初步划分为黄铁矿-闪锌矿-黄铜矿阶段（I）、闪锌矿-方铅矿-黄铜矿阶段（II）。物相分析结果（表2和表3）表明：矿石中铅主要以方铅矿形式存在，其次为白铅矿；矿石中锌主要以硫化锌形式存在。

3.3 矿石结构构造

矿床主要为原生硫化多金属矿石。矿石工业类型银铅锌矿体以银铅锌矿石、铅锌矿石、银铅矿石为主，锌矿石、铅矿石较少。矿石自然类型为含铅锌灰岩矿石、含铅锌石英脉型矿石，次要类型有含铅锌砂岩型矿石、含铅锌硅质岩型矿石等。矿石结构主要为半自形—自形晶结构、他形晶结构、交代充填结构、固溶体分离结构、乳浊状结构、反应边结构、鳞片状结构、碎裂结构、交代残余结构、镶嵌结构、包含结构等。矿石构造主要为细脉状构造、浸染状构造、斑杂状构造、斑点状构造、块状构造、角砾状构造等。

3.4 围岩蚀变

矿区内围岩蚀变发育，主要有硅化、绢云母化、钾化、绿泥石化、大理岩化、矽卡岩化、碳酸盐化、萤石化及高岭土化等。

4 控矿因素及矿床成因

4.1 控矿因素

（1）岩浆岩。矿区内岩浆岩发育，主要为深源浅成多次侵入的中酸性岩体，矿床与其存在密切的空间关系，燕山期花岗闪长岩体Cu、Au、Pb、Zn、Ag含量高于其他围岩，中酸性岩浆期后热液为成矿提供物质来源［21］。

（2）构造。矿区内切割较深的NW向断层和层间滑脱断层是矿液的主要运输通道和赋存空间。矿区各矿体主要受断裂构造控制，矿体产状与断裂面产状基本一致，整体呈似层状、透镜状、脉状产出。

（3）地层。赋矿层位主要为栖霞组、孤峰组、龙潭组、大隆组等，且硅质岩、灰岩与（泥）页岩为主的二叠纪、早三叠纪地层具有Cu、Au、Pb、Zn的高背景值［22］，主要受层间界面控制，表现出层控特征，矿体走向大致与地层走向一致。

4.2 矿床成因

宝山陶银铅锌矿床位于新屋里花岗闪长斑岩体NE方向，近岩体端灰岩与岩体接触带均见到矽卡岩及矽卡岩化，铜矿体主要赋存于矽卡岩化带中。远岩体端层间破碎带及围岩裂隙中发育似层状、脉状铅锌矿体。矿石矿物主要为中低温热液矿物，即黄铁矿、方铅矿、黄铜矿、闪锌矿等。常见热液蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、萤石化及高岭土化。综合分析认为，矿床成因类型为岩浆期后中低温热液充填型矿床。

5 成矿远景与找矿潜力

矿区银铅锌矿体矿化规模大，沿走向延伸达2 000 m以上，沿倾向延伸约达600 m，矿体具有较大的厚度，走向和倾向均未得到全部控制，仍具有一定的延伸，可继续追索控制，有望进一步扩大资源储量。另外，矿区北东大竹园矿段的65号线ZK656孔，在花岗闪长斑岩与栖霞组灰岩接触带中见有3层累计视厚度达21.50 m的矽卡岩型铜矿体，Cu平均品位为0.46%～0.80%，但目前该矿段铜矿勘查工作程度较低，值得进一步加强铜矿勘查工作。

铜陵矿集区自身就是一处规模巨大的Cu-Au-Pb-Zn地球化学块体，指示着巨量的成矿金属供应［23］和良好的成矿前景。迟清华等［24］估算出铜陵矿集区Pb-Zn 潜在资源量约 3 000万 t［24］。另外，近期区内已陆续发现姚家岭锌金多金属矿（锌铅金属量约210万t，共伴生金金属量约60 t，共伴生银金属量约1 600 t），荷花山铅锌银多金属矿（铅锌金属量超过50万t）和宝山陶铅锌多金属矿（铅锌金属量约20万t，银金属量约400 t）等一系列中大型矿床，且姚家岭不规则脉状和角砾状矿石构造［1-2，25］以及荷花山微细铅锌矿为胶结物的角砾状矿石构造［4］突破了铜陵地区经典的斑岩—（层控）矽卡岩成矿模式，指示着铜陵地区应当存在着较好的铅锌成矿潜力以及新的成矿模式。区域1∶20万水系沉积物地球化学异常特征（图5）显示，铜陵地区Pb-Zn区域地球化学异常NE向展布趋势与区域上P1-T1地层分布基本一致，同时与铜陵地区铅锌矿床空间分布趋势相一致；而Cu-Au区域地球化学异常展布趋势基本与燕山期岩体分布一致，且Cu-Au、Pb-Zn元素异常套合均较好。结合区域地质特征及Cu-Au异常与Pb-Zn异常特征对比可以发现，Pb-Zn异常高值区均位于Cu-Au异常边缘低值区，这与前人［6，9-10］研究的铜陵矿集区Fe-S-Cu（Au）-Pb、Zn、Ag矿化系列的分带特征也是一致的，即近含矿岩体端以斑岩型—矽卡岩型铜金矿化为主，远含矿岩体端以铅锌银矿化为主。根据矿床成矿地质特征及控矿因素分析结果，矿区外围共划出叶山—笠帽顶、新桥—董家店、宝山陶—大方村3个铅锌成矿远景地段（图6）。成矿远景地段总体均分布于燕山期中酸性岩体边缘，且Pb-Zn异常反应清晰，具有一定的规模。另外，矿区及外围成矿远景地段燕山期中酸性岩浆岩发育，岩浆期后热液为成矿提供物质来源，NW向断层和D3w/C2h、C3c/P1q、P1q/P1g、P1g/P2l、P2l/P2d、P2d/T1y层间滑脱断层发育，为成矿热液提供了有利的运输通道和赋存空间，且成矿母岩及赋矿层位具有较高的Cu、Au、Pb、Zn的丰度值，成矿地质背景良好。

因此，结合区域成矿地质条件及近期勘查成果，分析认为在铜陵矿集区沿EW向隐伏深断裂分布的新桥岩体、新屋里岩体、沙滩角岩体等中酸性岩体外围，舒家店背斜、新屋里向斜两翼P1-T1地层分布区的叶山—笠帽顶、新桥—董家店、宝山陶—大方村3个铅锌成矿远景地段与宝山陶铅锌矿具有相似的成矿背景和成矿地质条件，具有较大的找矿潜力，值得进一步开展铅锌矿床勘查工作。