安徽繁昌紫山岭地区铜铅锌成矿地质条件分析

吴晨曦

(华东冶金地质勘查局 八一二地质队,安徽 铜陵 244000)

长江中下游成矿带位于中国东部,是继印支运动扬子陆块与华北陆块拼贴之后形成的燕山期铁铜成矿带[1-3]。自晋宁期以来,长江中下游地区经历了古生代盖层沉积阶段和中生代板内变形阶段,地壳各部分运动的速度差、侧向约束条件等不同,派生出断叉线、横向调整断裂及相应的凸起、凹陷断块等次级单元[4-6]。这些典型的断隆区和断凹区自西向东形成鄂东南、九瑞、安庆-贵池、庐枞、铜陵、宁芜及宁镇矿集区[7-9]。庐枞和宁芜矿集区位于断陷型火山盆地内(断凹区),以玢岩型铁矿化为主;铜陵、安庆-贵池、九瑞及宁镇矿集区位于隆起区(断隆区),以矽卡岩-斑岩型铜金矿化为主; 鄂东南矿集区则具有断隆区和断凹区的过渡性质,以矽卡岩型铁、铜、金矿化为主[9-10]。繁昌地区介于铜陵矿集区与宁芜矿集区之间,区内构造-岩浆活动强烈,成矿区位条件十分优越。笔者通过在繁昌紫山岭地区的矿产调查工作,对该区地质找矿及成矿规律提出一些认识和观点。

1 区域地质特征

繁昌紫山岭地区大地构造位置处于扬子准地台下扬子台坳,沿江拱断褶带之贵池—繁昌断褶束的东段;成矿区带属于长江中下游Cu-Au-Fe-Pb-Zn (Sr-W-Mo-Sb)-硫-石膏成矿带中的沿江铜-铁-硫-金-多金属成矿亚带;区域上位于繁昌火山盆地北部至铜陵矿集区的东部边缘一带。该区地层属于扬子地层区的下扬子地层分区,地层从志留系—第四系均有出露。

该区褶皱构造以印支期褶皱为主,次为燕山期褶皱。印支期褶皱总体呈北东—近东西向展布,由北往南依次为繁昌复式向斜、板石岭背斜、湾止店向斜;燕山期褶皱由晚侏罗世及早白垩世火山岩组成,形成繁昌火山凹陷盆地。区内断层构造十分发育,北东向、北北东向、南北向、东西向、北西向、北北西向断裂纵横交错,北东向断裂为主控构造;断裂按形成时间可分为印支期断裂、印支期—燕山期断裂及燕山期断裂。区域构造略图如图1所示。

图1 区域构造略图

该区岩浆活动强烈,形成了大量的中-中酸性侵入岩和火山岩,侵入岩在空间上与成分相近的火山岩伴生,两者在成因、时间上密切相关。区内火山岩发育,繁昌火山岩盆地及其南缘分布着大片火山喷出岩及火山沉积岩,主要为侏罗系上统至白垩系下统流纹质、安山质熔岩以及火山角砾岩、凝灰质粉砂岩和粉砂质页岩等。

2 地质条件

2.1 地质特征

紫山岭地区地质略图如图2所示。紫山岭地区位于繁昌火山岩盆地边缘板石岭背斜北西翼至倾伏端位置,板石岭黑云母石英二长岩沿背斜核部侵入。区内出露地层如下:二叠系栖霞组含燧石团块灰岩、白云质灰岩;二叠系下统孤峰组硅质岩夹硅质页岩、生物碎屑灰岩;二叠系上统龙潭组长石石英砂岩、粉砂质细砂岩、页岩,夹煤层;二叠系上统大隆组硅质岩、页岩及灰岩透镜体;三叠系下统殷坑组灰岩夹页岩互层,三叠系下统和龙山组灰岩、条带状灰岩,三叠系下统南陵湖组灰岩、白云质灰岩。

图2 紫山岭地区地质略图

区内岩浆活动强烈,各类燕山期中酸性岩体广泛分布,板石岭黑云母石英二长岩体((125.4±1.6) Ma)[11-12]沿背斜核部侵入,背斜西翼有脉状闪长玢岩沿北北东向断裂侵入,均为区内含矿母岩,岩体侵入石炭系—三叠系地层中。

区内断层构造发育,主要有北北东向、北西向及层间断裂,其中以北北东向断裂为主。

变质作用主要发生在矿化带上部,表现为石英、方解石重结晶,出现硅化、角岩化、大理岩化。围岩蚀变作用十分强烈,如高岭土化、硅化、碳酸盐化、绿泥石化等。

2.2 物化探异常特征

2.2.1 1/10 000高精度磁法测量

紫山岭地区ΔT平面图如图3所示。

图3 紫山岭地区ΔT平面图

该区1/10 000高精度磁法测量共圈出5处磁异常,其中异常较明显的有3处,均位于测区南面,编号分别为C2-1、C2-2、C2-3。

C2-1在测区西南角,由正、负相伴的磁异常组成;正磁异常幅值较小,为300 nT,形态似环状,跨度200 m,异常南面未封闭;正磁异常北面为负磁异常,幅值为-200 nT,形态呈略扁的环状,梯度比正异常缓,方向不明显。C2-2为测区的主异常,为正、负相伴的磁异常区,正异常幅值达650 nT,范围较大,梯度较大,沿东西方向延伸约1 km,往南异常未封闭;往北有1个负磁异常区,与正异常相伴,有0值线包裹,负异常梯度北缓南陡,负异常幅值为-300 nT,沿北东方向延伸,宽度约为600 m。C2-3分布在测区东南角,以正异常为主,有多个幅值不等的异常中心,最大幅值为800 nT,梯度较大,沿东西方向延伸约1.6 km。

结合地质资料分析可知,C2-1、C2-2、C2-3磁异常区为板石岭黑云母石英二长岩岩体出露区域,异常幅值为300～800 nT,推测为板石岭岩体中磁性矿物引起。

2.2.2 1/10 000土壤地球化学测量

该区1/10 000土壤地球化学测量共圈出9处组合异常,这些组合异常基本呈东西向展布,全区表现出南北不同的组合类型。其中3个多元素组合异常浓集中心较明显,分布于该区的南部,编号为AP-Z4、AP-Z8、AP-Z9,以Pb-Zn-Ag为主,伴有Cu、Au,各元素异常具有较高吻合性,梯度变化大,规模较大,呈三级浓度分带。这3处Pb-Zn-Ag组合异常图如图4所示。

图4 紫山岭地区Pb-Zn-Ag组合异常略图

AP-Z4组合异常区内除了茅山岭锌钼矿点外,南陵湖组灰岩裂隙中见小采坑多处(绝大部分复垦后被覆盖),为查证异常,在茅山岭锌钼矿点异常位置布置了槽探工程TC14、TC19。TC14揭露北北西向构造裂隙中锌矿体厚3.6 m,锌平均品位1.06%;TC19揭露北北西向构造裂隙中铅锌矿体厚9.0 m,铅、锌平均品位分别为0.31%、5.09%,其中同体共生钼矿4.3 m,钼平均品位0.083%。推断:AP-Z4多元素组合异常分布范围广,浓集中心多与散布的小采坑有关,与北北西向含矿破碎带关系密切,为矿致异常。

AP-Z8组合异常区东部有1条北北东向构造破碎带,该破碎带南端山坳处为1处采坑,为Cu-Pb-Zn-Au-Ag异常高值区,采坑内可见残留的褐铁矿,TC12中见铜矿化体,厚1.4 m,铜品位0.38%。为进一步查证AP-Z8异常区与破碎带关系,沿破碎带追索施工了TC13,发现铅锌矿化体2个,分别为:① 厚3.2 m,铅、锌平均品位分别为0.61%、0.34%;② 厚1.6 m,铅、锌平均品位分别为0.64%、0.28%,金、银平均品位分别为1.04、64.10 g/t。AP-Z8组合异常区西部闪长玢岩与页岩接触部位褐铁矿化发育,具强硅化,TC16见铅锌矿化体1个,厚5.6 m,铅、锌平均品位分别为0.46%、0.81%。推断:AP-Z8多元素组合异常与北北东向含矿破碎带及闪长玢岩脉关系密切,为矿致异常。

AP-Z9组合异常区内有紫山岭铜矿点,地表采坑多,开采矿石主要为褐铁矿、赤铁矿,有少量铜矿,为查证异常,施工了多条槽探工程,其中TC8、TC9分别在北北东向破碎带、岩体接触带发现了铅锌矿体。TC8揭露构造破碎带中铅锌矿体厚7.6 m,铅、锌平均品位分别为2.91%、2.16%。TC9在板石岭岩体内接触带揭露铅锌矿体厚5.6 m,铅、锌平均品位分别为9.91%、14.83%,银平均品位44.44 g/t,围岩(栖霞组灰岩)中铁矿体厚3.4 m,全铁平均品位30.48%。推断:AP-Z9多元素组合异常为矿致异常,与板石岭岩体后期含矿热液及北北东向破碎带关系密切。

2.2.3 物化探综合剖面分析

针对土壤地球化学测量圈定的异常,确定2条岩石地球化学剖面(Z1、Z2)进行查证,Z1、Z2在板石岭背斜倾伏端位置自背斜北西翼穿过板石岭岩体至南东翼,经过 AP-Z4、AP-Z8、AP-Z9组合异常区,同时经过茅山岭锌钼矿点及紫山岭铜矿矿点。从综合剖面看,以Ag、Cu、Pb、Zn、Mo等元素组合为主,有多处为三级浓度呈现,并有一定的连续性,伴有Au、Bi元素异常(二级以上浓度);三级浓度点集中区为Z1-67～Z1-106段、Z2-1～Z2-22段及Z2-67～Z2-96段,主要处于灰岩、硅质页岩及花岗斑岩出露区。Z2-67～Z2-96段Cu、Zn、Pb、Ag元素岩石地球化学剖面如图5、图6所示。图5、图6中，线上给出的数值为元素在该区段出现的最大值。各元素质量分数异常最大值统计见表1所列。

图5 紫山岭地区Z2-67～Z2-96段Cu、Zn元素岩石地球化学剖面简图

图6 紫山岭地区Z2-67～Z2-96段Pb、Ag元素岩石地球化学剖面简图

表1 紫山岭地区岩石地球化学各元素异常最大值

从Z2线岩石地球化学剖面结果看,在Z2-1～Z2-22段Ag、Zn呈三级跳跃波动高浓度,对应部分位置Pb也存在高值点；而主要异常集中在Z2-67～Z2-96段,Cu、Zn、Ag、Pb存在异常浓集,对应部分位置Mo、Au、Sb也存在高值点。

在磁异常曲线上,在Z2线桩号1000—2600区间磁异常值在200 nT左右,在桩号2900—3440区间磁异常值相对较高,推测为隐伏岩体引起。在激电测深断面图上,在Z2线桩号1200—1600区间中、深部存在相对高阻区,为三叠系地层引起;在桩号1600—3200区间中部存在视极化率高值区,视极化率反演结果呈3个似环状连续高值异常,连续性较好,推测为含炭地层引起;在桩号1900位置位于闪长玢岩北西侧,自浅至深出现激电异常,地球化学剖面Pb、Ag也存在高值点,推测为脉状银铅锌矿体所致。

2.3 槽探、钻探工程查证结果

为检查物化探异常,施工了多条槽探工程,其中TC8、TC9、TC12、TC13、TC14、TC16、TC19均见矿(化)体,见矿效果显著。

钻探工程选择紫山岭1线物化探综合剖面激电测深3000点位置布置ZK203孔,对深部激电异常含矿性进行钻探验证。钻孔揭露地层有栖霞组、船山组、黄龙组、五通组,由于脉岩(花岗闪长斑岩)穿插,黄龙组与五通组不整合面(铜陵矿集区有利赋矿层位)被脉岩侵入。钻孔在323.71～344.81 m见含铜、铁角砾岩,其中327.20～328.61 m为含铜角砾岩,铜平均品位为0.76%;335.87～337.02 m为含铜角砾岩,铜平均品位为0.48%;339.51～344.81 m为赤铁矿,全铁平均品位为41.69%。

3 结 论

紫山岭地区有石炭系—三叠系对成矿有利地层,位于板石岭背斜及倾伏端位置,北北东向、北北西向及层间滑脱破碎带发育,岩浆岩活动强烈,含矿热液充足,成矿地质条件十分有利;土壤地球化学异常范围大、强度高;槽探工程在岩体内接触带以及围岩北北东向、北北西向及层间破碎带中均见铅锌铜矿体,钻探工程在层间滑脱破碎带中见多层铜、铁矿体;从物化探综合剖面看,在深部有高激化异常体需验证。因此,该区具备寻找热液充填型、层控矽卡岩型铜铅锌多金属矿找矿潜力。