铜陵朱家山铜硫矿床地质特征及外围找矿潜力

郑 凯

（安徽省地质矿产勘查局321地质队）

凤凰山矿田位于铜陵—戴家汇构造带的东段，近年来，围绕凤凰山岩体南侧寻找南陵湖组及接触带矿体的找矿工作并未取得较大的突破，但随着凤凰山铜矿深部及宝山陶铜多金属矿、朱家山铜硫矿、杉木岭铜矿等赋存于其他层位矿体的发现，表明凤凰山矿田深部及外围还有很大的找矿潜力［1］。本研究基于朱家山铜硫矿床的勘查工作，总结论述矿床的地质特征，初步探讨矿床的成因；并结合周边找矿成果及存在的问题，对朱家山—杉木岭一带的找矿潜力进行了分析。

1 区域地质特征

区内出露的地层为志留系—三叠系浅海相碳酸盐岩及少量的半深海相硅质岩和海陆交互相的碎屑岩。本区受印支期构造运动影响，形成了一系列走向北东，相间排列的褶皱构造。本区岩浆岩广泛发育，最大的凤凰山岩体主要由花岗闪长岩和石英二长闪长岩组成，出露面积近10 km2。小岩体多呈北东、北北西、北北东和近南北等多方向延伸。属中—浅成相，受到轻微或中等程度的剥蚀。围绕凤凰山岩体与碳酸盐地层接触带已探明凤凰山、杉木岭、朱家山、铁山头、宝山陶、仙人冲、南阳山、横山岭及江 家冲等十几个中小型矽卡岩型铜多金属矿床（图1）。

2 矿区地质

朱家山铜硫矿位于新屋里复向斜之次级构造凤凰山向斜北西翼，构造较简单，岩浆活动强烈。

2.1 地层

结合地表和以往施工钻孔等资料，矿区揭露地层有志留系上统茅山组（S3m）；泥盆系上统五通组（D3w）；石炭系中、上统的黄龙组（C2h）、船山组（C3c）；二叠系下、中统的栖霞组（P1q）、孤峰组（P1g）、龙潭组（P2l）、大隆组（P2d）；三叠系下统殷坑组（T1y）和龙山组（T1h）及第四系（Q）。

2.2 构造

矿区位于舒家店背斜中部的南东翼及新屋里复向斜之次级构造凤凰山向斜北西翼，地层出露良好。南东翼地层倒转倾向北西358°，倾角为±80°，轴向自西向东由70°渐转为80°，与新屋里复向斜轴交角为30°，西端收拢，小褶曲发育，东段开阔，宽大于1 km，长1.5 km以上。区内地层呈近北东走向，倒转倾向北西，倾角为60°～85°，近岩体附近产状较陡，近直立。

矿区断裂构造发育，除近东西断裂外，尚发育晚期北西向的张性断裂，区内F1、F2、F3断层长300～700 m，地表地层沿走向错位不连续。断层面倾向北东东～东，倾角约为70°，地表地层沿走向错位不连续。F4地层走向断裂，断裂位于龙潭组、大隆组，沿走地层向分布，造成龙潭组，大隆组地层厚度变薄。

2.3 岩浆岩

矿区岩浆岩广泛发育，分布于区内东南侧，为凤凰山岩体。花岗闪长岩为浅灰白色，花岗结构，主要矿物成分为斜长石、钾长石、石英等，见少量角闪石及黑云母（图2（a））。石英二长闪长岩为浅灰—灰白色，似斑状结构，斑晶及基质主要成分均为斜长石、钾长石、石英等（图2（b））。从野外观测发现，2种岩体之间未见明显界线和岩体不同期次的穿插关系。

通过对7件采自地表样品进行地球化学特征分析（FHS02、FHS04、FHS07、FHS10为石英二长闪长岩，FHS01、FHS03、FHS05、FHS06为花岗闪长岩）。样品在K2O—SiO2图解中（图3）落入高钾钙碱性系列区域，这与铜陵地区其它侵入岩体的岩石化学成分特征基本一致。

凤凰山岩体花岗闪长岩和石英二长闪长岩的稀土元素球粒陨石标准化的配分曲线如图4所示，稀土元素总量偏低，稀土元素配分曲线右倾，2种岩石曲线变化趋势基本一致，表明二者具有同源性。

微量元素原始地慢标准化蛛网图（图5）表明，2种岩石具有富集大离子亲石元素Rb、Ba、Th，相对亏损高场强元素Ta、Nb等，具有明显的Nb-Ta亏损槽，显示陆壳属性，反映其成岩物质部分来自壳源。

根据锆石U-Pb定年分析，表明石英二长闪长岩成岩年龄为142.2～143.4 Ma，花岗闪长岩成岩年龄为140.6～144.7 Ma，在误差范围内基本一致，与整个铜陵地区高钾钙碱性系列岩浆活动的时间一致。

3 矿体特征

采矿权内圈定矿体6个，除Ⅱ矿体为硫矿体外，Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ均为铜矿体。矿体主要呈透镜状和脉状赋存于凤凰山岩体与二叠系孤峰组上段灰岩间的接触带上，为矽卡岩型（图6）。

从矿区各剖面揭露的的岩体与地层形态来看，岩体超覆在围岩之上，形态复杂，呈凹兜状和岛弧状，矿体产状与所在的接触带产状基本一致。主要铜矿体特征如下。

Ⅲ铜矿体沿走向长200.00 m，斜深平均为171.33 m；赋存标高最高为-699.20 m，最低为-985.15 m；矿体平均厚度为4.97 m。矿体呈脉状，走向北东向，倾向北西，倾角为41°～55°。

Ⅳ铜矿体沿走向长125.00 m；斜深平均为114.75 m；赋存标高最高为-857.20 m，最低为-951.15 m；矿体平均厚度为6.84 m。矿体呈透镜状，走向北东向，倾向北西，倾角为46°～51°。

Ⅴ铜矿体沿走向长度为125.00 m，斜深平均为88 m；赋存标高最高为-932.50 m，最低为-1 017.50 m；矿体平均厚度为8.15 m。矿体呈透镜状，走向北东向，倾向北西，倾角为42°～58°。

Ⅵ铜矿体沿走向长125.00 m，斜深平均为87 m；赋存标高最高为-964.00 m，最低为-1 071.50 m；矿体平均厚度为8.56 m。矿体呈透镜状，走向北东向，倾向北西，倾角为39°～56°。

金属矿物以黄铜矿、黄铁矿为主，少量磁铁矿、闪锌矿，微量辉铜矿、白铁矿、斑铜矿、方铅矿、菱铁矿等；脉石矿物以钙铁榴石、硅灰石、透辉石为主，少量石英、方解石，微量白云母、斜长石、绿泥石。

矿石结构为自形—半自形晶结构、他形晶结构、乳滴状结构、共边结构、交代溶蚀结构。矿石以块状构造为主，次为浸染状构造、团块状构造、胶状～网脉状构造、胶状构造等。

4 矿床成因

凤凰山矿田是铜陵矿集区重要的铜多金属矿田，是地质勘查及科研单位深耕区域，围绕凤凰山岩体的接触交代矽卡岩型矿床的成因明确。根据前人成果，凤凰山岩体稀土元素和矿体同位素地球化学特征均明显地反映出成矿流体与侵入岩的亲缘［2-3］。S、Pb同位素组成亦显示成矿流体具有岩浆热液物质来源特征并与侵入岩同源［4-5］。部分矿床的成岩成矿锆石年龄数据均显示与凤凰山岩体侵位时代基本一致，以上证据均指示矿床成因与凤凰山岩体热液活动有关。参照周边矿床的成因，认为朱家山铜硫矿床的成因如下。

本区棋盘格式的基底构造控制凤凰山岩浆中心就位，岩浆侵入活动加剧了本区断裂活动与成矿作用，使矿液有广泛的运移、富集通道和空间。

凤凰山岩体中酸性岩浆在上涌侵位过程中，从深部带来大量Cu、Fe和S等成矿物质，其与孤峰组上段碳酸盐发生接触交代，根据矿床各剖面矿体形态可以看出，围岩与岩体呈半岛状、岛状接触地段常形成矿体富集，分析认为该形态易形成圈闭构造，岩体与围岩接触面增大，有利地球化学反应；且孤峰组地层发育有层间裂隙构造，成矿物质富集成矿。

5 外围找矿潜力分析

5.1 区域成矿条件分析

铜陵地区具“多层楼”成矿模式，“多层楼”指与特定地层有关、与特定地层岩性及岩性组合有关。最重要赋矿层位是C2+3，其次是O、P1q、P2d、T1y、T1h、T1n的碳酸盐及其与碎屑岩的界面。凤凰山矿田内主要的容矿构造为褶皱构造、断裂裂隙构造、侵入接触构造、隐爆角砾岩筒构造（龙潭肖金矿）及层间滑脱构造。目前科研成果证据都指示矽卡岩型铜矿与凤凰山岩体热液活动有关。

通过对凤凰山矿田已有矿床见矿情况分析，本区大量的石榴子石矽卡岩是不含矿的，因此接触带构造不是发育矿体的主要构造，控制矿体的主要构造应该是接触带与断裂复合控矿构造。

矿田内含矿断裂的方向有北北东、北东东、北东、北北西、北西和近东西等多种走向，但目前已发现的矿中，规模最大、与接触带形成复合控矿的断裂为北西向断裂，如药园山铜矿、仙人冲铜矿、宝山陶铜多金属矿（图7）。其次为北北东向和近南北向。

以往地质工作主要围绕接触带开展找矿工作，对北西向、北北西向构造的控矿作用重视不够。但北西向断裂在近年来发现的矿床中起着越来越重要的作用。如在凤凰山矿田西侧大成山—荷花山地区发现的一批矿床点，均分布在北西向构造或北西向与南北向构造复合部位。如荷花山铅锌矿（中东—南西矿段）、亮石山金矿、石坑村铅锌矿、渭湖铅锌矿点均分布在石坑村—荷花山北西向断裂带内。

凤凰山～矶头北西向破碎带控制有凤凰山、杉木岭、罗汉肚铜矿化点等。宝山陶矿区的成矿部位除符合铜陵地区的层间滑脱构造特征外，区域北西断层切割栖霞组底部、龙潭组、大隆组和地层，且伴随有辉绿玢岩、正长斑岩等岩脉出露，是重要的导矿通道和赋矿空间。

5.2 杉木岭—朱家山一带成矿条件分析

杉木岭—朱家山一带位于凤凰山岩体北西侧，瑶山岩体东侧，新桥头岩体南侧，处于多个岩体与凤凰山～矶头北西向断裂破碎带夹持地段。地表出露有多条北西向正长斑岩脉及辉绿玢岩脉。根据地表出露及钻孔揭露情况，地层石炭系—三叠系均有出露，具有“多层楼”成矿的特定地层及层间滑脱条件，成矿条件优越。

朱家山铜硫矿深部矿体受矿权限制，在走向上并未完全控制，如矿区西侧最外围4线揭露的地层为孤峰组上段，呈捕掳体形式赋存于岩体中，接触带呈岛弧状，矽卡岩发育，矿体赋存于接触带及孤峰组上段地层中，矿体在走向上并未完全控制。

本次对杉木岭铜矿及凤凰山铜矿矿区资料进行收集分析发现，凤凰山岩体西侧接触带也具有岩体超覆在围岩之上，呈凹兜形状的现象，岩体与围岩形态表现的其他地段更为复杂，因此药园山—杉木岭—朱家山一带应该受到了岩体侵位更为强烈的冲击，是成矿流体流向的终端。

另外西侧杉木岭铜矿矿区东侧最外围0线揭露的地层为栖霞组—五通组。岩体为瑶山岩体及新桥头岩体。构造发育，地层岩性破碎，浅部为角砾状大理岩，深部为角砾岩，并见正常斑岩及辉绿玢岩穿插，施工钻孔揭露了赋存于栖霞组角砾岩及层间裂隙中的多层铜硫矿体及锌矿体，矿体在走向上并未完全控制。从深部揭示着凤凰山～矶头北西向断裂从该地段穿过。因此，本区是寻找断裂构造与接触带构造组合控矿铜多金属矿床有利部位。

6 结 论

通过对前人勘查及科研成果综合分析，杉木岭—朱家山地段深部具有“多层楼成矿”的特定地层，因此南陵湖组与凤凰山岩体接触部位将是成矿的主要部位；加之该地段受到凤凰山岩体侵位强烈冲击，岩体侵位前沿也是成矿流体流向的终端，与碳酸岩地层发生交代作用，易形成矽卡岩型矿床；而且凤凰山～矶头北西向张性断裂从此地段穿过，除本身可作为容矿构造外，在与接触带或层间滑脱界面叠加复合后，易形成厚大矿体。