鄭 凱

(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局321地質(zhì)隊)

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桂花沖銅礦地質(zhì)特征及找礦方向

鄭 凱

(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局321地質(zhì)隊)

桂花沖銅多金屬礦處于銅陵隆起區(qū)與繁昌火山凹陷、宣南凹陷的過渡地帶，是近年來在銅陵礦集區(qū)沙灘腳礦田內(nèi)新發(fā)現(xiàn)的斑巖-矽卡巖復(fù)合型礦床。結(jié)合相關(guān)地質(zhì)工作成果，對區(qū)域地質(zhì)背景、礦區(qū)地質(zhì)特征、礦床地質(zhì)特征進行了分析，并對地層、構(gòu)造、巖漿巖等控礦因素進行了討論，在此基礎(chǔ)上對礦床成因、找礦方向進行了探討，供區(qū)內(nèi)找礦參考。

區(qū)域地質(zhì)背景 地質(zhì)特征 控礦因素 礦床成因 找礦方向

桂花沖銅多金屬礦是近年來在沙灘腳礦田中新發(fā)現(xiàn)的中型規(guī)模的銅金礦床，目前處于詳查階段[1-2]。為進一步指導(dǎo)區(qū)內(nèi)找礦工作，本研究結(jié)合該礦區(qū)的相關(guān)地質(zhì)勘查成果，對礦床地質(zhì)特征、控礦因素及找礦方向進行探討。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

桂花沖銅多金屬礦處于揚子準(zhǔn)地臺下?lián)P子臺坳，沿江拱斷褶帶之貴池—繁昌斷褶束東段，銅陵隆起區(qū)與繁昌火山凹陷、宣南凹陷的過渡地帶，屬銅陵—南陵多金屬成礦帶東段邊緣之銅陵礦集區(qū)的東部邊緣沙灘腳礦田。礦區(qū)地層隸屬揚子地層區(qū)、下?lián)P子地層分區(qū)、蕪湖—石臺地層小區(qū)。志留紀(jì)—早三疊世形成了海相、濱海—淺海相、海陸交互相的碎屑巖-碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖等巨厚層沉積建造。早—中侏羅世為陸相碎屑巖，晚侏羅世—早白堊世中期為一套陸相基性—酸性火山巖和凝灰質(zhì)角礫巖，早白堊世晚期—晚白堊世為紅色砂礫巖。區(qū)內(nèi)以印支期NE向褶皺構(gòu)造為主體，并與近EW、NE—NNE、NW向斷裂構(gòu)成了基本構(gòu)架格局。燕山運動形成了繁昌火山凹陷、宣南坳陷以及一些寬緩的褶皺構(gòu)造，喜山運動在礦區(qū)表現(xiàn)微弱。區(qū)內(nèi)發(fā)育燕山期侵入巖，成分較復(fù)雜，總體上以中—酸性巖為主，平均成分相當(dāng)于石英閃長巖，主要巖石類型有輝石閃長巖、石英(二長)閃長巖、花崗閃長巖、花崗斑巖等，分布于近EW向、寬約25 km的構(gòu)造-巖漿帶上，總體呈近EW向及NW向展布，顯示受基底EW向構(gòu)造及中—深部NW向構(gòu)造的控制。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地 層

礦區(qū)出露地層為志留系中統(tǒng)墳頭組(S2f)、上統(tǒng)茅山組(S3m)，泥盆系上統(tǒng)五通組下段(D3w1)，石炭系(C)、二疊系(P)、三疊系(T)、白堊系上統(tǒng)蝌蚪山組(K1k)、宣南組(K1x)和第四系(Q4)。

2.2 構(gòu) 造

2.2.1 褶 皺

褶皺構(gòu)造主要為印支期戴公山背斜及宣南坳陷中燕山晚期的褶皺-撓曲構(gòu)造。戴公山背斜長約20 km，寬1～3 km，樞紐總體較平緩，呈NE向延伸，軸向50°～70°，向SW傾伏，傾伏角10°，北東端被火山巖系覆蓋，出露較差。北西翼地層出露齊全，由泥盆系上統(tǒng)五通組至三疊系下統(tǒng)南陵湖組組成。南東翼因斷陷普遍被白堊系上統(tǒng)宣南組覆蓋，出露差。撓曲構(gòu)造展布于區(qū)內(nèi)東南部，由白堊系上統(tǒng)宣南組下段一套雜色砂礫巖組成，呈NE向展布，傾向SE，傾角平緩，自北向南漸厚。

2.2.2 斷 裂

(1)F1斷層破碎帶。位于礦區(qū)中部，九榔斷裂帶南東段，斷裂帶主要由張性破碎帶與剪切帶組成。張性破碎帶呈NW向展布，寬約0.5 km，局部地段寬約200 m，帶內(nèi)斷層角礫巖極為發(fā)育，角礫大小懸殊，一般為3～5 cm，成分較復(fù)雜，主要為斷層兩盤的巖石，硅質(zhì)膠結(jié)。剪切帶近SN向延伸，斷面平直且多期活動明顯，斷層性質(zhì)復(fù)雜。

(2)F2逆斷層。位于礦區(qū)北部，長約1 km，呈近SN向展布。該斷層上盤為T1n上段灰?guī)r和P2d硅質(zhì)巖，下盤為巖脈和K1k砂礫巖，地質(zhì)特征顯示其為逆斷層。

(3)F3逆斷層。位于礦區(qū)北部，長約0.6 km，呈NE向展布。該斷層上盤為D3w1石英砂巖，下盤為T1n上段灰?guī)r。該斷層斷面平直，具逆斷層性質(zhì)。

F2、F3逆斷層為青山推覆構(gòu)造的一部分，青山推覆構(gòu)造位于繁昌盆地東南邊緣，主逆沖滑脫面發(fā)育于泥盆系與石炭系間，構(gòu)造樣式為若干條不同規(guī)模的斷層組合成疊瓦狀構(gòu)造，SE—NW向逆沖推覆。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)有小青塘和桂花沖2個花崗閃長斑巖巖株。桂花沖巖體呈NNE向延伸，長約1.2 km，寬600～700 m，面積約0.80 km2，巖體產(chǎn)狀較陡并向深部延深較大。該巖體呈灰白、淺灰—灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀、角礫狀構(gòu)造。斑晶由石英、斜長石、角閃石、黑云母等礦物組成。基質(zhì)由斜長石、鉀長石、石英等集合體組成，含少量副礦物磁鐵礦、磷灰石、鋯石等。小青塘花崗閃長斑巖體平面上呈略向南凸出的月牙形，EW向延伸，長約 11.8 km，寬300～500 m，面積約0.75 km2，巖體產(chǎn)狀北側(cè)陡、南側(cè)緩，并超覆于棲霞組灰?guī)r之上，在礦區(qū)東部徐村一帶與三疊系下統(tǒng)和龍山組、南陵湖組接觸。巖石呈淺灰—灰白色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀、角礫狀構(gòu)造，礦物成分主要為斜長石，次為石英、鉀長石、角閃石、黑云母等，在地表形成“火燒皮”現(xiàn)象。桂花沖巖體和小青塘巖體均侵位于戴公山背斜北東段核部及北西翼近核部，角礫狀構(gòu)造發(fā)育。礦區(qū)各類巖體的化學(xué)成分見表1。

表1 巖體化學(xué)成分 %

2.4 變質(zhì)作用

礦區(qū)主要發(fā)生熱變質(zhì)作用及接觸交代變質(zhì)作用，熱變質(zhì)作用為大理巖化，接觸交代變質(zhì)作用主要為近巖體的矽卡巖帶。

2.5 蝕變作用

礦區(qū)蝕變作用強烈，主要有鉀化、硅化、絹云母化、高嶺土化、綠泥石化、碳酸鹽化、矽卡巖化和大理巖化，并伴有銅多金屬礦化。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦區(qū)初步了圈定礦體108個，主要礦體4個(編號分別為Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#、Ⅶ#)。斑巖型礦體(Ⅱ#礦體)主要分布于桂花沖花崗閃長斑巖體中部，呈似層狀和透鏡狀產(chǎn)出；矽卡巖型礦體(Ⅰ#、Ⅲ#、Ⅶ#礦體)產(chǎn)于接觸帶。斑巖型礦體儲量相較于矽卡巖型礦體大。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石成分

(1)礦物成分。礦石礦物以黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦為主，有少量的斑銅礦、磁鐵礦；脈石礦物以石英、鉀長石、斜長石、黑云母、絹云母、方解石、綠泥石、綠簾石為主。

(2)化學(xué)成分。礦石主要有益組分為 Cu、Zn、Pb、Mo、Au，其他伴生有益組分有 Fe、Ag，有害雜質(zhì)為As、F、S 等。礦床主要礦體Cu品位0.16%～3.96%，Zn品位0.12%～8.12%，Pb品位0.09%～3.63%，全鐵品位23.90%～45.90%；次要礦體Cu品位0.04%～4.63%，Zn品位0.36%～2.22%。

3.2.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)為主要有他形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形—自形結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)等，礦石構(gòu)造主要有浸染狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造等。

3.2.3 礦石類型

礦石自然類型為含銅花崗閃長斑巖、含銅矽卡巖、含銅角礫巖、含鉛鋅矽卡巖、含銅大理巖、含銅磁鐵礦礦石。礦石工業(yè)類型主要為銅礦石、鉛鋅礦石、銅鐵礦石、鐵礦石。

4 控礦因素及礦床成因

4.1 控礦因素

(1)地層。礦區(qū)與礦化有關(guān)的地層主要為P1q、T1n，巖性主要為碳酸鹽、硅質(zhì)巖等。

(2)構(gòu)造。燕山期疊加NNE向褶皺導(dǎo)致褶皺巖層破碎，伴隨一系列的斷層、破碎帶及裂隙帶，以及形成于轉(zhuǎn)折端部位的虛脫構(gòu)造，該類構(gòu)造對后期成礦熱液的運移和就位具有控制作用。區(qū)內(nèi)F1斷層破碎帶主要由張性破碎帶與剪切帶組成。燕山期九榔斷裂帶導(dǎo)引了深部巖漿的上升、運移。早期巖漿動能侵蝕、破碎泥盆系石英砂巖地層，并裹挾破碎帶硅質(zhì)巖、碳酸鹽及震碎的石英砂巖，形成了角礫狀花崗閃長斑巖，后期含礦巖漿的再次脈動、上升，卷入二疊系、三疊系碳酸鹽巖形成了一套含大理巖捕虜體的中—酸性花崗閃長斑巖。巖體中縱、橫斷層交錯，節(jié)理發(fā)育，巖體中裂隙密布，構(gòu)成網(wǎng)狀帶，尤其在不同方向斷層和裂隙帶的交匯處，更是良好的導(dǎo)礦和儲礦空間，具有“結(jié)點成礦”的規(guī)律。

(3)巖漿巖。①巖體與成礦年齡，區(qū)內(nèi)發(fā)育小青塘花崗閃長斑巖和桂花沖花崗閃長斑巖。小青塘花崗閃長斑巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb測定的成巖年齡約141 Ma，輝鉬礦Re-Os測定的成礦年齡為(141.4±2.4)Ma，兩者誤差較小，皆為早白堊世成礦作用的產(chǎn)物。桂花沖花崗閃長斑巖的成巖年齡為(138.3±1.4)Ma，與銅陵地區(qū)礦體的成礦年齡出入較小；②化學(xué)組分，小青塘花崗閃長斑巖和桂花沖花崗閃長斑巖均為燕山晚期巖體，屬高鉀鈣堿系列，且Cu、Pb、Zn等含量均高于背景值。巖體各部位S同位素分析結(jié)果較一致，具有巖漿分異的含礦流體成礦作用的特點，反映了成礦物質(zhì)巖漿來源的特征。

4.2 礦床成因

早期巖漿沿九榔斷裂帶及層間滑脫面上升、運移，因裹挾大量破碎帶硅質(zhì)巖、碳酸鹽及震碎石英砂巖，形成了角礫狀花崗閃長斑巖。后期巖漿再次脈動上升，卷入二疊系、三疊系碳酸鹽地層，形成了一套含大理巖捕虜體的中—酸性花崗閃長斑巖，由于大量揮發(fā)分聚集于巖體頂部，當(dāng)壓力增強至一定程度時，該部分高壓氣體在圍巖薄弱地帶及巖體頂部形成了角礫巖，進而隨著壓力與溫度的下降，揮發(fā)分轉(zhuǎn)變?yōu)橹小邷睾V熱液，并由巖體中心向圍巖運移，進入裂隙帶、破碎帶及滑脫帶，進而冷凝成礦，由于壓力減小，巖漿快速冷凝，導(dǎo)致巖漿中的含礦物質(zhì)冷卻、結(jié)晶，形成了大量的斑巖型礦體。進入中—低溫?zé)嵋弘A段，含礦熱液沿圍巖繼續(xù)運移，溫度逐漸降低，同時析出黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等。綜上所述，桂花沖多金屬礦床應(yīng)為斑巖-矽卡巖型復(fù)合型礦床。

5 找礦方向

姚家?guī)X礦床及桂花沖礦床斑巖型礦體均具有較明顯的斑巖型銅礦蝕變特征。蝕變分帶由內(nèi)至外依次為鉀化帶、絹英巖化帶、青磐巖化帶。在巖體與碳酸鹽接觸部位還發(fā)育矽卡巖化帶、大理巖化帶。矽卡巖化為矽卡巖型礦床的直接找礦標(biāo)志。戴公山背斜北東端及南東翼均處于凹隆過渡帶，在與九榔斷裂帶復(fù)合部位及伴有巖漿巖侵入的部位應(yīng)為尋找銅金鉛鋅礦床的有利地段。繁昌大路方等地段應(yīng)為尋找鉛鋅的有利地段。區(qū)內(nèi)NW向張性斷裂應(yīng)為重要的控巖控礦構(gòu)造，可作為下一步找礦的主攻方向。

[1] 岳紫龍.安徽桂花沖銅礦礦床特征與成因[D].北京：中國地質(zhì)大學(xué)，2015.

[2] 劉紹鋒.安徽銅陵姚家?guī)X鋅金多金屬礦床成礦作用研究[D].北京：中國地質(zhì)大學(xué)，2012.

2016-08-05)

鄭 凱(1989—)，男，助理工程師，244033 安徽省銅陵市獅子山區(qū)。