孫明明，王利民，趙先超，高曙光，陳靜靜，吳禮彬

(安徽省地質(zhì)調(diào)查院〔安徽省地質(zhì)科學(xué)研究所〕，安徽 合肥 230001)

0 引言

斑巖型礦床是銅、金礦的主要工業(yè)類型之一，規(guī)模常達(dá)大—中型，具有品位低、易采易選的特點(diǎn)，歷來是重點(diǎn)的勘查和研究對(duì)象[1-6]。長江中下游地區(qū)一直是國內(nèi)礦產(chǎn)勘查、地質(zhì)科學(xué)研究的熱點(diǎn)地段，具有豐富的礦產(chǎn)資源，是國內(nèi)銅、鐵、金、硫、石灰?guī)r等礦產(chǎn)資源的主要產(chǎn)地之一[7]。前人根據(jù)區(qū)域成巖成礦作用特點(diǎn)，指出長江中下游成礦帶南、北兩側(cè)的斑巖帶，尤其是隆坳過渡帶地區(qū)出現(xiàn)的燕山期小斑巖體，應(yīng)以尋找斑巖型銅金礦為重點(diǎn)[8-11]。研究區(qū)的斑巖型礦床的構(gòu)造環(huán)境屬于典型的陸內(nèi)環(huán)境，形成于印支期造山運(yùn)動(dòng)之后的由擠壓環(huán)境向伸展環(huán)境轉(zhuǎn)變的構(gòu)造背景之下[12-14]，主要分布在銅陵、廬江、宣城等地，次為池州地區(qū)。對(duì)于這些礦床，已開展了一定程度的研究，包括礦床成礦地質(zhì)特征、成礦時(shí)代、成巖成礦地質(zhì)作用和成礦地質(zhì)條件等方面[15-37]。此外，對(duì)長江中下游地區(qū)中生代巖漿巖南外帶的中酸性小斑巖體，已有部分關(guān)于巖漿形成與演化、成礦條件、成礦潛力評(píng)價(jià)等方面的研究[38-42]。

本文首次將長江中下游構(gòu)造-巖漿巖帶(安徽段)的南、北外帶作為一個(gè)整體開展斑巖型礦床的礦產(chǎn)地質(zhì)科學(xué)研究工作，利用斑巖型礦床成礦理論體系，在綜合對(duì)比研究的基礎(chǔ)上，對(duì)該區(qū)斑巖型銅金礦床成巖成礦地質(zhì)作用進(jìn)行系統(tǒng)的剖析。

1 區(qū)域地質(zhì)條件

研究區(qū)處于揚(yáng)子陸塊北東部的下?lián)P子被動(dòng)陸緣，分布有Ⅳ級(jí)成礦亞帶4個(gè)、Ⅴ級(jí)成礦區(qū)12個(gè)(圖1)；存在斑巖型銅金礦床的Ⅴ級(jí)成礦區(qū)有4個(gè)：廬江—滁州成礦亞帶內(nèi)的沙溪成礦區(qū)，沿江成礦亞帶內(nèi)的銅陵、池州成礦區(qū)，宣城成礦亞帶內(nèi)的宣城成礦區(qū)。

圖1 長江中下游成礦帶(安徽段)成礦區(qū)帶劃分簡圖

區(qū)內(nèi)地層除缺失青白口系和中、下泥盆統(tǒng)及中、上志留統(tǒng)外，自中元古代至新生代地層發(fā)育基本完整，層序齊全。震旦系至下三疊統(tǒng)由海相碳酸鹽、碎屑巖、硅質(zhì)巖組成的沉積蓋層，是與巖漿侵入作用有關(guān)的斑巖型、矽卡巖型、巖漿熱液型礦床的賦礦層位。中三疊統(tǒng)至白堊系的陸相碎屑物和火山噴發(fā)及火山沉積物質(zhì)，是與巖漿噴發(fā)作用有關(guān)的陸相火山巖型礦床的主要賦礦層位。NE向長江斷裂、高坦—南漪湖斷裂、黃(栗樹)—破(涼亭)斷裂、東流—馬鞍山斷裂與近EW向周王斷裂及以其為主干的構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是控制研究區(qū)成巖成礦作用的主要區(qū)域性構(gòu)造[43-45]。

巖漿巖呈NE向—NNE向帶狀展布，包括北外帶、內(nèi)帶、南外帶，以及穿插其中的A型花崗巖帶，受NE向、NNE向深大斷裂系統(tǒng)控制，具有以內(nèi)帶為中心，北外帶和南外帶大致對(duì)稱分布的特征(圖2)。

北外帶巖漿巖包括閃長(玢)巖、(黑云母)石英閃長(斑)巖、花崗閃長(斑)巖、輝石閃長巖等，形成于早白堊世，與矽卡巖型銅鉬礦、斑巖型銅金礦、巖漿熱液型銅礦有關(guān)。

內(nèi)帶巖漿巖包括石英閃長(玢)巖、石英二長閃長巖、閃長(玢)巖、輝石閃長(玢)巖、花崗閃長(斑)巖、英安玢巖等侵入巖，粗安巖、粗面巖、安山巖、熔巖等火山巖及輝石閃長玢巖、閃長玢巖、粗安玢巖、安山玢巖等潛火山巖。侵入巖形成于晚侏羅世至早白堊世早期，主要分布在安慶、貴池、銅陵等隆起區(qū)，與矽卡巖型-斑巖型-巖漿熱液型銅、鐵、硫、金、鉛、鋅、金、銀、鉬等礦床有關(guān)?；鹕綆r、潛火山巖形成于早白堊世，主要分布于馬蕪、廬樅、繁昌等坳陷區(qū)，與陸相火山巖型鐵、硫、石膏、明礬石、鉛、鋅、銀、銅、金等礦床有關(guān)。

南外帶的巖漿巖包括石英閃長(玢)巖、花崗閃長(斑)巖、閃長(玢)巖、二長花崗巖等，分布于坳陷區(qū)內(nèi)的基底隆起帶中，形成于早白堊世，與斑巖型、巖漿熱液型、矽卡巖型銅、硫、鉬、鎢、鉛、鋅、金等礦床有關(guān)。

A型花崗巖帶包括石英正長巖、花崗巖、正長巖等，分布于內(nèi)帶和南、北外帶之間的結(jié)合部位，形成于早白堊世晚期，在隆起區(qū)和坳陷區(qū)均有分布，與鈾、金、稀有、稀土金屬礦化有關(guān)。

圖2 長江中下游成礦帶(安徽段)中生代巖漿巖分布簡圖

2 斑巖帶地質(zhì)特征

研究區(qū)內(nèi)的斑巖帶分布在長江斷裂兩側(cè)，存在大致對(duì)稱分布的，呈NE向延展的江北和江南兩條斑巖帶，是省內(nèi)斑巖型銅金礦床的主產(chǎn)區(qū)。斑巖帶內(nèi)產(chǎn)出的大型規(guī)模的斑巖型銅、金礦床計(jì)有4處，分別是廬江縣沙溪銅(金)礦床、池州市拋刀嶺金礦床、銅陵市舒家店銅(金)礦床和茶亭銅(金)礦床。累計(jì)查明銅、金(含伴生)資源儲(chǔ)量分別為261.47萬噸和222.98 t，分別占全省總量的25.08%和26.80%。

2.1 江北斑巖帶

江北斑巖帶分布于黃栗樹—破涼亭斷裂與滁河斷裂之間，沿廬江沙溪、全椒馬廠至滁州瑯琊山一線呈NE向展布，自南西向北東依次出現(xiàn)廬江沙溪(黑云母)石英閃長斑巖、裴崗輝石閃長玢巖、巢湖蘇灣花崗閃長斑巖、全椒馬廠石英閃長玢巖、滁州瑯琊山石英閃長玢巖-閃長玢巖等為代表的斑狀結(jié)構(gòu)巖體；屬(高鉀)鈣堿性花崗閃長斑巖-石英閃長玢(斑)巖-閃長玢巖組合。巖體圍巖在沙溪地區(qū)為古生代及中生代碎屑巖建造，主要形成斑巖型銅(金)床；馬廠至滁州一帶則為新元古代至早古生代碳酸鹽巖建造，主要形成矽卡巖型銅、鉬、鐵、金礦床。

2.2 江南斑巖帶

江南斑巖帶沿馬鞍山—東流斷裂帶及其兩側(cè)產(chǎn)出，主要分布于貴池的丁沖、馬石、馬頭、白虎山、烏石、拋刀嶺、低嶺等，經(jīng)青陽插花山、南陵丫山、銅陵舒家店，直到宣城的茶亭等地，主要為一套(高鉀)鈣堿性輝石閃長玢巖-石英閃長玢巖-花崗閃長斑巖組合。巖體圍巖為古生代及中生代碳酸鹽巖建造，且侵入接觸帶波狀起伏時(shí)，多形成巖漿熱液型、矽卡巖型銅、鐵、金、銀、鉛、鋅、銻、硫礦床；若侵入接觸帶平整，則能形成斑巖型銅、鉬、金礦床。巖體圍巖為古生代碎屑巖建造時(shí)，多形成斑巖型銅、金、鉬、銀礦床。

3 斑巖型銅金礦床成礦地質(zhì)特征

研究區(qū)內(nèi)的斑巖型銅金礦床在形成時(shí)間上與斑巖體相同或略晚，在空間上主要分布在斑巖體內(nèi)部及接觸帶部位。礦床均分布于NE向—NNE向區(qū)域性斷裂構(gòu)造旁側(cè)，受區(qū)域性斷裂構(gòu)造與背斜近核部派生的次級(jí)斷裂構(gòu)造的復(fù)合控制；成巖成礦作用發(fā)生于燕山期。賦礦圍巖主要是碎屑巖建造，僅茶亭礦區(qū)為碳酸鹽巖建造。礦床(體)的圍巖蝕變分帶發(fā)育，主要產(chǎn)于鉀-硅質(zhì)蝕變帶(或鉀化與青磐巖化疊加帶)和石英-絹云母化-黃鐵礦化帶內(nèi)(表1、圖3、圖4)。

4 斑巖體地質(zhì)、地球化學(xué)特征

區(qū)內(nèi)與斑巖型銅金礦床成礦作用有關(guān)的侵入巖均為呈小巖株?duì)町a(chǎn)出的斑巖體或類斑巖體，除拋刀嶺斑巖型金礦成礦巖體為單一的英安玢巖體外，其余均為復(fù)式小巖體。江北、江南兩條斑巖帶的主要斑巖體屬中酸性—中基性的(高鉀)鈣堿性系列，包括輝石閃長(玢)巖、石英閃長斑(玢)巖、英安玢巖、花崗閃長斑巖等(表2)。成礦斑巖體內(nèi)及其附近往往發(fā)育有隱爆角礫巖體，角礫巖體呈筒狀或脈狀分布在斑巖體的內(nèi)接觸帶中，常構(gòu)成品位較富的角礫巖型銅金礦石(如舒家店、茶亭等)。

成礦巖體的w(SiO2)在47.09%～63.77%之間，平均56.18%；w(Na2O+K2O)為4.47%～8.30%，平均6.72%。K2O/Na2O值為0.33～2.64，平均0.83，以富鈉質(zhì)巖體為主。里特曼指數(shù)為1.6～6.5，平均3.8，屬鈣堿性—堿性巖。A/CNK值為0.5～1.17，屬準(zhǔn)鋁質(zhì)巖石。巖石不同程度的富集大離子親石元素和虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素，輕/重稀土比值在6～14.69之間，(La/Yb)N為3.01～23.04。巖體143Nd/144Nd值為0.512 100～0.512 398，εNd(t)在-10.62～-3.4之間，87Sr/86Sr值為0.705 314～0.709 080，江北斑巖帶與江南斑巖帶Nd-Sr同位素體系基本一致，巖漿源自上地?；蚣雍裣碌貧と廴?表2)。

表1 長江中下游成礦帶(安徽段)斑巖型銅金礦床成礦特征Table 1 Metallogenic characteristics of porphyry copper gold deposits in the middle and lower reaches of Yangtze River metallogenic belt (Anhui section)

圖3 廬江縣沙溪銅金礦床蝕變分帶模式圖(據(jù)文獻(xiàn)[11])Fig.3 Model map of alteration zone of Shaxi copper-gold deposit in Lujiang County [11]

圖4 銅陵市舒家店銅金礦床蝕變分帶模式圖(據(jù)文獻(xiàn)①)Fig.4 Model map of alteration zone of Shujiadian copper-gold deposit in Tongling City①

5 成礦物源與流體特征

由下地殼或上地幔部分熔融產(chǎn)生的巖漿的δ34S在-3‰～+3‰之間，從中分離出來的巖漿熱液的δ34S在-3‰～+7‰之間。沿江地區(qū)斑巖型礦床的δ34S在-0.8‰～+13.4‰之間，表明成礦物質(zhì)為深源巖漿和上地殼物質(zhì)的混合來源(表3)。礦床中δ13C在-6.53‰～-0.6‰之間，介于地幔射氣-巖漿碳源(-9‰～-2‰)和沉積巖(碳酸鹽巖)中的碳源(-2‰～+3‰)之間。鍶同位素及氫氧同位素顯示成礦流體以巖漿水為主，僅在成礦晚期混入少量大氣降水。

礦石流體包裹體溫度為110℃～529℃，主成礦階段溫度為190℃～420℃。礦床的流體鹽度測(cè)定結(jié)果表明，成礦過程中，成礦流體由高鹽度流體向低鹽度流體演化，且發(fā)生了沸騰作用，與典型的斑巖型礦床成礦作用特征一致。但茶亭斑巖型銅金礦主要為低鹽度流體，可能是大量天水參與下的結(jié)果。

6 成巖成礦作用過程

晚侏羅世至早白堊世早期，研究區(qū)由特提斯構(gòu)造體制向古太平洋構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換，巖石圈擠壓加厚，“古巖石圈不連續(xù)”再活化形成了陸內(nèi)構(gòu)造-巖漿-成礦帶[46]。早白堊世(135 Ma)前后，以太平洋板塊俯沖作用為主的NW向擠壓作用導(dǎo)致巖石圈構(gòu)造垮塌、拆沉，富集巖石圈地幔的拆沉導(dǎo)致軟流圈物質(zhì)上涌，發(fā)生玄武質(zhì)巖漿底侵作用，并引起下地殼部分熔融[47]。玄武質(zhì)巖漿和下地殼部分熔融巖漿沿地殼脆弱帶上侵，并與地殼物質(zhì)發(fā)生同化混染，形成了區(qū)內(nèi)“多層巖漿房”。巖漿上侵過程中發(fā)生的混染和分離結(jié)晶作用，使富含高揮發(fā)分流體和成礦物質(zhì)進(jìn)一步聚集，至淺表位置成礦，常伴隨著隱蔽爆破和流體的沸騰現(xiàn)象[48-51]。

7 找礦方向

研究區(qū)近年來斑巖型銅金礦床找礦主要成果：新發(fā)現(xiàn)了宣城市茶亭銅金礦床(大型)，銅陵市舒家店銅金礦床規(guī)模從小型突破至大型，廬江縣沙溪銅金礦床(大型)新增銅資源儲(chǔ)量一百多萬噸，池州拋刀嶺金礦床規(guī)模從中型突破為大型。銅金礦床均分布于沿江低山丘陵地帶，交通便利，利于開發(fā)利用。目前僅有拋刀嶺金礦床為在采礦山，沙溪銅金礦床正處于礦山基建階段，舒家店、茶亭暫未利用。礦床內(nèi)的礦體埋深較大，如舒家店銅金礦床礦體埋深在10 m以下、拋刀嶺金礦床礦體埋深在100 m以下、沙溪銅金礦床礦體埋深在400 m以下、茶亭銅金礦床礦體埋深在500 m以下，不利于露天開采。

表2 長江中下游成礦帶(安徽段)斑巖型銅金礦床成礦侵入巖地質(zhì)-地球化學(xué)特征Table 2 Geological and geochemical characteristics of ore-forming intrusive rocks ofporphyry copper gold deposit in the middle and lower reaches of Yangtze River metallogenic belt (Anhui section)

表3 長江中下游成礦帶(安徽段)斑巖型銅金礦床穩(wěn)定同位素特征Table 3 Stable isotope characteristics of porphyry copper gold deposits in the middleand lower reaches of Yangtze River metallogenic belt (Anhui section)

綜上，已有找礦成果顯示研究區(qū)在斑巖型銅金礦床的找礦勘查方面，仍存在進(jìn)一步突破的可能，但采礦的經(jīng)濟(jì)效益需要進(jìn)一步的綜合評(píng)價(jià)。

7.1 江北斑巖帶

江北斑巖帶內(nèi)的銅金礦主要與燕山期巖漿作用有關(guān)，主要類型為斑巖型和矽卡巖型。成礦有關(guān)的巖漿巖屬長江斷裂帶控制形成的巖漿巖帶的北外帶，多以小型巖株出現(xiàn)，其與南外帶發(fā)育的斑巖帶對(duì)應(yīng)。在廬江沙溪—巢湖—蘇灣—來安新屯倉一帶這類小侵入體斷續(xù)分布，全椒馬廠、巢湖蘇灣等地的小型侵入體具有銅金礦化、廬江東顧山地區(qū)存在區(qū)內(nèi)時(shí)代最晚的花崗斑巖及有關(guān)的鎢鉬礦。因此，在沙溪礦田深部及周邊地區(qū)仍具有繼續(xù)擴(kuò)大規(guī)模的潛力，在沙溪—新屯倉一帶具有尋找斑巖型銅金礦床和矽卡巖型、斑巖型鎢鉬礦床的潛力，應(yīng)繼續(xù)開展這些小型侵入體的找礦潛力評(píng)價(jià)。

7.2 江南斑巖帶

江南斑巖帶優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)有銅、金、鉛、鋅、硫等，主要礦床類型為斑巖型、矽卡巖型、巖漿熱液型等。貴池—青陽—南陵一帶內(nèi)的小斑巖帶應(yīng)作為斑巖型銅金礦床的找礦的重點(diǎn)，尤其是在隆坳過渡區(qū)接近坳陷區(qū)的邊緣部分。

宣城地區(qū)中—新生代盆地邊緣隆起是具有成礦潛力的地區(qū)；在茅山—九連山推覆體的前緣(西側(cè))的南陵盆地的東緣，中新生代覆蓋層較薄，屬盆地邊緣隆起區(qū)，宣城茶亭銅金礦即產(chǎn)于此。區(qū)內(nèi)重、磁異常呈NE向帶狀展布，與區(qū)域總體構(gòu)造線方向一致，經(jīng)對(duì)部分異常驗(yàn)證也發(fā)現(xiàn)了隱爆角礫巖和鉛鋅礦，證實(shí)在南陵盆地東部邊緣具有較大的找礦潛力，下步應(yīng)在擴(kuò)大茶亭銅金礦找礦范圍的同時(shí)，通過綜合類比，選擇重磁異常進(jìn)行查證，實(shí)現(xiàn)該區(qū)找礦新進(jìn)展。

8 結(jié)論

1)江北、江南斑巖帶與主帶(沿江成礦亞帶)相比具有與巖漿巖帶一致的對(duì)稱分帶特征，斑巖帶產(chǎn)于區(qū)域上隆坳過渡部位，以及南、北外帶巖漿巖的外側(cè)。

2)江北、江南對(duì)稱分布的斑巖帶具有相同的巖石組合，以石英閃長玢(斑)巖、花崗閃長斑巖與斑巖型銅金礦床的關(guān)系最為密切，次為輝石閃長玢巖、英安玢巖等。

3)在斑巖帶的形成時(shí)代上，江南斑巖帶成巖成礦稍早于江北斑巖帶，前者形成時(shí)代與隆起區(qū)內(nèi)的矽卡巖型礦床一致；后者形成時(shí)代與坳陷區(qū)內(nèi)的陸相火山巖型鐵硫礦床成礦一致。出現(xiàn)這種差異的原因可能在于燕山期陸內(nèi)擠壓、伸展的轉(zhuǎn)換構(gòu)造環(huán)境及變化相對(duì)構(gòu)造寧靜期有利斑巖體侵位，與斑巖型礦床主要產(chǎn)于隆坳過渡位置的環(huán)境一致。

4)區(qū)內(nèi)斑巖型礦床成巖成礦物源相同，主要為幔源巖漿，有殼源物質(zhì)混染。

注釋：

① 安徽省地質(zhì)調(diào)查院(安徽省地質(zhì)科學(xué)研究所). 安徽省銅陵礦集區(qū)銅金多金屬成礦規(guī)律及成礦模式研究成果報(bào)告 [R]. 合肥， 2019.