安徽沙溪式斑巖銅（金）礦床地質(zhì)地球化學特征及成因分析

姚孝德， 陳 芳，2， 王利民， 孫明明

（1.安徽省地質(zhì)調(diào)查院，安徽 合肥 230001；2.中國地質(zhì)大學（北京）地球科學與資源學院，北京 100083）

0 引 言

廬江縣沙溪地區(qū)位于長江中下游銅鐵金成礦帶的中段，大別山隆起北部金寨—舒城火山巖帶的東南緣，廬江—樅陽中生代火山巖盆地的西北緣，處于郯廬斷裂帶內(nèi)部［1］，是安徽省斑巖型銅礦的主要地區(qū)，該地區(qū)累計查明的銅資源儲量占安徽省累計查明銅資源儲量的9.31%。沙溪斑巖型銅（金）礦主要由燕山早期SiO2過飽和或微過飽和堿鈣－鈣堿系列石英閃長斑巖、黑云母石英閃長斑巖等中酸性斑巖侵入體（具復式巖體特征）控制，侵入巖體在時間上和空間上對礦床（點）的分布直接進行了定位，同時對礦液起阻擋作用的志留系砂頁巖對成礦也極為有利。沙溪銅（金）礦床自南西至北東分布的礦段（點）有8處，如圖1所示［2－4］。

圖1 安徽沙溪銅（金）礦床構(gòu)造－巖漿控礦地質(zhì)略圖

1 區(qū)域成礦背景

沙溪斑巖型銅（金）礦床位于長江中下游燕山期CuFeAuAgPbZnCa黃鐵礦明礬石成礦帶，廬樅火山巖盆地的北緣，滁縣—廬江構(gòu)造巖漿巖帶西南部的廬江縣沙溪地區(qū)，處于下?lián)P子坳陷帶，廬樅火山－沉積盆地邊緣隆起帶，郯廬斷裂帶南東側(cè)、長江深斷裂北西側(cè)，燕山期北東向褶皺、斷裂帶與近東西向構(gòu)造帶的復合部位，礦區(qū)位于巢湖—潛山斷陷盆地內(nèi)的次級隆起，盛橋—菖蒲山北東向復背斜的南西端。

據(jù)文獻［5－14］研究，廬樅陸相火山巖系形成于晚侏羅世—早白堊世，構(gòu)成廬樅火山巖盆地的主體；廬樅火山巖盆地是一個以中侏羅統(tǒng)象山群陸相碎屑巖建造為基底，經(jīng)燕山期早期運動而發(fā)育起來的繼承性火山巖盆地。噴發(fā)－噴溢物的最大厚度達2104.07m。伴隨著火山巖漿活動，形成了一系列與火山－次火山有關(guān)的礦床，這些礦床包括鐵、硫、銅、鉛、鋅、銀、明礬石及硬石膏等礦種。這些礦床在時間上主要集中在火山－巖漿活動早期演化階段的龍門院旋回和磚橋旋回，在空間上主要沿盆地邊緣、火山機構(gòu)和斷裂構(gòu)造分布。

緊鄰廬樅火山巖盆地的沙溪地區(qū)，其成礦母巖主要為燕山早期的中酸性侵入巖，巖性主要為石英閃長斑巖和黑云母石英閃長斑巖。對礦液起阻擋屏蔽作用的主要為志留系砂頁巖。

2 礦床地質(zhì)概況

2.1 地層

礦區(qū)岀露地層主要有：志留系下統(tǒng)高家邊組（S1g）以頁巖、粉砂質(zhì)泥巖為主的淺海相碎屑巖；志留系下統(tǒng)墳頭組（S1f）以砂巖、粉砂巖、石英砂巖和泥質(zhì)粉砂巖為主的海相碎屑巖和粉砂質(zhì)泥巖；泥盆系上統(tǒng)五通群（D3w）以石英巖、石英砂巖為主的碎屑巖及黏土質(zhì)頁巖；侏羅系中下統(tǒng)象山群（鐘山組J1z、羅嶺組J2l）以石英砂巖、（泥質(zhì)）粉砂巖為主的陸相－河湖相碎屑巖；侏羅系上統(tǒng)火山巖組（紅花橋組）以（凝灰質(zhì)）安山巖、（安山質(zhì)）凝灰?guī)r為主的陸相火山巖及少量凝灰質(zhì)粉砂巖；白堊系下統(tǒng)楊灣組（K1y）以礫巖、砂巖為主的紅色砂礫巖；第四系（Q）砂礫及黏土。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)所在構(gòu)造位置，為一北東向塊斷隆起，由下、中志留統(tǒng)砂頁巖組成，兩側(cè)被下、中侏羅統(tǒng)石英砂巖、砂頁巖和泥質(zhì)粉砂巖覆蓋。區(qū)內(nèi)構(gòu)造運動強烈，構(gòu)造線方位主要包括近東西向、近南北向及北北東向3組，發(fā)育有明顯的構(gòu)造角礫巖帶、擠壓破碎帶、侵入－接觸破碎帶及侵入－構(gòu)造破碎帶。其中近東西向構(gòu)造以印支期斷裂為主，未見褶皺構(gòu)造；北東向構(gòu)造由印支期盛橋—菖蒲山北東向復背斜及與之伴生的北東向壓性及壓扭性走向斷裂、北西向或近東西向橫張斷裂組成；北北東向斷裂主要表現(xiàn)為燕山期壓扭性斷裂。不同方向的構(gòu)造復合部位，控制了區(qū)內(nèi)巖漿的侵入活動。

2.3 巖漿巖

本區(qū)巖漿巖，為一套堿鈣－鈣堿系列同源不同階段的中酸性雜巖體。在下白堊統(tǒng)紅層中有明顯的火山巖和閃長斑巖類礫石，并不整合超覆于中下侏羅統(tǒng)地層之上，巖體全巖Rb－Sr等時線年齡為（127.9±1.6）Ma，含礦巖體（包括石英閃長斑巖和黑云母石英閃長斑巖）Ar－Ar法年齡為123.6Ma；不含礦巖體Ar－Ar法年齡為126.8Ma，巖漿活動時間相當于晚侏羅－早白堊世，屬燕山早期。礦區(qū)主要含礦巖體為石英閃長斑巖、其次為黑云母石英閃長斑巖。

噴出巖主要分布于礦區(qū)西北部，其他地段亦見零星岀露。侵入體主體分布在沙溪河以南，向北沿北東和北北東向構(gòu)造帶呈枝叉狀撒開，侵入體與圍巖接觸帶形態(tài)復雜，呈巖株、巖枝、巖墻、巖瘤狀、巖漏斗狀產(chǎn)出，包括中深成—淺成—超淺成等不同地質(zhì)環(huán)境的產(chǎn)物；侵位于淺成環(huán)境中的巖體，壓力的突變導致成礦流體的減壓沸騰，為成礦流體的不混溶分離，進而產(chǎn)生強烈礦化富集創(chuàng)造了有利條件。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦床組合分布、礦體及礦化分帶特征

3.1.1 礦床組合及分布

沙溪銅（金）礦床自南東至北西由菖蒲山、龍頭山、斷壟頸、鼓架山、銅泉山、鳳臺山、棋盤山、八字口等礦段（點）組成，整體呈北東向展布。此外礦床內(nèi)尚有打銀山鉛鋅礦點、福泉山黃鐵礦礦點等。

礦床內(nèi)的各礦段（點）均產(chǎn)于八家口—銅泉山北北東向斷裂帶附近，礦帶斜越北東向盛橋—菖蒲山復背斜斷續(xù)存在。銅泉山以北各礦段（點）均產(chǎn)在復背斜的北西翼，其南的礦段（點）則賦存在南東翼。礦體絕大部分產(chǎn)在北北東向斷裂帶的下盤即南東盤。對不同礦段（點）而言，其產(chǎn)出條件不完全相同，如銅泉山礦段位于北北東向斷裂與北東向復背斜的斜接復合部位；斷龍頸礦段為2條并列的北北東向斷裂即八家口—銅泉山、沙湖山—鼓架山斷裂挾持地段，其南有近東西向斷裂通過；鳳臺山礦段主要產(chǎn)于北東向和次級北北西向構(gòu)造交匯部位。

3.1.2 礦體空間分布特征

工業(yè)銅礦體絕大部分產(chǎn)于巖體內(nèi)，主要容礦巖石為石英閃長斑巖、黑云母石英閃長斑巖，少量為角閃閃長斑巖、侵入角礫巖（銅泉山）、閃長斑巖。少部分礦體產(chǎn)于有關(guān)巖體近旁的砂頁巖或捕擄體中，其中以志留系中居多，其次為侏羅系地層。

礦體成群出現(xiàn)，分布較零散，礦體沿縱向延展遠遠大于橫向，呈明顯拉長帶狀，礦體大小相差懸殊，其中以銅泉山Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體，斷龍頸25、26、31號礦體和鳳臺山25號礦體規(guī)模較大。沙溪礦床銅礦體產(chǎn)出特征大體有以下幾種［15－16］：

（1）脈狀銅礦體，產(chǎn)于中、下侏羅統(tǒng)石英砂巖和泥質(zhì)粉砂巖的北北東—南北向裂隙或?qū)娱g裂隙中，為含黃銅礦的黃鐵礦－石英脈，Cu品位較低，伴生Au少于1×10－6。

（2）細脈浸染帶或細脈浸染－含銅石英脈（帶）礦體，主要產(chǎn)于石英閃長斑巖及黑云母石英閃長斑巖體上部蝕變帶中，受北北東向裂隙帶控制，規(guī)模較小，含銅較高。銅泉山石英閃長斑巖中，Cu多于1%，伴生Au為0.1×10－6～0.5×10－6。

（3）細脈浸染“鐘狀”礦體，產(chǎn)于斑巖體中呈同心環(huán)（帶）狀的礦化蝕變帶中心部位，埋藏較深，為沙溪產(chǎn)于石英閃長斑巖體中的礦體，該類型礦體為沙溪斑巖礦床的主礦體。細脈浸染狀銅礦化主要分布在鉀硅酸鹽化帶及其外側(cè)的鉀硅酸鹽化－青磐巖化疊加帶內(nèi)，與硬石膏（化）密切共生。含Cu 0.44%～0.68%，伴生金0.5×10－6（最高1×10－6～2×10－6）。

（4）礦體的產(chǎn)出特征除上述3種主要類型外，還有受不同方向裂隙交織地段控制的小型脈狀－網(wǎng)脈狀銅礦體和分布在銅礦化帶之上圍巖中的含金黃鐵礦－石英脈。

銅泉山礦段圈定礦體77個，主礦體賦存標高為－659～－2m，礦體長300～1100m，假厚度4.40～197.65m，沿傾斜方向延伸70～680m；斷龍頸礦段共有礦體42個，主礦體賦存標高為－45～－554m，礦體長600～800m，假厚度3.97～105.93m，沿傾斜延伸37～388m；鳳臺山礦段已圈定礦體63個，主礦體賦存標高－222～－823m，礦體 長 約 300m，假 厚 度 60.72～227.30m，沿傾斜延伸327～626m；龍頭山礦段，圈定礦體16個，礦體較小品位不高。

3.1.3 礦化分帶特征

沙溪斑巖銅（金）礦床具有良好的礦化分帶，從礦化中心向外依次為：磁鐵礦、輝鉬礦（少）－黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦－黃銅礦、斑銅礦、黝銅礦、黃鐵礦、自然金－黃銅礦、黃鐵礦－黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦；礦石中亦有較明顯的礦石構(gòu)造分帶，即從礦化中心至邊緣，由浸染狀—細脈狀—脈狀。主要工業(yè)礦體位于鉀硅酸鹽化帶及其外側(cè)。

礦區(qū)氧化作用不發(fā)育，氧化帶下限深度0.91～52.95m不等，氧化礦物較少，局部地段淋濾作用強烈，銅元素大量流失。零星見有次生富集現(xiàn)象，表現(xiàn)為次生輝銅礦沿砂頁巖的節(jié)理、裂隙充填呈薄膜或細脈，少見浸染狀輝銅礦；斑巖體因風化作用巖性松軟，其中有黏土礦物，銅元素呈離子吸附狀態(tài)，難以形成獨立礦物。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石類型及礦物組合

礦石類型：自然類型為含銅斑巖型、含銅砂頁巖型、含銅角礫巖型；工業(yè)類型主要為硫化礦石，少量氧化礦石、混合礦石。

礦物組合：主要金屬礦物有黃銅礦、黃鐵礦、假象赤鐵礦、褐鐵礦；其次為斑銅礦、輝銅礦、磁鐵礦、輝鉬礦、赤鐵礦、菱鐵礦，黃鉀鐵釩、瀝青銅礦；少量銅藍、藍輝銅礦，磁黃鐵礦、銀金礦、方鉛礦、閃鋅礦、黝銅礦、鏡鐵礦、鈦鐵礦、金紅石、綠松石、孔雀石、藍銅礦、軟錳礦等。

脈石礦物主要有斜長石、石英、絹云母、碳酸鹽、鉀長石、黑云母、綠泥石、硬石膏，其次為綠簾石、磷灰石、重晶石、鋯石、榍石、褐簾石、高嶺土，少量電氣石、透輝石、螢石、黃玉等。

銅泉山礦段礦石的主要礦物組合為：硬石膏－黃銅礦－石英、黃銅礦－斑銅礦－石英、黃鐵礦－黃銅礦－石英、輝鉬礦－黃銅礦－石英、黃銅礦－磁鐵礦－石英。

3.2.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要有自形—半自形晶結(jié)構(gòu)、他形晶結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)、壓碎斑狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)等；其余為包含結(jié)構(gòu)、葉片狀－鱗片狀結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造以細脈浸染狀構(gòu)造為主，浸染狀和細脈狀構(gòu)造次之。

3.3 圍巖蝕變

3.3.1 蝕變類型及主要蝕變礦物特征

礦床主要的蝕變類型有：鉀長石化、黑云母化、硬石膏化、硅化、白云母化、絹云母－水云母－伊利石化、綠泥石化、綠簾石化、鈉長石化、碳酸鹽化，此外還可見少量的陽起石化、石膏化、高嶺石化、磷灰石化、沸石化等。

區(qū)內(nèi)鉀長石的形成大致可劃分為2個世代，早期鉀長石是巖漿晚期自變質(zhì)階段形成的，鉀長石呈鑲嵌狀、云霧狀交代斜長石，巖漿期后熱液階段形成的鉀長石多與石英、硬石膏等一起組成脈狀體，本區(qū)鉀長石化總體不很發(fā)育，分布也不均勻。硬石膏是本區(qū)有別于其他斑巖型銅礦的特征性蝕變礦物，主要分布在礦床深部的鉀硅酸鹽化帶中，其主要產(chǎn)狀為呈單一的硬石膏細脈或與石英、鉀長石、碳酸鹽等組成復脈，此外還可見硬石膏交代斜長石斑晶及鉀長石變斑晶，呈多種形式與其他蝕變礦物組合。絹云母多以鱗片狀集合體交代斜長石斑晶出現(xiàn)，其化學成分具富鎂特征，w（MgO）均在2%以上，深色礦物蝕變形成的絹云母與長石類礦物蝕變形成的絹云母具不同的特征，前者貧硅富鐵鎂，后者則相對富硅貧鐵鎂，另外，其與中國其他斑巖銅礦絹云母的化學成分相比，w（K2O）偏低，沙溪地區(qū)絹云母w（K2O）為7.5%～9.0%，中國其他斑巖銅礦絹云母w（K2O）多在10%以上［17－20］。綠泥石分布范圍廣，延續(xù)時間長，幾乎貫通于各個蝕變帶，其交代的主要產(chǎn)狀有：交代暗色礦物的綠泥石顏色較深，折光率相對為高；交代長石類礦物的綠泥石顏色較淡，常呈面狀分布，折光率相對為低；脈狀綠泥石，本區(qū)綠泥石均屬鎂鐵綠泥石（f＝25%～75%），從深部到淺部，綠泥石SiO2、CaO含量逐漸升高，而Al2O3、FeO、MgO含量逐漸降低。鈉長石本區(qū)含量雖然不多，但分布廣泛，在早期蝕變階段，鈉長石主要呈粒狀或不規(guī)則集合體交代原巖，并見鈉長石呈微細脈交代斜長石，在晚期蝕變階段則可見鈉長石與綠泥石、綠簾石、硫化物共生。

3.3.2 蝕變巖石類型

本區(qū)蝕變巖石自內(nèi)向外可歸結(jié)為5大類：

（1）鈉－更長石蝕變巖。在斑巖銅礦最深部位常發(fā)育有鈉－鈣交代蝕變帶，表現(xiàn)為鉀長石常被鈉－更長石交代，而原生黑云母常為陽起石交代。

（2）硬石膏－黑云母－鉀硅酸鹽化蝕變巖。由原巖經(jīng)鉀交代形成，其標型礦物為硬石膏、黑云母和鉀長石，常疊加后期蝕變。

（3）鉀硅酸鹽－青磐巖化疊加蝕變巖。此類蝕變巖鉀長石和硬石膏含量大大減少，而青磐巖化礦物組合則甚為發(fā)育，與淺部青磐巖化蝕變巖的區(qū)別在于存有少量的鉀長石和硬石膏。

（4）石英絹云母化蝕變巖。主要蝕變礦物組合為石英＋絹云母＋白云母＋水云母＋伊利石＋碳酸鹽。

（5）青磐巖化蝕變巖。特征性蝕變礦物組合為綠泥石＋綠簾石＋碳酸鹽＋鈉長石＋黃鐵礦。

其中，硬石膏－黑云母－鉀硅酸鹽化蝕變巖，以w（K2O）較高為特征；鉀硅酸鹽－青磐巖化疊加蝕變巖，w（Na2O）較高，平均為5.08%，離差相對微?。皇⒔佋颇富g變巖，以w（SiO2）、w（K2O）偏高為特征，w（FeO）、w（MgO）最低；青磐巖化蝕變巖，具高鈉低鉀特點，w（MnO）在本蝕變巖中較高，說明錳有趨向于淺部蝕變帶富集的趨勢。礦區(qū)蝕變巖主要巖石化學組分在熱液蝕變體系中的變化趨勢，見文獻［3］。

3.3.3 蝕變分帶

上述蝕變巖石在空間上的分布格局即構(gòu)成蝕變分帶，由內(nèi)向外蝕變分帶為：鈉－更長石化帶Ⅰ，硬石膏－黑云母－鉀硅酸鹽化帶Ⅱ，鉀硅酸鹽－青磐巖化疊加帶Ⅲ，石英－絹云母化帶Ⅳ，青磐巖化帶Ⅴ，如圖2所示。

圖2 安徽沙溪式斑巖型銅（金）礦床蝕變分帶模式圖

區(qū)內(nèi)蝕變作用廣泛發(fā)育，主要為熱液蝕變作用，具有微弱巖體自變質(zhì)作用和熱力變質(zhì)作用。熱液蝕變帶總體走向北東—北北東向，具線型蝕變特征，展布受礦區(qū)構(gòu)造控制。蝕變強度以北北東向主斷裂為中心，向兩側(cè)漸弱且具不對稱分布特點。區(qū)內(nèi)僅含礦巖體石英閃長斑巖和黑云母石英閃長斑巖有較清晰蝕變分帶，兩巖體蝕變特征基本一致，但后者蝕變規(guī)模較小，強度較弱。

沙溪銅（金）礦床蝕變分帶模式與藏東玉龍斑巖銅礦［21］、云南普朗斑巖銅礦［22］、新疆準噶爾斑巖銅礦［23］等相比，具有如下特征：

（1）不存在泥化帶。

（2）石英絹云母化和鉀長石化總體較弱。

（3）鈉－更長石化強。

（4）青磐巖化強，分布范圍廣，在鉀硅酸鹽化帶外圍發(fā)育鉀硅酸鹽－青磐巖化疊加帶。

（5）礦化主要集中在鉀硅酸鹽化帶中而不在石英－絹云母化帶。

（6）輝鉬礦少見，Mo／Cu極低，伴生有一定的金礦化。

上述特征反映出本區(qū)蝕變分帶模式接近于閃長巖蝕變分帶模式，但又有自身的特點［3］。

3.4 礦化階段及分布

本礦床的成礦過程可劃分為巖漿期、熱液期、表生期等3個成礦期，其中熱液期可細分為2個成礦階段，即石英－硫化物階段、碳酸鹽－黃鐵礦階段。

3.4.1 巖漿期

由于溫度較高（350℃以上）的熱流體具較強的滲透擴散能力，發(fā)生廣泛的蝕變作用；主要表現(xiàn)為發(fā)育了較明顯的鉀長石化以及黑云母化和石英鉀長石化作用，所形成的蝕變巖石分布在同心環(huán)（帶）狀蝕變帶的核部或中心，同時形成了磁鐵礦及極少量的金屬硫化物。

3.4.2 熱液期

熱液期是該礦床的主要成礦時期。分為如下2個階段：

（1）石英－硫化物階段。早期形成少量磁鐵礦和較多硫化物，硫化物以黃鐵礦為主，另有微量輝鉬礦。大量含銅礦物（黃銅礦、斑銅礦）沉淀于350～150℃的溫度范圍內(nèi)，其形成晚于磁鐵礦、輝鉬礦，最早生成的黃銅礦與硬石膏共生，是本礦床銅礦化的重要特點之一。伴生的金主要以自然金的形式呈顯微、次顯微狀賦存于黃銅礦、黃鐵礦和斑銅礦中，其形成與銅礦化同期或偏晚，金含量與銅呈強烈正相關(guān)關(guān)系。脈石礦物以絹云母、石英、細脈鉀長石為主。

（2）碳酸鹽－黃鐵礦階段。主要形成礦物有碳酸鹽、石英、綠泥石、絹云母（水云母）、高嶺土；金屬硫化物較少，以黃鐵礦為主，成礦溫度約200～150℃，銅礦化微弱。

3.4.3 表生期

礦區(qū)內(nèi)局部因發(fā)生氧化淋濾作用，見有次生富集現(xiàn)象。

本礦床的主要成礦階段在巖漿晚期和熱液期。金屬硫化物在巖漿晚期開始分異沉淀，到熱液期石英－硫化物階段大量聚集。

4 成礦條件及礦床成因探討

4.1 成礦物理化學條件

4.1.1 巖石化學特征

（1）巖漿巖的巖石化學特點具有如下規(guī)律：①本區(qū)巖漿巖絕大部分為正常系列，少數(shù)為鋁過飽和系列、過堿性或弱堿性巖石，SiO2過飽和或微過飽和巖石，其中主要含礦巖體石英閃長斑巖SiO2含量及Q值較戴里同類巖石明顯偏低，是國內(nèi)大中型斑巖型銅礦床容礦巖體偏中性的典型代表；② 大部分巖體堿質(zhì)含量偏高，主要及次要含礦巖體石英閃長斑巖和黑云母石英閃長斑巖中w（Na2O＋K2O）分別為6.90%和6.59%，均屬鈣堿系列，較戴里同類巖石分別高1.43%和1.12%，a 值 分 別 高3.89 和 2.95，n 值 分 別 高11.83和5.74；本區(qū)巖體Na2O大于K2O，n值一般70左右，最高達89.6，含礦石英閃長斑巖n值平均為80.63，Na2O＋K2O亦明顯偏高；③ 石英閃長斑巖、黑云母石英閃長斑巖具有良好的含礦性；富堿、低硅反映了巖漿具較低的黏度、液相線溫度和較高的H＋、堿離子活度，從而有利于含銅成礦流體從巖漿中分離出來。

（2）地層含礦性。礦區(qū)地層中Cu的含量變化范圍較大，侏羅系及志留系墳頭組中Cu含量明顯偏低，且低于維氏值（57×10－6），而志留系高家邊組Cu含量則高于維氏值；由此可見，高家邊組對成礦是有利的，可能為銅礦化富集提供部分成礦物質(zhì)。然而，近礦圍巖中，侏羅系和高家邊組的銅含量基本上與背景值一致，但墳頭組卻比背景值低，僅為9×10－6。按墳頭組蝕變范圍計算則有近2×10－4t銅被帶出，與礦床所擁有的銅儲量相比，微不足道；可見地層中的銅對成礦的貢獻是微小的。

4.1.2 同位素特征

（1）硫同位素特征。金屬硫化物中δ34S值為－0.278%～＋0.380%，算術(shù)平均值為＋0.162%，32S／34S變化范圍為22.14～22.28，平均22.183，接近隕石硫，說明本區(qū)成巖成礦物質(zhì)來源于上地幔或者地殼深部。硬石膏中δ34S為＋0.948%～＋1.073%，32S／34S 21.984～22.011，表明成礦過程中有巖石圈硫源的參與。

（2）氧同位素特征。礦石中石英的氧同位素組成平均為1.005%（δ18OSMOW），經(jīng)計算達到平衡水的δ18O為0.351%～0.552%，與巖漿水接近。

4.1.3 成礦流體

燕山期來源于上地?；虻貧ど畈糠之惓龅闹小兴嵝詭r漿是成礦物質(zhì)的主要來源，成礦流體以巖漿期后熱液為主，混入少量地下水，為含鉀和二氧化硅較高的流體。

4.1.4 成礦物理化學條件

根據(jù)部分礦物的測溫結(jié)果得巖漿晚期至石英硫化物階段的成礦溫度為190～355℃，屬中溫偏高。石英、黃銅礦、黃鐵礦各礦物爆裂溫度分別為190～355℃、265℃、220℃。

就整個礦床而言，顯示出從高溫（磁鐵礦－黃銅礦、斑銅礦組合）至中低溫（銅、鉛、鋅、重晶石脈，含銅黃鐵礦－碳酸鹽脈）的成礦特點；根據(jù)不同礦物組合的空間分布，可以看出隨深度增加，成礦溫度有增高的趨勢。沙溪礦床主要成礦溫度接近或稍高于我國典型斑巖銅礦床的溫度。據(jù)南京大學地球科學系內(nèi)生金屬礦床成礦作用重點實驗室的研究可知，沙溪銅（金）礦床早期成礦階段的溫度變化范圍在440～529℃之間，峰值460℃，鹽度以NaClequiv的質(zhì)量分數(shù)計，為52%～58%；主成礦階段溫度范圍280～420℃，峰值370℃，鹽度集中分布在2個區(qū)域，分別為41%～52%和9%～17%；晚期成礦階段為110～260℃，峰值170℃，鹽度為8%～24%。

4.2 礦床成因探討

沙溪斑巖銅（金）礦床礦體的形成與斑巖體有密切的關(guān)系，礦化作用與巖漿活動在時間上和空間上具成因聯(lián)系，有82%以上的工業(yè)礦體產(chǎn)于斑巖體中（含礦巖體主要為石英閃長斑巖、其次為黑云母石英閃長斑巖），其余礦體多數(shù)產(chǎn)于巖體與砂頁巖的接觸帶附近或巖體內(nèi)圍巖捕擄體中。含礦巖體規(guī)模巨大，巖體頂蓋以志留系高家邊組及墳頭組為主，其次為侏羅紀早中世紫紅色碎屑巖系。

上述巖石化學特征及同位素特征表明，成礦熱液及成礦物質(zhì)主要來源于上地?；蛘叩貧ど畈康膸r漿體系，而該區(qū)的閃長巖從其產(chǎn)生到演化的特征上來看，都是有利于大型乃至超大型斑巖礦床的形成［2］。

研究標明，沙溪斑巖型銅（金）礦床內(nèi)部的成礦流體內(nèi)壓力聚集至大于100MPa時，引起斑巖體頂部爆破［24］，沙溪礦區(qū)淺部廣泛分布的隱爆角礫巖就是如此。斑巖體的爆破作用產(chǎn)生大量構(gòu)造裂隙，從而導致體系開放，使成礦流體發(fā)生多次減壓沸騰，進而導致礦質(zhì)的沉淀［2］。期間形成大量氣液包裹體和多相包裹體，當然，也有相當部分包裹體是在體系相對封閉條件下形成的。沙溪斑巖銅（金）礦的形成深度不超過2km［24］。

沙溪銅（金）礦床成礦流體在演化過程中發(fā)生的流體不混溶分離作用，使含礦巖體中原本均一的成礦流體，不混溶地分離為富氣相的低鹽度流體（氣相）和富液相的高鹽度成礦流體。由于在高鹽度流體中金屬元素溶解度增高，大大增加了流體中成礦元素的含量，這種流體的密度較大，易于集中在礦化帶中心或深部，而富氣相的流體則易于分散到礦化帶上部或外圍，從而導致沙溪礦床礦化富集中心集中在深部，而其上部和外圍則鮮有礦體形成。

大量同位素年齡數(shù)據(jù)表明，形成該斑巖銅（金）礦的沙溪石英閃長斑巖侵入的年齡多分布在100～150Ma之間［24］，即沙溪礦床的形成年齡是在白堊紀末期。而這個時期的郯廬斷裂帶主要受到來自華北板塊與印度板塊較強的活動影響而處于性質(zhì)轉(zhuǎn)化時期，即從晚侏羅世之前的左行平移為主而轉(zhuǎn)變成晚侏羅世之后—早白堊世早期的壓扭—引張的性質(zhì)，早白堊世晚期至第三紀以來引張的特點，從而有利于全區(qū)巖漿的上升入侵及沙溪斑巖銅（金）礦的形成。這與我國燕山期對斑巖銅礦具有特殊的重要意義相一致，也與世界大型斑巖銅礦床形成的時代相一致。

礦區(qū)位于秦嶺緯向構(gòu)造帶南支東延部分北淮陽“山”字型構(gòu)造前弧東翼與新華夏構(gòu)造體系的復合部位；介于北淮陽安山－流紋粗面巖火山巖帶和廬樅安山－粗面巖火山巖盆地之間，前者伴隨NWW向構(gòu)造的產(chǎn)生而產(chǎn)生，后者受NE向斷陷盆地控制。礦區(qū)西北部福泉山及東部、南部沿下拐一帶火山巖可能屬于郯廬斷裂火山巖帶的組成部分。這些陸相火山巖建造均形成于晚侏羅—早白堊世，與區(qū)域廣泛的燕山期侵入活動有密切的親緣關(guān)系。

沙溪斑巖銅（金）礦形成受到郯廬斷裂活動的控制，全礦區(qū)的次級控礦構(gòu)造與郯廬斷裂有關(guān)。成礦的同生構(gòu)造如礦區(qū)主要的容礦構(gòu)造——NNE向的復式背斜及導礦構(gòu)造、斷裂都與郯廬斷裂活動有關(guān)。郯廬斷裂的主干斷裂在礦區(qū)西部通過。礦區(qū)東部瀕臨廬樅火山巖盆地，該盆地位于莫霍面陡傾變化面的斜坡地帶，其西側(cè)莫霍面深度約35～40km，東側(cè)長江深斷裂一線約30km。沙溪斑巖銅（金）礦區(qū)位于2個環(huán)形構(gòu)造的交接部位［2］：大環(huán)形構(gòu)造即為廬樅火山巖盆地，同時又是該礦區(qū)周圍火山巖組成的小環(huán)形構(gòu)造的交接部位，這是國內(nèi)外乃至超大型斑巖型銅礦形成的另一有利條件。

總之，本區(qū)的成礦時間為燕山早期，成礦物質(zhì)來源于上地?；蛘叩貧ど畈浚傻V作用是在斑巖上侵時，由減壓（爆破、沸騰）、減溫或化學差異所引起的統(tǒng)一成礦過程。次級隆起和坳陷帶的結(jié)合部位所發(fā)育的北西西向、北北東向深大斷裂及其旁側(cè)次級斷裂，與北東向斷裂的交匯部位提供了理想的成巖成礦環(huán)境，礦體的形成受爆破作用形成的巖石裂隙發(fā)育程度、圍巖層理和層間裂隙以及捕擄體構(gòu)造的制約和控制。象山群與下伏地層間的斷層接觸，為構(gòu)造薄弱部位，導致巖漿的貫入，形成間接控礦條件，見有小礦體產(chǎn)出。巖體形成以后在巖體內(nèi)產(chǎn)生的構(gòu)造裂隙及冷凝成巖時的原生裂隙，成為直接的運礦通道和儲礦場所；在多組斷裂的交匯部位礦化富集程度較高。

5 結(jié)束語

沙溪式斑巖銅（金）礦主要找礦標志如下：

（1）構(gòu)造標志。大陸板塊鈣堿性巖漿活動強烈的邊緣火山巖漿深成弧及島弧，深大斷裂帶附近；象山群（鐘山組J1z、羅嶺組J2l）與下伏地層間的斷層接觸帶，不同方向斷裂的交匯部位；巖體中裂隙帶密集發(fā)育部位；礦化角礫巖及含銅石英脈發(fā)育部位。

（2）巖漿巖標志。具復式巖體特點的中酸性石英閃長斑巖和黑云母石英閃長斑巖體；在礦體的頂部和兩側(cè)往往存在較多的晚期脈巖，巖脈也可以作為找礦的間接標志。

（3）圍巖蝕變標志。蝕變帶的范圍越大對成礦越有利，鉀硅酸鹽化與成礦關(guān)系最為密切；鉀質(zhì)蝕變帶及鉀質(zhì)蝕變與青盤巖化疊加帶是金屬礦物主要的富集空間。

（4）地表找礦標志。淋濾帽，礦化斑巖由于硫化物氧化分解，產(chǎn)生亞硫酸根離子，使溶液呈酸性，對周圍巖石起褪色漂白作用，形成具星點狀流失孔或被褐鐵礦替代的淋濾帽，w（Cu）平均在200×10－6左右，其周圍也有明顯的較高的銅值，形成地化異常環(huán)繞在礦床周圍。在有褐鐵礦、赤鐵礦的地方褪色巖石又疊加了黃褐、紫、灰白等雜色，構(gòu)成區(qū)別于其他無礦巖石的獨特色調(diào)。

（5）植物標志。找銅礦的植物群常有銅草、海州香薷、石竹、蠅子草、酸模等。

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