銅陵金口嶺銅金礦巖漿巖地球化學背景及深部找礦預測

李文慶

（安徽省公益性地質(zhì)調(diào)查管理中心， 安徽合肥 230001）

銅陵金口嶺銅金礦巖漿巖地球化學背景及深部找礦預測

李文慶

（安徽省公益性地質(zhì)調(diào)查管理中心， 安徽合肥 230001）

通過對銅官山、金口嶺巖體巖石地球化學特征的分析，認為二者具有大致相似的地球化學背景，對金口嶺銅金礦存在共同控礦作用；金口嶺礦區(qū)幾條代表性勘探線剖面鉆孔資料反映，在I、Ⅱ號銅、金礦體傾向沿深部位及羅家村礦段C2+3層位控制的銅鐵礦體深部有進一步的找礦空間，值得關(guān)注。

矽卡巖型;控礦巖漿巖;層控;找礦空間;金口嶺

0 引言

安徽省銅陵市金口嶺銅礦床，礦山1975年建成投產(chǎn)，開采的礦床（段）分別為金口嶺銅礦床及銅官山銅礦床的羅村北礦段與筆山礦段。屬于地下開采，豎井開拓，采礦能力15×104t/a。礦山于2003年依據(jù)國家有關(guān)政策進行關(guān)破并改制重組后，目前一直以回收殘礦為主，保有資源儲量很少，屬資源危機礦山。

金口嶺礦區(qū)以銅官山巖體為中心，其東南出露地層為志留、泥盆系，其它地段為二疊系和下三疊統(tǒng)殷坑組與和龍山組地層（圖1）。主要褶皺構(gòu)造為銅官山背斜和金口嶺向斜，銅官山背斜為一北東向，樞紐起伏的“S”型短軸背斜，核部為志留系及泥盆系上統(tǒng)，兩翼為石炭系、二疊系及三疊系；金口嶺向斜軸向總的走向為北東45°，核部地層為南陵湖組灰?guī)r，翼部依次出現(xiàn)三疊系和龍山組-二疊紀地層，南東部與銅官山背斜相連，系背、向斜的共同翼。主要斷裂構(gòu)造為白鶴-銅官山走向逆斷層，沿銅官山背斜北西翼的泥盆系-石炭系或泥盆系-二疊系之間發(fā)育，長約7km，總體走向約為50°，斷層面彎曲，傾向北西，傾角中等；次要斷裂構(gòu)造為筆山走向逆斷層，位于筆山東部和南部，發(fā)育于棲霞組和孤峰組地層之間，造成孤峰組地層部分缺失。銅陵-戴家匯基底深大斷裂控制了區(qū)域的巖漿活動和礦床的形成，使區(qū)域中酸性侵入巖及其相關(guān)的礦床分布在EW向?qū)捈s20km的巖漿構(gòu)造成礦帶上，金口嶺礦區(qū)即處于沿江坳陷帶內(nèi)的銅陵-繁昌褶斷帶南段的銅陵戴家匯巖漿巖斷裂活動塊斷區(qū)。

1 控礦巖漿巖地球化學背景

銅陵金口嶺銅金礦與成礦有關(guān)的巖體主要有銅官山和金口嶺巖體（圖1）。據(jù)磁異常特征推測，兩個巖體在深部可能相連(唐永成等，1998;陳滬生，1988;呂慶田等，2003)，其地質(zhì)和巖石地球化學特征如下：

圖1 金口嶺地區(qū)地質(zhì)略圖Fig.1 Geological sketch of the Jinkouling area

1.1 銅官山巖體

銅官山巖體侵位于銅官山背斜北西翼，呈巖株狀產(chǎn)出，出露面積約1.5km2，平面上呈橢圓形，為北東向延長，巖體的北西、南東兩側(cè)傾向北西，傾角36°～80°，巖體侵入產(chǎn)狀基本上和地層一致，局部地段有分叉現(xiàn)象，北東、南西兩側(cè)傾向南西，傾角70°～85°。巖體中有閃長巖脈、長英質(zhì)細晶巖脈及細小的鉀長石脈穿插，巖體無明顯巖相分帶。巖體中含有較多的包體，局部地段成群成帶分布。巖體圍巖為泥盆系、石炭系、二疊系。

主要巖石類型為石英閃長巖及石英二長閃長巖，其鋯石U-Pb SHRIMP年齡分別為133.3±3.2～144.7Ma和141.8±1.0～142.8±1.8Ma。巖石的SiO2含量64.75%，全堿含量為6.25%，Na2O/K2O值＞1，為1.57，里特曼指數(shù)(σ）為1.79，ASI=0.74，屬準鋁質(zhì)鈣堿性巖石。巖石的稀土總量為143×10-6，輕重稀土元素比值為11.98，有微弱的負銪異常(δEu=0.78)；巖石富集大離子親石元素，虧損高場強元素，其中Sr的含量高達1183×10-6，Sr/Y值達72，屬高鍶花崗巖類。該巖體與銅、金成礦緊密相關(guān)。

1.2 金口嶺巖體

金口嶺巖體位于金口嶺向斜南西端近軸部，為小巖株，呈不規(guī)則圓形，向北西突出，出露面積約5km2，大部分被第四系所覆蓋；圍巖為三疊系下統(tǒng)殷坑組至南陵湖組鈣質(zhì)頁巖、泥質(zhì)灰?guī)r及灰?guī)r。

巖性為石英二長閃長巖，黑云母Ar-Ar年齡為137.3±1.4Ma。巖體稀土總量ΣREE介于159.01×10-6～206.32×10-6之間，平均為187.73×10-6，稀土總量偏高可能與巖石中輝石相對富集有一定關(guān)系。輕重稀土比值較大而變化較小，ΣLREE/ΣHREE介于13.34～14.91之間，平均為13.89。輕重稀土元素分餾明顯，LaN/ YbN=25.92～30.94，平均為27.91，大于18。在稀土元素球粒隕石標準化配分模式圖上，配分曲線呈較為平滑的斜率相似的近于平行的一組曲線（圖2），說明金口嶺巖體屬強烈右傾負斜率輕稀土富集、重稀土虧損型。Yb=1.09-1.39×10﹣6，小于2.08×10﹣6。δEu在0.78～1.02之間，多數(shù)在0.9以上，說明負銪異常不明顯或具有微弱的負銪異常；δCe在0.92～0.98之間，無明顯鈰異常；顯示了在巖漿源區(qū)可能并未出現(xiàn)熔體-斜長石的平衡，缺乏斜長石的分離結(jié)晶作用，具有較高的巖漿起源壓力條件；同時在K2ONa2O圖解中（圖3），所有樣品均落入準鋁制I型花崗巖區(qū)域內(nèi)，也指示巖漿源于深源；輕稀土部分呈陡傾斜狀，而重稀土部分分布曲線緩傾乃至近于水平，且?guī)缀踔睾?，顯示巖漿演化分異程度較高，有利于礦質(zhì)分離。

圖2 金口嶺巖體稀土元素分布型式圖Fig.2 REE partitioning pattern of the Jinkouling intrusion

在SiO2-K2O圖解中（圖4），多數(shù)樣品投影在高鉀鈣堿性系列區(qū)域，僅一個樣品落入鉀玄巖系列區(qū)域，因此金口嶺巖體屬高鉀鈣堿性巖。SiO2-TFeO/( TFeO+MgO)圖解中（圖5），金口嶺巖體屬IAG-島弧花在崗巖類+CAG-大陸弧花崗巖類+CCG-大陸碰撞花崗巖類。

圖4 金口嶺巖體SiO2-K2O圖解Fig.4 SiO2-K2O diagram of the Jinkoulingintrusion

2 控礦因素分析

金口嶺礦區(qū)由金口嶺礦床及筆山礦段、羅家村北礦段組成，位于金口嶺巖體與銅官山巖體之間。它們的成礦地質(zhì)作用、控礦條件存在顯著差異，前者主要為貫入（熔離）-交代作用和熱液交代-充填作用，后兩者主要為接觸交代作用。

圖3 金口嶺巖體K2O-Na2O圖解Fig.3 K2O-Na2O diagram of the Jinkouling intrusion

圖5 金口嶺巖體SiO2-TFeO/( TFeO+MgO)圖Fig.5 SiO2-TFeO/( TFeO+MgO) diagram of the Jinkouling intrusion

2.1 金口嶺礦床

金口嶺巖體周圍接觸帶圍巖三疊系的碳酸鹽巖建造呈半島狀被中酸性淺成巖體所包圍，造成了小范圍內(nèi)急劇變化的物理-化學環(huán)境，有利于成礦流體的匯聚和流體中成礦物質(zhì)的沉淀，形成條帶狀矽卡巖化和角巖化礦化；外側(cè)圍巖為二疊系大隆組硅質(zhì)巖，是一天然的屏蔽層。礦體主要賦存于金口嶺石英二長閃長巖體與三疊系灰?guī)r間的接觸帶上或靠近接觸帶的巖體或大理巖中。從礦體的形態(tài)來分析，控礦斷裂呈鋸齒狀變化，實際上礦體沿一個不平整的主破裂面伸展剪切所造成的，在伸展剪切過程中，陡傾斜段被拉開成低流體壓力擴容空間，成礦流體在壓力梯度驅(qū)動下向開闊的低壓空間匯聚，造成在斷層變陡的部位，礦體厚大，在其產(chǎn)狀變緩的部位，礦體變薄并逐漸尖滅。這種斷裂構(gòu)造的陡-緩產(chǎn)狀變化而導致擴容空間沿傾向規(guī)律性再現(xiàn)，也預示著現(xiàn)采礦體盡管沿傾向逐漸尖滅，但在深部還會再現(xiàn)變大。

熱力學及包裹體礦物學研究表明，矽卡巖階段壓力較大(68.1～82.1MPa)，石英硫化物階段壓力較小(37.8～55.0MPa)，說明主成礦階段成礦系統(tǒng)近于開放，可能反映成礦過程中構(gòu)造活動較為強烈。矽卡巖形成之后，深部上升的巖漿熱液乃是主要的成礦溶液;它沿裂隙系統(tǒng)上升，并與石英二長閃長巖進行物質(zhì)交換，引起巖株下部發(fā)生廣泛的鉀質(zhì)蝕變，帶出礦質(zhì)，形成含礦熱液;鉀化使成礦介質(zhì)pH值降低，有利于礦質(zhì)進一步遷移;偏酸性成礦熱液沿斷層導人矽卡巖帶，致使矽卡巖發(fā)生水化，造成介質(zhì)pH值升高，從偏酸性向中偏堿性方向演化，促使礦質(zhì)沉淀。金口嶺銅礦床的成礦過程是一個降溫、減壓、fO2下降、fS2和pH值升高的過程。

結(jié)合礦床地質(zhì)特征、成礦作用的研究，金口嶺銅礦為貫入（熔離）-交代矽卡巖型-高溫巖漿熱液交代-充填型礦床。

2.2 筆山-羅村北礦段

筆山、羅村北礦段位于銅官山S狀背斜的傾沒端，同時又處于背斜軸面轉(zhuǎn)折部位，礦體主要賦存于巖體與棲霞組灰?guī)r接觸帶矽卡巖中。構(gòu)造應(yīng)力集中，斷裂發(fā)育，導致巖漿多期次侵人，為后期成礦熱液運移、沉淀提供了有利場所；礦化時間也與侵入活動有關(guān)，成礦元素圍繞巖體有水平分帶現(xiàn)象，礦化與圍巖蝕變關(guān)系密切，巖體銅金含量較高。淺部巖體呈舌狀超覆于地層和礦體之上，深部尚未發(fā)現(xiàn)有較大的巖體，但據(jù)包體測溫資料，同一種礦物在不同標高溫度具從上到下增高的趨勢，推測深部有一隱伏的巖體存在。這一推斷亦可從礦區(qū)元素垂向分帶特征上得到映證，即超覆的石英二長閃長巖體賦存標高在-100m以上，而垂向分帶的前緣元素As、Pb、Zn等分布在-300m標高以上，在-300m標高以下Au、Cu等元素消失，可以認為，成礦熱液來自于深部角閃閃長巖與石英閃長巖-二長巖鉀質(zhì)演化的同源巖漿系列。巖漿在侵入過程，在巖體與棲霞組接觸處，矽卡巖化后的含礦熱液在這一有利構(gòu)造即往深部沉淀成礦，形成矽卡巖礦體。

與礦有關(guān)的巖體一般屬于SiO2弱過飽和的弱堿性巖石，Na2O+K2O為6.63%～8.96%。石英二長閃長巖體、石英閃長巖銅含量較高，并在巖漿和熱液活動過程中，自中心向邊緣由0.003%增到0.03%，一般0.01%左右；而且隨SiO2含量遞減，CaO及深色礦物增加，巖石總堿量＞7%，Na/K＞2，CA=58，屬較富堿的正鈣堿性系列；圍巖中，石炭-二疊系碳酸鹽及黃龍組下部的地層含銅量很低，一般＜20×10-6，低于區(qū)域銅異常下限20×10-4。

3 資源潛力預測

目前礦山仍然在繼續(xù)開展深邊部找礦工作，預測區(qū)設(shè)置在銅官山巖體與金口嶺巖體之間地帶，北起銅官山礦床羅家村礦段的23線，南至金口嶺礦床71線，長約1400m，寬200～400m，面積約0.50km2。主要為金口嶺銅礦I、Ⅱ號礦體沿傾向延伸的深部銅金礦及羅家村礦段C2+3層位的銅鐵礦體兩個預測目標體。按照-500至-1800m預測兩個礦體，一是位于金口嶺礦床71線～81線深部I號銅金礦體的再現(xiàn)，預測深度-500至-1000m；二是羅家村礦段23線～39線深部C2+3層位的鐵銅礦體，埋深-1000至-1800m。

（1）I號銅金礦體深部：預測區(qū)位于銅官山和金口嶺兩個石英閃長巖體之間，在接觸帶附近應(yīng)存在礦化集中的有利部位，總體呈帶狀分布。已有的勘探資料顯示區(qū)內(nèi)在不同標高均有盲礦體存在，部分呈斜列式再現(xiàn)。前期國家危機礦山工作鉆探證實，金口嶺銅礦Ⅱ號礦體（83～87線）在-500～-1000米左右，礦體賦存在外接觸帶離巖體5～25m的三疊系殷坑組灰?guī)r蝕變成的矽卡巖、條帶狀矽卡巖和角巖中。礦體走向北東，傾向北西，傾角75°左右，礦體視厚度上部15米左右，下部約23m。礦體在走向上向89線、傾向上向-1000m以下仍未被完全控制，且金口嶺巖體在深部與二疊系棲霞組及石炭系黃龍-船山組灰?guī)r接觸帶部位可能成礦。I號礦體與Ⅱ號礦體控礦條件相同，是Ⅱ號礦體在走向的南延，控制深度在-500米左右。因此，在其深部（-500～-1000m）三疊系灰?guī)r接觸帶部位可探獲銅金礦體（圖6）。

（2）銅官山礦床羅家村礦段深部：國家危機礦山項目曾在羅家村北段勘查，主要探查銅官山巖體與金口嶺巖體之間狹長地帶石炭紀地層和可能存在層控矽卡巖銅鐵礦體，在坑道內(nèi)實施了ZK275和ZK234孔，證實在-1100米左右見到了石炭系大理巖中的含銅磁鐵礦體。顯示在銅官山巖體與金口嶺巖體之間狹長地帶主要含礦層位和層控矽卡巖礦體的存在，礦體傾向北西，傾角45°左右，沿礦體走向和傾向均未控制。根據(jù)研究資料，銅官山巖體與金口嶺巖體在深部相連，且金口嶺巖體成巖較晚。銅官山巖體含礦熱液形成的層控矽卡巖銅鐵礦體受金口嶺巖體后期含銅金熱液交代疊加，形成銅、鐵、金多礦種共生的礦體，礦體富集、厚大。同時，接觸帶礦體與石炭系黃龍船山層位礦體復合，可能形成”L ”形態(tài)的礦體（圖7）。

圖6 金口嶺Ⅱ號礦體深部礦體連剖示意圖Fig.6 Profile of the Jinkouling Ore body II connected with deep ore body

圖7 23線勘探線剖面圖Fig.7 Exploration sections of Line 23

4 結(jié) 論

銅陵市金口嶺銅、金礦及羅家村礦段深部的銅、金、鐵成礦，與金口嶺和銅官山兩巖體都是成礦巖體，并疊加后期熱液密切相關(guān)。羅家村北部深部C2+3矽卡巖礦體的勘查成果，是對矽卡巖成礦理論的成功實踐；查明金口嶺深部Ⅰ、Ⅱ銅金礦體在外接觸帶賦存于三疊系殷坑組泥質(zhì)灰?guī)r蝕變成的矽卡巖和角巖中，這也豐富了層控矽卡巖成礦理論的實際資料，隨著認識的加深，在該區(qū)的找礦空間得以進一步擴大。

[1]安徽省公益性地質(zhì)調(diào)查中心.安徽省大中型金屬老礦山深部及外圍找礦預測報告[R].2015.

[2]華東冶金地質(zhì)勘查院.安徽省銅陵市金口嶺銅金礦接替資源普查報告[R].2011.

[3]安徽省地質(zhì)調(diào)查院.安徽省銅陵地區(qū)深部找礦研究報告[R].2006.

[4]湯家富，等.安徽廬樅火山巖盆地與鄰區(qū)基底構(gòu)造變形、形成演化及其對礦床分布的控制[J].巖石學報，2010，26（9）：2587～2597.

[5]合肥工業(yè)大學.安徽省沿江地區(qū)斑巖型礦床成礦規(guī)律研究[R].2012.

GEOCHEMICAL BACKGROUND OF MAGMATIC ROCKS OF THE JINKOULING COPPER-GOLD ORE DEPOSIT IN TONGLING AND DEEP ORE-PROSPECTING PROGNOSIS

LI Wen-qing ( Public Geological Survey Management Center of Anhui Province, Hefei ,Anhui 230000,China)

Analysis of petrogeochemical features of the Tongguanshan and Jinkouling intrusions suggested that the two are roughly similar in geochemical background, which also controls the Tongjinling copper-gold ore deposit.Borehole data from several representative exploration profiles in the Jinkouling ore field indicated that ore exploration is still prospective along the deep extension of copper and gold ore bodies I and II, and in the depth of the copper-iron ore bodies controlled by C2+3horizon of the Luojiacun ore block.

Skarn types ; ore-control magmatic rock; ore exploration space; Jinkouling

P618.51

：A

1005－6157(2015)04－0261－5

2015-06-18

∶李文慶（1967-），男，安徽桐城人，高級工程師，主要從事地質(zhì)勘查及勘查管理工作。