王 杰
(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局321地質(zhì)隊)
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安徽銅陵錢沖銅礦地質(zhì)特征及礦床成因
王 杰
(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局321地質(zhì)隊)
銅陵礦集區(qū)位于長江中下游鐵銅金銀多金屬成礦帶中部,下?lián)P子印支期NE向構(gòu)造帶的東南部隆褶帶。錢沖銅礦位于新屋里復向斜北東段近核部,沙灘腳巖體北接觸帶西側(cè),礦區(qū)構(gòu)造較復雜,巖漿活動強烈。結(jié)合區(qū)內(nèi)地質(zhì)工作成果,對區(qū)內(nèi)區(qū)域地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征進行了分析,在此基礎上討論了礦床成因,并總結(jié)了找礦標志,供區(qū)內(nèi)找礦參考。
銅陵礦集區(qū) 區(qū)域地質(zhì)背景 地質(zhì)特征 礦床成因 找礦標志
安徽銅陵地區(qū)位于長江中下游鐵銅金銀多金屬成礦帶中部,銅官山—鳳凰山—沙灘腳銅鉛鋅金多金屬礦帶東端,揚子陸塊北緣,大別造山帶前陸褶斷帶上,北臨繁昌火山巖盆地,南接宣南盆地。地史上經(jīng)歷了雪峰期、海西期的活動—穩(wěn)定—再活動的構(gòu)造演變,自早寒武世至早三疊世,區(qū)內(nèi)構(gòu)造運動處于相對穩(wěn)定時期,形成了海陸交互相、海相、濱?!獪\海相的碎屑巖-碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖巨厚的古生代沉積蓋層,為銅、金、硫等礦化提供了有利的圍巖巖性和原始“礦胚層”[1-3]。區(qū)內(nèi)中三疊世轉(zhuǎn)入褶皺、抬升階段,直至中侏羅紀經(jīng)歷了擠壓—剪切作用。晚侏羅紀—白堊紀即印支期末—燕山期為華北地塊與揚子地塊碰撞后的拉伸擴張期,形成了區(qū)內(nèi)巖漿活動、成礦作用的主要階段。為進一步指導區(qū)內(nèi)找礦工作,本研究對區(qū)內(nèi)錢沖銅礦地質(zhì)特征、礦床成因及找礦標志進行深入探討。
1.1 地 層
礦區(qū)地表出露的地層較簡單,除第四系外僅出露三疊系下統(tǒng)殷坑組(T1y)、龍山組(T1h)、南陵湖組下段(T1n1),深部經(jīng)鉆孔揭露的地層為二疊系下統(tǒng)孤峰組上段(P1g2)至三疊系下統(tǒng)南陵組(T1n)。
1.2 構(gòu) 造
(1)褶皺。復向斜核部由三疊系中統(tǒng)東馬鞍山組組成,兩翼地層出露齊全,由泥盆系五通組至三疊系下統(tǒng)南陵湖組組成。北西翼地層傾向SE,傾角60°~80°,南東翼地層傾向SE,傾角60°~80°,為一倒轉(zhuǎn)扁形復式向斜。復向斜內(nèi)次一級褶皺發(fā)育,區(qū)內(nèi)主要有沙灘腳向斜、破頭山背斜、黃山嶺向斜、馬鞍山—朱家沖背斜等。一般背斜狹窄,向斜寬廣。由于受后期構(gòu)造活動的影響,該類小褶皺多與區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造線方向有所差異,區(qū)內(nèi)更次一級小褶曲發(fā)育,控制了小礦體的形態(tài)。褶皺兩翼NW向橫斷層發(fā)育,且多為正長斑巖、輝綠巖充填。礦區(qū)為一單斜構(gòu)造,出露地層為三疊系下統(tǒng)殷坑組—南陵湖組,傾向SE,走向約60°。
(2)斷層。礦區(qū)僅發(fā)育一條斷層(F1),為逆斷層,總體走向NEE80°左右,地表均被第四系掩蓋,長3.50 km,傾向S,傾角60°~80°。區(qū)內(nèi)沿斷裂構(gòu)造角礫巖極為發(fā)育,角礫呈棱角狀,大者粒徑10~30 cm,小者粒徑1~10 cm,角礫成分主要為大理巖、角巖、矽卡巖,少量花崗閃長巖,硅質(zhì)及泥質(zhì)膠結(jié),并具輕微靡棱巖化。區(qū)內(nèi)斷裂帶寬2~13 m,錯距15~70 m,屬燕山晚期,為成礦后斷層。
(3)裂隙。礦區(qū)主要為順層的層間裂隙,產(chǎn)狀與巖層一致,一般為石英細脈貫入,在接觸帶附近裂隙寬數(shù)厘米至數(shù)十厘米不等,同時在花崗閃長巖中再一次形成裂隙,并被后期石英脈、方解石脈充填,產(chǎn)狀較亂,無規(guī)律,但規(guī)模較小。
(4)節(jié)理。礦區(qū)內(nèi)地表節(jié)理主要發(fā)育3組,產(chǎn)狀分別為320°∠82°、71°∠32°、84°∠68°。前一組較早,后2組較晚,最后一組常發(fā)育成小的滑動,往往錯斷矽卡巖及其他節(jié)理裂隙,為成礦后的構(gòu)造。深部發(fā)育有2組,產(chǎn)狀分別為75°∠80°、108°∠26°,裂隙密度1~3條/m2。
1.3 巖漿巖
(1)侵入巖。侵入巖主要為花崗閃長巖,侵入時代為燕山旋回晚期,分布于礦區(qū)大部分地區(qū),屬于沙灘腳巖體的一部分,呈巖株狀侵入,區(qū)內(nèi)出露總面積0.33 km2。巖石呈淺灰、深灰色,半自形粒狀、他形粒狀變晶結(jié)構(gòu),局部似斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。巖體主要成分為斜長石(50%~70%)、角閃石(5%~12%)、石英(2%~5%)、鉀長石(10%~16%)、黑云母(1%~2%),副礦物為榍石、磷灰石及磁鐵礦,原巖具綠泥石化、鉀長石化、硅化、矽卡巖化等,屬燕山旋回晚期產(chǎn)物。該巖體由南至北侵入,傾向S,接觸面平整,傾角較緩,一般為20°~45°,與圍巖產(chǎn)狀基本一致,為典型的整合型侵入接觸。
(2)脈巖。區(qū)內(nèi)脈巖較發(fā)育,主要為輝綠巖、輝綠玢巖,均為成礦期后貫入的脈體。
1.4 變質(zhì)作用及圍巖蝕變
(1)熱變質(zhì)作用。由于花崗閃長巖的侵入,使圍巖受到不同程度的熱變質(zhì)作用,地表近巖體處碳酸鹽巖均經(jīng)大理巖化,如二疊系、三疊系灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r變質(zhì)為大理巖、角巖,形成寬數(shù)米至百余米不等的熱變質(zhì)帶;深部各層位碳酸鹽巖變質(zhì)為大理巖;龍?zhí)督M砂巖、頁巖,大隆組硅質(zhì)巖亦變質(zhì)為角巖(或角巖化)、硅質(zhì)巖。
(2)交代變質(zhì)作用。由于花崗閃長巖的侵入致使圍巖產(chǎn)生了廣泛的接觸交代變質(zhì)帶,自巖體向圍巖分帶現(xiàn)象較明顯,地表表現(xiàn)為花崗閃長巖→層狀矽卡巖(石榴石矽卡巖)→(矽卡巖化)大理巖;深部表現(xiàn)為花崗閃長巖→矽卡巖(石榴石矽卡巖)→矽卡巖化大理巖、大理巖→角巖。交代變質(zhì)作用所形成的矽卡巖帶規(guī)模不一,形態(tài)各異。
(3)熱液蝕變。①黃鐵礦化,普遍發(fā)育于各種巖石內(nèi),尤以花崗閃長巖、矽卡巖化花崗閃長巖為最,黃鐵礦呈星點狀、浸染狀、局部細脈狀分布,并且特別富集于巖石節(jié)理裂隙中;②碳酸鹽化,常見于蝕變花崗閃長巖及矽卡巖中,表現(xiàn)為方解石呈團塊狀、細脈狀交代花崗閃長巖中的長石及暗色礦物,而在矽卡巖中則以填隙狀嵌布于石榴石、透輝石晶隙中;③硅化,發(fā)育于蝕變花崗閃長巖中,表現(xiàn)為部分長石類礦物被石英交代,局部集合體呈脈狀分布,與區(qū)內(nèi)銅鉬礦化關(guān)系較密切;④綠泥石化,沿長石晶隙、晶內(nèi)交代分布,局部交代黑云母,常見于蝕變的花崗閃長巖中;⑤高嶺土化,常見于花崗閃長巖中,局部見于上述熱液蝕變,均伴有強弱不一的金屬礦化現(xiàn)象,前3類熱液蝕變與銅礦化關(guān)系密切。
2.1 礦體地質(zhì)特征
2.1.1 礦體數(shù)目及規(guī)模
本研究共圈定了礦體15個,其中主礦體2個,編號分別為1#、8#;次要礦體1個,編號為6#;其余12個零星礦體,編號分別為2#~5#、7#、9#~15#。各礦體特征見表1。
2.1.2 礦體形態(tài)及產(chǎn)狀
1#礦體基本受三疊系下統(tǒng)和龍山組層狀矽卡巖帶控制,形態(tài)呈透鏡狀—似層狀,厚度不穩(wěn)定,走向近EW,傾向S,傾角30°~50°。8#礦體形態(tài)嚴格受三疊系下統(tǒng)和龍山組與花崗閃長巖接觸帶矽卡巖及層狀矽卡巖帶的共同控制,呈透鏡狀,厚度較穩(wěn)定,走向近EW,傾向S,傾角約30°。6#礦體形態(tài)嚴格受三疊系下統(tǒng)殷坑組層狀矽卡巖帶控制,呈透鏡狀,厚度較小,走向近EW,傾向S,傾角約30°。2#、3#、4#礦體形態(tài)均受三疊系下統(tǒng)和龍山組與花崗閃長巖接觸帶矽卡巖及層狀矽卡巖帶的共同控制,呈透鏡狀,走向近EW,傾向S,傾角約35°。5#礦體受三疊系下統(tǒng)和龍山組與花崗閃長巖接觸帶矽卡巖及層狀矽卡巖帶的共同控制,呈透鏡狀,走向近EW,傾向S,傾角20°~30°。7#礦體形態(tài)受三疊系下統(tǒng)和龍山組與花崗閃長巖接觸帶矽卡巖帶控制,呈透鏡狀,走向近EW,傾向S,傾角約20°。9#、14#、15#礦體形態(tài)受二疊系下統(tǒng)孤峰組層狀矽卡巖帶控制,呈透鏡狀,走向近EW,傾向S,傾角12°~23°。11#礦體形態(tài)受二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M底部角巖控制,呈透鏡狀,走向近EW,傾向S,傾角約22°。12#、13#礦體形態(tài)受二疊系下統(tǒng)孤峰組與花崗閃長巖接觸帶矽卡巖及層狀矽卡巖帶控制,呈透鏡狀,走向近EW,傾向S,傾角約22°。
2.2 礦石特征
2.2.1 物質(zhì)組分
結(jié)合礦區(qū)礦床11個鉆孔、光片36個、薄片41個鏡下鑒定結(jié)果以及地質(zhì)調(diào)查成果,共查明礦床共生礦物40種,其中硫化物11種,硅酸鹽礦物16種,碳酸鹽礦物4種,氧化物4種,磷酸鹽1種,氟化物1種,自然元素2種,鎢酸鹽1種。礦床礦物成分見表2。
2.2.2 化學成分
礦區(qū)礦床Cu平均品位1.07%,其中1#礦體Cu平均品位0.47%,8#礦體Cu平均品位0.68%,6#礦體Cu平均品位1.46%。
表1 礦體特征
表2 礦床礦物成分
2.2.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造
礦石結(jié)構(gòu)種類較多,主要為半自形—他形晶結(jié)構(gòu)、共邊結(jié)構(gòu)(環(huán)邊結(jié)構(gòu))、格狀結(jié)構(gòu)、乳滴狀結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造有浸染狀構(gòu)造、團塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、脈狀—網(wǎng)脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造等。
2.2.4 礦石類型
礦石自然類型主要為含銅矽卡巖(SKCu),極少量含銅角巖(HSCu)。
(1)圍巖條件。區(qū)內(nèi)三疊系下統(tǒng)和龍山組、殷坑組,二疊系下統(tǒng)孤峰組上段等地層均具有易交代的化學性質(zhì)活潑的碳酸鹽巖組合,而二疊系上統(tǒng)大隆組、龍?zhí)督M,二疊系下統(tǒng)孤峰組中均有硅質(zhì)巖、砂巖組合,對礦液運移、交代具有屏蔽作用,因此大范圍強烈的巖漿活動捕獲、同化了有利的成礦圍巖,經(jīng)交代變質(zhì)作用形成了以石榴石為主,少量透輝石、硅灰石等組成的矽卡巖帶;后期巖漿熱液選擇性的交代變質(zhì)作用,除形成透閃石、陽起石、石英等蝕變礦物外,在適合的物化條件下,沉淀富集了大量銅、硫等金屬硫化物。
(2)構(gòu)造條件。區(qū)內(nèi)繼承性多期次構(gòu)造活動,尤其是印支期—燕山期的褶皺、斷裂構(gòu)造運動致使圍巖產(chǎn)生了滑脫、破碎、層間裂隙構(gòu)造,為含礦熱液的暢通運移、富集堆積提供了有利的成礦空間。
(3)巖漿巖條件。區(qū)內(nèi)以燕山期為主的巖漿活動形成了大面積的花崗閃長巖侵入體,在巖漿分異演化過程中析出了豐富的含礦流體。區(qū)內(nèi)地層、構(gòu)造、巖漿巖、圍巖蝕變等條件均為銅礦化的有利條件,早期接觸交代變質(zhì)作用,形成了以石榴石等為主的矽卡巖帶造就了成礦原巖的基礎。隨后早期硫化物階段形成了石英、黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦,少量膠狀黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、白鐵礦、菱鐵礦、方解石、螢石等礦物,為礦床最主要的成礦階段;晚期硫化物階段進一步疊加,形成了石英、黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、膠狀黃鐵礦、白鐵礦、菱鐵礦、方解石、螢石等礦物,也成為礦床的主要成礦階段;期后低溫巖漿熱液活動,形成了以孔雀石、蘭輝銅礦為主的次生富集現(xiàn)象。綜上所述,初步認為區(qū)內(nèi)礦床成因類型屬中—低溫熱液交代(接觸+層控式)矽卡巖型銅礦床。
結(jié)合銅陵礦集區(qū)內(nèi)錢沖銅礦地質(zhì)工作成果,對礦區(qū)地質(zhì)特征、礦床地質(zhì)特征進行了分析,并對礦床成因進行了討論,認為區(qū)內(nèi)礦床成因類型屬中—低溫熱液交代(接觸+層控式)矽卡巖型銅礦床,地表接觸變質(zhì)帶、圍巖蝕變、矽卡巖帶及近巖體的層間裂隙構(gòu)造發(fā)育地段為有利的找礦標志。
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2016-08-05)
王 杰(1984—),男,助理工程師,244033 安徽省銅陵市獅子山區(qū)。