安徽省廬江縣礬母山硫鐵礦地質(zhì)特征及成因淺析

呂玉琢

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局327地質(zhì)隊， 安徽合肥 230011）

0 引言

廬樅盆地是長江中下游成礦帶重要鐵—銅多金屬礦集區(qū)之一，是中國東部重要陸相火山巖盆地，發(fā)育一系列金屬—非金屬礦床，已探明的有羅河鐵礦、小包莊鐵礦、沙溪銅金礦、東顧山鎢多金屬礦、大包莊硫鐵礦等。礬母山硫鐵礦是近年來新發(fā)現(xiàn)的礦床[1]，位于廬樅盆地中部，該礦床的發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步豐富了廬樅盆地的礦化類型，本文通過對該礦床地質(zhì)特征及成因研究，為下一步廬樅盆地該類型礦床勘查工作提供了依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

廬樅盆地位于長江中下游銅—鐵—金—硫成礦帶中部，行政區(qū)劃屬安徽省廬江縣和樅陽縣，由陸相火山巖構(gòu)成其主體，主要形成于中生代早白堊世，由龍門院旋回（K1l）、磚橋旋回（K1zh）、雙廟旋回（K1sh）和浮山旋回（K1f）四個火山噴發(fā)旋回構(gòu)成[2～3]。廬樅盆地受三組深大斷裂控制，發(fā)育一套粗玄巖—玄武粗安巖—粗面巖的富堿橄欖安粗巖系。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礬母山地區(qū)位于廬樅盆地中西部，在大包莊硫鐵礦東南2.5km處，羅河鐵礦東南5km處（圖1），是近年新發(fā)現(xiàn)的硫鐵礦床，根據(jù)儲量估算，礬母山硫鐵礦規(guī)?？蛇_(dá)中型。

2.1地層

礬母山硫鐵礦區(qū)出露地層為下白堊統(tǒng)第二旋回—磚橋組火山碎屑巖系地層[4～5]，韻律明顯。磚橋組下段主要由晶屑凝灰?guī)r、角礫凝灰?guī)r和薄層輝石粗安巖構(gòu)成，受強(qiáng)烈蝕變改造，也是主要賦礦層位。磚橋組上段由層狀凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)粉砂巖和沉角礫凝灰?guī)r構(gòu)成，主要為紫紅色，部分為灰白色，出露于礦區(qū)南部。

圖1 礬母山礦區(qū)地質(zhì)簡圖Figure 1.Geological sketch of the Fanmushan mineral district

2.2構(gòu)造

礬母山硫鐵礦區(qū)構(gòu)造以斷裂為主，褶皺構(gòu)造不發(fā)育。區(qū)內(nèi)斷裂為北西向區(qū)域斷裂帶，主要分布于羅河至礬母山一帶，該斷裂帶是由數(shù)條平行斷層構(gòu)成的，斷層長十余千米，寬可達(dá)一千余米，斷層走向在北西310°～330°之間，傾角在50°～70°之間，傾向南西。

2.3巖漿巖

礬母山地區(qū)未見大的侵入體，在地表和深部僅見呈脈狀、透鏡狀小巖體，成礦母巖為閃長玢巖。另該區(qū)可見粗安斑巖、正長斑巖、細(xì)晶正長巖及安山玢巖等脈巖，脈巖與成礦作用無關(guān)。

閃長玢巖侵入磚橋組下段地層中（圖2），呈巖鐘式，手標(biāo)本呈灰色，殘余斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶由斜長石、角閃石、輝石構(gòu)成，基質(zhì)為微晶粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。發(fā)育較強(qiáng)蝕變作用。

2.4蝕變及礦化

礦區(qū)賦礦圍巖為磚橋組下段凝灰質(zhì)粉砂巖、凝灰?guī)r、角礫凝灰?guī)r以及粗安巖，圍巖發(fā)育較強(qiáng)硅化、明礬石化、高嶺石化、硬石膏化，發(fā)育較輕絹云母化，碳酸鹽化。礦化主要為黃鐵礦化。

根據(jù)圍巖蝕變礦物組合，可劃分三個蝕變帶，自上而下分別為高嶺石化—水云母化帶、次生石英巖帶、硅化—硬石膏化—黃鐵礦化帶。其中，硅化—硬石膏化—黃鐵礦化帶又稱“三化巖”，原巖為磚橋組下部火山碎屑巖，蝕變巖呈灰色、灰白色，蝕變礦物為石英、硬石膏和黃鐵礦，含少量明礬石，石英、硬石膏、明礬石呈粒狀集合體，黃鐵礦呈微粒浸染狀不均勻分布，可構(gòu)成工業(yè)礦體，是礦區(qū)最重要的蝕變帶。次生石英帶分布于“三化巖”帶上方，為礦區(qū)礦化提供了相對密閉的空間。

3 礦區(qū)地球物理特征

地球物理特征對該區(qū)的找礦具有比較重要的指示作用，其中礦區(qū)西北部的羅河鐵礦、大包莊硫鐵礦均為驗證重磁異常所發(fā)現(xiàn)的礦床。本區(qū)硫鐵礦體主要分布在大包莊東側(cè)—烏鴉塘—賀家山一帶。通過本次物探工作發(fā)現(xiàn)，這一帶的具有較為明顯的重力和激電異常，是尋找礦體的有效指示。

烏鴉塘地區(qū)，存在一重力異常幅值為0.4×10-5m/s2，長約500m，寬約300m，走向近南北向；頻譜激電異常LJCR-2線在9600～9800點間，視充電率ms異常較強(qiáng)，并且有中等偏低的視時間常數(shù)τS、低視頻率相關(guān)系數(shù)CS、低電阻率相對應(yīng)。具“低電阻率、高極化率、低時間常數(shù)、低頻率相關(guān)系數(shù)”的一高三低特征，綜合評價該異常較好，為I類異常，主體埋深大概在600m左右。

賀家山一帶淺源布格重力異常亦呈南北向展布，△Gmax為0.45×10-5m/s2,該異常強(qiáng)度亦與大包莊鐵礦區(qū)的反映相同。在這一深度上梯級帶特征以及環(huán)繞火山洼地分布的特征已不明顯，僅隱約可見，說明其深部與淺表的構(gòu)造條件有所差異?！鱖化極異常的各種特征均與大包莊鐵礦區(qū)所反映的相應(yīng)特征大致相同，其△Z化極異常為800nT左右，△T化極深源場為300nT；在重力異常區(qū)內(nèi)視充電率ms異常較強(qiáng)，并且有高視時間常數(shù)τS、低視頻率相關(guān)系數(shù)CS、低視電阻率ρS相對應(yīng)，符合“低電阻率、高極化率、高時間常數(shù)、低頻率相關(guān)系數(shù)”的二高二低特征，綜合評價該異常較好，礦化體埋深約700m左右。

通過鉆探驗證均在深部發(fā)現(xiàn)硫鐵礦體，黃鐵礦主要賦存在“三化巖”中，進(jìn)一步分析認(rèn)為，烏鴉塘、賀家山地區(qū)存在較厚的“三化巖”，三化巖密度為2.8×103～2.9×103kg/m3，高于圍巖0.1×103～0.2×103kg/m3(剩余密度)，推測其是引起該區(qū)重力和激電異常的主要原因。

4 礦體特征

4.1礦體基本特征

圖2 廬江縣礬母山硫鐵礦地質(zhì)剖面圖Figure 2.Geological section of the Fanmushan pyrite ore deposit in Lujiang County

礬母山硫鐵礦為中型硫鐵礦床，含1個主礦體，編號為Ⅰ，2個次級礦體，編號為Ⅱ、Ⅲ，另有其他小礦體12個。Ⅰ號硫鐵礦體為全區(qū)最大礦體，約占礦床資源量70%，賦存在標(biāo)高-300m左右，平均厚度18m，賦存地層為磚橋組下段凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)粉砂巖中。礦體形態(tài)走向為北東—南西方向，呈似層狀產(chǎn)出，傾角平緩。Ⅱ號硫鐵礦體賦存在標(biāo)高-440m左右，Ⅲ號硫鐵礦體賦存在標(biāo)高-500m左右，2個次級礦體賦存在磚橋組下段凝灰?guī)r、角礫凝灰?guī)r中，走向為北東—南西方向，呈似層狀產(chǎn)出，傾角平緩。

4.2礦物組分

金屬礦物主要為黃鐵礦，少量黃銅礦、赤鐵礦。脈石礦物主要為硬石膏、石英，少量明礬石、絹云母、高嶺石等。礦床有用元素S賦存在黃鐵礦中，礦石礦物組合為石英—硬石膏—黃鐵礦。

黃鐵礦可分三類，分別為膠狀黃鐵礦、微細(xì)粒黃鐵礦和中—細(xì)粒黃鐵礦。膠狀黃鐵礦呈黃白色，為硫鐵礦體主要工業(yè)礦物，呈膠狀、團(tuán)塊狀產(chǎn)出，顯微鏡下可見微粒狀結(jié)合體，粒徑在0.01～0.05mm之間。細(xì)粒黃鐵礦顯微鏡下反射色呈黃白色，呈細(xì)脈浸染狀產(chǎn)出，粒徑在0.05～0.25mm之間。中—細(xì)粒狀黃鐵礦呈黃白色，局部可見，呈細(xì)脈狀產(chǎn)出，自形粒狀結(jié)構(gòu)，粒徑在0.5～2.5mm之間。

4.3礦石化學(xué)組分

礦床的有用元素為Ss，主要賦存在黃鐵礦中。全礦床硫鐵礦體中Ss平均品位9.37%。其中Ⅰ號硫鐵礦體Ss平均品位9.51%。Ⅰ號硫鐵礦體Ss變化系數(shù)為7.90%，屬變化均勻型；另外礦石中伴生有銅、鉛、鋅等元素；伴生有害組分鉛、鋅、砷均低于允許含量，僅氟（F）高于一般的允許含量。本礦床硫鐵礦石中平均含氟（F）0.20%。氟（F）主要賦存于螢石及氟磷灰石中，而黃鐵礦中含氟在0.01%以下。

4.4礦石類型

礦石自然類型分為浸染狀礦石、細(xì)脈浸染狀、角礫狀礦石等自然類型；礦石工業(yè)類型為硬石膏巖黃鐵礦礦石。

5 礦床成因淺析

通過對礬母山硫鐵礦區(qū)域地質(zhì)背景、地層、構(gòu)造、巖漿巖和礦體特征研究分析，本礦床主要特征如下：

（1）礬母山硫鐵礦的賦礦層位為磚橋組下段凝灰?guī)r等火山碎屑巖。閃長玢巖體侵入磚橋組下段火山碎屑巖中，為礬母山硫鐵礦提供了熱液來源。

（2）礬母山硫鐵礦礦體主要呈似層狀，礦體產(chǎn)狀與圍巖地層產(chǎn)狀基本一致。礦體受磚橋組下段火山碎屑巖地層和閃長玢巖體接觸帶控制。

（3）礬母山硫鐵礦圍巖蝕變?yōu)楣杌⒂彩嗷忘S鐵礦化，構(gòu)成礦石礦物組合為石英—硬石膏—黃鐵礦，是礦區(qū)主要礦石礦物組合。在“三化巖”帶之上，發(fā)育次生石英巖化帶，形成了較好的成礦密閉空間，為成礦物質(zhì)存儲提供了條件。

（4）礦石類型主要為膠狀黃鐵礦，可見其環(huán)帶狀，具沉積特征。

（5）礬母山硫鐵礦屬火山沉積—熱液蝕變充填交代型硫鐵礦床，通過早白堊系火山噴發(fā)沉積形成磚橋組下段火山碎屑巖礦胚層，疊加后期閃長玢巖體熱液蝕變改造，形成次生石英巖蝕變帶，起到屏蔽作用，經(jīng)過硅化—硬石膏化—黃鐵礦化蝕變改造，形成礬母山硫鐵礦體。

6 結(jié)論

（1）礬母山硫鐵礦床是與深部閃長玢巖有關(guān)的熱液交代型礦床，主要分布在巖體隆起上部的火山巖地層中。

（2）根據(jù)地球物理特征，可以發(fā)現(xiàn)重力、激電異常對尋找硫鐵礦體具有較好的指示作用，硫鐵礦體所賦存的“三化巖”是引起異常的主要原因。

（3）根據(jù)與周邊礦床進(jìn)行對比可以發(fā)現(xiàn)，本礦床深部所見磚橋組火山碎屑巖，巖石明礬石化、黃鐵礦化、硅化、硬石膏化十分強(qiáng)烈，這和羅河、大包莊鐵礦上部淺色蝕變帶基本一致。根據(jù)最新的研究成果，羅河鐵礦床的的礦體具有明顯的分帶性，從上往下依次為硬石膏礦體—硫鐵礦體—鐵硫混合礦體—磁鐵礦體—深部磁鐵礦體（小包莊鐵礦）。由于以往勘探深度不夠，大包莊礦區(qū)及礬母山礦區(qū)深部均有可能存在羅河式的厚大磁鐵礦體。