皖南障公山地區(qū)金銻礦地物化特征與成礦原因分析

胡永生

(華東冶金地質(zhì)勘查局屯溪地質(zhì)調(diào)查所，安徽 黃山 245000)

0 引言

障公山位于安徽南部，地處安徽黃山休寧縣和祁門縣城境內(nèi)，浙贛皖相鄰區(qū)是中國東部重要成礦區(qū)之一[1]。皖南障公山地區(qū)屬于該成礦區(qū)的障公山錫金-銅金成礦帶西部，也是尋找金礦及多金屬礦最有潛力的地區(qū)之一[2]。該區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，金屬礦化活動強(qiáng)烈，發(fā)現(xiàn)有金、銅、鉛、鋅、鎢、鉬、銻、鐵等多種金屬礦床(點)，如粒七灣鎢鉬礦、里東坑鉬礦、葛坑金礦、楊村鉛鋅礦、戴坑多金屬礦、小連口金礦、里廣山金銻礦和大邱田金礦等礦床(點)[3]。歷史上，曾有多家單位與科研院所在此開展過相關(guān)研究，取得了一些地質(zhì)成果，積累了有關(guān)地層、巖石、構(gòu)造、礦產(chǎn)、重砂、物化探等方面的寶貴資料。在前人研究的基礎(chǔ)上，整合梳理障公山地區(qū)地質(zhì)地球物理背景與地球化學(xué)特征，分析其成礦條件與成礦原因。

1 地質(zhì)背景分析

皖南障公山地區(qū)位于江南古隆起帶北東部(皖南南西部)，基底劃分為三大地質(zhì)塊體：北部基底為歷口構(gòu)造區(qū)，南西部基底為障公山構(gòu)造區(qū)，南東部基底為白際嶺島弧區(qū)[4]。評價區(qū)處在東西向祁門—三陽深大斷裂與北西向祁門—五城深大斷裂交匯地段南(南西)側(cè)(圖1)。上述兩大斷裂為基底構(gòu)造區(qū)劃分的邊界斷裂。晉寧造山運(yùn)動后，在江南古陸隆起帶內(nèi)部形成后南華紀(jì)凹陷沉積盆地。中生代于古隆起帶內(nèi)部及后南華紀(jì)凹陷沉積盆地上疊加了中生代斷陷盆地[5]。

圖1 皖南障公山地區(qū)構(gòu)造位置圖

1.1 區(qū)域地層

區(qū)域地層屬下?lián)P子地層區(qū)之江南地層分區(qū)。屬基底地層，故除屯溪—休寧中生代斷陷小盆地內(nèi)發(fā)育有侏羅—白堊系“紅層”巖系外，區(qū)域出露地層均為晚元古界溪口巖群淺變質(zhì)巖系由漳前(巖)組(Pt3z)、板橋(巖)組(Pt3b)、木坑(巖)組(Pt3m)和牛屋組(Pt3n)等組成的基底地層[6]。

晚元古界溪口巖群屬區(qū)域動力變質(zhì)形成的板巖—千枚巖系。巖石的粒度以砂—粉砂級和黏土級兩個粒級占絕對優(yōu)勢；碎屑物成分復(fù)雜，含大量巖屑；巖層具有遞變式韻律層理組成的復(fù)理石層和舌狀、長條狀、鱗片狀、肋骨狀等層面侵蝕構(gòu)造，發(fā)育交錯層、波狀層理、微細(xì)水平層理等，屬陸屑復(fù)理式建造類型，其內(nèi)常夾有變質(zhì)流紋質(zhì)凝灰?guī)r、流紋巖與玄武巖。中生界侏羅系—白堊系由河湖相的碎屑巖組成，屬于類磨拉石建造。

1.2 區(qū)域構(gòu)造

區(qū)域位于揚(yáng)子陸塊江南地塊障公山隆起北緣，夾持于祁門斷裂帶和障公山復(fù)背斜之間，多期變形強(qiáng)烈，主干構(gòu)造為近東西向及北東向。由一系列近東西向—北東東向同斜—緊閉倒轉(zhuǎn)背、向斜(形)褶皺構(gòu)造和北東向斷裂構(gòu)造、韌性剪切帶組成[5]。

1.2.1 褶皺構(gòu)造

區(qū)域上褶皺構(gòu)造極為復(fù)雜，主體為障公山巨型復(fù)背斜之北翼，區(qū)域上稱之為障公山東西向構(gòu)造帶，構(gòu)造帶主體位于皖贛交界的障公山一線，即北緯30°35′，主體為尖嶺廟—芳村復(fù)背斜，規(guī)模不等的同斜倒轉(zhuǎn)背、向斜甚為發(fā)育，軸面多向南傾斜，部分傾向北，軸向一般呈北東東—北東向，部分地段為近東西向。原始層理被多期褶皺軸面面理構(gòu)造置換，巖層強(qiáng)烈構(gòu)造疊置呈“單斜”狀構(gòu)造，片理、糜棱面理及剪切揉皺十分發(fā)育，褶皺形態(tài)常形成一種簡單褶皺的假象，或為“單斜”形態(tài)，軸面劈理較陡立。從構(gòu)造形跡分析，褶皺構(gòu)造體現(xiàn)了皖南地區(qū)基底固結(jié)構(gòu)造行跡特征，以近東西向構(gòu)造線為主，其褶皺形態(tài)多變，受構(gòu)造改造部分地段東西向褶皺軸向成北東東向。主要有石跡山樟村倒轉(zhuǎn)背斜、蘆溪—羅家尖倒轉(zhuǎn)向斜等。

1.2.2 斷裂構(gòu)造

區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)育，近東西向為基底構(gòu)造，以NE向斷裂為區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造，構(gòu)成了本區(qū)域主要構(gòu)造格架。障公山地體邊界的斷裂構(gòu)造，主要有：祁門—三陽深斷裂、祁門—五城斷裂、障公山東西向構(gòu)造帶。障公山區(qū)內(nèi)發(fā)育的斷裂構(gòu)造主要有：漁亭—里東坑斷裂、平里斷裂、馮村—小連口斷裂漳前斷裂五龍山斷裂等。

1.3 巖漿巖

區(qū)域內(nèi)巖漿活動強(qiáng)烈而頻繁，具多期性，但以燕山中、晚期侵入活動為主，南部區(qū)域有晉寧期火山巖。

2 地球物理特征

物探重力和航磁異常反映深部區(qū)域性地質(zhì)現(xiàn)象的地球物理信息，皖南障公山的重力異常特征為：區(qū)內(nèi)出露由漳前(巖)組(Pt3z)、板橋(巖)組(Pt3b)、木坑(巖)組(Pt3m)和牛屋組(Pt3n)等組成的淺變質(zhì)碎屑巖系，巖漿巖較發(fā)育。重力異常主體位于皖贛交界地帶，東西走向，其中心位于江西一側(cè)，場值-40×10-5m/s2。舍會山—板橋一帶出露的板橋(巖)組(Pt3b)巖石平均密度大于2.7×103kg/m3，顯然重力異常不是地表巖層引起的，有學(xué)者認(rèn)為該“畸變”的重力低由障公山背斜核部發(fā)肓的東西向隱伏構(gòu)造巖漿巖帶引起。平里一帶重力等值線呈北東東向平緩展布反咉巖層分布比較穩(wěn)定。

障公山航磁異常區(qū)北與江南過渡帶異常相連接，西南延入江西省。區(qū)內(nèi)出露由漳前(巖)組(Pt3z)、板橋(巖)組(Pt3b)、木坑(巖)組(Pt3m)和牛屋組(Pt3n)等組成的淺變質(zhì)碎屑巖系為弱磁性或無磁性，航磁異常區(qū)為區(qū)域低背景場，局部異常大多分布皖贛交界地帶，異常帶走向北東東向，反映與重力異常特征相一致，可能由障公山背斜核部發(fā)肓的東西向隱伏構(gòu)造巖漿巖帶引起。局部異常規(guī)模小，大多為數(shù)平方千米，場值為-50～+100 nT。經(jīng)分析認(rèn)為航磁異常均由中酸性侵入巖引起。

3 地球化學(xué)特征

障公山所在區(qū)域?qū)偻钅仙絽^(qū)，地貌以中—低山為主，且地形切割強(qiáng)烈，河谷常呈“V”字形，山坡坡度較陡[7]。

該區(qū)地處中亞熱帶北緣，氣候濕潤，四季分明，巖石的物理、化學(xué)風(fēng)化強(qiáng)烈，有利于土壤的形成。查區(qū)內(nèi)殘坡積發(fā)育，土壤屬黃紅壤，殘積層厚度一般在20～30 cm，坡積層則厚度較大(數(shù)十厘米～數(shù)米)，土壤pH值在4.5～6.5左右，主要呈酸性—弱酸性，有利于微量元素從巖石析出，對開展水系沉積物、土壤地球化學(xué)測量工作較為有利。

3.1 區(qū)域地球化學(xué)異常特征

障公山地區(qū)的淺變質(zhì)巖區(qū)是Cr、Ni、Cu、Sn高背景區(qū)和Pb、V、Ba低背景區(qū)，本次中部、南部為W、Sn、Mo、Bi的局部富集異常帶，與中生代巖漿巖關(guān)系密切。

Au異常分布位于障公山中、南部，異常可分為兩個亞帶，即小連口—里廣山亞帶和障源—通天灣亞帶。前者異常區(qū)地質(zhì)背景為板橋組，且發(fā)育北東東向斷裂構(gòu)造；后者與木坑組內(nèi)近順層產(chǎn)出的蝕變玄武巖及構(gòu)造蝕變帶有關(guān)，異?？傮w呈北東東向。異常三帶齊全，濃集中心明顯，呈帶狀分布，并伴有As異常。

Sb異常主要分布評價區(qū)南部的小連口—查山—里廣山一帶和北部的里東坑鳧峰地區(qū)，南部異常為近東西向，而在楊村、里廣山、查山、戴坑一帶，異常濃集中心明顯近南北向分布。局部伴有As、Hg異常。區(qū)有發(fā)育北東東向斷裂構(gòu)造，沿斷裂構(gòu)造帶有閃長玢巖、石英閃長玢巖和花崗斑巖侵入。

3.2 區(qū)域地層微量元素含量特征

障公山地區(qū)不同地層單元微量元素富集組合有較大差異，Au、Ag、Cu元素平均含量與皖南地區(qū)一致，低于克拉克值，尤其是Au含量低于克拉克值近4倍。但本區(qū)域Cu元素平均含量略高于皖南地區(qū)地層含量。Pb、Zn、Mo、Sb、As元素平均含量高于克拉克值，尤其是Pb、Mo兩元素平均含量遠(yuǎn)高于克拉克值，可達(dá)數(shù)倍；其中，Zn、Sb、As元素平均含量略高于皖南地區(qū)地層含量，而Mo平均元素含量略低于皖南地區(qū)地層含量。Au、Sb、Pb等成礦元素在區(qū)域部分地層單元巖石中含量變化較大，即離差和變化系數(shù)大，尤其Au、Sb兩元素在木坑巖組、牛屋巖組中含量體現(xiàn)出的離差和變化系數(shù)最大，Pb元素在板橋巖組上段及木坑巖組中含量離差和變化系數(shù)較大，說明這些成礦元素，具有相對富集的特征，在深部熱液(巖漿熱液活動)作用下出現(xiàn)活化轉(zhuǎn)移，進(jìn)而可在有利部位富集成礦。Ag、Zn、Mo元素在本區(qū)域地層巖石中含量變化小，離差和變化系數(shù)不大。即使地層巖石中Zn、Mo元素含量高于克拉克值，它們也未出現(xiàn)相對富集，說明本區(qū)域鉬、銀、鋅等金屬礦產(chǎn)成礦物質(zhì)很少源于地層巖石。

3.3 地層微量元素分布特征

在障公山地區(qū)Au元素含量低于克拉克值近4倍，但是Au元素的分布不均勻，不同的地質(zhì)單元中均有明顯的差異。根據(jù)區(qū)域地化調(diào)查數(shù)據(jù)，Au與其他元素相關(guān)性較??；Cu與Pb、Zn、Ag、Bi、W、Mo等元素相關(guān)性較好。W與Mo元素相關(guān)性較好，與Sn元素相關(guān)性極小。充分說明了本區(qū)域內(nèi)金礦異常多為簡單的元素組合出現(xiàn)。銻與砷有一定的相關(guān)性，從而解釋了皖南地區(qū)大部分銻礦中不含金的現(xiàn)象，而以單獨礦化出現(xiàn)。

3.4 區(qū)域巖漿巖微量元素含量特征

與相應(yīng)巖漿巖微量元素含量相比，本區(qū)域所有巖漿巖顯示富集Bi、Sb、As、Co等元素，尤以Bi達(dá)數(shù)十倍乃至上千倍。Au元素在本區(qū)巖漿巖中含量偏低。但在部分燕山晚期花崗巖中有明顯的富集趨勢?？傮w上，Ag、Cu、Pb、Zn、元素在巖漿巖中均出現(xiàn)富集，且以燕山期中酸性巖體中富集最為顯著。W、Sn、Mo元素在燕山期花崗閃長斑巖、花崗巖中含量遠(yuǎn)高于我國華南和世界花崗巖類平均值。

4 綜合分析

皖南障公山地區(qū)漳前(巖)組(Pt3z)、板橋組(Pt3b)、木坑組(Pt3m)和牛屋組(Pt3n)主要分布于休寧縣西南部、祁門縣南部，其南部和西部與江西省毗鄰。以變質(zhì)砂巖、板巖和千枚巖組合為主體，變形強(qiáng)烈，但又保留斜層理、粒序?qū)永淼仍练e構(gòu)造，構(gòu)成了該構(gòu)造區(qū)強(qiáng)變形帶與弱變形域組合的有別于其他區(qū)域基底特征的特殊地質(zhì)現(xiàn)象。區(qū)域內(nèi)Cu、Pb、Zn含量在本區(qū)普遍較低，缺少高含量的含礦層位。W、Mo、Bi含量在各組巖石組合中普遍較低。Au、Ag含量在漳前巖組中含量較低。Au在板橋組和牛屋組中部分巖在含量較高，特別是牛屋組中薄層粉砂巖Au、Sb含量值得關(guān)注。

區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)的金銻鉛鋅多金屬礦多與區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造關(guān)系密切，在影響礦床形成和分布的各種地質(zhì)因素中，構(gòu)造作用是十分重要的。按構(gòu)造與礦化的時間關(guān)系劃分為成礦前構(gòu)造、成礦期構(gòu)造和成礦后構(gòu)造。其中成礦構(gòu)造往往是含礦巖槳和礦液運(yùn)移通道和成礦物質(zhì)的富集場所；成礦期構(gòu)造是成礦作用過程中發(fā)育的構(gòu)造作用，常影響礦床的富集條件，造成礦體結(jié)構(gòu)、成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦石質(zhì)量的變化；成礦后構(gòu)造則造成已經(jīng)形成的礦體在形態(tài)位置和礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造的改變，進(jìn)而影響礦石質(zhì)量的變化。

5 結(jié)論

(1)區(qū)域多金屬礦化活動較為強(qiáng)烈，發(fā)現(xiàn)有金、銅、鉛、鋅、鎢、鉬、銻、鐵等多種金屬礦床(點)，多為小型礦床或礦點。

(2)主導(dǎo)控礦因素為構(gòu)造—巖漿作用，斷裂帶和韌性剪切帶是金礦成礦的最有利地段。其中變質(zhì)作用與變質(zhì)巖層的含金性也是不可忽視的成礦物質(zhì)來源因素之一。近東西向構(gòu)造巖漿巖帶與北東—北東東向斷裂為多金屬成礦主要控制因素，多數(shù)礦產(chǎn)(礦化)同時受兩者控制，分屬不同的礦化帶。

(3)區(qū)域內(nèi)生金屬礦床成因類型主要有斑巖型、高中溫?zé)嵋撼涮睢淮汀⒅械蜏責(zé)嵋撼涮钚?、?gòu)造破碎蝕變巖型及它們相互間的復(fù)合類型。不同金屬礦種主要礦化類型又各不相同。多金屬礦成礦活動主要與燕山期花崗巖、花崗閃長巖相關(guān)。成礦元素主要來源于巖漿，屬深源產(chǎn)物。中酸性小型巖株、巖枝、巖脈是區(qū)域內(nèi)生金屬礦成礦母巖。

(4)銻、鉛、鋅等多金屬礦成因類型主要為中低溫?zé)嵋撼涮钚?，礦體也主要賦存于北東向斷裂及其派生次級或低序次裂隙中，其產(chǎn)出形態(tài)、具體賦存位置、礦化強(qiáng)度等同樣受控于斷裂構(gòu)造。礦質(zhì)主要來源于中基性的閃長玢和石英閃長玢巖體。

(5)多數(shù)銻礦中不含金的現(xiàn)象，以單獨礦化形式出現(xiàn)。