虎穴嶺銅鉛鋅礦床地質特征及成因探討

楊友進，馬 冬

(安徽省地質礦產勘查局326地質隊，安徽 安慶 246000)

引言

虎穴嶺銅鉛鋅礦床位于安徽省懷寧縣清河鄉溫橋村境內，礦體位于董嶺背斜的次級褶皺溫家橋背斜傾伏端，賦存于奧陶系地層層間破碎帶。本文通過對虎穴嶺銅鉛鋅礦床地質特征的綜合研究，分析探討了礦床的成因，對寒武系董嶺群地層為核部的董嶺背斜周邊尋找中低溫熱液型銅鉛鋅多金屬礦產具有一定的指導作用[1-3]。

1 礦區地質特征

礦區位于長江中下游以銅為主的多金屬成礦帶安慶段。大地構造單元屬揚子準地臺，下揚子臺坳，長江褶皺斷裂帶、宿松—廬江斷隆，北西以獨秀山大斷裂與潛山斷凹分界，南東以頭坡斷裂與沿江斷凹相鄰。褶皺、斷裂發育，構造線呈北東—南西方向[4-5]。

1.1 地層

礦區出露的地層見表1。

1.2 構造

礦區的溫家橋倒轉背斜是本區主要褶皺構造，屬董嶺背斜的次級構造。其核部為下奧陶統侖山組，兩翼依次為中、上奧陶統湯山組、湯頭組、五峰組及下志留統高家邊組。背斜軸向近南北、向北北東傾狀，東翼地層產狀正常，傾角30o～50o，西翼地層倒轉，傾角60o～75o(見圖1)。

礦區內斷裂構造發育，以橫向平移斷層為主，其次有正斷層。前者以區域性的F1平移斷層為代表，且派生出數條次級小斷層。

1.3 巖漿巖

礦區內主要巖漿巖為燕山晚期痘母尖花崗閃長巖體，位于礦區東北角，晚期有多種巖脈穿插。

痘母尖巖體礦物成分特征：斜長石48%～53.5%、鉀長石19.3%～23.0%、石英20.9%～24.3%、黑云母1.3%～8%、角石閃石0%～2.5%、副礦物0.5%～1.2%。巖石化學特征為：平均含量SiO268.92%、TiO20.23%、Al2O315.37%、Fe2O30.68%、FeO 2.46%、MnO 0.04%、MgO 0.72%、CaO 2.64%、Na2O 3.98%、K2O 3.82%、SO30.08%、P2O50.09%。按查氏化學分類，巖體為偏鋁過飽和的正常成分類型。

表1 地層特征簡表

圖1 虎穴嶺銅鉛鋅礦地質簡圖

1.4 變質作用

區內變質作用主要有區域變質、接觸變質及近礦圍巖熱液蝕變作用。區內巖層都經受中、低級區域變質作用，灰巖、白云巖變質為細粒或中粒大理巖及白云石大理巖；碳質頁巖變為碳質板巖；頁巖、粉砂質頁巖變為千枚巖。

接觸變質作用沿痘母尖巖體與圍巖接觸帶發生，主要表現為強弱不等的角巖化。

近礦圍巖熱液蝕變主要表現為硅化、碳酸鹽化、重晶石化，次有綠泥石化、透輝石化等中低溫熱液蝕變，其中硅化、碳酸鹽化、重晶石化與礦化關系密切，蝕變強則礦化也強，含礦品位增高，蝕變微弱或沒有蝕變則一般沒有礦化。

2 礦床地質特征

2.1 礦體特征

礦區有大小7個礦體。Ⅵ號主礦體，其余礦體為次要礦體。

Ⅵ號礦體為銅礦體，伴生鉛、鋅、銀。礦體位于背斜傾沒端的湯山組與侖山組上段大理巖層間，受層間破碎帶控制(見圖2)，產狀與頂底板圍巖一致，為一近似層狀礦體，呈弧形彎曲。走向約69o，長315 m，傾向北西，深部倒轉，傾向南東，礦體賦存標高為55～-222 m。礦體最厚8.50 m，最薄1.75 m，平均厚4.16 m，厚度變化系數67%，屬變化較穩定類型。Ⅵ號礦體占礦區總量96.3%。礦體平均化學成分為Cu 0.52%、Pb 0.25%、Zn 0.6%、Ag 85.26 g/t、As 0.161%。

Ⅶ號礦體也為銅礦體，伴生鉛、鋅、銀。礦體仍是含礦角礫巖，受層間破碎帶控制，位于Ⅵ號主礦體上盤，為一透鏡狀礦體，產狀與Ⅵ號主礦體一致，走向長150 m，賦存標高度-60～-200 m。

I-V號礦體為鉛礦體，伴生銅、鋅，賦存于背斜傾沒端的湯山組內，受層間破碎帶控制，賦存標高-19.5～78 m。

圖2 虎穴嶺銅鉛鋅礦32線地質剖面圖

2.2 礦石類型及特征

礦石自然類型為角礫狀礦石。工業類型礦體上部為鉛鋅礦石，下部為銅礦石，伴生鉛、鋅、銀。

礦石結構主要有：1)他形粒狀結構：金屬礦物呈他形散布，粒度一般0.1～0.5 mm。2)半自形粒狀結構：膠結物中金屬礦物自形程度較高，他形—半自形，粒度一般0.8～2.0 mm。有的聚合為團塊，呈聚合斑狀結構。

礦石構造主要有：1)角礫狀構造。角礫成分為大理巖、白云石化大理巖和重晶石脈、石英脈碎塊，膠結物為重晶石脈、石英脈、硅質碳酸鹽脈、方解石脈。金屬礦物呈星點狀、團塊狀及細脈狀分布于大理巖角礫和膠結物中。2)浸染狀構造。金屬礦物呈星點狀、細脈狀分散浸染于硅化白云石化大理巖角礫內。

礦石礦物成分：金屬礦物以黃銅礦、砷黝銅礦、方鉛礦、閃鋅礦為主，次為黃鐵礦、磁黃鐵礦，微量為銀金礦、藍輝銅礦，次生為孔雀石、銅藍、鉛黃；脈石礦物以方解石、白云石、石英、重晶石為主，次為絹云母、綠泥石，微量為石墨、電氣石、磷灰石，次生為黏土礦物。

礦區金屬礦物的世代及生成順序：礦化有多階段特征，主要金屬礦物都有兩個世代。晚世代礦物交代、穿插早世代礦物。礦物生成順序為：黃鐵礦(1)—方鉛礦(1)—閃鋅礦(1)—黃銅礦(1)—黝銅礦(1)—黃鐵礦(2)—方鉛礦(2)—閃鋅礦(2)—黃銅礦(2)—黝銅礦(2)—孔雀石、銅藍、鉛黃。

2.3 礦體圍巖特征

主礦體Ⅵ號礦體頂板是湯山組下部含泥質條帶大理巖或細粒大理巖，底板是侖山組上段中粒大理巖。頂底板大理巖往往硅化、白云石化，自礦體由近至遠，蝕變逐漸減弱，蝕變寬度一般小于10 m。局部頂底板大理巖內見微弱礦化。

3 成礦控制因素分析

3.1 構造控礦因素分析

從礦(化)體賦存的位置可以看出，或位于斷裂構造破碎帶、或位于褶皺轉折端的破碎帶。巖石沒有破碎基本上就沒有礦化出現。這表明巖石破碎，特別是巖層褶皺強烈，在轉折端層間虛脫而形成層間破碎帶，成為含礦熱液的有利活動通道和場所。

3.2 巖性及層位控礦因素分析

區內礦化都位于湯山組及侖山組上段大理巖內，主要工業礦體則位于二者之間或湯山組的層間破碎帶。含礦熱液進入大理巖內活動，物理、化學環境的改變促使礦質沉淀。主要原因：一是由于湯山組下部含泥質條帶大理巖巖性不均一，湯山組上部細粒大理巖與湯頭組含泥質瘤的瘤狀大理巖巖性差異大，受褶皺構造作用，地層易于破碎，形成了礦液活動通道及礦質沉淀聚集場所；二是大理巖或白云石大理巖化學性質活潑，活性組分高，對含礦熱液中的礦質凝聚起助凝作用。

3.3 屏蔽構造因素分析

礦體外圍為高家邊組與五峰組的千枚巖、板巖，未見礦化，僅見有礦化暈異常。該巖石結構致密，性質穩定，形成一個屏障，能夠阻隔含礦流體的散失、逃逸。屏蔽層使礦液活動有一個封閉的環境空間，含礦熱液在此空間中即大理巖破碎帶中反復活動，從而形成礦體。

從礦石結構、構造及礦物多世代性出現也可以看出，成礦活動具有多期次特征，是含礦熱液化反復作用的結果。

熱液活動早期處于貧硫富氧的氧化環境；隨著重晶石的沉淀，熱液處于半硫還原環境；伴隨硅化、白云石化，Fe、Pb、Cu、Ag、As等元素以硫化物的形式先后析出。由于熱液多次活動，硫化礦物才具有多世代的特征。晚期隨著硫以硫化礦物形式析出，熱液溫度亦下降，又處于氧化環境，造成方解石、硅質，碳酸鹽脈穿插，最后礦化活動結束。

3.4 巖漿巖控礦因素分析

據《安徽省懷寧縣痘母尖巖體含礦性初步研究》報告，礦體與痘母尖花崗閃長巖未見成因關系，礦區深部地層未見明顯蝕變，巖體后期巖漿熱液成礦因素較小，但痘母尖花崗閃長巖的侵入為成礦提供了大量的熱能。

從礦層內重晶石量多且分布廣泛、礦床受構造控制、礦化近乎孤立存在等情況來看，具有滲濾熱鹵水成礦特征。至于含礦熱液的來源，可能來自富含成礦元素的高家邊組下段及五峰組的炭泥質巖層。

4 結論

筆者通過對虎穴嶺銅鉛鋅礦床地質特征的綜合研究，認為本礦床屬中低溫熱液充填型礦床。成礦受地層巖性組合和構造控制，構造破碎帶是含礦熱液的有利活動通道和活動場所；屏蔽構造能夠阻隔含礦流體的散失、逃逸；大理巖或者白云石大理巖，對含礦熱液中的礦質凝聚起助凝作用。礦體的形成正是多種控制因素綜合作用的結果。

在懷寧地區以前寒武系董嶺群地層為核部的董嶺背斜周邊，尋找中低溫熱液型銅鉛鋅多金屬礦可考慮以下因素或標志：

1) 地層及構造：在奧陶系湯頭組、湯山組及侖山組等層位，特別是位于董嶺背斜周邊的次級褶皺構造發育的部位。

2)圍巖蝕變：硅化、重晶石化、白云石化、方解石化等發育的地段，凡有該類蝕變組合處，往往伴隨有鉛鋅礦化。

3)地球化學特征：礦床原生暈異常明顯，濃度中心突出，分帶較清楚，也是良好找礦標志。通過成礦元素原生暈組合，可以判斷礦體產出部位。元素Ba、Ag、Cu、Pb組合為前緣指示標志，元素Zn、As組合為近礦指示標志，而元素Co、Mo、Mn、Ni組合屬于礦尾指示標志。

[1]安徽省地質礦產勘查局326地質隊. 安徽省懷寧縣虎穴嶺銅鉛鋅礦區詳查地質報告[R]. 2007.

[2]安徽省地質礦產勘查局. 安徽省區域地質志[M]. 北京:地質出版社，1987.

[3]常印佛，劉湘培，吳言昌. 長江中下游銅鐵成礦帶[M]. 北京: 地質出版社，1991.

[4]阮詩昆,龔建生,李 文,等. 紫金山礦田五子騎龍銅礦床地質特征及成因探討[J]. 有色金屬(礦山部分), 2009, 61(6): 37-42.

[5]楊富全,毛景文,劉 鋒,等. 新疆阿爾泰克因布拉克銅鋅礦床地質特征及成礦作用[J]. 巖石學報, 2010, 26(2):361-376.