安徽貴池銅山銅礦成礦地質(zhì)條件及礦床成因

趙曉霞，戴塔根，張 宇，李品杰，劉忠法

(1. 中南大學(xué) 有色金屬成礦預(yù)測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410083；2. 中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，長(zhǎng)沙 410083；3. 銅陵有色金屬集團(tuán)控股有限公司 銅山銅礦，銅陵 247127)

貴池銅山銅礦屬于長(zhǎng)江中下游鐵銅金成礦帶中的安慶?貴池礦化集中區(qū)，大地構(gòu)造位置處于華中地洼區(qū)北東向展布的銅陵—貴池?cái)囫奘F池背向斜的西端[1?4]。銅山銅礦開(kāi)采和冶煉歷史悠久，早在唐代冶煉就比較發(fā)達(dá)，20世紀(jì)50年代在本區(qū)開(kāi)展了大量的地質(zhì)工作。近年來(lái)，前人在本區(qū)做了包括礦床地球化學(xué)、成礦物質(zhì)來(lái)源、關(guān)鍵控礦因素以及成礦年齡等方面的大量研究[5?8]，認(rèn)為銅山銅礦為燕山期形成的矽卡巖型銅礦床，成礦物質(zhì)具有多源性，控礦因素及成礦過(guò)程較為復(fù)雜。目前來(lái)講，銅山銅礦資源面臨枯竭的局面，已被列入危機(jī)礦山的范疇，因此，弄清本區(qū)成礦地質(zhì)條件及礦床成因，對(duì)于完善本區(qū)成礦理論以及在本區(qū)尋找隱伏礦體、增加資源量具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。據(jù)此，本文作者從地層、構(gòu)造、巖漿巖的角度對(duì)本區(qū)成礦地質(zhì)條件進(jìn)行了分析，結(jié)合分析測(cè)試，從成礦物質(zhì)來(lái)源、礦床形成條件、控礦因素以及成礦作用等方面對(duì)本區(qū)的礦床成因進(jìn)行了探討，建立了銅山銅礦床的成礦模式，旨在為以后的找礦工作提供指示信息和理論依據(jù)。

1 成礦地質(zhì)背景

礦區(qū)內(nèi)地層自志留系上統(tǒng)茅山組到三疊系下統(tǒng)扁擔(dān)山組均有分布。志留系和泥盆系以砂巖、砂頁(yè)巖為主，石炭系—三疊系主要以碳酸鹽巖類巖石為主，其中石炭系黃龍—船山組和二疊系棲霞組是主要控礦層位。褶皺構(gòu)造以姥山背斜和銅山向斜為主，軸向由近東西向逐漸轉(zhuǎn)為北東向，斷裂構(gòu)造以多期次活動(dòng)的北東東向F1和F2為代表(見(jiàn)圖1)。巖漿巖均為中酸性小侵入體，主要為一套燕山期同源演化形成的淺成高鉀鈣堿性花崗閃長(zhǎng)斑巖?石英閃長(zhǎng)(玢)巖組合，地表呈巖株、巖脈狀產(chǎn)出，主要侵入體為銅山花崗閃長(zhǎng)斑巖巖體。巖體周圍矽卡巖化、大理巖化、角巖化等廣泛發(fā)育，巖體中后期熱液蝕變有硅化、黃鐵礦化、高嶺土化、碳酸鹽化、綠泥石化、蛇紋石化等。

圖1 銅山銅礦礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖: 1—背斜軸和倒轉(zhuǎn)背斜軸；2—向斜軸和倒轉(zhuǎn)向斜軸；3—斷層；4—推測(cè)斷層；5—穹窿構(gòu)造；6—構(gòu)造盆地；7—志留系；8—上泥盆統(tǒng)五通組；9—石炭至二疊系；10—三疊系；11—花崗閃長(zhǎng)斑巖；12—石英閃長(zhǎng)玢巖；13—石英閃長(zhǎng)巖Fig. 1 Geological map of Tongshan area of Anhui province: 1—Anticlinal axis and inverted anticlinal axis; 2—Synclinal axis and inverted synclinal axis; 3—Fault; 4—Supposed fault; 5—Domal structure; 6—Structural basin; 7—Silurain; 8—Wutong group of upper devonian; 9—Carboniferous-Dias; 10—Triassic; 11—Granodioritic porphyry; 12—Quartz diorite porphyrite; 13—Quartz diorite

銅山銅礦礦體產(chǎn)于花崗閃長(zhǎng)斑巖巖體與有利圍巖的接觸帶內(nèi)以及花崗閃長(zhǎng)斑巖巖體中，在近礦圍巖(燧石巖及大理巖)中亦有礦化現(xiàn)象。礦體的產(chǎn)狀多傾向南，傾角變化較大，形態(tài)以似層狀、透鏡狀為主，局部富集部位呈囊狀、扁豆?fàn)畹?，主要集中分布于銅山、前山和前山南3個(gè)礦段。其中，銅山礦段的礦體產(chǎn)于銅山巖體、銅山巖枝與灰?guī)r接觸帶中；前山礦段和前山南礦段(前山礦段之延深部分)的礦體產(chǎn)于銅山巖體西段的上接觸帶和巖體中。主要礦石類型包括含銅黃鐵礦、含銅磁鐵礦、含銅矽卡巖、含銅角礫巖等4種礦石。礦石的結(jié)構(gòu)主要以交代結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、他形結(jié)構(gòu)、自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)為主，其次為鑲邊結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)、共結(jié)邊結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等(見(jiàn)圖2)。礦石的構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造等。

2 成礦地質(zhì)條件分析

2.1 地層與成礦的關(guān)系

本區(qū)銅的賦礦地層為石炭系中上統(tǒng)、二疊系下統(tǒng)和三疊系下統(tǒng)，其中最主要的賦礦層位是石炭系中上統(tǒng)黃龍組、船山組和二疊系下統(tǒng)棲霞組。從巖性分析來(lái)看，石炭系中上統(tǒng)和二疊系下統(tǒng)、三疊系下統(tǒng)均以灰?guī)r為主，而其下的泥盆系上統(tǒng)五通組和二疊系上統(tǒng)均為砂頁(yè)巖，賦礦層位實(shí)際上處于“鈣硅”巖性突變面附近。

圖 2 銅山銅礦典型礦石結(jié)構(gòu)((?)代表顯微鏡的單偏光): (a) 交代溶蝕結(jié)構(gòu)(?)；(b) 交代殘余結(jié)構(gòu)(?)；(c) 包含結(jié)構(gòu)(?)；(d) 脈狀穿插結(jié)構(gòu)(?)；(e) 自形晶結(jié)構(gòu)(?)；(f) 他形粒狀結(jié)構(gòu)(?)Fig. 2 Typical rock ore texture of Tongshan copper deposit: (a) Metasomatic attack texture (?); (b) Metasomatic relict texture (?);(c) Poikilitic texture (?); (d) Vein interspersed texture (?); (e) Idiomorphic crystal texture (?); (f) Allotriomorphic granular texture (?)

前人對(duì)本區(qū)各地層中微量元素平均含量研究結(jié)果顯示[5]，含銅最高的層位是三疊系中統(tǒng)銅頭尖組，其次為二疊系上統(tǒng)大隆組和志留系上統(tǒng)茅山組，而這些層位在本區(qū)基本上沒(méi)有銅礦床(體)產(chǎn)出或僅局部有微弱的銅礦化。

盡管銅山銅礦目前產(chǎn)出的接觸帶型工業(yè)礦體位于石炭系中上統(tǒng)黃龍組、船山組和二疊系下統(tǒng)棲霞組灰?guī)r中，但由于成礦巖體是沿F1大斷裂和泥盆系五通組石英砂巖和石炭系中上統(tǒng)、二疊系下統(tǒng)棲霞組灰?guī)r之間的層間薄弱面上侵的，因而直接接觸的圍巖主要就是底板的泥盆系五通組石英砂巖和石炭系中上統(tǒng)灰?guī)r以及頂板的二疊系下統(tǒng)棲霞組灰?guī)r，礦體依然屬于花崗閃長(zhǎng)斑巖體和碳酸鹽巖的接觸帶上的矽卡巖型銅鐵硫礦體，遠(yuǎn)離接觸帶的地層中，如果沒(méi)有斷裂裂隙發(fā)育，還沒(méi)有工業(yè)銅鐵礦體的產(chǎn)出。

層狀含銅黃鐵礦型礦體產(chǎn)于泥盆系五通組與二疊系棲霞組的層間構(gòu)造接觸面(實(shí)際上也就是石炭系中上統(tǒng)黃龍組、船山組灰?guī)r中)上，受層位控制，在區(qū)域上完全可以對(duì)比，如安徽銅官山、冬瓜山銅礦床，江西城門山、武山銅礦床，南京棲霞山鉛鋅礦床等，含礦層位空間分布的穩(wěn)定性和對(duì)比性，反映了原始沉積因素對(duì)成礦的控制[9?12]。

從物理化學(xué)性質(zhì)看，五通組由碎屑巖組成，致密堅(jiān)硬，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不利于礦質(zhì)交代；石炭二疊系碳酸鹽巖性脆、化學(xué)性質(zhì)活潑，且與五通組之間存在假整合面，力學(xué)性能差異大，在多次構(gòu)造活動(dòng)中由假整合面產(chǎn)生層間破碎，為礦液的運(yùn)移和沉淀提供了良好的空間，構(gòu)成了本礦床的主要容礦構(gòu)造。

上述情況表明，在成礦物質(zhì)的來(lái)源上，石炭系中上統(tǒng)黃龍組、船山組灰?guī)r中有原始黃鐵礦礦胚層，為成礦提供了部分礦源，其余大多數(shù)地層層位的含礦性與所存礦床(體)之間沒(méi)有成因上的聯(lián)系，地層對(duì)成礦作用主要表現(xiàn)為以其有利的巖性(碳酸鹽巖是接觸交代礦床形成最有利的巖性)、巖性突變面(鈣硅界面是構(gòu)造薄弱面，有利于礦液的運(yùn)移和礦質(zhì)的沉淀)和隔擋屏蔽效應(yīng)(厚大的泥盆系五通組石英砂巖)對(duì)成礦起控制作用。

2.2 構(gòu)造與成礦的關(guān)系

根據(jù)本區(qū)礦床的主要特征、構(gòu)造與礦床以及巖漿活動(dòng)的關(guān)系，將區(qū)內(nèi)主要的控巖、控礦構(gòu)造分述如下：

控巖構(gòu)造主要為NE向長(zhǎng)江深大斷裂帶、NW向長(zhǎng)江扭曲斷裂破碎帶、NNE-SN向殷匯—葛公斷裂帶、NWW-EW 向吳田—王塥斷裂帶和礦區(qū)內(nèi)張性斷裂構(gòu)造F1、F2、F14以及發(fā)育于泥盆系五通組石英砂巖之上的層間滑脫構(gòu)造帶[13?14]。

導(dǎo)礦構(gòu)造主要為礦區(qū)范圍內(nèi)近東西向產(chǎn)出的具有多期活動(dòng)特征的 F1張性斷裂構(gòu)造；配礦構(gòu)造主要為F1張性斷裂構(gòu)造派生的次級(jí)張性斷裂F2、F14[13?14]。

整體而言，F(xiàn)1、F2、F143條斷層，既是淺部控巖構(gòu)造、又是重要的控礦構(gòu)造，其作用在導(dǎo)礦、配礦和容礦方面均有顯示。綜合分析，該組斷層為一逆沖斷裂系統(tǒng)，主斷面為 F1斷層，F(xiàn)2、F14斷層是其側(cè)枝，在深部合為一體。該組逆沖斷層是礦區(qū)內(nèi)的主要控礦構(gòu)造，主要礦體賦存于沿?cái)鄬訋?、地?棲霞組和五通組頂部)及巖體侵入的復(fù)合部位。

容礦構(gòu)造主要包括以下5種類型：

巖體侵入接觸構(gòu)造：為矽卡巖型礦床的主要控礦構(gòu)造，礦區(qū)內(nèi)大部分工業(yè)礦體都賦存于花崗閃長(zhǎng)斑巖和二疊系棲霞組灰?guī)r接觸帶中，如 29#、30#礦體，包括含銅矽卡巖型、含銅磁鐵礦型以及含銅黃鐵礦型。一般在巖體侵入接觸面產(chǎn)狀變化部位，如對(duì)圍巖的內(nèi)凹、外凸(舌狀體)、島狀體(捕虜體)等處有利于接觸交代作用的進(jìn)行而易形成富礦體；當(dāng)接觸面傾向巖體時(shí)，常形成巖體超覆接觸構(gòu)造，有利于含礦熱液充分聚集交代，因此礦體發(fā)育良好；當(dāng)接觸面背向巖體時(shí)，只有在與圍巖產(chǎn)狀一致時(shí)，才能形成較好的礦體；如果圍巖呈捕虜體存在于巖體中，則對(duì)礦液的充分交代和富集極為有利，常形成透鏡狀、扁豆?fàn)畹奈◣r富礦體。

層間滑脫構(gòu)造：主要沿地層的原生沉積間斷面或巖性突變界面發(fā)育，在構(gòu)造應(yīng)力作用下，這些不整合面間常形成剝離空間，形成層間滑脫構(gòu)造帶，最具規(guī)模的是泥盆系上統(tǒng)五通組石英砂巖與石炭系中上統(tǒng)灰?guī)r之間的滑脫構(gòu)造?；摌?gòu)造在成礦作用中有著十分重要的意義，它們是礦液和巖漿運(yùn)移的通道，是礦區(qū)內(nèi)最為重要的控礦和儲(chǔ)礦構(gòu)造，如礦區(qū)范圍內(nèi)最大的4#礦體就產(chǎn)于層間滑脫構(gòu)造中。

角礫巖筒構(gòu)造：一種特殊控礦構(gòu)造類型，礦體呈盆形透鏡體群，相互平行產(chǎn)出，與隱爆矽卡巖質(zhì)熔流體固結(jié)時(shí)的板層狀流動(dòng)構(gòu)造密切相關(guān)，如銅山礦段露天采場(chǎng)產(chǎn)出的隱爆角礫巖型礦體。

層間破碎帶：由于圍巖的物理、機(jī)械性質(zhì)差異較大受構(gòu)造變動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的，是含礦溶液運(yùn)移和沉淀的良好場(chǎng)所，常形成層狀、似層狀礦體，如產(chǎn)于泥盆系五通組石英砂巖與二疊系棲霞組灰?guī)r之間所夾的層間破碎帶中所產(chǎn)出的層狀含銅黃鐵礦型礦體。

復(fù)合接觸帶控礦構(gòu)造：包括侵入接觸構(gòu)造、斷裂帶構(gòu)造、角礫巖筒構(gòu)造、層間滑脫構(gòu)造和層間破碎帶等多種因素，有時(shí)包括兩種因素如侵入接觸—斷裂帶構(gòu)造，有時(shí)包括多種因素如侵入接觸—斷裂帶構(gòu)造—層間滑脫構(gòu)造。當(dāng)多種因素疊加時(shí)常形成有利的容礦構(gòu)造，是富礦體產(chǎn)出的主要場(chǎng)所，如侵入接觸—斷裂帶構(gòu)造—層間滑脫構(gòu)造疊加時(shí)控制了本區(qū)4#、32#等層狀、似層狀富礦體的產(chǎn)出。

2.3 巖體特征及其與成礦的關(guān)系

1) 巖石學(xué)及巖石化學(xué)特征

礦區(qū)內(nèi)主要出露銅山巖體，呈巖株產(chǎn)出，出露面積約為 2 km2，總體形態(tài)呈北東向延伸，其巖性主要為花崗閃長(zhǎng)斑巖。

花崗閃長(zhǎng)斑巖：灰白，略帶肉紅色，主要礦物成分為斜長(zhǎng)石、石英、黑云母、角閃石和鉀長(zhǎng)石等，副礦物為磁鐵礦、屑石、磷灰石和鋯石等。具斑狀結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖3)，斑晶含量＞50%，斑晶主要為斜長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石，其次為石英、角閃石、黑云母，基質(zhì)主要為石英、斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英及少量暗色礦物顆粒組成，粒度一般小于0.2 mm。

本次巖體全巖分析樣品均采自鉆孔新鮮巖體，全巖分析及巖石化學(xué)特征值見(jiàn)表1，巖體的SiO2含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為 62.90%～65.05%，平均值為 64.22%，略低于中國(guó)花崗閃長(zhǎng)巖的平均值，巖石屬中酸性侵入巖。

銅山花崗閃長(zhǎng)斑巖的里特曼指數(shù)(σ)值為 2.17～3.91，平均值為 2.33，堿度率平均為 2.07，巖石屬鈣堿性巖石系列。w(K2O+Na2O)平均值為 7.00%，且K2O/Na2O比值均小于1，具富堿高鈉質(zhì)特點(diǎn)。

Al2O3/(K2O+Na2O+CaO)平均為 1.46，即說(shuō)明巖漿有向鋁過(guò)飽和類型演化的趨勢(shì)。應(yīng)用晶體場(chǎng)理論，在巖漿演化到鋁過(guò)飽和時(shí)，大量鋁轉(zhuǎn)入氧的六次配位位置，從而有效地阻止Cu2+元素在Mg、Fe硅酸鹽中的分散，使之在巖漿晚期向流體相中聚集，形成含礦熱液，對(duì)銅礦化十分有利。

2) 巖漿巖與成礦的關(guān)系

巖體的微量元素定量分析結(jié)果見(jiàn)表2。從表可知：巖體中 Cu等成礦元素含量明顯高于同類巖石的維氏值，顯示出明顯的富集性；而在地層中 Cu等成礦元素含量均遠(yuǎn)低于同類巖石的維氏值，表明本區(qū)成礦物質(zhì)主要來(lái)源于巖漿熱液。巖體與成礦關(guān)系密切，是礦區(qū)范圍內(nèi)與燕山期巖漿侵入活動(dòng)有關(guān)的成礦母巖。

銅山銅礦大量的同位素測(cè)年數(shù)據(jù)(142～137 Ma)[15]表明，本區(qū)成巖成礦主要發(fā)生于燕山早期140 Ma左右，成礦是在成巖之后相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)連續(xù)發(fā)生的地質(zhì)事件，銅鉬鐵工業(yè)礦體主要形成于巖漿期后中高溫?zé)嵋弘A段，鉛鋅銀形成于中低溫?zé)嵋弘A段。

主要工業(yè)礦體以及礦化地段在空間上均與花崗閃長(zhǎng)斑巖體密切相關(guān)。前山礦段位于銅山背斜南東翼，成礦受近東西向和北北東向斷裂控制，礦體主要產(chǎn)于二疊紀(jì)棲霞組灰?guī)r與銅山花崗閃長(zhǎng)斑巖接觸帶上。前山南礦段位于銅山弧形構(gòu)造轉(zhuǎn)折端，銅山背斜南翼和北山蓬向斜北翼，受東西向和北北東向逆斷層控制，礦體主要產(chǎn)于二疊紀(jì)棲霞組灰?guī)r與銅山花崗閃長(zhǎng)斑巖接觸帶或泥盆紀(jì)五通組砂巖中。銅山礦段礦體賦存于二疊紀(jì)棲霞組灰?guī)r(或大理巖)與巖體的接觸帶中，且在棲霞組大理巖中和靠近接觸帶的花崗閃長(zhǎng)斑巖之中亦有礦化形成礦體。

礦區(qū)內(nèi)產(chǎn)出的銅礦床以矽卡巖型為主，其次為斑巖型、角礫巖型和熱液型。主要的4種礦化類型及其成礦作用都毫無(wú)例外地與燕山期中酸性巖漿活動(dòng)有密切的關(guān)系。大量的事實(shí)表明，巖漿活動(dòng)的成巖作用和巖漿期后熱液作用對(duì)礦床形成起主導(dǎo)性控制作用，主要表現(xiàn)為提供成礦物質(zhì)、成礦流體和熱能3個(gè)方面。巖漿巖不但控制著礦化的發(fā)育程度，而且還控制著礦化的時(shí)空分布。

圖3 銅山巖體顯微照片: (a) 斑狀結(jié)構(gòu)(+)；(b) 斑狀結(jié)構(gòu)(+)Fig. 3 Microscope photographs of Tongshan intrusion: (a) Porphyritic texture (+); (b) Porphyritic texture (+)

表1 全巖分析及巖石化學(xué)特征表Table 1 Whole-rock analysis and lithochemical features

表2 微量元素含量表Table 2 Contents of trace elements

3 礦床成因分析

從成礦物質(zhì)來(lái)源來(lái)看，本區(qū)花崗閃長(zhǎng)斑巖微量元素測(cè)試結(jié)果表明[5?6,16?18]，巖體中相對(duì)富集主成礦元素銅，而地層中主要成礦圍巖二疊系棲霞組碳酸鹽巖中銅元素的含量相對(duì)較低，區(qū)域上與銅陵?貴池?安慶礦集區(qū)其它地段矽卡巖型銅鐵礦床具有相似規(guī)律，成礦物質(zhì)主要來(lái)自于燕山期中酸性巖漿，花崗閃長(zhǎng)斑巖為礦區(qū)矽卡巖型礦化的母巖。氫氧同位素測(cè)定結(jié)果表明，成礦熱液 δ18O 值為4.51×103～16.97×103，平均值為11.09×103，其δ18O值基本變化在Taylor劃分的花崗質(zhì)巖石 δ18O 值范圍(6×103～15×103)[19]內(nèi)，成礦熱液來(lái)源于巖漿[20]。區(qū)域上大量前期研究成果表明[2?3]，長(zhǎng)江中下游成礦帶中與成礦有關(guān)的熱事件主要為燕山期巖漿侵入活動(dòng)，加之礦區(qū)范圍內(nèi)大范圍發(fā)育的大理巖化可以說(shuō)明燕山期巖漿侵入活動(dòng)是成礦所需能量的主要提供者。綜上所述可以看出，燕山期巖漿侵入活動(dòng)不但是成礦所需能量的主要提供者，也是成礦物質(zhì)來(lái)源以及成礦熱液的主要提供者，是礦區(qū)范圍內(nèi)成礦的第一要素。

從形成條件來(lái)看，礦區(qū)范圍內(nèi)出露燕山期中酸性巖漿巖—花崗閃長(zhǎng)斑巖以及石炭?二疊系不純碳酸鹽巖，底板為厚層泥盆系石英砂巖，沿巖體與碳酸鹽巖矽卡巖接觸帶疊加有張性斷裂帶、滑脫構(gòu)造帶、層間破碎帶，巖體周邊廣泛發(fā)育大理巖化、矽卡巖化、鉀化、硅化、絹云母化、青磐巖化等蝕變，地表附近發(fā)育斷續(xù)鐵帽以及黃鐵礦化、黃銅礦化、磁鐵礦化、褐鐵礦化等，并且處于長(zhǎng)江中下游矽卡巖型銅鐵金硫成礦帶中段，成礦條件優(yōu)越，具備形成大型?超大型矽卡巖型礦床的有利條件。

從控礦因素來(lái)看，中酸性巖漿巖—花崗閃長(zhǎng)斑巖為其成礦母巖，主要含礦圍巖為二疊系下統(tǒng)棲霞組碳酸鹽巖，主要控礦構(gòu)造為復(fù)合接觸帶，包括簡(jiǎn)單接觸帶、斷裂接觸帶、滑脫構(gòu)造帶、層間破碎帶。主要隔擋層為厚層泥盆系上統(tǒng)五通組石英砂巖。

從礦化形式來(lái)看，根據(jù)礦化產(chǎn)出部位、容礦構(gòu)造、形態(tài)、產(chǎn)狀、礦石礦物、組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、圍巖蝕變等特征的不同，銅山銅礦床可以劃分為4種礦化類型，即層狀含銅黃鐵型、含銅矽卡巖型、含銅角礫巖型和含銅斑巖型。層狀含銅黃鐵礦型礦體呈似層狀產(chǎn)于花崗閃長(zhǎng)斑巖附近泥盆系五通組與石炭二疊系地層的構(gòu)造接觸面上，礦體分布整體呈近EW向，并與地層走向一致。含銅矽卡巖型礦體分布在花崗閃長(zhǎng)斑巖附近矽卡巖帶中，在五通組與石炭系、二疊系地層的構(gòu)造接觸面上與層狀含銅黃鐵礦型礦體合二為一。含銅角礫型礦體，主要為石炭二疊系碳酸鹽巖地層伸入花崗閃長(zhǎng)斑巖體中半島體的前緣部分，工業(yè)礦體在角礫巖中呈不連續(xù)的透鏡狀，并疊加有金、硫礦化。含銅斑巖型礦化分布在花崗閃長(zhǎng)斑巖體內(nèi)，主要位于近地表淺部，以脈狀、網(wǎng)狀呈面型分布于巖體邊部，礦化不均勻，礦體不連續(xù)。

從成礦作用來(lái)看，接觸交代矽卡巖型作用為其主要成礦作用，其次為斑巖型成礦作用、熱液型成礦作用以及隱爆角礫巖型成礦作用，均與燕山期中酸性巖漿活動(dòng)引發(fā)的大規(guī)模成礦流體活動(dòng)有關(guān)，顯現(xiàn)了巖漿熱液成礦作用在不同圍巖環(huán)境下有不同具體表現(xiàn)。

綜上所述可以看出，銅山銅礦包括多種礦化成因類型，整體上構(gòu)成以矽卡巖型成礦作用為主的燕山期巖漿熱液銅鐵金硫成礦系列。

4 成礦過(guò)程探討

銅山銅礦隸屬長(zhǎng)江中下游成礦帶安慶—貴池礦集區(qū)，位于俯沖板塊撕裂或折斷處相對(duì)應(yīng)的大陸邊緣弧后伸展部位，與Ⅰ型或埃達(dá)克質(zhì)花崗巖具有密切的關(guān)系，成巖成礦時(shí)代為142～137 Ma[14]。

印支期由于太平洋板塊活動(dòng)逐漸增強(qiáng)，形成南東—北西擠壓構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)，造成本區(qū)北東向蓋層褶皺構(gòu)造格局，并伴生有北東向縱張斷裂和北西向橫張斷裂。燕山早期疊加有東西向蓋層褶皺以及伴生近東西向縱張斷裂和近南北向橫張斷裂。

在太平洋板塊向歐亞大陸俯沖過(guò)程中，由于俯沖板片撕裂，導(dǎo)致軟流圈沿裂開(kāi)處上涌，以至于發(fā)生殼幔相互作用，形成來(lái)自深源的由俯沖板片重熔而成的富含銅和鐵等成礦元素的具有埃達(dá)克巖石性質(zhì)的I型花崗質(zhì)巖漿，礦區(qū)范圍內(nèi)以花崗閃長(zhǎng)斑巖—銅山巖體為代表，包括小河王石英閃長(zhǎng)巖等，是長(zhǎng)江中下游成礦帶安慶－貴池礦集區(qū)140 Ma左右時(shí)限成礦的代表性中酸性成礦巖體，以廣義矽卡巖型Cu-Fe-Mo-Au礦化組合為特點(diǎn)。

在北東向和東西向基底斷裂以及北西向和近東西向蓋層斷裂的聯(lián)合控制下早期石英閃長(zhǎng)巖巖漿上升侵位，就位于蓋層的泥盆系五通組碎屑巖與石炭系、二疊系碳酸鹽巖的巖性薄弱面、滑脫構(gòu)造帶、層間斷裂面以及北西向和近東西向張性斷裂帶中。

巖漿在上侵過(guò)程中，成礦物質(zhì)不斷富集于巖漿熱液中，并在成礦有利部位形成含銅磁鐵礦和含銅矽卡巖型銅鐵礦體。隨著基底斷裂活動(dòng)的加強(qiáng)，深源巖漿進(jìn)一步向酸性方向演化，造成規(guī)模較大的第二次花崗閃長(zhǎng)巖巖漿的上侵，在巖漿由石英閃長(zhǎng)巖質(zhì)向花崗閃長(zhǎng)巖質(zhì)演化過(guò)程中，大量的銅鐵鉬鋅等成礦物質(zhì)不斷向流體富集，在巖體侵入接觸構(gòu)造帶、層間滑脫構(gòu)造帶、層間破碎帶、簡(jiǎn)單接觸帶以及復(fù)合接觸帶等有利容礦構(gòu)造中形成充填型含銅磁鐵礦、層控型含銅黃鐵礦、接觸帶型含銅矽卡巖等典型礦體。

由于安慶—貴池礦集區(qū)位于大別—蘇魯造山帶的東緣，在造山過(guò)程及造山后伸展期，除產(chǎn)生規(guī)模較大的張性斷裂帶(F1)外，沿厚大的泥盆系五通組石英砂巖與二疊系棲霞組灰?guī)r地層不整合面之間出現(xiàn)規(guī)模宏大的構(gòu)造滑脫面，而夾于泥盆系五通組石英砂巖與二疊系棲霞組灰?guī)r地層之間的薄層石炭系黃龍組和船山組灰?guī)r地層則形成廣泛的層間破碎帶。

當(dāng)巖漿侵位時(shí)大量成礦流體迅速堆積在這些有利的層狀空間中，形成大規(guī)模層狀礦體，沿層間裂隙發(fā)育層狀矽卡巖型礦體(C2h+3c，常見(jiàn)沉積成因灰黃色膠狀黃鐵礦，?；祀s較多泥炭質(zhì)雜質(zhì)且常常光澤較暗，晶形不明顯，與巖漿流體交代成因的亮黃白色且立方體晶形明顯的黃鐵礦形成鮮明對(duì)比)或?qū)涌匚◣r礦體(五通組與棲霞組之間)。成礦不僅發(fā)育于矽卡巖階段，而且更加廣泛出現(xiàn)在退化蝕變階段，常見(jiàn)銅多金屬與陽(yáng)起石－透閃石、綠泥石和綠簾石(由鈣質(zhì)矽卡巖蝕變而成)或透閃石?鎂綠泥石?滑石?蛇紋石(由鎂質(zhì)矽卡巖蝕變而成)共生。

在燕山早期的后期階段，由于基底斷裂活動(dòng)逐漸減弱，僅產(chǎn)生規(guī)模較小的二長(zhǎng)花崗巖巖漿的上侵，巖漿在由石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖向二長(zhǎng)花崗巖的演化過(guò)程中，流體成分越來(lái)越多，在二長(zhǎng)花崗巖巖漿上侵前緣上部形成隱爆角礫巖筒，伴隨有含銅角礫巖型和斑巖型細(xì)脈浸染狀銅鉬礦化以及相對(duì)遠(yuǎn)離巖體的受構(gòu)造裂隙控制的熱液型Pb、Zn、Ag、Cu、Au礦化。

巖漿活動(dòng)過(guò)程中，由于巖體具有強(qiáng)大的熱動(dòng)力，使周圍地下水受熱，加入到巖漿熱液中，并使地層中的成礦物質(zhì)活化(主要是鐵和硫，其次鉛和銀)，向流體中遷移最終在巖體接觸帶附近形成多個(gè)階段疊加的銅鐵金硫矽卡巖型富礦體，在其周邊沿?cái)嗔蚜严陡患纬沙傻V溫度相對(duì)較低的熱液型鉛鋅銀礦體。由于后期的巖漿活動(dòng)較弱、規(guī)模較小，疊加的礦化作用并不強(qiáng)烈，因而保留原有的礦化類型特征，形成矽卡巖型、斑巖型、角礫巖型以及熱液型復(fù)合型工業(yè)礦體，體現(xiàn)了燕山期巖漿熱液銅鐵金硫成礦系列和同源多位一體的成礦模式(見(jiàn)圖4)。

圖4 銅山銅礦成礦模式圖: 1—花崗閃長(zhǎng)斑巖；2—層間滑脫構(gòu)造帶；3—斑巖型銅鉬金礦化；4—矽卡巖型銅鐵金硫礦化；5—層控矽卡巖型銅鐵礦化；6—隱爆角礫巖型銅金礦化；7—熱液型鉛鋅銀礦化；8—熱液型?矽卡巖型復(fù)合型銅鐵硫礦化；9—層間破碎帶型銅鐵硫礦化；10—斷裂構(gòu)造Fig. 4 Metallogenic mode diagram of Tongshan Copper Deposit: 1—Granodioritic porphyry; 2—Interlayer gliding structural belt;3—Cu-Mo-Au mineralization of porphyry; 4—Cu-Fe-Au-S mineralization of skarn type; 5—Cu-Fe mineralization of strata bound skarn type; 6—Cu-Au mineralization of cryptoexplosion breccia type; 7—Pb-Zn-Ag mineralization of hydrothermal type; 8—Cu-Fe-S mineralization of compound type of hydrothermal type and skarn type; 9—Cu-Fe-S mineralization of interlayer fracture zone type; 10—Fault structure

5 結(jié)論

1) 黃龍組和船山組灰?guī)r為接觸交代礦床形成的最有利巖性，其層位為礦體主要的賦存層位，且其與泥盆系上統(tǒng)五通組和二疊系上統(tǒng)砂頁(yè)巖構(gòu)成的構(gòu)造薄弱面—鈣硅界面，有利于礦液的運(yùn)移和礦質(zhì)的沉淀。厚大的泥盆系五通組石英砂巖化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)成礦流體起隔擋屏蔽作用，也有利于成礦作用的進(jìn)行。礦體主要定位于花崗閃長(zhǎng)斑巖體侵入接觸構(gòu)造、層間滑脫構(gòu)造、角礫巖筒構(gòu)造、層間破碎帶、復(fù)合接觸帶控礦構(gòu)造中。斷裂構(gòu)造F1為礦液運(yùn)移、礦體定位的關(guān)鍵因素。巖漿活動(dòng)的成巖作用和巖漿期后熱液作用對(duì)礦床形成起主導(dǎo)性控制作用，為成礦的第一要素，為成礦提供了充足的物質(zhì)來(lái)源、流體來(lái)源及熱能。

2) 從成礦物質(zhì)來(lái)源、形成條件、控礦因素、成礦作用以及礦化形式方面分析可以得出，銅山銅礦以矽卡巖型為主，包括斑巖型、角礫巖型以及熱液型等多種成因類型，體現(xiàn)了燕山期巖漿熱液銅鐵金硫成礦系列和同源多位一體的成礦模式。

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