南京九華山銅礦南山礦段地質特征及成因

謝富康

(句容市仙人橋礦業有限公司)

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南京九華山銅礦南山礦段地質特征及成因

謝富康

(句容市仙人橋礦業有限公司)

摘要在對南京九華山銅礦南山礦段地質構造特征、礦床地質特征分析的基礎上，詳細討論了礦區巖漿巖、礦體圍巖及構造對成礦的影響，結果表明：①礦床成因為侵入巖漿巖體與石炭系—二迭系灰巖的接觸交代形成的矽卡巖型礦床，矽卡巖為該礦區的主要找礦標志；②區域性斷裂控制著巖漿活動及巖漿巖的分布，次一級斷層既為導礦構造，又為容礦構造；③靠近巖體的捕虜體與巖漿接觸帶邊部斷續礦化，有時整個捕虜體都交代形成相當規模的斑巖型礦體，也為礦區有利的找礦標志。上述結論對于區內找礦工作有一定的參考價值。

關鍵詞地質構造特征礦床地質特征矽卡巖找礦標志斑巖型礦體

九華山銅礦位于江蘇省南京市江寧區湯山鎮，距南京市大約30 km，距滬寧線及長江航運碼頭約20 km，礦區有公路與寧滬、寧杭高速公路相通，交通便利。該銅礦位于寧鎮褶皺帶西南部的湯山—侖山復式背斜面北翼[1]。寧鎮地區在印支期—燕山早期形成了復式背、向斜構造，同期形成了SN向的橫斷裂和EW向的縱斷裂。該區由于構造影響，使得巖漿活動非常強，侵入巖以花崗閃長巖為主，其次為石英閃長巖，是銅礦主要的成礦母巖。后期有巖脈穿插于矽卡巖及圍巖中，脈巖由花崗閃長(斑)巖或石英閃長(玢)巖組成，多以巖楔或巖墻產出，產狀較直立，近SN走向，與成礦關系密切[2]。當巖漿沿斷裂侵入石炭系—二迭系地層時，常交代圍巖形成矽卡巖礦床。圍巖(主要是碳酸鹽、頁巖)中的次一級羽狀斷裂、層間滑動及剝離，特別是上下盤有屏蔽層隔斷時，成為礦化富集的有利部位，由此決定了該區是以矽卡巖型礦床為主的銅、鐵、鋅成礦區，區內所見的幾個主要礦床(安基山、南山、仙人橋)均產于上述部位中。為進一步指導區內找礦工作，以該礦區南山礦段為例，對其礦床地質特征及礦床成因進行研究。

1礦區地質特征

1.1地層

礦區地層從志留系至第四系均有出露，與成礦有關的地層為泥盆系五通組砂巖-石英砂巖、石炭系金陵組灰巖、高麗山組砂頁巖、二迭系棲霞灰巖及孤峰組硅質頁巖。

1.2構造

九華山銅礦區處于湯山—侖山復背斜北翼，該部位地層強烈倒轉。礦區西部地層多形成褶皺，東部地層產狀由倒轉逐漸恢復正常。九華山至過江口出現次級復式向、背斜。區域上所有的褶皺均向西抬升，向東傾沒。礦區內有1條SN向張性斷裂破碎帶(即F8)，帶內石英巖、灰巖等各類巖石的角礫混雜。F8以東地層強烈倒轉，由南山向北經黃土山、雷打山直至烏鴉山南坡，所有地層均倒轉而向南傾斜。

(1)F1斷層。從地表來看，該斷層縱貫全區，墳頭群逆掩于五通組之上，礦區東部走向約NE50°，傾角約45°。沿斷層帶多有角礫巖分布，斷層兩側裂隙發育，為地下水活動的重要場所。

(2)F2斷層。為逆斷層，東部走向SE，西部走向SW，傾角約40°，該斷層貫穿礦區，傾向延深超過-300 m。

(3)F3斷層。分布于8#～1#勘探線，以2#勘探線為界，東部走向NE80°～SE120°，西部走向SW，傾角35°～50°不等，東部較陡。

(4)F4斷層。棲霞組逆掩于龍潭組之上，西部走向近EW微偏向S，東部走向S偏E，東西方向上有起伏，傾角約50°，該斷層分布范圍廣，南山地段、仙人橋均有出露。

(5)F5斷層。為前期主斷裂，為一逆沖斷層，巖漿沿該斷裂侵入，上盤有較廣泛的破碎帶分布。F5斷層在礦區走向EW，傾角約55°，走向延伸較長，超過2 km，F1～F4斷層均為F5斷層派生的次級斷裂。

(6)F6斷層。位于礦區東側，是1條張性斷裂，形成于成礦前期，成礦后仍有活動，為地下水活動的場所，雨季時會形成地表徑流，對礦區地下水影響較大。

(7)F7斷層。位于礦區西側，形成時期、斷層性質與F6斷層一致，為地下水活動的場所，雨季時會形成地表徑流，因其與礦體距離較遠，對采區影響比F6斷層小。

1.3巖漿巖

礦區巖漿巖主要有2類：①花崗閃長巖、石英閃長巖巖體，巖體總體走向EW，東部轉向NE。巖體南部與泥盆系—二疊系地層接觸，接觸面不規則，常有巖脈插入圍巖；北部與二疊系接觸，接觸面變化較大，產狀較陡。②礦區后期脈巖，主要為石英閃長玢巖，分布于巖體邊部和圍巖中，傾角較陡，局部直立或倒轉，沿走向或傾向均有起伏現象，脈巖寬度從數米至十數米不等，斑狀結構是其主要特征，斑晶主要由中—更長石、黑云母組成，基質由鈉長石組成，呈粗面結構，含鱗片黑云母、角閃石。

2礦體地質特征

2.1礦體形態

礦區礦體眾多，但都以小型脈狀、條帶狀為主，銅礦體占大多數，其余為鋅、硫、鉬和鐵礦體。主礦體有3個，均為銅礦：①3#礦體，賦存于石榴石矽卡巖帶上部，礦體長大于600 m，向下延深超過200 m，似層狀，沿走向、傾向均有波狀起伏，偶有分枝和尖滅再現，最大厚度18 m，平均厚約5 m，西部走向NE，東部走向SE，總體傾向S，傾角約40°；②4#礦體，與3#礦體大致平行分布，礦體下盤常見含燧石結核的石榴石矽卡巖，位于成礦巖帶中部，礦體為矽卡巖礦物與硫化物，晚期熱液蝕變強烈，碎裂結構發育，礦體長約500 m，向下延深超250 m，呈似層狀，最大厚度20 m，平均厚7 m，傾向S，傾角約50°，該礦體為區內第一大礦體，全礦2/5的儲量賦存于其中；③6#礦體，賦存于透輝石矽卡帶中，分布于礦區中部，走向長500 m，埋深超過100 m，走向SE100°，傾向SW，傾角52°。南山銅礦段的礦化集中于上述3個主礦體之中，-20 m以下，銅金屬量占總量的83.4%。區內其余小礦體多達百條，多為扁豆狀，小透鏡狀，分布較散，資源儲量所占比例較小，僅少部分具開采價值。

2.2礦體物質成分、礦石類型及礦石結構構造

(1)礦石類型及礦物成分。礦區礦石類型是銅-硫-鐵型礦石，主要礦物有黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦、閃鋅礦，磁黃鐵礦、斑銅礦、孔雀石、褐鐵礦、方鉛礦、自然金等也少有出現。以鈣鋁石榴石、透輝石為主要脈石，次為綠簾石、陽起石、方解石、綠簾石等。

(2)礦石結構與構造。礦石構造主要有浸染狀、脈狀、塊狀、少量條帶狀構造。礦石結構有自形—半自形晶粒結構、網狀結構等。

(3)主要金屬元素及伴生有益組分的賦存特點。礦區主要可供工業利用的是Cu，此外，S、Zn、Fe、Mo也具工業價值，Ag、Se也達到綜合利用的要求，Au也有一定價值。目前，該礦山選礦主要針對Cu、S、Zn、Fe等4種元素。

3礦體圍巖特征

礦區圍巖大多有變質作用發生，圍巖受巖體侵入的影響而產生熱變質作用，形成厚達400 m的接觸帶。自侵入巖體析出的熱液沿斷裂交代，使圍巖蝕變成矽卡巖(石榴石矽卡巖和透輝石矽卡巖)。區內變質作用特點：中間帶以矽卡巖為主，兩側則是含角巖殘體的矽卡巖，外圍邊界以角巖為主，各變質巖帶呈對稱分布。

(1)蝕變閃長玢巖、石英閃長玢巖帶。分布于巖體外緣及巖枝中，淺部蝕變較強，向深部變弱，主要蝕變有透輝石化、綠泥石化、高嶺土化、綠簾石化，常伴生有黃鐵礦，極少見黃銅礦。

(2)石榴石矽卡巖帶(SKg)。分布于-300 m以上，厚50～150 m，礦物成分以石榴石為主，次為少量透輝石、透閃石、方柱石、陽起石等。該帶為該礦段的主要含礦帶，3/4的Cu、Zn資源量、2/3的Mo、S資源量均產于石榴石矽卡巖帶中。

(3)透輝石矽卡巖帶(SKd)。分布于石榴石矽卡巖帶上下盤，主要由細—微粒透輝石組成，含少量方解石、綠簾石、綠泥石等，常有黃鐵礦、黃銅礦化，多沿裂隙充填。該帶含有少量的Zn、Cu，局部形成可采礦體。

(4)含角巖殘體矽卡巖帶(SH)。分布于石榴石矽卡巖帶上下盤，中間常有透輝石矽卡巖相隔。該層矽卡巖帶以石榴石為主，含少量透輝石、透閃石，其間常有角巖殘留體呈層狀、團塊狀產出。該帶含礦以Mo、S為主，Cu、Zn含量較低。

(5)角巖帶(Hf)。分布于上述各帶外圍，構成1個連續的外殼，上部為五通組與高麗山組變質角巖，主要為石英巖、絹云母石英角巖、黑云母石英角巖；下部為龍潭組、孤峰組變質角巖，礦物成分復雜，為變質類頁巖、鈣質頁巖等。

礦區礦體絕大多數產于矽卡巖之中，主要產于石榴石矽卡巖中，其次在透輝石矽卡巖中。矽卡巖中黃鐵礦化范圍較廣，但不均勻，石榴石矽卡巖帶黃鐵礦平均含量4%，主礦體中黃鐵礦平均含量約15%。

4礦床成因

4.1成礦條件

(1)物化條件。矽卡巖礦床形成溫度900～200 ℃，為氣化至熱液階段的產物，是1類特殊的熱液礦床，典型的矽卡巖礦物組合形成溫度900～500 ℃，金屬氧化物形成溫度600 ～350 ℃，金屬硫化物形成溫度450 ～200℃[3]。接觸交代過程中，有大量的CO2析出，因此，矽卡巖可能形成于淺—中深成環境。

(2)巖漿條件。礦區內出露的巖漿巖系中—酸性巖體，主要巖石類型為花崗閃長斑巖，石英閃長玢巖多呈巖墻狀產出，常切穿花崗閃長斑巖，表明花崗閃長斑巖早于石英閃長玢巖侵入，晚期巖脈有閃長玢巖、煌斑巖等，反映出礦化的多階段性。礦區與銅礦有關的巖體為花崗閃長斑巖，巖體的斑狀、似斑狀結構和矽卡巖化發育，巖漿帶來的成礦物質與圍巖中原始沉積的成礦物質，經一系列的改造，在有利部位富集成礦。

(3)圍巖條件。礦區與成礦密切相關的地層為泥盆系五通組石英砂巖、石炭系金陵組灰巖、高麗山組砂頁巖、二迭系棲霞灰巖及孤峰組硅質頁巖。當圍巖為石灰巖時，形成石榴子石矽卡巖，當圍巖為硅質頁巖或砂巖時，形成透輝石矽卡巖，礦體多富存于石榴子石矽卡巖中。礦區二疊系各地層中成礦元素含量普遍高于其他地層，為礦區的主要含礦地層。

(4)構造控礦條件。構造控制了含礦熱液的運移路徑，為成礦提供了空間。斷層構造薄弱帶具備較高的孔隙度，為成礦熱液的轉移、礦物沉淀提供了場所。在礦區圍巖中，層厚較薄、灰巖與砂頁巖互層、有較大斷裂切穿圍巖時，往往有利于成礦熱液發生交代作用，亦常有較大規模的矽卡巖礦床形成。礦區內3#礦體受F2斷層控制，基本沿F2斷層充填交代，其內部可見成礦前的破碎及石榴石和硫化物的碎裂結構,4#礦體受成礦前的F3斷層控制，6#礦體與F4斷層位置大致吻合。

4.2成礦過程

(1)矽卡巖期。巖體浸入后，在接觸帶主要形成石榴子石、透輝石等矽卡巖礦物(即早期矽卡巖期)。當溫度降低后，接觸帶內高溫含礦氣液大量聚集，生成綠簾石、綠泥石、陽起石等晚期矽卡巖礦物。伴隨K+、Na+參與生成矽卡巖礦物，氣化高溫熱液由弱酸性向弱堿性漸變，大量Fe2+、Fe3+開始析出，生成磁鐵礦，交代早期生成的石榴子石、透輝石等矽卡巖礦物。隨著氧化作用的增強，赤鐵礦晶出并交代磁鐵礦，同時，高溫氣液中S與赤鐵礦發生氧化反應，生成磁鐵礦和硫鐵礦物，從而形成了磁鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦物組合(高溫氧化物階段)[4]。

(2)石英、硫化物期。該期主要由高—中溫含礦熱液作用，生成的礦物主要為黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦等(高—中溫石英-硫化物階段)。隨著溫度的降低，該階段生成的金屬硫化物主要為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦及黃銅礦，方解石等碳酸鹽類礦物明顯增多(中—低溫碳酸鹽-硫酸鹽階段)。南山礦段不同的礦物組合具有不同的礦化特征：①綠簾石化、絹云母化、綠泥石化、透閃石化多與鐵礦有關；②綠簾石化、碳酸鹽化多與銅、鋅礦體有關；③石英巖化與輝鉬礦化有關。

(3)后期巖漿蝕變作用期。區內后期侵入的閃長玢巖穿插、吞蝕早先成巖的花崗閃長斑巖，成巖期后成礦熱液對閃長玢巖巖體蝕變改造，主要生成絹云母、綠泥石等礦物，并伴隨有黃銅礦礦物浸染富集。特別是對先期形成的含礦矽卡巖的蝕變改造，使得Cu進一步富集，形成靠近脈巖品位較高的礦體。礦體距侵入巖越遠，后期蝕變作用逐漸減弱，礦石品位也逐漸降低。

5結語

對南京九華山銅礦南山礦段地質構造特征、礦床地質特征進行了詳細分析，在此基礎上對礦體圍巖特征、礦床成礦條件以及成礦過程進行了詳細探討，對于區內找礦工作有一定的借鑒價值。

參考文獻

[1]黃松，陳德松.南京九華山銅礦伴生金的賦存狀態及分布規律[J].礦產與地質，1998(2)：101-105．

[2]劉南.寧鎮中段矽卡巖型銅多金屬礦床成礦物質來源及找礦方向[D].長沙：中南大學，2010．

[3]袁見齊，朱上慶，翟裕生.礦床學[M].北京：地質出版社，1985．

[4]張守林.矽卡巖型銅礦成礦地質環境、成礦地質特征及找礦標志[J].礦產與地質，2001，15(5)：315-319．

(收稿日期2015-09-16)

謝富康(1967—)，男，工程師，211133 江蘇省南京市江寧區湯山街道。