铜山铜矿矿床地质特征及找矿方向探讨.pdf

2 0 0 2年 6月 第 3 1卷第 3期 有色矿 山 No nf e r r o us M i n e s J u n ． ， 2 0 0 2 Vo 1 ． 31 No． 3 铜 山铜矿矿床地质特征及找矿方向探讨 俞沧 海 铜陵有色金属 集团 公司，安徽 铜陵 2 4 4 0 0 1 【 关键词 】 铜矿床；控矿因素； 空间分布规律 ；找矿方向 [ 摘要 】 铜 山铜矿床控矿因素有地层、 岩浆岩、 构造， 层间断裂及接触带是主要容矿构造， 矿床成因为层控矽 卡岩型铜矿床。矿体空间上的分布规律表现为“ 尖灭再现” 或“ 尖灭侧现” 的特点， “ 铜 山下部找前山” 、 “ 前山深部找 前 山” 是铜 山地 区的重要找矿方 向， 铜 山地 区东南部具 有找矿前 景。 [ 中图分类号】T D1 6 3 【 文献标识码】A [ 文章编号】1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 2 0 3 ． 0 0 0 1 ． 0 3 Ge o l o g i c a l c h a r a c t e r s a n d pr o s pe c t i n g d i r e c t i o n o f To ng s h a n c o ppe r d e p o s i t YU Ca n g ha i T o n g l i n g No n f e r r o u s Me t a l s C o mp a n y ，T o n g l i n g 2 4 4 0 0 1 ，C h i n a Ke y wo r d s c o p p e r d e p o s i t ；o r e - c o n t r o 1 f a c t o r ；r e g u l a rit y o f s p a t i a l d i s t r i b u t i o n；p r o s p e c t i n g d i r e c t i o n Ab s t r a c t Or e - c o n t r o l f a c t o r s a r e s t r a t e ，ma g ma t i c r o c k a n d s t r u c t u r e i n To n g s h a n c o p p e r d e p o s i t ．I n t e r l a y e r f a u l t s a nd c o nt a c t z o ne a r e m a i n i nc l u di ng or e s t r u c t u r e s．The g e n e t i c t y p e o f d e po s i t i s s t r a t a b ou nd s ka r n t y p e c o p p e r d e po s i t ．Th e r e g u l a r i t y o f s p a t i a l d i s t r i b u t i o n o f o r e b o d i e s i s r e a p p e a r i n g o r a p p e a r i n g a t f l a n k a f t e r d i s a p ． p e a r i n g．I t i s ma i n p r o s p e c t i n g d i r e c t i o n t h a t f i n d i n g c o p p e r o r e b o d i e s o f Qi a n s h a n t y p e u n d e r To n g s h a n a n d d e p t h o f Qi a n s h a n ．Th e r e i s p r o s p e c t i n g f o r e g r o u n d a t s o u t h e a s t o f To n g s h a n a r e a ． 铜 山铜矿大地构造位置处于江南地轴和淮阳古 陆之间的下扬子坳褶带中的铜陵一贵池背向斜西部 姥山背斜 南翼西段 。矿 区 NW 为长江扭 曲断裂 破 碎带 ； 矿区东有 殷汇一葛公 断层， 长达 一百 余公里， 走 向南部 呈 NN E、 北部近 S N 向， 位移约 5 k m； 矿区 S W 有吴 田一王塥断层 ， 呈 NWW 延伸， 长 2 O余 公 里， 错位约 5 k m。三条 区域性主干构造使铜 山一神 山地区被切割成为一个三 角形 地段， 面积 约 1 5 0余 平方公里。 1 矿床地质特征 1 ． 1 主矿体地质特征 铜 山铜矿床 由铜 山、 铜 山北 、 前 山、 前 山南四个 [ 收 稿 日期 】2 0 0 1 ． 0 6 0 7 [ 作 者简介 】俞沧 海 1 9 6 2一 ， 男， 地 质硕 士， 高级 工 程 师 ， 主要从 事铜金矿 床地质找矿 工作 。 矿段组成。铜 山矿段矿体赋存于二迭系栖霞组灰岩 或大理岩 与岩体的接触带 中， 在栖霞 组大 理岩 中 和靠近接触带 的花岗闪长斑岩之 中亦有矿化形成矿 体。前 山矿段矿体主要赋存于花岗闪长斑岩岩体与 其上部的围岩 栖霞组大理岩 接触带之中和花岗闪 长斑岩岩体之 中。前山南矿段属前 山矿段之延深部 分。铜 山北矿段矿体赋存于铜山花 岗闪长斑岩体 的 南侧， 严格受二迭系栖霞灰岩 已大 理岩化 与花 岗 闪长斑岩的接触带或与五通组石英砂岩之间的构造 F 1断层 不整合面控制 。 铜 山矿段 1 号矿体 整体形态近等轴囊状 ， 但膨 胀收缩、 分支复 合和尖 灭再现等现象相 当明显。组 成该矿体的矿石 自然类型主要为含铜矽 卡岩， 次为 含铜磁铁矿 、 含铜 花岗闪长斑岩。主要含铜矿 物为 黄铜矿， 斑铜矿及辉铜矿较少。 前山南矿段 4号矿体 该矿体为前 山矿段 4号 矿体在深部的尖 灭再 现， 赋 存于侵 入岩体与栖霞组 维普资讯 2 有色矿 山 2 0 0 2年 第 3 1卷 大理岩的接触带之 中， 整体形态为 不规 则的透镜状 至囊状， 膨胀收缩、 分枝和尖灭再现均很显著。该矿 体主要矿石 自然类型为含铜黄铁矿、 含铜矽卡岩， 次 为含铜磁铁矿及少量含铜燧 石岩和含铜花 岗闪长斑 岩等。含铜矿物主要为黄铜矿及少量斑铜矿。 前 山南矿段 2 9号矿体 矿体整体形 态为不规则 的透镜状或扁豆状， 膨胀收缩和分岔现象极为 明显。 矿体主要矿石 自然类 型为含铜黄铁矿、 含铜矽卡岩， 其次为含铜磁铁 矿， 另有 少量含铜燧石岩。主要含 铜矿物为黄铜矿及少量斑铜矿 。 前山南矿段 3 0号矿体 矿体整体形态为透镜状 至似层状， 矿体形态较规则， 仅在东西端部有分枝现 象， 产状亦较稳定。该 矿体主要矿 石 自然类型为含 铜磁铁矿 、 含铜黄铁矿， 其次为含铜矽卡岩和含铜燧 石岩等， 含铜矿物主要为黄铜矿和少量斑铜矿。 1 ． 2 矿化特征 根据矿化产出部位、 容矿构造、 形态、 产状、 矿石 矿物组合 、 结构构造、 围岩 蚀变等特征 的不 同， 铜 山 铜矿床可以划分为 四种矿 化类 型， 即层状 含铜黄铁 型、 含铜矽卡岩型、 含铜角砾岩型和含铜斑岩型。 层状含铜黄铁矿型矿体呈似层状产于泥盆系五 通组与石炭二叠 系地 层的构 造接触面上， 矿体分布 整体呈近 E W 向， 并与地层走 向一致。 含铜 矽卡岩型矿体分 布在矽卡岩带 中， 在五通 组与石炭系、 二迭系地层的构造接触 面上与层状含 铜黄铁矿型矿体合二为一。 含铜 角砾 岩型矿体 ， 主要为石炭二叠 系碳酸盐 岩地层伸入岩体 中半 岛体 的前缘部分， 工业矿体在 角砾岩中呈不连续的透镜状， 并叠加有金、 硫矿化。 含铜斑岩 型矿 化分 布在花 岗闪长斑岩体 内， 主 要位于近地表浅部， 以脉状 、 网状呈面型分布于岩体 边部， 矿化不均匀， 矿体不连续 。 1 ． 3 矿石组分及结构构造 铜 山铜矿 床不同矿 化类 型矿 石组份 、 结构构造 有所不同。 层状含铜黄铁矿型及含铜 角砾岩型矿化矿石矿 物主要为黄 铁矿、 白铁矿 、 黄铜 矿， 次为 闪锌矿、 毒 砂 ； 脉石矿物主要 为石英、 方解 石及 少量玉髓、 粘 土 等。矿石 自形及 它形细粒状结构 ， 块状及条带状 构 造 。 含铜矽卡岩型矿化矿石矿物主要为黄铜矿、 磁 铁矿， 次为黄铁矿 、 白铁矿 ； 脉石矿物主要有方解 石、 石英 、 石榴石、 透辉 石、 蛇纹石等。矿石 自形及 它形 粒状、 球粒结构， 块状、 浸染状构造。 含铜斑 岩型矿化矿石矿物主要为黄 铜矿， 次为 黄铁矿 ； 脉石矿物主要为石英 、 长石， 次为黑云母、 绿 泥石等。矿石 自形及 它形粒状结构， 脉 状及网状构 造 。 1 ． 4 近矿围岩蚀变 近矿围岩 蚀变 主要为 矽卡岩 化、 硅化、 黄 铁矿 化 、 钾 化、 高岭土化 、 绢云母 化等 。围岩蚀变具有分 带性， 岩体中的钾长石化 、 硅化带 ； 接 触带 中的矽 卡 岩化带 石榴石矽卡岩一透辉石矽卡岩一透闪石 、 硅 灰石矽卡岩 ， 并叠加有滑石化、 绢云母化、 硅化 ； 围 岩石的大理岩化、 角岩化、 石英岩化。矿体主要 产于 接触带的矽卡岩 中， 部分产于蚀变 石英闪长岩 中和 角岩中。 1 ． 5 控矿因素及矿床成因 1 ． 5 ． 1控 矿 因素 矿床的形成受地层层位、 岩性 、 岩浆岩 、 构造控 制， 容矿构造 主要有层 间断裂 、 接触带 、 角砾岩筒及 捕掳体 。 层位及 岩性 控制 层状含铜黄铁矿型矿体产 于 泥盆系五通组与二 叠系栖霞组 的层 间构造 接触面， 受层位控制， 在 区域上 完全可 以对 比， 如安 徽铜官 山、 冬瓜 山铜矿床， 江西城 门山、 武山铜矿床， 南京栖 霞山铅锌矿床等 ， 含矿层位空 间分 布的稳定性和对 比性， 反映了原始沉积 因素对成矿的控制。 从物理化学性质看， 五通组 由碎屑岩组成， 致 密 坚硬， 化学性质稳定， 不利于矿质交代 ； 石炭二叠 系 碳酸盐岩性脆、 化学性质活泼 ， 且与五通组之间存在 假整合面 、 机械性 能差异大， 在多次构造 活动中 由假 整合面产生层间破碎 ， 为矿液 的运 移和 沉淀提供 了 良好的空间， 构成了本矿床的主要容矿构造。 岩浆岩控制 铜 山岩体是 由石英 闪长岩、 花岗闪 长岩、 二长花 岗岩组成的复式岩体 ， 是 同一岩 浆、 同 一 时期 燕 山早期 三个侵 入阶段的产物， 铜山矿床 的形成与岩体充分演化分异有关。在岩浆 由石英 闪 长岩质 向花岗闪长岩质演化过程 中， 大量的 C u 、 P b 、 Z n等成矿物质不断向流体中富集， 并且随着岩浆 向 钾质系列演化， 矿化 由铜铁型矿化演变为铜硫型 包 括铜型 矿化⋯ 1 。 构造控制 基底断裂的多次活动导致岩浆的侵 入、 演化分异， 是重要 的导岩 导矿构 造， 对 于铜 山矿 床的形成起决定性的作用。矿床处于背斜构造与 向 斜构造的转折处， 构造应力集中、 盖层断裂发育。矿 维普资讯 第 3期 俞沧海 铜 山铜矿矿床地质特征及找矿方 向探讨 3 区 内主要断裂构造 F 、 F 2 、 F 均在成岩成矿之前， 为 岩体侵入提供通道和空间， 属控岩控矿构造。 容矿构造主要有层间断裂、 接触带 、 角砾岩筒及 捕掳体【 2 I 。 当接触 带和 断裂复合 时有 利于矿液 的运 移富 集 ， 尤其是与层间断裂复合 时常常形成产状稳 定的 层状 、 似层状矿体， 如 4 、 3 2 矿体。矽卡岩带 微量 元素及稀土 、 放射性元 素研 究表明矽卡岩带 中存 在 着组分富集中心， 富集中心位于构造通道上【 3 J 。 1 ． 5 ． 2 矿 床 成 因 岩体与地层 中铜 丰度值及铅、 硫同位素地 球化 学特征研究表明， 铜 山矿 床成矿物质 主要 来源于岩 浆， 部分来源于地 层。氧同位素特征及成矿 温度研 究表明， 成矿热液 主要来源于铜山岩体， 有部分受热 雨水混入。矿床成因为层控矽卡岩型铜矿床【 2 J 。 2 找矿方 向探讨 2 ． 1 成矿模式概述 在印支至燕 山早期， 由于太平洋板块 活动逐渐 增强。 造成下扬子地 区一系列 NE 、 E W 向盖层褶皱、 断裂。 并伴随中酸性 的岩浆活动。铜 山地 区在燕 山 早期。 隐伏的 E W 向及 N W 向两组基底深 断裂相继 活动， 石英闪长岩岩浆就此上侵 ， 就位于盖层的泥盆 系五通组碎屑岩与石炭、 二迭 系碳酸盐岩 的岩性薄 弱面及层间断裂面。岩浆在上侵过 程中， 成矿 物质 不断富集于岩浆热液 中， 并 在成矿有利部位形 成含 铜磁铁矿和含铜矽卡岩型铜铁矿体 。 随着基底断裂活动 的加强， 深 源岩浆进 一步 向 酸性方 向演化， 造成规 模较 大的第二次 花岗闪长岩 岩浆的上侵。在岩浆 由石英闪长岩质 向花岗闪长岩 质演 化过程 中， 大 量的 C u 、 P b 、 Z n等成矿物质 不断 向流体富集， 在层间断裂 面、 岩体与围岩接 触带部位 形成层状含铜黄铁矿、 含铜 、 矽卡岩和含铜斑岩型铜 硫矿体 。 在燕 山早期 的后期 阶段， 由于基底断裂活动逐 渐减弱 ， 仅产生规模较小的二长花岗岩岩浆的上侵 。 岩浆在 由石英闪长岩一花 岗闪长 斑 岩一二长花 岗 岩的演化过程中， 流体成分越来越 多， 在二长花岗岩 岩浆上侵前缘上部形成 隐爆 角砾岩筒 。由于后期的 岩浆 活动较弱、 规模小， 气爆叠加的矿化作用并 不强 烈， 并保 留原有的矿化特 征。 岩浆活动过程中， 由于岩体具有强大 的热动力 ， 使周围地下水受热， 加入到岩浆热液 中去， 并使地层 中的成矿物质活化， 向流体中迁移最终富集成矿。 2 ． 2 矿体分布规律 铜 山铜矿 由四个矿段组成 ， 矿体空 间上的分布 规律表现为“ 尖灭再现” 或“ 尖灭侧现” 的特 点， 其形 成机理可能有二 一是 由于压性或压扭性 断裂上盘 的超覆， 如铜山矿段 含矿层位的下部找 到了相当前 山含矿层位的铜 山北矿段， 前 山矿段 4 1矿体的下 部找到 了前山南矿段 的 43矿体 ； 二是由于岩体与 围岩接触带产状的波状起 伏产生的尖灭再 现， 如前 山南矿段 4号 矿体是 前 山矿段 4号矿体 的尖 灭再 现， 岩 山吴矿床是前 山南矿段的尖灭侧现等。 2 ． 3 找矿方向 1 根据 矿体“ 尖灭再现” 或“ 尖灭侧现” 的分布 特点， “ 铜 山下部找前 山” 、 “ 前 山深部找前 山” 是铜 山 地区就矿找矿的重要找矿方 向。具体找矿区段是前 山南矿段的深部和铜 山矿段的深部 ， 前 山南矿段 的 4号矿体 和 3 0号矿体在深部 沿倾斜方 向还没有 完 全控制， 铜山矿段的深部相 当于 4号矿体 的层位 仍 具有找矿潜力。 2 根据铜山铜矿的成矿地质条件和控矿因素 分析。 铜 山矿 区东南部 的岩 山至青石 山一带具 有找 矿前景， 其依据有 ①本地段是 E W 向构造， 向 NN E ～ NE向构造的转折部位， 有利于岩体侵入、 成矿空 间的形 成 及 矿 液 富集 形 成 矿 体。 ② 具 有 隐 伏 的 D3 w之 上的层 间滑动构造。③该地段 在地表 有花 岗闪长岩出露 。④据研究认为铜 山岩体侵入方 向是 由 S E 向 N W 侵 入 ， 据 三 二 四 地 质 队 已 旋 工 的 Z K 0 2 2 5孔资料， 铜 山东有深部 隐伏岩体， 其与栖霞 组灰岩接触带附近见多层矽卡 岩及含铜磁铁矿 ， 说 明铜 山岩体东延部分仍有铜矿化的存在。⑤根据矿 区现有资料分析， 在岩体上隆的顶部 附近 ， 往往有较 好的铜矿体存在， 此 处也正处于岩体上 隆和转折部 位。⑥地表岩体在深部有可能与铜 山岩体东延部分 相连 。⑦具重力异常。③多种有利于成矿的地质条 件的复合。 3 据稀土元素及同位素等地球化学特征研究 认为， 小河 王岩体 、 南泉 鲍岩体 与铜 山岩体 岩浆 同 源 、 同成因， 它们都是燕 山早期末岩浆 活动的产物， 侵入时期与铜 山岩体石英 闪长岩侵入时期相当或稍 早， 具有相同的成矿地质条件， 铜 山铜 矿床在花岗闪 长岩中见有含铜 2 ％左右的矿化石英二长 闪长岩的 包裹体 ， 表明在石英 闪长岩浆侵入过程中有成矿作 下 转 第 7页 维普资讯 第3 期 耿茂兴等 降低采场矿石贫化率和采矿损失率的有效措施 结充填体。为减轻采 场胶结充填体 的破坏 ， 采取 了 以下措施 ①采用非均匀布孔装药的微差爆 破落矿， 减轻爆破 冲击力对胶 结充填体 的破坏 ； ②加强采场 的排水和泄水， 保持采场底板无积水， 进而减轻铲运 机旋转轮胎对采场胶结充填底板的剪切破坏。 4 ． 5 强化采场施工质量管理 三山岛金矿矿石品位低， 矿体赋存条件复杂， 矿 体与围岩的界线不明显， 为此 ， 地质 、 测量及采矿技 术人员每天都深入采场， 取样分析 、 标画矿体边界线 及对施工技术指导。 井下采场共有三个凿岩机组， 每个 凿岩机组有 固定采场， 且机组 内部 三班有固定作业面 的劳动组 织， 极大地调动 了凿岩工的积极性， 增强 了责任心， 提高了采场的施工质量。 生产中加强了采场矿石贫化率和采矿损失率的 考核 。 使采场全过程全员质量管理意识逐步增强， 各 单位负责人及工程技术 人员经常到现场联合检查 ， 发现 问题 。 及时处理 。对于采场 内受不安全 因素威 胁大 、 难 以正常甸采 回收的区段， 组织有关人员现场 跟班安全监护 ， 进行强采强 出， 最大限度地回收了矿 石， 减少了矿石损失 。 5 结语 采场的矿石贫化率和采矿损失率是矿 山采矿生 产最重要的两项技术经济指标。三山岛金矿这样一 个低品位的黄金矿 山， 采取各种有效措施， 最大限度 地降低采场的矿石贫化率和采矿损失率是十分重要 的。 上接 第 3页 用发生， 南泉鲍 是个铜 铁 矿点 也表 明了这一 点。 因此， 要加强小河王岩体、 南泉鲍岩体及铜 山岩体石 英 闪长岩 的研究与找矿工作。 4 长江中下游 成矿带成矿 系列、 成 矿模式研 究表明， 一个矿 区范 围 内往 往有不 同矿 种、 不 同模 式 、 不同层位矿床的复合。 铜山矿 区范围内的矿化有与石英闪长岩有关 的 铜铁矿化， 有与花 岗闪长岩有关 的铜 硫、 金 矿化， 有与接触带有关 的矽 卡岩型矿化， 有与岩体有关 的 细脉浸染 状矿化， 有 与铁 帽有关 的金矿化 凰 山 。 因此， 铜 山地区要加强不 同成因类型矿床的找矿工 作， 即斑岩型铜矿与铁帽型金矿的普查找矿工作。 3 结论 铜 山铜矿床矿化类型分 为层状含铜黄铁矿型 、 含铜矽卡岩型 、 含铜角砾岩型和含铜斑岩型， 控矿因 素有地层、 岩浆岩 、 构造， 容矿构造主要有层间断裂 、 接触带、 角砾岩筒及捕掳体， 矿床成 因为层控矽卡岩 型铜矿床。 矿体空间上 的分布 规律 表现 为“ 尖灭再 现” 或 “ 尖灭侧现” 的特点， “ 铜 山下部找前 山” 、 “ 前 山深 部 找前 山” 是铜 山地区就矿找矿的重要找矿方向， 具体 找矿区段是前山南矿段的深部和铜 山矿段 的深部， 铜 山矿区东南部具有找矿前景。 [ 参考文献] [ 1 ] 俞 沧海， 袁小 明． 贵池铜 山岩体演 化与成 矿 的关系 [ J ] ． 矿 产与地质， 1 9 9 9 5 ． [ 2 ] 俞沧海． 贵池铜山铜矿矿床成因探讨[ J ] ． 地质与勘探， 2 0 0 1 2 ． [ 3 ] 邱瑞龙． 贵池铜山铜矿矽卡岩带微量元素地球化学特 征 的初步研究 [ J ] ． 地质论评 ， 1 9 8 6 5 ． 欢迎订阅 有色 山 维普资讯