安徽铜山铜矿关键控矿因素及成矿定位规律研究（邵拥军,郑明泓,刘悟辉,李品杰,刘忠法,刘清泉《矿物学报》2009.Z1）.pdf

基金项目 国 家重点 基础 研究 发展规 划 973 课 题 编号 2007CB411405; 国家 / 十一 五 0科 技支撑 计划 课题 编号 2006BAB01B07; 中南大学地学与环境工程学院教育部重点实验 室专项基金 作者简介 邵拥军, 男, 1972年生, 教授, 博士生导师, 主要从事隐 伏矿体定位预测和探查方法有效性评价研究工作 1 E -mail shaoyongjun 1261 com 安徽铜山铜矿关键控矿因素及成矿定位规律研究 邵拥军 1, 郑明泓1, 刘悟辉1, 李品杰2, 刘忠法1, 刘清泉1 1 1 中南大学 地学与环境工程学院, 湖南 长沙 410083 ; 21铜陵有色集团公司铜山铜矿, 安徽 铜陵 247127 11背斜轴; 21向斜轴; 31断层; 41推测断层; 51 穹窿构造; 61构造盆地; 71 志留系; 81上泥盆统五通组; 91石炭至二叠系; 101 三叠系; 111花岗闪长斑岩; 121石英闪长玢岩; 13 1 石英闪长岩; 141铜山铜矿区 图 1 铜山铜铁多金属矿床矿区地质简图 1 矿区地质概况 铜山铜矿位于长江中下游铜铁硫金多金属成 矿带中部地段, 大地构造位置处于下扬子拗陷皱 褶带中北东向展布的铜陵 贵池断褶束贵池背向 斜的西端。 矿区内地层自志留系上统茅山组到三叠系下 统扁担山组均有分布。志留系和泥盆系以砂岩、 砂页岩为主, 石炭系-三叠系主要以碳酸盐类为 主, 其中石炭系黄龙-船山组和二叠系栖霞组是主 要控矿层位。褶皱构造以姥山背斜和铜山向斜为 主, 轴向由近东西向逐渐转为北东向, 断裂构造以 多期次活动的北东东向 F1和 F2为代表 图 1。 岩浆岩均为中酸性小侵入体, 主要为一套燕山期 555 增刊 矿 物 学 报 同源演化形成的浅成高钾钙碱性花岗闪长斑岩- 石英闪长 玢 岩组合, 地表呈岩株、 岩脉状产出, 主要侵入体为铜山岩体 花岗闪长斑岩。岩体 周围夕卡岩化、 大理岩化、 角岩化等广泛发育, 岩 体中的后期热液蚀变有硅化、 黄铁矿化、 高岭土 化、 碳酸盐化、 绿泥石化、 蛇纹石化等。 铜山铜矿为一典型的中型夕卡岩型铜铁多金 属矿床。矿体产于花岗闪长斑岩岩体与有利围岩 的接触带和花岗闪长斑岩岩体中, 在近矿围岩 燧石岩及大理岩 中亦有矿化现象。矿体的产 状多倾向南, 倾角变化较大; 形态以呈似层状、 透 镜状为主, 局部富集部位呈囊状、 扁豆状等。主要 集中分布于铜山、 前山和前山南三个矿段。其中, 铜山矿段的矿体产于铜山岩体、 铜山岩枝与灰岩 接触带中, 前山矿段和前山南矿段 前山矿段之 延深部分 的矿体产于铜山岩体西段的上接触带 和岩体中。主要矿石类型包括含铜黄铁矿、 含铜 磁铁矿、 含铜夕卡岩、 含铜花岗闪长斑岩、 含铜角 砾岩五种矿石。矿石结构主要有交代结构、 自形 晶粒状结构、 胶状结构、 包含结构、 镶边结构、 压碎 结构、 网状结构和分叉结构等 图 2。矿石构造 主要为块状构造、 浸染状构造、 网脉状构造、 条带 状构造和角砾状构造等。 a1 压碎结构; b1共结边结构; c1脉状结构; d1 交代残余结构 图 2 铜山铜铁多金属矿床典型矿石结构 2 关键控矿因素 矿区内主要矿化类型为受接触带控制产出的 夕卡岩型铜铁金硫多金属矿床, 关键控矿因素可 以归结为以下几点 成矿母 岩 主要为燕 山期中酸性 岩浆 岩 花岗闪长斑岩 C DP。 有利围岩 主要为二叠系下统栖霞组 P1q 碳酸盐岩, 其次石炭系中上统黄龙组、 船山组 C2h 3c碳酸盐岩。 含矿主岩 包括花岗闪长斑岩、 夕卡岩、 碳 酸盐岩、 燧石岩、 角砾岩。 容矿构造 主要为接触带构造, 其次为控矿 断裂构造。控矿断裂主要为多期活动的北东东向 张性大断裂 F1以及 F2、 F14。接触带包括简单接 触夕卡岩带、 断裂接触夕卡岩带、 层间破碎夕卡岩 带、 层控夕卡岩带、 层间滑脱夕卡岩带、 多因素复 合夕卡岩带以及波状起伏界面, 包括超覆构造、 凹 556 矿 物 学 报 2009年 部构造、 不规则界面等。 隔挡层 主要为厚层泥盆系上统五通组 D3W 石英砂岩, 其次为二叠系上统龙潭组页 岩等。 顶底板 顶板主要为二叠系下统栖霞组 P1q碳酸盐岩, 底板主要为厚层泥盆系上统五通 组 D3W 石英砂岩。 围岩蚀变 处于大理岩化热液蚀变范围之 内, 强烈发育夕卡岩化并且叠加有黄铁矿化、 硅 化、 绿泥石化、 碳酸盐化。 3成矿定位规律 矿集区主要定位于长江中下游铜铁硫金多金 属成矿带中部地段, 北东向铜陵- 贵池断褶束贵池 背向斜的西端, NE向长江深大断裂带、 NW 向长 江扭曲断裂破碎带、 NNE-SN 向殷汇 葛公断裂 带以及 NWW-EW 向吴 田 王塥 断裂 带夹 持 地段。 矿田定位于铜山岩体周边与石炭系中上统黄 龙组、 船山组和二叠系下统栖霞组灰岩接触带附 近、 近东西向 F1张性大断裂带及其次级 F2、 F14张 性断裂带以及泥盆系五通组石英砂岩之上的层间 滑脱构造带中。 矿床定位于铜山岩体与上部围岩的接触带和 岩体中。其中, 铜山矿段的矿体产于铜山岩体、 铜 山岩枝与灰岩接触带中, 前山矿段和前山南矿段 的矿体产于铜山岩体西段的上接触带和岩体中。 前山矿段位于铜山背斜南东翼, 成矿受近东 西向和北北东向断裂控制, 主要产于二叠纪栖霞 组灰岩与铜山花岗闪长斑岩接触带上。前山南矿 段位于铜山弧形构造转折端, 铜山背斜南翼和北 山蓬向斜北翼, 受东西向和北北东向逆断层控制, 主要产于二叠纪栖霞组灰岩与铜山花岗闪长斑岩 接触带或泥盆纪五通组砂岩中。铜山矿段产于二 叠纪栖霞组灰岩 或大理岩 与岩体的接触带中, 且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。 工业矿体主要定位于花岗闪长斑岩体侵入接 触构造、 层间滑脱构造、 角砾岩筒构造、 层间破碎 带、 复合接触带控矿构造中。 4 矿体定位机理 燕山期中酸性花岗闪长斑岩为其成矿母岩, 二叠系栖霞组灰岩为其良好的围岩, 两者之间发 育的接触带为矿体定位的主要场所。控矿构造主 要为接触带构造、 F1张扭性断裂构造以及层间滑 脱破碎带。矿体形态多呈似层状, 小矿体多呈透 镜状、 扁豆状、 囊状。常出现分枝复合、 膨胀收缩 及尖灭再现现象。矿石类型主要包括含铜夕卡岩 CuSK、 含铜磁铁矿 Cu M t、 含铜黄铁矿 Cu - Py、 含铜花岗闪长斑岩 CuC DP、 含铜角砾岩 CuBr等。矿床成因为典型的夕卡岩型铜矿床。 泥盆系五通组石英砂岩为岩体上侵就位、 滑脱体 系发育以及矿体定位的基础; 断裂构造 F1为矿液 运移、 矿体定位的关键因素; 夕卡岩为夕卡岩型矿 化过程中的衍生物, 其规模大小与矿体的大小没 有直接的相关关系; 发育的角砾岩为断裂与流体 共同作用的产物, 为成矿强度的指示剂。富矿体 的直接定位受控于接触带和断裂构造 F1及其波 状起伏界面, 产状相对变陡的地段为剪切应力导 致的次生张开的构造地段, 常发育良好的容矿构 造, 加之处于断裂接触带上, 成矿流体活动强烈, 常形成厚大的等轴状富矿体。深部受容矿构造波 状起伏周期性规律影响, 沿断裂接触带在一定间 距上依次出现类似富矿体。若等轴状富矿体出现 较多, 且规模较大, 则两侧接触带矿体规模不大或 尖灭; 若无较大的等轴状富矿体出现, 则从上到下 沿接触带有规模较均匀的板状夕卡岩型矿体 出现。 557 增刊 矿 物 学 报