Question

铜陵矿集区构造演化概述

Answer 1

铜陵矿集区的大地构造位置属扬子板块北缘、下扬子印支期北东向构造带的东南部隆皱带，为下扬子坳陷之相对隆起区(黄许陈等，1993)。

铜陵矿集区属于长江中下游铜铁成矿带的组成部分，长江中下游内生矿床的主导控制因素为构造－岩浆作用，特别是具深断裂性质的长江破碎带为成矿带的聚矿构造，以它为主干的带状网络构造系统控制了成矿带的形成和演化，岩浆岩的不同成岩系列制约了不同的成矿系列，沉积层的岩性(及其组合)和特定层位的岩相古地理环境对某些主要矿床类型的形成和分布也有主要意义(常印佛等，1991)。

长江中下游铜铁成矿带相对于环太平洋成矿带的中国东部成矿域而言，居于次级成矿单元地位，控制这一成矿单元的基本构造格局为地幔上隆区(图4－5)，而主要矿床几乎都集中分布在这一上隆区抬升最高的“中轴”附近部位(常印佛等，1991)。

铜陵矿集区曾经历了活动→稳定→再活动的构造演化历史。晋宁运动—澄江运动使多个基底联合，之后发育了震旦纪之后的统一盖层，构成“一盖多底”的格局(常印佛，1996)。震旦系—志留系为稳定的陆表海碳酸盐岩—碎屑岩相沉积，加里东运动隆起成陆，缺失下中泥盆统。海西期开始沉积了上泥盆统、下三叠统的碎屑岩、碳酸盐岩和海陆交互含煤系建造，其间剧烈的升降运动形成了多个平行不整合面，造成下石炭统部分地层缺失，而在上石炭统底部形成块状硫化物层，在二叠系形成孤峰组和大隆组深水硅质岩。中三叠世受印支运动影响，主要为局限海含膏盐碳酸盐岩沉积，之后开始大规模褶皱隆升，至中侏罗世发育陆相盆地沉积。上侏罗统—下白垩统为燕山期大规模构造－岩浆活动形成的一套钙碱性—碱性火山岩、火山碎屑岩建造，本区进入陆内伸展构造环境。伴随燕山期强烈的构造－岩浆－成矿活动形成长江中下游成矿带现今的主体面貌，其成矿作用呈现“层控”和“多位一体”的规律(吕庆田等，2007)。

图4－5 长江中下游莫霍面深度相对变化与矿产分布图

一个关键问题是晚石炭世早期(威宁期)构造运动的性质及其控矿作用。赋存于上石炭统黄龙组和船山组中的层控型矿床是本区乃至长江中下游地区的重要矿床类型，区内的冬瓜山、新桥、马山三个大型矿床和松树山等一些中小型矿床均产于上石炭统地层内，对于该类型矿床于海西期成矿的认识，有两种不同的观点，一种认为存在海底喷流－沉积成矿(阎学义等，1977;顾连兴等，1986);另一种观点认为属海相环境正常沉积成矿(唐永成等，1998)之争议。如果存在海底喷流－沉积成矿作用，那么制约海底热水活动的构造系统是怎样构成和分布的?

关于下扬子断裂坳陷带在石炭纪时期的活动性，已有众多的研究者加以论述(翟裕生等，1992a、b，1997;岳文浙等，1993;李文达等，1997)，并强调了同生断裂，尤其是长江断裂对于断陷带内部差异演化的重要意义，而最大的拉张发生在威宁期(晚石炭世早期)，形成了一种以升降振荡运动为主的裂陷环境。沈喜伦(1982)和安徽区调队(1990)在研究下扬子地区岩相古地理变迁时，即充分强调了该区石炭纪地壳的活动性和升降运动的不均一性。晚泥盆世时，下扬子地区本是深度相对均匀的海区，而早石炭世早期，安庆—铜陵—芜湖一带缺失沉积，安徽区调队称之为“铜陵岛”，并推测沿江一带有一条活动断裂，造成了两侧的差异升降。“铜陵岛”南侧泾县—宁国一带的沉降表明了青阳—宣城一带有断裂活动。这样的古地理格局一直持续到早石炭世中期。至早石炭世晚期，泾县—宁国一带上升，使“铜陵岛”与江南古陆合成一体，这表明了青阳—宣城断裂的反向运动。至晚石炭世早期，整个下扬子地区全部被海水淹没，铜陵地区亦潜入水下，表明了该区断裂的又一次活动。

关于晚石炭世海底喷流－沉积成矿作用，主要的证据还包括石炭纪时期下扬子断裂坳陷带多处海相火山岩和火山碎屑岩的发现(富士谷等，1977;常印佛等，1991;翟裕生等，1992)及硅质岩、石膏(硬石膏)等喷流岩的存在和层状矿体中广泛出现的典型海底喷流沉积矿石组构(顾连兴等，1986;岳文浙等，1993;王文斌等，1994)。

在对天马山和黄狮涝金矿的研究中，我们也注意到成矿的多世代性及反映海底喷流沉积成矿的典型矿石组构，尤其黄狮涝金矿，其分布及矿化中心均距天鹅抱蛋山岩体较远，在很大程度上其成矿是独立于天鹅抱蛋山岩体的。矿床地球化学特征也证实了同沉积期热水沉积作用的存在。

关于石炭纪同生断裂或断裂坳陷带活动的状况，目前的研究仍显不足。从长江中下游地区石炭纪岩相古地理演化来看，整个石炭纪表现为一个海进过程(常印佛等，1991)，其中早石炭世沉积范围和岩相古地理环境变化频繁，反映下扬子陆表海盆的地壳活动性处于相对活跃的阶段，特别是在高骊山期中晚阶段及和州期初，地壳震荡频繁，在海陆交替的变迁中出现了局部火山活动，形成了厚度不大的浅海滨岸火山碎屑岩，火山活动中心大致在南京栖霞山—镇江高骊山一带。中石炭世(黄龙期)海侵范围明显扩大，长江中下游地区为一开阔台地，处于还原至氧化环境，化石非常丰富，包括铜陵和贵池在内的中部地带出现白云岩。晚石炭世(船山期)基本继承了中石炭世黄龙期的格局，沉积岩岩性为藻类球粒状灰岩和厚层状灰岩。石炭纪海进过程，在一定程度上反映了同生断裂或断裂坳陷带的存在，有一点非常重要，那就是具深断裂性质的长江断裂带的同生断裂活动，而从天马山、冬瓜山和新桥矿床的分布来看，在铜陵地区，是一系列与长江断裂平行的次级断裂系统控制了该地区的热水沉积活动范围，从天马山等矿床中广泛出现磁黄铁矿的现象分析，热水沉积作用发生在较为还原性的海底环境，而具体的海底深度目前尚难以做出准确的判断，但我们根据热水沉积作用发生的普遍性规律仍可以做出一个大胆的推断，那就是石炭纪断裂坳陷带是沿长江断裂带方向展布的，具有拉张活动的性质，在铜陵地区构造拉张的方向为北西－南东向，热水沉积作用发生在北东向次级断裂与北西向转换断层的交汇部。

另一个问题是铜陵矿集区燕山期控岩控矿的构造环境与构造性质，比较一致的观点是本区此时属于伸展作用下的拉张环境(陈林杰等，2007)，那么，该拉张环境的构造系统是如何控岩和控矿的?控矿构造应力场方向如何?