Question

　安徽铜陵狮子山铜矿床

Answer 1

一、大地构造单元

铜陵地区大地构造位置属扬子准地台下扬子台坳中部。

二、矿区地质

狮子山铜矿床所在地质位置参见冬瓜山矿床的矿田地质略图。

（一）地层

狮子山铜矿的赋矿地层主要是下三叠统的和龙山组和南陵湖组，其岩性及地球物理、地球化学特征见表2-94。

（二）构造

东、西狮子山矿床的地层围岩为不同力学性质的碳酸盐岩层。矿区处于大通-顺安复向斜中次级的青山背斜北东倾没端的南东翼更次级小背斜中（白芒山背斜）。沿小背斜的两翼有较大的纵向和横向断裂，他们控制了呈岩墙状的闪长岩体的分布。西狮子山矿床的西南部，纵横断裂的交汇处，是西狮子山闪长岩墙的主体赋存部位（图2-136）。小背斜的岩层组成，主要为中下三叠统条带状不纯灰岩和薄至中厚层灰岩。这些岩层在化学性质上是相近的，但其力学性质和构造性质上，则有明显的差异；在褶皱变动中，往往沿它们之间的界面产生层间破碎（剥离），形成层间破碎（剥离）带，为闪长岩枝的贯入以及接触变质-交代作用和叠加于其上的矿化作用的广泛发育创造了极为有利的条件，从而控制了沿层间破碎（剥离）带发育的似层状、透镜状（图2-136）和鞍状矿体的形成。由于不同性质碳酸盐岩层在剖面上的交替，因而层间破碎（剥离）带及受它控制的矿体，在剖面上亦相应地呈多层次的平行排列。同时分布在条带状夕卡岩、角岩（或夕卡岩化角岩）中的张裂隙、剪切裂隙以及羽毛状裂隙，对矿脉的空间分布也有着重要的控制作用。当接触带构造与层间破碎（剥离）带成不整合关系时，矿体形态往往十分复杂，在围岩—侧常出现沿层间裂隙而发育的枝状矿体。

表2-94　狮子山矿区地层（岩性）地质地球物理、地球化学参数一览表　Table 2-94　Stratigraphic scale with geophysical and geochemical parameters

图2-136　西狮子山铜矿床地质图及剖面图　Fig.2-136　Geological map and profile of Xishizishan copper deposit

1—大理岩化条带状灰岩；2—大理岩；3—夕卡岩化大理岩；4—夕卡岩化角岩；5—闪长岩；6—条带状夕卡岩；7—块状夕卡岩；8—夕卡岩化角砾岩；9—矿体；10—第四系；11—小背斜；12—早期断裂；13—成矿后断裂

（三）侵入岩

本区岩浆岩沿网格状构造格架侵入，形成岩墙状侵入体及岩脉-岩枝群，在不同水平上互相沟通，组成具有特色的长达3km，宽约1km的浅成-超浅成相的网格状岩墙-岩枝系。矿化均围绕此岩浆系统分布，并受这种网络控制。据深孔及物探资料推测，深部应有大岩体存在。岩浆岩为辉石闪长岩→石英闪长岩→晚期（石英）闪长岩，反映岩浆从中偏基性向中偏酸性富钾化方向演化趋势。主体含石英闪长岩属富碱的钙碱性系列，w（SiO₂）=60%,w（Na₂O+K₂O）=7%±，w（Na₂O）/w（K₂O）＜2，σ＝4.82，向深部SiO₂含量增高，钾化增强。K-Ar法同位素年龄147～160Ma，个别值更大些，主体应属燕山早期，具同熔岩浆的某些特征。Sr同位素初始比值0.7095，δ¹⁸O=+9.90‰，δD＝—95.07‰（都为全岩样）。东狮子山铜矿与辉石二长闪长岩有关，西狮子山铜矿受闪长岩制约。

三、矿床地质

（一）西狮子山矿床（图2-136）

1.矿体产出特征

西狮子山矿床产于背斜东南翼和龙山组（T₁h）中，西南部超覆于大团山矿床之上。主矿体五层，平行产出，向东侧伏，最大者长300余米，宽200余米，厚度17m，平均含铜1%以上。矿石主要为含铜夕卡岩，其次为含铜磁黄铁矿、含铜大理岩及含铜闪长岩等。矿床四面被闪长岩包围，派生大量岩枝，多作顺层贯入，形成巨厚的夕卡岩带，矿层即产于此种格架中。除地表有次要矿体出露外，主矿层均系地面100m以下盲矿体。

2.成矿作用

矿田近20km²范围内经受不同程度热变质，远超过岩墙-岩枝系范围，亦可佐证深部热源-大岩体的存在。在热变质基础上叠加的热液作用，可分为三个阶段。

（1）硅酸盐阶段。夕卡岩发育有以下特点：主要发育于岩墙-岩枝带内，以层间夕卡岩为主，西狮子山为层间反应交代夕卡岩。层间夕卡岩中，钙质夕卡岩成分简单，由石榴子石士辉石组成，水平方向基本不具分带性，垂直方向不同条带间可见不同矿物组合或粒度不同的细层带；镁夕卡岩多蚀变为滑石、蛇纹石岩，分带更不清楚。

（2）氧化物阶段。主要标志矿物为磁铁矿、白钨矿及含水硅酸盐类（绿帘石、阳起石、金云母等），活动既不广泛又不强烈。热液碳酸盐矿物（主要为方解石、可能包括菱铁矿或铁方解石）亦以此阶段活跃，反映此时高fo₂低fs₂环境。

（3）硫化物阶段是本区最主要的成矿阶段。按晶出顺序主要有辉钼矿→磁黄铁矿→黄铁矿→黄铜矿→闪锌矿→方铅矿。磁黄铁矿、黄铁矿及黄铜矿具多期次性，遍及全区。此外尚有毒砂、胶黄铁矿、白铁矿、方黄铜矿及斑铜矿等。伴生蚀变矿物主要有石英、方解石、绿泥石、绢云母、蛇纹石、滑石、金云母、钾长石等。在P₂及T₁各矿体中硫化物集合体主要分布于夕卡岩及其毗邻的侵入岩或热变质岩中，严格受夕卡岩化作用制约。和夕卡岩一样，矿物组合分带不明显，矿石类型也很单调（主要是夕卡岩型），说明是在物理化学条件相对稳定的条件下形成的，可能是一种散热缓慢而热液补给均匀的半封闭或近似封闭环境（如西狮子山的三面及四面为岩墙-岩枝圈闭）。就矿田总体而论，以上述岩墙-岩枝系为中轴，由以层间扩散夕卡岩型矿石为主，向外（主要为北西侧）变为以层间渗滤夕卡岩型矿石及块状硫化物矿石。沿走向在“中轴”中部有角砾岩筒式矿化（东狮子山，详见后文），向两端则以层间夕卡岩型矿化发育。在垂直方向上，C₂为Cu、S组合，P₁—T₁y为Cu、Mo组合，T₁h为单铜矿石。通过对贯通矿物磁黄铁矿的研究发现（黄民智等），下部（冬瓜山）块状硫化物中为六方相或六方相为主的双相结合，爆裂温度300～365℃，众值330～340℃；上部（指大团山。而狮子山矿床更浅些）夕卡岩矿石中以单斜相变种占优势，爆裂温度320℃±。且发现冬瓜山近岩体部分，有单斜相交代六方相者，蚀变温度280～340℃，因此上部矿体不但温度较低，时间也可能较晚。此外本区深部岩体中发现有细脉浸染状矿化。表明“三位一体”式三元组合，在本区也可能以其特有的形式出现。西狮子山矿床应是层间式夕卡岩型矿床，与大团山矿床属同一类型，其成矿模式，可参见冬瓜山矿床。

图2-137　角砾岩筒式夕卡岩矿床示意剖面图　Fig.2-137　Sketch section of breccia chimney-type skarn deposit

1—大理岩；2—夕卡岩；3—铜矿体；4—闪长岩；5—角砾岩筒

（二）东狮子山矿床

东狮子山铜矿为仅知的角砾岩筒式矿床。该矿位于狮子山矿田中心角砾岩筒及其外围，受近东西向及北东向断裂控制，地表出露不规则，直径150m。剖面为一漏斗状，延深500m以上（图2-137）。角砾岩筒岩性复杂，角砾成分为闪长岩、石榴子石夕卡岩及少量大理岩、角岩。角砾边界明显，多具棱角，排列杂乱。胶结物已变质为石榴子石夕卡岩（外带）和方柱石夕卡岩（内带），有时见交代残余闪长岩。筒外破碎带围岩和部分闪长岩体均有强烈夕卡岩化。

角砾岩筒的形成与闪长岩侵入有关，在早期岩浆外壳凝固后，残余岩浆大量气体聚集，形成气泡（室），造成爆发，围岩崩塌，使早期闪长岩、夕卡岩与围岩破碎成角砾，被后续熔浆胶结，同时热流体使整个角砾岩筒夕卡岩化，并以大量含挥发组分的方柱石为特征，属爆发-崩塌角砾岩筒型。夕卡岩之后，尚有晚期闪长岩脉贯入，以富含磷灰石副矿物为特征，说明残浆内气液交替频繁。

图2-138　狮子山矿床物化探异常剖面　Fig.2-138　Section of geophysical and geochemical anomaly in Shizishan deposit

1—砷、钼元素异常；2—金、银、铜的剩余异常；3—航磁极化△Z⊥异常及其区域场，局部场；4—布格重力异常及其区域场，局部场；5—△Z上J垂向一次导数、△Z⊥Q垂向二次导数及下延2500米曲线；6—△gJ垂向一次导数、△gQ垂向二次导数；7—地质模型

继夕卡岩化及晚期岩脉的矿化作用遍及全筒（一般含铜0.1%～0.2%），并沿不规则的原生裂隙富集成透镜状-囊状矿体群，与岩筒喇叭形产状大体一致。筒外夕卡岩则沿着由于崩塌作用引起的次一级小背斜形成鞍状矿体群。矿石组分与西狮子山的相似，但筒内含铜低（0.7%）而含毒砂高，向筒外则含铜高（1%）含毒砂渐减，这反映爆发成矿作用的某些特点。

东狮子山矿床的成矿作用尽管规模不大，筒内矿体为小型，连筒外矿体一起才达到中型，但它在成因上却具有特殊意义。狮子山矿田乃至整个铜陵地区（甚至整个长江中下游）内夕卡岩一般都不很发育，厚度很少超过10～20m。而本角砾岩筒全部闪长岩胶结物几乎都变质成方柱石-石榴子石“内夕卡岩”。与城门山角砾岩筒也有较大差别，一方面表明它是夕卡岩的一个特殊类型（硅夕卡岩），另一方面也表明夕卡岩型铜矿与斑岩型铜矿的形成条件不完全决定于围岩性质，更重要的是热流体的物理-化学条件。这也许是本区与城门山相区别的内在原因。

另据中国地质大学（武汉）张淑贞（1993）等研究，认为东狮子山铜矿床具有下列独特的特征：

（1）夕卡岩是高温、高密度、粘稠的岩浆熔融体；

（2）夕卡岩体与辉石二长岩体具有同源性；

（3）矿体与夕卡岩体具有同源性；

（4）成矿物质来源于岩浆源，硫同位素测定的绝对值小于5‰；

（5）夕卡岩矿物开始结晶温度为920℃，可见熔融包裹体，成矿温度为620℃；

（6）成矿压力相当于1～2km深度条件；

（7）矿石、夕卡岩具有典型的矿浆矿床结构构造。据以上特点，东狮子山铜矿床不同于一般的接触交代型铜矿床，而为夕卡岩浆型铜矿床。

（三）矿床物化探异常

狮子山矿床岩（矿）石磁性较弱，甚至无磁性，导电性亦较差，但化探异常明显，在化探找矿研究Cu晕异常时，应综合分析Cu、Pb、Zn、Ag、As、Mo、Co、Ni、Au、W、Sn、Se等元素。化探方法配合激发极化法效果比较好。在矿床上方磁、重异常弱，但经过求导演算，岩（矿）体上方异常明显（图2-138），结合化探异常，可确定找矿靶区。