Question

　安徽贵池县铜山铜矿床

Answer 1

一、大地构造单元

贵池地区位于扬子地台下扬子台坳内贵池-繁昌坳断褶束的西段。

二、矿区地质

（一）地层

矿区出露地层有志留系上统茅山组，泥盆系上统五通组，石炭系中上统黄龙组、船山组，二叠系下统栖霞组、孤峰组，上统龙潭组、大隆组，三叠系下统殷坑组、龙山组、扁担山组及第四系。栖霞组是主要含矿层位，已遭受强烈的大理岩化。

栖霞组下部为青灰色方柱石、硅灰石大理岩，上部为灰白色硅灰石结核大理岩及硅质结核大理岩，厚218～236m。

大理岩中Cu的平均含量52.4×10^-6，高出同类岩石平均含量的13倍。

（二）构造

姥山背斜为本区一系列紧密线型褶皱之一。该背斜总体轴向NE30°，而西段走向近NW，东段走向NE，矿区位于姥山背斜轴向转折处的南翼。背斜两翼呈明显的不对称性，北陡南缓，北翼局部地段倒转，南翼受NEE向走向断裂破坏，地层重复，产状紊乱，角砾岩发育。

矿区断裂构造发育，主要有EW向、近NW向和NNW向3组，前两组断裂是控岩控矿构造。

（三）侵入岩

铜山侵入体主要岩石类型为花岗闪长斑岩，出露面积约2km²。岩石系钙碱性系列，碱值，尤其是K₂O含量明显偏高。岩体侵入时代属早白垩世，年龄134Ma。

矿区内还发育少量的闪斜煌斑岩脉。

岩体的围岩为志留、泥盆及二叠系，岩体内围岩捕虏体较多，大小不等。这些围岩的接触带及附近，均遭受了不同程度的接触变质、接触交代及热液蚀变作用。

岩体中Cu元素平均含量68.49×10^-6，变异系数大于150%，表明岩浆在冷凝过程中Cu元素发生了局部富集。

三、矿床地质

（一）矿体基本特征

铜山铜矿田主要包括前山和小铜山两个矿床，均为铜、硫、铁综合矿床，伴生金、银、钴、钼、硒、锌、镓可供综合利用。现锋含拆以前山南段铜硫矿床为例作一介绍。

1.主要矿体的形态特征

该矿段共有矿体98个，其中主要的矿体只有三个，编号4、29、32号，其成矿部位见图2-147、图2-148。

图2-147　前山-前山南段成矿部位示意图　Fig.2-147　Sketch map showing mineralization in Qianshan-south Qianshan ore block（据安徽省地矿局三二四地质队）（after geological Team 324,Anhui province）

1—孤峰组；2—栖霞组；3—五通组；4—花岗闪长斑岩；5—石榴子石夕卡岩；6—内夕卡岩；7—角砾岩；8—矿体及编号；9—断层及编号

4号矿体为不规则大透镜体，膨胀收缩较显著，矿体形态变化较大。从中段图看，矿体走向近NW向，倾向S—SE，倾角一般30°～40°，浅部平缓。矿体长350m，最大延深590m，厚度一般8～15m，平均厚8.3m。4号矿体主要受栖霞灰岩和花岗闪长斑岩的接触带或栖霞灰岩与五通组之间的构造带控制，东部层控条件明显。

图2-148　前山-前山南段矿段剖面图　Fig.2-148　Profile of breccia zone in south Qianshan ore block（据安徽省地矿局三二四地质队）（after geological Team 324,Anhui province）

1—第四系；2—二叠系大理岩；3—二叠系龙潭组；4—二叠系孤峰组；5—二叠系栖霞组；6—泥盆系五通组；7—花岗闪长斑岩；8—内夕卡岩；9—夕卡岩；10—角砾状热液石英岩；11—角砾状大理岩；12—角砾岩；13—矿体及编号；14—断层及编号

29号矿体产于捕虏体的上接触带，其顶板为花岗闪长斑岩，东部底板为夕卡岩化花岗闪长斑岩，西部主要为角砾岩。以角砾岩为底板的矿体分支分岔，形态复杂，矿体为不规则的透镜状、扁豆状、囊状体，膨缩、分岔、尖灭现象明显。矿体走向北东，倾向南东，倾角35°～50°，长290m，最大斜深410m，平均厚度30.94m。矿体厚大部位在老洞—200～—400m标高。

32号矿体受捕虏体下接触带控制，其深部矿化随含矿地层（栖霞灰岩）被F₁₄截断而终止，并由岩体取代其空间。矿体比较稳定，呈透镜状、扁豆状。矿体东部顶板为夕卡岩，底板为岩体，西段顶板仍为夕卡岩，底板以五通组石英（砂）岩为主，层控条件比较明显。矿体呈EW走向，倾向S，倾角浅部缓，12°～40°，深部陡，45°～60°，矿体长290m，最大延深220m，平均厚14.97m。矿体主要部分分布于—300～银枣—400m标高。

2.矿石类型、矿石成分

矿床的矿石类型有四种，其矿物成分及主要有用组分含量如下：

含铜白（黄）铁矿矿石：主要矿物成分是白铁矿、黄铜矿，石英、碳酸盐（主要是方解石，下同），其次是黄铁矿。本类型矿石是矿床主要矿石类型，占全区铜矿石总储量的73.72%，铜平均品位1.29%。

含铜磁铁矿矿石：主要矿物成分是磁铁矿、黄铜矿，石英及碳酸盐，次要的有白铁矿、黄铁矿。这种铜铁型矿石占全区铜矿石总储量的19.88%，铜品位0.97%。

含铜夕卡岩矿石：主要矿石矿物是黄铜矿、透辉石、石榴子石，次要的有磁铁矿、黄铁矿、碳酸盐。其铜的平均品位0.69%，在铜矿石储量中仅占6.40%。

硫铁矿矿石：主要矿物为黄铁矿、白铁矿、石英及少量的碳酸盐。全区硫铁矿矿石平均品位S 29.06%，属二级品，占全区硫铁矿矿石储量的13.96%；三级品平均品位S 16.60%，占全区硫铁矿矿石储量的86.04%。

3.矿石结构构造

铜矿石的结构主要有自形-他形晶粒状结构、球颗状（变胶状）结构和包含结构。铜矿石的构造主要为团块状构造，其次为浸染状、条带状及少量角砾状构造。

（二）夕卡岩带的分带、围岩蚀变及矿化特征

铜山夕卡岩发育地段，宽约百余米，延伸数百米，矿体赋存于夕卡岩带中。从大理岩到花岗闪长斑岩可依次划分为10个带：①方解石大理岩带；②黄英岩化夕卡岩化大理岩带；③透辉石石榴子石夕卡岩带；④含铜碳酸盐化石榴子石夕卡岩带；⑤钙铁榴石夕卡岩带；⑥透辉石石榴子石夕卡岩带；⑦钙铝榴石夕卡岩带；⑧钾长石化石榴子石夕卡岩带；⑨含铜夕卡岩化花岗闪长斑岩带；⑩花岗闪长斑岩。

夕卡岩的主要特征为：一是以石榴子石为最主要矿物（约占70%～90%），并多呈均质性的致密块状体；二是夕卡岩带碳酸盐化发育，并具多阶段性。透辉石、石榴子石多呈假像，为显微粒状方解石集合体所交代；三是钙铁榴石夕卡岩发育在夕卡岩带外侧，钙铝榴石夕卡岩发育在内侧。

根据微量元素与稀土、放射性元素变异特征，认为夕卡岩与花岗闪长斑岩具有亲缘性。本区组分的富集中心在夕卡岩的第6分带，该处应为大理岩与花岗闪长斑岩的正接触带，即接触断裂构造主通道上。而第3夕卡岩带可能是次级构造通道。

铜及亲铜元素富集于主通道两侧的第4和第9分带，铜与锌呈正相关关系。

矿床的围岩蚀变主要为钾长石化、碳酸盐化、黄英岩化。钾长石化主要发育在夕卡岩内带，黄英岩化主要发育于夕卡岩外带。碳酸盐化则具有广泛性和多阶段性。碳酸盐化以方解石为主，可划分为5个阶段，其中以早期硫化物阶段细粒状或显微粒状方解石与铜矿关系密切，常见绿泥石、绢云母与之共生。方解石化学成分中的Mn、Fe含量较高，δ¹⁸O值及⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值也较高。

（三）矿床化探异常特征

由矿体中组合元素特征得出，铜矿化的指示元素为：Cu、Ag、Sn、Ni、Co、Zn；金矿化的指示元素为：Au、As、Sb、Bi。

矿区铜矿化主要集中在含铜碳酸盐化夕卡岩带和含铜夕卡岩化花岗闪长斑岩带，在这两个带内Cu、Zn、Co、Ni含量明显增高。两带w（Cu）/w（Zn）值大幅增加，与无矿夕卡岩带形成鲜明对比，可作为找矿标志。

四、成矿作用

（一）成矿阶段

碳酸盐化与成矿关系密切，经对方解石的研究，碳酸盐化可划分5个阶段。

夕卡岩化晚期阶段（Ⅰ）：方解石呈单晶体产出，充填于夕卡岩晶洞或空隙，可见纤闪石、绿帘石、钾长石交代单晶方解石，晚期石榴子石沿其裂隙充填。其包裹体测温为400～600℃。

磁铁矿生成晚期阶段（Ⅱ）：方解石结晶颗粒大，透明度低，产于脉状磁铁矿石中，共生矿物组合为方解石、磁铁矿、赤铁矿和菱铁矿，常为黄铁矿等硫化物方解石脉切穿。包裹体均一温度300～400℃。平均温度为344℃。

早期硫化物阶段（Ⅲ）：方解石呈细粒状或显微粒状集合体，与其共生的矿物有黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿、斑铜矿，以及绢云母、绿泥石等。方解石呈灰、淡黄色，其生成温度200～300℃。

晚期硫化物阶段（Ⅳ）：方解石常与黄铁矿、石英共生，呈粗至中细粒，往往以脉状穿切夕卡岩及铜铁矿体。其生成温度150～250℃。

碳酸盐最后一次活动：显微粒状方解石常与玉髓、显微状石英及高岭土共生，分布广泛，强烈交代透辉石、石榴子石呈假像。

（二）方解石的同位素组成

1.C、O、Rb、Sr同位素值列于表2-100和表2-101。表中反映热液流体生成的方解石δ18C均为负值，明显低于大理岩。夕卡岩（Ⅰ）及磁铁矿（Ⅱ）生成期的方解石δ¹⁸O较低，与花岗岩类的δ¹⁸O变动范围（＋7‰～＋13‰）相一致；而硫化物期（Ⅲ、Ⅳ）方解石的δ¹⁸O均较高。Ⅰ、Ⅱ两阶段方解石⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值与花岗闪长斑岩（初始值为0.7073±0.002）相吻合。因此，利用氧同位素和锶同位素资料综合判定，Ⅰ、Ⅱ阶段形成方解石的有关热液主要来自岩浆水，与花岗闪长斑岩岩浆中的水属同一源区；Ⅲ、Ⅳ阶段方解石有关热液则由来自岩浆源区的水和大量混入的雨水组成。

表2-100　铜山铜矿热液方解石碳氧同位素组成　Table 2-100　Carbon and oxygen isotope of hydrothermal calcite in Tongshan copper deposit

注：SMOW与PDB换算采用Craig,Clayton et al.（1965）公式

表2-101　铜山铜矿床热液方解石铷锶同位素组成　Table 2-101　Rubidium and strontium isotope of hydrothermal calcite in Tongshan copper deposit

2.硫同位素组成：岩体中的δ¹⁸S平均值为3.09‰；外接触带夕卡岩δ¹⁸S平均值为3.11‰，十分接近，均未超过5‰，变化幅度小，属岩浆成因的热液硫化物。

（三）矿床成因

从上述分析表明，本矿床是由岩浆期后的残余熔浆分馏所形成的热液，沿正接触带断裂构造通道上侵，交代围岩及充填构造裂隙形成夕卡岩型铜、硫、铁矿床。