安徽省宣城市昆山铜多金属矿化区的地质特征.pdf

第 3 6卷 第 2期 2 0 1 3年 2月 合 肥 工 业 大 学 学 报 自然科学版 J OURNAL OF HE FEI UNI VERS I TY 0F TECHNOL OGY Vo 1 3 6 No 2 Fe b 2 0 1 3 D o i 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 3 5 0 6 0 2 0 1 3 0 2 0 1 9 安徽省宣城市昆山铜多金属矿化区的地质特征 黄建满 易 洪 陈保 汐 华东冶金地质勘查局 8 1 2地质队 安徽 铜陵2 4 4 0 0 0 摘要 安徽宣城地区昆山铜多金属矿化区位于扬子准地台 下扬子台坳南部边缘 该矿化区的赋矿地层为 区域内易于成矿的二叠三叠系沉积岩 断裂构造为岩浆及矿物质的运移提供了良好的通道 中酸性岩浆的 侵入过程中切割 包裹沿途围岩 并与之发生强烈的同化混染 交代作用 实现物质成分的充分交换 为该区易 于发生成矿作用的有利条件 物探资料显示研究区存在矿致异常的航磁和重力的分布特征 地质和地球物 理特征均指示昆山一狮子山一带是寻找接触带矽卡岩型和层控式矽卡岩型铜矿床的有利地带 具有较好的 找矿前景 关键词 断裂构造 辉石闪长岩 矽卡岩型 层控型 昆山铜多金属矿化区 宣城地区 中图分类号 P 6 1 8 4 1 0 8 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 3 5 0 6 0 2 0 1 3 0 2 0 2 1 7 0 7 Ge o l o g i c a l c ha r a c t e r s o f Ku ns ha n Cu po l y me t a l l i c mi ne r a l i z a t i o n d i s t r i c t i n Xu a nc he ng Ci t y Anhu i Pr o v i n c e HUANG J i a n ma n YI Ho n g CHE N B a o x i N o 8 1 2 Ge o l o g i c a l Te a m E a s t Ch i n a Me t a l l u r g i c a l B u r e a u o f Ge o l o g y Ex p l o r a t i o n To n g l i n g 2 4 4 0 0 0 C h i n a Ab s t r a c t Th e Ku n s h a n Cu p o l y me t a l l i c mi n e r a l i z a t i o n d i s t r i c t i s l o c a t e d i n t h e s o u t h ma r g i n a r e a o f s u b Ya n g z i d e p r e s s e d t e r r a n e i n Xu a n c h e n g a r e a An h u i Pr o v i n c e Th e P e r mi a n T r i a s s i c s e d i me n t a r y s t r a t a a r e p r o n e t o mi n e r a l i z a t i o n i n t h i s a r e Th e wi d e l y d i s t rib u t e d f a u l t s g i v e f a v o r a b l e c h a n n e l s f o r t h e g r a n i t o i d ma g ma s a n d h y d r o t h e r ma l fl u i d s Th e i n t e r me d i a t e a c i d ma g ma s c u t a n d e n wr a p t h e s u r r o u n d i n g r o c k s a n d a s s i mi l a t i o n c o n t a c t a n d me t a s o ma t i s m t a k e p l a c e i n t h e m d u r i n g t h e e v o l u t i o n o f t h e ma g ma s wh i c h b e c o me s t h e f a v o r a b l e c o n d i t i o n o f mi n e r a l i z a t i o n i n t h e a r e a Ge o p h y s i c a l d a t a f u r t h e r i n d i c a t e t h a t t h e ma g n e t i c a n d g r a v i t a t i o n a l a b n o r ma l i t i e s a r e p r o b a b l y c a u s e d b y t h e mi n e r a l i z a t i o r I t i s s u g g e s t e d t h a t t h e Ku n s h a n S h i z i s h a n a r e a h a s h i g h p o t e n t i a l s i n e x p l o ri n g t h e c o n t a c t a n d s t r a t a b o u n d s k a r n Cu d e p o s i t s a c c o r d i n g t o i t s g e o l o g i cal an d g e o p h y s i cal c h ara c t e r s Ke y wo r d s f a u l t s t r u c t u r e p y r o x e n e d i o r i t e s k a r n t y p e s t r a t u m t y p e Ku n s h a n Cu p o l y me t a l l i c mi n e r a l i z a t i o n d i s t r i c t Xu a n c h e n g a r e a 安徽省宣城市昆山铜多金属矿床区是狸桥 棘菇山成矿带的重要组成部分 隶属于扬子板块 北缘 地处江南隆起带与宣 城 南 陵 火 山岩 凹 陷盆地 的交接部位 1 狸桥一棘菇 山成矿区内岩 浆作用强烈 与岩浆作用相关的矿化发育 近年来 在该区也陆续发现有铜 钼 铅 锌 铁 金等矿产 几十处 如棘菇山铜钼矿床 狮子山铜矿床 刘家 山硫铁矿床 茶山铅锌矿床等矿床和矿化点等 该成矿区以其有利的构造位置和强烈的岩浆作用 和成矿作用 将成为皖南地区找矿 的重要潜力 区 之一 昆山地区位于狸桥一麻菇山成矿带 中 部 1 9 5 7 一 l 9 8 4年华东冶金地质勘查局 8 0 3地质 队 8 0 8 物探队在昆山该地区开展了一系列地质 特征 地球物理和地球化学找矿勘探工作 3 发 现了该区铜 钼矿化异常 提出了具有很好找矿潜 力的认识 然而 该矿化区目前的地质研究程度 收稿 E t 期 2 0 1 2 0 6 2 1 修 回E t 期 2 0 1 2 0 9 1 1 作者简介 黄建满 1 9 6 8 一 男 安徽肥西人 华东冶金地质勘查局 8 1 2 地质队工程师 2 1 8 合肥工业大学学报 自然科学版 第 3 6卷 仍相对薄弱 对其矿区地质特征和矿化特征尚缺 乏详细的研究和认识 这制约了对该地 区的进一 步的找矿勘查和研究工作 在充分 吸收前人资料的基础上 本文对昆山 铜多金属矿化区进行了详细的地质填图 并对其 矿化特征 物探特征等方面进行了分析和研究 初 步查明区内地层 构造 岩浆岩等地质特征及成矿 控制因素 同时对矿体分布范围 矿体形态 产状 及矿石质量等进行了分析 这些工作为该地区的成 矿潜力分析和进一步找矿工作提供可靠的依据 1 区域地质背景 昆山铜多金属矿化区所在的狸桥一蔗菇山成 矿带位于狸桥一敬亭山复背斜北东转折部 隶属 于扬子准地台 下扬子台坳南部边缘部位 如图 1 所示 该矿化区内矿产资源丰富 已知矿种有铜 钼 铅锌 锰 铁 金 银 硫 等 已发 现矿点 4 O多 处 矿化具 明显 的成群成带分布 的特征 I oL Q一第 四系K2 x 一白垩 系上统宣南组J 3 z 侏罗系中分 村组T1 h 一一 三叠系下统 和龙 山组 T 1 y 一 三叠 系下统殷坑组 P 2 d 二叠系上统大隆组P 2 l 二叠系上统龙潭组P 1 g 二叠系下统孤峰组P 1 q 一二叠系下统栖霞组 C 2 石炭 系中上统C z h 一石炭系中统黄龙组I 3 w泥盆系上统五通组D 一 ms 一泥盆系中下统茅山群 S 2 一 f 一志留系中上统坟 头群S l g 志 留系下统高家边组7 8 一花 岗闪长斑岩8 一石英 闪长岩 图 1 安徽宣城地区昆山铜 多金属矿化 区地质图 狸桥一蔗菇 山成矿带的地层属扬子地层区江 南地层分区常州一宣城地层小区 发育以浅海相 滨海相碎屑岩为主的志留系 泥盆系地层 以及以 碳酸盐岩为主的二叠系及早三叠系地层和其后的 陆相碎屑岩 系 累计 总厚度超过 3 0 0 0 n l 区内 褶皱构造呈背斜紧密 向斜开阔的格挡式褶曲 是 重要的控岩控矿构造 该区的断裂构造发育 以北东向压扭性纵断 层为主 兼有北西向张性横断层 其中 北东向断 裂是重要的导岩导矿构造 区内侵人岩主要为昆 山黑云母辉石闪长岩体 罗家村花岗闪长斑岩体 蒜菇山花岗闪长玢岩体及马山铺花岗闪长斑岩体 等 图 1 晚期脉岩零星分布 岩体分布与构造 行迹基本一致 2 矿区地质特征 昆山铜多金属矿化 区位于狸桥一敬亭山复背 斜之次级构造昆山复 向斜南东翼 矿区内地层主 要出露的是铜陵一宣城地层小区的泥盆一三叠系 沉积岩 区内褶皱 断裂发育 岩浆岩分布广泛 主要有昆山辉石闪长岩体和罗家村斜长花岗岩体 等 与成矿作用密切相关 近年来在矿区及其周 围先后发现了昆山 棘菇山 刘家山 茶山 狮子 山 马山铺 塔山等铜多金属矿床 化点 2 1 地层 昆山矿区内出露地层主要有志留系 泥盆系 第 2 期 黄建满 等 安徽省宣城市昆山铜多金属矿化区的地质特征 2 1 9 上统 石炭系中上统 二叠系 三叠系和第 四系 总 体地层走向 3 0 6 O 倾向南东 其中 志留系由 下统高家边组 S g 中统坟 头组 S f 和上统茅 山组 S 3 m 3个 泥 页岩层 和泥 盆 系上统 五通组 D 3 w 砂页岩组成 分 布在矿 区的西北部 图 1 泥盆系地层分布于矿区的东北部 石炭系一三叠 系碳酸盐岩地层被岩浆岩切割 穿插而不完整 发 育不 同程度的接触变质作 用 是区 内的主要赋矿 地层 地层 自老至新分述如下 1 石炭系 下统高骊山组 C g 上部为灰 色粉砂岩夹厚度不稳定 的细砂岩 含少量 的绢云 母 变质后为石英角岩 中部为绿帘石 石榴子石 角岩一石英角岩 具角岩结构或变余泥质粉砂结 构 下部灰色泥岩 粉砂岩 变质后 出现大量绢云 母和红柱石等矿物 本组与下伏地层呈假整合接 触 厚 9 0 1 0 0 m 中上统黄龙一船 山组 C z 上部为灰色细粒大理岩 偶含少量有机质 中部为 白色中 粗 巨粒大理岩 自上而下粒度由中粒到 巨粒 含少量灰绿色泥质 团块 下部为白云质大理 岩 底部有薄层石英砾岩 底砾岩 厚 6 5 8 0 m 为本区主要含矿层之一 2 二叠系 下统栖霞组 P 1 q 1 7 0 3 0 0 r n 厚 上部为硅质 团块状大理岩 顶部 为 0 1 0 m 厚的灰色细粒大理岩 是本矿区主要赋矿层位之 一 下部为灰一 灰黑色大理岩 底部 为厚 3 4 m 的 变质砂岩 本组与下伏地层呈假整合接触 下统 孤峰组 P g 厚约 2 0 m 其上部为糖粒状石英 岩 灰白色 细粒镶嵌变晶结构 薄层状构造 节理 发育 下部为矽卡岩化透辉石角岩 本组与下伏地 层呈假整合接触 上统龙潭组 P 1 上部含煤段 因断裂而缺失 中部为 中一 粗粒长石石英砂 岩 厚 约 3 0 0 m 下部为灰色粉砂岩 泥质粉砂岩夹细砂 岩 泥岩 本组与下伏地层呈断层接触 上统大隆 组 P d 为黑色硅质 页岩 变质后为云母石英角 岩 厚约 2 0 m 与下伏地层呈假整合接触 3 三叠 系 下 统殷坑 组 T y 厚 度大 于 2 2 0 m 上部 为薄层灰岩夹薄层 泥灰岩变质 的细 粒大理岩及角岩 底部为薄层泥质灰岩变质的角 岩 与下 伏地 层呈 假 整合 接触 下统 和龙 山组 T h 上部薄层灰岩 似条带状灰岩 条带灰岩 夹 泥岩 同生角砾状灰岩 下部条带状灰岩 石灰岩 条带灰岩 夹钙质泥岩 和龙山组厚 1 2 2 2 2 5 m 2 2 构造 2 2 1 褶 皱 昆山矿区内褶皱发育 包括狸桥一敬亭山复 背斜 新河庄背斜 昆山复式向斜 敬亭山不完整 背斜等 如图 2 所示 1 狸桥一敬亭 山复背斜 狸桥一敬亭 山复 背斜位于固城湖一九连山一线南东 东坝一南漪 湖一敬亭山一线北西 宽约 1 4 k m 以狸桥 新河 庄两地为界 分北 中 南 3 段 总体走向北东 北 段近南北走 向 中段 6 5 7 0 南段约 4 5 全长 5 0 k m 背斜 自北西 向南东包括新河庄 背斜 昆 山复式向斜 敬亭山不完整背斜等 3 个 级褶皱 2 新河庄背斜 为倒转背斜 南西起九连 山 向北经新河庄 直到北山一线 轴向 4 5 6 0 长 3 6 k m 核部较窄 为高家边组或坟头组 两翼 主要为茅 山组 和五通组 枢纽在新河庄 附近倾 伏 而又分南 北 2个不 同形态的背斜 北东段两 翼分别向北西和南东倾斜 倾角分别为 8 0 8 5 和 4 5 6 0 轴面倾向南东 倾角 7 5 为北西陡 南东缓的斜歪背斜 南西段 背斜北西翼倒转 两 翼均向南东倾斜 倾角 5 0 左右 图 2 宣城地 区昆山地 区构造略图 3 昆山复式向斜 位于新河庄背斜北段之 南东 为本区内主要控矿构造 由于岩体和纵横 交错的断层干扰 复式 向斜原始形态几乎全遭破 坏 大体 尚可恢复 出 2个 以龙潭组或殷坑组为核 的向斜 中间夹着一个 以五通组或黄龙组为核 的 背斜 复式向斜轴向 4 5 左右 长约 1 6 k m 枢纽 在刘村一带仰起 由陈家湾斜歪向斜 马山铺斜歪 背斜及昆山直立向斜等 3 个 级褶皱曲构成 4 敬亭山不完整背斜 四周被白垩系至第 四系掩盖 仅见由茅山组和坟头组 局部有五通组 至栖霞组 构成的单斜构造 走向 4 5 倾向北西 2 2 0 合肥工业大学学报 自然科 学版 第 3 6卷 倾角 5 6 8 2 出露长 1 5 k m 该背斜虽系单斜 但 代表着昆山复式向斜最东侧一个隐伏背斜的存在 2 2 2 断裂 区内断裂构造发育 按其与褶皱轴关系 可分 为纵断层和横断层 2种断层纵横交错分布 构成 网格状断裂构造格架 如图 2所示 1 纵断层 主要分布于褶皱两翼 走 向近 N E N N E向 倾向 S E 大体顺地层分布 呈舒缓 波状 局部地段与地层走向斜切 断层具压扭性 属逆掩断层 成群成组出现 具叠瓦状构造特征 是区内重要 的导岩导矿构造 2 横断层 区内横断层较多 近平行分布 多垂直分布于褶皱翼部 走 向多为 N w 向 倾角 较陡 倾 向略有变化 以 NE向为主 沿断层出现 角砾岩 角砾呈棱角状或次棱角状 大小不一 砾 径一般在 0 5 5 0 c m 局部达 2 0 c m 以上 由 硅 铁 泥质胶结 具张性或张扭性 属正断层或 平移断层 横切纵断层 2 3 岩浆岩 矿区内岩体广泛分布 除若干零星的晚期脉 岩外 主要有昆山辉石闪长岩体和罗家村斜长花 岗斑岩体 昆山岩体对区内成矿化作用尤为重要 1 昆山岩体 位于 昆山至狮子 山一带 出 露于以和龙山组为核的昆山复式向斜之核部 北 北东向分布 呈岩株或岩枝状产出 属燕山晚期中 酸性侵入岩 3 该岩体的岩性主要为辉石闪长 岩 出露面积约 1 2 k m 岩石中含许多围岩 二 叠至三叠系 捕虏体和残留顶盖 表明剥蚀深度较 浅 辉石闪长岩组成矿物有斜长石 角闪石和黑 云母等 中细粒半 自形粒状结构 矿物粒度一般在 0 6 0 O 8 1 mm 大的可达 2 3 mm 主要组成 矿物 为 中 长 石 An 3 8 约 占 7 8 辉 石 约 8 5 黑云母 8 5 另含有少量磁铁矿 榍 石 磷灰石 锆石 石榴子石和黄铁矿等副矿物 昆山岩体 的岩石化学 特征见表 1所 列 w S i O2 一4 7 3 6 9 6 6 0 5 1 均值约 5 4 属于 闪 长 岩 训 T i O2 一 0 6 8 9 6 0 8 3 Al2 O 3 一1 3 7 2 K o l 6 1 3 此外 岩体 C u 质量分数较高 平均为 9 O 8 8 1 0 左右 远高于 地壳平均的克拉克值 表 1 昆山岩体元素地球化学特征 昆山岩体西侧与早二叠统栖霞组灰岩 P q 接触 围岩接触部位发育长约 2 0 0 0 r n 宽 1 0 0 5 0 0 m的纵贯南北 的矽卡带 受北北东 向纵断层 控制 岩体与围岩就地同化混染作用十分强烈 致使岩体成分变化极大 出现多种岩石类型 岩 体向围岩不同部位形成的变质岩大致分为矽卡岩 化闪长岩一透辉石 石榴石矽卡岩一硅灰石化 透 闪石化矽卡岩一透辉石化大理岩一大理岩 矽卡 岩化带伴有较强的铜 钼 铅锌 金 银 铁等矿化 其中硅灰石化 透 闪石化矽 卡岩带是铜矿化的富 集地带 2 罗家村岩体 位于昆山矿区南西部 图 1 是沿马山铺背斜核部断裂侵入的斜长花岗斑 岩体 该岩体走向北东 与构造线方向一致 倾角 较陡 呈 岩墙产 出 罗家 村岩体 出露 地表宽 1 0 0 2 5 0 m 露布面积约 3 k m 见有捕获二叠 三叠系等地层并有同化混染现象 属燕山晚期侵 入岩l 3 岩性主要为斜长花岗斑岩 呈浅灰白色 斑状结构 块状构造 主要成分为斜长石 部分石 英 钾长石 少量黑云母 角闪石等 岩体 酸度较 高 常见绢云母化 高岭土化 矽卡岩 化 碳酸盐 化 围岩发生大理岩化 硅化 角岩化 矽 卡岩化 等变质和蚀变作用 3 矿化特征 宣城昆山铜多金属矿床剖面图 如图 3所示 昆山地区铜多金属矿床矿石 特征照片如 图 4所 示 由图 4 a 可见透辉石矽卡岩中浸染状分布的斑 铜矿 由图 4 b可见大理岩层间似脉状一 条带状分 布的黄铜矿 由图4 c 可见斑铜矿破碎并包裹透辉 石 由图4 d 可见斑铜矿 黄铜矿充填于方解石裂 隙中 由图4 e 可见斑铜矿 黄铜矿集合体 由图4 f 可见斑铜矿分布于透辉石矽卡岩中 昆山铜矿床 矿体产于北东一北北东向断裂控制的昆山辉石闪 长岩体与栖霞组灰岩接触的矽卡岩带中 图 3 矿体为透镜体状 藕节状 可分为 2 种类型 2 2 2 合肥工业大学学报 自然科学版 第 3 6 卷 对昆山一狮子山矿区某坑道内的含矿矽卡岩 金属元素分析结果 见表 2 所列 由表 2可以看出 浸染状黄铜矿 8个矿化样 品的 叫 C u 一 2 3 1 2 5 1 1 叫 Au 一 3 0 1 1 4 8 7 g t 叫 A g 8 1 1 7 7 g t 似脉状 铜矿 体 的 3个 矿 化 样 品 w C u 一0 2 1 1 0 9 叫 Au 一0 1 1 1 8 8 g t 砌 Ag 一1 9 6 7 g t 分析可见 2 种矿体所测样品均具有 C u 含量与 Au A g含量成正 比的特点 浸染状 斑铜 矿体中 C u含量和伴生 Au Ag含量明显高于似 脉状矿体 此外 还测得分布在铜矿体外侧 的次 一 级裂隙带中的钼矿体多以斑点状一 细脉浸染分 布 品位 Mo在 0 1 0 1 4 7 9 6 之间 最高达 1 O 7 6 表 2 昆山一狮子山地区昆山矿区坑道样品元素质量分数分析结果 4 地球物理特征 宣城昆山一狮子山铜多金属矿化区区域地球 物理特征如图 5 所示 昆山矿化 区在 航空 磁测 T 异 常平 面 图 1 5 0 0 o o o 上显示存在一个磁异常 区 异常范 围大 T值表现为正值且峰值高 1 0 0 7 2 0 0 7 连续性好 异常形态与本区构造线基本吻合 具有 矿 致 异 常 的特 点 在 布 伽 重 力 异 常 平 面 图 1 5 0 0 o o o 上 该 区同样存在一个重力异常区 异常值范围 I 4 I 1 0 异常形态与本区构造线也 较吻合 并有明显异常突起 以上地球物理特征 表明 昆山铜多金属矿化区的航空磁测 A T 和布 伽重力的异常形态与本区构造线也较吻合 a 航磁异常 b 重力异常等值线 图 5 宣城昆山一狮 子山铜 多金属矿化区区域地球物理特征 5 成矿潜力分析 昆山铜多金属矿化区是长江中下游成矿带下 扬子台坳的南部边缘 狸桥一蒜菇山矿集区的重 要组成部分 该区是在扬子地台东南缘形成发育 的沟弧盆体系的一部分 g删 构造一 岩浆活动发 育 为该区成矿提供了独特 有利的构造 岩浆岩 背景 1 2 14 地质特征表明狸桥一敬亭山复背斜 核部宽度急剧变窄 指示该部曾遭受到强烈的挤 压变形 剧烈的构造应力产生了大量的虚脱构造 和裂隙构造 因而形成了狸桥多字形构造格架 特 别是北东一北北东向纵断层一般具有较大的规模 和深度 为岩体岩浆彀成矿物质的运移提供了良 好的通道 昆山铜矿床的赋矿地层为二叠三叠 系沉积岩层 主要以碳酸盐岩建造为主 具有利于 形成矽卡岩的围岩特 怔l 是宣城一铜陵地区的主 要含矿层位 1 3 1 5 晚期侵入的辉石闪长岩体富含 铜 金等成矿物质 且上升过程中含矿岩浆在运移 第 2期 黄建满 等 安徽省宣城 市昆山铜 多金属矿化区的地质特征 2 2 3 过程中切割 包裹沿途围岩 并与之发生强烈 的同 化混染和交代作用 成矿物质在有利的空间如接 触带裂隙及层间裂隙中富集沉淀形成矿床 以上 地质背景 围岩特征 岩体地球化学性质和含矿岩 浆的特征表明 昆山铜 多金属矿化 区具有矽 卡岩 型矿床形成的地质条件 因此 该区具有 良好的成 矿潜力 目前对昆山矿化区进行了一定程度的找矿勘 探工作 3 8 结果表 明 昆山铜多金属矿化 区的地 表矿化发育 矿区内矽卡岩带含矿性较好 透辉石 化大理岩中可见铜锌矿化 此外 在矿 区内部及 邻近区域同一层位还赋存有茶山铅锌矿床 刘家 山硫铁矿床等已探明中小型矿床 本区的航磁和 重力数据异常明显 呈北东向随圆形展布 与该区 的狸桥多字型格架相吻合 并与昆山岩体的分布 密切相关 可能指示 了昆山一狮子 山地区铜多金 属实际矿化的异常特征 以上勘探特征和地球物 理特征均显示昆山矿区具有很好的成矿潜力 6 结束语 本文研究了安徽宣城地区昆山铜金多金属矿 化区的区域地质背景 矿区地质特征 矿化特征和 地球物理特征 并进行了成矿潜力分析 结果表 明 昆山矿区独特的断裂构造 狸桥 多字型构造 和含矿性较好的岩浆岩为本区成矿活动提