安徽铜官山铜矿床

1、实习报告一安徽铜官山铜矿床简介一、区域地质背景一、矿床产出的大地构造位置位于安徽省铜陵市东南郊,是我国长江中下游铁铜成矿带中闻名的铜矿床之一.铜陵地域位于贵池-马鞍山隆起带印支期隆起带的中部,西以郑庐断裂为界别离与 华北地块和大别地块毗邻,南东与江南台隆相连.南、北双侧别离被两条东西向的隐伏基底 断裂所围限,与贵池、繁昌两个北东向的S状隆褶带相隔；东西双侧别离为北东向大型断裂带为界,组成一个相对独立的菱形隆起地块图1.铜陵地域成矿第一取决于有利的成矿环境.本成矿区是环太平洋矿带中国东部成矿域长江中下游成矿带的一个组成部份.该区深部壳幔具有明显的层块结构,处于地慢上隆区, 成矿受长江断裂带的带状

2、网络构造系统操纵.图1下扬子地域构造简图据刘文灿等,19961.2、区域地层构造,岩浆岩及变质作用本区位于扬子板块的东北缘,大别造山带的前陆褶皱带上.经历了活动一稳固一再活动化的漫长构造演变.前震旦纪以砂泥质复理石建造为主的沉积物经受区域变质和构造变形 后组成褶皱基底.晋宁运动后.处于相对稳固时期,以起落振荡运动为主.形成了巨厚的海相间夹海陆交相互沉积,为本区矿化奠定了沉积根底.印支末期.扬子板块和华北板块发生碰撞,大别地块向南仰冲.本区盖层受到强烈侧向挤压,形成弧形褶皱系统,使华北板块和扬 子板块联合成统一板块.嗣后本区在太平洋板块向欧亚板块俯冲作用下转入强烈的板内变形时期.燕山期,构造和岩

3、浆活动活泼,带来了丰硕的成矿物质.提供了有利的成矿空间.使本区受到了岩浆一热液的叠加改造作用.由于本区地壳运动进展的特殊性,形成了既有外生又有内生铁铜硫金等矿产产出的成矿区域.铜官山岩体为石英闪长岩,呈岩株状侵入于背斜的西北翼.其中见有角闪闪长岩、闪长 斑岩包体,后期有二长岩脉穿切.主岩体形成时刻为150百万年左右.自岩体中央向外可划分为中央相、过渡相和边缘相.由岩体化学分析资料换算的钙碱拾数CA 58,属钙碱性岩套.有如下特点 ： NaZo+二20,NaK, A12o./KZo+NaZo+ 合 eao1.在边缘相中钾长石分子增加,表现出富钾的趋势.Na/KK.Al 2O3/ (K2O+Na2

4、O+1/2CaO) 1.2 3 4 5 6 7 6 92021 回glgi:./ o 1 1 2 3 4 507011 国m回四国回囱四回回图4铜官山铜矿地质图2、矿体特点矿床特点依照矿体的产状、形态、矿石组合和蚀变类型及矿物标型特点,可划分为三种 矿化类型图5.上部矿体：要紧产在石炭一二叠系灰岩与 石英闪长岩的接触带周围.矿体与地层产状不 一致不整合型.一样规模不大,有典型的 矽卡岩矿物组合和分带性,是传统观点的矽卡 岩矿床,如笔山、罗家村矿段.要紧矿石类型 有磁铁矿型、磁黄铁矿型、黄铁矿型和矽卡岩 型.矿石构造为块状构造、脉状构造等,具交 代剩余,交代充填、固溶体别离等结构.矿石 中微量元

5、素Zn、Co、Ga含量较高,Ni含量 低.中部矿体；要紧产于中石炭统底部的 白云岩中,呈层状.层位稳固,水平延伸 可达几千米.与地层产状一致整合型矿 体.当位于接触带周围时可与上部矿体相 联结,组成“人字型矿体.矿石类型有 磁铁矿-蛇纹石型、磁黄铁矿-蛇纹石型、黄 铁矿-蛇纹石型、胶状黄铁矿-白云石型.在 矿石中保存了大量的原生沉积构造层纹、 条带、皱纹、胶状、莓球、剩余鲍等.镜下资料说明,在磁铁矿、磁黄铁矿中保存有剩余的胶状黄铁矿,乃至在黄铁矿中也可见到胶状黄铁矿剩余.此类矿石中的矿物生成顺序是： 胶状黄铁矿-晶质黄铁矿-磁黄铁矿-磁铁矿-黄铜矿.黄铜矿主假设是后期叠加在初期矿物之上 的,一

6、样呈似条带状、浸染状、细脉状,伴有黄铁矿、石英、方解石等.宏观和微观资料说明中部矿体中存在着两种成因系列的矿物组合：胶状黄铁矿-晶质黄铁矿-磁黄铁矿-磁铁矿组合和磁铁矿-磁黄铁矿-黄铁矿、黄铜矿组合.这两个组合中的磁铁 矿产状及物理参数均不相同；氧同位素也略显不同,但化学成份不同那么不明显表2.中部矿体中有两类黄铁矿标型特点不同表3,说明地层中的黄铁矿与整合矿体中的黄铁矿相似,而与岩体中的黄铁矿有明显区别.中部矿体围岩以镁矽卡岩蚀变成特点,从接触带到围岩蚀变分带为镁橄榄石 -金云母-蛇纹石-大理岩,相应的矿化分带是磁铁矿 -磁黄铁矿. 铜矿化是叠加的,远离接触带呈现CuMo-CuPb Zn-F

7、eAu的转变趋势.下部矿体：属热液石英脉型,以含铜石英网脉为特点, 觉察于老庙基山一175m、一215m 中段的岩体边缘和底板角页岩中.脉宽一5cm左右,要紧矿物有黄铜矿及少量辉铝矿、闪锌矿、黄铁矿,偶见白鸨矿. 要紧矿石类型有含铜蚀变闪长岩和含铜石英脉两种.在黄铁矿中 富Co、Ni,其Co/Ni1 , S/Se= 15000.近矿蚀变成黑云母化,局部为白云母化、绢云母化 等.上、中、下矿体组成了 “三位一体的矿床组合.它们能够组合在一路, 也可单独显现,其特点不同,但受统一的成矿作用操纵表4.表2两类磁铁矿特点简表特征、层控矽卡岩型沉积变质型矽卡岩型热液交代型宏观 标志细粒,具条带状构造,剩

8、余鲍状构造；成 层产出,早于矽卡岩粗粒,具交代结构形态不规那么,受 构造限制物 理 参 数比重 反射率 爆裂温度磁化率510 C较低,X 10-4500 C4较局,X 10微量兀素(ppm)含 V、Ti 低(41 220, 24220) Be 含 V、Ti 由(54560, 161 340) Be8 18O (%o)表3各类黄铁矿的标型特点参数 A比重/ / 3、(g/cm )维氏硬度2、(kg/mm)反射 率 (R)热电系数(mV/C)红外光 谱/ 1 ,(cm )晶胞参 数 (A)硫原子 系数Co/NiS34S(%.)地层中+(P)+矿 体胶状 微细 晶 粗晶9001199+(P)一(N+

9、p)424420+中1862一(N+p)422+岩体中 热液胶 状一(N) 一(N)418+表4铜官山铜矿体组合特点简表类型特征上部矿体中部矿体下部矿体控矿因素接触带构造层位、岩性限制为主构造和侵入裂隙矿体形态透镜状、不规那么状层状、似层状层纹状、皱纹状、条带状、块网脉状、脉状矿石构造块状、脉状状细脉浸染状交代熔蚀、固溶体分草莓状、变晶、剩余结构、交粒状和固溶体别离结假个口慎离结构、半自形晶代结构构矿物生成顺磁铁矿一黄铁矿一磁胶状黄铁矿一晶质黄铁矿一磁黄铜矿一黄铁矿一闪序黄铁矿一黄铜矿黄铁矿一磁铁矿一黄铜矿锌矿闪长岩、角页岩、石围岩石炭、一叠纪灰岩中石炭世白云岩英岩黑云母化、绢云母化蚀变特征矽

10、卡岩化滑石、蛇纹石化为主石英闪长岩(TGS-1)岩石呈灰黑色,局部有浅铜黄色,中-细粒结构,块状构造,有些地址呈脉状,有黄铁矿充填在岩石的裂隙中.要紧组成矿物有石英(含量 80%,斜长石(含量 5%,角闪石(含量14%,黄铁矿(含量1%)等.TGS-1石英闪长岩TGS-2燧石灰岩燧石灰岩TGS-2岩石为灰黑色,细粒结构,块状构造.要紧组成矿物为燧石灰岩.硅灰石大理岩TGS-3岩石呈灰白色-灰黑色,细粒结构,块状构造.要紧组成矿物为硅灰石含量40%,大理石30%,成份不确信的碳酸盐黑色,含量30%等.硅灰石,白色,放射状,硬度高于方解石,玻璃光泽.TGS-4岩石为灰黑色,粗粒结构,块状构造,矿石

11、外表有石榴石留下的凹坑.要紧组成矿物 为方解石含量50%,黄铁矿含量20%,石榴石10%,透辉石15%,不确信矿物5% 等.透辉石,绿色,柱状,玻璃光泽.TGS-3硅灰石大理岩TGS-4透辉石矽卡岩TGS-5岩石为灰绿色,细粒结构,块状构造.要紧组成矿物为透辉石 90%, 石榴石10%等.黄铜矿-磁铁矿矿石TGS-6矿石为黑色,局部有铜黄色,中-粗粒结构,块状构造.要紧组成矿物为黄铜矿含量 4%,磁铁矿含量95%,大理石1%等.TGS-5透辉石矽卡岩TGS-6黄铜矿-磁铁矿矿石磁黄铁矿-黄铜矿矿石TGS-8矿石为灰黄色,细粒结构,块状构造.要紧组成矿物黄铜 矿20%,磁黄铁矿70%,石榴石10

12、%等.黄铁矿矿石TGS-9矿石呈浅铜黄色,细粒结构,块状构造.要紧组成矿物为黄铁矿,晶 体颗粒大小约1mm-2mm.TGS-8磁黄铁矿-黄铜矿矿石TGS-9黄铁矿矿石理.铁帽TGS-10矿石呈棕红色,细粒结构,孔洞构造.要紧组成矿物为褐铁矿.孔洞由造岩矿物不同风化形成的,由原先的硫化物脉上侵到地表风化形成的.孔洞形状为椭圆状和棱角状,孔径大小为1mm-1cm右,含量约90%4、矿石矿物特点黄铁矿 浅铜黄色,等轴状晶体,强金属光 泽,不透明,无解理,条痕呈绿黑色,断 口参差状,硬度高.褐铁矿 黄褐色,它以含水氧化铁为要紧成份的天然多矿物混合物,要紧为针铁矿.半金属光泽.黄铜矿 铜黄色,带暗黄或斑

13、状金青色,金属光泽,不透明,小刀能划动,无解TGS-10铁帽磁铁矿 铁黑色,半金属光泽,不透明,无解理,小刀刻不动,有磁性.磁黄铁矿 暗古铜黄色,外表有褐色或金青色,金属光泽,不透明,无解理,小刀刻不 动.三、成矿作用及成因分析铜官山铜矿曾以典型矽卡岩型而著称.最近几年来进一步熟悉到复合成矿或层控作用的成矿意义.从成矿的长期性和成矿演化观点分析,那么不同成因的争辩有可能统一.成矿演化的全进程分析,矿床的形成能够分两期：沉积成岩期和后生叠加期,后者包括矽卡岩化和热液叠加作用.沉积成岩期：在早石炭世的碎屑岩相沉积转变成中石炭世碳酸盐相时,有大量的黄铁矿的沉积,在相对氧化环境区可能显现菱铁矿相乃至铁

14、的氧化相,继而为较普遍的白云岩、 灰岩沉积.如此就组成了碎屑岩一黄铁矿 菱铁矿十白云石一白云岩一灰岩的组合. 黄铁矿相沉 积环境是较特殊的, 初期可能相对动乱, 因此形成层纹状、条带状构造.在区域内可能存在 不相联结的假设千个水下洼地,其中沉积了硫化物,而相对浅水区可能只有白云石沉淀.后生叠加期：燕山期由于本区构造一岩浆活化,造成岩浆的侵人,原始的沉积岩受到了变质作用形成大理岩和角岩,而沉积黄铁矿蒙受变质而成磁黄铁矿乃至磁铁矿,部份的磁铁矿也可能是由菱铁矿转变成的.后期的热液活动,造成镁质矽卡岩和钙矽卡岩,最后是铜矿化的交代充填作用和有关蚀变.由于自上而下的围岩有着明显不同,它们的蚀变和矿化类

15、型各不相同.中部矿体因有原始沉积根底 表现明显的叠加现象也就组成了大型层状矿体, 延展 较稳固,这是一样矽卡岩矿床所没有的.这种矿床命名为“层控矽卡岩矿床是适当的.如 无原始沉积根底,就和上部矿体一样,相反,假设无热液叠加,那么仅以硫铁矿床形式存在如青石山.一、成矿五要素铜的来源 关于铜的来源有如下几种观点 ：来自岩浆源；来自石炭纪地层和志留纪地层等.据原始沉积黄铁矿层中普遍含 Cu,和远离岩体的矿层 Fe、Cu S三元素呈正相关的特点,说明原始沉积层中已含有少量的铜,但不组成矿石品级. 从数理统计筛分资料说明, 原始铜可占整体铜来源的10溢右.志留纪地层中含 Cu一样较高,达170ppm,是

16、潜在的矿源层.但从矿区 400多个样品的光 谱分析资料的对应分析结果说明,矿质来源与志留纪地层不相关,而和岩体和白云岩紧密相关.志留纪地层中也未觉察有元素迁移的迹象,因此,作为矿质来源的可能性较小.从矿化与岩体空间关系,水平分带性和蚀变特点,岩体的含矿性研究说明,铜质要紧来源于岩体.矿区周围取得的三个方铅矿的铅同位素资料：206Pb/204Pb为一、207Pb/204Pb为、208Pb/204Pb为,为正常铅,模式年龄接近岩体的年龄,说明矿质与岩体有同源性,从 刀值较低看又具有深源的特点.介质一运输工具接触交代矿床形成作用要紧有接触渗滤交代作用和接触扩散交代作用 两种,两种方式的成矿介质都为来

17、自岩浆的含矿气水溶液.能量 铜官山为矽卡岩型的矿床, 要紧仍是由接触渗滤交代作用和接触扩散作用形成.在接触扩散交代作用中, 浓度梯度作为扩散组份运移的动力,随反映厚度的增加和交代进程的停止而减小,因此扩散作用不能形成矽卡岩.在渗滤交代作用中, 温度梯度和压力梯度是引发烧液流动的动力,因此热液能作较长的运移,故有可能形成厚大的交代带.通道构造操纵含矿溶液的通道,也为成矿提供了有利的空间.铜陵地域发育大量的褶皱、 断裂和不整合面.这些构造中会形成大量的裂隙和空间直接导通到岩体,岩浆中的含矿气水热液就会沿着这些裂隙和空间上升抵到达矿区域.空间 在侵入体与围岩的接触带中,由于接触带构造形态不同而对成矿

18、作用有阻碍.岩体凹部往往对成矿有利, 凹部周围一样断裂裂隙发育,矿液唱易集中.接触带上的断裂交织部位、与不同岩型的接触部位、和初期脉岩和断裂发育部位等均有利于成矿.围岩层理、层间破碎带及构造裂隙有利于矿物质的贮存.褶皱构造中,会在转折端的弯曲处、褶皱倾伏端机褶皱的方向和性质发生转变处,会形 成大量的裂隙和虚脱空间,这些都是矿质有利的存储地址.二、矿质富集作用铜官山铜矿虽在系在接触变质带内,但并非为真正接触变质的产物,而是接触变质期以 后热水矿液作用的结果.1 .接触交代物质迁移：石英闪长岩岩浆结晶后期,在岩浆边缘有较多被熔融的石灰岩钙质的参加,打破了岩浆溶液与已结晶晶体之间的平稳关系,钠长石边部与钙质彼此作用造成反带状的结构,一样情形下角闪石也开始向透辉石转化,而原先的石灰岩部份, 由于有岩浆中分泌的矽质与镁铁质的参加,形成石榴石、透辉石矽卡岩.由于物质的彼此迁移,使矿物从头组合,说明是在岩浆未完全固结的条件下形成的.在此期间尚未觉察有重要的矿化作用.从接触矽卡岩、透辉石和石榴石散布情形看,矿物结晶是由内向外进展