安徽铜陵铜官山铜矿床

目录

一．地质特征 (2)

1.矿区地质概况 (2)

2.地层及含矿岩系特征 (2)

3.矿床特征 (3)

二．铜官山地区矿床成矿机理与找矿方向 (7)

1．成矿机理初探 (7)

1.1沉积阶段 (7)

1.2成岩阶段 (7)

1.3褶皱作用阶段 (7)

1.4热液必加改造阶段 (8)

2.找矿方向及靶区预测 (8)

一．地质特征

1.矿区地质概况

铜官山铜矿床位于铜陵—戴家汇东西向基底断裂带的西端，铜官山“S”状背斜的北西翼。燕山晚期中酸性岩浆侵入活动形成了铜宫山岩体，呈NE向展布，与铜山背斜一致。沿接触带由南向北分布有白家山、宝山、老山、小铜官山、老庙基山、招树山、笔山、罗家村等8个矿段（图4-7）

。

图4-7 铜官山铜矿地质图

1．第四系堆积层；2．三叠系；3．龙潭组页岩粉砂岩；4．孤峰组硅质岩；5．栖霞组灰岩；6．船山组灰岩；7．黄龙组白云岩；8．高骊山组粉砂页岩；9．五通组石英岩；10．石英闪长岩；11．石榴石矽卡岩；

12．透辉石矽卡岩；13．磁铁矿；14．磁黄铁矿；15．含铜蛇纹岩；16．铁帽；17．断层；18．岩层产状；

19．地质界线；20．剖面线；21．剖面图

2.地层及含矿岩系特征

矿体主要赋存在石炭系中，矿体明显受黄龙组地层控制，产于白云岩底部。有三种含

矿组合：粉砂岩-黄铁矿层-碳质页岩组合；粉砂岩（或页岩）-黄铁矿层-白云岩-灰岩组合；白云岩-菱铁矿（或黄铁矿）-灰岩组合。矿层往往位于两种岩性的转变部位。剖面分析表明中上石炭统白云岩段和灰岩段、含矿白云岩和不含矿白云岩，它们在有机炭、F、Cl含量和Sr/Ba 比值及pH、Eh条件等方面均有差异。在邻区冬瓜山矿床中发现有硬石膏层，其δ34S 平均值为16.69‰。

铜官山岩体主要由石英闪长岩组成，呈岩株状产于背斜的西北翼，出露面积约1.5km2，其中见有角闪闪长岩、闪长斑岩包体。后期有二长岩脉侵入。主岩体形成时间在150Ma左右。

自岩体中心向外可划分为中心相、过渡相和边缘相。钙碱指数CA=58，属钙碱性岩。岩石化学特征表现为：Na2O+K2O=7.06－7.54；Na>K。Al2O3/(K2O+N a2O+Ca O)>1。

3.矿床特征

根据矿体的产状、形态、矿石组合和蚀变类型及矿物标型特征，可划分为三种矿化类型（图4-8）。

图4-8笔山东部13线剖面图（据321队资料）

P1q栖霞组；C1g高骊山组；δo石英闪长岩；Sp1蛇纹岩；M gt磁铁矿；Cpr磁黄铁矿；Skd透辉

石矽卡岩；

Skg石榴石矽卡岩；虚线为岩性界线；实线为铜矿体界线上部矿体：主要产在石炭一二叠系灰岩与石英闪长岩的接触带附近。矿体与地层产状

不一致（不整合型）。一般规模不大，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。主要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（照片4－5）、脉状构造等（照片4－6），具交代溶蚀（照片4－10），交代充填（照片4－7～9）、固溶体分离（照片4－11～12）、残余等结构。矿石中微量元素Zn、Co、Ga含量较高，Ni含量低。

中部矿体；主要产于中石炭统底部的白云岩中，呈层状。层位稳定，水平延伸可达几千米。与地层产状一致（整合型矿体）。当位于接触带附近时可与上部矿体相联结，构成“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。在矿石中保留了大量的原生沉积构造（层纹、条带、皱纹、胶状、莓球、残余鲕等）。镜下资料表明，在磁铁矿、磁黄铁矿中保留有残余的胶状黄铁矿，甚至在黄铁矿中也可见到胶状黄铁矿残余。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。黄铜矿主要是后期叠加在早期矿物之上的，一般呈似条带状（照片4－4）、浸染状、细脉状，伴有黄铁矿、石英、方解石等。

宏观和微观资料表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，但化学成分差异则不明显（表4-4、表4-5）。

中部矿体中有两类黄铁矿标型特征不同（表4-6），表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为特征，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

Zn)—F e(Au)的变化趋势。

黄铁矿。铜矿化是叠加的，远离接触带呈现Cu(Mo)—Cu(Pb·

下部矿体：属热液石英脉型，以含铜石英网脉为特征，发现于老庙基山―175m、―215m 中段的岩体边缘和底板角页岩中。脉宽0.1―5cm 左右，主要矿物有黄铜矿及少量辉钼矿、闪锌矿、黄铁矿，偶见白钨矿。主要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、N i，其C o/Ni>1，S/Se≈15000。近矿蚀变为黑云母化，局部为白云母化、绢云母化等。

上、中、下矿体构成了“三位一体”的矿床组合。它们可以组合在一起，也可单独出现，其特征不同，但受统一的成矿作用控制（表4-7）。

表4-4 两类磁铁矿特征简表

表4-5 各类黄铁矿的标型特征表4-6 铜官山铜矿组合特征简表

照片4－4似条带状构造banted-li ke st ructur e 黄铜矿、磁黄铁矿（黄色）组合呈似条带状沿块状磁铁矿矿石中的裂隙交代

照片4－5 块状构造massive structure 黄铜矿（含量＞80%）和少量铅、锌硫化物组成致密块状

矿石

照片4－6 脉状构造 vein structure

含黄铜矿（铜黄色）、黄铁矿（浅黄色）的石英脉（白色）沿围岩裂隙充填，脉壁平直，与围岩界线清楚

照片4－7 网状结构 mesh texture 黄铜矿（铜黄色）沿黄铁矿（浅黄色）的网脉裂隙充填交代，紫

红色为斑铜矿

照片4－9 脉状穿插结构 vein interpenetration te xture 黄铜矿（铜黄色）、闪锌矿（灰

色）呈细脉沿毒砂（亮白色）的晶隙或裂隙交代穿插

照片4－8 网脉结构 mesh-vein texture 黄

铜矿（铜黄色）沿黄铁矿（浅黄色）的网脉裂隙充

填交代呈网脉状，玫瑰色为斑铜矿

照片4－10 交代残余结构

metasomatic relict t extur e

斑铜矿（玫瑰色）与黄铜矿（铜黄色）被铜蓝 （蓝色）和褐铁矿（灰色）交代呈残余状，交代残

余显示黄铜矿在斑铜矿中呈格状分布

二．铜官山地区矿床成矿机理与找矿方向

1．成矿机理初探

分为以下几个阶段：

1.1沉积阶段

中晚石炭世，本区下属扬子古海的一部分，古地形属相对水下低隆区Pl，陆地风化产生的大量成矿物质如Fe, Mn、Cu, Au, Pb, Zn等经海水搬运进人区内，在一定的物理化学条件及生物、微生物作用下沉淀下来，形成原始矿胚层，此时的矿胚层是松软的，与沉积层理平行。

1.2成岩阶段

随着上覆沉积物的不断加厚，厌氧细菌大量繁殖，介质环境转变为碱性还原环境，使原始矿胚层中的成矿物质与C02和H2S化合，形成碳酸盐和硫化物，如菱放、菱铁矿、黄铁矿以及铜、铅、锌的矿化物成岩作用后期，随着温度和压力的升高，生物活动趋于终结，成岩过程产生的地下热卤水、变质热水等会形成渗滤流体，在沉积层中环流，从中溶解和萃取了较多的成矿物质，当此流体与矿胚层中的碳酸盐、硫化物相互作用时，可使其中成矿物质因交代而沉淀下来，形成具有一定价值的矿层。

1.3褶皱作用阶段

印支运动产生褶皱，由于本区主要赋矿层位C2+3下伏岩层为泥盆系上统五通组上段的粘土岩、页岩，属于一种软弱岩层，在褶皱作用下，会产生塑性流动，从背斜翼部流向转折端[[3]，现代流变学研究也揭示出物质迁移是褶皱变形的主要原因[4)。因而在这种岩层中常常出现层间小褶皱和片理化带等强烈变形特征，并极易产生层间滑动。原来沉积在其上的原始矿层在巨大的构造应力的长期作用下，也会跟着发生迁移和流动，在有利部位矿层变厚，其它部位变薄，以至消失，这些有利部位主要包括背斜的转折端和翼部地层拐弯处(图5)，这就是为什么在本区C2+3层位中，有的地方矿体规模较大，有的地方较小，而有的地方只有零星铁帽的主要原因。三叠系一二叠系石炭系中上统泥盆系一志留系沉积矿层主应力层间滑动

图5褶皱作用阶段成矿机理示意图

Fig.5 Sketch showing the ore-forming mechanism at the folding stage

1.4热液必加改造阶段

燕山期岩浆活动产生的岩浆热液对沉积矿层进行叠加改造，最终形成本区热液叠加改造型矿床，这种改造作用主要表现在以下三方面: 一是提供成矿物质。在不同矿床附近的岩体中，相应成矿元素的丰度值普遍偏高，如铜官山岩体Cu的丰度值为362.9一810ppm，是维氏值的10一20倍，比马山岩体高1一3倍以上，但Au含量只有3.92ppb,与维氏值基本平而马山岩体Au的丰度值为8.0411.40ppb，是维氏值的2一3倍。这说明岩浆热液在成

矿过程中提供相应的成矿物质是可能的。二是提供成矿所需的部分硫。在铜官山矿床中

&34S二一2.11%。一6.73%o，表明硫为岩浆源与沉积同生源的混合。在马山矿床中，&34S=4.83%o一10.4%o，多数为4.83%。一6.6%o，一部分为6.7%。一10.4%o，表明有部分硫来源于岩浆，部分为沉积硫。三是提供热源，促使岩交热液发生对流循环。

3.5风化淋滤阶段

随着地壳上升，本区遭受风化剥蚀，前期形成的矿体或矿层不断遭受氧化分解，使硫从流失，金、铁、硅等相对富集，形成铁帽和铁帽型金矿。

2.找矿方向及靶区预测

基于上述对成矿机理的认识，寻找本区主要类型首先应考虑是否存在石炭系中上统黄龙船山绷C2+3地层，然后再去寻找有利的赋矿部位，最后再考虑岩浆岩及地貌、地下水等因素的综合作用。如前所述，本区有利的赋矿部位主要是背斜转折端其次是背斜翼部地层拐弯处，特别是在南东翼地层产状由正常向倒转过渡部位，如马山矿床和黄狮涝山矿床的深部就属于这种部位另外在横断层或斜断层的下降盘也应加以关注，因为在这种部位剥蚀程度相对较低，矿体残留的可能性大，戴家冲金矿就是最好的例证。鉴于此，本人提出以下找矿靶区: 一是虎山及虎山北东地段。该地段位于铜官山背斜倾伏端的转折端部位，深部存在C2+3地层，附近有虎山岩体，地表Cu, Pb, Zn组合异常明显，具备良好的成矿条件，形成铜官山式或马山式热液叠加改造型矿床的可能性极大，该地段是本区下一步开展深部找矿潜力最大的地段。

二是青石山一松树山地段。该处位于背斜倾伏端北西翼近转折端处，存在C2+3层位，东面有马山岩体，所处位置与马山矿床对称，成矿条件较好，有形成热热叠加改造型矿床的可能。

三是章木山。该处位于背斜南西段南东翼，存在C2+3层位，浅部地层产状正常，深部倒

转，在二者过渡部位为赋矿有利部位，有形成风化淋滤型矿床的可能。

四是上徐。该处也位于背斜南西段南东翼，存在C2+3层位，处于横断层的下降盘，空间位置上与代家冲矿床对称，可能存在风化淋滤型矿床。

参考文献

[1l陈良友，铜陵冬瓜山铜矿床含矿岩石组合与成矿机理探讨田.

地质与勘探，1993,29(5):18

[2]袁见齐，朱上庆，翟裕生.矿床学四].北京:地质出版社，1985,

212~214

[3]徐开礼，朱志澄.构造地质学[Ml.北京:地质出版社，1984,

79~80

[4]张宏远，卢占武，王海雷.相关学科在构造地质学领域应用现状[Q]安徽地质，2005, 15~84

12092—陈立泉