虎穴岭铜铅锌矿床地质特征及成因探讨

杨友进，马 冬

(安徽省地质矿产勘查局326地质队，安徽 安庆 246000)

引言

虎穴岭铜铅锌矿床位于安徽省怀宁县清河乡温桥村境内，矿体位于董岭背斜的次级褶皱温家桥背斜倾伏端，赋存于奥陶系地层层间破碎带。本文通过对虎穴岭铜铅锌矿床地质特征的综合研究，分析探讨了矿床的成因，对寒武系董岭群地层为核部的董岭背斜周边寻找中低温热液型铜铅锌多金属矿产具有一定的指导作用[1-3]。

1 矿区地质特征

矿区位于长江中下游以铜为主的多金属成矿带安庆段。大地构造单元属扬子准地台，下扬子台坳，长江褶皱断裂带、宿松—庐江断隆，北西以独秀山大断裂与潜山断凹分界，南东以头坡断裂与沿江断凹相邻。褶皱、断裂发育，构造线呈北东—南西方向[4-5]。

1.1 地层

矿区出露的地层见表1。

1.2 构造

矿区的温家桥倒转背斜是本区主要褶皱构造，属董岭背斜的次级构造。其核部为下奥陶统仑山组，两翼依次为中、上奥陶统汤山组、汤头组、五峰组及下志留统高家边组。背斜轴向近南北、向北北东倾状，东翼地层产状正常，倾角30o～50o，西翼地层倒转，倾角60o～75o(见图1)。

矿区内断裂构造发育，以横向平移断层为主，其次有正断层。前者以区域性的F1平移断层为代表，且派生出数条次级小断层。

1.3 岩浆岩

矿区内主要岩浆岩为燕山晚期痘母尖花岗闪长岩体，位于矿区东北角，晚期有多种岩脉穿插。

痘母尖岩体矿物成分特征：斜长石48%～53.5%、钾长石19.3%～23.0%、石英20.9%～24.3%、黑云母1.3%～8%、角石闪石0%～2.5%、副矿物0.5%～1.2%。岩石化学特征为：平均含量SiO268.92%、TiO20.23%、Al2O315.37%、Fe2O30.68%、FeO 2.46%、MnO 0.04%、MgO 0.72%、CaO 2.64%、Na2O 3.98%、K2O 3.82%、SO30.08%、P2O50.09%。按查氏化学分类，岩体为偏铝过饱和的正常成分类型。

表1 地层特征简表

图1 虎穴岭铜铅锌矿地质简图

1.4 变质作用

区内变质作用主要有区域变质、接触变质及近矿围岩热液蚀变作用。区内岩层都经受中、低级区域变质作用，灰岩、白云岩变质为细粒或中粒大理岩及白云石大理岩；碳质页岩变为碳质板岩；页岩、粉砂质页岩变为千枚岩。

接触变质作用沿痘母尖岩体与围岩接触带发生，主要表现为强弱不等的角岩化。

近矿围岩热液蚀变主要表现为硅化、碳酸盐化、重晶石化，次有绿泥石化、透辉石化等中低温热液蚀变，其中硅化、碳酸盐化、重晶石化与矿化关系密切，蚀变强则矿化也强，含矿品位增高，蚀变微弱或没有蚀变则一般没有矿化。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

矿区有大小7个矿体。Ⅵ号主矿体，其余矿体为次要矿体。

Ⅵ号矿体为铜矿体，伴生铅、锌、银。矿体位于背斜倾没端的汤山组与仑山组上段大理岩层间，受层间破碎带控制(见图2)，产状与顶底板围岩一致，为一近似层状矿体，呈弧形弯曲。走向约69o，长315 m，倾向北西，深部倒转，倾向南东，矿体赋存标高为55～-222 m。矿体最厚8.50 m，最薄1.75 m，平均厚4.16 m，厚度变化系数67%，属变化较稳定类型。Ⅵ号矿体占矿区总量96.3%。矿体平均化学成分为Cu 0.52%、Pb 0.25%、Zn 0.6%、Ag 85.26 g/t、As 0.161%。

Ⅶ号矿体也为铜矿体，伴生铅、锌、银。矿体仍是含矿角砾岩，受层间破碎带控制，位于Ⅵ号主矿体上盘，为一透镜状矿体，产状与Ⅵ号主矿体一致，走向长150 m，赋存标高度-60～-200 m。

I-V号矿体为铅矿体，伴生铜、锌，赋存于背斜倾没端的汤山组内，受层间破碎带控制，赋存标高-19.5～78 m。

图2 虎穴岭铜铅锌矿32线地质剖面图

2.2 矿石类型及特征

矿石自然类型为角砾状矿石。工业类型矿体上部为铅锌矿石，下部为铜矿石，伴生铅、锌、银。

矿石结构主要有：1)他形粒状结构：金属矿物呈他形散布，粒度一般0.1～0.5 mm。2)半自形粒状结构：胶结物中金属矿物自形程度较高，他形—半自形，粒度一般0.8～2.0 mm。有的聚合为团块，呈聚合斑状结构。

矿石构造主要有：1)角砾状构造。角砾成分为大理岩、白云石化大理岩和重晶石脉、石英脉碎块，胶结物为重晶石脉、石英脉、硅质碳酸盐脉、方解石脉。金属矿物呈星点状、团块状及细脉状分布于大理岩角砾和胶结物中。2)浸染状构造。金属矿物呈星点状、细脉状分散浸染于硅化白云石化大理岩角砾内。

矿石矿物成分：金属矿物以黄铜矿、砷黝铜矿、方铅矿、闪锌矿为主，次为黄铁矿、磁黄铁矿，微量为银金矿、蓝辉铜矿，次生为孔雀石、铜蓝、铅黄；脉石矿物以方解石、白云石、石英、重晶石为主，次为绢云母、绿泥石，微量为石墨、电气石、磷灰石，次生为黏土矿物。

矿区金属矿物的世代及生成顺序：矿化有多阶段特征，主要金属矿物都有两个世代。晚世代矿物交代、穿插早世代矿物。矿物生成顺序为：黄铁矿(1)—方铅矿(1)—闪锌矿(1)—黄铜矿(1)—黝铜矿(1)—黄铁矿(2)—方铅矿(2)—闪锌矿(2)—黄铜矿(2)—黝铜矿(2)—孔雀石、铜蓝、铅黄。

2.3 矿体围岩特征

主矿体Ⅵ号矿体顶板是汤山组下部含泥质条带大理岩或细粒大理岩，底板是仑山组上段中粒大理岩。顶底板大理岩往往硅化、白云石化，自矿体由近至远，蚀变逐渐减弱，蚀变宽度一般小于10 m。局部顶底板大理岩内见微弱矿化。

3 成矿控制因素分析

3.1 构造控矿因素分析

从矿(化)体赋存的位置可以看出，或位于断裂构造破碎带、或位于褶皱转折端的破碎带。岩石没有破碎基本上就没有矿化出现。这表明岩石破碎，特别是岩层褶皱强烈，在转折端层间虚脱而形成层间破碎带，成为含矿热液的有利活动通道和场所。

3.2 岩性及层位控矿因素分析

区内矿化都位于汤山组及仑山组上段大理岩内，主要工业矿体则位于二者之间或汤山组的层间破碎带。含矿热液进入大理岩内活动，物理、化学环境的改变促使矿质沉淀。主要原因：一是由于汤山组下部含泥质条带大理岩岩性不均一，汤山组上部细粒大理岩与汤头组含泥质瘤的瘤状大理岩岩性差异大，受褶皱构造作用，地层易于破碎，形成了矿液活动通道及矿质沉淀聚集场所；二是大理岩或白云石大理岩化学性质活泼，活性组分高，对含矿热液中的矿质凝聚起助凝作用。

3.3 屏蔽构造因素分析

矿体外围为高家边组与五峰组的千枚岩、板岩，未见矿化，仅见有矿化晕异常。该岩石结构致密，性质稳定，形成一个屏障，能够阻隔含矿流体的散失、逃逸。屏蔽层使矿液活动有一个封闭的环境空间，含矿热液在此空间中即大理岩破碎带中反复活动，从而形成矿体。

从矿石结构、构造及矿物多世代性出现也可以看出，成矿活动具有多期次特征，是含矿热液化反复作用的结果。

热液活动早期处于贫硫富氧的氧化环境；随着重晶石的沉淀，热液处于半硫还原环境；伴随硅化、白云石化，Fe、Pb、Cu、Ag、As等元素以硫化物的形式先后析出。由于热液多次活动，硫化矿物才具有多世代的特征。晚期随着硫以硫化矿物形式析出，热液温度亦下降，又处于氧化环境，造成方解石、硅质，碳酸盐脉穿插，最后矿化活动结束。

3.4 岩浆岩控矿因素分析

据《安徽省怀宁县痘母尖岩体含矿性初步研究》报告，矿体与痘母尖花岗闪长岩未见成因关系，矿区深部地层未见明显蚀变，岩体后期岩浆热液成矿因素较小，但痘母尖花岗闪长岩的侵入为成矿提供了大量的热能。

从矿层内重晶石量多且分布广泛、矿床受构造控制、矿化近乎孤立存在等情况来看，具有渗滤热卤水成矿特征。至于含矿热液的来源，可能来自富含成矿元素的高家边组下段及五峰组的炭泥质岩层。

4 结论

笔者通过对虎穴岭铜铅锌矿床地质特征的综合研究，认为本矿床属中低温热液充填型矿床。成矿受地层岩性组合和构造控制，构造破碎带是含矿热液的有利活动通道和活动场所；屏蔽构造能够阻隔含矿流体的散失、逃逸；大理岩或者白云石大理岩，对含矿热液中的矿质凝聚起助凝作用。矿体的形成正是多种控制因素综合作用的结果。

在怀宁地区以前寒武系董岭群地层为核部的董岭背斜周边，寻找中低温热液型铜铅锌多金属矿可考虑以下因素或标志：

1) 地层及构造：在奥陶系汤头组、汤山组及仑山组等层位，特别是位于董岭背斜周边的次级褶皱构造发育的部位。

2)围岩蚀变：硅化、重晶石化、白云石化、方解石化等发育的地段，凡有该类蚀变组合处，往往伴随有铅锌矿化。

3)地球化学特征：矿床原生晕异常明显，浓度中心突出，分带较清楚，也是良好找矿标志。通过成矿元素原生晕组合，可以判断矿体产出部位。元素Ba、Ag、Cu、Pb组合为前缘指示标志，元素Zn、As组合为近矿指示标志，而元素Co、Mo、Mn、Ni组合属于矿尾指示标志。

[1]安徽省地质矿产勘查局326地质队. 安徽省怀宁县虎穴岭铜铅锌矿区详查地质报告[R]. 2007.

[2]安徽省地质矿产勘查局. 安徽省区域地质志[M]. 北京:地质出版社，1987.

[3]常印佛，刘湘培，吴言昌. 长江中下游铜铁成矿带[M]. 北京: 地质出版社，1991.

[4]阮诗昆,龚建生,李 文,等. 紫金山矿田五子骑龙铜矿床地质特征及成因探讨[J]. 有色金属(矿山部分), 2009, 61(6): 37-42.

[5]杨富全,毛景文,刘 锋,等. 新疆阿尔泰克因布拉克铜锌矿床地质特征及成矿作用[J]. 岩石学报, 2010, 26(2):361-376.