安徽宣城铜山—荞麦山铜硫矿矿石特征

刘晓明

(华东冶金地质勘查局综合地质大队)



安徽宣城铜山
—荞麦山铜硫矿矿石特征

刘晓明

(华东冶金地质勘查局综合地质大队)

摘要安徽铜山—荞麦山铜硫矿位于扬子准地台、下扬子台坳南部边缘，是近年来该地区发现的具有中型规模的铜、铁、钨及硫矿床，具有较高的科研和经济价值。分别按矿石工业类型和自然类型对该矿区矿石进行了分类，对各类矿石结构构造、矿石及脉石矿物成分、矿石有用元素及其伴生的有益元素和有害元素、矿石化学成分及其有用元素在走向和倾向上的分布规律进行了详细分析，对矿床的氧化程度进行了讨论，为该矿山提供了基础的采、选、冶地质资料，对于该矿山周边地区的生产探矿也有一定的参考价值。

关键词矿石类型结构构造有用组分分布规律氧化程度

铜山—荞麦山铜硫矿位于安徽省宣城市北东25°方位约30 km的南漪湖畔，处于长兴—广德凹断褶束及宁芜凹断褶束2个IV级构造的结合部位,敬亭山—狸头桥复向斜(Ⅰ)南东部[1-2]。区内共圈定矿体69个，其中主要矿体4个，零星矿体65个，矿种有铜矿、硫铁矿、钨矿及铁矿，具有较好的科研及经济价值。该矿床属中—高温热液充填交代矿床，矿石类型复杂多样，系统总结和研究该矿床矿石特征，对于区内成矿理论研究、找矿勘探具有较大的参考价值。

1矿区地质概况

铜山—荞麦山铜硫矿矿区主要有泥盆系上统五通组(D3w)、石炭系中上统黄龙船山组(C2+3)、二叠系下统栖霞组(P1q)、二叠系下统孤峰组(P1g)、二叠系上统龙潭组(P2l)及第四系全新统(Q4)。其中石炭系中上统黄龙船山组(C2+3)岩性为灰岩，多变质为白色中—粗粒大理岩，近矿处多具矽卡岩化，分布于铜山西部的山顶、矿区东部顶门山北坡和钻孔中，厚100～200 m，为区内主要含矿层位，与成矿直接相关。该矿区位于长山复背斜的次一级连续褶皱构造荞麦山—茶山倒转背斜的南西倾伏端，褶皱轴向NE70°，长约1 600 m，倾伏角10°～15°。区内断裂构造发育，主要为纵断层和横断层，其中纵断层与成矿密切相关，如F1、F2断层，延伸约3 km，走向NE60°，倾向SE，倾角上陡下缓，由70°渐变为40°，控制了岩浆岩的侵位和矿床的形成。矿区花岗闪长斑岩出露面积约0.5 km2，平行于褶皱轴沿断裂带狭长状分布，呈岩株、岩枝、或岩脉状产出，属中—浅成相中—酸性侵入岩，为区内的成矿母岩，其与黄龙船山组地层接触带附近多形成矽卡岩化，赋存有多金属矿(化)体。区内矿床分荞麦山和铜山2个矿段，荞麦山矿段探明Ⅰ#、Ⅱ#2个主矿体，铜山矿段探明Ⅲ#、Ⅳ#2个主矿体。小矿体多平行于主矿体，呈似层状、透镜状，沿层间裂隙分布。其中，Ⅰ#主矿体分布于14#～22+#线，产于黄龙船山组大理岩与石英砂岩之间，矿体呈似层状，在14#线出露地表，向NE向逐渐埋深，赋存标高+112～-238 m(20#线)，矿体走向NE70°，倾向SE，倾角45°～68°，长525 m，倾向最大延深345 m(16+#线)，是目前矿区探明的最大矿体。

全区累计查明各类工业矿石量1 343.43万t，其中，铜矿(包括共生)矿石量1 080.33万t，铜金属量10.67万t，Cu平均品位0.99%；硫矿(包括共生)矿石量996.20万t， S平均品位19.60%；钨矿矿石量(包括共生)360.03万t，WO3量0.87万t，WO3平均品位0.244%；铁矿(包括共生)矿石量9.56万t，TFe平均品位32.42%。伴生铜矿石量215.58万t，铜金属量0.51万t，Cu平均品位0.25%；伴生硫矿石量92.45万t，S量5.48万t，S平均品位5.93%；伴生钨矿石量86.25万t，WO3量0.07万t，WO3平均品位0.079%；伴生及金矿石量217.49万t，金金属量284 kg，Au平均品位0.13 g/t；伴生银矿石量483.60万t，银金属量 52 507 kg，Ag平均品位11.73 g/t。

2矿石特征

2.1矿石类型

2.1.1矿石自然类型

据矿石矿物组合、脉石矿物种类将区内矿石划分为5类，18种自然类型，见表1。

2.1.2矿石工业类型

据有用组分种类及共生组合关系，将区内矿床矿石工业类型划分为：①铜矿石，包括铜矿石、铜硫矿石及铜铁矿石；②硫矿石，包括硫铁矿石、硫钨矿石；③铜硫矿石，包括铜硫矿石、铜硫钨矿石；④钨矿石；⑤铁矿石，即磁铁矿石。

表1　矿石自然类型分类

2.2矿石结构构造

2.2.1矿石结构

(1)碎屑状结构。黄铁矿为半自形或他形粒状晶体，粒度0.1～3.0 mm，反射色为亮黄色，高等硬度，均质性，晶体呈碎屑状形态赋存，大部分晶体的边缘被磨蚀成次圆状和次棱角状形态，部分晶体具浑圆状晶形，颗粒之间被脉石矿物胶结(图1(a))，约占矿石总量的10%。

(2)粒状结构。黄铁矿呈半自形或他形粒状晶体，黄铜矿呈他形粒状晶体均匀分布(图1(b)、图1(c)、图1(d))，约占矿石总量的20%。

(3)交代结构。黄铁矿呈半自形或他形粒状晶体，其裂隙发育，部分晶体的边缘被黄铜矿交代(图1(b))，个别晶体分布于磁铁矿边缘，并沿边缘交代磁铁矿(图1(c))，约占矿石总量的70%。

图1　铜山—荞麦山铜硫矿矿石镜下特征

2.2.2矿石构造

(1)浸染状构造。矿石矿物(铁、铜、硫、钨等)呈中—细粒浸染状分布于脉石矿物中(图1)，约占矿石总量的75%。

(2)脉状构造。矿石矿物(铜、钨)细脉状分布于脉石矿物中，主要出现在零星矿体中，约占矿石总量的10%。

(3)块状构造。黄铁矿、黄铜矿颗粒致密均匀嵌布，脉石矿物含量少，约占矿石总量的15%(图1(a)、图1(b))。

2.3矿物成分

矿石矿物成分分为矿石矿物和脉石矿物2类。矿石矿物主要有黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿、赤铁矿、白钨矿等，局部含闪锌矿；脉石矿物有石英、方解石、透辉石、透闪石、石榴子石、符山石、阳起石、绿泥石、绿帘石、重晶石、石膏及少量绢云母等。

(1)黄铁矿。为硫铁矿石、铜硫矿石及铜硫钨矿石的主要有用组分之一，黄铁矿多为半自形或他形粒状晶体，粒度0.1～3.0 mm，小颗粒晶体呈棱角状晶形，粒度0.1～5.0 mm，反射色为亮黄色，高等硬度，均质性，大部分晶体呈集合体形态分布，晶体具压碎状结构，裂隙发育，部分晶体的边缘被黄铜矿交代，个别晶体分布于磁铁矿边缘，并沿边缘交代磁铁矿，黄铁矿在岩石中分布不均匀，其集合体呈条带状赋存，颗粒间被脉石矿物胶结(图1(a)、图1(b)、图1(c))。

(2)磁黄铁矿。为硫铁矿石的主要有用组分之一，磁黄铁矿为他形粒状晶体，粒度0.1～2.5 mm，反射色为乳黄色，中等硬度，强非均质性，晶体呈浸染状分布于脉石矿物晶粒间，局部晶体呈集合体形态赋存，部分晶体沿边缘交代早期黄铁矿，部分晶体被黄铜矿交代(图1(c))。

(3)黄铜矿。为铜矿石、铜硫矿石及铜硫钨矿石的主要有用组分之一，黄铜矿为他形粒状晶体，粒度0.05～1.5 mm，反射色为铜黄色，中等硬度，均质性，晶体一般分布于脉石矿物晶粒间，或分布于黄铁矿和磁黄铁矿的晶隙内，并沿边缘交代黄铁矿、磁黄铁矿(图1(b)、图1(d))。

(4)磁铁矿。为磁铁矿石的主要有用组分，磁铁矿为粒状晶体，粒度约0.05 mm，反射色为褐灰色，高等硬度，均质性，晶体呈星点状分布于脉石矿物晶粒间，部分晶体的边缘被黄铜矿交代(图1(b)、图1(d))。

(5)赤铁矿。为不规则粒状晶体，粒度约0.05 mm，反射色为浅灰色，较磁铁矿亮，高等硬度，强非均质性，晶体呈星点状分布于脉石矿物晶体中，或沿边缘或裂隙交代磁铁矿石。

(6)白钨矿。为钨矿石及铜硫钨矿石的主要有用组分之一，白钨矿为他形粒状晶体，粒度0.01～0.05 mm，反射色为暗灰色，较脉石矿物稍亮，见双反射，中—高等硬度，强非均质性，内反射为白色，晶体呈星点状分布于脉石矿物晶体中。

2.4矿石化学成分及其有用元素分布规律

2.4.1有用组分

矿石中有用组分为铜、硫、钨、铁，主要赋存于铜矿石、硫铁矿石及铜硫(钨)矿石中。其中，铜矿物主要为原生硫化铜(黄铜矿)，次为次生硫化铜及结合氧化铜，少量游离氧化铜(表2)；硫矿物主要为黄铁矿，少量磁黄铁矿；铁矿物主要为磁性铁(Fe3O4)和黄铁矿之铁，次为Fe2O3和铁盐类铁(如菱铁矿和硅酸铁等)；钨矿物主要为白钨矿。本研究以Ⅱ#主矿体为例进行分析，该矿体沿走向铜单样最低品位0.066%，最高6.57%，平均1.385%，品位变化曲线总体平缓，20+#线最高，向两端略有下降(图2(a))；沿走向硫单样最低品位3.02%，最高48.83%，平均25.38%，品位变化曲线总体平缓，20+#线最高，向西部下降(图2(b))；沿走向单样WO3最低品位0.016 6%，最高2.001%，平均0.240 6%，品位变化曲线总体平缓，22#线最高，20+#线以西近于水平，向深部有增高趋势(图2(c))；20+#线铜单样最低品位0.066%，最高6.57%，平均1.449%，品位变化曲线总体平缓，ZK20+02孔最高，向浅部变化不明显，向深部铜品位下降，品位变化属均匀型(图2(d))；20+#线沿倾向硫单样最低品位5.69%，最高46.05%，平均27.44%，品位变化曲线总体平缓，浅部硫品位变化不大，深部S品位降低，品位变化属均匀型(图2(e))；20+#线沿倾向WO3单样最低品位0.016 6%，最高2.001%，平均0.235 1%，品位变化曲线总体平缓，ZK20+02孔最高，向两端略有下降(图2(f))。

2.4.2有益组分

(1)金。主要赋存于硫铁矿及含铜硫铁矿中，最高品位0.79 g/t，最低0.02 g/t,矿山现浮选后的精矿中可富集，可进行综合利用。

(2)银。主要赋存于铜硫(钨)矿石类型中，最高品位47.52 g/t，最低0.91 g/t,总体品位较高，多达综合利用指标。

表2　铜山—荞麦山矿床各类型铜矿石物相分析结果

图2　Ⅱ#矿体铜硫钨矿石走向和倾向上品位变化曲线

(3)锌。主要赋存于铜硫矿中，以闪锌矿的形式存在，最高品位3.21%，最低0.002%，仅局部富集，综合利用价值不大。

(4)铋。主要赋存于铜硫(钨)矿石类型中，最高品位0.579 2%，最低0.000 003%,分布不均匀，总体品位不高，综合利用价值不大。

2.4.3有害组分

经组合样品分析，原生矿中As平均含量 0.032 8%，不影响矿石的选冶性能,原生矿中w(F)平均0.06%、w(Cl)平均1.26%，不影响矿石的选冶性能，在选矿中易处理。SiO2主矿体产于黄龙船山组层位中，以往勘查工作显示w(SiO2)平均1.62%，产于岩体中的矿体SiO2含量较高，但不影响矿石的选冶性能，在选矿过程中易处理。

3结语

分别对安徽宣城铜山—荞麦山铜硫矿矿石类型及矿石特征进行了分析，在此基础上讨论了矿床的氧化程度，参照钻孔氧化铜与硫化铜含量比值及矿山开采的实际情况，确定荞麦山矿段0 m标高、铜山矿段+7 m标高为氧化矿和原生硫化矿的界线，为区内找矿勘探提供参考。

参考文献

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

[2]安徽省地质矿产局.安徽省区域地质志[M].北京：地质出版社，1986．

(收稿日期2015-11-19)

Ore Characteristics of the Tongshan-Qiaomaishan Cu-S Deposit in Xuancheng City, Anhui Province

Liu Xiaoming

(Integrated Geological Party,East China Metallurgical Geological Exploration Bureau)

AbstractThe Tongshan-Qiaomaishan Cu-S deposit is a mid-scale Cu-Fe-W-S deposit that is found in recent years in Tongshan-Qiaomaishan area,it is located in the south of Yangtze paraplatform and Yangtze platform depression,it has high scientific and economic values.According to the industrial ore types and natural ore types,the ores of the Tongshan-Qiaomaishan Cu-S deposit is classified,the ores texture and structure,ores and gangue mineral composition,the useful elements and associated beneficial and harmful elements of the ores, the ores chemical composition,and the distribution regularities of the strike and dip of the ores useful elements are analyzed in detail,besides that,the oxidation degree of the Tongshan-Qiaomaishan Cu-S deposit is also discussed in depth.The above analysis results in this paper can provide the basic geological data of mining,mineral processing and smelting,it also has some reference for the production and prospecting for the surrounding areas of the mining area.

KeywordsOre type, Texture and structure, Useful constituent, Distribution regularity, Oxidation degree

刘晓明(1968—)，男，高级工程师，243000 安徽省马鞍山市林里路166号。