皖南石坑铅锌多金属矿床地质特征及成矿条件分析

宋明龙

摘要：石坑铅锌多金属矿床位于长江中下游铜陵矿集区中东部，铜官山—戴家汇近东西向构造-岩浆成矿带中段。矿区地表出露二叠系、三叠系及第四系地层，北西向、近南北向和近东西向断层发育，地表分布有花岗闪长斑岩岩体及花岗斑岩岩脉。蚀变主要有高岭土化、绿泥石化、绢云母化及碳酸盐化；沿花岗斑岩脉接触带部位主要发育硅化。成因上属中低温热液型铅锌矿床。铜陵矿集区外围为相对高温元素成矿系列，内部以Pb、Zn、Au、Ag等低温成矿系列为主。基底断裂与盖层断裂的共同作用下产生了大量的岩浆通道，成矿时代为燕山晚期。

关键词：石坑；铜金多金属；地质特征；成矿条件；成矿规律

1.前言

铜陵矿集区是长江中下游成矿带中重要的成矿区带，位于扬子陆块的下扬子凹陷中部，是我国重要的铜金铁铅锌多金属矿床产区[1，2]。石坑铅锌多金属矿床即位于其中，目前仅有少量勘探工程控制，矿床地质特征总结不够，对矿床成因、成矿条件的分析不足，这对后续勘查工作不利。基于此，本文在详细野外地质调查的基础上，总结了矿床地质特征和矿化规律，提取了有力的成矿条件，以期为后续工作提供理论指导。

2.区域地质特征

矿区处于铜陵矿集区中东部，西部与狮子山铜金矿田相邻，东部为凤凰山铜矿田，北东为新桥铜硫金矿田[3，4]。铜陵矿集区是长江中下游成矿带中重要的成矿区带，位于扬子陆块的下扬子凹陷中部，大别造山带的前陆褶断带上，屬下扬子凹陷中的贵池—繁昌隆起的一部分。铜陵矿集区周边被四条深大断裂所围限，呈近似菱形，南北以东西向隐伏断裂为界，东西分别以北东向断裂带与中—新生代盆地相邻。

铜陵地区地质构造复杂，发育网格状构造系统，以北东向构造为主体，以近东西向和北东—北北东向断裂为界，形成平面形态近似菱形的褶皱—断块隆起。断块内由数十个背斜和向斜平行斜列组成北东向S状隔档式褶皱带，褶皱轴面的空间形态呈“麻花状”。区内盖层的复杂三维变形场是于印支—燕山期在“先压后剪”的简单受力机制下形成的，构造变形样式的不同是局部地质环境（层位、部位等）的差异造成的[3，5，6]。

3.矿床地质特征

矿区地表出露二叠系、三叠系及第四系地层，北西向、近南北向和近东西向断层发育，地表分布有花岗闪长斑岩岩体及花岗斑岩岩脉。

3.1矿区地层

矿区地表主要出露有三叠系下统殷坑组至二叠系下统栖霞组。深部经钻孔揭露见有石炭系、泥盆系诸地层。泥盆系矿区地表未出露，经钻孔揭露部分岩性段，与下伏茅山组下段假整合接触。

矿区石炭系仅发育中上统，缺失下统，矿区地表未出露。为铜陵矿集区层控矽卡岩型铜金矿和本区铅锌矿的最主要赋矿层位，与下伏五通组地层呈平行不整合接触。岩性主要为灰、灰黑色巨厚层白云岩，底部石英细砾岩，生物碎屑灰岩、含生物碎屑灰岩。

二叠系下统栖霞组出露于矿区西部，，岩性为层状石灰岩夹含燧石结核灰岩，炭质钙质页岩夹透镜状无烟煤层。下统孤峰组在矿区大范围出露灰岩、黑色硅质页岩、黑色硅质页岩夹灰岩。上统龙潭组主要分布于矿区东南部，岩性主要为灰黑色炭质页岩、砂质页岩，粉砂质页岩、泥质粉砂岩、页岩夹粉砂质细砂岩、长石石英砂岩。

3.2矿区构造

矿区处于铜陵——南陵东西向及牛山—青阳山南北向基底断裂交汇处，大成山背斜近轴部稍偏南东翼，盛冲向斜近轴部位置。北北西向、北西向、近南北向和近东西向断层发育。

矿区断裂构造十分发育，主要为北北西向、北西向，次为北东向、近东西向以及分布在盛冲向斜北西边缘一系列呈放射状的断裂。其中最大断层为石坑村—荷花山断裂，出露长约2.5km，走向315°，倾角大于70°，属逆断层性质，系区内早期断裂，斜切大成山背斜，平面错距200m～300m，断层面弯曲，断层北西端掩没于第四系之下，南东端为花岗斑岩脉充填。断层内地表出露铁帽，在断层北西端为荷花山铅锌矿，南东端为石坑村铅锌矿，具有显著的导岩控矿特征。

3.3矿区岩浆岩

瑶山岩体分布于矿区北东部，侵位于新屋里复向斜北西翼，呈岩床状产出，岩体倾向南西，岩性主要为花岗闪长斑岩，斑晶为斜长石和石英，节理构造发育。围岩为二叠系下统栖霞组、孤峰组灰岩、硅质页岩夹灰岩。围岩具大理岩化、角岩化，蚀变有绢云母化、绿泥石化、硅化、少量褐铁矿化。锆石SHRIMP年龄为146.0±1.2Ma。

3.4变质作用及热液蚀变

区内热液蚀变在不同位置蚀变现象不同，在岩体内部主要变现为高岭土化、绿泥石化、绢云母化及碳酸盐化。矿区主要发育热变质作用，主要表现为原栖霞组、黄龙、船山组白云岩及变质为大理岩、白云石大理岩及大理岩化灰岩。

3.5矿体特征

矿区内共圈定矿体16个，其中主要矿体三个，Ⅰ矿体规模最大，位于矿区南东部，分布于12线～10线。矿体呈薄透镜状，走向北西向，约340°；倾向约70°，倾角平缓，约6°～20°。Ⅰ矿体见矿厚度最大为1.66m，最小为1.10m，平均见矿厚度为1.32m。

3.6矿床成因

本矿床属中低温热液型铅锌矿床。成矿物质主要来自于石英闪长斑岩同源的岩浆活动中，在岩浆侵入过程中分异形成的含矿热液沿断裂及裂隙构造上升（主要沿北东向压扭性断裂上升）。在石炭系船山组及黄龙组之间、构造破碎带及栖霞组裂隙构造内，形成了有利的储矿场所，并与矿区内的导矿构造相联通。当含矿热液运抵此处时则因自身物理化学条件及外部环境的改变而充填成矿。

4.成矿条件分析

4.1区域成矿条件

矿区处于长江中下游成矿带铜陵铜金硫多金属矿集区中部，铜陵—戴家汇构造—岩浆岩成矿带中段，东西向铜陵—戴家汇隐伏基底断裂与南北向牛山—青阳山隐伏基底断裂的交汇部位。具备铜陵矿集区典型的“行、列、汇”成矿构造样式。矿区西临为狮子山矿田Cu（Au、Pb、Zn、S），东接凤凰山矿田（Cu、S）、新桥矿田（Cu、S），即东西两侧外围均为热液矿床的相对高温元素成矿系列，区内以Pb、Zn、Au、Ag等低温成矿系列为主。本区形成铅锌金等低温矿床的区域地质背景较为优越。endprint

4.2地层、岩性条件

区内主要控矿岩性组合为砂页岩—白云岩—灰岩组合、砂页岩—沥青质灰岩—硅质岩—灰岩—硅质岩组合，既有化学活动性活泼的碳酸盐岩，又有岩性致密、化学活动性差的硅质岩/碎屑岩，在两者界面处形成天然的“地球化学障”和良好的含矿热液运移隔挡层，利于矿化的富集，是接触带矽卡岩型和斑岩型矿床形成的重要条件。

由于碳酸盐岩与碎屑岩/硅质岩界面处岩石能干性等物理性质的差异，在后期构造作用下，易于形成层间滑动或破碎带，成为良好的储矿空间，尤以石炭系黄龙船山组（新桥硫铁矿）为甚，为层控矽卡岩型矿床的必备条件。

4.3构造条件

基底断裂是本区重要的控岩构造，控制着整个铜陵地區的岩浆活动，对形成矿床有重要作用，沿铜陵—戴家汇基底断裂产出铜官山、狮子山、凤凰山、新桥、沙滩脚等矿田。大成山背斜在南北向青阳山基底断裂的活化改造下，平面上呈现背斜轴面向北错动，在背斜错动过程中形成了一系列断裂，主要为北西向的顺安—郎坑断裂、石坑村—荷花山断裂、凤凰山断裂带，这些断裂也是区内最重要的导矿、控矿构造。在这些断裂作用下，岩层发生强烈破碎，为含矿热液的运移和沉淀提供空间，对矿化分布起了重要的作用。

4.4成矿规律与远景预测

铜陵地区侵入岩形成时代为136Ma～146Ma，而铜金矿床形成时代为136Ma～144Ma[7]。区内已获得的高精度成矿年龄进行对比结合成矿规模、成矿时间分析，大型矿床成岩和成矿年龄相差仅在0.21Ma～1.6Ma，成矿年龄略有滞后。证明岩浆活动与成矿具有密切的内在联系，多源、多层岩浆房萃取了不同源区的成矿物质的多类型岩浆（熔流体）同时注入有限的“成矿圈闭构造”内是大规模矿化富集的关键，因此区内岩浆成矿物质来源可谓“多层萃取”。在“成矿圈闭构造”内，富含成矿物质的多类型岩浆几乎是同时注入在有限的区域内，在流体作用下，出现多层交代成矿的“多层楼”现象。而早期海西期同生成矿作用提供了部分成矿物源，为矿液聚集创造了良好的环境。

参考文献：

[1]刘乐.基于姚家岭铜铅锌矿床三维地质建模的铜陵地区中生代构造控矿作用分析[D].合肥工业大学， 2013.

[2]杨小男.铜陵狮子山矿田早白垩世岩浆岩及铜、金成矿作用研究[D].南京大学， 2011.

[3]毛景文，邵拥军，谢桂青，等.长江中下游成矿带铜陵矿集区铜多金属矿床模型[J].矿床地质， 2009， 28（2）：109—119.

[4]蒋其胜，赵自宏，黄建满.安徽南陵姚家岭铜铅锌矿床的发现及意义[J].中国地质， 2008， 35（2）：314—321.

[5]陆三明.安徽铜陵狮子山铜金矿田岩浆作用与流体成矿[D].合肥工业大学， 2007.

[6]杨一增.长江中下游地区成铜埃达克质岩及成矿期后岩浆岩的地球化学研究[D].中国科学技术大学， 2015.

[7]钟国雄，周涛发，袁峰，等.安徽铜陵姚家岭锌金多金属矿床成岩成矿年代学研究[J].岩石学报， 2014， 30（4）：1075—1086.endprint