皖南某金矿成矿机制浅析

何金华，赵永利

（安徽省核工业勘查技术总院，安徽芜湖241000）

1 区域地质背景

查区大地构造位置属下扬子陆块大相之下扬子被动陆缘，区域上位于被动陆缘北部的石台复背斜北东端黄柏岭复背斜的东南冀，处于北东向江南深断裂与东西向周王深断裂的夹持部位。

查区地层属扬子地层区之下扬子地层分区，广泛出露古生代及中新生代地层。区域褶皱构造主要为中部的黄柏岭复背斜之北贡背斜与云岭—昌桥向斜以及南部的太平复向斜之水东—翟村向斜、茂林—龙门背斜；区域北部为燕山晚期以来形成的宣南坳陷。区域断裂构造除北东向江南深断裂及近东西向周王深断裂外，还发育了大量的次级断裂。区域岩浆活动频繁，出露岩浆岩有燕山期中酸性侵入岩和喷出岩及少量浅成相岩脉。

区内金属矿产主要有Fe、Cu、Pb、Zn、Mo、Au、Ag等，非金属矿产主要有大理石、方解石、白云岩、石灰岩、煤、硫铁矿、铝土矿等。

2 矿区地质特征

2.1 地质概况

矿区位于云岭—昌桥向斜的北西冀，出露地层主要有志留系高加边组(S1g)、坟头组(S2f)、茅山组(S3m)，泥盆系上统五通组(D3w)，石炭系中统黄龙组(C2h)，二叠系下统栖霞组(P1q)，侏罗系上统中分村组(J3z)，白垩系上统宣南组(K2x)，矿区北部、东南部及山沟内侧多为第四系覆盖。地层总体呈北东向展布，由于后期岩浆活动及断裂构造作用使地层层序及厚度发生异常，导致区内石炭系、二叠系、三叠系地层缺失明显。

矿区位于黄柏岭复背斜的次级北贡向斜与云岭—昌桥向斜的交接部位，区内地层总体呈单斜构造产出。断裂构造主要有NE向和NW向2组，其中NE向断裂为江南深断裂的次级断裂，共3条，贯穿全区，与地层走向一致，倾角较缓，多为层间断裂破碎带；NW向断裂构造走向基本垂直地层走向，倾角较陡，多属平移压扭性断裂构造，往往切割早期NE向断层；NW向断裂多数分布于矿区东北部，西南部仅见有几条规模较大的NW向断裂。

矿区岩浆岩较发育，主要为南部的深成侵入花岗闪长岩体——云岭岩体，北部见有少量侏罗系中酸性火山岩分布。云岭岩体呈NNE向阶梯状分布，向北逐步抬升，强度、规模均呈减弱趋势。侏罗系火山岩岩性为灰黑色、浅棕色安山质熔凝灰岩。另外，在管岭金及硫铁矿矿点的深部见有NW向闪长玢岩脉与花岗斑岩脉分布。

区内矿产早期以硫铁矿为主，后期则以金矿为主、兼顾硫铁矿，另在矿区西南发现有小型褐铁矿脉。

2.2 地质特征分区性

根据矿区地层、构造、岩浆岩展布特征，可将矿区划分为南、中、北3个地质特色区间(图1），三者划分界线分别为NE向盐官断裂(F10）、管岭断裂(F9），两断裂两侧地层错距较大，南区、北区均明显向NW向错动。

南区:出露地层由西北向东南依次为志留系(高家边组、坟头组、茅山组)、泥盆系(五通组)、石炭系(黄龙组)及上覆二叠系(栖霞组），地层走向NE，倾角较缓，泥盆系粉砂岩层常倒置于石炭系灰岩和二叠系炭质页岩之上。构造以挤压引起的NE向层间破碎带(黄龙组灰岩与五通组石英砂岩之间)和逆断层(灰岩中部地段)为主，见有2条规模较大的NW向平移断裂。南侧花岗闪长岩体规模较大，明显向西北凸起，对北部岩层作用较强。

中区:出露地层以泥盆系五通组石英砂岩为主，南侧见少量黄龙组灰岩层；岩层走向为NE向，产状较陡。断裂构造不发育，见有NE向黄龙组灰岩与五通组石英砂岩之间的层间破碎带和五通组内部滑覆带，东南部灰岩尖端部位见有五通组石英砂岩覆盖。南侧花岗闪长岩体体分布连续，向北凸出程度不大，故其对地层的挤压破坏作用亦不强。

北区:出露地层有五通组石英砂岩、黄龙组灰岩及栖霞组沥青灰岩层，灰岩与砂岩之间发育有较大规模的构造破碎带，其间具明显的酸性热液蚀变组合(硅化、粘土化、绢云母化、黄铁矿化、绿泥石化等)；灰岩上部及出露尖端粘土层中具较强褐铁矿化，局部铁锰质分布较多，可能与后期火山作用有关；另外，在灰岩上部覆盖有厚度较大(一般大于4m)的灰白色隐晶至细晶质硅质岩层，可能为五通组底部厚层石英岩受岩浆热作用所致。区内以NW向构造为主，发育有多组NW向平移断层，错距大小不等，错动方向也不尽相同。该区花岗闪长岩体分布范围明显减少，多为第四系地层覆盖，仅在矿区最北端见有少量花岗闪长岩体与火山碎屑熔岩相伴生，深部见有闪长玢岩脉分布。

2.3 矿床分区分布特征

矿区现已探明矿床主要分布于南、北两区内(图2），其中以北区成矿条件较好、矿床规模较大，为矿区主要找矿靶区。

北区:硫铁矿体大多赋存于石炭系黄龙组灰岩与志留系砂岩接触的断裂破碎带内，在灰岩内部的NE向断裂破碎带内也有高品位硫铁矿体赋存。矿区北部金矿体主要有2种赋存方式，一种是赋存于地表褐铁矿中的“铁帽型”金矿体，另一种是赋存于石炭系黄龙组灰岩上部与上覆泥盆系五通组之间的高岭土层中；另外，在灰岩与下部茅山组砂岩接触破碎带内深部也有Au矿化分布。

南区:硫铁矿见于岩体外接触带外围黄龙组灰岩与五通组砂泥岩交界的层间破碎带内及其下部的五通组内部层间破碎带内，厚度、品位均低于北部矿体。南区金矿主要见于NW断裂带附近灰岩内部断裂破碎带上部的红化粘土层及岩体破碎带内，以粘土型矿化为主。在矿区西南角的泥盆系五通组石英砂岩层内见有一透镜状褐铁矿体，厚度、延深均不大，可能为同沉积铁矿体氧化所致。

3 矿区地质构造演化

矿区位于下扬子陆块大相之被动陆缘的北部，下扬子被动陆缘在经历了晋宁期基底形成、澄江—加里东期盖层沉积两阶段后，由于受到西太平洋板块与欧亚板块相互俯冲碰撞的影响，在海西—印支期形成了一系列NE向褶皱坳陷盆地，在其中沉积了泥盆系下统、石炭系、二叠系、三叠系下统等地层；印支期末，两板块进一步碰撞导致江南深断裂以北地区地壳持续抬升，沉积层遭受了大范围风化剥蚀，在江南深断裂南侧则以挤压褶皱作用为主。矿区即位于抬升区与挤压褶皱交接地段的云岭—昌桥坳陷内，其北侧地层抬升明显，有北贡背斜构造产出，背斜轴部有奥陶系、寒武系甚至震旦系地层出露，而其南侧则以志留系地层为主。

中生代燕山期下扬子陆缘构造、岩浆活动频繁，不仅使早期NE向断裂活动进一步加强，而且后期还形成了较多NW向横向平移断层；期间岩浆活动也与两期断裂构造的活动有关，早期的埃达克质岩浆沿NE向褶皱轴部底劈上侵，形成花岗闪长岩、二长花岗岩深成侵入岩体；中期由于江南深断裂北部地层的进一步抬升，加之东南板块碰撞作用的持续进行，致使沿江一带地层由塑性的挤压变形升级为刚性的断块升降，形成一系列NW向平移断层；晚期借助NW向断裂的空间有大量酸性岩浆岩(包括火山岩和深、浅成相侵入岩)发育。矿区位于云岭花岗闪长岩体的北侧接触内，区内地层层序的紊乱与该区岩体的侵入关系密切，黄龙组、栖霞组灰岩地层锲入泥盆系石英砂岩地层即与花岗闪长岩体上侵时对围岩产生的挤压作用有关；而矿区大量分布的NW向横向平移断层及与之相对应的火山作用和浅成相侵入作用则与燕山晚期板块俯冲碰撞加强有关；后期在构造岩浆作用形成的断陷盆地中沉积了厚层的陆缘碎屑岩，以砂岩、含砾砂岩为主，并含有大量的火山碎屑。

综上所述，矿区中生代地质构造演化可以分为以下5个阶段：①NE向坳陷的形成及两侧地层相对抬升阶段；②花岗闪长岩体侵入及对围岩挤压阶段；③NW向断裂形成及地层、岩体的错移阶段；④火山岩及浅成相侵入岩沿NW向断裂的喷发侵入阶段；⑤火山断陷盆地形成及沉积物堆积阶段。与矿区金及硫铁矿成矿作用密切相关的为②、③、④等3个阶段，其中②、③阶段以提供贮矿空间为主，④阶段为主要成矿阶段。

4 矿区矿床形成机制及成矿模式

区内矿种以硫铁矿为主，次为金矿，有益伴生元素有Ag及少量Cu、Pb、Zn等。金矿及伴生银矿虽与硫铁矿的分布有一定的相关性，但并不是所有地段的硫铁矿都伴生有Au、Ag矿产，只是在北区火山岩、浅成侵入岩分布地段及南区盐官断裂附近才同时存在，局部地段Au含量可以达到工业品位要求；矿区北部灰岩与砂岩交界部位及锲状灰岩层上的褐铁矿化粘土层中有铁帽型和火山热液型金矿体产出，其中前者金含量较高而后者规模较大。由此可以认为矿区硫铁矿与Au、Ag矿产并不是同期岩浆活动的产物，其中以硫铁矿形成较早，可能与花岗闪长岩侵入作用形成的期后热液成矿作用有关，在黄龙组灰岩与五通组接触的构造破碎带广泛发育的硅化、绢云母化、绿泥石化、绿石化及灰岩上部的厚层高岭土化等酸性蚀变为其同期产物；而Au、Ag矿化则可能与后期沿NW向断裂带进行的火山活动有关，是火山活动后期高温酸性含金氯络合物热液沿锲状石灰岩层尖端部位的构造破碎带迁移时因外部条件变化引起的，其在矿区硫铁矿较发育地段运移时逐渐转化为低温含金硫络合物，分布于盐官断裂带南端的泉水中含有大量的盐卤水即是最好的证明，泉水点周边岩石中也有明显的金异常带分布，局部可达工业利用要求。

根据上述硫铁矿及金、银矿形成的时间和成矿作用的不同，结合现有的探矿成果资料，本次对二类矿种的成矿机制进行了初步分析。分析认为，在早期花岗闪长岩体底劈上侵后期的热液中含有大量的Fe2+、S-离子，随着热液迁移的同时其温度压力快速下降，离子溶解度明显降低，并在碳酸盐岩的中和作用下，导致硫铁矿沉淀析出于岩体附近的碳酸盐岩层内部或周围砂泥质石破碎带内，形成2种类型产出的硫铁矿体。随后形成的NW向断裂不仅将硫铁矿体错开成数段，并使前期较为贯通的NE向层间破碎带不连贯，导致后期含金火山热液的运移受阻，形成2个方向上的热液运移路径，其中一路沿着锲形灰岩上部及尖端部位破碎带运移，活动空间相对较大，运移距离较远，由于其属于氧化环境，当溶液与碳酸盐岩中和时，溶液中的金几乎全部与反应沉淀物〔氢氧化铁絮凝物〕产生共沉淀，溶液中绝大部分或全部的金进入胶体(吸附作用)，一部分胶体沿上部硅质岩裂隙上移形成铁帽型金矿，一部分胶体为早期形成的高岭土吸附，形成层间破碎带型金矿；另外一路热液沿灰岩与砂岩界面运移，在氧化带下部通过吸附或还原作用使金沉淀下来，同时也沉淀其它金属硫化物，形成黄铁矿化围岩蚀变。

矿区金物质主要来源于火山—次火山作用对其基底含金建造中金的活化汲取，而查区区域含金基底可能为青白口系西冷岩组(Qbx)。该岩组金丰度较高，岩性主要为火山碎屑岩和火山熔岩，岩石经多期变质变形，形成面理化程度不同的千枚、千糜状片岩，局部出现蓝闪石片岩。

根据上述对矿区硫铁矿、金矿的成矿机制分析，结合矿区地层、构造、岩浆岩分布特征资料，对矿区各矿种的形成过程提出相应的模式(见图3)。早期NE向断裂为花岗闪长岩体侵入和期后热液活动提供了较好路径，形成以黄铁矿为主的多金属硫化物矿产，而后期NW向平移断裂为火山活动和热液迁移的主要通道，与Au、Ag等贵金属矿产密切相关。

5 结论

（1）区域地质和矿区地质特征明显受中生代板块构造运动的控制，无论是地层的交错、构造系统的形成和岩浆岩系列的分布等都与之有关，并对区域成矿过程具较强的控制作用。

（2）矿区具明显地质特征分区性，分区现象的形成与板块碰撞作用引起的构造运动(褶皱、断裂作用)、岩浆活动(侵入、喷发)密切相关，同时也导致不同区间内成矿作用的强弱不均和矿种分布的不均一。

（3）根据矿区地层穿插、构造错动及岩浆活动期次等特征，将矿区中生代地质演化过程分为5个阶段，即盖层挤压褶皱及不均衡升降阶段、埃达克质岩浆侵入阶段、断块作用及横向平移阶段、火山及次火山作用阶段、白垩系砂砾岩沉积阶段等。

（4）矿区成矿作用与岩浆活动密切相关，硫铁矿、金矿的形成具有明显不同期性，其中前者与早期花岗闪长岩体的侵入作用有关，而后者与晚期火山、次火山作用有成因上的联系，故可将二者的成因类型确定为中低温热液型和中高温火山热液型；同时，金成矿作用也与后期浅部的氧化—还原作用有关。