凹山矿田马山蓝辉铜矿床成因及找矿方向探讨

谢祖军，周学斐，岳德银

（安徽省地质矿产勘查局322地质队， 安徽马鞍山 243000）

0 引言

宁芜火山岩盆地以玢岩式铁矿而著称，20世纪90年代之前，铜金矿以小型及矿点居多，当时认为该区为继承式火山盆地，金活化转移距离长，较上叠式火山岩盆矿化差，找金前景不大[1]，后将该区周边的江苏溧水、铜井金矿，划分为与大陆拉伸断裂碱性火山—次火山岩侵入岩（中浅成）有关的浅成热液型金矿床缺乏活化转移和富集等成因类型。近期勘查陆续有新的发现，但所显示铜金矿成因类型却各不一样，成因类型较为复杂。周涛发等[2]从凹山矿田铜金矿与A型花岗岩有关的氧化物-铜-金（铀）矿床成矿系统铜矿进行系统研究，预示本区铜金矿的找矿潜力，马芜铁铜金整装勘查区内规模矿床依然不多，马山硫铁矿为亚洲最大的硫铁矿床，以往工作组合样中局部发现铜矿体，最近，在马山硫铁矿选矿试验样品系统采样中发现厚大的蓝辉铜矿工业矿体，通过蓝辉铜矿等指示矿物的发现和研究，不仅对矿田勘查意义重大，而且有利于探索斑岩型与浅成热液型矿的关系。本文试图通过分析矿体特征，探讨矿床成因，进而提出找矿方向。

1 成矿地质背景

本区大地构造背景为环太平成矿带外带所控制。属扬子准地台下扬子台坳沿江拱断褶带的NE端，为NNE向狭长形中生代断陷盆地，面积约1600km2。盆地基底在原构造变形的基础上，从晚侏罗纪到早白垩纪经历了多旋回的火山、岩浆活动，为成矿提供了得天独厚的条件。背斜轴部和断裂带成为岩浆活动带，两组断裂交汇处控制了岩浆喷发中心和大中型矿床的分布。

区域地层可分为火山基底地层岩系和火山岩系，两者为不整合接触。基底层系由三叠系和早、中侏罗系组成；火山岩系由晚侏罗系至早、中白垩系火山岩组成。

宁芜盆地褶皱构造形成于印支晚期一燕山早期[3]。构造的主体是凤凰山一姑山复背斜，其西毗邻宁芜复向斜。复背斜又由多个短轴复背斜组成，它们均是成矿有利构造。马山蓝辉铜矿处于火山隆起带，尖山火山穹窿内。断裂构造也十分发育，主要为燕山晚期所继承的一系列NNE向、NNW向和斜交断裂。两组断裂互相切割，具有规模大、切割深的特点，并组成“菱形断块、格状格局”的构造格架。宁芜地区火山机构，由于后期的破坏和第四系覆盖，大多发育不完整，多为破火山口。相对较为完整的只有娘娘山。姑山、凹山、梅山等破火山口，其火山锥体仍大致存在；姑山、凹山等环状、放射状裂隙系统仍保留较好；火山管道大多已被岩体及矿体充填。因此，火山中心及其环状、放射状裂隙系统是很好的容浆、容矿构造，并以此为中心形成矿床的“成群、配套、三层楼”产出特征。

本区岩浆岩均为燕山晚期晚侏罗—早白垩纪产物[4]。中生代是我国中东部岩浆活动的活跃期。从航磁异常上延和CR法、CSAMT剖面测量结果推测，宁芜地区深部存在一个巨大的中一基性闪长类侵入岩（岩浆房），其中心位置位于江苏陆郎镇一带，向上中心逐渐位移到霍里南，并分离出霍里、钟姑、芜湖北三大岩体。与四次火山喷发相对应的岩浆侵入活动最少有四期。第一期在龙王山旋回晚期，主要为中基性的辉石闪长岩类，与铁矿关系密切；第二期在大王山旋回晚阶段，主要为中性一中偏酸性的 闪长岩类，分布较广，是宁芜地区主成矿期；第三期在姑山旋回末，主要为中酸性一酸性的石英闪长岩一花岗岩类，与铁矿成矿无关系，但与铜、金矿关系 较密切；第四期在娘娘山旋回之后，为酸性一碱性岩类的霞石正长岩，与金铜成矿有一定的关系。其后多为脉岩产出。

2 矿体特征

2.1 矿体分布特征

尖山铁、硫矿床以硫铁矿为主要矿产，与其共生主要为铁铜（金）是仅次于硫铁矿的重要矿产。

硫铁矿主要赋存在角砾安山岩、碎裂安山岩、安山岩、角砾闪长玢岩及闪长玢岩中；磁铁矿与赤铁矿主要赋存在“尖山角砾岩筒”中，最新发现的蓝辉铜矿（Cu81+Cu2+S5）矿体主要赋存L2号硫铁矿之中，其次分布在L1号硫铁矿体、闪长玢岩之中。

蓝辉铜矿体走向为22°，倾向北西，倾角0～15度，最陡43°，矿体赋存标高+9.63～-409.59m，矿体赋存于角砾安山岩，角砾闪长玢岩、碎裂安山岩及安山岩中。矿体厚度5～59.95m,其中，ZK5+05号孔（见图1）单层厚度达59.95m，Cu平均品位0.93%，单孔累计厚度73.84m,其中工业矿体61.45m。

2.2 矿石质量特征

马山矿床主要发育蓝辉铜矿、铜蓝、辉铜矿，尖山矿床则还有少量发育斑铜矿、黄铜矿。硫铁矿矿石中矿石矿物为黄铁矿、蓝辉铜矿、铜蓝、辉铜矿、磁铁矿、赤铁矿褐铁矿少量，黄铜矿少而分布不匀。脉石矿物主要来自岩石本身以长石、高岭石、绢云母、石英为主，次要矿物有黑云母、绿泥石、角闪石、辉石、透闪石、电气石等。磷灰石、金红石、钛铁矿、石膏等都较少。 氟一般含量稍偏高，平均0.067。

图1 尖山(马山)5+线地质剖面Fig.1 Jianshan (Mashan) line 5+ profile

目前本矿床发现的铜矿主要矿石类型为黄铁矿蓝辉铜矿矿石，黄铁矿（白色）呈半自形晶镶嵌状结构、不等粒压碎结构，蓝辉铜矿（蓝色）生于黄铁矿晶体间隙或充填在微裂隙中，蓝辉铜矿（蓝色）为胶结物（见图2）。蓝辉铜矿（蓝色）经浓硝酸浸蚀显示晶体形态及界线，呈微粒状结构，微粒状黄铁矿（白色）被蓝辉铜矿包裹并交代构成包含结构和交代浸蚀结构(见图3)

图2 黄铁矿蓝辉铜矿矿石，×25Fig.2 Pyrite and digenite ore，×25

图3 黄铁矿蓝辉铜矿矿石，×25Fig.3 Pyrite and digenite ore， × 25

2.3 蚀变矿物特征

围岩蚀变强烈而普遍。矿区范围内的热液蚀变，时间顺序上与邻近的凹山铁矿、南山铁矿、向山硫铁矿相似。区内围岩蚀变分为两类，即火山岩中的次生石英岩化与闪长玢岩中的青磐岩化。

次生石英岩化广泛分布于各类火山岩中，蚀变矿物组合主要为：石英、绢云母、高岭石，次为明矾石、绿泥石、绿帘石、碳酸盐及少量电气石、黑云母、透辉石、氯黄晶等。与本类蚀变关系密切的矿化有黄铁矿化、镜铁矿化等。

青磐岩化见于闪长玢岩侵入体中，蚀变矿物组合主要为钠长石、阳起石、绿泥石、绿帘石、磷灰石等。属闪长玢岩的自变质气成-高温热液阶段的产物。与之关系密切的矿化为磁铁矿化。

蓝辉铜+铜蓝矿主要分布于明矾石化-地开石化-硅化带，蓝辉铜矿的产出与明矾石化关系最为密切。

3 矿床成因探讨

切割上地幔的区域深断裂，是产生宁芜地区玢岩型铁矿的富铁安山质岩浆的前提，为形成铁矿提供物质来源。“隐爆”的通道勾通了深部的矿液，成了成矿流体的通道。成矿流体在上升途中温度、压力、ph-Eh值的变化，在温度高时首先沉淀了，随着铁矿的形成成矿热液温度在不断下降，当热液继续上升到上覆大王山组层位中，由于“隐爆”引起的破碎使得层间破碎裂隙十分丰富，这为成矿热液提供了有利的成矿空间，此时热液温度继续下降，当ph-Eh值等物理化学条件适合则黄铁矿沉淀下来，这也说明了大部分黄铁矿沉淀在角砾安山岩中，其产状与角砾安山岩、碎裂安山岩、安山岩的形态与产状近似的原因。

前人研究认为福建省紫金山蓝辉铜矿属于浅成中低温热液成因[5]，但二元铜硫化物研究显示其可能是次火山成矿条 件下多期次热液交代原生硫化物的产物[6]。从上述光片鉴定得到的各种矿物形成的先后 顺序来看,马山硫铁铜矿床内的铜蓝、蓝辉铜矿似乎也并非主要由次生富集和氧化作用形成,而可能是由蚀变产生的酸性含铜、硫成矿流体对原生硫化物(如黄铜 矿、斑铜矿、黄铁矿等)进行交代所形成的产物。次火山成矿条件下多期次热液活动与本区域A型花岗岩有关的氧化物-铜-金（铀）矿床成矿系统有关[2]。本矿区南部揭露到石英二长岩，与相邻的南京市江宁区大平山已发现斑岩型铜矿，成矿地质背景、矿物组合与本矿床类似。

4 下一步找矿方向

在凹山矿田外围及宁芜火山岩盆地内，在火山机构周边的构造交汇部位，查找同化混染花岗岩类杂岩体，利用蚀变矿物测试确定蚀变分带，利用明矾石测温示踪流体，最终确定有利靶区。向山硫铁矿位于矿 田的中心位置，NW和NE及次级裂隙发育，周围有明矾石矿、高岭土（地开石）矿床分布，周边火山岩绢云母、硅化等蚀变强烈，多个矿床钻探已揭露花岗闪长斑岩，在隐爆角砾岩中发现有铜蓝、绿松石等矿化（因充填交代黄铁矿蓝辉铜矿在本区一直被忽视），综合以上信息认为马山、向山硫铁矿均具有很好的找矿前景。

江苏省南京市江宁区大平山和尖山（马山）铜矿床均处于火山隆起带，大平山为斑岩型铜矿床其成矿母岩为石英二长岩，本矿床南部ZK1408号孔揭露到石英二长岩，由于当时勘查主要针对铁硫，一直认为花岗岩类岩体是破坏铁硫矿体的，因此对该岩体揭露较少，对其含矿性也未做测试分析。综合上述，通过类比福建紫金铜金矿床、江苏南京市江宁区大平山斑岩型铜矿并结合凹山矿田成矿地质体特征，认为本矿床深部具有寻找斑岩铜金矿的潜力。