安徽省庐江县矾母山硫铁矿地质特征及成因浅析

吕玉琢

（安徽省地质矿产勘查局327地质队， 安徽合肥 230011）

0 引言

庐枞盆地是长江中下游成矿带重要铁—铜多金属矿集区之一，是中国东部重要陆相火山岩盆地，发育一系列金属—非金属矿床，已探明的有罗河铁矿、小包庄铁矿、沙溪铜金矿、东顾山钨多金属矿、大包庄硫铁矿等。矾母山硫铁矿是近年来新发现的矿床[1]，位于庐枞盆地中部，该矿床的发现，进一步丰富了庐枞盆地的矿化类型，本文通过对该矿床地质特征及成因研究，为下一步庐枞盆地该类型矿床勘查工作提供了依据。

1 区域地质背景

庐枞盆地位于长江中下游铜—铁—金—硫成矿带中部，行政区划属安徽省庐江县和枞阳县，由陆相火山岩构成其主体，主要形成于中生代早白垩世，由龙门院旋回（K1l）、砖桥旋回（K1zh）、双庙旋回（K1sh）和浮山旋回（K1f）四个火山喷发旋回构成[2～3]。庐枞盆地受三组深大断裂控制，发育一套粗玄岩—玄武粗安岩—粗面岩的富碱橄榄安粗岩系。

2 矿区地质特征

矾母山地区位于庐枞盆地中西部，在大包庄硫铁矿东南2.5km处，罗河铁矿东南5km处（图1），是近年新发现的硫铁矿床，根据储量估算，矾母山硫铁矿规模可达中型。

2.1地层

矾母山硫铁矿区出露地层为下白垩统第二旋回—砖桥组火山碎屑岩系地层[4～5]，韵律明显。砖桥组下段主要由晶屑凝灰岩、角砾凝灰岩和薄层辉石粗安岩构成，受强烈蚀变改造，也是主要赋矿层位。砖桥组上段由层状凝灰岩、凝灰质粉砂岩和沉角砾凝灰岩构成，主要为紫红色，部分为灰白色，出露于矿区南部。

图1 矾母山矿区地质简图Figure 1.Geological sketch of the Fanmushan mineral district

2.2构造

矾母山硫铁矿区构造以断裂为主，褶皱构造不发育。区内断裂为北西向区域断裂带，主要分布于罗河至矾母山一带，该断裂带是由数条平行断层构成的，断层长十余千米，宽可达一千余米，断层走向在北西310°～330°之间，倾角在50°～70°之间，倾向南西。

2.3岩浆岩

矾母山地区未见大的侵入体，在地表和深部仅见呈脉状、透镜状小岩体，成矿母岩为闪长玢岩。另该区可见粗安斑岩、正长斑岩、细晶正长岩及安山玢岩等脉岩，脉岩与成矿作用无关。

闪长玢岩侵入砖桥组下段地层中（图2），呈岩钟式，手标本呈灰色，残余斑状结构，斑晶由斜长石、角闪石、辉石构成，基质为微晶粒状镶嵌结构，块状构造。发育较强蚀变作用。

2.4蚀变及矿化

矿区赋矿围岩为砖桥组下段凝灰质粉砂岩、凝灰岩、角砾凝灰岩以及粗安岩，围岩发育较强硅化、明矾石化、高岭石化、硬石膏化，发育较轻绢云母化，碳酸盐化。矿化主要为黄铁矿化。

根据围岩蚀变矿物组合，可划分三个蚀变带，自上而下分别为高岭石化—水云母化带、次生石英岩带、硅化—硬石膏化—黄铁矿化带。其中，硅化—硬石膏化—黄铁矿化带又称“三化岩”，原岩为砖桥组下部火山碎屑岩，蚀变岩呈灰色、灰白色，蚀变矿物为石英、硬石膏和黄铁矿，含少量明矾石，石英、硬石膏、明矾石呈粒状集合体，黄铁矿呈微粒浸染状不均匀分布，可构成工业矿体，是矿区最重要的蚀变带。次生石英带分布于“三化岩”带上方，为矿区矿化提供了相对密闭的空间。

3 矿区地球物理特征

地球物理特征对该区的找矿具有比较重要的指示作用，其中矿区西北部的罗河铁矿、大包庄硫铁矿均为验证重磁异常所发现的矿床。本区硫铁矿体主要分布在大包庄东侧—乌鸦塘—贺家山一带。通过本次物探工作发现，这一带的具有较为明显的重力和激电异常，是寻找矿体的有效指示。

乌鸦塘地区，存在一重力异常幅值为0.4×10-5m/s2，长约500m，宽约300m，走向近南北向；频谱激电异常LJCR-2线在9600～9800点间，视充电率ms异常较强，并且有中等偏低的视时间常数τS、低视频率相关系数CS、低电阻率相对应。具“低电阻率、高极化率、低时间常数、低频率相关系数”的一高三低特征，综合评价该异常较好，为I类异常，主体埋深大概在600m左右。

贺家山一带浅源布格重力异常亦呈南北向展布，△Gmax为0.45×10-5m/s2,该异常强度亦与大包庄铁矿区的反映相同。在这一深度上梯级带特征以及环绕火山洼地分布的特征已不明显，仅隐约可见，说明其深部与浅表的构造条件有所差异。△Z化极异常的各种特征均与大包庄铁矿区所反映的相应特征大致相同，其△Z化极异常为800nT左右，△T化极深源场为300nT；在重力异常区内视充电率ms异常较强，并且有高视时间常数τS、低视频率相关系数CS、低视电阻率ρS相对应，符合“低电阻率、高极化率、高时间常数、低频率相关系数”的二高二低特征，综合评价该异常较好，矿化体埋深约700m左右。

通过钻探验证均在深部发现硫铁矿体，黄铁矿主要赋存在“三化岩”中，进一步分析认为，乌鸦塘、贺家山地区存在较厚的“三化岩”，三化岩密度为2.8×103～2.9×103kg/m3，高于围岩0.1×103～0.2×103kg/m3(剩余密度)，推测其是引起该区重力和激电异常的主要原因。

4 矿体特征

4.1矿体基本特征

图2 庐江县矾母山硫铁矿地质剖面图Figure 2.Geological section of the Fanmushan pyrite ore deposit in Lujiang County

矾母山硫铁矿为中型硫铁矿床，含1个主矿体，编号为Ⅰ，2个次级矿体，编号为Ⅱ、Ⅲ，另有其他小矿体12个。Ⅰ号硫铁矿体为全区最大矿体，约占矿床资源量70%，赋存在标高-300m左右，平均厚度18m，赋存地层为砖桥组下段凝灰岩、凝灰质粉砂岩中。矿体形态走向为北东—南西方向，呈似层状产出，倾角平缓。Ⅱ号硫铁矿体赋存在标高-440m左右，Ⅲ号硫铁矿体赋存在标高-500m左右，2个次级矿体赋存在砖桥组下段凝灰岩、角砾凝灰岩中，走向为北东—南西方向，呈似层状产出，倾角平缓。

4.2矿物组分

金属矿物主要为黄铁矿，少量黄铜矿、赤铁矿。脉石矿物主要为硬石膏、石英，少量明矾石、绢云母、高岭石等。矿床有用元素S赋存在黄铁矿中，矿石矿物组合为石英—硬石膏—黄铁矿。

黄铁矿可分三类，分别为胶状黄铁矿、微细粒黄铁矿和中—细粒黄铁矿。胶状黄铁矿呈黄白色，为硫铁矿体主要工业矿物，呈胶状、团块状产出，显微镜下可见微粒状结合体，粒径在0.01～0.05mm之间。细粒黄铁矿显微镜下反射色呈黄白色，呈细脉浸染状产出，粒径在0.05～0.25mm之间。中—细粒状黄铁矿呈黄白色，局部可见，呈细脉状产出，自形粒状结构，粒径在0.5～2.5mm之间。

4.3矿石化学组分

矿床的有用元素为Ss，主要赋存在黄铁矿中。全矿床硫铁矿体中Ss平均品位9.37%。其中Ⅰ号硫铁矿体Ss平均品位9.51%。Ⅰ号硫铁矿体Ss变化系数为7.90%，属变化均匀型；另外矿石中伴生有铜、铅、锌等元素；伴生有害组分铅、锌、砷均低于允许含量，仅氟（F）高于一般的允许含量。本矿床硫铁矿石中平均含氟（F）0.20%。氟（F）主要赋存于萤石及氟磷灰石中，而黄铁矿中含氟在0.01%以下。

4.4矿石类型

矿石自然类型分为浸染状矿石、细脉浸染状、角砾状矿石等自然类型；矿石工业类型为硬石膏岩黄铁矿矿石。

5 矿床成因浅析

通过对矾母山硫铁矿区域地质背景、地层、构造、岩浆岩和矿体特征研究分析，本矿床主要特征如下：

（1）矾母山硫铁矿的赋矿层位为砖桥组下段凝灰岩等火山碎屑岩。闪长玢岩体侵入砖桥组下段火山碎屑岩中，为矾母山硫铁矿提供了热液来源。

（2）矾母山硫铁矿矿体主要呈似层状，矿体产状与围岩地层产状基本一致。矿体受砖桥组下段火山碎屑岩地层和闪长玢岩体接触带控制。

（3）矾母山硫铁矿围岩蚀变为硅化、硬石膏化和黄铁矿化，构成矿石矿物组合为石英—硬石膏—黄铁矿，是矿区主要矿石矿物组合。在“三化岩”带之上，发育次生石英岩化带，形成了较好的成矿密闭空间，为成矿物质存储提供了条件。

（4）矿石类型主要为胶状黄铁矿，可见其环带状，具沉积特征。

（5）矾母山硫铁矿属火山沉积—热液蚀变充填交代型硫铁矿床，通过早白垩系火山喷发沉积形成砖桥组下段火山碎屑岩矿胚层，叠加后期闪长玢岩体热液蚀变改造，形成次生石英岩蚀变带，起到屏蔽作用，经过硅化—硬石膏化—黄铁矿化蚀变改造，形成矾母山硫铁矿体。

6 结论

（1）矾母山硫铁矿床是与深部闪长玢岩有关的热液交代型矿床，主要分布在岩体隆起上部的火山岩地层中。

（2）根据地球物理特征，可以发现重力、激电异常对寻找硫铁矿体具有较好的指示作用，硫铁矿体所赋存的“三化岩”是引起异常的主要原因。

（3）根据与周边矿床进行对比可以发现，本矿床深部所见砖桥组火山碎屑岩，岩石明矾石化、黄铁矿化、硅化、硬石膏化十分强烈，这和罗河、大包庄铁矿上部浅色蚀变带基本一致。根据最新的研究成果，罗河铁矿床的的矿体具有明显的分带性，从上往下依次为硬石膏矿体—硫铁矿体—铁硫混合矿体—磁铁矿体—深部磁铁矿体（小包庄铁矿）。由于以往勘探深度不够，大包庄矿区及矾母山矿区深部均有可能存在罗河式的厚大磁铁矿体。