长江中下游成矿带宣城矿集区的成矿系统与成矿规律

杨金龙

（安徽省地质矿产勘查局311地质队，安徽 安庆 246000）

长江中下游成矿带整体地跨江苏、江西、安徽、湖北四个省份，整体矿带面积大约为10.8＊104平方千米。矿带整体总体上在西北方向上较为狭窄、在东北方向上相对宽阔，呈现出“V”字形地带。矿带整体位于扬子板块，在华北板块的南方、大别造山带西南方向上。长江中下游成矿带是环太平洋矿域的重要组成部分，一直是我国长久以来的主要成矿带之一。矿带具有大量的成矿元素，如Cu、Au、Fe以及硫富集成矿，同时还有Cd、Se、Co、Te、Re、Bi、In、Ga、Ge和Tl等重要金属元素以伴生的形式富集。矿区开采历史悠久，多年来为我国的矿床学研究做出来巨大的贡献，同时矿带也是我国矿产利用技术水平最高的成矿带之一。安徽宣城矿集区位于整体矿带中的东段，地处安徽省南陵-宣城盆地，西面是安徽铜陵矿集区，北方则是宁芜矿集区。宣城矿集区是目前的新一轮找矿工作的重点勘探区，具有良好的开采前景。成矿系统与成矿规律概念是借鉴“石油系统和开采规律”提出的，通常用于理解金属从源头到储存场所的形成过程，通常包括了矿带形成和分布的时间、空间、成矿物质等，是进行地质勘探后，总结相关信息形成的系统性科学。对长江中下游成矿带宣城矿集区进行系统性分析，有利于理解中国大陆的成矿系统的形成和演化过程。

1 从元素储备总结宣城矿集区的成矿系统

矿区已经经过多年勘探工作，主要矿区的深度大约600m到800m，局部地区深度已经超过1000m以下。仅以Cu金属矿和Fe矿石资源储量为例，各个区域的储量如下表所示。

根据表1可知，Cu金属矿的储藏量集中在0m～200m之间，无论是已探明还是保有量都十分可观。而Fe矿石量在无论各个勘探位置都十分丰富，即使是在800m～1000m深度下，仍然具有很大的开采价值。目前，在大冶铁矿、铜绿山、丰山铜矿、鸡冠咀、狮子山、风烈山等已经在深处空间发现了规模较大的隐藏矿体[1]，在大冶铁矿更是实现了深度找矿的初步突破。目前宣城矿集区的勘探深度仍然较浅，因此具有勘探的必要性。

表1 各高度下Cu金属矿和Fe矿石资源存储量

2 从时间演化总结宣城矿集区的成矿规律

矿带形成的演化时间属于宣城矿集区成矿规律的重要部分，根据演化时间带来的影响将其分为三部分[2]。

2.1 从太古宙到震旦纪

关于宣城矿集区在太古宙到震旦纪的演化大体可以分为两个部分：从太古宙到古元古代和从中元古代到震旦纪。根据同位素年龄计算，太古宙时期大概位于25到16亿年前，这一时期的地质构造具有典型的二元结构模式。由于中一新元古界沉积盖层不整合变质基底，产生了标志性的吕梁造山事件。经过了新太古代的演化，宣城矿集区的地壳迅速增生，从而产生了弧盆系统，包括了新太古代火山岛弧、英云闪长岩、奥长花岗岩和花岗闪长岩的组合。这一时期，宣城矿集区是重要的成铁期，整个成矿带都是在这一时期开始形成铁矿石。

2.2 从寒武纪到中三叠纪

随着寒武纪到中奥陶世纪时期，普遍发育拉张伸展构造下，在这一时期长江中下游成矿带的主体为进积性碳酸盐岩台地。在此期间，由于华南残留洋的不断向南俯冲，从而形成了大量的岛弧，这就是后来华夏多岛弧盆系构造格局构成原因。在随后的5亿年之间，浅海路缘沉积形成的厚度在一万米以上。之后在泥盆纪到中三叠纪，整个地区的大陆增生，地貌格局开始定型。在此期间，这一地区由大陆边缘多岛弧逐渐转变成为造山系。在古代海洋逐渐退去后，大陆高度开始升高。

2.3 从晚三叠纪到新生纪

晚三叠纪以前，我国东部的大型构造线通常是东西向为主；晚三叠纪时期后逐渐开始变成以北东向为主。在地理格局上，也由南部海洋北部陆地逐渐转变成为东部海洋西部陆地。在我国的长江中下游，大陆边缘出现了力学体系的变化。在这一过程中，长江中下游成矿带囤积了大量的以花岗闪长岩、石英闪长岩为主的高钾钙碱性和中酸性侵入岩。之后的新生纪时期，我国大陆整体东部板块向亚洲大陆板块东部下方俯冲，这一过程造成的隆起区域凹陷区变成了现在重要的成矿区域。

3 从地质背景和重磁场特征总结宣城矿集区的成矿规律

3.1 地质背景

宣城矿集区位于长江中下游成矿带内、扬子陆地北缘，处在下扬子长兴-郎溪-广德盆地的东北缘，西北方向上是宁芜火山岩盆地。不过，由于其紧挨大别造山带南缘和江南隆起北缘，地质学家通常对它们一同进行研究，从而认识到这一区域内的共同特征与区别。在这一部分内，整体区域构造呈现出由东向北，在自北向东山脉和盆地交错分布着；区域的中部，位于安徽省内的九连山和江苏省的茅山连成一体，在自北向东呈现出一个“S”行分布，这一部分山脉海拔高度普遍集中在100m～400m。宣城矿集区主要位于新河庄和狸桥之间，背斜向新河庄。矿集区的岩浆岩发育状况良好，其中喷溢相岩石常见的有流纹岩、流纹英安岩、英安岩、安山岩、安山质凝灰岩和火山角砾岩等；浅成侵入相岩石主要有花岗岩、花岗斑岩、闪长岩、花岗闪长岩、花岗闪长斑岩、辉石闪长岩等。

3.2 物性与重磁场

如果想解读一地区的重磁场特征，首先便要查明该地区的地层和岩体物性参数。根据安徽省《安徽1:5万湾沚镇、沈村、寒亭镇、宣城幅重力调查报告》对于宣城地区的岩石样本测量结果，在宣城矿集区的主要地层和岩体的密度如表2所示。

表2 宣城矿集区地层和岩体的密度和转化率表

图1 地层在不同时期的密度

由图2和表1可知，在这一区域内的地层磁化率变化范围不大；矿集区内的花岗斑岩、花岗闪长岩、辉石闪长岩相比于其他地层具有明显高出的磁化率。另外根据安徽省勘探技术院数据，重力数据为2014年采集的1:25000数据，精度控制在±0.027＊10-5m/s2；磁力数据为2014年采集的1:10000数据，精度控制在±2.12nT[3]。磁力异常的地区集中在矿集区的中部和西北部，在新河庄-狸桥从东向北呈现出高低高低的分布；而在新河庄-狸桥的西南和东南方向上，重力明显更低。

4 结语

综上所述，长江中下游成矿带宣城矿集区具有良好的找矿前景和开采潜力。

成矿系统与成矿规律是一个系统性质的研究，对宣城矿集区的时间演化、地质特征及重磁场特征进行研究后，发现矿集区的Cu金属矿和Fe矿石资源储量仍然丰富，具有勘探的潜力。但是在过深高度即超过1000m后进行开采没有计算相关成本，仅用Cu金属矿和Fe金属矿作为参照可能说服力度不够。