安徽池州市牌楼金钼矿床地质特征及成因探讨

沈欢喜，胥 飞，杨应涛，朱传海

(安徽省地质矿产勘查局311地质队，安徽 安庆 246003)

0 引言

牌楼金钼矿床地处安徽省池州市贵池区牌楼镇西侧2 km，矿区地理坐标范围：东经117°16′15″—117°17′30″，北纬30°20′15″—30°21′30″。区域上位于安庆—贵池矿集区南侧，该区铜、铁、金、银、钼、硫等矿产资源丰富[1]。迄今为止，已发现有抛刀岭金矿、铜山铜矿、马头铜钼矿、马石铜钼矿、黄山岭铅锌钼多金属矿、西山钼矿和花山锑金矿等大、中型矿床，显示出良好的成矿条件和找矿前景[2-5]。牌楼金钼矿区自20世纪80年代由安徽省地矿局324地质队发现丁冲锑矿并开展地质普查工作以来，已陆续发现有金、银、铜、钼、铅锌、锑等贵金属、有色金属矿产资源，但截至目前矿区金、钼矿规模属小型，铜、铅锌、锑属零星资源①，急需突破。

笔者曾结合《安徽省东至县查册桥—石台县小河一带金多金属矿成矿作用与成矿规律研究》专题项目，通过物化探、钻探工程以及地球同位素等方法，对矿区地质特征、矿体特征、成矿地质条件和矿石同位素地球化学、辉钼矿Re-Os同位素年代学进行了研究[6-8]，在此基础上，本文对池州市牌楼金钼矿成矿地质背景、矿床地质特征以及矿石特征和蚀变特征进行了总结，并就矿床成因进行了探讨，以期今后对拓展该区找矿思路和成矿规律研究提供参考。

1 区域地质背景

牌楼矿区位于扬子陆块下扬子前陆带，区域成矿条件十分有利，北侧是我国最为著名的长江中下游成矿带[9-13]，南侧是研究“火热”的江南过渡带[14-17]。地层属扬子地层区下扬子分区贵池小区。区域上出露地层为南华系—三叠系碎屑岩石建造，其中以志留系碎屑岩类和三叠系碳酸盐岩石分布最广；燕山期褶皱发育，以高坦断裂为界，北侧见陈塘—灌口向斜及牌楼背斜，南侧为三岗尖—杨美桥背斜，靠近谭山岩体，受岩体侵入影响，形成花边状次级褶皱。该区NE向、NNE向断裂较发育，其中NE向断裂多为区域性深大断裂，地层走向同为NE向，NE向断裂还造成区内部分层位缺失(图1)。此外，谭山岩体外接触带发育有环绕岩体的顺层拆离/滑覆断层及放射状断层。

区域上岩浆岩极为发育，主要出露于高坦断裂以北、殷汇—张溪断裂以南的江南前陆反向冲断带内及其与下扬子坳陷接壤的部位。区域上有花山岩体、丁冲岩体、九华山岩体、谭山岩体等出露规模较大的岩体。

根据周边的查册桥、抛刀岭金矿区以及兆吉口、黄山岭铅锌多金属矿区资料研究显示，区域上与成矿密切相关的岩浆岩主要为燕山早期中酸性石英闪长玢岩、花岗闪长斑岩[3]。通过年代学研究，该区与成矿关系密切岩浆作用主要有两期，一是燕山中期142～156 Ma[18]；二是燕山晚期125～135 Ma[19]。

2 矿区地质特征

2.1 矿区地质特征

矿区内出露地层为志留系浅海相碎屑岩建造，岩性主要有高家边组粉砂质泥岩、坟头组泥质粉砂岩夹细砂岩和茅山组细砂岩，矿化主要与强蚀变的高家边组和坟头组关系密切；矿区构造属于贵池复背斜之牌楼背斜，矿区位于NE至近EW向高坦断裂带和NNE向葛公镇断裂交汇处，其中高坦断裂为区内最主要控岩控矿断裂，该断裂带被后期葛公镇断裂错断。区内燕山期岩浆活动十分强烈，沿背斜轴部自西而东侵入大丁冲、小丁冲及牌楼岩体，在背斜核部小丁冲至牌楼一带，出露较多的细小岩脉，有花岗闪长岩、花岗闪长斑岩、花岗斑岩、花岗细晶岩等岩脉，岩脉长轴方向与矿区构造线一致，呈NE向(图2)。通过对含矿岩体的锆石年代学研究，认为区内岩体成岩主要有两期，第一期为燕山早期的闪长岩或花岗闪长斑岩，其加权平均年龄为(145～148)Ma；第二期岩性为辉石闪长岩，加权平均年龄为(134.2±1.6)Ma。结合矿区地质特征、矿体特征来看，矿区成矿作用主要与第一期的花岗闪长岩、花岗闪长斑岩密切相关，可能叠加了后期的热液萃取作用，使成矿元素进一步富集成矿，尤其是金元素成矿②。

2.2 矿区地球物理特征

矿区总体位于布伽重力异常低背景区，东南部谭山岩体显示为明显的低背景区，高坦断裂位于NEE向重力梯度带上。在此背景上，叠加多个局部重力异常，其中牌楼矿区异常较突出，呈NE向；在1∶5万航磁异常图上，高坦断裂位于NE向正负磁场区分界的梯度带上，北侧在负磁场区背景上，叠加了丁冲(C-82-233)、牌楼(C-88-72)等多个局部异常，主要异常均已证实由岩体引起，且这些岩体均与成矿密切相关。东南部在正磁场背景下，沿高坦断裂带分布多个局部异常，部分异常已发现有矽卡岩型铅锌、磁铁矿(化)体(图3)。

2.3 矿区地球化学特征

区内1∶5万水系沉积物测量(据1∶5万丁香幅)及基岩地球化学测量(1∶5万殷家江幅)圈定出多个组合异常区，异常元素以Au、As、Ag、Hg、Cu、Sb、Mo为主，多形成三级浓度分带，伴有W、Cd、Pb、Zn、Bi等元素较强异常，主要异常浓集中心均已发现金、铜、钼多金属矿体，证实异常由金、钼多金属矿化引起(图3)。其中牌楼、马石两矿区对应有AR6-AS1、AR7-AS3异常，均呈NE向长椭圆状，异常面积大，主要异常元素异常强度高，异常与已知矿化紧密相关。

图3 牌楼地区物化探异常剖析图

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

截至目前，矿区内发现金矿体23个①，其中地表有11个，深部隐伏矿体有12个。圈定工业品位金矿体9个，低品位金矿体14个，地表矿体金的平均品位普遍高于深部隐伏矿。矿体多呈脉状、透镜状，单矿体厚1～4.00 m，长数十至百米，矿体走向为80°～85°，多倾向南，倾角为160°～185°，个别矿体倾向北，倾角变化较大，地表矿体倾角较陡乃至直立，深部隐伏矿体倾角为15°～30°。Au的品位在1.04×10-6～7.00×10-6之间，部分地表矿体中的Au高达22×10-6。区内金矿体赋存部位主要有两种(图2)，一是在强蚀变的花岗闪长(斑)岩、花岗斑岩体上部裂隙发育处(17个矿体)，二是赋存在与岩体接触带的强黄铁矿化、绢云母化、裂隙发育的角岩中(5个矿体)，角岩多为志留系坟头组泥质粉砂岩蚀变而成(图4)，个别金矿体赋存在地表构造角砾岩中。

图4 牌楼金多金属矿07线剖面图

矿区圈定钼矿工业矿体7个，矿体呈透镜状、脉状分布在查区中偏西部，均为隐伏矿体，矿体厚1.5～6.5 m，长400～600 m，倾向延深约300 m，矿体倾向呈NE或NWW向，倾角为25°～40°，钼矿体与深部隐伏金矿体产状较为一致，Mo的品位范围为0.04%～0.13%。钼矿主要赋存于裂隙发育的强蚀变大丁冲杂岩体内及岩体与围岩接触面附近的角岩(化)中，目前发现的矿体多位于岩体下部或下接触部位，矿体空间形态受岩体围岩接触产状控制，矿体长轴方向与接触带产状相近。

圈定锑矿体6个①，单个矿体长20～72 m，厚0.31～1.87 m，金属矿物为辉锑矿，黄铁矿次之，Sb的品位范围为1.32%～4.38%，平均品位为3.34%。铜矿体5个，均为单孔工程控制，见矿垂厚度为2.00～5.46 m，矿体中Cu的品位范围为0.2%～0.41%。

3.2 矿石特征

金矿石自然类型以黄铁矿化硅化花岗闪长斑岩型(图5)、黄铁矿化硅化花岗细晶岩型及强蚀变含金粉砂质泥岩型为主；矿石结构以他形粒状结构，碎裂结构，矿石构造以角砾状、脉状及网脉状、块状构造为主；主要金属矿物为黄铁矿，零星可见黄铜矿、磁铁矿、钛铁矿等，次生矿物有孔雀石、蓝铜矿、赤褐铁矿；脉石矿物有长石、石英、角闪石、绿泥石、绢云母等。近矿围岩具金矿化，金矿体与顶、底板围岩界线肉眼难以区别，主要以样品分析结果区分，上、下围岩含Au多在0.1×10-6～0.85×10-6之间。

钼矿石自然类型以硅化钾化花岗闪长岩型、硅化花岗闪长斑岩型、云母角岩型、石英脉型为主(图5)；矿石结构以自形—他形粒状结构、交代残余结构为主；矿石构造为细脉状、浸染状、细脉浸染状及角砾状构造为主。主要金属矿物为辉钼矿，次有黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、黝铜矿、赤铁矿、雄黄、雌黄、辰砂等；脉石矿物主要有斜长石、钾长石、石英、黑云母、角闪石、绢云母、石膏、绿泥石等。矿体与顶、底板围岩界限不清，与矿体接触部分围岩中含Mo多在0.01%～0.028%之间。

图5 牌楼矿区矿石标本及显微照片Fig.5 Ore specimens and micrographs in Pailou deposit

锑矿石自然类型以硅化细砂岩型、硅化辉石闪长岩型、石英脉型为主；矿石结构以粒状结构、变余结构为主；矿石构造以斑点状、细脉状构造为主。矿石主要金属矿物为辉锑矿，黄铁矿次之，地表见锑华；脉石矿物石英为主，少量次生方解石、白云石。矿体赋存在中志留系统坟头组细砂岩NNW向断裂带及其刺激构造中，与上、下围岩界限清晰，围岩中含Sb多小于0.05%。

3.3 蚀变特征

矿区蚀变较强烈，蚀变类型主要有硅化、绢云母化、钾化、角岩化、褐(黄)铁矿化、磁黄铁矿化，次为绿泥石化、绿帘石化、高岭土化、碳酸盐化，局部见石膏化、沸石化、赤铁矿化。矿区与成矿有关的岩体和围岩蚀变在空间上具有一定的水平及垂向分带特征，蚀变带受岩体侵位方向制约，峰缘呈NW—SW倾斜向上。据其蚀变类型及矿物组合，自岩体深部向浅部、自内向外可划分出4个蚀变带：① 石英-钾长石化带；② 面型石英-绢云母-钾长石化带；③ 青磐岩化带；④ 次生石英岩化带(图4)。

石英-钾长石化带主要发育于矿区深部钾化花岗闪长岩或黑云母花岗闪长岩外侧，蚀变矿物组合为钾长石+石英+碳酸盐矿物(少量)+绢云母(少量)；石英-绢云母-钾长石化带，呈面状，发育于中深部花岗闪长岩与黑云母花岗闪长岩、花岗闪长斑岩接触带附近，为矿区内金、钼矿主要产出部位，蚀变矿物组合为石英+绢云母+钾长石(少量)+黏土矿物(少量)+碳酸盐矿物(少量)；青磐岩化带发育浅地表或深部岩体与地层接触带外侧，为矿区钼矿主要产出部位，蚀变矿物组合为绢云母+碳酸盐矿物+绿泥石、绿帘石+黏土矿物+黄铁矿；次生石英岩化带主要发育于地表花岗闪长斑岩和花岗闪长岩体内，是矿区地表金矿体产出部位，蚀变矿物组合为石英+黄铁矿+黏土矿物(图2)。

3.4 控矿因素

1)地层：矿区浅部及地表主要为密闭性较好的志留系坟头组粉砂岩、粉砂质泥岩，此类泥质建造碎屑岩有效地屏蔽了岩浆含矿热液以及汽水化合物的渗透和向地表扩散。如ZK0701、ZK1101等钻孔内的泥质砂岩等已强蚀变，变质为黑云母化角岩盖层，角岩厚度为130～210 m，角岩(化)段内网格状细脉发育，伴随有较强辉钼矿化，形成垂厚度约30 m辉钼矿化体(图4)。此外，矿区浅部北东侧，地表圈出大面积裂隙发育的硅化破碎带，类似隐爆角砾岩。这些现象间接证明矿区地层因素较好地起到了斑岩型矿床的盖层作用。

2)构造：矿区不同期次、不同方向的构造十分发育且相互错切，这给岩体以及矿液运移、存储提供了一个很好通道。尤其以NE向的高坦断裂，基本控制着矿区4个岩体呈NE向展布。同时，区内发现的钼、铅锌、金矿体走向多数近NE向。此外主断裂派生的次级韧-脆性断层也是很好的金、锑矿赋存空间。

3)岩浆岩：研究区及其附近的岩浆活动十分强烈，显示出多期多阶段特征，根据岩体岩石化学特征显示：牌楼片区岩体的演化趋势是由英云闪长岩、石英二长闪长岩、花岗闪长岩→花岗闪长斑岩→黑云母花岗闪长岩、(含角砾)黑云母花岗闪长斑→二长花岗岩、花岗斑岩等岩体组成。辉钼矿化与花岗闪长斑岩、花岗闪长岩关系密切，铜、金矿化与(含角砾)黑云母花岗闪长斑岩、黑云母花岗闪长岩关系密切，深部黑云母花岗闪长岩局部也已见铜铅锌矿化，这些显示了该区岩浆活动的重要性和成矿条件的复杂性。

4 矿床成因探讨

依据牌楼金、钼多金属矿床的地质特征和矿石类型来看，矿区的金、钼矿具有斑岩型(细脉浸染型)矿床的特征，如金、钼矿体多产在岩体或者岩体与围岩接触带靠岩体附近一侧；金矿体地表以裂隙充填型脉状为主，深部岩体内见浸染状低品位金矿化，矿化厚度较大且连续；钼矿体均呈裂隙浸染状产出，矿体产状较为多样。根据矿床蚀变特征来看，牌楼金、钼矿床与领区典型斑岩型矿床蚀变类型及分带等方面有高度相同之处。

矿区内同位素地球化学研究表明金、钼等成矿流体主要来自岩浆岩[20-21]。矿石中δDV-SMOW值的变化范围为-79‰～-102.2‰，计算出成矿阶段流体的δ18OH2O-SMOW值的变化范围为-10.62‰～-2.62‰，矿石的氢氧同位素特征表明，成矿流体主要来自岩浆水与大气降水的混合水；矿石中黄铁矿δ34SV-CDT值的变化范围为4.5‰～9.2‰，平均值为6.4‰，黄铜矿和辉钼矿δ34SV-CDT值分别为5.4‰和4.2‰，辉锑矿样品1个，其δ34SV-CDT值为8.8‰。均显示矿石中这些硫化物中的硫主要来自岩浆硫，有少量地层硫加入②。

对牌楼金多金属矿中的辉钼矿Re-Os同位素测定②，得出模式年龄为(148.18±0.93)Ma，与赋矿花岗闪长岩成岩年龄(148.1±2.7)Ma基本一致，与区内的花岗闪长斑岩成岩年龄(145.8±1.3)Ma具一定差异，均为晚侏罗世构造-岩浆热事件的产物[19]。这与区域上马头铜钼矿等斑岩型矿的成矿年龄(148±3)Ma[14-18]一致，Re值相近，表明牌楼金多金属矿与邻侧抛刀岭金矿(斑岩型)、马头铜钼矿等斑岩型矿床为同一构造-岩浆热事件的产物[21]，矿区及邻区成岩与成矿均受到古太平洋构造域叠置转换前古特提斯构造域的区域构造变迁的影响与制约，主要发生在由挤压(俯冲)向拉张(板内或弧后伸展)过渡的地球动力学背景之下[22-23]。

5 结论

1)牌楼矿区位于长江中下游成矿带的南外带，其成矿时期略早，矿床周边探获大量的矿产，成因上有一定的相似性，可类比。综合来看，矿区所处的位置及成矿条件十分有利。

2)依据矿床地质特征、同位素地球化学特征，认为牌楼矿区金、钼以及铜元素成矿类型为斑岩型矿床，而金矿化后期可能叠加了低温热液蚀变作用。

3)根据矿区目前金、钼矿体产出部位与岩浆岩侵入产状、构造空间展布的关系，建议关注矿区北侧岩浆岩与上部围岩充分接触反应地段。

致谢：本文为安徽省国土资源厅“安徽省贵池区牌楼金多金属矿普查”项目及“安徽东至查册桥—石台县小河一带金多金属矿成矿作用与成矿规律研究”项目取得的成果，项目工作得到了众多同事的帮助，在此表示衷心的感谢。

注释：

① 杨应涛，沈欢喜，徐文武，等. 安徽省池州市贵池区牌楼矿区金多金属矿普查报告 [R]. 安庆：安徽省地质矿产勘查局311地质队，2016.

② 聂张星，杨晓勇，石磊，等. 安徽东至查册桥—石台县小河一带金多金属矿成矿作用与成矿规律研究成果报告 [R]. 安庆：安徽省地质矿产勘查局311地质队，2019.