安徽南陵县小工山铁铜矿地质特征初步研究

郭 帅

（安徽省地质矿产勘查局三一二地质队，安徽 蚌埠 233040）

1 区域成矿地质背景

小工山铁铜矿山大地构造位置处于扬子准地台下扬子台坳，沿江拱断褶带安庆凹断褶束的东段，铜陵至南陵多金属成矿带东部边缘[1]。

区域地层属下扬子地层分区，除缺失泥盆系中下统及石炭系下统外，自志留系至第四系地层均有分布[2]。

区域内的主体褶皱构造为戴公山背斜，北东方向邻近繁昌火山坳陷且南东则毗邻宣南坳陷，北西与新屋里向斜相连，总体呈北东向延伸，轴向基本上在55°左右，而在其北东端至繁昌火山凹陷边缘地段轴向弯转成25°左右，褶皱枢纽平缓，向南西倾伏且倾伏角在10°左右。早期断裂主要形成于印支期，总体呈北东东～北东向，走向与地层产状相近。晚期断裂主要为平移断层，走向以北西向为主要方向，倾角陡立，总体上对矿体有一定的破坏作用。

区域内岩浆岩发育，主要为燕山期侵入岩，分布面积广，主要以岩株、岩墙，其次为岩枝、岩床、岩瘤状产出。从岩体轴向来看，岩体为北东～南西向，这点与区域构造总体方向戴公山背斜呈北东向延伸具备一致性，只有少数岩体呈北西～南东或南北向。因此可以说明岩体分布在一定程度上受区域构造线的影响，与之关系密切，且岩浆岩侵入时间上也是晚于总体构造格局形成之后。岩性主要为中～中酸性的花岗闪长岩。脉岩有闪长玢岩、煌斑岩、辉绿玢岩、正长斑岩及花岗斑岩等，长轴方向与晚期断裂走向平行或大致平行，主要发育于岩体、围岩之中，部分穿插于两者之间，对矿体有一定的破坏作用。矿区内岩浆岩发育，主要为沙滩角花岗闪长岩体，另外在钻孔和井下见辉绿玢岩、花岗斑岩等后期脉岩穿插[3]。

区域矿产较丰富，主要为铜、铅、锌，其次为铁、钼、石英砂岩、石灰岩等。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区内地层主要为二叠系下统孤峰组上段硅质灰岩、灰岩组成。主要分布在矿区西部及矿体的底板。二叠系下统孤峰组(P1g)中厚～厚层灰岩、大理岩及硅质岩，岩石较坚硬。浅灰色中细晶大理岩。与下伏黄龙、船山组地层呈假整合接触。地层走向北东方向，倾向北西，倾角变缓，50°～65°。

第四系地层由第四纪全新世残坡积成因的含粘土碎石、块石、含碎石粉质粘土及冲洪积成因的砂砾石、砾卵石等组成，其中前者厚度一般厚度2m～30m，主要分布在山前坡脚及缓坡地带，后者厚3m～5m，分布在部分冲沟及山间坳谷中。

2.2 构造

戴公山背斜为本区重要的褶皱构造，根据查阅相关文献得知该褶皱形成于印支期，相关特征如下：枢纽较平缓，向南西倾伏10°左右。背斜北西翼部地层出露完整；南东翼大部分断陷，普遍为白垩系上统宣南组红砂岩、砾石层覆盖；核部地层为志留纪。小工山铜铁矿位于戴公山倒转背斜北东段北西翼，地层倾向南东，倾角30°～70°，且为倒转翼[4]。

2.3 岩浆岩

区内岩浆活动强烈，主要有矿区中南部的沙滩角岩体及沿层间裂隙或破碎带上侵及矿区西北部中酸性岩脉产出[4]。

沙滩角岩体：出露面积5.5Km2，呈岩株产出，由北向西超覆，倾向北，接触面不规则[5]，西部沙滩角接触面较平缓，东部戴腰山较陡，岩性主要为花岗闪长岩，岩石风化面呈黄褐色或土黄色，新鲜面则为灰白色～浅肉红色，全晶质中粗粒半自形花岗结构，块状构造。主要成分为斜长石、钾长石、石英，其次为角闪石、黑云母等。副矿物有黄铁矿、磷灰石、磁铁矿、褐铁矿、榍石等。岩体周边往往形成较完整的矽卡岩变质带，变质带内产出规模不一的铜矿体。

酸性岩脉主要为花岗斑岩，分布于研究区西北部，沿断裂构造带贯入，长数百米，厚度10～95m，走向近南北，倾向东，倾角80°以上。岩石呈灰白色，半自形～它形中粒似斑状结构，块状构造，矿物成分主要为斜长石、正长石、石英，少量角闪石。有时含星点状黄铁矿，局部见有铜矿化现象。产出时间晚于沙滩角岩体，属成矿后期岩脉。

2.4 变质作用与围岩蚀变

区内变质作用强烈，大体可分为热变质作用、接触交代变质作用和围岩蚀变作用，其中接触交代变质作用与成矿关系最密切[5]。

2.4.1 热变质作用

热变质作用主要发生在岩体侵入时期，沿岩体边部及附近围岩中产生广泛的热力变质带，厚度几米至几十米。表现为区内大部分灰岩、白云质灰岩普遍受到重结晶作用，使原岩结构变粗，有的变为糖粒状晶质大理岩，砂岩变质为石英岩，页岩变质为角岩等。

2.4.2 接触交代变质作用

因岩浆侵入，在接触带附近的岩体和围岩中发生交代变质作用，形成了宽窄不等的矽卡岩带，本区所有矿体即赋存其中，受其控制。根据不同矿物组合，自岩体向围岩大致可分为以下三个带：

（1）矽卡岩化花岗闪长岩带：发育在岩体内接触带附近，100线以西厚度较小，分布零散，自100线向东，逐渐变厚，至102线，厚度可达百余米。在该带中有时见有黄铁矿化和轻微的黄铜矿化现象，但不具工业价值。

（2）矽卡岩带：此带十分发育，因围岩性质不同，在交代作用过程中会形成不同的矽卡岩矿物。可分为①石榴石矽卡岩、②透辉石矽卡岩、③石榴石～透辉石矽卡岩、④绿帘石矽卡岩，其中以第一种石榴石矽卡岩为主，约占整个矽卡岩带的85%以上，且与成矿关系最密切。当矽卡岩厚度较大时，不同类型的矽卡岩常常渐变过渡，交替出现，表现出相互交叉的关系，很难单独圈出来。总体上看，在中上部石榴石矽卡岩占绝对优势，在底部透辉石矽卡岩较常见，而绿帘石矽卡岩则零散地分布其间。

石榴石矽卡岩为棕褐～浅褐色，半自形不等粒变晶结构，块状构造，少量似条带状构造，矿物成分以石榴石为主，约占90%以上，含有少量透辉石、绿帘石、透闪石、石英、方解石等。根据研究区普查报告，对部分钻孔矽卡岩进行了取样化验，化学成分参见表1。

表1 矽卡岩化学成份一览表

2.4.3 围岩蚀变

区内围岩热液蚀变作用广泛而强烈，有①钾长石、②绿泥石化、③碳酸盐化、④黄铁矿化、⑤绿帘石化、⑥硅化、⑦赤铁矿化等，以前四种蚀变较普遍。

（1）钾长石化：在岩体内普遍较发育，一般越靠近岩体接触带，钾长石化越强烈，根据其发育程度，往往可以判断离矽卡岩化带的远近。

（2）绿泥石化：在接触带附近分布较普遍。在矽卡岩中可看到绿泥石沿方解石脉交代周围岩石中的矿物，在岩体蚀变带内可见黑云母等暗色矿物蚀变为绿泥石的现象。

（3）碳酸盐化：在研究区内各种岩石中都比较发育，多呈细脉状穿插。在矽卡岩带和矿体中，碳酸盐化主要呈团块状和细脉状充填在石榴石矿物间或裂隙中。

（4）黄铁矿化：普遍见于研究区各种岩石中，与铜矿化关系较为密切。常呈细粒状嵌布于矽卡岩矿物颗粒间，或呈不规则细脉状充填于岩石裂隙中。其它的硅化、绿帘石化、赤铁矿化等均常见于矽卡岩带内，其中硅化与矿化关系较密切。

3 矿体特征

3.1 矿体特征

小工山铁铜矿床是典型的接触交代矽卡岩铁铜矿。矽卡岩矿化带长约500m，厚度几米至50m，倾向南西，倾角70°以上。自剖面129～137线，铜矿化较强，其中剖面131～133线，伴有强烈磁铁矿化，+150m标高以上，以铁矿为主，+150m标高以下，则以铁铜矿和铜矿为主，显示了金属元素在水平和垂直方向上具有退缩式逆向分带性。

3.2 矿体数目及分布范围

矿床内共有矿体4个，编号为Ⅰ号矿体和Ⅱ号矿体，两个零星小铜矿体，编号为①、②号。

矿体分布在研究区东部，走向近南北。剖面133线以南矿体肥厚密集，①号、Ⅱ号、Ⅰ号矿体平面上自东向西、剖面上自上向下(剖面131线)呈雁行排列，矿体赋存标高在+220m至-50m之间。剖面133线以北仅有Ⅰ号、②号矿体出现且向北逐渐侧伏尖灭，矿体赋存标高在+47m至-142m之间。剖面137线以北矿体灭失。研究区西部暂时没有发现有工业价值的铁铜矿化体。

3.3 矿体赋存状态、产状及规模

图1 129线剖面图

Ⅰ号铜矿体为研究区主矿体。位于剖面129～137线，赋存标高为-142m～+197m。形态受矽卡岩带控制，呈透镜状、似层状；走向北西，至剖面135线转北东向;倾向自浅至深由北东渐变直立，尔后倾向北西，倾角为70°～88°；走向长度约450m，倾向延深319m，厚度0～24.00m，平均为12.00m。该矿体在剖面129线至剖面131线之间+32m～+155m标高基本采空。

Ⅱ号铁铜矿体位于研究区南部剖面131～129线，赋存标高为+68m～+210m。矿体形态受矽卡岩带控制，呈透镜状；矿体走向北西，浅部倾向东，深部渐变为北西，倾角为75°左右；走向长约128m，倾向延深90m～120m，平均为105m，厚度3.22m～19.71m，平均10.40m。该矿体已基本采空。

①铜矿体位于研究区南侧剖面131线，赋存标高为+172m～+220m。呈透镜状；矿体走向北西，倾向北东，倾角为69°；矿体走向长约50m，倾向延深49m，见矿厚度2.40m。该矿体位于界外尚未开采。

②号铜矿体位于研究区中部剖面133线，赋存标高为+47m～-44m。呈透镜状；矿体走向北西，倾向南西，倾角为69°～直立；矿体走向长约100m，倾向延深90m，见矿厚度6.18m。该矿体尚未开采。

4 成因浅析与找矿探讨

4.1 成因浅析

不仅大地构造条件位于扬子准地台下扬子台坳，符合矽卡岩矿床经常出现在地台边缘或凹陷带的特征。而且具备明显的成矿专属性，侵入岩类型主要为两期的岩浆岩，花岗闪长岩和花岗斑岩。另外，铜矿床往往与花岗闪长岩等岩石有关。第三，围岩为二叠系下统孤峰组且为矽卡岩矿床最为有利的碳酸盐类岩石。矿床内共有4个矿体，Ⅰ号矿体、Ⅱ号矿体，①零星小铜矿体、和②号两个零星小铜矿体同时具备矽卡岩矿床典型特征。沙滩角岩体与区内成矿关系极为密切，本区即位于该岩体东北部之北缘接触带附近，矿体均赋存在岩体接触带矽卡岩中，坚硬块状矽卡岩岩组主要有石榴石矽卡岩、透辉石矽卡岩，少量绿帘石矽卡岩，呈坚硬块状。分布于研究区中部岩体接触带部位，是区内的含矿岩层，且为Ⅰ号主矿体的直接顶、底板。由燕山晚期侵入的中细粒花岗闪长岩、花岗斑岩，结构为致密块状，构造为块状构造，新鲜岩石坚硬，节理裂隙较为发育，抗风化能力较强，风化带不发育，在地表常形成3m～5m厚的风化带，在地形低洼地带，局部风化层厚度可达10m，强风化层岩石呈松散砾状。小工山铁铜矿床从空间上看与矽卡岩岩组关系密切，产于花岗闪长岩、花岗斑岩与二叠系下统孤峰组碳酸盐类岩石，主要为灰岩的接触带及附近位置。矿物组合来看，形成了一种透辉石-钙铁辉石系列的交代岩，具备典型的矽卡岩矿物组合特征，从成因上看为接触变质作用形成的矽卡岩矿床。同时具备该类型矿床的一些列特征，矿体连续性差、矿物成分复杂。

因此，小工山铁铜矿床，以接触交代矽卡岩铜矿为主，铜、铁矿体均处于花岗闪长岩、花岗斑岩与孤峰组灰岩接触带之块状条带状矽卡岩中，矿床内主要矿体两个，编号为Ⅰ号矿体和Ⅱ号体，Ⅰ号矿体深部，主要为铜矿，伴生金、银、硫、铅、锌综合利用价值不大。Ⅱ号矿体主要是开采赤铁矿矿石。矿体位于以花岗闪长岩为主的侵入岩与孤峰组的灰岩接触带中，矽卡岩矿化带长约500m，厚度几米～50米，倾向南西，倾角70°以上，严格受接触带控制。

4.2 找矿探讨

小工山铁铜矿床为矽卡岩矿床，因代表性矿物组合为透辉石-钙铁辉石等含水硅酸盐，且围岩①钾长石化、②绿泥石化、③碳酸盐化和④黄铁矿化四种蚀变较普遍。证明小工山铁铜矿床成矿阶段为早期石英-硫化物期阶段。构造上看印支期戴公山背斜正好对岩体及含矿热液流通起到控制作用。但是研究区及周边对构造研究程度极低，需加强构造研究，可结合断裂、戴公山背斜次生构造、层间破碎带、构造裂隙等进一步指导找矿。