庐枞式铁矿床成矿模式

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矿床成因与成矿模式~

微细粒结构的电气石石英岩常常形成于海底火山环境,与喷气作用有关,其中电气石以镁电气石为特点。攀枝花云鹿矿区的镁电气石与海底火山喷气成因电英岩中的镁电气石非常相似。从云鹿矿区电英岩已经破碎呈角砾状但磨圆度差且无定向性排列的特点(图3-17),结合其中的黄铁矿出现滚圆状结构的现象(图3-18).有理由推测此处的电英岩也可能是海底喷气成因的产物。显微镜下还常见后期的黄铜矿、黄铁矿沿电气石颗粒的裂隙充填、交代(图3-19),表明电气石的形成早于硫化物。电气石以富Mg为特征,与桂北喷气成因层纹状电英岩中的电气石相似(图3-20)。在图3-21中,三大湾的电气石与金色岩群丘(Golden Dike Dome)的电气石最接近,与沙利文SEDEX型矿床中的电气石有差别。因此,三大湾地区的海底喷气活动可能与岩浆作用有关。从REE-La/Yb图解中(图3-12)可以看出三大湾矿区几乎所有样品均落在玄武岩区域,而不落在沉积岩区域。这表明矿区可能经历过火山喷气沉积过程,或者有深部基性岩浆来源的成矿流体导入。对PGE而言,即使容矿围岩属于喷气成因,还不能证明PGE也是喷气成因的。因此,还需要今后进一步研究。

图3-17 河口群碳质板岩中的角砾状电英岩(YL-3)层纹状的电英岩已经破碎呈角砾状,角砾未磨圆,分布也无方向性,表明在海底喷气作用形成电英岩之后不久又发生过火山活动或喷气作用。照片底边长约2.4mm。含PGE1406×10-9


图3-18 河口群碳质板岩中的滚圆状黄铁矿(YL-4)黄铁矿呈滚圆状赋存在碳质板岩中,其中也常见镁电气石.照片底边长约2.4mm。含PGE 508.63×10-9

由于电气石粒度很细(仅个别可达1mm以上),肉眼难以辨别,云鹿矿区整个河口群含矿围岩是否均为电英岩,或电英岩只是其中的一部分,目前还无法断定,需要今后通过填图、配合全面系统的岩矿鉴定来进一步查明,但对寻找新类型的铂族元素矿床提供了新的线索,也意味着在攀西地区可能存在又一种新类型的铂族元素矿化——即海底喷气沉积型铂族元素多金属矿床。如果会理硫磺厂等地赋存于元古宙地层中的PGE能够被进一步证明也是喷气来源的话,无疑提供了一种新的铂族元素矿床类型的实例。这种可能性是存在的,如位于矿区东偏南方向、平距仅约16km处的拉拉厂火山岩型喷气矿床中PGE的含量也可达88.57×10-9。

图3-19 河口群电英岩中的电气石

硫化物沿裂隙充填、交代电气石(YL-10),比例尺长1mm

图3-20 三大湾矿区电气石的成分图解

(桂北四堡期层纹状电英岩资料据陈毓川等,1995)

图3-21 三大湾电气石与国内外其他矿区电气石的对比

(沙利文资料据Ethier等,1977;金色岩墙丘(Golden Dyke Dome)据Plimer,1986;澳大利亚花岗岩据Deer等,1963;南非卡卡马斯、纳米比亚和意大利资料据Franco Pirajno等,1992;新西兰Kirwana山资料据Mackenzie,1983;云南阿莫资料据赵大贤等,1991;美国Black山伟晶岩资料据Sheaver CK等,1986;广西大厂据王登红等,1996)

贺菊瑞 王爱国 曾勇 芮行健
(南京地质矿产研究所,南京210016)
摘要:皖赣地区主要存在4大成矿系统,即中元古代海底火山喷流成矿系统、新元古代海底热水沉积成矿系统、晚古生代热水沉积(后期叠加)成矿系统、中(新)生代火山-侵入岩浆成矿系统。近年工作,取得了一批找矿最新成果,拓展了9个重要的成矿带。地物化遥矿综合信息显示,10个找矿远景区可以考虑作为下一轮矿产勘查的部署重点地区。
关键词:皖赣地区;成矿系统;找矿远景区
1 区域成矿作用
1.1 构造格架
皖赣地区的扬子和华夏板块以及钦杭结合带,在漫长的地史发展中,经历了古元古代末19亿~17亿年(吕梁期)和中元古代末10亿年间(四堡期)两次克拉通化,构成了Rodinia超大陆的一个组成部分[1,2]。晋宁期发生了陆核裂解-增生到聚合造山-陆块最终成形阶段;加里东运动进入统一的华南板块发展阶段;华力西—印支褶皱造山;燕山—喜马拉雅期地块活化,陆内成盆,地壳减薄,而导致了大量火山岩喷发、花岗岩侵入活动和中国东部大规模成矿作用。
1.2 4大成矿系统
皖赣地区主要存在4大区域成矿系统[3~5]。
(1)中元古代海底火山喷流成矿系统——铁砂街式块状硫化物型铜成矿系统。
构成该成矿体系的岩石产于格林威尔旋回内,是不同环境下的产物,以岛弧环境为主。岩石类型为浊积岩、凝灰岩、基性火山岩、少量酸性火山岩,并伴有碧玉、重晶石及碳酸盐岩的夹层和透镜体。矿化以层状、似层状金属硫化物矿层为主或构成矿源层,主要矿种为铜金矿,其次为铅锌镍矿。
本区已厘定了万载—宜丰、铁砂街—王坞、德兴—岭南、黄土岭—水竹坑等4个中元古代海相火山岩带。
(2)新元古代海底热水沉积成矿系统——张十八式层控(叠改)型铅锌(锡)成矿系统。
新元古代包括青白口纪、南华纪及震旦纪。青白口纪地层在本区地方名称有井潭组或登山群、历口群或落可岽组、上施组和万源岩组Qbwy。青白口纪之后,地壳转为相对平稳的剥蚀和滨浅海相沉积的稳定环境,形成大范围的稳定盖层,即一套南华系砂岩-冰碛岩-碳酸盐岩组合。由于局部的火山作用、沉积分异和地热流的作用,造成某些水盆地中成矿元素富集,局部形成了金属硫化物矿床。如于都银坑铅锌矿、德安彭山张十八—曾家垅铅锌锡矿、彭泽郭桥铜银矿、休宁—宁国等地区的钨铅锌矿。
(3)晚古生代热水沉积(后期叠加)成矿系统——永平式(新桥、武山、城门山)铜硫层控叠改型成矿系统[6~8]。
赋矿地层以石炭纪含火山岩系的碎屑岩和碳酸盐岩层为主,有时也有二叠系和三叠系。控矿构造为区域性断裂,常见岩浆热液及地幔热流体参与作用。矿床主体为层状,部分受断裂影响而呈脉状和囊状,构成了前人总结的扬子型“三位一体”矿化组合的重要组成部分。本区已知有铜陵新桥式、永平式铜钨硫铁铅锌矿床(大型)、东乡枫林层控铜铁矿床(中型)、乐华锰矿(大型)以及武山—城门山层状含铜硫化物矿层。
(4)中(新)生代火山-侵入岩浆成矿系统——铜厂斑岩型铜矿、冷水坑火山岩型铅锌银矿、茅棚店岩体型锡矿、宁芜玢岩型铁矿成矿系统。
华仁民2005年[9]提出华南地区中生代发生了3次大规模成矿作用,且都在燕山期。其中,第一次发生在燕山早期的180~170Ma,以赣东北和湘东南的Cu、Pb-Zn、(Au)矿化为代表。第二次发生在燕山中期的第二阶段(约150~139Ma),主要是南岭及相邻地区以W、Sn、Nb-Ta等有色-稀有金属矿化为主的成矿作用。第三次是发生在燕山晚期125~98Ma的以长江中下游地区Fe-Cu-Au-S矿化、南岭地区Sn、U矿化和东南沿海地带的Au-Cu-Pb-Zn-Ag矿化为代表的成矿作用。华南地区中生代这3次大规模的成矿作用是该地区岩石圈发展演化的产物,它们与拉张的动力学背景、壳-幔相互作用、深部热流体的参与有着成因上的密切关系。
中国东南部燕山期岩浆大爆发和成矿大爆发事件得到许多学者的重视和总结[10,11],对皖赣地区的找矿有重大的指导意义。初步总结出若干成矿模式,如宁芜玢岩型铁矿、德兴斑岩铜矿、庐枞龙桥式铁矿、沙溪斑岩铜矿、冷水坑斑岩-层控多位一体型银铅锌等等成矿模式。后者内部可细分为银路岭斑岩型铅锌银矿(大型)、下鲍火山间歇期层控型银铅锌矿(大型-中型)、银路岭东西向脉型金银矿(中型)。横峰和武功山碱性小岩体中产出自交代铌钽矿(超大型),属A型花岗岩蚀变型和接触交代型。
著名的铜厂、富家坞、朱砂红、银山等斑岩铜矿达到超大型规模。沿赣东北断裂带向西南越过萍乡—广丰深断裂带可延伸至尖尖岭,抵达乐安、相山,向北可延至安徽歙县—绩溪,甚至江苏溧阳,尚有众多的疑似斑岩铜矿点有待查证。另外,推测赣江以西还可能存在另一个斑岩铜矿带,走向与赣东北带平行,可能涉及上高、高安、武宁和九瑞等地区。上述两大斑岩铜矿带都是燕山期火山-侵入成矿系统的产物。
2 区域找矿新进展
近年来江西、安徽等省地勘局在找矿方面取得了较大的进展。
(1)初步厘定了九岭北缘云山—鄣公山—白际山—天目山钨锡成矿亚带。把江南隆起西段桂北钨锡成矿带延伸到了江南隆起东段。本带自修水、武宁、德安跨过鄱阳湖,沿NE方向至赣东北景德镇、婺源及绩溪、宁国。近东西向长300~500km,宽60km。新发现有香炉山大型钨矿、彭山中型锡矿、云山锡矿、茅棚店—八字脑锡矿、白际—逍遥—巧川—西坞口等中型钨矿。
(2)初步发现了九岭西南缘中元古宙裂谷(?)变质双峰式火山岩中层控型铜矿化带重要信息。本带从江西万载罗城到宜丰鸦溪,东延可能至高安,经景德镇与皖南休宁黄土岭、歙县水竹坑层控型铜矿化带相连。重要矿床点有万载罗城—宜丰鸦溪、休宁黄土岭。为九岭隆起地块找矿扩大了新的视野,具有一定的区域找矿价值。
(3)、初步发现了武夷北缘中元古代(?)裂陷槽变质双峰式火山岩中层控型铜矿化带重大线索。本带从江西铅山铁砂街到王坞,东延可能与浙江省绍兴的西裘中元古代(?)变质双峰式火山岩中层控型铜矿相接。为华夏地块北缘(或毗邻边缘)区域找矿提供了新的证据。
(4)武夷地体西缘在新元古代青白口纪地层中发现了大型-超大型远景的于都银坑铅锌(金银)矿床。大地构造位置处于武夷块体与罗霄块体的交接带-赣中青白口纪NE向裂陷盆地中。二层矿赋存于上施组凝灰质火山碎屑岩的硅质白云岩夹层中,铅+锌平均品位达7%~14%。延长4~5km。银坑矿区,已求得333+334资源量:铅+锌196.97万吨,金48.5吨,银1302.55吨(据高贵荣、张家菁,2004)。区域上新元古代青白口—南华系,从南而北经宁都—广昌—南丰—南城—金溪,向东转向铅山一带。近年在铅山长寿源的新元古代青白口南华系中已探明一个中型铅锌矿床,此矿化破碎带近东西向延长15km。化探异常规模大,强度高,套合好。上述武夷地体西缘和北缘,具有寻找青白口系层控-叠生型铅锌多金属矿床前景。
(5)赣东北—皖南休宁的灵山—莲花山—白际山一带即赣东北断裂的NNE延伸方向初步厘定了一条长约10km的金矿带。由东、西两条矿化带构成。东矿带(鼓楼矿带),自南而北分为鼓楼—大麦坞—璜尖—六湾里几个矿段,长约8.5km;与之平行的西矿带(小贺矿带),自南而北分为新岭脚—韩家—天井山—小贺等4个矿段,长约7km。含金硅化破碎带宽3~5m,平均品位(5~9)×10-6(汪应庚、王爱国,2003)。矿化带赋存于中-新元古代凝灰质砂板岩夹双峰式火山岩建造中。本区具有寻找金山式层控-构造蚀变岩型金矿的极大远景。
(6)进一步扩大了铜陵—繁昌铜铅锌成矿区的找矿前景。近年,在繁昌浮城墩400m以下的花岗闪长岩与三叠纪和龙山组条带状灰岩接触带中发现了矽卡岩型铜铁锌矿体,厚10多米,含铜1%~3%、锌1%~3%,初步控制长度在800m以上,估算铜矿可达中型规模。812地质大队,在南陵县舒家店背斜发现一斑岩铜矿,远景资源量在中型以上(许卫,2005)
(7)通过区域综合对比,新近厘定了九岭—鄣公山地体北缘南华系砂岩-冰碛岩系含矿建造,有可能构成一个铜锡多金属找矿远景区带。这是一项崭新的探索性成果。含矿建造呈NE-NNE向稳定展布约500km。覆盖在中元古代绿片岩相变质基底和新元古代裂谷火山岩系基底之上。本区又叠加有广泛的燕山期构造-岩浆活动。沿本带陆续发现一系列赋存于南华系同一层位的锡铜铅锌多金属矿床和矿点。较为典型的如德安张十八大型铅锌矿、郭桥砂岩铜矿、利山金矿。张十八铅锌矿为近年来新发现,并正在勘查评价的大型矿床。矿体成层状,控制面积已超过3km2,主矿体有两层,矿体厚0.7~2.5m,铅锌矿石品位4%~6%,成层稳定,厚度变化系数和品位变化系数均很小。目前已控制储量(资源量),铅锌达320万吨,银1060吨,还伴生镉、铊、硒等(汪石林、高文亮,2005)。
(8)前几年,江西省冶金地勘局找到了横峰葛源超大型钽铌多金属矿床,从而初步显露出了江西怀玉地体灵山岩体周缘与碱性花岗岩有关的大型铌钽矿化集中区的面貌。葛源超大型钽铌矿床是一个多金属矿床,除钽为超大型规模外,铌、钨、锡为中型,铅锌为小型,共伴生的铷亦为超大型,锂和铯也可综合利用。除葛源钽铌矿外,还分布有黄山底(大型)、石人殿、水晶山、大岭、唐家、南塘、九牛、南山、南泥路等10余个钽铌矿床、矿点和矿化点(韦星林、邓国萍,2004)。
3 找矿远景选区
根据地物化遥重矿等多元信息综合分析以及前辈们数十年的找矿经验、理论总结和成矿预测的多次筛选[12~16],特提出如下10个找矿远景区,供新一轮找矿宏观部署参考。
3.1 九江—瑞昌远景区
主攻矿种:铜钼金。
主攻类型:武山—城门山式层控矽卡岩型(三位一体型)。
在已知矿床的深部和外围仍然具有较大的资源潜力,城门山铜矿、武山铜矿、邓家山铜钼金矿边缘及深部是开展深部找矿的主要目标。此外,封山洞铜矿、丁家山铜矿、洋鸡山金矿外围及深部也具找矿潜力。可初步选定城门山铜矿、武山铜矿、邓家山铜钼金矿,开展深部及边缘矿床定位预测查证。针对邓家山铜钼金矿区龙当沟矿段15线浅部铜矿体沿走向和深部岩体接触带矽卡岩型铜钼矿体进行追索控制。另外封山洞铜矿东部竹林塘矿段铜铅锌矿体和隐爆角砾岩型金矿体仍有可能向边缘和深部延伸,值得攻深找盲,探求更多资源量。

图1 皖赣相邻地区的10个找矿远景区

3.2 武宁—德安远景区
主攻矿种:铜铅锌锡锑金
主攻类型:张十八/曾家垅式层控叠改型。
地处近东西向与南北向构造相交和转折部位。彭山穹隆构造,拥有新元古界南华系—震旦系火山岩-砂岩-冰碛岩-碳酸盐岩含矿建造,深部为隐伏燕山期花岗岩基。皖赣项目研究初步认为,本区拥有两大成矿系统,即新元古代火山喷流沉积成矿系统与燕山—喜山岩浆热液成矿系统(含叠加成矿作用)。
彭山地区成矿地质条件特别优越,矿产资源综合信息丰富,以张十八层控铅锌矿区为已知模型单元,开展模型对比估算,铅锌资源总量在1000万吨以上,铜100万吨,银资源总量在1万吨以上。具有超大型矿床的找矿远景。建议进行“综合信息找矿模型和矿产资源总量预测研究”并在此基础上以彭山地区为总战场,对比模型单元为分战区,采用新技术、新方法,施工钻孔,全面开展概查评价工作。
3.3 怀宁—安庆远景区
主攻矿种:铜铁金(硫)。
主攻矿床类型:月山式矽卡岩型和火山岩型。
月山岩体周边地带,赋矿地层以石炭系黄龙组、船山组或二叠系、三叠系的含白云质泥灰岩为主,EW向断裂与褶皱隆起或凹陷交接部位是岩浆活动和成矿的有利构造。已经发现了一批以月山铜矿、菜瓜山-白岭金矿等代表的硫、铁、金、铜矿床。西部独秀山背斜为一以古生代地层为主的褶皱区,存在有低缓磁异常、重力异常、低阻异常及化探异常,异常初步解释认为深部有隐伏岩体,其顶部局部侵位较高,有利于成矿,其中虎形山、银珠山一带具有寻找“冬瓜山式铜矿”的背景和寻找大-中型矽卡岩型铜矿资源潜力的地区。“五通组”为底板部位普遍见有铁帽,但由于研究程度和工作程度相对较低,其成矿条件和铜陵、鄂东南等地成矿特征可以类比,尤其在石炭纪含矿地层中层控矽卡岩型铜矿尚未突破。西段的怀宁火山岩盆地,属长江中下游成矿带十余个盆地之一,与本区相邻的庐枞和其东部的宁芜两大火山岩盆地蕴藏着丰富的铜、铁、金、硫等矿产,但该区工作程度较低,未取得重大突破。该区以突破虎形山银珠山等地矽卡岩型铜矿为重点,开辟怀宁火山岩盆地等新地区的找矿工作,实现区域找矿的新突破。
3.4 铜陵—繁昌远景区
主攻矿种:铜铁金硫铅锌。
主攻矿床类型:狮子山矽卡岩型和层控叠改(三位一体)型。
本区由志留-三叠系构成的NE向褶皱构造与近东西或近南北向断裂的交叉处,往往是岩浆岩、矿田和矿床形成的有利部位。中石炭统、二叠系和三叠系白云质灰岩是赋矿的主要层位。晚侏罗-白垩世中酸性岩浆活动频繁,与之有关的铁铜金矿产丰富,已探明的大、中、小矿床有数十处之多,如铜官山、狮子山、凤凰山、冬瓜山等大型铜矿床,新桥、马山、黄狮涝山等大型硫金铜银矿床。
近年大地调工作发现白牡岭—叶山、隋山等地规模很大的铜铅锌矿化带。值得进行深部验证工作。一是加强深部探测;二是向南陵—繁昌外围扩展。中国地质科学院矿产资源研究所近年开展了区域性蚀变-流体填图,建立了4个成矿系统7个子系统的新型成矿模式,为铜陵、繁昌、南陵外围寻找“三位一体型”矿床,开阔了眼界和找矿思路。
3.5 庐江—枞阳火山岩盆地及周边远景区
主攻矿种:铁铜硫。
主攻矿床类型:火山-玢岩型(铁矿)和斑岩型(铜矿)。
庐枞火山岩盆地地处庐江—枞阳两县,呈北东向展布。西侧受郯庐断裂的切割,呈大半圆形。火山岩盆地叠置在志留—三叠及早中侏罗世地层所组成的复式向斜基础上,为一继承式火山岩盆地。火山岩系自早至晚分为龙门院(粗安质)、砖桥(粗安质)、双庙(粗安质-钾玄质)、浮山(粗面质)四大旋回。
庐枞火山岩盆地及其周边,除发现的罗河、大鲍庄大型铁硫矿床之外,还有沙溪大型斑岩铜矿、龙桥大型富铁矿、岳山中型铅锌矿。拥有同样成矿条件和物化探异常的地段在火山岩盆地周边很多,如黄屯黄泥河—盘石岭即盆地北缘和会宫雨坛高甸即盆地西南部有许多重磁物探异常。具有发现“龙桥式铁矿”、“玢岩型铁矿”、“斑岩型铜矿”等矿床的潜力。加强综合分析和钻探验证。很有可能取得重大突破性找矿成果。
3.6 彭泽—石台—贵池远景区
主攻矿种:铜金。
主攻类型:砂岩型(铜银矿)、蚀变岩型(金矿)、斑岩型(铜矿)。
本区位于淮阳山字型构造向南突出的反射弧的东南缘,湖口地段构造格局与德安彭山相似。拥有南华-震旦系砂岩-冰碛岩-碳酸盐岩以及晚古生代碎屑岩-碳酸盐岩含矿建造。地表见少量燕山期岩体,重磁物探异常推断存在3个隐伏岩基。醒目的铜化探异常沿区域构造线展布。彭泽县一带的南华系中已发现郭桥、花山、大碑尖、利山等22处铜金矿床(点),矿带断续延伸约50km。具有很大的找矿前景。
贵池成矿区与前陆反向褶冲带大致吻合,已发现的矿床以矽卡岩型及热液型铜矿为主,次为斑岩型铜金矿化和热液型钨、钼、铅锌矿化。特别是产于本区的斑岩带,它也是江南隆起两侧对称分布的斑岩带之一,普遍出现铜金多金属矿化,近几年勘查工作在贵池县先后发现了抛刀岭斑岩型金矿、马石、铜山牌—自来山斑岩型铜矿,均达中-小型规模。显示本地区具有寻找斑岩型铜金矿的极大潜力。
3.7 白际山—天目山远景区
主攻矿种:铜铅锌金银钨锡钼。
主攻矿床类型:火山喷流沉积型、斑岩型、三位一体型、韧性剪切带型。
本区位于九岭—鄣公山地体东北缘,赣东北—宁国断裂呈NE向横贯中部。拥有中元古代火山岩系、青白口系海陆交互相双峰式火山岩系、南华—震旦—寒武系冰碛岩-碳酸盐岩-碳质页岩等含矿建造。发育有屯溪、清凉山中生代火山岩盆地和诸多燕山期侵入岩体。醒目的化探异常成群成串展布,众多重磁异常套合其中。已发现了三宝、黄土岭、巧川、际下、逍遥、西坞口、大坞尖、小贺等中型铜金钨铅锌矿床。只要能加大投入、系统工作,在成矿环境如此独特而优秀的地区,一定能找出若干大型矿床。
根据近年来的工作,可以开展普查和预查的靶区有洪村口—岑山、黄土岭—界牌—方坞口、九亩丘—源芳、结竹营—举林、长春坞、千亩田、榧树坑、大坞尖、结蒙。
3.8 八字脑—鄣公山远景区
主攻矿种:以锡钨矿为主、兼顾金矿。
主攻类型:岩体型(锡矿)及与韧脆性剪切带有关的构造蚀变岩型(金矿)。
本区地处鄣公山地块的核部,拥有中元古双桥山群浊积岩含金锡钨建造,小型燕山期侵入岩体-S型花岗斑岩成串展布,密集的化探异常套合其上。已发现茅棚店中型锡矿、金家坞大型金矿、大背坞中型金矿、青术下中型钨矿和一批矿点。加强普查和预查,找矿前景一定会日益明朗。调查评价的重点工作区有板坑坞—茅棚店锡矿和甲路金矿。
3.9 德兴—怀玉山远景区
主攻矿种:铜金银铌钽铅锌。
主攻矿床类型:斑岩型、韧性剪切带型、层控叠改型、蚀变花岗岩型。
本区位于江南地体与钱塘地体碰撞对接带-赣东北碰接混杂岩带内及其旁侧,怀玉地块被夹持在赣东北深断裂和乐安江深断裂构成的三角区内。拥有中元古界张村群火山浊积岩、南华-震旦系冰碛岩-碳酸盐岩和晚古生界含矿建造。燕山期岩浆活动强烈。由于独特的地质背景和构造岩浆条件,蕴育了动力变质成矿和火山-斑岩成矿两大成矿系列。
已勘查开发的矿床主要有特大型铜厂铜(金)矿、大型富家坞铜钼矿、大型银山铜多金属矿、特大型金山金矿、中-大型西蒋金矿床、葛源特大型钽铌矿等。已探明的铜储量1000万吨,占全国总储量的7.5%,是全国著名的金铜矿化集中区。铜厂—朱砂红一带及北西部的西源岭地区,铜金矿化深度大于1200m。在加强成矿分带规律总结的同时,开展新的物探方法测量,加大钻探深度,寻找新的隐伏矿体,储量大增仍有希望。另外,南华—震旦系中似层状铅锌矿(如斑竹坑),工作程度偏低,找矿前景也很好(杨明桂,2004)。
3.10 万载—宜丰远景区
主攻矿种:铜金铅锌。
主攻矿床类型:斑岩型、层控叠改型、韧性剪切带型。
本区位于九岭地体与萍—乐结合带的接触部位,NE向宜丰—南昌深断裂为区域性控岩控矿构造。拥有中元古界宜丰组火山浊积岩、晚古生代碳酸盐含矿建造。燕山期侵入活动强烈。铜金化探异常主要沿宜丰组火山岩展布,同时套合有几个重磁异常。已发现高安村前层控矽卡岩型中型铜铁铅锌矿床,以及与中元古代细碧角斑岩系有关的罗城、鸦溪、彭源等铜矿点。本区具备德兴斑岩铜矿的成矿背景条件。深入工作,可能有重大突破。
致谢:本文为“皖赣相邻地区矿产资源评价项目”下属研究课题成果的一些粗略认识。工作中得到了中国地质调查局、南京地质矿产研究所以及江西省、安徽省地调院、冶金等地勘单位领导和广大地质找矿工作者的大力支持。在此,深表谢意!
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Mineralization and Ore Searching Perspective in Anhui-Jiangxi Provinces
He Jurui, Wang Aiguo, Zeng Yong, Rui Xingjian
(Nanjing Institute of Geology and Mineral Resources, Nanjing 210016)
Abstract: There are four systems of mineralization in Wan-gan area: Mesoproterozoic benthal volcanic system; Neoproterozoic benthal hydrothermal sediment system; Late Paleozoic hydrothermal sediment (upper cumulation) system and Mesozoic volcanic-intrusive magma system. Recently, we have got a lot of new outputs and developed nine ore strips. Synthetical information show that ten perspective districts of ore-prospecting can be considered as the emphases in the next ore-perambulation.
Key words: Wan’ g an Area; Mineralization system; Perspective of ore-prospecting district

安徽省庐枞陆相火山岩区位于长江中下游铁铜成矿带中部的庐枞铁铜成矿区,为晚侏罗世—早白垩世陆相火山喷发、堆积地区,断裂构造比较发育,岩浆活动比较频繁,形成火山岩、次火山岩、侵入岩交替出现的格局。矿产资源比较丰富,矿产资源种类繁多,以铁、硫铁矿、磷、明矾、石膏为主,铜、金、铅锌、重晶石、萤石次之。铁矿是庐枞地区优势矿种之一,也是马鞍山钢铁公司重要的原材料基地之一。

庐枞式铁矿是对产于安徽庐枞陆相火山岩盆地中、与中生代陆相火山活动有关的一系列铁矿床的研究总结,是除宁芜式铁矿外的又一陆相火山岩型铁矿床式,是本次潜力评价工作的最新研究成果。

一、区域矿产类型、矿床类型

庐枞地区矿产资源丰富,在庐枞火山构造洼地内已发现有大量的Cu、Fe、S、Pb、Zn等矿床(点),在其火山构造洼地外围亦见有众多的矿床(点)。铁矿床、点的形成基本与岩浆作用有关,可分为四大类型,即(1)火山喷气沉积型(盘石岭铁矿);(2)潜火山气成热液型(罗河、大鲍庄、泥河铁矿);(3)层控-热液叠加改造型(龙桥-马鞭山铁矿);(4)中低温热液充填交代型(马口铁矿)。其中以潜火山气液型和层控-热液叠加改造型两类为主,火山喷气沉积型铁矿、中低温热液充填交代型铁矿规模较小,工业意义不大。

二、铁矿床(点)在时间上的产出与演化规律

庐枞地区不同类型的铁矿床形成于地质构造发展演化的不同阶段,其在时间上的产出与演化特征是:

(1)中三叠世东马鞍山期

形成赤铁矿、菱铁矿、黄铁矿矿胚层,为黄屯式硫铁矿、龙桥式铁矿和城山式铁矿等沉积-热液叠加改造型矿床的雏形,也将为基底隆起带之上其他铁、硫矿床的形成提供部分物质来源。

(2)早白垩世早期

砖桥旋回火山喷发的较早期,与破火山口湖有关,形成了盘石岭式火山喷发热泉沉积型赤铁矿-硫铁矿床,为小岭硫铁铜矿和罗河铁矿的形成奠定了部分物质基础。

(3)早白垩世晚期

即砖桥旋回末期,与特殊的富铁辉石粗安岩浆及大规模的热液活动有关,在庐枞盆地北部环状断裂(即晚侏罗世环状火山活动中心)及其附近,形成了罗河、何家小岭、何家大岭、杨山以及泥河等玢岩铁矿,以及这些矿床中的热液型黄铁矿、黄铜矿矿物等。

(4)早白垩世双庙期

与双庙旋回火山活动有关,在二长岩-正长岩-石英正长岩等沿环状断裂的侵入活动过程中,沿岩体与围岩接触带形成了层控-热液叠改型龙桥、马鞭山铁矿等。

图5-20 谢尔塔拉铁锌矿矿床成矿模式图

三、铁矿床的空间分布特征及矿化的分带性

庐枞盆地内主要类型铁矿床在空间上具有明显的带状分布。该区有3条重要的矿带,一是缺口-罗河NE向铁带;二是庐枞盆地北部边缘清水塘-黄屯近铁铜铅锌带;三是黄屯-枞阳NE向铁带。上述3个矿带与区内3条航磁异常带相吻合。庐枞地区金属矿产还具有明显的环状分布规律,盆地内主要以铁、硫、铜等矿产为主(罗河、大鲍庄铁矿),矿体主要产于火山岩与次火山岩中。盆地边部主要以铁、硫与铜、铅锌银多金属矿并重为主(龙桥、马鞭山铁矿,岳山铅锌矿及井边、大刨山铜矿等),矿体主要产于火山岩与基底沉积岩的接触带附近。

四、铁矿床成矿亚系列及区域成矿模式

(一)铁矿床成矿亚系列

庐枞地区铁矿可以划分成3个成矿亚系列:一是庐枞盆地内与燕山期中基性火山-潜火山(橄榄玄粗岩系)作用有关的以Fe、S(Cu)为主的“玢岩型”铁矿成矿亚系列;二是与燕山期壳幔混合源中性-中酸性火山-侵入活动有关的Fe、Cu、S、Pb、Zn等层控-热液叠改型成矿亚系列;三是与燕山期壳幔混合源中酸性岩浆侵入活动有关的Fe、Cu、S等高中温热液充填型成矿亚系列。

1.与燕山期中基性火山-潜火山(橄榄玄粗岩系)作用有关的以Fe、S(Cu)为主的“玢岩型”铁矿成矿亚系列

铁矿床主要赋存于辉石闪长玢岩(次火山岩体)内外接触带中,从岩体向外,具有玢岩型-潜火山气液型-火山热液型-火山-沉积热液型-层控热液叠改型(玢岩成矿模式),主要代表性矿床有罗河铁矿床、泥河铁矿床、何家大岭铁矿床、盘石岭铁矿床。

(1)罗河式铁矿

铁矿位于下埠山-义津桥基底褶皱隆起带上、大鲍庄破火山口内的中基性潜火山岩体顶部洼陷及其与砖桥组火山岩接触带附近,潜火山岩内部主要是贫磁铁矿体,接触带上主要是比较富的磁铁矿体,在富铁矿体外部一般是硫铁矿体。矿体的形态呈似层状、层状,矿石具有潜火山气液交代、改造的特征。围岩蚀变特征比较明显,具有典型的蚀变分带特征:上部是浅色蚀变带,中部是深色蚀变带,下部是碱质蚀变带,其中深色蚀变带是近矿蚀变带。该类型的铁矿产成矿物质既有地幔深部岩浆携带的铁质来源,又活化、迁移了中三叠统周冲村组膏溶角砾岩中的铁质、硫及其石膏等来源,该类矿床还伴生有少量的铜矿化。

(2)泥河式铁矿

泥河铁矿位于罗河铁矿的东北大约2.5 km,是在开展霍家院子地区1/1万高精度地面磁测发现的。磁异常明显地分为南东(SE)高、北西(NW)低两个区域,正异常中心有环型特征,以北东对角线为界,界线分明,对应伴生,正负幅差达850 nT。在此基础上实施钻探验证,首钻(ZK0501孔)在地磁化极异常的中心地带布置,施工深度1096.80 m,自675.78 m至1065.13 m,见到不同视厚度的磁铁矿体11层,累计视厚度250.93 m,平均品位TFe40.02%、mFe35.57%,其中TFe >50%的矿体厚度有79.75 m,TFe56.28%,mFe52.68%。711.61~921.35 m矿体相对集中,品位高,夹层薄;592.76~675.78 m为黄铁矿层,厚度83.02 m,平均品位S10.3%。矿体埋深在678~1100 m间,控制倾向长度140~215 m,矿体厚度变化在70.36~250.93 m之间,已有钻孔控制矿体平均厚139.10 m,伴有硫铁矿、石膏矿,矿石TFe品位多在20%以上,局部出现TFe品位在55%以上的富矿。在距ZK0501 960 m处的ZK0401也见另一磁铁矿体和共生的石膏矿。

矿体顶板为黄铁矿化含硬石膏蚀变闪长玢岩,显微鳞片变晶结构,不等粒他形粒状变晶结构,斑杂状构造,具强烈绢云母化、碳酸岩化及钾化,由绢云母、硬石膏、方解石、钾长石、磷灰石和黄铁矿等组成。

矿石特征:富矿石呈铁黑色、黑绿色,块状或稠密浸染状构造,他形晶结构,交代蠕虫状结构,金属矿物为磁铁矿、黄铁矿,非金属矿物为硬石膏、方解石、钾长石、石英、绿泥石、金云母、磷灰石等;贫矿石呈浅灰绿色夹黑绿色、黑色,花斑状、脉状构造,他形晶结构,他形粒状变晶结构等,金属矿物为磁铁矿、黄铁矿,非金属矿物为硬石膏、方解石、钾长石、石英、绿泥石、绢云母+绿高岭石、白云母+金云母、磷灰石等。

根据现有见矿工程初步对该区铁、硫资源量估算:磁铁矿资源量在10000~14089.78万吨之间、硫铁矿3810.58~5364.28万吨,二者均达到大型规模,另伴有硬石膏矿也具有一定规模。

(3)大鲍庄式铁硫矿

该矿位于罗河铁矿的东南大约1.5 km处,矿床产出情况与罗河铁矿相似,铁矿体产出部位有3种类型。一种与罗河铁矿相似,矿体产于次火山岩辉石闪长玢岩上部或内接触带,矿石以浸染状磁铁矿、假像赤铁矿为主,呈似层状或者透镜状产出,明显受蚀变带控制,构成贫铁矿石;另一种产于次火山岩辉石闪长玢岩的外接触带,主要为铁矿体和硫铁矿体,铁矿体呈透镜状,矿石类型以块状假像赤铁矿矿石为主,次为菱铁矿-赤铁矿,黄铁矿-菱铁矿-赤铁矿矿石;第三种产于凝灰岩中的沉积喷气矿体(矿化体),矿体形态呈层状、似层状,矿石呈角砾状、砾状及碧玉质赤铁矿矿石。

(4)何家大岭(钟山)式铁矿

矿床位于庐枞火山岩盆地的北缘,该矿区出露下白垩统砖桥组下段的安山-粗安岩、凝灰岩-角砾凝灰岩等火山岩,同时还见安山玢岩、粗安斑岩等超浅成-浅成火山侵入体,它们与铁矿化关系比较密切。该矿床铁矿体又分为上下两部分,上部铁矿体赋存于安山-粗安岩及凝灰岩-角砾凝灰岩中,呈向西延伸的楔状扁平体,厚度大约150~200 m;下部铁矿体主要赋存于粗安斑岩穹窿体顶部的隐爆角砾岩体中。它们是两个不同成矿时期的产物,前者与早期侵入的安山玢岩超浅成侵入体有关,后者与晚期侵入的粗安斑岩有关。早期铁矿化可分为早阶段高温热液阳起石-磁铁矿矿化、晚阶段中温热液赤铁矿-镜铁矿矿化,晚期铁矿化主要为磁铁矿-次透辉石矿化。围岩蚀变特征基本与罗河铁矿一致,也分为上部浅色蚀变带、中部深色蚀变带及下部碱质蚀变带3带。

(5)盘石岭式铁矿

盘石岭铁矿位于庐江县黄屯西,钟山铁矿的北部。该矿床位于庐枞火山岩盆地北部边缘,区内分布着300余米的砖桥组的火山岩系,并且次火山岩较为发育,以粗安斑岩为主。据安徽省地矿局327地质队资料,盘石岭铁矿体主要是碧玉赤铁矿层,局部见有黄铁矿呈星点状或者条带状分布其中,矿体厚50~70 m,局部地段顶板的层凝灰岩、凝灰质粉砂岩或者角砾凝灰岩还见有一些呈似层状的贫矿层。

矿石为樱红色、致密块状构造、条带状构造、层纹状构造,由隐晶结构的碧玉和赤铁矿组成,为成分单一的硅铁建造,矿石中还有少量镜铁矿、黄铁矿,脉石为火山碎屑、石英碎屑及极少量的次生石英岩。矿石成分以贫铁富硅为特点,SiO2含量高达30%~40%,TFe平均含量30%~40%,仅在主矿层局部地段TFe含量50%。围岩蚀变主要有绢云母化、硅化、明矾石化、高岭土化及较弱的重晶石化、石膏、黄铁矿化、磁铁矿化、镜铁矿化、黄铜矿化等。

2.与燕山期壳幔混合源中性-中酸性火山-侵入活动有关的Fe、Cu、S、Pb、Zn等层控-热液叠改型成矿亚系列

铁矿体位于盆地基底面附近,为与火山侵入岩体有关的热液型矿床,如中三叠统碳酸盐岩、膏溶角砾岩等层位中层控-热液叠改型铁矿床(龙桥-马鞭山铁矿)、硫铁矿床(黄屯硫铁矿)。

龙桥式铁矿

龙桥-马鞭山铁矿床位于下埠山-义津桥基底褶皱隆起带和火山穹窿北部边缘,出露地层主要是中三叠统周冲村组、侏罗系罗岭组以及早白垩统砖桥组等,主要含矿、赋矿层位是周冲村组膏溶角砾岩、泥灰岩、白云质灰岩及其含铁锰质建造等。该铁矿是深部隐伏矿体,矿体呈层状、似层状产出,铁矿体的附近有正长岩等岩浆侵入活动,围岩蚀变特征明显,主要有矽卡岩化、大理岩化以及硅化绢云母化、碱性长石化等。周冲村组膏(盐)层中富含Ca2+、Mg2+、Na等活泼性离子和挥发组分,深部岩浆在上升侵位过程中易与膏(盐)层发生同熔混染作用,从而形成富Ca2+、Mg2+、Na和挥发组分的岩浆气液,有利于交代成矿,同时膏(盐)层、铁锰质建造本身也是一个构造薄弱带,有利于岩浆的侵位,为含矿岩浆气液的运移提供了通道及其赋矿空间,岩浆热液进一步叠加改造铁锰质富集成矿。

3.与燕山期壳幔混合源中酸性岩浆侵入活动有关的Fe、Cu、S等高中温热液充填型成矿亚系列

铁矿体位于火山岩盆地内外的正长岩体的内外接触带及其正长岩体内等,主要受断裂、裂隙构造控制,为高中温热液充填型铁矿床,主要代表性矿床是马口铁矿、罗岭铁矿等,矿体规模较小,矿化零星。

马口式铁矿

该类铁矿主要以小型矿床及矿点、矿化点的形式分布于庐枞火山岩盆地内外。铁矿体主要分布于正长岩中(特别是岩枝、岩株)及其岩体侵入而形成的隆起构造中,有3种产出状态:正长岩顶部及其外接触带中(中下侏罗统象山群砂岩、砖桥组安山岩、安山质凝灰岩)、正长岩体内及其正长岩岩体内的捕虏体。铁矿体成群分布,受断裂、裂隙构造控制,一般呈脉状、透镜状、似层状产出,部分呈团块状、囊状产出,矿石组合为磁铁矿-磷灰石-阳起石,围岩蚀变主要有阳起石化、磷灰石化、绿泥石化、黄铁矿化、硅化、碳酸盐化等,局部有黄铜矿化、铅锌矿化等。

(二)铁矿区域成矿模式

庐枞火山岩盆地是构造-岩浆-地热体系最为活跃和集中的场所,从地表→近地表→火山根部→深部,直到基底,不同深度可以出现不同矿床的定位类型和矿床成因类型;不同的构造环境、不同的岩石系列、岩浆源区,以及不同的基底可形成不同的矿床类型,构成了独特的火山岩盆地成矿亚系列。庐枞地区铁矿床具有“四层、四带、四隆”的特征:

1.“四层”结构特征

第一层是铁矿体位于盆地基底面附近,形成与火山侵入岩体有关的热液型矿床,如中三叠统碳酸盐岩、膏溶角砾岩等层位中层控-热液叠改型铁矿床(龙桥-马鞭山铁矿)、硫铁矿床(黄屯硫铁矿);第二层是产于盆地基底中、上三叠统及中、下侏罗统碎屑岩中的热液铜矿(金牛山矿点)、铅锌银矿(水口冲矿点)、层控-热液叠改型铁矿(黄公山、城山矿点);第三层是产于岩体或次火山岩内的矿床,如浸染型磁铁矿(杨山)、玢岩铁矿(罗河、泥河、大鲍庄部分矿体),产于粗安斑岩及角砾岩中的假象赤铁-磁铁矿(大岭);第四层是产于火山岩中的矿床,如喷气沉积铁硫矿床(盘石岭)、火山喷气沉积-热液叠改型硫铁矿及铜矿(何家小岭),产于火山角砾岩中的网脉状铜矿(大倪庄)。

2.四带

主要指潜火山岩岩体接触带、接触内带、接触外带及围岩蚀变带这4个位置,以罗河铁矿为主要代表,潜火山岩接触内带有浸染状、细脉状磁铁矿体等,接触带上主要是致密块状磁铁矿体,接触外带主要是致密块状磁铁矿、硫铁矿体等(龙桥铁矿位于正长岩体的外接触带)。玢岩型铁矿具有比较明显的蚀变分带特征:上部是浅色蚀变带、中部是深色蚀变带、深部是碱质蚀变带。龙桥式铁矿蚀变分带特征与罗河式铁矿有一定的差异,主要不同是近矿蚀变是矽卡岩化、大理岩化。

3.四隆

主要指基底褶皱隆起带、岩侵型穹窿、火山穹窿、基底断隆带。无为的下埠山-枞阳义津桥基底褶皱隆起带控制了该区主要玢岩型铁矿、龙桥式铁矿的分布,在其带上集中有庐枞大中型铁(硫铁矿)矿床,如罗河、泥河、牛山、阳山以及龙桥、马鞭山铁矿床、黄屯硫铁矿床的分布,是该区铁、硫铁矿产集中产出地段之一;何家大岭、何家小岭等矿床位于枞阳-黄屯基底断隆带上;玢岩型铁矿之一产出于岩侵型穹窿、火山隆起之上。各种隆起构造是铁矿床产出的有利部位之一。

综上所述,可以建立庐枞地区区域成矿模式图(图5-21),区域成矿地质演化可分为3个阶段。

(1)矿胚层沉积期

中三叠世时该区为拉张环境,沉积了膏溶角砾岩、白云质灰岩、钙质粉砂岩等沉积建造,含有紫红色铁质、钙质、泥质粉砂岩及角砾状碳酸盐岩,形成周冲村组上段赤铁矿、菱铁矿层作为龙桥铁矿的原始矿胚层。

(2)火山-潜火山气成热液期

图5-21 庐枞地区火山岩型铁矿区域成矿模式图

晚侏罗世—早白垩世,受区域构造的影响,橄榄玄粗岩岩浆在长江中下游地区发生喷发-侵入活动,来源于地幔深处的含铁、硫、铜等成矿物质的橄榄玄粗岩浆,同化混染、活化、淬取了早期沉积的铁、硫等成矿物质,在火山喷发时带出了部分铁等成矿物质,在适当部位富集成矿(盘石岭式);在潜火山成岩阶段的末期,含矿气液在潜火山岩顶部及其接触带附近等部位富集成矿(罗河式、大鲍庄式);早期侵入的安山玢岩超浅成侵入体及晚期侵入的粗安斑岩形成有关的隐爆角砾岩型铁矿(何家大岭)。

(3)热液叠加改造期

含矿火山、岩浆期后热液等在前期矿胚层、断裂构造等有利部位沉淀、叠加改造,进一步富集成矿(龙桥式);在火山岩及其正长岩体的断裂、裂隙发育部位富集成矿(马口式)。




庐枞式铁矿床成矿模式视频

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