瞿泓瀅，劉宏偉，裴榮富，李進(jìn)文，王永磊

（1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，國(guó)土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100037；2.內(nèi)蒙古礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所，呼和浩特 010031）

0 引言

安徽獅子山銅（金）礦田地處長(zhǎng)江中下游成礦帶中段的銅陵大型銅（金）礦集區(qū)，是礦集區(qū)中規(guī)模最大的礦田。礦田內(nèi)礦床類型多樣，成礦作用復(fù)雜，倍受國(guó)內(nèi)外地質(zhì)學(xué)者的關(guān)注，先后有眾多地質(zhì)工作者對(duì)該礦田進(jìn)行過地質(zhì)礦產(chǎn)勘查和地質(zhì)科學(xué)研究工作，并提出了諸如層控夕卡巖型礦床［1］、“多層樓”成礦模式［2］等認(rèn)識(shí)。部分學(xué)者還對(duì)礦田內(nèi)個(gè)別礦床進(jìn)行了成礦流體方面的研究［3－6］；對(duì)獅子山礦田巖漿巖的巖石學(xué)、巖石化學(xué)、微量元素地球化學(xué)以及同位素地球化學(xué)等方面亦做了大量的研究工作［4，7－17］。本文將前人的研究成果進(jìn)行總結(jié)，試圖圍繞礦田內(nèi)各礦床的地質(zhì)特征、成礦流體以及穩(wěn)定同位素地球化學(xué)特征展開討論，以期深入了解獅子山礦田的成礦過程。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

長(zhǎng)江中下游成礦帶位于揚(yáng)子克拉通北緣，秦嶺—大別造山帶和華北克拉通之南，是中國(guó)東部一個(gè)重要的Cu-Au-Fe-Mo成礦帶。長(zhǎng)江中下游成礦帶以陽(yáng)興—常州大斷裂（YCF）為南界；以襄樊—廣濟(jì)大斷裂（XGF）為西北界，斷裂以北為大別造山帶，以南為長(zhǎng)江中下游西段；以郯廬大斷裂（TLF）為東北界，以東為長(zhǎng)江中下游中東段（圖1）。區(qū)內(nèi)地層發(fā)育基本完整，可分為前震旦紀(jì)基底巖系、古生代海相沉積為主的蓋層巖系和中新生代陸相碎屑及火山巖系三大類。區(qū)內(nèi)發(fā)育EW向、NWW向、NNE向、NE向、SN向多組斷裂構(gòu)造，按照斷裂規(guī)模及切割深度可分為巖石圈斷裂、殼斷裂、蓋層大斷裂和一般斷裂4級(jí)，其中巖石圈斷裂和殼斷裂對(duì)形成巖漿帶、成礦帶、成礦亞帶及大型礦床起主導(dǎo)作用，蓋層斷裂對(duì)控制侵入體就位和礦田、礦床位置起重要作用。中生代的巖漿活動(dòng)始于印支期，均受巖石圈斷裂及次一級(jí)構(gòu)造斷裂控制，多數(shù)為巖株?duì)钪袦\成復(fù)式侵入體。

銅陵礦集區(qū)位于長(zhǎng)江中下游中部，地處揚(yáng)子地塊與華北地塊之間的下?lián)P子印支期隆褶帶東南部的馬鞍山—貴池隆褶中段［18］。區(qū)內(nèi)出露地層為志留系—三疊系淺海相碳酸鹽巖及少量的半深海相硅質(zhì)巖和海陸交互相的碎屑巖。其中，中石炭統(tǒng)黃龍組、上石炭統(tǒng)船山組、下二疊統(tǒng)棲霞組、上二疊統(tǒng)大隆組以及下三疊統(tǒng)殷坑組、和龍山組、南陵湖組是與成礦關(guān)系密切的地層。區(qū)內(nèi)近EW向、NE向、SN向的基底斷裂與銅陵—戴家匯巖石圈斷裂綜合控制了銅陵礦集區(qū)的形成，印支期－燕山早期褶皺構(gòu)造為NE向S形隔檔式褶皺帶，其中，近EW向的銅陵—戴家匯深大斷裂直接控制區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)及礦床形成［2］。區(qū)內(nèi)巖體呈巖株（銅官山、鳳凰山、新橋頭）、巖床（瑤山、繆家）和巖墻（獅子山）狀產(chǎn)出。巖體侵入的圍巖主要是志留系粉砂巖、上泥盆統(tǒng)五通組石英砂巖、中上石炭統(tǒng)碳酸鹽巖、二疊系和三疊系的硅質(zhì)頁(yè)巖、灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r。巖體外接觸帶常發(fā)育有夕卡巖化、角巖化和大理巖化。區(qū)內(nèi)侵入巖有橄欖玄粗質(zhì)系列和高鉀鈣堿性系列［19］：橄欖玄粗質(zhì)系列侵入巖有輝石二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)巖；高鉀鈣堿性系列侵入巖有閃長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖和花崗巖。與成礦關(guān)系密切的為石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖和花崗閃長(zhǎng)巖。區(qū)內(nèi)主要礦田有天麻山、銅官山、石門口、井口嶺、獅子山—冬瓜山、包村、白芒山、新橋和鳳凰山，與巖體有關(guān)的礦床主要是銅礦床，均具有重要的經(jīng)濟(jì)意義（表1，圖1）。

圖1 銅陵礦集區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)略圖［39－40］Fig.1 Geological and ore occurrences sketch of the Tongling ore field

2 礦床地質(zhì)特征

獅子山銅（金）礦田位于銅陵市東7 km處，是銅陵礦集區(qū)內(nèi)儲(chǔ)量最大的銅（金）礦田。該礦田出露的主要地層為下三疊統(tǒng)殷坑組、和龍山組、南陵湖組和中三疊統(tǒng)東馬鞍山組。礦田處于近EW向的銅陵—戴家匯基底破碎帶與順安NE向復(fù)式向斜—大通復(fù)式向斜次一級(jí)褶皺青山背斜北東段相交匯的部位，其中，印支期形成的NE向青山不對(duì)稱背斜為礦田內(nèi)的主要構(gòu)造。礦田內(nèi)發(fā)育NE向、EW向、SN向、NNE向、NW向多組斷裂。由印支期NE向褶皺、印支期末－燕山期和燕山期的褶皺、斷裂及層間構(gòu)造組成區(qū)內(nèi)復(fù)雜的網(wǎng)格狀構(gòu)造格架。礦田內(nèi)侵入巖非常發(fā)育，主要為燕山期鈣堿性－偏堿性的石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖和花崗閃長(zhǎng)巖，多呈巖墻或巖枝狀等小侵入體產(chǎn)出；次為輝石二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗斑巖和花崗閃長(zhǎng)斑巖脈。巖漿侵入作用造成了礦田內(nèi)范圍較廣的圍巖熱變質(zhì)，使上石炭統(tǒng)－下二疊統(tǒng)灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r和泥質(zhì)條帶灰?guī)r等變質(zhì)為大理巖、白云質(zhì)大理巖和角巖，同時(shí)也形成了較為發(fā)育且具有重要控礦作用的巖漿侵入接觸構(gòu)造。巖體主要侵位于上泥盆統(tǒng)－下三疊統(tǒng)之中，巖體邊部順層貫入圍巖中，并在不同水平面上相互溝通。在淺部構(gòu)成一個(gè)淺成、超淺成相“樹枝狀”或大型網(wǎng)絡(luò)狀巖墻、巖枝相侵入巖系，受礦田內(nèi)網(wǎng)絡(luò)狀斷裂構(gòu)造系統(tǒng)控制明顯；中深部的巖體主要呈EW向、SN向和NE向展布。在約28 km2的礦田范圍內(nèi)，銅礦體成群產(chǎn)出，主要有東獅子山、西獅子山、大團(tuán)山、老鴉嶺、冬瓜山和花樹坡銅礦床；胡村、白芒山、新華山、包村和雞冠山都是以金礦為主的礦床。這些礦床均圍繞巖體產(chǎn)出，多數(shù)為隱伏礦，賦存于上石炭統(tǒng)－中三疊統(tǒng)的不同層位（圖2）。礦田內(nèi)礦床的主礦體多呈似層狀產(chǎn)出，沿接觸帶自下而上呈階梯狀排列。深部礦為冬瓜山斑巖型和層控式夕卡巖型礦床，中部礦為花樹坡、大團(tuán)山層間式夕卡巖型礦床，上部礦為老鴉嶺、西獅子山等層間交代式夕卡巖型礦床，淺部礦有東獅子山隱爆角礫巖型礦床，形成了“三位一體”或“多層樓”的礦床空間分布模式［2］，其中層控夕卡巖型和夕卡巖型礦床最為重要（表2）。

表1 銅陵礦集區(qū)典型礦床基本特征Table 1 Characteristics of Cu deposits in the Tongling Metallogenic region

圖2 獅子山礦田地質(zhì)簡(jiǎn)圖［41］Fig.2 Geological sketch of the Shizishan ore field

（1）東獅子山銅礦床：位于獅子山礦田中部，礦石以稀疏－稠密浸染狀為主。受白芒山背斜直接影響，夕卡巖型銅礦床夕卡巖體和礦體填充地層薄弱帶和順層滑脫構(gòu)造產(chǎn)生的空間，南陵湖組為主要容礦層位，成礦與燕山中期的輝石二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖有關(guān)。礦床為角礫巖筒式，角礫成分有石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、石榴石夕卡巖以及少量的大理巖，巖筒向外側(cè)過渡為強(qiáng)烈夕卡巖化的石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖和大理巖。銅（金）礦體位于隱爆角礫巖中，隱爆角礫巖中還有塊狀夕卡巖。夕卡巖呈似層狀透鏡體產(chǎn)出，與圍巖（大理巖）界線截然，圍巖出現(xiàn)重結(jié)晶褪色邊，夕卡巖邊緣有淬火邊。具特殊的鉀長(zhǎng)石、方解石及少量石英等礦物組成的囊狀體，其內(nèi)礦物邊界規(guī)則，無分帶現(xiàn)象，夕卡巖礦物無被交代現(xiàn)象。礦石結(jié)構(gòu)以自形－半自形粒狀結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、塊狀結(jié)構(gòu)為主；構(gòu)造主要有浸染狀、塊狀、流動(dòng)條紋狀、豆?fàn)?、氣孔?gòu)造。

（2）西獅子山銅礦床：為層間交代式夕卡巖型銅礦床，位于東獅子山礦床的西南側(cè)，青山背斜南東翼，產(chǎn)于龍山組，處于包村后山—沙子堡NNE向構(gòu)造帶與大團(tuán)山—寶兒嶺EW向構(gòu)造帶以及西獅子山EW向構(gòu)造帶之間的復(fù)合部位，青山腳－東西獅子山環(huán)狀石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖之中部。與成礦有關(guān)的巖漿巖為燕山期石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖。主礦體平行產(chǎn)出，向E傾伏，礦體主要產(chǎn)在接觸帶上。

（3）大團(tuán)山銅礦床：為層間式夕卡巖型銅礦床，位于獅子山礦田南側(cè)。礦區(qū)及外圍出露中下三疊統(tǒng)灰?guī)r、大理巖、白云巖、白云質(zhì)大理巖及砂頁(yè)巖、硅質(zhì)巖。礦床產(chǎn)于銅陵大通—順安復(fù)向斜的次級(jí)青山背斜北段東南翼，受區(qū)域性EW向基底構(gòu)造與NE向蓋層構(gòu)造的復(fù)合控制，為中型隱伏銅礦床。與成礦有關(guān)的侵入巖為燕山晚期花崗閃長(zhǎng)巖及石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、輝石二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖（該巖體出露在東、西獅子山礦床南部以及大團(tuán)山礦床南部、西部和東部，呈半封閉狀包圍礦床）。礦體主要呈似層狀、透鏡狀賦存于下三疊統(tǒng)殷坑組底部條帶狀夕卡巖中。主要容礦層位為下三疊統(tǒng)殷坑組底部。礦體西南部位于老鴉嶺主礦體之上，呈層狀，受三疊系小涼亭組及二疊系大隆組和龍?zhí)督M地層控制，礦體西北端被燕山期的石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖侵入和疊加改造，形成部分交代夕卡巖型礦石。夕卡巖化、角巖化及硅化等蝕變多發(fā)生在侵入巖與圍巖的接觸帶上。

（4）老鴉嶺銅礦床：為海西期海底噴流而成的同生沉積層狀塊狀硫化物型和層間交代式夕卡巖型的層狀礦床，位于獅子山礦田西南端，以遠(yuǎn)離接觸帶和在沉積巖中呈層狀產(chǎn)出為特征，賦存于大理巖和角巖帶中，主要蝕變有夕卡巖化、角巖化和大理巖化，強(qiáng)烈變質(zhì)地段形成了塊狀夕卡巖。礦床地表為三疊系南陵湖組、和龍山組、殷坑組、大隆組、龍?zhí)督M、孤峰組石灰?guī)r和大理巖，深部為二疊系和上石炭統(tǒng)沉積巖，礦化發(fā)生于下二疊統(tǒng)棲霞組至下三疊統(tǒng)和龍山組，主礦體賦存于上二疊統(tǒng)大隆組底部，為夕卡巖型礦石，局部硫化物富集成塊狀礦石。礦床在構(gòu)造上位于青山背斜的東北部，為一近EW向的基底斷裂和近S N向的“蓋層構(gòu)造”。礦區(qū)內(nèi)斷裂活動(dòng)發(fā)育（以NE向和NW向?yàn)橹鳎Ｇ懈畹V體并被巖脈充填。節(jié)理呈NE向和NW向，被硫化物充填。礦區(qū)內(nèi)出露5個(gè)小巖體：青山腳巖體、大團(tuán)山巖體、老鴉嶺東巖體和閃長(zhǎng)斑巖巖體。侵入巖漿巖為燕山期閃長(zhǎng)巖類（輝長(zhǎng)－閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、正長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖和閃長(zhǎng)斑巖）。巖石呈半自形粒狀結(jié)構(gòu)，巖體邊緣相呈似斑狀結(jié)構(gòu)，巖脈呈斑狀結(jié)構(gòu)。青山腳巖體和東西獅子山巖體在深部相連，具同熔巖漿的特征，與區(qū)域巖漿活動(dòng)具有相似的形成時(shí)代，同屬燕山早期構(gòu)造－巖漿作用的產(chǎn)物［2］。東部巖體接觸交代變質(zhì)作用微弱，其他部位巖體均為發(fā)育的夕卡巖化。礦區(qū)內(nèi)主礦體賦存于遠(yuǎn)離主接觸帶的圍巖中和二疊系上

統(tǒng)大隆組底部，呈層狀、似層狀和透鏡狀，總產(chǎn)狀為NNE-NE走向。主要為夕卡巖型礦石，局部硫化物富集成塊狀礦石。

表2 獅子山礦田主要礦床地質(zhì)特征對(duì)比Table 2 List of major Cu deposits in the Shizishan Ore-field

（5）冬瓜山銅礦床：位于獅子山礦田中部，是銅陵礦集區(qū)內(nèi)具有代表性的大型沉積－熱液疊加改造型和層控夕卡巖型、斑巖型的層狀銅礦床，是我國(guó)目前已發(fā)現(xiàn)的層控夕卡巖型礦床中規(guī)模最大的一個(gè)。礦區(qū)內(nèi)出露地層為下、中三疊統(tǒng)淺海－瀉湖相微晶灰?guī)r、頁(yè)巖，志留系高邊組泥質(zhì)頁(yè)巖，深部為上泥盆統(tǒng)陸相石英砂巖、泥質(zhì)膠結(jié)砂巖，下石炭統(tǒng)海陸交互相砂巖、粉砂巖、含碳質(zhì)頁(yè)巖，中、上石炭統(tǒng)瀉湖－淺海相微晶白云巖、微晶球藻灰?guī)r，上二疊統(tǒng)淺海相含生物碎屑微晶灰?guī)r、燧石巖、放射蟲硅質(zhì)巖。青山背斜為礦區(qū)內(nèi)主要的褶皺構(gòu)造，礦床位于背斜近軸部及南東翼之NW向和NE向的構(gòu)造帶中，呈“S”型展布，樞紐向NE方向傾伏，北西翼較陡，南東翼較緩，礦床賦存于青山背斜深部。斷裂構(gòu)造以NS向?yàn)橹?，次為EW向、NE向和NW向，較大的斷裂破碎帶有3條，由南向北依次為陰澇破碎帶、銅塘沖破碎帶和龍?zhí)梁扑閹?。與熱液疊加作用有關(guān)的巖漿巖主要為青山腳中酸性侵入巖，多為淺成－超淺成侵入體，呈巖墻狀和巖枝狀產(chǎn)出，巖性主要為石英閃長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)玢巖、石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖。主礦體呈層狀、似層狀賦存于上石炭統(tǒng)黃龍組白云巖、灰?guī)r和下二疊統(tǒng)船山組灰?guī)r之中。

（6）花樹坡銅礦床：為層間式夕卡巖型銅礦床。地表出露中下三疊統(tǒng)，深部為上泥盆統(tǒng)－上二疊統(tǒng)，主要容礦層位為下二疊統(tǒng)棲霞組硅質(zhì)層，棲霞組上硅質(zhì)層為隧石層、硅質(zhì)石灰?guī)r、石灰?guī)r透鏡體的巖石組合，其下部為棲霞組瀝青質(zhì)灰?guī)r，上部為棲霞組頂部灰?guī)r及孤峰組砂頁(yè)巖和硅質(zhì)巖。礦床產(chǎn)于順安—大通復(fù)向斜次級(jí)的青山背斜NE段，由印支－燕山期近EW向、NE向、NNE向、SN向及NW向褶皺、斷裂及層間構(gòu)造組成區(qū)內(nèi)復(fù)雜的網(wǎng)格狀構(gòu)造格架。礦區(qū)內(nèi)分布有青山腳巖體、大團(tuán)山巖體和胡村巖體，巖性為鈣堿性系列石英閃長(zhǎng)巖。巖體大多沿網(wǎng)格狀構(gòu)造侵位，淺部呈復(fù)雜的巖墻－巖枝體系，并在其周圍廣泛發(fā)育接觸變質(zhì)及蝕變。主礦體呈似層狀，具收縮、膨脹、分支現(xiàn)象，產(chǎn)狀與受控巖層產(chǎn)狀近于一致。Cu，Au，S礦化發(fā)育于背斜軸部及南東翼，分布于上述構(gòu)造－巖漿“網(wǎng)格”內(nèi)，受地層層位、巖性、層間構(gòu)造及接觸帶構(gòu)造等控制，形成諸多因素控制的多層次的層狀、似層狀礦體，從而構(gòu)成了礦田內(nèi)獨(dú)特的“多層樓”式成礦結(jié)構(gòu)［2］。

3 討論

3.1 成礦流體性質(zhì)

（1）獅子山礦田：流體包裹體較豐富，石榴石、石英、方解石包體均一溫度為131～570℃［20］。冬瓜山銅礦床石英中流體包裹體均一溫度范圍為224～478℃，平均453℃；流體鹽度為3.20％～43.90％，平均18.69％；包裹體形態(tài)上大致可分為富液含子晶、富氣相和富液相包裹體3種類型［22］。按照含鹽度，礦床可分為高鹽度流體和低鹽度流體，含子晶的流體包裹體為高鹽度流體，最高可達(dá)43.9％［23］，說明成礦流體具有高鹽度特征。均一溫度與鹽度關(guān)系顯示（圖3），溫度與鹽度投影點(diǎn)成線性關(guān)系排列，在300～400℃溫度區(qū)間表現(xiàn)明顯，表明原始流體以低鹽度流體為主，在溫度恒定情況下，投影點(diǎn)向較高方向漂移，說明流體存在不混溶現(xiàn)象，礦床存在低鹽度流體和高鹽度流體互相不混溶的演化趨勢(shì)。陸三明［24］測(cè)得冬瓜山銅礦床巖漿熱液早期鉀化階段流體均一溫度380～465℃，流體鹽度12.97％～25.02％；夕卡巖階段石英包裹體均一溫度為411～568.7℃，鹽度2.4％～64.8％；早石英－硫化物階段石英包裹體均一溫度200～469℃，鹽度14.04％～55.15％；晚石英－硫化物階段石英包裹體均一溫度185～382℃，鹽度18.38％～22.38％；碳酸鹽階段石英包裹體均一溫度98～260℃，鹽度15.04％～35.3％。礦床從夕卡巖階段的高溫度（508℃）到硫化物階段中－高溫（375℃），再到碳酸鹽階段的低溫（180℃），溫度逐步降低，通過對(duì)冬瓜山銅礦床內(nèi)石英閃長(zhǎng)斑巖中石英斑晶和夕卡巖礦物中流體包裹體顯微測(cè)溫及流體D，O同位素的研究，表明早期夕卡巖階段的形成可能涉及到高溫巖漿流體過程。

（2）東獅子山銅礦床：夕卡巖中石英包裹體均一溫度較高，熔流體包裹體溫度高于600℃，對(duì)應(yīng)鹽度超過42.00％；石英－硫化物階段石英中包裹體溫度為134～334℃，石英流體包裹體含鹽度為3.39％～11.22％，平均6.41％，峰值為6.45％［6］，說明該期成礦流體鹽度降低。隱爆角礫巖中方解石溫度為184～210℃，平均為195℃，方解石流體包裹體中普遍發(fā)育石鹽子晶，說明該期成礦流體鹽度高，產(chǎn)生過沸騰。隨著成礦作用的進(jìn)行，流體鹽度表現(xiàn)出由高到低再到高的特征。

（3）大團(tuán)山銅礦床：主成礦階段成礦流體溫度在200～450°C之間；礦床巖漿晚期的成礦流體鹽度很高，一般大于26.30％；夕卡巖階段的最高溫度達(dá)600°C，對(duì)應(yīng)的鹽度為15.96％，成礦流體鹽度中等；早石英－硫化物階段365～430°C，對(duì)應(yīng)的鹽度變化范圍為3.39％～8.25％，平均值為6.93％；晚石英－硫化物階段石英包裹體溫度為205～275°C，峰值為206～250°C，鹽度較高，為8.41％～21.68％，平均為18.54％［25］，說明隨著成礦作用的進(jìn)行，流體鹽度表現(xiàn)為由高到較高到低再到高的變化趨勢(shì)，礦床平均鹽度為16.79％。

圖3 冬瓜山銅礦床流體包裹體均一溫度和鹽度關(guān)系圖Fig.3 Homogeneous temperature vs salinities of fluid inclusions from the Dongguashan Cu deposit

圖4 冬瓜山銅礦床成礦流體δ13 CPDB－δ18OSMOW圖解Fig.4 δ13CPDB－δ18OSMOW diagram of fluidi nclusions from Dongguashan Cu deposit

3.2 成礦流體來源

冬瓜山銅礦床石英中的δ（13C）＝－1.43×10－3～1.72×10－3，成礦期熱液流體的δ（13C）＝－1.43 ×10－3～－0.49×10－3，成礦晚期熱液流體的δ（13C）＝0.60×10－3～1.30×10－3，石英－硫化物階段的δ（13C）＝－1.43×10－3～0.66×10－3，石英－碳酸鹽階段的δ（13C）＝－0.88×10－3～1.72× 10－3［17，26－27］。由δ（13CPDB）－δ（18OSMOW）圖解（圖4）可以看出，礦床成礦期、成礦晚期、石英－硫化物階段和石英－碳酸鹽階段的熱液流體大多分布于原生碳酸鹽范圍外，并且有向低溫蝕變方向漂移的趨勢(shì)。冬瓜山成礦熱液流體呈中性－偏酸性（p H＝6.80～7.00），溫度普遍高于270℃［17］，溫度效應(yīng)和氧化還原作用對(duì)C同位素分餾作用小，一般可以近似認(rèn)為δ（13C方解石）＝δ（13C流體）［28］，因此熱液流體中的碳可能來源于沉積碳酸鹽的溶解或脫碳作用，以及巖漿、沉積巖或變質(zhì)巖中還原碳的氧化和水解。熱液礦床成礦溶液中碳有4種來源：①海相碳酸鹽δ（13C）＝－1.00×10－3～2.00×10－3，平均在0附近［28］；②巖漿或地幔的δ（13C）＝－7.00×10－3～2.00×10－3，平均－5.00×10－3［29］；③沉積巖或變質(zhì)巖中的還原C虧損，δ（13C）＝－25.00×10－3［30］；④碳酸鹽溶解的δ（13C）≈0，碳酸鹽脫碳作用會(huì)造成δ（13C）＝3.00×10－3～5.00×10－3的富集［31］。冬瓜山δ（13C）＝－1.43×10－3～1.72×10－3，表明冬瓜山層狀銅礦床成礦流體CO2主要來自被巖漿同化的原始地層中海相沉積碳酸鹽。

冬瓜山銅礦床石英中δ（18O水）＝0.94×10－3～8.40×10－3，主要集中于3.17×10－3～8.40× 10－3；δ（DSMOW）＝－5.50×10－3～－73.00×10－3，主要集中于－55.00×10－3～－73.00×10－3。西獅子山石英－硫化物階段的δ（18O水）＝4.73×10－3，δ（DSMOW）＝－76.13×10－3。老鴉嶺石英－硫化物階段的δ（18O水）＝3.54×10－3～8.53×10－3，δ（DSMOW）＝－66.90×10－3～－74.00×10－3。大團(tuán)山石英－硫化物階段的δ（18O水）＝2.90×10－3～6.61×10－3，δ（DSMOW）＝－68.33×10－3～－76.00 ×10－3［22，27，32］。將數(shù)據(jù)投影到δ（DSMOW）－δ（18O水）圖中（圖5）可以看出，除少量投點(diǎn)落在雨水線附近外，大部點(diǎn)落在巖漿水范圍內(nèi)，說明成礦流體以巖漿水為主，晚期混有少量的大氣降水。

3.3 成礦物質(zhì)來源

獅子山礦田內(nèi)各礦床的礦石礦物中均含有磁黃鐵礦，推測(cè)成礦流體為還原性質(zhì)。δ（34S）≈0，為地幔來源；δ（34S）≈20×10－3，為大洋水或海水蒸發(fā)巖來源；δ（34S）值介于兩者之間，為復(fù)雜來源；δ（34S）＝1×10－3～10×10－3，則為火山噴氣－沉積來源。

圖5 獅子山成礦流體δ（DSMOW）－δ（18OH2O）圖解Fig.5 δ（DSMOW）－δ（18OH2O）diagram of fluid inclusions from Shizishan ore field

（1）東獅子山銅礦床：黃銅礦、黃鐵礦和磁黃鐵礦的δ（34S）分別為3.00×10－3，4.40×10－3和6.80 ×10－3，其中有2個(gè)樣品的δ（34S）值小于5.00× 10－3，可以說硫主要來自原始巖漿；呈填隙狀方解石的化學(xué)組成亦顯示深源的特征［33］。

（2）西獅子山銅礦床：黃銅礦的δ（34S）＝2.34× 10－3～2.40×10－3，磁黃鐵礦的δ（34S）＝3.00× 10－3～3.02×10－3，顯示硫亦為巖漿來源［34］。

（3）大團(tuán)山銅礦床：黃鐵礦δ（34S）＝1.30×10－3～3.20×10－3，平均2.20×10－3，與東、西獅子山相一致，硫的來源可能為巖漿源［35］。

（4）冬瓜山銅礦床：石英閃長(zhǎng)巖中石英－黃鐵礦網(wǎng)脈礦石硫化物的δ（34S）＝4.08×10－3～4.89× 10－3，礦體中石英－黃鐵礦－黃銅礦脈狀礦石硫化物的δ（34S）＝5.97×10－3～6.92×10－3，含銅磁黃鐵礦塊狀礦石和含銅夕卡巖塊狀礦石中硫化物的δ（34S）分別為4.79×10－3～5.69×10－3和4.91× 10－3～5.40×10－3，硬石膏的δ（34S）＝14.80× 10－3～20.05×10－3［3，27，36］。

礦田內(nèi)各類礦石中主要礦石礦物δ（34S）的變化范圍不大，并且較為接近，δ（34S）＝1.30×10－3～6.92×10－3，峰值集中于2.00×10－3～6.00× 10－3。其中，東獅子山δ（34S）＝3.00×10－3～6.8× 10－3，西獅子山δ（34S）＝2.34×10－3～2.40×10－3，大團(tuán)山δ（34S）＝1.30×10－3～3.20×10－3，冬瓜山δ（34S）＝4.08×10－3～6.92×10－3。與含礦黃龍組中結(jié)核狀黃鐵礦的δ（34S）值（－28.30×10－3～－0.60×10－3①）和沉積硬石膏的δ（34S）值（－1.00× 10－3～－5.50×10－3［20，37］）有明顯區(qū)別，可能礦石中的硫不是來源于地層。礦體中脈狀礦石硫化物的δ（34S）值稍高于兩種層狀礦石硫化物值，可能與石英－黃鐵礦－黃銅礦形成時(shí)流體發(fā)生沸騰作用有關(guān)［3，27］。石英閃長(zhǎng)巖中網(wǎng)脈狀黃鐵礦的δ（34S）值與石英閃長(zhǎng)斑巖的δ（34S）全巖值4.00×10－3接近［3］，表明成礦期的硫主要來自深部巖漿。

3.4 成礦作用探討

獅子山礦田內(nèi)的6個(gè)主要銅礦床與燕山期侵入巖處于同一構(gòu)造－巖漿帶上，一般圍巖繞巖體分布，不同礦化類型的礦床與巖體在空間上的相對(duì)位置有所不同，并且構(gòu)成明顯的分帶特征，形成了“三位一體”或“多層樓”的礦床空間分布模式［2］。中酸性侵入巖是獅子山礦田內(nèi)銅礦床成礦物質(zhì)的主要來源，而一定深度巖漿房的流體和礦質(zhì)補(bǔ)充對(duì)大規(guī)模的成礦作用是非常重要的。礦田內(nèi)銅礦床類型多樣，燕山期中酸性巖漿侵入活動(dòng)使其圍巖發(fā)生不同程度的熱變質(zhì)，形成大理巖、角巖、石英巖等變質(zhì)巖。高溫階段與碳酸鹽圍巖的熱液交代作用在侵入巖接觸帶形成了比較發(fā)育的夕卡巖（化），而且熱液沿中石炭統(tǒng)－下三疊統(tǒng)的層間滑脫構(gòu)造順層運(yùn)移、滲濾，與碳酸鹽巖發(fā)生交代反應(yīng)也常形成較發(fā)育的層間交代夕卡巖（化）。夕卡巖階段形成的石榴石、透輝石等替代方解石、白云石等碳酸鹽礦物，產(chǎn)生了大量的自由空間，為含礦熱液提供了流動(dòng)通道和成礦物質(zhì)堆積的空間。夕卡巖階段后體系的減壓、降溫以及地下水的加入，使成礦物理化學(xué)環(huán)境發(fā)生變化，含礦熱液由于發(fā)生交代－充填作用而卸載，導(dǎo)致銅（金、硫、鐵）等礦質(zhì)大量堆積，從而形成了區(qū)內(nèi)分布廣泛的夕卡巖型礦床。

晚侏羅世－早白堊世，區(qū)域構(gòu)造環(huán)境由擠壓向伸展轉(zhuǎn)換，本區(qū)殼幔相互作用強(qiáng)烈，發(fā)生下地殼或巖石圈地幔拆沉，下地殼、上涌地幔部分熔融，從而引發(fā)大規(guī)模的中酸性巖漿侵入，并分異形成極豐富的地質(zhì)流體，為該礦田大規(guī)模銅堆積提供了重要載體。礦田內(nèi)侵入巖形成時(shí)代為（135.8±1.1）～（139.8± 0.8）Ma（吳才來等，1996），與銅礦床成礦年齡（138.0±2.0）Ma［38］基本一致，說明兩者為同期產(chǎn)物。礦田流體包裹體較豐富，不同成礦階段的均一溫度差異明顯，并且隨著成礦的進(jìn)行溫度逐漸降低，然而包裹體均一溫度連續(xù)而集中，表明成礦作用和成礦溫度的連續(xù)變化，以及成礦的多期次、多階段性。C，D，O同位素說明成礦流體以巖漿水為主，晚期混有少量的大氣降水，成礦流體是從深部向淺部、從巖體向遠(yuǎn)處呈近乎等溫狀態(tài)下快速輸運(yùn)的。穩(wěn)定同位素δ（34S）值顯示成礦物質(zhì)來源于原始巖漿。

4 結(jié)論

（1）獅子山礦田的流體包裹體較為豐富，不同成礦階段的均一溫度差異明顯，并且隨著成礦的進(jìn)行溫度逐漸降低。同時(shí)，包裹體的均一溫度連續(xù)而集中，反映成礦作用和成礦溫度的連續(xù)變化，以及成礦的多期次、多階段性。

（2）C，D，O同位素說明成礦流體以巖漿水為主，晚期混有少量的大氣降水，成礦流體是從深部向淺部、從巖體向遠(yuǎn)處以近等溫狀態(tài)快速輸運(yùn)的。

（3）穩(wěn)定同位素的δ（34S）值顯示成礦物質(zhì)來源于原始巖漿。

注釋：

① 安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局321地質(zhì)隊(duì).安徽沿江重要成礦區(qū)銅及有關(guān)礦產(chǎn)勘查研究（上冊(cè)）.

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