孫明明,杜建國,吳禮彬,趙先超,王利民,高曙光,陳靜靜
(安徽省地質(zhì)調(diào)查院,合肥 230001)
安徽省沿江地區(qū)所處的長江中下游成礦帶是國內(nèi)著名的有色金屬、黑色金屬和非金屬等礦產(chǎn)的主產(chǎn)區(qū)之一,主要優(yōu)勢礦產(chǎn)資源包括:Cu、Fe、Au、Pb、Zn、S 和石灰?guī)r、白云巖、明礬石、凹凸棒石等[1]。礦產(chǎn)勘查開發(fā)實踐過程中,誕生了以開發(fā)利用礦產(chǎn)資源為主導(dǎo)地方經(jīng)濟社會發(fā)展而建立的馬鞍山市、銅陵市[2]。關(guān)于該區(qū)礦產(chǎn)資源的礦床類型、成礦地質(zhì)特征、成巖成礦地質(zhì)作用的研究成果較為豐富,產(chǎn)生了在國內(nèi)外具有重要影響的“多層樓成礦模式”、“多位一體成礦模式”和“玢巖型鐵礦成礦模式”;同時,前人亦對研究區(qū)內(nèi)的礦產(chǎn)資源的找礦方向、成礦遠景區(qū)劃等方面提出了許多認識,取得了很好找礦效果[3-11]。
經(jīng)歷了七十多年的發(fā)展,帶內(nèi)大部分查明礦產(chǎn)資源已經(jīng)得到開發(fā)利用,接替資源嚴重不足的形勢已經(jīng)凸顯,銅陵市已成為有色金屬資源枯竭型城市,銅陵有色集團公司、馬鞍山鋼鐵集團公司利用的銅、鐵等資源主要依賴進口,尋找新的接替和替代礦產(chǎn)資源基地已成為維系地方社會經(jīng)濟發(fā)展的當務(wù)之急。
近年來,為破解沿江地區(qū)找礦難度大、后備資源不足的問題,許多研究者對研究區(qū)礦產(chǎn)資源的找礦方向進行了深入的研究,但研究對象多為已知大中型礦床或重要礦田、礦集區(qū)深部及外圍的探索,目標礦種多為鐵、銅、金、鉛、鋅、硫等[12-21],尚缺乏結(jié)合能源礦產(chǎn)(石油、頁巖氣、頁巖油、鈾等)、三稀礦產(chǎn)等的綜合評述。
本文依托“中國礦產(chǎn)地質(zhì)志·安徽卷”研編成果,在礦種全覆蓋的基礎(chǔ)上,對沿江地區(qū)的礦產(chǎn)資源成礦特征進行了歸納整理,探討了區(qū)內(nèi)包括三稀礦產(chǎn)、新型能源礦產(chǎn)在內(nèi)的重要礦產(chǎn)資源在“新深度、新類型、新地區(qū)、新礦種”等方面實現(xiàn)找礦突破的可能性。
研究區(qū)大地構(gòu)造位置屬下?lián)P子被動陸緣之沿江褶斷帶,其北西以滁河斷裂為界,南界為高坦斷裂帶,總體呈北東向延伸。區(qū)域地層由下古生界寒武系-志留系、下古生界上泥盆統(tǒng)-二疊系、中生界三疊系-白堊系及新生界新近系-第四系組成,構(gòu)造由北東向、北西向、近東西向、北東東向、北西西向斷層和北東向、北東東向、近南北向褶皺組成,巖漿巖由燕山期中酸性、中基性和堿性侵入巖及火山巖組成[22]。
區(qū)內(nèi)構(gòu)造演化主要分為前南華紀陸塊基底形成與拼合階段、南華紀-中三疊世蓋層形成階段、印支期(中三疊世-中侏羅世)碰撞造山階段、晚侏羅世-早白堊世(燕山中期)大陸邊緣活動階段、新生代斷塊差異隆升階段等5 個構(gòu)造演化階段[23],不同的構(gòu)造演化階段對應(yīng)不同的成礦事件。前南華紀陸塊基底形成與拼合階段未發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的產(chǎn)出,南華紀-中三疊世蓋層形成階段和印支期碰撞造山階段主要形成與沉積作用有關(guān)的石灰?guī)r、砂巖、白云巖、頁巖、石膏等非金屬礦產(chǎn),未出現(xiàn)與巖漿作用有關(guān)的礦產(chǎn)。晚侏羅世-早白堊世大陸邊緣活動階段形成的次級?。陿?gòu)造格局控制了與巖漿作用有關(guān)的鐵、銅、硫、金、鉛、鋅、銀、銻、鈾、鉈、方解石、大理巖、石墨、明礬石、膨潤土等金屬和非金屬礦產(chǎn)的產(chǎn)出,同時亦形成有少量的與沉積作用有關(guān)的煤、砂巖等礦產(chǎn)。新生代斷塊差異隆升階段主要形成與風化作用有關(guān)的鐵、銅、金、綠松石等礦產(chǎn)和與沉積作用有關(guān)的凹凸棒石粘土、伊利石粘土、石油等礦產(chǎn)。
研究區(qū)隸屬于長江中下游成礦帶之沿江成礦亞帶,包含有七個Ⅴ級成礦區(qū)(圖1,表1)。其中銅陵、池州、安慶等成礦區(qū)對應(yīng)于隆起區(qū),馬蕪、廬樅、繁昌、無為等成礦區(qū)對應(yīng)于坳陷區(qū),隆起區(qū)與坳陷區(qū)的結(jié)合帶為隆坳過渡帶。研究區(qū)查明60 個礦種,主要為鐵、銅、鉛、鋅、金、銀、鈾、錳、鉬、銻等金屬礦產(chǎn)和石膏、石灰?guī)r、砂巖、硫鐵礦、明礬石、泥炭、其它黏土、白云巖、花崗閃長巖、方解石、硅灰石、高嶺石黏土、大理巖、石英巖、頁巖、膨潤土、含鉀巖石、綠松石、礦泉水等非金屬礦產(chǎn)。已發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地693處,含超大型13 處,大型65 處,中型109 處,小型199 處,礦點307 處(圖2,表2)。中型及以上規(guī)模礦產(chǎn)地主要分布于銅陵、貴池、馬蕪、繁昌、廬樅、安慶等成礦區(qū)內(nèi),少數(shù)分布于無為成礦區(qū)。
圖1 安徽省沿江成礦亞帶及鄰區(qū)成礦單元劃分簡圖Fig.1 Division of metallogenic units along the Yangtze River and adjacent areas in Anhui Province
表1 安徽省沿江成礦亞帶成礦單元劃分表Table 1 Metallogenic units along the Yangtze River and adjacent area in Anhui Province
圖2 安徽省沿江成礦亞帶礦產(chǎn)地質(zhì)略圖Fig.2 Simplified map of mineral geology of the metallogenic sub-belt along the Yangtze River in Anhui Province
表2 安徽省沿江地區(qū)礦產(chǎn)地統(tǒng)計表Table 2 Statistical data of mining areas along the Yangtze River in Anhui Province
續(xù)表
沿江地區(qū)礦床類型主要有巖漿型、矽卡巖型、斑巖型、巖漿熱液型、陸相火山巖型、受變質(zhì)型、淺成中-低溫熱液型及成因不明型、風化型、機械沉積型、化學(xué)沉積型、蒸發(fā)沉積型、生物化學(xué)沉積型、疊加(復(fù)合/改造)型等。
巖漿型礦床形成的礦產(chǎn)主要為巖漿噴溢型含鉀巖石、玄武巖、安山巖礦,次為巖漿分結(jié)(分凝)型閃長巖、花崗巖、正長花崗巖礦。巖漿噴溢型礦床產(chǎn)于早白堊世赤沙組、蝌蚪山組中,分布于繁昌地區(qū);巖漿分結(jié)(分凝)型礦床主要產(chǎn)在沿江地區(qū)的A 型花崗巖帶內(nèi)。
矽卡巖型礦床主要分布于銅陵、池州、安慶等隆起區(qū),在繁昌火山巖盆地的基底隆起部位亦有產(chǎn)出,是銅、鐵、金礦的主要成因類型,鉛、鋅、硫、鉬礦的重要成因類型。成礦層位主要是晚古生代石炭紀、二疊紀碳酸鹽巖,次為中生界三疊系碳酸鹽巖和早古生代寒武紀、奧陶紀碳酸鹽巖??氐V侵入體包括石英閃長(玢)巖、花崗閃長(斑)巖、石英二長閃長巖、閃長(玢)巖等。礦體賦存于碳酸鹽地層與侵入巖接觸帶內(nèi)或遠離接觸帶,受斷裂-侵入接觸帶構(gòu)造、層間/層內(nèi)滑脫構(gòu)造、隱爆角礫巖筒構(gòu)造、斷裂裂隙構(gòu)造、捕擄體構(gòu)造控制,代表性礦床為銅陵市銅官山銅鐵礦床。銅官山銅鐵礦床為一中型礦床,礦體賦存于石英二長閃長巖與石炭紀黃龍組、船山組、二疊紀棲霞組間的內(nèi)外接觸帶中,礦(化)體產(chǎn)出位置有四種(圖3):一是賦存于巖漿巖與石炭紀、二疊紀碳酸鹽巖的接觸帶上,構(gòu)成接觸式矽卡巖型礦體;二是產(chǎn)于晚石炭世碳酸鹽巖與晚泥盆世五通群之間的層間滑脫構(gòu)造中石炭系一側(cè),構(gòu)成層控式矽卡巖型礦體;三是產(chǎn)于巖體內(nèi)部,構(gòu)成斑巖型礦化體;四是產(chǎn)于五通群碎屑巖內(nèi)的斷裂裂隙中,構(gòu)成巖漿熱液型礦化體[24-25]。
圖3 銅陵市銅官山矽卡巖型礦床成礦模式示意圖(據(jù)文獻[25])Fig.3 Metallogenic model of Tongguanshan skarn deposit in Tongling City
斑巖型礦床為形成于銅陵、池州隆起區(qū)內(nèi)的銅、鉬、金礦和廬樅火山巖盆地邊緣的鉛鋅銀礦??氐V侵入體在隆起區(qū)主要為輝石閃長巖、閃長(玢)巖、石英(二長)閃長(玢)巖、花崗閃長斑巖等,巖體圍巖為早志留世碎屑巖;在坳陷區(qū)為粗安斑巖、閃長玢巖,巖體圍巖為早白堊世火山巖、火山碎屑巖或晚三疊世、早侏羅世碎屑巖。該類礦床以銅、金、銀、鉬、鉛鋅礦為主,規(guī)??蛇_大型,以廬江縣岳山鉛鋅礦床為代表。
岳山鉛鋅礦床為大型礦床,是一個鉛鋅礦伴生大型銀礦并共生少量銅礦的隱伏礦床,鉛鋅(銀)礦體主要賦存于燕山晚期粗安斑巖和閃長玢巖中(圖4),少量賦存在早白堊世龍門院組凝灰質(zhì)粉砂巖和基底地層早侏羅世鐘山組砂巖中;銅礦體主要賦存在閃長玢巖中,個別分布在鐘山組砂巖、龍門院組凝灰質(zhì)粉砂巖中。蝕變帶從上到下可分為4 個帶:①硅化、次生石英巖蝕變帶;②方鉛礦、閃鋅礦、高嶺石、水云母蝕變帶;③黃鐵礦、石英蝕變帶;④電氣石、鉀長石蝕變帶。鉛鋅(銀)礦體主要賦存在方鉛礦、閃鋅礦、高嶺石、水云母蝕變帶。
巖漿熱液型礦床主要分布于銅陵、池州、安慶等隆起區(qū),次為隆坳過渡區(qū),少數(shù)位于廬樅、繁昌等坳陷區(qū);形成的礦產(chǎn)以鉛、鋅、金、銀、硫為主,次為銅、鐵、銻、鈾等,少數(shù)為方解石、螢石、重晶石等;規(guī)模以中型和小型為主,少數(shù)可達大型;以南陵縣姚家?guī)X鋅金礦床為代表。礦床產(chǎn)于不同類型的巖石建造中,以早古生代至中生代碳酸鹽巖地層為主,少數(shù)為巖漿巖和早古生代碎屑巖。控礦侵入體以燕山期閃長巖類和花崗閃長(斑)巖為主,少數(shù)為輝石閃長巖和堿性花崗巖類侵入體。容礦構(gòu)造主要為地層及巖體內(nèi)發(fā)育的斷裂裂隙構(gòu)造和巖體內(nèi)的捕擄體構(gòu)造,次為斷裂-侵入接觸帶構(gòu)造。
姚家?guī)X鋅金礦床為一以鋅、金為主,共生鉛、鐵、硫、銀、鉬、銅等的多金屬礦床,其中鋅礦、金礦規(guī)模為大型,鉛礦、硫鐵礦、銅礦規(guī)模為中型。礦床多數(shù)礦體的賦存部位為花崗閃長斑巖體內(nèi)的石炭系-二疊系灰?guī)r、大理巖捕擄體,受斷裂裂隙構(gòu)造、捕擄體構(gòu)造控制,并自然延伸至巖體及捕擄體中的矽卡巖內(nèi);少數(shù)礦體產(chǎn)于矽卡巖和斑巖體內(nèi)。礦床具巖漿熱液型、矽卡巖型、斑巖型復(fù)合成因的特征,但以巖漿熱液型為主(圖5)。
該類礦床形成的礦產(chǎn)主要是鐵礦和硫鐵礦,次為銅、金、鈾等;鐵、硫礦床中共生有石膏礦,伴生有釩、金、銀、鉛、鋅、鈷、磷等。礦床分布于廬樅、馬蕪、繁昌等早白堊世陸相火山巖盆地內(nèi),產(chǎn)出的構(gòu)造位置主要是火山巖盆地內(nèi)三疊系至侏羅系基底地層褶皺隆起帶和巖侵隆起區(qū),以馬鞍山市凹山鐵礦為代表。礦體主要賦存于輝石閃長玢巖、閃長玢巖、安山玢巖、粗安玢巖、輝石粗安玢巖等次火山巖體與早白堊火山巖的內(nèi)外接觸帶中,次為次火山巖體與基底地層的接觸帶部位。
凹山鐵礦床是一個大型鐵礦床,位于馬蕪火山巖盆地凹山礦田中部,主要賦存于燕山晚期輝石閃長玢巖巖體隆起部位與早白堊世大王山組火山巖接觸帶附近的輝石閃長玢巖巖體之中(圖6),受巖體冷凝收縮時產(chǎn)生的原生節(jié)理中的層節(jié)理和隱爆角礫巖筒控制。
圖4 廬江縣岳山鉛鋅礦床朱崗礦段I縱線地質(zhì)剖面簡圖Fig.4 Geologic profile diagram of vertical line I of the Zhugang ore section at Yueshan lead-zinc deposit,Lujiang County
圖5 南陵縣姚家?guī)X鋅多金屬礦床成礦模式示意圖Fig.5 Metallogenic model of Yaojialing Zinc polymetallic deposit in Nanling County
該類礦床形成的礦種有石英巖、大理巖、石墨、方解石等,成礦與接觸熱變質(zhì)作用有關(guān)。礦體均賦存于燕山中晚期侵入體與沉積巖地層的外接觸帶中。石英巖礦體產(chǎn)于晚泥盆世五通群碎屑巖建造中,大理巖礦體產(chǎn)于中二疊世棲霞組和早三疊世南陵湖組中,石墨礦體產(chǎn)于中晚二疊世龍?zhí)督M中,方解石礦體產(chǎn)于早奧陶統(tǒng)紅花園組、晚石炭統(tǒng)黃龍組、船山組和中二疊世棲霞組中[26]。
區(qū)內(nèi)此類礦床僅有1 處,即銅陵市荷花山鉛鋅礦床(中型),伴生有金、銀、鎵、鎘等。礦體賦存于和龍山組、南陵湖組中的角礫狀灰?guī)r中(圖7),主要蝕變包括碳酸鹽化、重晶石化、綠泥石化、硅化、螢石化、石膏化、菱鐵礦化、黃鐵礦化等。礦石礦物主要有黃鐵礦、方鉛礦、鐵閃鋅礦,次為褐鐵礦、白鐵礦,微量黃銅礦、毒砂、自然銀、銅藍、鉛礬、鋅礬。脈石礦物主要有方解石、石英、絹云母,次為螢石、石榴石、透輝石、透閃石、陽起石。此外,安慶洪鎮(zhèn)變質(zhì)核雜巖周圍出現(xiàn)的鉛鋅銀硫礦化也具有中-低溫熱液成礦及成因不明的特點。
該類礦床包括鐵帽型鐵金礦、風化淋積型錳、銅、綠松石礦、風化殘積型金礦、其它黏土礦等。
鐵帽型礦床多產(chǎn)于晚泥盆世五通群與晚石炭世黃龍組、船山組之間,礦體呈似層狀-透鏡狀或不規(guī)則狀。原生礦石含金不高,但經(jīng)風化淋濾作用形成的鐵帽金可具工業(yè)價值,如新橋、戴家沖和黃獅澇山金礦等,鐵帽金是本區(qū)較重要的金礦類型。
圖6 馬鞍山市凹山鐵礦床地質(zhì)剖面簡圖Fig.6 Geological profile of Aoshan iron deposit in Ma'anshan City
圖7 銅陵市荷花山鉛鋅礦床16線地質(zhì)剖面簡圖Fig.7 Geological profile of Line 16 at the Hehuashan Pb-Zn deposit in Tongling City
風化淋積型錳礦為原生碳酸錳礦風化而成,賦礦地層為中二疊世孤峰組中、下部,巖性為含錳硅質(zhì)巖、硅質(zhì)頁巖,夾少量薄層燧石層和硅質(zhì)頁巖,以及中厚層含錳泥灰?guī)r。
風化淋積型銅礦形成于晚泥盆世五通群與晚石炭世黃龍組、船山組間的構(gòu)造角礫巖帶中,主要由原生含銅礦體經(jīng)風化淋積作用形成。
風化淋積型綠松石產(chǎn)于馬蕪、廬樅地區(qū)的陸相火山巖盆地內(nèi),屬脈狀銅礦床的氧化露頭,受火山機構(gòu)中的放射狀裂隙構(gòu)造控制。
風化殘積型金礦是指賦存在紅土風化殼中,并與紅土化過程密切相關(guān)的金礦床,主要分布在高坦斷裂帶附近,賦礦圍巖主要是奧陶紀-志留紀地層和蝕變花崗閃長斑巖巖塊風化殼中的殘積亞黏土、砂土。
殘積型黏土礦賦存于第四紀下蜀組、戚家嘰組中。
機械沉積型礦床主要為砂巖礦和頁巖礦。砂巖礦有五個成礦層位,分別是早志留世墳頭組、茅山組,晚泥盆世五通群,晚三疊世黃馬青組,早侏羅世鐘山組,早白堊世赤山組和古近紀痘姆組。頁巖礦有八個成礦層位,主要為含頁巖的碎屑巖建造,包括早志留世高家邊組、墳頭組、茅山組,晚泥盆世五通群,早三疊世殷坑組、和龍山組。
化學(xué)沉積型礦床主要為產(chǎn)于早奧陶世侖山組和早三疊世和龍山組、南陵湖組中的石灰?guī)r礦,次為產(chǎn)于中二疊世棲霞組中的菱鐵礦和第四系戚家嘰組中的鐵礦;此外,池州地區(qū)的馬衙錳礦床部分礦體亦屬于該類型。
該類礦床主要為產(chǎn)于早奧陶世侖山組中的白云巖礦和中三疊世周沖村組中的石膏礦。
該類礦床主要包括:晚石炭世黃龍組、船山組和中二疊世棲霞組中的石灰?guī)r礦,中二疊世孤峰組中的錳礦,中晚二疊世龍?zhí)督M中的煤、石煤礦,第四紀蕪湖組中的泥炭礦。次要礦產(chǎn)有晚志留世墳頭組中的磷礦、中二疊世棲霞組和早侏羅世鐘山組中的煤礦。
該類礦床主要為銅陵隆起內(nèi)的金、硫礦和廬樅、馬蕪火山巖盆地基底中的鐵、硫礦,以銅陵市新橋硫鐵礦礦床為代表。礦床受巖性層控制明顯,銅陵隆起區(qū)內(nèi)主要為晚石炭世黃龍組、船山組白云巖、灰?guī)r等,廬樅、馬蕪地區(qū)主要為中三疊世周沖村組、黃馬青組膏溶角礫白云巖、石膏、白云巖、鈣質(zhì)砂巖等。賦礦地層中沉積作用形成的黃鐵礦、石膏、菱鐵礦等,構(gòu)成了“礦坯層”,為后期巖漿熱液疊加改造提供了物源與礦化劑。
新橋硫鐵礦床位于銅陵礦集區(qū)中部,礦體主要圍繞磯頭石英閃長巖巖株周邊分布,賦存于晚泥盆世五通群和中二疊世棲霞組灰?guī)r之間,占據(jù)黃龍組灰?guī)r、部分船山組灰?guī)r和少部分巖體的空間。晚石炭世早期,新橋處于海相潮坪低洼的還原環(huán)境,海底熱水噴流沉積作用形成的膠狀黃鐵礦層,為礦床的最終形成提供了部分物質(zhì)來源,是硫礦體形成的基礎(chǔ)。燕山中期的巖漿熱液活動對塊狀硫化物礦體進行疊加改造,最終富集成礦[27](圖8)。
圖8 銅陵市新橋硫鐵礦床成礦模式示意圖(據(jù)文獻[27])Fig.8 Metallogenic model of Xinqiao pyrite Deposit in Tongling City
沿江地區(qū)在前中生代主要形成與海相沉積作用有關(guān)的非金屬礦產(chǎn),零星有菱鐵礦、鐵、錳等金屬礦產(chǎn)產(chǎn)出。中生代主要形成與燕山期構(gòu)造巖漿活動有關(guān)的內(nèi)生礦產(chǎn);在巖漿巖不甚發(fā)育部位,亦有與海相和陸相沉積作用有關(guān)的非金屬礦產(chǎn)形成。新生代主要為與陸相沉積作用有關(guān)的非金屬礦和與表生作用有關(guān)的鐵、銅、金、錳等金屬礦產(chǎn)。
區(qū)內(nèi)沉積礦產(chǎn)類型較多,跨時較長,自早古生代至新生代均有出現(xiàn)。早古生代形成蒸發(fā)沉積型白云巖,化學(xué)沉積型石灰?guī)r,機械沉積型其它黏土、砂巖、鐵,生物化學(xué)沉積型磷。晚古生代形成機械沉積型砂巖、其它黏土、鐵,生物化學(xué)沉積型石灰?guī)r、煤、石煤,化學(xué)沉積型菱鐵礦。中生代形成有機械沉積型其它黏土、砂巖、銅,化學(xué)沉積型石灰?guī)r,蒸發(fā)沉積型石膏,生物化學(xué)沉積型煤等。新生代主要為表生作用形成礦產(chǎn),包括風化淋濾型鐵、錳、金、銅、黏土礦等,以及生物化學(xué)沉積型泥炭、機械沉積型砂礦型鐵。
內(nèi)生礦產(chǎn)形成于晚侏羅世-早白堊世,成礦時間為110~152.5 Ma[28-33]。主要礦床類型成礦年齡有較大差異,隆起區(qū)集中于145~137 Ma,坳陷區(qū)為110~135 Ma,隆坳過渡區(qū)的成礦年齡為130~137 Ma。在隆起區(qū):矽卡巖型銅鐵鉛鋅硫鉬金礦床為122.6~152.5 Ma,斑巖型銅鉬金鉛鋅礦床為125~149.2 Ma,巖漿熱液型鉛鋅金銅鐵硫銀銻礦床為121.7~145 Ma;疊加(復(fù)合/改造)型金硫鐵銅礦床為112.6~141.3 Ma。在坳陷區(qū):陸相火山巖型鐵硫銅金明礬石鉛鋅礦床為114~135 Ma;與A型花崗巖有關(guān)的熱液型鈾金礦床為110~130 Ma。因此,區(qū)內(nèi)隆起區(qū)主成巖成礦年齡早于坳陷區(qū)的主成巖成礦年齡,隆坳過渡區(qū)具有介于二者之間的特點。但是,在隆起區(qū)內(nèi),也發(fā)現(xiàn)有與坳陷區(qū)主成巖成礦期相同的成巖成礦年齡,表明在隆起區(qū)內(nèi)主成礦事件發(fā)生后,有坳陷區(qū)成巖成礦事件的疊加影響。在礦床類型上,區(qū)內(nèi)從矽卡巖型→斑巖型→巖漿熱液型→疊加(復(fù)合/改造)型→陸相火山巖型→淺層中低溫熱液型礦床,成礦年齡具有逐漸變新的趨勢,在空間分布上,成礦年齡自隆起區(qū)→隆坳過渡區(qū)→坳陷區(qū)年齡漸新。
前侏羅紀的沉積礦產(chǎn)主要分布在隆起區(qū)和隆坳過渡區(qū),在坳陷區(qū)的基底有晚中生代以后形成的沉積礦產(chǎn)。沉積礦產(chǎn)主要受沉積地層形成巖相和后期隆坳構(gòu)造形成的斷裂、褶皺構(gòu)造控制,不同的礦種、礦床產(chǎn)于特定地層內(nèi)的特殊巖性層之中,其總體具有帶狀分布的特征。
內(nèi)生礦產(chǎn)的空間分布主要受構(gòu)造控制,總體上以長江斷裂帶為主軸,不同方向、不同性質(zhì)、不同級別、不同層次的斷裂構(gòu)成了帶狀網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造系統(tǒng),對區(qū)內(nèi)構(gòu)造格局和演變具有重要控制作用。燕山期的陸內(nèi)擠壓-伸展運動形成的隆起區(qū)和坳陷區(qū)直接控制了區(qū)內(nèi)的巖漿成礦作用,其直接反映在隆起區(qū)形成以銅金鉛鋅鉬等為主的礦種組合,坳陷區(qū)形成以鐵硫鉛鋅等為主的礦種組合,并沿長江斷裂帶兩側(cè)具有成帶分布、分段集中、成群出現(xiàn)的特征(圖9)。由于受基底構(gòu)造的控制,隆起區(qū)內(nèi)銅金礦等主要呈東西向展布,坳陷區(qū)內(nèi)鐵硫礦等呈北東向展布。鉛鋅礦等產(chǎn)于隆坳過渡區(qū)居多,產(chǎn)于銅金礦或鐵硫礦集中產(chǎn)出區(qū)的邊緣。巖漿作用對成礦的控制,主要表現(xiàn)在區(qū)內(nèi)主要礦集區(qū)及其內(nèi)部的礦田、礦床圍繞巖漿活動中心分布,顯示礦床成群集中分布的特點。
5.1.1 與外生礦產(chǎn)有關(guān)的層位
區(qū)內(nèi)自震旦系至第四系均有外生礦產(chǎn)產(chǎn)出,受不同的沉積體系制約,產(chǎn)出不同的礦種和礦床類型。沿江地區(qū)重要的外生礦產(chǎn)有:石灰?guī)r、白云巖、石膏、煤、菱鐵礦、錳以及砂巖、黏土等。主要含礦地層層位如下:
石灰?guī)r:早奧陶世侖山組,晚石炭世黃龍組、早二疊世船山組,中二疊世棲霞組,早三疊世和龍山組、南陵湖組;白云巖:晚震旦世燈影組、早奧陶世侖山組、中三疊世周沖村組;菱鐵礦:中二疊世棲霞組;錳:中二疊世孤峰組;煤:中晚二疊世龍?zhí)督M;石膏:中三疊世周沖村組;砂巖、頁巖:早志留世墳頭組、茅山組,晚泥盆世五通群、晚三疊世黃馬青組;膨潤土:早白堊世中分村組;泥炭:第四紀蕪湖組。
此外,研究區(qū)已在二疊紀孤峰組、龍?zhí)督M、大隆組發(fā)現(xiàn)了頁巖氣、頁巖油等,在三疊紀發(fā)現(xiàn)常規(guī)油氣等重要找礦信息,將為該區(qū)能源礦產(chǎn)找礦史增添新的一頁。
5.1.2 地層與內(nèi)生礦產(chǎn)
研究區(qū)的內(nèi)生礦床幾乎都集中分布在3 個控礦巖石層位組合內(nèi),屬典型的層控的“多層”成礦規(guī)律。
圖9 安徽省沿江地區(qū)及鄰區(qū)主要內(nèi)生礦產(chǎn)分布示意圖(據(jù)文獻[5])Fig.9 Distribution of main endogenetic mineral resources in the area along the Yangtze River and its adjacent areas in Anhui Province
(a)泥盆紀五通組頂部不整合界面至石炭系、二疊系,是區(qū)內(nèi)最主要的容礦、控礦層位,主要分布在隆起區(qū)。區(qū)內(nèi)產(chǎn)于石炭—二疊紀地層中的銅、金、硫等資源儲量占比達一半以上。發(fā)育在該層位的礦床具有三種類型:第一類是早期存在同生沉積成礦作用,并在晚期受巖漿熱液疊加改造形成的硫化物礦床,如銅陵礦集區(qū)的新橋、峙門口、桃園等硫金礦床;第二類是早期受同生沉積成礦作用影響,晚期以矽卡巖成礦作用疊加形成的層控式礦床,如冬瓜山、胡村、老鴉嶺、大團山等銅礦床。第三類是產(chǎn)于石炭系-二疊系與侵入巖接觸帶部位,并受特殊巖性層控制,形成含層控式、接觸式兩種類型的復(fù)合式矽卡巖型礦床,如銅陵礦集區(qū)的銅官山、胡村等銅礦床,以及池州礦集區(qū)的銅山銅鐵礦床等。
(b)三疊系中、下統(tǒng),尤其是含膏(鹽)層的周沖村組,是研究區(qū)第二個主要的容礦層位,主要分布在坳陷區(qū)的基底或?。赀^渡區(qū)。發(fā)育在該層位的礦床主要為鐵礦、銅-鐵礦、鉛鋅銀礦等,主要類型有:接觸式矽卡巖型、陸相火山巖型、疊加(復(fù)合/改造)型以及上述類型的復(fù)合型。典型礦床有:安慶礦集區(qū)西馬鞍山銅鐵礦床、朱沖鐵銅礦床,廬樅礦集區(qū)龍橋鐵礦床、羅河鐵礦床深部小包莊鐵礦床,馬蕪地區(qū)白象山鐵礦床、楊莊鐵礦床,銅陵礦集區(qū)的鳳凰山銅礦床、荷花山鉛鋅礦床等。
(c)白堊系下統(tǒng)是研究區(qū)鐵、硫礦的主要容礦層位,主要發(fā)育在坳陷區(qū)。礦床主要與馬蕪礦集區(qū)大王山噴發(fā)旋回(廬樅礦集區(qū)為磚橋旋回)結(jié)束階段的富鈉偏基性的輝石閃長玢巖、閃長玢巖、石英閃長玢巖、鈉長斑巖、輝石粗安玢巖密切相關(guān)。礦體多賦存于這些潛火山巖與大王山組(磚橋組)的接觸部位,具有明顯的“層狀”和“似層狀”特征。如寧蕪盆地的凹山、向山鐵礦等,廬樅盆地的羅河、泥河、何家小嶺和大鮑莊鐵(銅)礦;礦床類型主要為陸相火山巖型。
5.2.1 基底斷裂控礦
在燕山期陸內(nèi)擠壓-伸展的構(gòu)造體制下,以北東向、近東西向基底斷裂構(gòu)造活動,形成了區(qū)內(nèi)特色的“隆坳構(gòu)造”格局,控制了研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造-巖漿-成礦作用的樣式。沿江地區(qū)是由北東向長江斷裂為主軸,由一系列北東向、北東東向、近東西向基底與淺表斷裂復(fù)合、交匯組成的大型“網(wǎng)格構(gòu)造”系統(tǒng),主要礦集區(qū)均產(chǎn)出于多組區(qū)域性斷裂構(gòu)造交匯地帶,以隆起區(qū)(斷隆、褶皺隆起)或坳陷區(qū)(盆地)形式出現(xiàn),其邊界多為斷裂構(gòu)造分割包圍。
銅陵礦集區(qū)處于東西向基底構(gòu)造和北西向構(gòu)造—巖漿巖帶交匯部位所形成的隆起區(qū)(斷?。瑓^(qū)內(nèi)的主要礦田(礦床)受基底東西向斷裂-巖漿巖帶控制,而賦礦構(gòu)造則受蓋層的北東向構(gòu)造控制。貴池隆起區(qū)的銅山礦田及其它內(nèi)生礦床則受近東西向弧形構(gòu)造控制(褶皺隆起)。安慶月山礦田受廬樅、懷寧火山巖盆地邊緣北東向隆起構(gòu)造控制。馬蕪、廬樅礦集區(qū)受“菱形網(wǎng)格構(gòu)造”形成的“拉分盆地”控制,區(qū)內(nèi)鐵硫礦床主要沿北東向基底隆起帶分布。
5.2.2 褶皺構(gòu)造控礦
區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造主要形成于印支期和燕山期,前者是控制地層空間展布的主要構(gòu)造,總體走向為北東向,后者只是疊加在印支期之上的北北東向或北西向褶皺。二者對成礦控制作用主要表現(xiàn)在隆起區(qū)和隆坳過渡區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造對礦體的空間形態(tài)及其賦礦地層和巖漿活動的控制。
在隆起區(qū),以銅陵礦集區(qū)為例,區(qū)內(nèi)總體為一北東向“S”形復(fù)式褶皺帶,背斜緊閉、向斜寬緩,具有隔檔式褶皺特點。銅官山、獅子山、舒家店-新橋和姚家?guī)X礦田產(chǎn)于背斜構(gòu)造的核部或轉(zhuǎn)折端部位,僅鳳凰山礦田位于向斜的核部,且與成礦有關(guān)的侵入體多侵位于背斜的核部,顯然背斜構(gòu)造是控制礦田、礦床尺度的有利構(gòu)造。背斜構(gòu)造控礦另一重要原因,是對各類矽卡巖型礦床有利的控礦地層的產(chǎn)狀控制,礦體產(chǎn)狀隨地層產(chǎn)狀變化而變化,在礦床內(nèi)部,也可以發(fā)現(xiàn)礦體形態(tài)與褶皺形態(tài)基本一致,在背斜轉(zhuǎn)折端的虛脫部位礦體有明顯加厚的特點。
在以早白堊世形成的火山-沉積盆地為代表的坳陷區(qū),盆地基底三疊紀地層的構(gòu)造隆起部位對產(chǎn)于其中陸相火山巖型鐵硫礦床具有控制作用?;茁∑饚Ф嗍窃谂璧匦纬汕坝神薨櫥驍嗔炎饔眯纬桑诨茁∑饚砣B世地層與火山—潛火山巖接觸部位是陸相火山巖型鐵硫礦形成的重要位置,形成礦床具有層狀礦和交代礦的特點,礦床規(guī)模多在大-中型。如馬蕪礦集區(qū)的白象山鐵礦和楊莊鐵礦、廬樅礦集區(qū)的小包莊鐵礦和龍橋鐵礦。
沿江地區(qū)巖漿巖可劃分出高鉀鈣堿性中基性-中酸性侵入巖系列、橄欖安粗巖系火山-潛火山巖系列和中偏堿性侵入巖系列(A 型花崗巖)等三個巖石系列,與不同的隆坳構(gòu)造環(huán)境相對應(yīng),在形成時間上有從高鉀鈣堿性系列(152~137 Ma)→橄欖安粗巖系列(135~125 Ma)→A 型花崗巖(125~100 Ma)逐漸變新的規(guī)律,三個巖石系列對應(yīng)形成礦床成礦時代具有相同的特點。
在銅陵、安慶、池州等隆起區(qū)內(nèi),主要為高鉀鈣堿性系列輝石(二長)閃長巖-石英(二長)閃長巖-花崗閃長(斑)巖組合,與此類巖漿巖有關(guān)的礦化類型及礦種組合主要為斑巖型-矽卡巖型-疊加(復(fù)合/改造)型巖漿熱液型銅、金、硫、鐵、鉛、鋅、鉬礦等。
在馬蕪、廬樅等坳陷區(qū),主要為橄欖安粗巖系列高鈉堿鈣性中基性火山巖-潛火山-侵入巖組合,與其相關(guān)的礦床類型及礦床(種)組合主要為陸相火山巖型-疊加(復(fù)合/改造)型鐵、硫、銅、明礬石礦和斑巖型鉛、鋅、銀礦。
在隆起區(qū)與坳陷區(qū)的過渡部位,主要是A 型花崗巖,包括鉀長花崗巖、(石英)正長巖、石英二長巖等,具富堿、高鉀、富水等特征,主要分布于沿江成礦亞帶長江以北的安慶-樅陽-無為一線,長江以南的池州-青陽-繁昌-馬蕪等地,與其相關(guān)的礦床類型及礦床(種)組合主要為淺層中低溫熱液型鈾、釷、鐵礦等。
在2011 年國土資源部提出“地質(zhì)找礦戰(zhàn)略突破行動計劃”和實施的地質(zhì)礦產(chǎn)遠景調(diào)查專項后,安徽省加大了地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作力度,圍繞沿江成礦亞帶等省內(nèi)重點成礦區(qū)帶開展了礦產(chǎn)遠景調(diào)查工作;至2018 年底,研究區(qū)相繼發(fā)現(xiàn)或探明了南陵縣姚家?guī)X巖漿熱液型鋅金礦床(大型)、安慶市朱沖矽卡巖型鐵銅礦床(大型)、廬江縣小包莊陸相火山巖型鐵硫礦床(中型)、廬江縣岳山斑巖型鉛鋅礦床銅盤山礦段(中型)、銅陵市胡村南矽卡巖型銅鉬礦床(大型)、無為縣西灣巖漿熱液型鉛鋅礦床(大型)、銅陵市敕山金礦床(中型)、銅陵市荷花山淺成中低溫熱液型鉛鋅礦床(中型)等一批大中型礦床,池州市拋刀嶺金礦亦從中型礦床突破為大型礦床;在馬蕪礦集區(qū)雍正礦田和廬樅火山巖盆地深部見有產(chǎn)于潛火山巖體頂部的引爆角礫巖型銅金礦體。此外,2019 年,在沿江地區(qū)及鄰區(qū)發(fā)現(xiàn)了常規(guī)油氣和頁巖氣(油)的找礦線索。以上事實表明,沿江地區(qū)已知礦集區(qū)深部及外圍仍具有較大找礦潛力,同時,能源礦產(chǎn)的找礦工作應(yīng)引起足夠的重視。
研究區(qū)從北東到南西分布有寧蕪(Fe)、銅陵(Cu-Au)、廬樅(Fe-Cu)、安慶(Cu-Fe)、貴池(Cu)等五個礦集區(qū)。在成礦帶內(nèi)的“第一找礦空間(0~500 m)”已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾十個大型、超大型礦床,它是燕山巖漿熱液成礦作用、燕山晚期火山作用以及它們之間相互疊加、改造形成的。由于長江中下游成礦帶具有統(tǒng)一的蓋層沉積演化史,分布穩(wěn)定,大范圍具有可對比性,而且中生代巖漿活動強烈,并貫穿于各構(gòu)造地層單元。隆起區(qū)、隆坳過渡區(qū)、坳陷區(qū)在晚三疊世以前具有相同的成礦地質(zhì)環(huán)境,應(yīng)該發(fā)育相同的成礦系統(tǒng),晚三疊世以后由于隆坳格局和剝蝕深度的變化,才出現(xiàn)了形式上與隆起和坳陷關(guān)系密切的不同礦化組合的分野。理論上,在坳陷區(qū)深部應(yīng)該發(fā)育和存在與隆起區(qū)同樣的成礦系統(tǒng)和相應(yīng)的礦床。因此,在寧蕪和廬樅礦集區(qū)深部可能存在與銅陵、安慶礦集區(qū)相似的礦化類型。在銅陵、安慶礦集區(qū)深部可能存在與廬江-滁州成礦亞帶相同(隆坳過渡區(qū))的容礦層,如產(chǎn)于震旦—奧陶系中的龍王尖金礦、東孫家銅礦、瑯琊山銅礦等,以及產(chǎn)于以志留紀碎屑巖為圍巖的斑巖型銅礦等。在隆坳過渡區(qū)的深部則可能出現(xiàn)與隆起區(qū)內(nèi)礦化類型相同的礦床。因此,長江中下游地區(qū)深部“第二找礦空間”實際上就是現(xiàn)有控礦層位和成礦巖體在深度方向的延伸,不同礦集區(qū)深部找礦視其構(gòu)造位置應(yīng)有所側(cè)重。
馬蕪、廬樅、銅陵、安慶等大型礦集區(qū)深部一系列新礦床的發(fā)現(xiàn)和已知礦床規(guī)模的擴大(如羅河鐵礦深部小包莊鐵礦、獅子山礦田內(nèi)的胡村南銅鉬礦、敕山金礦、安慶朱沖鐵銅礦、銅陵荷花山鉛鋅礦床等的發(fā)現(xiàn)),預(yù)示重要礦集區(qū)存在“第二找礦空間”以及在尋找“新類型”礦床方面具有極大資源潛力。
廬樅火山巖盆地井邊—巴家灘一帶,在已知脈狀銅礦床(體)周邊已發(fā)現(xiàn)分布有絹云母化、硅化、青盤巖化和鉀化等圍巖蝕變現(xiàn)象,并具有較弱的蝕變分帶現(xiàn)象,分帶特征與斑巖型銅礦的圍巖蝕變非常相似,蝕變帶中見及黃銅礦、黃鐵礦、輝銅礦、磁鐵礦等礦物。此外,廬江黃屯硫鐵礦深部的角礫巖型(斑巖型)銅金礦體是廬樅地區(qū)近年來發(fā)現(xiàn)的新類型礦化線索,值得進一步工作。近年發(fā)現(xiàn)的無為市西灣巖漿熱液型鉛鋅礦有望達到大型規(guī)模,是火山巖盆地邊緣隆起區(qū)的除斑巖型銅金礦體之外的又一重大突破,值得進一步探索??蓪]樅盆地的東側(cè)作為找礦重點地區(qū),將尋找隆起區(qū)類似礦床或新類型、新礦種作為勘查方向。
馬蕪火山巖盆地南西段的雍鎮(zhèn)礦田分布著少量受燕山期(石英)閃長玢體與三疊系碳酸鹽巖地層接觸帶構(gòu)造控制的矽卡巖型鐵硫礦體,部分礦體中含銅。盆地中部凹山礦田及其邊深部多存在受隱爆角礫巖筒構(gòu)造控制的硫鐵礦床,鉆探工作已證實深部存在受隱爆角礫巖筒控制的銅金礦體,并有花崗閃長斑巖體和花崗斑巖體的分布,具有形成大型角礫巖型(或斑巖型)銅金礦礦床的前景。
在隆坳過渡區(qū)的地質(zhì)找礦成果已經(jīng)顯示了其具有較大的成礦潛力,尤其是在隆坳過渡區(qū)接近坳陷區(qū)的邊緣部分,如近年發(fā)現(xiàn)的姚家?guī)X巖漿熱液型鋅金礦床(大型)位于銅陵隆起與繁昌坳陷的過渡部位、無為市西灣巖漿熱液型鉛鋅礦床(大型)位于廬樅盆地邊緣與隆起區(qū)過渡部位,為隆坳過渡區(qū)找礦提供了先例。此外,在研究區(qū)南側(cè),大致沿高坦-周王斷裂帶分布有一呈北東向展布的斑巖帶,構(gòu)造位置處于江南隆起(隆起區(qū))和沿江褶斷帶(坳陷區(qū))過渡部位,分布有拋刀嶺金礦、馬頭銅鉬礦、馬石銅鉬礦、舒家店銅金礦等斑巖型銅、鉬、金礦床,規(guī)模為大中型。因此,下一步應(yīng)加強隆坳過渡區(qū)找礦工作,一是將廬樅、馬蕪、繁昌等火山巖盆地邊緣作為找礦重點地區(qū),將尋找與隆起區(qū)類似礦床或新類型、新礦種作為勘查方向;二是深入將貴池-青陽-南陵一帶的斑巖帶作為尋找斑巖型銅、金礦的重點對象。
沿江地區(qū)新生代盆地深部尋找石油、天然氣、頁巖氣一直得到地勘單位和油氣勘查單位的高度重視,2019 年南京地質(zhì)調(diào)查中心在該區(qū)實施能源礦產(chǎn)調(diào)查中取得了重要進展。在無為盆地及周邊,分布有早志留-中三疊世地層,通過調(diào)查已經(jīng)確定早志留世高家邊組、中—晚二疊世孤峰組、龍?zhí)舵?zhèn)、大隆組以及早三疊世殷坑組、和龍山組具有生烴能力,在盆地周邊的早三疊世地層中發(fā)現(xiàn)“油瀝青”,因此,這套古生代和早中生代地層已成為區(qū)內(nèi)尋找頁巖氣和天然氣的重要目標層系。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)鉆探發(fā)現(xiàn)的天然氣產(chǎn)出部位,即處于周沖村組石膏礦之下,證明區(qū)內(nèi)的“膏丘”構(gòu)成了油氣儲聚,是重要的成藏“構(gòu)造圈閉”,深部的頁巖氣資源前景有待下一步勘查證實。因此,圍繞沿江地區(qū)無為盆地、潛山盆地、望江盆地深部及周邊地區(qū)尋找常規(guī)油氣和頁巖氣應(yīng)作為未來勘查工作的重點。
沿江地區(qū)的三稀礦產(chǎn)主要為稀散元素礦產(chǎn),包括鍺、鎵、銦、鎘、硒、碲、錸等,呈伴生元素形式賦存于疊加(復(fù)合/改造)型硫金礦床、矽卡巖型-斑巖型銅金礦床、陸相火山巖型鐵硫明礬石礦床、巖漿熱液型銅鉛鋅礦床中,其中硒、碲、鎵、鍺、鎘資源儲量規(guī)??蛇_大中型,但賦存狀態(tài)尚未研究清楚,造成開發(fā)利用程度偏低。在沿江巖漿巖帶主帶與南北外帶的交接部位,有兩條對稱分布的A 型花崗巖帶,在北外帶的黃梅尖巖體內(nèi)及其外接觸帶部位已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鈾礦床,安慶大龍山巖體也發(fā)現(xiàn)鈾礦點;近年在南、北外帶的A 型花崗巖中有發(fā)現(xiàn)了稀土、稀有金屬礦化,且具有較大規(guī)模。囿于過去對“三稀”礦產(chǎn)的重視不夠,未能實現(xiàn)重大的找礦突破,下一步需要加大力度開展該類礦種找礦潛力評價。
(1)研究區(qū)礦床類型包括內(nèi)生型、外生型和疊加(復(fù)合/改造)型三個大類,其中內(nèi)生型包括巖漿型、矽卡巖型、斑巖型、巖漿熱液型、陸相火山巖型、受變質(zhì)型、淺成中-低溫熱液型礦床及成因不明型,外生型包括風化型、機械沉積型、化學(xué)沉積型、蒸發(fā)沉積型、生物化學(xué)沉積型等。
(2)研究區(qū)在前中生代主要形成與海相沉積作用有關(guān)的非金屬礦產(chǎn),中生代主要形成與燕山期構(gòu)造巖漿活動有關(guān)的內(nèi)生礦產(chǎn),新生代主要形成與陸相沉積作用有關(guān)的非金屬礦和與表生作用有關(guān)的鐵、銅、金、錳等金屬礦產(chǎn)。
(3)前侏羅紀的沉積礦產(chǎn)主要分布在隆起區(qū)和隆坳過渡區(qū),在坳陷區(qū)的基底有晚中生代以后形成的沉積礦產(chǎn)。內(nèi)生礦產(chǎn)的分布受隆坳構(gòu)造格局的控制,廬樅、懷寧、馬蕪、繁昌等火山—沉積盆地內(nèi)主要形成與陸相火山作用有關(guān)的礦床類型;銅陵、安慶、繁昌荻港、池州江口斷隆等隆起區(qū)主要形成與巖漿侵入作用有關(guān)的礦床類型。
(4)銅陵、池州等隆起區(qū)具有尋找?guī)r體與早古生代地層接觸帶中的銅多金屬礦的潛力,廬樅、馬蕪等坳陷區(qū)具有尋找矽卡巖型、斑巖型、巖漿熱液型銅金鉛鋅多金屬礦的潛力。隆坳過渡帶,尤其是隆起邊緣和坳陷區(qū)邊緣,往往是大中型內(nèi)生礦產(chǎn)的產(chǎn)出地,需要引起重視。
(5)無為、潛山、望江等新生代盆地深部及周邊地區(qū)是尋找能源礦產(chǎn)的有利地段。
(6)分布于沿江江北和江南的兩條大致對稱分布的A 型花崗巖帶,是實現(xiàn)沿江地區(qū)稀土、稀有金屬礦化及鈾礦化等新礦種找礦突破的關(guān)鍵地帶。