郭 帥

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局三一二地質(zhì)隊(duì)，安徽 蚌埠 233040）

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

小工山鐵銅礦山大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)下?lián)P子臺(tái)坳，沿江拱斷褶帶安慶凹斷褶束的東段，銅陵至南陵多金屬成礦帶東部邊緣[1]。

區(qū)域地層屬下?lián)P子地層分區(qū)，除缺失泥盆系中下統(tǒng)及石炭系下統(tǒng)外，自志留系至第四系地層均有分布[2]。

區(qū)域內(nèi)的主體褶皺構(gòu)造為戴公山背斜，北東方向鄰近繁昌火山坳陷且南東則毗鄰宣南坳陷，北西與新屋里向斜相連，總體呈北東向延伸，軸向基本上在55°左右，而在其北東端至繁昌火山凹陷邊緣地段軸向彎轉(zhuǎn)成25°左右，褶皺樞紐平緩，向南西傾伏且傾伏角在10°左右。早期斷裂主要形成于印支期，總體呈北東東～北東向，走向與地層產(chǎn)狀相近。晚期斷裂主要為平移斷層，走向以北西向?yàn)橹饕较颍瑑A角陡立，總體上對(duì)礦體有一定的破壞作用。

區(qū)域內(nèi)巖漿巖發(fā)育，主要為燕山期侵入巖，分布面積廣，主要以巖株、巖墻，其次為巖枝、巖床、巖瘤狀產(chǎn)出。從巖體軸向來看，巖體為北東～南西向，這點(diǎn)與區(qū)域構(gòu)造總體方向戴公山背斜呈北東向延伸具備一致性，只有少數(shù)巖體呈北西～南東或南北向。因此可以說明巖體分布在一定程度上受區(qū)域構(gòu)造線的影響，與之關(guān)系密切，且?guī)r漿巖侵入時(shí)間上也是晚于總體構(gòu)造格局形成之后。巖性主要為中～中酸性的花崗閃長(zhǎng)巖。脈巖有閃長(zhǎng)玢巖、煌斑巖、輝綠玢巖、正長(zhǎng)斑巖及花崗斑巖等，長(zhǎng)軸方向與晚期斷裂走向平行或大致平行，主要發(fā)育于巖體、圍巖之中，部分穿插于兩者之間，對(duì)礦體有一定的破壞作用。礦區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，主要為沙灘角花崗閃長(zhǎng)巖體，另外在鉆孔和井下見輝綠玢巖、花崗斑巖等后期脈巖穿插[3]。

區(qū)域礦產(chǎn)較豐富，主要為銅、鉛、鋅，其次為鐵、鉬、石英砂巖、石灰?guī)r等。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)地層主要為二疊系下統(tǒng)孤峰組上段硅質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r組成。主要分布在礦區(qū)西部及礦體的底板。二疊系下統(tǒng)孤峰組(P1g)中厚～厚層灰?guī)r、大理巖及硅質(zhì)巖，巖石較堅(jiān)硬。淺灰色中細(xì)晶大理巖。與下伏黃龍、船山組地層呈假整合接觸。地層走向北東方向，傾向北西，傾角變緩，50°～65°。

第四系地層由第四紀(jì)全新世殘坡積成因的含粘土碎石、塊石、含碎石粉質(zhì)粘土及沖洪積成因的砂礫石、礫卵石等組成，其中前者厚度一般厚度2m～30m，主要分布在山前坡腳及緩坡地帶，后者厚3m～5m，分布在部分沖溝及山間坳谷中。

2.2 構(gòu)造

戴公山背斜為本區(qū)重要的褶皺構(gòu)造，根據(jù)查閱相關(guān)文獻(xiàn)得知該褶皺形成于印支期，相關(guān)特征如下：樞紐較平緩，向南西傾伏10°左右。背斜北西翼部地層出露完整；南東翼大部分?jǐn)嘞?，普遍為白堊系上統(tǒng)宣南組紅砂巖、礫石層覆蓋；核部地層為志留紀(jì)。小工山銅鐵礦位于戴公山倒轉(zhuǎn)背斜北東段北西翼，地層傾向南東，傾角30°～70°，且為倒轉(zhuǎn)翼[4]。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，主要有礦區(qū)中南部的沙灘角巖體及沿層間裂隙或破碎帶上侵及礦區(qū)西北部中酸性巖脈產(chǎn)出[4]。

沙灘角巖體：出露面積5.5Km2，呈巖株產(chǎn)出，由北向西超覆，傾向北，接觸面不規(guī)則[5]，西部沙灘角接觸面較平緩，東部戴腰山較陡，巖性主要為花崗閃長(zhǎng)巖，巖石風(fēng)化面呈黃褐色或土黃色，新鮮面則為灰白色～淺肉紅色，全晶質(zhì)中粗粒半自形花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要成分為斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英，其次為角閃石、黑云母等。副礦物有黃鐵礦、磷灰石、磁鐵礦、褐鐵礦、榍石等。巖體周邊往往形成較完整的矽卡巖變質(zhì)帶，變質(zhì)帶內(nèi)產(chǎn)出規(guī)模不一的銅礦體。

酸性巖脈主要為花崗斑巖，分布于研究區(qū)西北部，沿?cái)嗔褬?gòu)造帶貫入，長(zhǎng)數(shù)百米，厚度10～95m，走向近南北，傾向東，傾角80°以上。巖石呈灰白色，半自形～它形中粒似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成分主要為斜長(zhǎng)石、正長(zhǎng)石、石英，少量角閃石。有時(shí)含星點(diǎn)狀黃鐵礦，局部見有銅礦化現(xiàn)象。產(chǎn)出時(shí)間晚于沙灘角巖體，屬成礦后期巖脈。

2.4 變質(zhì)作用與圍巖蝕變

區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用強(qiáng)烈，大體可分為熱變質(zhì)作用、接觸交代變質(zhì)作用和圍巖蝕變作用，其中接觸交代變質(zhì)作用與成礦關(guān)系最密切[5]。

2.4.1 熱變質(zhì)作用

熱變質(zhì)作用主要發(fā)生在巖體侵入時(shí)期，沿巖體邊部及附近圍巖中產(chǎn)生廣泛的熱力變質(zhì)帶，厚度幾米至幾十米。表現(xiàn)為區(qū)內(nèi)大部分灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r普遍受到重結(jié)晶作用，使原巖結(jié)構(gòu)變粗，有的變?yōu)樘橇罹з|(zhì)大理巖，砂巖變質(zhì)為石英巖，頁巖變質(zhì)為角巖等。

2.4.2 接觸交代變質(zhì)作用

因巖漿侵入，在接觸帶附近的巖體和圍巖中發(fā)生交代變質(zhì)作用，形成了寬窄不等的矽卡巖帶，本區(qū)所有礦體即賦存其中，受其控制。根據(jù)不同礦物組合，自巖體向圍巖大致可分為以下三個(gè)帶：

（1）矽卡巖化花崗閃長(zhǎng)巖帶：發(fā)育在巖體內(nèi)接觸帶附近，100線以西厚度較小，分布零散，自100線向東，逐漸變厚，至102線，厚度可達(dá)百余米。在該帶中有時(shí)見有黃鐵礦化和輕微的黃銅礦化現(xiàn)象，但不具工業(yè)價(jià)值。

（2）矽卡巖帶：此帶十分發(fā)育，因圍巖性質(zhì)不同，在交代作用過程中會(huì)形成不同的矽卡巖礦物?？煞譃棰偈袷◣r、②透輝石矽卡巖、③石榴石～透輝石矽卡巖、④綠簾石矽卡巖，其中以第一種石榴石矽卡巖為主，約占整個(gè)矽卡巖帶的85%以上，且與成礦關(guān)系最密切。當(dāng)矽卡巖厚度較大時(shí)，不同類型的矽卡巖常常漸變過渡，交替出現(xiàn)，表現(xiàn)出相互交叉的關(guān)系，很難單獨(dú)圈出來?？傮w上看，在中上部石榴石矽卡巖占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，在底部透輝石矽卡巖較常見，而綠簾石矽卡巖則零散地分布其間。

石榴石矽卡巖為棕褐～淺褐色，半自形不等粒變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，少量似條帶狀構(gòu)造，礦物成分以石榴石為主，約占90%以上，含有少量透輝石、綠簾石、透閃石、石英、方解石等。根據(jù)研究區(qū)普查報(bào)告，對(duì)部分鉆孔矽卡巖進(jìn)行了取樣化驗(yàn)，化學(xué)成分參見表1。

表1 矽卡巖化學(xué)成份一覽表

2.4.3 圍巖蝕變

區(qū)內(nèi)圍巖熱液蝕變作用廣泛而強(qiáng)烈，有①鉀長(zhǎng)石、②綠泥石化、③碳酸鹽化、④黃鐵礦化、⑤綠簾石化、⑥硅化、⑦赤鐵礦化等，以前四種蝕變較普遍。

（1）鉀長(zhǎng)石化：在巖體內(nèi)普遍較發(fā)育，一般越靠近巖體接觸帶，鉀長(zhǎng)石化越強(qiáng)烈，根據(jù)其發(fā)育程度，往往可以判斷離矽卡巖化帶的遠(yuǎn)近。

（2）綠泥石化：在接觸帶附近分布較普遍。在矽卡巖中可看到綠泥石沿方解石脈交代周圍巖石中的礦物，在巖體蝕變帶內(nèi)可見黑云母等暗色礦物蝕變?yōu)榫G泥石的現(xiàn)象。

（3）碳酸鹽化：在研究區(qū)內(nèi)各種巖石中都比較發(fā)育，多呈細(xì)脈狀穿插。在矽卡巖帶和礦體中，碳酸鹽化主要呈團(tuán)塊狀和細(xì)脈狀充填在石榴石礦物間或裂隙中。

（4）黃鐵礦化：普遍見于研究區(qū)各種巖石中，與銅礦化關(guān)系較為密切。常呈細(xì)粒狀嵌布于矽卡巖礦物顆粒間，或呈不規(guī)則細(xì)脈狀充填于巖石裂隙中。其它的硅化、綠簾石化、赤鐵礦化等均常見于矽卡巖帶內(nèi)，其中硅化與礦化關(guān)系較密切。

3 礦體特征

3.1 礦體特征

小工山鐵銅礦床是典型的接觸交代矽卡巖鐵銅礦。矽卡巖礦化帶長(zhǎng)約500m，厚度幾米至50m，傾向南西，傾角70°以上。自剖面129～137線，銅礦化較強(qiáng)，其中剖面131～133線，伴有強(qiáng)烈磁鐵礦化，+150m標(biāo)高以上，以鐵礦為主，+150m標(biāo)高以下，則以鐵銅礦和銅礦為主，顯示了金屬元素在水平和垂直方向上具有退縮式逆向分帶性。

3.2 礦體數(shù)目及分布范圍

礦床內(nèi)共有礦體4個(gè)，編號(hào)為Ⅰ號(hào)礦體和Ⅱ號(hào)礦體，兩個(gè)零星小銅礦體，編號(hào)為①、②號(hào)。

礦體分布在研究區(qū)東部，走向近南北。剖面133線以南礦體肥厚密集，①號(hào)、Ⅱ號(hào)、Ⅰ號(hào)礦體平面上自東向西、剖面上自上向下(剖面131線)呈雁行排列，礦體賦存標(biāo)高在+220m至-50m之間。剖面133線以北僅有Ⅰ號(hào)、②號(hào)礦體出現(xiàn)且向北逐漸側(cè)伏尖滅，礦體賦存標(biāo)高在+47m至-142m之間。剖面137線以北礦體滅失。研究區(qū)西部暫時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)有工業(yè)價(jià)值的鐵銅礦化體。

3.3 礦體賦存狀態(tài)、產(chǎn)狀及規(guī)模

圖1 129線剖面圖

Ⅰ號(hào)銅礦體為研究區(qū)主礦體。位于剖面129～137線，賦存標(biāo)高為-142m～+197m。形態(tài)受矽卡巖帶控制，呈透鏡狀、似層狀；走向北西，至剖面135線轉(zhuǎn)北東向;傾向自淺至深由北東漸變直立，爾后傾向北西，傾角為70°～88°；走向長(zhǎng)度約450m，傾向延深319m，厚度0～24.00m，平均為12.00m。該礦體在剖面129線至剖面131線之間+32m～+155m標(biāo)高基本采空。

Ⅱ號(hào)鐵銅礦體位于研究區(qū)南部剖面131～129線，賦存標(biāo)高為+68m～+210m。礦體形態(tài)受矽卡巖帶控制，呈透鏡狀；礦體走向北西，淺部?jī)A向東，深部漸變?yōu)楸蔽?，傾角為75°左右；走向長(zhǎng)約128m，傾向延深90m～120m，平均為105m，厚度3.22m～19.71m，平均10.40m。該礦體已基本采空。

①銅礦體位于研究區(qū)南側(cè)剖面131線，賦存標(biāo)高為+172m～+220m。呈透鏡狀；礦體走向北西，傾向北東，傾角為69°；礦體走向長(zhǎng)約50m，傾向延深49m，見礦厚度2.40m。該礦體位于界外尚未開采。

②號(hào)銅礦體位于研究區(qū)中部剖面133線，賦存標(biāo)高為+47m～-44m。呈透鏡狀；礦體走向北西，傾向南西，傾角為69°～直立；礦體走向長(zhǎng)約100m，傾向延深90m，見礦厚度6.18m。該礦體尚未開采。

4 成因淺析與找礦探討

4.1 成因淺析

不僅大地構(gòu)造條件位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)下?lián)P子臺(tái)坳，符合矽卡巖礦床經(jīng)常出現(xiàn)在地臺(tái)邊緣或凹陷帶的特征。而且具備明顯的成礦專屬性，侵入巖類型主要為兩期的巖漿巖，花崗閃長(zhǎng)巖和花崗斑巖。另外，銅礦床往往與花崗閃長(zhǎng)巖等巖石有關(guān)。第三，圍巖為二疊系下統(tǒng)孤峰組且為矽卡巖礦床最為有利的碳酸鹽類巖石。礦床內(nèi)共有4個(gè)礦體，Ⅰ號(hào)礦體、Ⅱ號(hào)礦體，①零星小銅礦體、和②號(hào)兩個(gè)零星小銅礦體同時(shí)具備矽卡巖礦床典型特征。沙灘角巖體與區(qū)內(nèi)成礦關(guān)系極為密切，本區(qū)即位于該巖體東北部之北緣接觸帶附近，礦體均賦存在巖體接觸帶矽卡巖中，堅(jiān)硬塊狀矽卡巖巖組主要有石榴石矽卡巖、透輝石矽卡巖，少量綠簾石矽卡巖，呈堅(jiān)硬塊狀。分布于研究區(qū)中部巖體接觸帶部位，是區(qū)內(nèi)的含礦巖層，且為Ⅰ號(hào)主礦體的直接頂、底板。由燕山晚期侵入的中細(xì)?；◢忛W長(zhǎng)巖、花崗斑巖，結(jié)構(gòu)為致密塊狀，構(gòu)造為塊狀構(gòu)造，新鮮巖石堅(jiān)硬，節(jié)理裂隙較為發(fā)育，抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，風(fēng)化帶不發(fā)育，在地表常形成3m～5m厚的風(fēng)化帶，在地形低洼地帶，局部風(fēng)化層厚度可達(dá)10m，強(qiáng)風(fēng)化層巖石呈松散礫狀。小工山鐵銅礦床從空間上看與矽卡巖巖組關(guān)系密切，產(chǎn)于花崗閃長(zhǎng)巖、花崗斑巖與二疊系下統(tǒng)孤峰組碳酸鹽類巖石，主要為灰?guī)r的接觸帶及附近位置。礦物組合來看，形成了一種透輝石-鈣鐵輝石系列的交代巖，具備典型的矽卡巖礦物組合特征，從成因上看為接觸變質(zhì)作用形成的矽卡巖礦床。同時(shí)具備該類型礦床的一些列特征，礦體連續(xù)性差、礦物成分復(fù)雜。

因此，小工山鐵銅礦床，以接觸交代矽卡巖銅礦為主，銅、鐵礦體均處于花崗閃長(zhǎng)巖、花崗斑巖與孤峰組灰?guī)r接觸帶之塊狀條帶狀矽卡巖中，礦床內(nèi)主要礦體兩個(gè)，編號(hào)為Ⅰ號(hào)礦體和Ⅱ號(hào)體，Ⅰ號(hào)礦體深部，主要為銅礦，伴生金、銀、硫、鉛、鋅綜合利用價(jià)值不大。Ⅱ號(hào)礦體主要是開采赤鐵礦礦石。礦體位于以花崗閃長(zhǎng)巖為主的侵入巖與孤峰組的灰?guī)r接觸帶中，矽卡巖礦化帶長(zhǎng)約500m，厚度幾米～50米，傾向南西，傾角70°以上，嚴(yán)格受接觸帶控制。

4.2 找礦探討

小工山鐵銅礦床為矽卡巖礦床，因代表性礦物組合為透輝石-鈣鐵輝石等含水硅酸鹽，且圍巖①鉀長(zhǎng)石化、②綠泥石化、③碳酸鹽化和④黃鐵礦化四種蝕變較普遍。證明小工山鐵銅礦床成礦階段為早期石英-硫化物期階段。構(gòu)造上看印支期戴公山背斜正好對(duì)巖體及含礦熱液流通起到控制作用。但是研究區(qū)及周邊對(duì)構(gòu)造研究程度極低，需加強(qiáng)構(gòu)造研究，可結(jié)合斷裂、戴公山背斜次生構(gòu)造、層間破碎帶、構(gòu)造裂隙等進(jìn)一步指導(dǎo)找礦。