安徽銅陵冬瓜山銅礦礦床論文

1、安徽銅陵冬瓜山銅礦礦床論文 學院：資源學院 專業(yè)：資源勘查工程（固體方向） 班級：021112姓名：梁大祥學號：20111002029 第一章 成礦地質背景1、 礦床的大地構造位置 銅陵地區(qū)位于貴池馬鞍山隆起帶（印支期隆起帶）的中部，西以炎廬斷裂帶為界非別與華北地塊與大別地塊毗鄰，南東與江南臺隆相連。南、北兩側分別被兩條東西向的隱伏基底斷裂所圍限，與貴池，繁昌兩個北東向的“S”狀窿 褶帶相隔，東西兩側分別為北東向大型斷裂帶為界，構成一個相對獨立的棱形隆起地塊。（圖1） 1.沉降帶;2.隆起帶;3.背斜軸;4.向斜軸;5.斷層;6.炎廬斷裂帶;7.構造單元邊界 圖1、礦床大地構造圖2、 區(qū)域地質

2、區(qū)內構造主要為北東向青山背斜和近東西向、南北向、北東向斷裂。礦區(qū)內巖漿巖廣泛發(fā)育，多為 淺 成超淺成的小型侵入體，呈 巖墻或巖枝狀，巖性主要為石 英 閃 長(斑) 巖，巖石的黑云母 A r A r 坪年齡為 135.8±1.1Ma ，鋯石 年齡為 135.5±2.1Ma 。（圖2） 1 -第四系; 2 -中三疊灰?guī)r、白云巖質灰?guī)r; 3 -下三疊灰?guī)r; 4 -石英閃長巖; 5 -輝石閃長巖; 6 -花崗閃長巖; 7 -實測及推測斷層; 8 -礦體水平投影 圖2、地質圖 地層銅陵地區(qū)地表除缺失中下泥盆統(tǒng)和下石炭統(tǒng)地層外,從志留系至第四系均有出露,其中志留系、泥盆系、石炭系、二疊

3、系及下、中三疊統(tǒng)地層分布較廣,而上三疊統(tǒng)、侏羅系和白堊系地層分布較為零星。志留系為海相碎屑沉積;上泥盆統(tǒng)為陸相沉積;中上石炭統(tǒng)及下二疊統(tǒng)以海相碳酸鹽沉積為主,伴有少量碎屑沉積;上二疊統(tǒng)下部為海陸交互相含煤沉積,上部為海相碳酸鹽; 下、中三疊統(tǒng)為海相碳酸鹽沉積;上三疊統(tǒng)及早、中侏羅世地層為陸相碎屑沉積;晚侏羅世至早白堊世為巨厚的陸相火山巖系和碎屑巖系;晚白堊世至第三紀沉積物為一套巨厚的陸相紅色碎屑巖系,局部地區(qū)含膏鹽。不同時代地層的含礦性存在明顯差異,上古生和下三疊統(tǒng)以Cu、S為主,次為Fe、Au、P b、Zn;中三疊統(tǒng)及白堊系以Fe、S(Cu、Au)組合為主,次為P b、Zn。其中,石炭系至二

4、疊系和下白堊統(tǒng)是本區(qū)Fe、Cu、S、Au、Mo、P b、Zn等礦產(chǎn)的主要賦存部位。中石炭統(tǒng)黃龍組頂部和上統(tǒng)船山組底部是銅陵地區(qū)重要的含礦層位。據(jù)不同時代地層中Cu儲量所占比例統(tǒng)計結果表明:石炭系約占62169 % ,二疊系約占6110 % ,下三疊統(tǒng)約占30105 % ,志留系至泥盆系約占0193 %。冬瓜山礦區(qū)主要出露下-中三疊統(tǒng)沉積巖系，深部可見上泥盆統(tǒng)一上二疊統(tǒng)地層。礦區(qū)褶皺構造為青山背斜，軸向35-45°，呈“S”形展布，寬約8km，長約225km，向東北傾伏，北西翼較陡，南東翼較緩。此外區(qū)內還發(fā)育一些小揉皺。斷裂構造主要為南北向，其次為東西向，以及北東向、北西西-北北西向；

5、成礦后主要是北西向，次為東西向。巖漿巖銅陵地區(qū)中基中酸性侵入巖比較發(fā)育,已發(fā)現(xiàn)大小巖體共76個,出露總面積約30km2。侵入體產(chǎn)狀主要呈巖株、巖墻狀,次為巖床、巖枝及巖脈,出露面積一般為1km2 3km2 ,最小者不足0. 2km2 (青山腳石英閃長巖體) ,最大者約10km2 (鳳凰山花崗閃長巖體) 。巖體在地表出露的形態(tài)主要呈橢圓形或長橢圓形,長軸方向為NE向。巖性主要為輝石閃長巖、石英閃長巖、花崗閃長巖和花崗斑巖及一些晚期(長英質?)脈巖。形成時代為185Ma90Ma,屬于燕山期產(chǎn)物。 構造 不同層次、不同性質和不同方向的構造組成了銅陵地區(qū)的構造格架,根據(jù)地質特征,可將銅陵地區(qū)構造劃分為

6、基底構造和蓋層構造兩大類。基底構造主要為近東西向和南北向的隱伏深斷裂,如銅陵南陵、銅陵戴家匯近東西向斷裂和獅子山天屏山近南北向斷裂和沿長江北北東向斷裂,這些基底斷裂的形成和演化控制了區(qū)內構造格架以及巖漿巖和礦床的分布,其中,近東西向斷裂對成礦作用的控制最為要（圖3）。蓋層構造可分為褶皺構造和斷裂構造。褶皺構造以軸向NE和NNE的寬緩背斜、向斜為特征,由北西至南東依次為銅官山背斜、青山背斜、朱村向斜、永村橋舒家店背斜和鳳凰山復向斜等,以及疊加其上的次一級短軸背(向)斜。斷裂構造主要為南北向斷裂、東西向斷裂、北東向斷裂和北西向斷裂（圖3) 。12第三系; 22侏羅系白堊系; 32泥盆系三疊系; 4

7、2志留系; 52燕山期巖漿巖; 62蓋層斷裂; 72印支期復式背斜; 82印支期復式向斜;92燕山晚期復式褶皺; 102基底斷裂; 112銅礦床; 122硫鐵礦; 132鉛鋅礦; 142多金屬礦; 152礦田; 162礦床代號: 圖3 第二章 礦床地質特征（一）礦床地質 獅子山礦田主要包括四個巖性單元:1、 約14m的淺變質底部單元,主要由泥盆系五通組砂巖、粉砂巖和薄層頁巖組成;2、 厚約4668m的碳酸鹽單元,系礦區(qū)主要含礦建造,由上石炭統(tǒng)下部白云巖、中部結晶灰?guī)r(黃龍組)、上部灰?guī)r(船山組)組成;3、 厚達362550m的二疊系厚層碳酸鹽-碎屑巖單元,與下伏中石炭統(tǒng)碳酸鹽整合接觸,由下部瀝

8、青灰?guī)r、中部硅質巖和含煤砂頁巖及上部硅質巖和薄層灰?guī)r組成;4、 下-中三疊統(tǒng)泥頁巖、灰?guī)r和白云質灰?guī)r單元,系本區(qū)唯一出露地表的巖系(圖4)。獅子山礦田沉積序列中,下石炭統(tǒng)地層缺失,反映本區(qū)在晚泥盆世末期出現(xiàn)局部抬升。上石炭統(tǒng)碳酸鹽單元底部沉積相從礦區(qū)向外圍由細礫巖、頁巖變?yōu)樗樾剂鹘堑[巖。巖性厚度、結構和成分的快速變化表明,該區(qū)在晚石炭世為典型的海底碎屑流沉積環(huán)境,受生長斷裂及斷限盆地制約。圖4、安徽銅陵獅子山礦田地質簡圖礦田內地表主要出露三疊系地層 ,鉆孔揭示深部存在泥盆系、石炭系和二疊系地層;構造主要發(fā)育北東向的青山背斜,以及近南北向、近東西向、北東向和北西向的斷裂;巖漿巖主要為燕山期輝石閃

9、長巖、石英閃長巖、花崗閃長巖等中酸性侵入巖以及晚期煌斑巖、花崗斑巖等脈巖。（圖5） 冬瓜山銅(金)礦床是獅子山礦田內規(guī)模最大、埋藏最深的銅(金)礦床,已達到超大型規(guī)模。主礦體呈層狀、似層狀賦存于泥盆系上統(tǒng)五通組頂部至上石炭統(tǒng)船山組灰?guī)r之中,產(chǎn)狀與控礦巖層近于一致,剖面上為一略向上凸的彎月形。礦石類型主要為含銅磁黃鐵礦礦石、含銅蛇紋石巖、含銅矽卡巖,次為含銅黃鐵礦礦石、含銅硬石膏巖、含銅磁鐵礦礦石、含銅粉砂巖、含銅石英閃長巖。礦石構造主要為塊狀構造、浸染狀(細脈浸染狀)構造、脈狀網(wǎng)脈狀構造、條紋狀構造、條帶狀構造、角礫狀構造,層紋狀構造等。礦石結構主要為粒狀結構、交代結構、重結晶結構,膠狀沉積結

10、構等。礦石礦物主要為黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦,膠黃鐵礦等;次為方黃銅礦、閃鋅礦、菱鐵礦、白鐵礦等;脈石礦物主要為石榴石、透輝石、透閃石、斜(粒)硅鎂石、蛇紋石、滑石、硬石膏、石英和方解石;此外還有一些微量礦物(如金、銀、鉍等) 。區(qū)內熱液蝕變強烈,多疊加在接觸交代變質作用之上。蝕變種類主要有鉀化、硅化、蛇紋石化、碳酸鹽化、硬石膏化、綠簾石化、綠泥石化、滑石化等。 圖5礦體特征銅陵礦集區(qū)共有180處礦床和礦點,其中大型礦床2個、中型礦床19個和小型礦床33個。冬瓜山大型銅礦所處的獅子山礦田,是銅陵礦集區(qū)內最大的礦田,發(fā)育6個銅金礦床。 礦區(qū)巖漿巖礦區(qū)僅見燕山期侵入巖,地表出露面積約3km

11、2。它們呈陡傾的巖株或巖脈侵入上述四個地層單元?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)6個侵入體,侵位年齡介于152.9135.8Ma (唐永成等,1998);直徑100300m、延伸1000m的青山腳巖體,與成礦關系密切。該巖體周圍分枝出眾多小巖枝或巖脈,多沿原生硬石膏層順層侵入。侵入體的主要巖相為石英閃長巖、石英二長閃長巖及輝石二長閃長巖。副礦物磁鐵礦的大量出現(xiàn),表明侵入體屬典型的I-型或磁鐵礦系列花崗巖(Ishihara,1981)。斜長石和輝石的成分反序分帶,表明巖漿在上侵過程或巖漿房中發(fā)生了混染作用。利用角閃石地質壓力計估算,兩個巖體的角閃石結晶壓力分別為0.020.17GPa和0.300.46GPa,對應的侵位

12、深度分別為0.86.3km及11.116.9km。與礦化有關的巖體主要為高鉀鈣堿性,富集大離子不相容元素,虧損高場強元素,形成于陸內環(huán)境,但遭受流體交代,巖漿起源于加厚的下地殼。 礦區(qū)構造構造重建及應力場分析表明,與古生代裂谷相關的一系列東西向和南北向基底斷裂,在中生代又遭受到擠壓、剪切及旋轉等變形構造疊加。青山背斜為“S”型褶皺群,長8km,寬22.5km,軸面傾角35°45°,控制了獅子山礦田的發(fā)育空間。背斜核部為志留系-泥盆系沉積地層,兩翼則為二疊系-三疊系地層。一系列北東和北西向的斷層交匯部位,為燕山期侵入體及成礦熱液系統(tǒng)提供了空間。順層斷裂和層間拆離面是礦區(qū)最重要

13、的控巖控礦構造,可能為小型巖脈或巖席的侵位以及成流體的遷移提供了通道。（二）礦床形態(tài)冬瓜山為隱伏礦床,所有礦體均分布在海拔標高-745-1007m深處。主礦體呈層狀-似層狀,分布面積約0.98 km2,與青山背斜褶皺軸面近于平行,北東向延展。主礦體與上泥盆統(tǒng)五通組砂巖呈似整合接觸,并受上石炭統(tǒng)碳酸鹽地層控制。礦體因褶皺而呈扁平蘑菇狀,長約1810m,平均厚度34.2m。礦體西北翼平緩,傾向北西,傾角30°40°,向下延伸75545m;東南翼傾向南東,傾角35°40°,向下延伸10460m。盡管礦體部分被石英二長閃長巖所吞噬,但其基本形態(tài)仍完好保存冬瓜山主

14、礦體外圍發(fā)育若干小型“衛(wèi)星”礦體,包括塊狀黃鐵礦體、含銅磁鐵礦體及矽卡巖銅礦體。塊狀黃鐵礦體長200300m,厚46m,為板狀硫化物礦席,或作為夾層賦存于主礦體中,或構成主礦體的邊緣相;矽卡巖銅礦體通常以14m厚的礦囊形式沿巖株與圍巖的接觸帶發(fā)育;而含銅磁鐵礦體產(chǎn)于巖株附近,并疊加在主礦體上(圖6、7)。圖6、安徽銅陵冬瓜山礦床不同標高平面圖 圖7、安徽銅陵冬瓜山礦床不同類型礦石平面分布投影圖礦石特征GDS-K-1 含銅磁黃鐵礦礦石（圖8-1） 灰黃色塊狀構造，中細粒結構，含金黃色磁黃鐵礦、黃鐵礦和暗黃色銅礦，結晶程度一般，金屬光澤，磁黃鐵礦含量約70%，銅礦含量約10% 圖8-1GDS-K-

15、3 晚期含銅黃鐵礦礦石（圖8-2） 灰黃色，塊狀構造，含粒狀黃鐵礦，黃鐵礦粒徑大小不相等，1-6mm皆有，黃鐵礦結晶程度良好，金黃色，呈金屬光澤，含量約60%，少量金屬光澤暗黃色礦物為銅，結晶程度差，含量約5%；石英含量約35%，油脂光澤，結晶程度好，類似鑲嵌于黃鐵礦中。 圖8-2DGS-K-4 細脈侵染狀礦石（圖8-3） 暗灰黑色，塊狀構造，侵染狀結構，含石英，結晶程度較差，多數(shù)呈現(xiàn)綠色，少數(shù)為灰白色，油脂光澤，可見貝殼狀斷口；可見黑色直徑約1mm的脈狀礦物穿插于其間，呈條帶狀，半自形，其中含有銅礦石；含中粗粒柱狀長石，結晶程度一般。 圖8-3DGS-Y-1 礦化大理巖（圖8-4） 塊狀或者

16、細脈狀構造，暗灰黑色大理巖，細粒粒狀變晶結構少部分礦化可見少數(shù)零星粒狀黃鐵礦或者銅礦，金屬光澤，含量約5%，可以推定該標本為含方解石或者長石圍巖。 圖8-4DGS-Y-2 石英閃長巖（圖8-5） 灰黑色，塊狀構造，中粗粒結構，可見粒狀石英，自形程度一般，1-2mm，含量約35%；斜長石含量25%,可見少數(shù)角閃石以及片狀黑云母，油脂光澤。 圖8-5DGS-SH-2 蛇紋石化大理巖（圖8-6） 暗灰黑色帶有綠色色調，塊狀構造，纖維狀結構，主要礦物為黑色大理巖，含量約80%，絲絹光澤，可見局部地區(qū)蛇紋石化，呈纖維狀，定向排列，綠色，油脂光澤，含量約10%，蛇紋石喂蝕變礦物。礦石內含有零星斑點狀黃鐵礦

17、以及銅礦，鑲嵌于大理巖中。 圖8-6DGS-SH-3 鉀長石化石英閃長巖（圖8-7） 暗紅黑色，塊狀構造，細粒粒狀變晶結構，肉紅色鉀長石，絲絹光澤晶形不明顯，含量約30%，含黑色輝石，白色斜長石，斜長石呈長柱狀，晶形一般，喊少量粒狀石英。 圖8-7第三章 礦床成因簡析海底噴流成礦作用持有海底噴流沉積成 因或沉積一疊加改造觀點的研究者從不同側面對長江中、下游地區(qū)上石炭統(tǒng)底部的層狀硫化物礦體的海底噴流沉積成因進行 了探 討。支持冬瓜山層狀礦體海底噴流沉積成 因的主要依據(jù) 礦體的形態(tài)特征。冬瓜山層狀礦體受地層控制明顯,呈層狀、似層狀產(chǎn)于晚泥盆世砂巖與晚石炭 世黃龍組碳酸鹽巖之間。（圖9） 圖9塊狀硫

18、化物與膏鹽建造的成因 在冬瓜山,幾乎所有的塊狀硫化物透鏡體和黃鐵礦-蛇紋石礦席均似整合覆蓋于下盤網(wǎng)脈狀礦化帶之上,并被上石炭統(tǒng)碳酸鹽建造整合覆蓋,主礦體顯示明顯的層控特征。這些“雙層”結構特征也廣泛地見于在銅陵礦集區(qū)其它塊狀硫化物床和礦點。網(wǎng)脈狀礦帶根植于下盤五通組砂巖巖系,并被半整合的石英-絹云母蝕變帶包裹,十分類似于某些典型的VMS和Sedex型礦床。這些礦床特征暗示,冬瓜山塊狀硫化物透鏡體很可能是海西期海底熱液活動的產(chǎn)物。含銅黃鐵礦-蛇紋石礦席盡管具有鎂質矽卡巖礦物組合,但仍然殘留了快速沉積的結構構造特征,如軟沉積變形、膠狀黃鐵礦紋理、鐵硫化物中的白云石和石膏紋層等。詳細的巖相學觀察表明

19、,紋層狀黃鐵礦主要為膠狀結構和草莓狀結構,黃鐵礦草莓局部集聚形成集合體。這些結構證據(jù)表明,含銅黃鐵礦-蛇紋石礦席的原生礦物組合為硫化物+石膏+白云石+粘土,顯示海底噴氣巖的礦物組合特征。受晚侏羅世巖漿活動引起的熱變質和熱液交代作用影響,這些原生礦物集合體最終轉變成現(xiàn)今的夕卡巖礦物組合。例如,熱變質作用使部分石膏發(fā)生脫水形成硬石膏;細粒黃鐵礦通過下列反應形成磁黃鐵礦:2FeS2= 2FeS + S2細粒白云石部分蝕變形成蛇紋石-滑石-鎂橄欖石組合,反應公式如下:3CaMg(CO3)2+ 4SiO2+ H2O =Mg3Si4O10(OH)2+ 3CaCO3+ 3CO22Mg3Si4O10(OH)2

20、+ 2H2O =Mg6Si4O10(OH)8+ 4SiO25Mg3Si4O10(OH)2+ 6CaCO3+ 4SiO2=3Ca2Mg5Si8O22(OH)2+ 6CO2+ 2H2OCa2Mg5Si8O22(OH)2+ 11CaMg(CO3)2=8Mg2SiO4 + 13CaCO3+ 9CO2+ H2O 展示了含銅黃鐵礦-蛇紋石礦席及上覆含銅塊狀硫化物透鏡體的空間分布及厚度變化。黃鐵礦-蛇紋石礦席廣泛出現(xiàn)于整個主礦體的底部,但其厚度變化顯示,它們主要堆積于三個沉積洼陷部位,圍繞下盤網(wǎng)脈狀礦分布。這暗示,海底熱液流體穿過下盤滲透性砂巖建造時形成以網(wǎng)脈狀為代表的熱液補給帶,由補給帶向上排泄的熱流體進入海底后流向低洼部位并沉積形成紋層狀黃鐵礦+石膏+白云石層,即黃鐵礦-蛇紋石礦席。含銅塊狀硫化物透鏡體的空間分布類似于黃鐵礦-蛇紋石礦席的分布,但富集中心偏離后者的沉積中心,表明塊狀硫化物透鏡體主要分布于晚石炭世海底熱液噴