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安徽銅陵銅礦實習報告

發布時間: 2021-03-24 18:32:04

Ⅰ 安徽省銅陵市是中國著名的「銅都」,銅礦蘊藏豐富,煉銅歷史悠久.(1)該地產的一種礦石叫輝銅礦,主要

(1)硫化亞銅的名字說明銅顯低價,銅元素與硫元素的質量比是:64×2:32=4:1 故答案為:+1;4:1;
(2)據Cu 2 (OH) 2 CO 3 化學式分析加熱生成的三種氧化物分別是:氧化銅、水、二氧化碳,反應屬一變多類型是分解反應,氧化銅、水、二氧化碳中氧化銅是黑色固體,還原劑主要有氫氣、碳、一氧化碳等
故答案為:Cu 2 (OH) 2 CO 3
.
2CuO+CO 2 ↑+H 2 O,分解反應;C、H 2 或CO(任選兩種)

Ⅱ  安徽銅陵新橋銅礦床

一、大地構造單元

新橋銅硫礦床位於揚子准地台下揚子台坳東部,屬銅陵成礦區。

二、礦區地質

(一)地層

礦區主要含礦地層列於表2-97。

各層石灰岩的化學成分列於表2-98。

表2-97新橋銅礦含礦地層表Table 2-97Ore-bearing stratigraphic scale in Xinqiao copper deposit

表2-98新橋礦區主要石灰岩層化學成分表Table 2-98Composition of main limestone layers in Xinqiao ore district

從表2-98中可以看出,黃龍、船山灰岩含鎂較高,含硅鋁較低,因而利於礦液交代,是本礦區的成礦有利層位。

(二)構造

礦區內主要褶皺方向呈NE—SW向。

1.褶皺

2.礦區的褶皺構造由舒家店背斜、大成山背斜和盛沖向斜組成(圖2-145)。

舒家店背斜是一個不對稱短軸背斜,軸向NE,西北翼地層傾角30°~50°,南東翼地層70°左右。大成山背斜是個對稱的線狀背斜,軸向NE,兩翼地層傾角20°~30°,向NE方向傾沒。由於以上兩個背斜相向傾沒,其間形成盛沖向斜,兩翼地層傾角均較緩。

礦床位於舒家店背斜與大成山背斜相向傾沒的交匯地帶。

3.斷裂

礦區內有兩組斷裂:

(1)層間斷裂:主要發生於高驪山組與黃龍組(或船山組)之間,為成礦主要構造,是礦液流動和沉澱的良好空間。

賦存於此層間破碎帶中的似層狀主礦體,上部傾斜較陡,下部則趨平緩。這兩部分雖然在構造性質上均相同,但其原岩的構造破碎程度略有差異。在層間破碎帶傾斜角度較大的部分,黃龍、船山層位基本被礦體所佔據,並在一些鑽孔中,見到靠近礦體處有棲霞灰岩底部層位岩石或船山灰岩的角礫,在礦體中亦有角礫被成礦物質膠結的現象;而層間破碎帶的平緩部分,礦體僅占黃龍層位,礦體上盤很少見有角礫岩。

層間斷裂在傾斜部分表現較強,在平緩部分表現較弱;它雖然發生在成礦前,但成礦過程中仍有活動。

(2)橫斷層:有三條,皆系成礦前斷層,走向NW10°~53°,其中走向NW28°,傾向NE的一條斷層控制了礦體的延伸。

圖2-145區域地質構造略圖Fig.2-145Schematic map of Regional structure

(三)侵入岩

1.石英閃長岩侵入體

主要出露於磯頭和牛山(據K-Ar法同位素地質年齡168Ma,桂林冶金地質研究所,1974)。

磯頭岩株:平面呈不規則橢圓形,空間形態為復雜的岩株體。在不同地段常見其分出不少岩枝,岩株出露面積0.3km2,位於礦區中部。該岩株大體可分三個岩相:中心相為石英閃長岩;過渡相為閃長岩;邊緣相為閃長玢岩。

牛山岩枝:為石英閃長岩,形態不規則,沿橫斷層侵入,伸向背斜軸部和其北西翼,長約800m;另一北東向的分支長達500m。

2.脈岩

閃長斑岩岩脈及閃斜煌斑岩岩脈,為成礦期後的脈岩。

三、礦床特徵

(一)礦體形態及產狀

礦床由40個礦體組成,其中I號礦體最大,為「主礦」,占總礦石量的88%。主礦體為銅、硫、鐵(包括鐵帽)的綜合礦體,受層間斷裂控制,呈似層狀(圖2-146),走向NE,傾向NW,傾角0°~45°。總的看來,沿走向中間厚,兩端薄,傾斜部分略比平緩部分為厚,底板傾角由陡變緩處,礦體也明顯增厚。

此外主礦體厚度與岩體產狀亦有密切關系,即岩體超覆部分及東西兩側向圍岩擴展部分,礦體厚而穩定(圖2-146);岩體北側產狀較陡,則礦體較薄。

次要礦體均為透鏡狀或不規則脈狀,延長與延伸的比例為1.5∶1;厚度變化是中間厚,向邊部變薄、較快尖滅。

(二)礦石的礦物成分(表2-99)及其分布

根據不同礦石類型組合特點,可將礦床分為三個帶:

氧化帶:分布於海拔140m(17線)~60m(15線)。礦石礦物以褐鐵礦為主,次為赤鐵礦、輝銅礦、斑銅礦等。含銅礦石以鬆散黃鐵礦型銅礦石為主,次為塊狀褐鐵礦型銅礦石。

過渡帶:分布在海拔25m(7線)~210m(15線),全部為黃鐵礦型銅礦石,以鬆散狀為主,少量塊狀。

原生帶:一般分布在—10m標高以下,銅平均品位0.84%。礦石礦物以黃鐵礦為主,次為黃銅礦,局部有磁鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦。含銅礦石以黃鐵礦型銅礦石為主,次為磁鐵礦型銅礦石,少量浸染型銅礦石。在黃鐵礦型銅礦石中,黃銅礦呈乳滴狀、細脈狀、網脈狀。前者在閃鋅礦中,後兩者產在黃鐵礦、磁黃鐵礦裂隙內,並溶蝕交代黃鐵礦。在磁黃鐵礦型銅礦石中,黃銅礦均呈細脈充填磁鐵礦裂隙內。浸染狀者呈他形粒狀產於方解石、石英等脈石礦物中。不同原生礦石類型在空間上具一定的水平分帶,鉛鋅礦主要在礦體邊緣部分,向內為黃鐵礦型銅礦,侵入體附近磁鐵礦和黃鐵礦型銅礦相互疊加。

圖2-146新橋礦區地質平面及剖面圖Fig.2-146Geological plan and cross-sections of in Xinqiao ore district

1—第四系沉積物;2—三疊系青龍組;3—上三疊統大隆組;4—上二疊統龍潭組;5—下二疊統茅口組;6—下二疊統孤峰組;7—下二疊統棲霞組;8—上石炭統船山組;9—中石炭統黃龍組;10—下石炭統高驪山組;11—上泥盆統五通組;12—上志留統;13—石英閃長岩;14—閃長岩;15—閃長玢岩;16—閃長斑岩脈;17—夕卡岩;18—黃鐵礦;19—銅硫鐵礦;20—斷層

銅、硫、鐵系本區三種主要成礦元素。銅在礦體中分布普遍,靠近岩體局部較富集,離岩體遠則分布零星。在下部近岩株100~300m的范圍內一般較富集,含硫原生礦石一般為塊狀膠狀黃鐵礦石。鐵礦石有兩種類型:一為褐鐵礦,占鐵礦總量的69.71%,由黃鐵礦氧化而形成鐵帽,是構成工業鐵礦石的主要部分。二是磁鐵礦石,主要分布在I號礦體近岩體附近。除上述三種主要成礦元素外,在礦體兩端有時可見到達工業品級的鉛鋅礦化、方鉛礦常交代閃鋅礦。伴生有益組分較豐富,主要是金、銀,其次是銦、鉻、硒、鎵、鍺、鉍等。特別在礦床氧化帶金品位較高,具有很大的回收價值。

表2-99礦石物質成分、結構、構造特徵Table 2-99Composition,strUcture and texture features of ore

根據礦物組合和化學成分,將礦石劃分為銅、硫、鐵、鉛四種工業礦石和八個自然類型,即褐鐵礦礦石、褐鐵礦型銅礦石、浸染型銅礦石、黃鐵礦型銅礦石、磁鐵礦型銅礦石、黃鐵礦礦石、磁鐵礦礦石、鉛鋅礦礦石。

(三)伴生有益組分的含量及其變化規律

礦床伴生有益組分,計有13種:金、銀、硒、碲、鎵、鍺、銦、鎘、鈷、鎳、鉍、釩、銻。

1.金、銀在各工業類型礦石中分布普遍,含量相差不大。單礦物分析表明,金、銀與黃銅礦、黃鐵礦關系密切,與磁鐵礦關系次之。銀在鐵閃鋅礦、方鉛礦中含量高。金、銀與銅、硫成同消長關系。

2.硒、碲、鎵在銅礦石、黃鐵礦石,銦、鎘在鉛鋅礦石中最為富集。

3.銦、鎘、銀、碲含量高於克拉克值10~1120倍,最為富集;硒、鎵、鍺含量高於克拉克值3~9倍,較為富集;鎳、鈷、釩低於克拉克值,趨於分散。

4.伴生有益元素金、銀、硒、碲之含量與主要組分銅、硫、鐵成同消長關系。金與銀,硒與碲,銦與鎘均成同消長關系;碲與鎵,鎘與鎵成反消長關系。

(四)圍岩蝕變

1.熱液蝕變

礦區熱液蝕變種類較多,強度中等,分帶現象不太明顯。

石英閃長岩侵入體普遍碳酸鹽化,邊緣相更為強烈。岩體的超覆部分和靠近圍岩部分,有程度不同的夕卡岩化、高嶺土化、綠泥石化,局部見絹雲母化,硅化。隨著程度增加,蝕變強度減弱。

岩體與石灰岩接觸,在岩體超覆部分的上下接觸帶,或以岩枝狀插入於石灰岩的地段,形成以夕卡岩化為主的蝕變帶,即硅灰石化、石榴子石化、綠簾石化、硅化、綠泥石化。其中綠泥石化較普遍地出現在礦體上盤,碳酸鹽化、硅化分布於礦體內。

2.熱力變質

主要表現為侵入體附近圍岩退色和重結晶,尤以岩體上部或邊部的孤峰組硅質岩為突出,已變為石英角岩。

總之,綠泥石化常出現在礦體上盤,可作為找礦標志;孤峰組硅質岩受熱力影響而重結晶,往往指示深部或旁側有岩體存在,可起到間接找礦標志作用;閃長岩體夕卡岩化、綠泥石化、高嶺石化,說明有熱液活動,也應予以注意。

需要指出的是,從牛山露天采場揭露的情況看,在含銅黃鐵礦底盤及邊部的所謂黃龍組灰岩經顯微鏡鑒定均系硅質岩,由他形細粒石英及少量白雲母組成,石英含量高達90%以上,甚至很難發現原生碳酸鹽岩殘跡。可見礦體的直接容礦岩石不是灰岩而是硅質岩。這是由強硅化作用形成的蝕變岩,還是原生硅質岩,尚需進一步研究。但無論什麼原因,該特徵對於整個礦床的認識無疑具有主要的意義。

四、成礦條件及礦床成因

到目前為止,對該礦床形成機理有如下各種認識:

(1)礦體與中-弱酸性小侵入體伴生,礦床產在碳酸鹽岩層內且有某些夕卡岩化相伴,認為礦床屬接觸交代型銅礦床(安徽冶金地質局803地質隊,1972)。

(2)根據礦石的礦物共生組合、蝕變特徵,認為該礦床屬於高-中溫熱液型礦床。

(3)南京大學地質系幾位學員1975年通過牛山礦體地質剖面研究,認為其中有厚達20餘米的火山碎屑岩,認為系海底火山噴出岩。另外在「閃長玢岩」岩脈內局部發現似枕狀構造團塊,大小約0.2~0.5m,呈橢圓狀,含有似杏仁狀的碳酸鹽圓形顆粒,似為海底火山噴發岩的枕狀構造及氣孔-杏仁構造,並進一步論證了牛山及新橋礦區為海底火山噴發沉積礦床。

(4)礦床中的早期黃鐵礦、部分膠狀黃鐵礦、菱鐵礦及冬瓜山礦床中硬石膏層均為同生沉積形成,而整個礦床是經過後期熱液疊加和改造的產物。

Ⅲ  安徽銅陵大團山銅礦床

一、大地構造單元

大團山銅礦床屬銅陵地區的銅礦床,銅陵地區在大地構造單元位置上屬於揚子准地台下揚子台坳中部。

二、礦區地質

(一)地層

大團山銅礦位於冬瓜山和獅子山銅礦床之南,其賦礦地層是二疊繫上統大隆組和三疊系下統殷坑組。

1.二疊繫上統大隆組(P2d)

該層是大團山銅礦床部分次要礦體的賦礦部位,本組厚36~52m。下部以灰黑—黑色硅質頁岩,硅質岩為主,夾灰黑色炭質泥質頁岩和石灰岩透鏡體。底部有一層厚2.5~8m分布穩定的泥質灰岩。上部為黑色含鈣硅質頁岩,硅質岩,夾薄層狀或透鏡狀泥質灰岩。變質後,下部為硅質角岩、透輝石角岩,底部為硅質大理岩或透輝石夕卡岩;上部為透輝石角岩、硅質角岩、長英角岩,夾少量黑雲母角岩。

2.三疊系下統殷坑組(T1y)

本組厚110~145m,岩性參閱冬瓜山銅礦床。

(二)構造

礦田位於大通-順安復向斜之次一級褶皺青山背斜北東段,與銅陵-戴家匯東西向構造岩漿帶的復合部位,參見冬瓜山礦床及圖2-144。

(三)岩漿岩(參閱冬瓜山銅礦床)

三、礦床地質

(一)礦體分布、形態及產狀

本礦床是獅子山礦田內成礦層位跨度最大(P2d底部—T1h上段)的礦床(圖2-144)。主礦體賦存於T1y的下部,長1000m,厚度最大69.47m,平均厚度近30m,凡礦體昂起、下凹或傾角變化大的部位礦體增厚。礦體斜深150~650m,平均450m,埋藏標高—300~800m;礦體呈似層狀,靠近岩體的礦體頭部,局部有分支復合現象。產狀與岩層基本一致,走向30°~35°,傾向南東,傾角一般30°~50°。受橫跨褶皺的疊加影響,沿走向及傾向其形態均為舒緩波狀起伏。礦體向北東側伏,側伏角一般10°~20°。次要礦體分布於主礦體底板P2d的下部、中部和上部及主礦體的頂板,分布較穩定,形態及產狀與主礦體近一致。礦床規模中型。

(二)礦石類型及礦石結構構造

礦石類型主要有含銅夕卡岩型、含銅夕卡岩夾角岩型、含銅角岩夾夕卡岩型、含銅角岩型及少量的含銅磁黃鐵礦夕卡岩型、含銅大理岩型、含銅硅質岩型、含銅花崗閃長岩型,前三者占礦床的80%以上。含銅夕卡岩與含銅角岩成條帶狀或不等厚互層產出,含銅硅質岩型主要分布於P2d層位的礦體中,其他類型零星分布在各礦體。

礦石構造主要為條帶狀構造,次為浸染狀、塊狀構造。條帶狀構造主要由金屬硫化物及脈石礦物鈣鐵輝石、石榴子石與透輝石石榴子石夕卡岩或角岩帶平行相間構成。主礦體中上部出現脈狀網脈狀構造,脈體為晚期石英—硫化物脈(含銅金-石英硫化脈、含硒碲鉍多金屬石英硫化物脈),脈中含黃銅礦、銀金礦等有用礦物成分,由於晚期細脈的疊加礦石的銅、金品位增富。

礦石結構有:自形—他形粒狀結構、片狀—鱗片狀、填隙結構;乳滴狀、格狀、次文象結構、共邊、周邊、包含結構;充填交代結構、選擇交代結構、交代殘余結構、交代反應邊結構等。

圖2-144大團山銅礦床39線地質剖面圖Fig.2-144Geological profile of line 39 in Datuanshan copper deposit

T1n—南陵湖組;T1h—和龍山組;T1y—殷坑組;P2d—大隆組;P2l—龍潭組;γδ—花崗閃長岩;SKm—塊狀夕卡岩

(三)礦石物質成分

礦石礦物成分復雜,金屬礦物主要有黃銅礦、磁黃鐵礦,次有方黃銅礦、黃鐵礦、白鐵礦、閃鋅礦、輝鉬礦、磁鐵礦、少量方鉛礦、毒砂、輝砷鈷礦-鎳輝砷鈷礦、自然鉍、自然金、銀金礦、白鎢礦及硒碲鉍類礦物。脈石礦物主要有透輝石-鈣鐵輝石、鈣鐵石榴子石、石英、斜長石,次為硅灰石、透閃石—陽起石、符山石、鉀長石、方柱石,少量的絹雲母、紅柱石、堇青石、綠泥石、綠簾石、黝簾石等。

礦石組分以Cu為主,伴生Au、Ag、S等,局部含Mo。全礦床平均Cu品位1.02%,產於P2d層位中的礦體,Cu品位高於三疊系各層位中的礦體。主礦體平均品位0.99%,向北東沿走向Cu品位逐步增高。各礦體中普遍含Au,但分布不均勻,T1h層位的礦體Au平均品位(0.4~0.79)×10-6;T1y層位礦體普遍含Au,主礦體平均0.46×10-6,局部富集可達5×10-6。銀在主要和次要礦體中分布較均勻,平均品位在11×10-6

(四)接觸變質與圍岩蝕變

請參閱冬瓜山銅礦床。

四、礦床的成礦作用

(一)成礦作用與成礦物質的富集

1.地層及岩性組合對礦床的控制

礦床主礦體賦存與殷坑組(T1y)下部易交代的碳酸鹽岩夾於不易交代的鈣質頁岩中,其下為具屏蔽性能的大隆組硅質頁岩,構成了有利成礦的岩性組合。經接觸變質交代作用所形成的條帶狀夕卡岩為有利的成礦介質,銅礦化往往選擇性沿夕卡岩條帶及層間裂隙交代充填富集成礦。透鏡狀灰岩在接觸帶附近形成夕卡岩,常被礦液交代成富礦塊。此外,在殷坑組中含有較多的星散狀-結核狀黃鐵礦,具有促使含銅熱液交代沉澱而形成礦體的作用。

2.岩漿岩對成礦的控制

岩漿是成礦的主要條件。礦田內的岩漿侵入岩屬同熔型鈣鹼性的石英二長閃長岩-花崗閃長岩,親銅元素豐度較高,銅一般為(40~110)×10-6,為含銅岩體。銅礦化與岩漿岩密切的空間關系表現在礦床的西側及北東、南西兩端,均有岩牆包圍,銅礦化常在岩牆的接觸帶附近富集,並順層延伸。相互重疊的Cu、Au、Ag、Zn、Bi各元素的原生暈異常亦主要發育於岩牆接觸帶及附近圍岩中。接觸帶處的異常強度高,規模大,並包含了全部銅礦體,從下至上沿接觸帶呈串珠狀分布,軸線順岩層延伸,遠離接觸帶異常的前緣收斂或出現分支。此為岩漿期後熱液交代暈的特徵,充分表明成礦物質來源於岩漿,岩漿岩是成礦的主要條件。

3.構造對礦化的控制與富集作用

構造是控制礦化的重要因素,尤其對礦化的局部富集有較明顯的控制。本礦床的主礦體受NNE向扭轉變形與T1y/P2d層間滑脫面及東西向構造復合控制。礦體深部走向與岩體接觸帶平行,呈NE向,銅品位4次趨勢面亦明顯反映為NNE向,並有兩個疊加富集區。沿走向礦體波狀起伏,在疊加富集中心相對應的穹凹部位,礦體厚度大。由此可見,主礦體受控於由斷裂控制的岩體所構成的半環狀「圈閉」式構造,半環狀「圈閉」式構造及其內部層間滑脫、斷裂構造、接觸帶及小型褶皺等多重構造的復合處,是成礦物質富集的最有利的場所。此外,沿北西向構造斷裂大量發育的晚期石英-硫化物細脈,穿插於早期岩體及夕卡岩礦體中,使銅礦石中金趨於富化。

綜上所述,大團山礦床的成礦條件是燕山期的岩漿攜帶成礦物質,NNE向構造應力場驅動礦液的上升和順層運移,NNE向構造與層間滑脫面及東西向褶皺構造的復合疊加控制了礦液的沉澱,聚集在T1y地層中的地球化學空間中富集形成工業礦體。多重構造的復合處控制了礦化富集。

(二)成礦期、成礦階段的劃分

本礦床廣泛發育接觸變質暈,在此基礎上疊加後繼的接觸交代及熱液作用。成礦階段大致可分為三個主要階段:

1.變質階段

半環狀的岩牆—岩枝網路及其深部大岩體,形成了較大面積的變質暈。鈣質頁岩形成角岩,並出現少量透輝石等硅酸鹽礦物。灰岩變質為大理岩。該階段一般沒有外來物質的加入,基本上是一種等化學變質作用。在夕卡岩形成過程中,接觸變質作用是交代作用的先導,一般雖不形成礦石礦物,卻是形成後期礦石富集的一個必不可少的階段。

2.夕卡岩階段

隨著岩漿的降溫及氣液體的聚集,接觸交代作用相繼發生,氣液沿著斷裂構造、接觸帶及層間裂隙活動,形成兩種夕卡岩:一是接觸帶附近的雙交代夕卡岩,二是熱液流體沿層間裂隙活動過程中,使原岩中泥質和鈣質條帶的組分相互擴散反應交代,形成層間擴散交代的夕卡岩。此種夕卡岩為由石榴子石及透輝石組成的簡單鈣夕卡岩,不具水平分帶性,垂向上可見條帶間不同礦物組合或粒度的細層帶。後續的氧化物階段活動不強烈,僅見透閃石、陽起石等蝕變礦物。

3.石英-硫化物階段

是本礦床的主要成礦階段,可進一步劃分為兩個亞階段。早期亞階段,主要晶出輝鉬礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦(方黃銅礦)、閃鋅礦、方鉛礦。磁黃鐵礦、黃鐵礦和黃銅礦具多世代,是銅的主要成礦階段。晚期亞階段,主要是石英-硫化物細脈,其中含有黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、銀金礦、自然金及少量的輝鉍礦、輝碲鉍礦等。這些情況表明有多期礦化,而晚期較為重要。早階段形成的硫化物集合體主要分布於夕卡岩及其毗鄰的侵入岩和角岩中,受夕卡岩化作用制約。礦物組合分帶不明顯,礦石類型較簡單,主要為夕卡岩型。

五、礦床成因

(一)成礦物質和含礦流體來源

根據礦床和穩定同位素地球化學特徵,本區銅礦成礦物質主要有與岩漿作用有關的岩漿岩和沉積地層兩方面的來源,主要依據如下:

(1)銅礦化與岩體在空間上密切伴生。

(2)岩石地球化學異常圍繞岩體分布,Cu2+濃度由岩體向外呈遞減的梯度帶。

(3)大團山銅礦床含銅夕卡岩礦石的稀土元素為輕稀土富集型,∑REE含量為(72.43~124.98)×10-6,總量雖較岩漿岩低,但分配模式均為右斜型,與岩漿岩的分配模式近似。

(4)本區C2h底部沉積的膠狀黃鐵礦層含銅0.1%左右,有微量黃銅礦共生。C2h銅元素的豐度值為18×10-6,低於區域背景值。可視為成礦物質的地層來源。

綜上所述,成礦物質來源於岩漿岩及地層,其中以岩漿岩來源為主。據Cu品位篩分結果,代表岩漿岩來源的B總體佔90%,代表地層來源的A總體佔10%,即90%的Cu來源於岩漿熱液。

(二)成礦溫度與壓力

夕卡岩階段石榴子石爆裂溫度為435~507℃,石英硫化物階段石英的均一溫度為320℃。

據地層靜壓估計法和閃鋅礦中FeS含量的熱力學計算結果推斷,大團山成礦壓力為505×105Pa。

(三)礦床成因類型

大團山銅礦床的成礦作用於岩漿密切相關。成礦物質主要來源於岩漿岩,從岩漿侵位到礦化作用是一個連續的演化過程,礦化作用同樣在夕卡岩化之後的石英硫化物階段,成礦活動時間長並具多期次活動的特點。礦化受以T1y為主的地層即岩性組合的控制,礦體呈似層狀,其成因類型屬夕卡岩型,因其不存在原始沉積的成礦物質基礎,故進一步將其劃分為層間夕卡岩型銅礦床。其成礦模式參見冬瓜山礦床。

六、找礦標志

1.模式標志:鑒於本區找礦主要是尋找盲礦體,因此應充分運用獅子山礦田的成礦模式及其特徵,以模式指導找礦具有實際意義。

2.圍岩蝕變標志:地表發育大理岩化、角岩化及夕卡岩化。硅化、鉀長岩化、滑石、蛇紋石化則是近礦圍岩蝕變的重要標志。

3.物化探標志:高重力(9.5×10-5~12×10-5m/s2)、中磁力(400~500nT)及低電阻率、高激化率等多種異常的疊加分布,高濃度分布的Cu元素與Ag、Pb、Zn、Mo、Co、Bi等元素組成的次生暈組合異常,是重要的物化探找礦標志。沿接觸帶並順層插入岩層、呈串珠狀分布的原生暈,則是層間式夕卡岩型(大團山)礦床的找礦標志。

Ⅳ 銅陵市銅官山銅礦()

銅官山銅礦位於銅陵市西南2.5公里處。市內有汽車、火車和長江航運碼頭,可直通全國各地,交通十分方便。

銅官山銅礦由松樹山、老廟基山、小銅官山、老山、寶山、白象山、羅家村和筆山等八個礦床組成。其中松樹山、老廟基山、小銅官山、筆山礦床規模較大,探明銅儲量佔全區總儲量的80%。自1950年起,銅官山銅礦對松樹山、小銅官山、老山、寶山、筆山礦相繼進行坑下開采,露采老廟基山礦,白象山、羅村兩個礦尚未開采利用。

銅官山銅礦是一座老礦山,早已享有盛名,經過多年開采冶煉,特別是新中國成立以來不斷擴大,礦業規模相當宏大;目前年處理礦石135萬噸,年產粗銅6萬噸,相當全國粗銅產量的1/8,年產電解銅3萬噸,年產硫酸20萬噸。是有名的「銅都」,也是全國六大產銅基地之一。

銅官山銅礦所處地質構造部位為銅官山倒轉短軸背斜北西翼。背斜核部由中志留統墳頭組、上志留統茅山組組成,兩翼依次為泥盆系五通組,石炭系高驪山組、黃龍組、船山組,二疊系棲霞組、孤峰組、龍潭組、大隆組,三疊系殷坑組、龍山組、南陵湖組岩系。背斜北西翼有燕山期復式岩體,出露面積約1.5平方公里,呈橢圓形,主岩體為閃長岩類。礦床的形成與背斜構造的控礦屏蔽作用及有利的岩石地層,特別是與黃龍、船山、棲霞組的碳酸鹽岩類以及石英閃長岩漿的侵入作用有關,是典型的接觸交代式夕卡岩型銅(鐵)礦床。

銅官山銅(鐵)礦的發現年代久遠,開發利用歷史悠久。據史載,南朝(公元420—581年),就有「銅官山」之稱,有煉銅場。唐代開元年間(公元713—741年),銅官山稱「利國山」設銅官,監督開采銅礦。詩人李白曾形容當時冶銅盛況,稱:「爐火照天地,紅星亂紫煙」。宋置「利國監」,元置「梅根督」,清設「銅官督」。可見「銅官山」之稱,與當時產銅、采銅、督冶銅關系密切,與「漢有善銅出丹陽」的漢鏡銘文也很吻合。

由於銅官山銅礦發現極早,開發利用歷史悠久,礦區古采坑、廢礦堆、古煉渣遍布,因而引起了國內外地質界、采礦業的高度重視,為有識之士所矚目並相繼進入該區調查、勘測。其中較早的有:清同治八年(1869),德國人李希霍芬;清光緒三十一年(1905)英國人約翰凱派來的英國礦師麥奎;1915年北洋政府農商部礦業技正(工程師)張景明、章鴻釗及德國人梭爾格;1917年2月,農商部礦業顧問丁格蘭(瑞典人);1923年國民政府商業部葉良輔、李捷;1930年實業部地質地調查所孟憲民;1931年,實業部地質調查所孫健初;1932年,前中央研究院地質研究所孟憲民、張更;1933年,實業部地質調查所謝家榮等,都對該區地質、礦產情況做過不同程度的調查研究。其中,工作較詳並有資料或著述者為:張景明等對該區鐵礦的認識,瑞典人丁格蘭提出要注意該區銅礦的認識,葉良輔、李捷對該區石英閃長岩及其接觸變質鐵礦成因類型的研究,孟憲民對該區二疊系的研究,孫健初等測制的1∶2.5萬地質圖,孟憲民、張更測制的1∶2.5萬地形地質圖,以及謝家榮對該區鐵礦質量和成因所作的論述等,對以後礦區地質調查和礦床勘查都起了一定的指導作用。由於當時北洋政府、國民政府的腐敗,礦產資源勘查工作未進一步深入進行。

1938年,日寇侵華,銅陵淪陷,好端端一個礦業基地陷入日寇強盜之手,對鐵礦資源肆意掠奪開采,采出礦石源源不斷運回日本,經八幡鋼鐵所冶鐵,發現含銅較高不合要求。與此同時,也派出一些人員進入礦區,先後有神山昌毅、楠木實隆、田煙武一郎、神山永壽、佐藤喜志雄、管原省及夏井一郎等,開展了地質、物探、鑽探工作;在老廟基山施工的第4號鑽孔深部發現了含銅鐵礦和含銅硫鐵礦,在第10號鑽孔內見到了很富的銅礦體,據當時日寇內部資料介紹,日本人驚喜地叫道「銅官山復活了」。而後又轉入對銅礦資源的掠奪性開采。至1945年日寇戰敗投降,日本華中礦業公司在老廟基山先後施工鑽孔26個,工作量數千米,開掘平巷65米,運走礦石達數千萬噸。日寇投降後,礦山遺留尚未運走的富銅礦石(銅品位在1.7%以上)還有1400多噸,一般品位的銅礦石達465噸,精銅礦為370噸。

1946年,華中礦業股份有限公司調查部皮特·普維斯和弗蘭克·福渥德曾來該區進行銅礦調查,編寫了《中國安徽省銅官山銅礦報告》。

1949年,新中國成立,銅官山銅礦回到了人民手中。在中國共產黨和人民政府領導下,該區地質勘查進入一個新的歷史階段。同年9—11月華東軍委工業部礦產測勘處分別派張兆瑾、劉宗琦及趙宗溥到銅官山等地進行銅礦調查,測制了1∶1000礦床地質圖、1∶1萬礦區地質圖和1∶5萬區域地質圖,估算銅礦儲量7—9萬噸。

1950年6月25日,以張兆瑾為主,率領六名工人到銅官山,組建了銅陵銅官山銅礦測探隊。同年,派殷維翰為該隊隊長,配備3台鑽機,根據前人資料和日本人在老廟基山鐵礦下見到的銅礦線索,在老廟基山進行鑽探。8月間,施工鑽孔見到了富銅礦體,至此拉開了銅官山地區銅礦勘查的序幕。至1952年共施工鑽孔16個,試算老廟基山銅金屬儲量6萬噸。

1952年5月9日,地質部組建三二一隊,先後由郭文魁、滕野翔任隊長,開始了該區銅礦資源的進一步勘查。當時的主要地質技術人員有郭宗山、沈永和、段承敬、李錫之、常印佛、朱安慶、陳慶宣、楊慶如、董南庭、劉廣志、馮鍾燕、朱康年、張善禎、方雲波、馬志恆等。同年7—9月,在銅官山礦區筆架山礦段進行槽、井探,填制1∶2500地質圖;10月,在銅官山、寶山一帶進行槽、井探,填制1∶2500地質圖,同時開展電、磁法探礦和鑽探工程。先後完成1∶2500礦床地質填圖14.37平方公里、1∶1萬礦區地質填圖1808平方公里、1∶10萬區域地質填圖3705平方公里;並完成磁法、電法物探簡測8.19平方公里、詳測13.76平方公里、探槽15187.24立方米、淺井88.6米,1∶50坑道素描圖3016米,施工鑽孔96個,工作量為1.94萬米。探明銅金屬儲量26萬噸、伴生硫礦石儲量1943萬噸、共生鐵礦石儲量202萬噸;並對白象山、寶山、老山和筆架山等礦床用稀疏鑽孔控制。為適應礦山建設急需,於1953年底由郭文魁、郭宗山等完成了《安徽銅陵銅官山銅礦地質報告》(中間報告性質)。1954年上半年完成收尾工程,在郭宗山指導下,於同年7月由朱康年等編制了補充報告。

1954年10月,國家礦產儲量委員會決議,要把兩份報告合並成一份完整報告,並處理一些遺留問題,於是由常印佛等於1955年5月編制了《安徽銅陵銅官山銅礦地質勘探報告》。這份報告和上述中間報告是安徽省內第一份可供開采設計依據的詳勘成果,經礦山開采證實,報告中所圈定的礦體形態、產狀及礦石質量等,均與礦山開採的實際情況基本相符,受到礦山開采部門好評,為我國銅礦事業發展提供了可靠的地質資料。至此,銅官山銅礦勘探告一段落,三二一隊轉向江北地區和銅陵獅子山、鳳凰山礦區,繼續進行以銅為主的礦產綜合普查。

銅官山銅礦勘查的主要經驗是:①古地名、古采坑、古冶跡及古史料的記載,對提醒後人注意在該區找銅起了重要作用;②大量的地表鐵帽顯示了深部可能有較大規模工業礦體存在,需要進行深入勘查;③勘探初期總結的礦體在平面上呈「一層一圈」,剖面上沿接觸帶及有利層位作「椏枝狀」分布,尤其是以五通石英砂岩為底板的有利層位和礦體可離開接觸帶而進入圍岩的認識,對指導該礦床的正確勘探,很快做出評價起了決定作用;④地球物理探礦作為一種新的探礦手段在該區做了不少方法試驗和效果應用工作,是國內較早開展地球物理探礦方法試驗工作的基地之一,對指導該區尋找隱伏礦體起了重要作用;⑤為後來引入「層控」成礦概念,成為具有中國特色的典型層控夕卡岩礦床的產地,對擴大區內找礦思路也具指導意義。

自1957年開始,隨著國家經濟建設的蓬勃發展,對銅礦的需求量日益增加,為滿足礦山生產需要,同年4月,冶金八一二隊又開始在銅官山銅礦區進行普查找礦工作。到1958年共投入鑽探工作量0.91萬米、探槽2萬立方米、井探2064米、1∶1萬地質測繪10平方公里、1∶1000地質填圖1.5平方公里,1959年2月由陳伯林等編寫的《安徽省銅陵市銅官山礦地質報告》,包括老山、寶山、白象山、筆山等4個礦床。經安徽省冶金工業廳批准,獲得銅金屬儲量5萬噸,鐵礦石儲量433萬噸,使該區銅累計儲量達31萬噸。對保證礦山擴大開采,延續礦山開采年限起了重要的保證作用。

1959年5月,楊華榮、姜同之等在該區普查時,發現筆山西側羅家村地表有龍潭組和孤峰組,其構造方向也呈北東55°,推測其與岩體接觸帶有銅礦體存在;據此,1960年投入物探工作,圈定了0.03平方公里磁異常,經鑽探驗證,雖在與岩體接觸帶上未見工業礦體,但有3個鑽孔在上二疊統大隆組的夕卡岩和夕卡岩化灰岩中見到了銅工業礦體。

老山銅礦床,1957年前地質部三二一隊曾施工4個鑽孔;1958年,冶金八一二隊將老山礦床按第三勘探類型進行勘探,計算了銅儲量。提交的《安徽省銅陵市銅官山銅礦地質報告》,經省儲委審查,認為老山礦床應屬第四類型,使原儲量級別大大降低,勘探程度遠不能滿足礦山開采設計要求。銅陵有色金屬公司指示所屬地質勘探隊(原八一二隊)對該礦床補做工作,於1963年4月5日—1963年10月10日補了5個鑽孔、7個淺井、2條探槽,並利用礦山坑道資料,由陳文雍、湯新民等編寫了《銅官山礦區老山區地質勘探報告》,獲得銅金屬儲量1.16萬噸,鐵礦石儲量312萬噸。

羅家村區,1960年冶金八一二隊在驗證磁異常時,有3個鑽孔在大隆組夕卡岩和夕卡岩化灰岩中見到了銅礦體;為查清礦體延深和延展情況,1965年—1967年4月再次上鑽,進行深部找礦,在青龍灰岩與龍潭組砂、頁岩層間破碎帶以下發現含銅夕卡岩。當時正值「文化大革命」,由楊華榮、姜同之、周瑾瑾等人編寫並提交了《安徽省銅官山礦區羅家村區地質評價報告》。完成鑽探工作量0.34萬米,探槽3條、淺井31個,獲得銅金屬儲量0.51萬噸。這一新層位礦床的發現,對銅陵地區尋找同類礦床有很大意義。

1980—1984年,銅陵有色金屬公司地質隊,在筆山礦床東部開展深部找礦,使用鑽探工作量4701米。1984年由江新民、楊奇等編寫了《筆山東部深部礦體詳查報告》,獲得銅金屬儲量0.48萬噸。1985年7月,由有色金屬公司審查。

1978年—1990年6月,銅陵有色金屬公司地質隊,在松樹山—老廟基山礦床深部開展尋找深部礦體,投入鑽探工作量0.94萬米。1990年6月由王建新、林景龍、楊奇、楊鳳林等編寫了《松樹山礦段深部礦體普查評價報告》,獲得銅金屬儲量1.9萬噸、鐵礦石儲量84萬噸。

1980年10月—1986年7月,銅陵有色金屬公司地質隊,在羅家村礦床深部進行找礦工作,投入鑽探工作量0.70萬米。1986年由周宗朴、汪智林、王建青等編寫了《羅家村礦段深部礦體普查評價報告》,獲得銅金屬儲量0.50萬噸、鐵礦石儲量13萬噸。1986年12月由有色金屬公司審查批准。

70年代初,銅官山礦區銅礦保有儲量不足10萬噸,礦山生產只能維持4—5年,礦山告急。1975年5月省冶金工業廳召開有生產、勘探、科研等單位參加的找礦會議,決定加強礦區找礦,成立銅官山礦區找礦小組。八一二隊集中5台鑽機施工,見礦率很高,從而打開了老礦區找銅礦的新局面;1978年結束野外鑽探施工,投入鑽探工作量3.28萬米,63個孔。1980年由高富信、閻樹森、柴淑文、尹升吉等編寫了《安徽省銅陵市銅官山銅礦床深部找礦評價地質報告》(包括松樹山、老廟基山、寶山、白象山4個礦床),計算了儲量。1983年省冶金地質勘探公司審查了該報告,提出修改意見。1984年6月由高富信、閻樹森、張網度、肖海濤修改了上述評價地質報告,獲得銅金屬儲量2.42萬噸。

1957—1986年,八一二地質隊在銅官山這樣一個老礦區的深部,不斷發現新的隱伏礦體,為延長銅官山銅礦的開采做出了貢獻。

Ⅳ 「就礦找礦」在安徽銅陵獅子山礦田實踐中的體會

楊爽

(中國地質大學(北京))

摘 要 本文概述了朱訓同志的「就礦找礦」理論,在安徽銅陵礦集區獅子山礦田礦床成因認識發展和科學研究的實踐成果,對危機礦山的持續性開采中的體會。

關鍵詞 就礦找礦 獅子山礦田 成因認識 找礦方法

1982年5月,朱訓同志撰寫的《論就礦找礦》在《地質報》上發表了。30年來,在找礦實踐工作中,該文章的觀點多次被驗證和引用,在地質勘探中產生了深遠的指導意義。

安徽銅陵以銅都聞名於世,銅礦的開采歷史可以追溯到3000年以前。境內蘊藏著豐富的礦產資源,作為國家的重點找礦區之一,找礦潛力巨大。銅陵地區是長江中下游鐵銅金多金屬成礦帶中的一個重要礦集區,目前已經探明的礦床主要集中分布於銅官山、獅子山、新橋、鳳凰山、沙灘腳5個礦田,礦田礦床類型多樣,空間分布獨特,成礦深度大且廣,是典型的大型銅金礦田。新中國成立以來,安徽省地礦局321地質隊、安徽省物化探隊、原地質礦產部第一物探隊、華東冶金地勘局812地質隊等眾多的國內外著名地勘單位和地質學家在礦田內進行了大量的、系統的研究,先後完成了1:20萬、1:5萬的區域地質礦產調查工作,積累了豐富的地質資料,取得了豐碩的找礦成果。隨著經濟社會的快速發展,國家對地質找礦工作投入也不斷加大,銅陵礦集區及其周邊地區的研究工作在日益加強,新理論和新成果相繼涌現。其中,華東冶金地勘局在銅陵外圍姚家嶺發現的大型斑岩型鉛鋅銅礦床,使得「就礦找礦」理論得到實踐檢驗與證明,也加大了公眾對於該區及其深部和外圍找礦的信心。

一、銅陵礦集區獅子山礦田的礦床成因認識成階梯式發展

20世紀50年代末、60年代初,郭宗山(1957)、郭文魁(1957,1963)等學者認為這些礦床是與花崗岩有關的矽卡岩-熱液礦床。後來的數十年間,礦床的成因認識呈階梯式發展,按實踐—認識—實踐—認識的過程循環發展,認識的在一個階梯上不斷拓展、充實。20世紀90年代至21世紀初,涌現了大批學者,他們認為該礦區的礦床是與燕山期岩漿活動密切相關的(翟裕生等,1992,1995,1996;唐永成等,1998;邢鳳鳴等,1999;鄧晉福等,2002;毛景文等,2005)。然而隨著沉積地層中的塊狀硫化物礦體的發現,孟憲明(1963)提出了同生成因的觀點。這種成因認識早在70年代末,徐克勤等(1978)就提出了海相沉積疊加中生代熱液改造的觀點。自70年代末期至今,礦床的成因爭論從未停止過,多數學者認為礦床是海西期海底噴流沉積疊加燕山期的岩漿熱液改造成因的,但也有學者認為其應定義為層控矽卡岩型礦床(常印佛,1983,1991;吳言昌,1992),因為這些層狀礦盡管有同生礦床的某些特徵,但總出現於中生代花崗岩體周圍,且與矽卡岩-斑岩礦體密切共生,因而建議為層控矽卡岩型礦床。礦床的成因認識水平不斷上升,認識越來越全面客觀,通過對典型礦床的總結研究,使得找礦范圍不斷擴大,繼而在老礦山的深部及外圍發現大的礦床——姚家嶺銅礦床。「就礦找礦」理論得到實踐檢驗,並取得豐碩成果。

二、綜合信息分析獅子山礦田的礦床成因

伴隨著獅子山礦田成因認識的發展,對成因的科學研究手段提出了新的要求。什麼樣的研究方法,通過什麼科學手段進行研究才能是最權威、最有說服力的,成為國內外地質學家努力開拓的方向。以礦田內冬瓜山銅礦床為例,多個科研課題和項目從礦床地球化學、同位素地球化學、岩石地球化學、地質年代學、流體包裹體、礦物學、岩相學等方面進行了研究,不斷地填補區內研究的空白,提供了新的成因證據。

曾普勝等(2005)通過詳細的野外觀察和室內分析對比認為,冬瓜山礦床是一個海西期同生沉積的塊狀硫化物被燕山期岩漿成礦作用疊加而形成的大型銅礦床。礦床地質方面,劉經華等(2009)通過成礦地質背景和礦床地質特徵研究,發現冬瓜山層狀銅礦床是在原始礦胚層沉積基礎上,經燕山期岩漿熱液疊加成礦作用所形成層狀銅礦床,成礦作用經歷了兩個成礦階段:早階段是由泥盆至石炭紀噴流沉積形成的塊狀硫化礦床,晚階段受燕山期岩漿改造而形成的熱液交代型礦床。郭維民等(2010)通過對磁黃鐵礦結構特徵的岩相學研究表明,冬瓜山礦床的形成經歷了同生沉積、熱變質、熱液交代等多個階段,支持同生沉積-疊加改造成因這一觀點。流體包裹體方面,陳邦國等(2002)通過對流體包裹體研究表明,冬瓜山疊生式層狀銅礦床既有沉積特徵,又有熱液改造的特徵;並通過碳同位素研究表明流體中的氧、氫同位素接近岩漿水,因此總結熱液改造型流體主要來自岩漿。凌其聰等(2003)對冬瓜山層控矽卡岩型銅礦床的礦物流體包裹體進行了深入研究,結果顯示,成礦作用發生於偏酸性且較還原的條件下;成礦流體由岩漿源和地層共同提供,是一個典型多源成礦物質、多成礦階段、多控礦因素的層控矽卡岩型礦床。岩石地球化學方面,李紅陽等(2006)通過岩石化學與微量元素、稀土元素、同位素地球化學及流體包裹體均一溫度測定等一系列地質地球化學特徵研究表明,冬瓜山銅礦床為海底熱水噴流沉積成因。穩定同位素方面,徐兆文等(2000,2007)通過脈石英包裹體氫氧同位素分析,結果表明成礦流體來源可能是岩漿水,脈狀礦體可能是層狀礦體經岩漿熱液疊加改造而成;而硫同位素與長江中下游地區同一層位中塊狀硫化物礦床的δ43S值比較接近,說明礦石中硫並非來源於地層,故推斷冬瓜山銅金多金屬礦床屬於沉積-熱液疊加改造型礦床。陸建軍等(2008)通過對銅、氫和氧同位素研究表明,冬瓜山礦床銅來自岩漿岩,疊加的成礦流體主要為岩漿流體,提出了冬瓜山礦床屬噴流沉積-岩漿熱液疊生成因的成礦模式在晚石炭世,海底噴流成礦作用形成了塊狀硫化物礦床,礦石成分以硫、鐵為主,燕山期岩漿熱液一方面對塊狀硫化物礦床進行改造,致使其富集銅等成礦物質,另一方面與圍岩相互作用形成矽卡岩型和斑岩型礦體。多角度、多層次的科學研究,不斷地豐富著礦區的地質資料,通過這些技術方法,進一步指導著認識的變革,找礦的認識論和方法論相輔相成,「就礦找礦」理論需要先進的地質理論指導,也需要先進的技術作支持,對老礦山的持續性科學研究是指導找礦的重要手段。

三、危機礦山的持續性開採的幾點體會

通過對銅陵礦集區獅子山礦田的成因及科學研究方法的概述,足以闡明「就礦找礦」理論在當前礦產資源開發中的價值和地位。國民經濟的快速發展,對於資源的需求也日益擴大,這對找礦工作提出了更高的要求,如何最大化地開采和利用資源成為公眾的聚焦,危機礦山的持續性開采有以下兩點體會:

(1)對於已開採的老礦山,加大其深部及外圍找礦的研究和投入。近年來,「就礦找礦」理論的不斷被實踐,成果卓著,除銅陵礦集區外,豫西小秦嶺金礦、熊耳山金礦、山東三山島金礦、遼寧紅透山銅礦、廣西南丹縣銅坑錫礦等在危機礦山接替資源找礦勘查中都取得了突破性的進展,為國家能源戰略工作帶來的新的希望。

(2)提高冶煉技術,降低邊界品位,擴大資源儲量。技術的革新能夠帶來新的經濟效益,選礦技術的創新和改進,使得低品位的礦石不斷被開采和冶煉提取,礦體的選擇范圍不斷擴大,可計算的資源儲量也不斷增加,邊界品位一再降低,為國家經濟建設提供了基礎的保障。

參考文獻

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郭維民,陸建軍,章榮清,等.安徽銅陵冬瓜山礦床中磁黃鐵礦礦石結構特徵及其成因意義.礦床地質,2010(3)

李紅陽,楊秋榮,李英傑,等.安徽冬瓜山銅礦床的地球化學特徵.地球學報,2006(6)

劉經華,李卉,徐兆文,等.冬瓜山層狀銅礦成礦地質背景及成因.地質學刊,2009(2)

徐兆文,陸現彩,高庚,等.銅陵冬瓜山層狀銅礦同位素地球化學及成礦機制研究.地質論評,2007(1)

楊爽.安徽銅陵冬瓜山層控矽卡岩型銅礦特徵和成因(碩士論文).中國地質大學(北京),2012

曾普勝,裴榮富,侯增謙,等.安徽銅陵礦集區冬瓜山礦床:一個疊加改造型銅礦.地質學報,2005(1)

Ⅵ 安徽省銅陵市鳳凰山銅礦

鳳凰山銅礦位於安徽省銅陵市,銅陵素有「銅都」之稱,是中國最重要的有色金屬基地之一。礦床賦存於新屋裡岩體與三疊系灰岩間的接觸帶上,是銅陵礦集區內最典型的矽卡岩型銅礦床之一。

銅陵礦集區位於揚子地塊與華北地塊之間的下揚子印支期隆褶帶東南部的貴池-馬鞍山(印支期)隆起帶中部,是一個相對獨立的菱形地塊。成礦區帶歸屬安慶-銅陵-繁昌Cu-Fe-Pb-Zn-Au-Ag硫鐵礦-明礬石成礦亞帶。

1.礦區地質簡述

(1)地層

礦區內出露地層為志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系以及第四系。三疊系出露於礦區中心部位,由下三疊統殷坑組、和龍山組、南陵湖組以及中三疊統東馬鞍山組、月山組組成。其中和龍山組和南陵湖組是主要的含礦層位。和龍山組以灰岩、泥質岩和鈣質頁岩為主,南陵湖組由灰岩、角礫狀灰岩、生物碎屑灰岩夾白雲質灰岩和鈣質頁岩組成。

(2)構造

礦區構造復雜,印支—燕山期經歷了多期次構造變形,由北東向、北西向、北北東向3組主要斷裂組成,其中北西向斷裂構造對礦床的局部富集起重要的控製作用。新屋裡復式向斜與近東西向基底斷裂的交匯部位控制著新屋裡岩體的侵位和礦田的形成。

(3)岩漿岩

區內燕山期岩漿活動強烈,侵入岩多為岩株、岩牆狀淺成侵入體。新屋裡岩體是花崗質岩漿多次涌動侵入形成的復式岩體,受北東向褶皺構造及與其相伴的北東向、北北東向、北西向、北北西向斷裂構造控制,出露面積近10km2,是銅陵礦集區出露面積最大的岩體。其主要岩性為石英二長閃長岩(岩體邊部)和花崗閃長岩(岩體中部)。

2.礦床特徵簡述

(1)礦體特徵

礦區內有主礦體4個,Ⅱ號礦體規模最大,均賦存於侵入岩與圍岩接觸帶及其附近,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體賦存於鳳凰山岩體與南陵湖組灰岩接觸帶上,Ⅳ號礦體賦存於岩體與和龍山組灰岩接觸帶上並受接觸帶控制。主礦體長一般為300~1000m,厚為10~80m,傾斜延深200~600m。礦體與矽卡岩關系密切,並受斷裂和接觸帶的復合控制,礦體主要呈似板狀和不規則透鏡狀等形態產出。近南北向的擴容性構造具有多期次活動特徵,形成角礫狀礦石。次要礦體和小礦體多分布於主礦體近旁的大理岩、矽卡岩及侵入岩中。

(2)礦石類型及結構構造

按工業類型將鳳凰山銅礦床礦石劃分為7 種類型 :塊狀含銅磁鐵礦、赤鐵礦型,塊狀含銅菱鐵礦型,角礫狀礦石型,浸染狀含銅石榴子石矽卡岩型,塊狀含銅黃鐵礦型,浸染狀含銅花崗閃長岩型,浸染狀含銅大理岩型。含銅磁鐵礦、赤鐵礦型和含銅菱鐵礦型是主要的礦石類型。不同礦化類型在空間上分界明顯,並且與礦體展布方向一致。含銅磁鐵礦、赤鐵礦型礦石主要分布在礦體核部,在Ⅱ號礦體中出現分支復合現象。含銅菱鐵礦型礦石圍繞含銅磁鐵礦、赤鐵礦型礦石分布。黃鐵礦型礦石在Ⅰ號礦體中分布於礦體邊緣,在Ⅱ號礦體中出現在核部。其他類型礦石多產於礦體兩側。

標本名稱 含銅磁鐵礦礦石 編號 DB070 形成時代 燕山期

中國典型礦山大型礦石標本圖冊

標本表面為褐紅色,具半自形粒狀結構,塊狀構造。礦石礦物主要為黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦、斑銅礦、輝銅礦等;脈石礦物主要有石英、方解石和石榴子石等。Cu品位為0.56%

成因類型 矽卡岩型 產地 安徽省銅陵市鳳凰山銅礦

Ⅶ  安徽銅陵獅子山銅礦床

一、大地構造單元

銅陵地區大地構造位置屬揚子准地台下揚子台坳中部。

二、礦區地質

獅子山銅礦床所在地質位置參見冬瓜山礦床的礦田地質略圖。

(一)地層

獅子山銅礦的賦礦地層主要是下三疊統的和龍山組和南陵湖組,其岩性及地球物理、地球化學特徵見表2-94。

(二)構造

東、西獅子山礦床的地層圍岩為不同力學性質的碳酸鹽岩層。礦區處於大通-順安復向斜中次級的青山背斜北東傾沒端的南東翼更次級小背斜中(白芒山背斜)。沿小背斜的兩翼有較大的縱向和橫向斷裂,他們控制了呈岩牆狀的閃長岩體的分布。西獅子山礦床的西南部,縱橫斷裂的交匯處,是西獅子山閃長岩牆的主體賦存部位(圖2-136)。小背斜的岩層組成,主要為中下三疊統條帶狀不純灰岩和薄至中厚層灰岩。這些岩層在化學性質上是相近的,但其力學性質和構造性質上,則有明顯的差異;在褶皺變動中,往往沿它們之間的界面產生層間破碎(剝離),形成層間破碎(剝離)帶,為閃長岩枝的貫入以及接觸變質-交代作用和疊加於其上的礦化作用的廣泛發育創造了極為有利的條件,從而控制了沿層間破碎(剝離)帶發育的似層狀、透鏡狀(圖2-136)和鞍狀礦體的形成。由於不同性質碳酸鹽岩層在剖面上的交替,因而層間破碎(剝離)帶及受它控制的礦體,在剖面上亦相應地呈多層次的平行排列。同時分布在條帶狀夕卡岩、角岩(或夕卡岩化角岩)中的張裂隙、剪切裂隙以及羽毛狀裂隙,對礦脈的空間分布也有著重要的控製作用。當接觸帶構造與層間破碎(剝離)帶成不整合關系時,礦體形態往往十分復雜,在圍岩—側常出現沿層間裂隙而發育的枝狀礦體。

表2-94獅子山礦區地層(岩性)地質地球物理、地球化學參數一覽表Table 2-94Stratigraphic scale with geophysical and geochemical parameters

圖2-136西獅子山銅礦床地質圖及剖面圖Fig.2-136Geological map and profile of Xishizishan copper deposit

1—大理岩化條帶狀灰岩;2—大理岩;3—夕卡岩化大理岩;4—夕卡岩化角岩;5—閃長岩;6—條帶狀夕卡岩;7—塊狀夕卡岩;8—夕卡岩化角礫岩;9—礦體;10—第四系;11—小背斜;12—早期斷裂;13—成礦後斷裂

(三)侵入岩

本區岩漿岩沿網格狀構造格架侵入,形成岩牆狀侵入體及岩脈-岩枝群,在不同水平上互相溝通,組成具有特色的長達3km,寬約1km的淺成-超淺成相的網格狀岩牆-岩枝系。礦化均圍繞此岩漿系統分布,並受這種網路控制。據深孔及物探資料推測,深部應有大岩體存在。岩漿岩為輝石閃長岩→石英閃長岩→晚期(石英)閃長岩,反映岩漿從中偏基性向中偏酸性富鉀化方向演化趨勢。主體含石英閃長岩屬富鹼的鈣鹼性系列,w(SiO2)=60%,w(Na2O+K2O)=7%±,w(Na2O)/w(K2O)<2,σ=4.82,向深部SiO2含量增高,鉀化增強。K-Ar法同位素年齡147~160Ma,個別值更大些,主體應屬燕山早期,具同熔岩漿的某些特徵。Sr同位素初始比值0.7095,δ18O=+9.90‰,δD=—95.07‰(都為全岩樣)。東獅子山銅礦與輝石二長閃長岩有關,西獅子山銅礦受閃長岩制約。

三、礦床地質

(一)西獅子山礦床(圖2-136)

1.礦體產出特徵

西獅子山礦床產於背斜東南翼和龍山組(T1h)中,西南部超覆於大團山礦床之上。主礦體五層,平行產出,向東側伏,最大者長300餘米,寬200餘米,厚度17m,平均含銅1%以上。礦石主要為含銅夕卡岩,其次為含銅磁黃鐵礦、含銅大理岩及含銅閃長岩等。礦床四面被閃長岩包圍,派生大量岩枝,多作順層貫入,形成巨厚的夕卡岩帶,礦層即產於此種格架中。除地表有次要礦體出露外,主礦層均系地面100m以下盲礦體。

2.成礦作用

礦田近20km2范圍內經受不同程度熱變質,遠超過岩牆-岩枝系范圍,亦可佐證深部熱源-大岩體的存在。在熱變質基礎上疊加的熱液作用,可分為三個階段。

(1)硅酸鹽階段。夕卡岩發育有以下特點:主要發育於岩牆-岩枝帶內,以層間夕卡岩為主,西獅子山為層間反應交代夕卡岩。層間夕卡岩中,鈣質夕卡岩成分簡單,由石榴子石士輝石組成,水平方向基本不具分帶性,垂直方向不同條帶間可見不同礦物組合或粒度不同的細層帶;鎂夕卡岩多蝕變為滑石、蛇紋石岩,分帶更不清楚。

(2)氧化物階段。主要標志礦物為磁鐵礦、白鎢礦及含水硅酸鹽類(綠簾石、陽起石、金雲母等),活動既不廣泛又不強烈。熱液碳酸鹽礦物(主要為方解石、可能包括菱鐵礦或鐵方解石)亦以此階段活躍,反映此時高fo2低fs2環境。

(3)硫化物階段是本區最主要的成礦階段。按晶出順序主要有輝鉬礦→磁黃鐵礦→黃鐵礦→黃銅礦→閃鋅礦→方鉛礦。磁黃鐵礦、黃鐵礦及黃銅礦具多期次性,遍及全區。此外尚有毒砂、膠黃鐵礦、白鐵礦、方黃銅礦及斑銅礦等。伴生蝕變礦物主要有石英、方解石、綠泥石、絹雲母、蛇紋石、滑石、金雲母、鉀長石等。在P2及T1各礦體中硫化物集合體主要分布於夕卡岩及其毗鄰的侵入岩或熱變質岩中,嚴格受夕卡岩化作用制約。和夕卡岩一樣,礦物組合分帶不明顯,礦石類型也很單調(主要是夕卡岩型),說明是在物理化學條件相對穩定的條件下形成的,可能是一種散熱緩慢而熱液補給均勻的半封閉或近似封閉環境(如西獅子山的三面及四面為岩牆-岩枝圈閉)。就礦田總體而論,以上述岩牆-岩枝系為中軸,由以層間擴散夕卡岩型礦石為主,向外(主要為北西側)變為以層間滲濾夕卡岩型礦石及塊狀硫化物礦石。沿走向在「中軸」中部有角礫岩筒式礦化(東獅子山,詳見後文),向兩端則以層間夕卡岩型礦化發育。在垂直方向上,C2為Cu、S組合,P1—T1y為Cu、Mo組合,T1h為單銅礦石。通過對貫通礦物磁黃鐵礦的研究發現(黃民智等),下部(冬瓜山)塊狀硫化物中為六方相或六方相為主的雙相結合,爆裂溫度300~365℃,眾值330~340℃;上部(指大團山。而獅子山礦床更淺些)夕卡岩礦石中以單斜相變種占優勢,爆裂溫度320℃±。且發現冬瓜山近岩體部分,有單斜相交代六方相者,蝕變溫度280~340℃,因此上部礦體不但溫度較低,時間也可能較晚。此外本區深部岩體中發現有細脈浸染狀礦化。表明「三位一體」式三元組合,在本區也可能以其特有的形式出現。西獅子山礦床應是層間式夕卡岩型礦床,與大團山礦床屬同一類型,其成礦模式,可參見冬瓜山礦床。

圖2-137角礫岩筒式夕卡岩礦床示意剖面圖Fig.2-137Sketch section of breccia chimney-type skarn deposit

1—大理岩;2—夕卡岩;3—銅礦體;4—閃長岩;5—角礫岩筒

(二)東獅子山礦床

東獅子山銅礦為僅知的角礫岩筒式礦床。該礦位於獅子山礦田中心角礫岩筒及其外圍,受近東西向及北東向斷裂控制,地表出露不規則,直徑150m。剖面為一漏斗狀,延深500m以上(圖2-137)。角礫岩筒岩性復雜,角礫成分為閃長岩、石榴子石夕卡岩及少量大理岩、角岩。角礫邊界明顯,多具稜角,排列雜亂。膠結物已變質為石榴子石夕卡岩(外帶)和方柱石夕卡岩(內帶),有時見交代殘余閃長岩。筒外破碎帶圍岩和部分閃長岩體均有強烈夕卡岩化。

角礫岩筒的形成與閃長岩侵入有關,在早期岩漿外殼凝固後,殘余岩漿大量氣體聚集,形成氣泡(室),造成爆發,圍岩崩塌,使早期閃長岩、夕卡岩與圍岩破碎成角礫,被後續熔漿膠結,同時熱流體使整個角礫岩筒夕卡岩化,並以大量含揮發組分的方柱石為特徵,屬爆發-崩塌角礫岩筒型。夕卡岩之後,尚有晚期閃長岩脈貫入,以富含磷灰石副礦物為特徵,說明殘漿內氣液交替頻繁。

圖2-138獅子山礦床物化探異常剖面Fig.2-138Section of geophysical and geochemical anomaly in Shizishan deposit

1—砷、鉬元素異常;2—金、銀、銅的剩餘異常;3—航磁極化△Z⊥異常及其區域場,局部場;4—布格重力異常及其區域場,局部場;5—△Z上J垂向一次導數、△Z⊥Q垂向二次導數及下延2500米曲線;6—△gJ垂向一次導數、△gQ垂向二次導數;7—地質模型

繼夕卡岩化及晚期岩脈的礦化作用遍及全筒(一般含銅0.1%~0.2%),並沿不規則的原生裂隙富集成透鏡狀-囊狀礦體群,與岩筒喇叭形產狀大體一致。筒外夕卡岩則沿著由於崩塌作用引起的次一級小背斜形成鞍狀礦體群。礦石組分與西獅子山的相似,但筒內含銅低(0.7%)而含毒砂高,向筒外則含銅高(1%)含毒砂漸減,這反映爆發成礦作用的某些特點。

東獅子山礦床的成礦作用盡管規模不大,筒內礦體為小型,連筒外礦體一起才達到中型,但它在成因上卻具有特殊意義。獅子山礦田乃至整個銅陵地區(甚至整個長江中下游)內夕卡岩一般都不很發育,厚度很少超過10~20m。而本角礫岩筒全部閃長岩膠結物幾乎都變質成方柱石-石榴子石「內夕卡岩」。與城門山角礫岩筒也有較大差別,一方面表明它是夕卡岩的一個特殊類型(硅夕卡岩),另一方面也表明夕卡岩型銅礦與斑岩型銅礦的形成條件不完全決定於圍岩性質,更重要的是熱流體的物理-化學條件。這也許是本區與城門山相區別的內在原因。

另據中國地質大學(武漢)張淑貞(1993)等研究,認為東獅子山銅礦床具有下列獨特的特徵:

(1)夕卡岩是高溫、高密度、粘稠的岩漿熔融體;

(2)夕卡岩體與輝石二長岩體具有同源性;

(3)礦體與夕卡岩體具有同源性;

(4)成礦物質來源於岩漿源,硫同位素測定的絕對值小於5‰;

(5)夕卡岩礦物開始結晶溫度為920℃,可見熔融包裹體,成礦溫度為620℃;

(6)成礦壓力相當於1~2km深度條件;

(7)礦石、夕卡岩具有典型的礦漿礦床結構構造。據以上特點,東獅子山銅礦床不同於一般的接觸交代型銅礦床,而為夕卡岩漿型銅礦床。

(三)礦床物化探異常

獅子山礦床岩(礦)石磁性較弱,甚至無磁性,導電性亦較差,但化探異常明顯,在化探找礦研究Cu暈異常時,應綜合分析Cu、Pb、Zn、Ag、As、Mo、Co、Ni、Au、W、Sn、Se等元素。化探方法配合激發極化法效果比較好。在礦床上方磁、重異常弱,但經過求導演算,岩(礦)體上方異常明顯(圖2-138),結合化探異常,可確定找礦靶區。

Ⅷ 安徽銅陵冬瓜山銅礦床實物地質資料採集計劃(摘要)

安徽銅陵冬瓜山銅礦床位於長江中下游銅鐵成礦帶獅子山礦區,是礦區中規模最大的礦床。評價得出銅儲量98.4萬t,規模為大型,同時伴生多種有用元素。它的發現是不斷總結區域成礦規律,運用現代成礦理論尋找隱伏礦床的一個典範。

礦區地表出露三疊系中、下統地層,深部工程揭露有二疊系、石炭系、泥盆繫上統諸地層。區內不同時期的斷裂構造發育,以近南北向斷裂為主,東西向次之,不同方向的斷裂構成了「網格」狀構造格架,並起到控岩、控礦作用。區內岩漿岩廣泛發育,多為中—酸性小型侵入體。岩性為石英二長閃長岩、石英閃長岩。K-Ar法測年為147~160Ma,屬燕山期侵入岩。

冬瓜山銅礦床主礦體1個,占總儲量的99%以上。礦體長3000m,寬200~800m,厚度一般30~45m,最厚達100.67m。其賦存於青山背斜的軸部及兩翼,嚴格受石炭系中、上統黃龍-船山組(C2+3)層位控制。

礦床的形成與岩漿熱液作用密切相關,成礦作用具有明顯的沉積、熱液疊加改造特徵,成因類型為層控矽卡岩型礦床。

擬採集ZK4611全孔岩礦心,該孔終孔深度916.90m,岩礦心共計123箱;ZK501全孔岩礦心,終孔深度830.02m,岩礦心共計107箱;ZK562全孔岩礦心,終孔深度884.21m,岩礦心共計63箱。

在採集以上3孔岩礦心的同時,還需收集相關的光、薄片、分析副樣、送樣單、鑒定報告、分析報告以及鑽孔原始編錄、鑽孔柱狀圖、勘探剖面圖、礦區地質圖和勘查報告。在地表或坑道中,採集一套地層標本、一套圍岩蝕變標本、一套各種類型礦石標本。