安慶銅礦床地質(zhì)特征及其成因分析

1、刖百第一章地質(zhì)概況簡介1一，研究區(qū)區(qū)域背景1.1 大地構(gòu)造背景11.2 區(qū)域構(gòu)造21.3 區(qū)域地層31.4 區(qū)域巖漿巖3二，礦區(qū)地質(zhì)狀況2.1 礦區(qū)構(gòu)造42.2 礦區(qū)地層52.3 巖漿巖概況6第二章礦體地質(zhì)特征61礦體分布、形態(tài)及產(chǎn)狀72礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造73礦物組合特征94圍巖蝕變特征9第三章礦床成因討論91.1 成礦物質(zhì)來源91.2 成礦階段91.3 成礦作用及過程討論10結(jié)論10參考文獻(xiàn)1113安慶銅礦床地質(zhì)特征及其成因分析刖百一.本次課程設(shè)計(jì)的目的旨在使學(xué)生通過綜合運(yùn)用各類地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)，對(duì)礦床地質(zhì)特征進(jìn)行準(zhǔn)確把握，并對(duì)礦床成因進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，從而了解各類礦床的控礦基本因素。本次課程設(shè)

2、計(jì)以安徽省安慶市月山地區(qū)矽卡巖礦床為例，總結(jié)礦區(qū)及礦床地質(zhì)情況，編制相應(yīng)的地質(zhì)圖件。并要求學(xué)生利用矽卡巖礦床理論來綜合分析礦床成因，使學(xué)生進(jìn)一步掌握礦床學(xué)研究的基本方法和技能，提高科學(xué)研究分析能力。.本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)及步驟安排如下2013年1月2至4日設(shè)計(jì)開始，收集工作區(qū)域的基本地質(zhì)資料，考查前人本地區(qū)的工作情況，總結(jié)前人研究成果；2013年1月4至7日由教師擴(kuò)展講解礦床研究中的地球化學(xué)手段，并根據(jù)老師提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行編圖和初步解釋，認(rèn)識(shí)控制礦床形成的大地構(gòu)造目景；2013年1月7至9日完成報(bào)告圖件的編制及報(bào)告文字的說明準(zhǔn)備工作2013年1月9至17日完成報(bào)告并上交，總結(jié)礦床成因和控制因素，完

3、成成PPT。第一章地質(zhì)概況簡介1.1 大地構(gòu)造背景中國東部中生代以來地殼運(yùn)動(dòng)頻繁，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，是不同時(shí)期，不同體制構(gòu)造轉(zhuǎn)換的重要地區(qū)。安徽省位于中國的東部，地跨華北地塊、揚(yáng)子地塊及大別造山帶三個(gè)構(gòu)造單元。以長江復(fù)合構(gòu)造帶和銅陵-杭州構(gòu)造帶為代表的NE-SW向構(gòu)造帶和NW-SE向構(gòu)造帶,嚴(yán)格控制著區(qū)內(nèi)燕山期巖漿活動(dòng)和長江中下游成礦帶的展布；長江中下游轉(zhuǎn)換構(gòu)造結(jié)內(nèi)具有結(jié)點(diǎn)成礦的規(guī)律，不同規(guī)模的NE-SW向構(gòu)造帶與NW-SE向構(gòu)造帶的交切處正是區(qū)內(nèi)礦集區(qū)和重要礦床的分布位置。1】（圖1）長江H卜*游成礦帶地質(zhì)構(gòu)造背景華北枸塊k馴山Mirl：斷裂Hr圖11.2 區(qū)域構(gòu)造區(qū)內(nèi)主要發(fā)育為一系列NE,NW

4、W,NNE以及近SN向的斷裂，即由近東西向和北東向兩組斷裂組成的鋸齒狀斷裂帶長江深斷裂帶、NW向的襄樊一廣濟(jì)深斷裂以及鄭廬斷裂。NE向斷裂構(gòu)造體系為區(qū)域內(nèi)主要構(gòu)造體系，以長江斷裂帶為主，組成大型袋裝網(wǎng)絡(luò)狀構(gòu)造。它們直接控制了侵入巖體的分布形態(tài)，而基底構(gòu)造特別是近東西向的銅陵一戴家匯深大斷裂，則直接控制了本區(qū)的巖漿活動(dòng)及礦床的形成。另外相伴發(fā)育有NE向的褶皺，帶內(nèi)推覆構(gòu)造廣泛發(fā)育，主要推覆構(gòu)造有，銀屏推覆構(gòu)造，香泉推覆構(gòu)造，貍頭橋推覆構(gòu)造。1.3 區(qū)域地層揚(yáng)子地塊具有一蓋多底的地殼結(jié)構(gòu)特征。安徽沿江地區(qū)和其南面的皖南地區(qū)，各自的基底類型分別是董嶺式和江南式。蓋層中不同時(shí)代地層基本齊全。震旦系至下

5、古生界以海相碳酸鹽巖和陸源碎屑巖地層為主；缺失早、中泥盆世沉積，上泥盆統(tǒng)陸相碎屑巖沉積；上古生界至下古生界三疊統(tǒng)為海相碳酸鹽沉積地層，中三疊統(tǒng)至下、中侏羅統(tǒng)為殘海泄湖相含蒸發(fā)巖的碳酸鹽巖層及其上覆的陸源碎屑巖地層，上侏羅統(tǒng)至下白堊統(tǒng)以發(fā)育在斷陷盆地中的火山巖堆積為特征，部分地段亦存在下白堊統(tǒng)陸相紅色地層，上白堊統(tǒng)至第三系則主要為分布在新斷陷盆地中的紅色碎屑巖地層。區(qū)域內(nèi)上述不同時(shí)代的地層的分布情況不盡相同。1.4 區(qū)域巖漿巖區(qū)內(nèi)巖漿巖沿長江斷裂帶呈帶狀分布，受斷裂帶控制明顯；巖體主要為小巖株、巖墻狀，其次為巖床、巖枝及巖脈狀。侵入巖體可劃分為堿性系列及鈣堿性系列，前者由輝石二長閃長巖、二長閃長

6、巖和石英二長巖組成，后者由輝長輝綠巖、石英二長閃長巖和花崗閃長巖組成。巖性大多為中酸性，許多巖體實(shí)質(zhì)上是中酸性巖和基性巖組成的雜巖體，相分帶清楚?！?】各個(gè)地區(qū)都有較晚的火成巖活動(dòng)疊加。下表為區(qū)域內(nèi)中酸性侵入巖體活動(dòng)詳細(xì)年代表。長江中下游地區(qū)主要中酸性侵入巖體活動(dòng)年代表測年方巖體測定對(duì)象年齡法資料來源銅官山石英閃長巖136.9士Chenetal角閃后Ar-Ar1.41985144.7士陳江峰等,鉆石SHRIMP1.32005137.3士周泰禧等,金石嶺石英閃長巖Ar-Ar1.41987136.5士周泰禧等,例抱蛋閃身K-Ar0.91987西湖石英閃長巖137.8士Ar-Ar周泰禧等,2.519

7、87白芒山輝石二長閃長甲丁rn.136.5±1Ar-Ar常印佛等，1991吳才來等，uU石冬瓜山石英一長閃長甲丁rn.135.8士Ar-AruU石1.11996胡村花商閃長巖甲丁rn.139.8士Ar-Ar吳才來等，0.81996舒家店輝長二長閃長甲丁rn.138.2士Ar-Ar吳才來等，uU石4.61996月山閃長巖鉆石133.2士3.7SHRIMP陳江峰等，2005角閃右135.6士1.4Ar-Ar陳江峰等，1991礦物等時(shí)線137.6士1.2Rb-Sr李波等，2004全巖136±5.0鄭永飛等，人龍山石英止長石Rb-Sr1997大龍山堿長化因巖全巖117±4

8、.0Rb-Sr鄭永飛等，1997鉆石112±6.0SHRIMP陳江峰等，2005湖城澗輝長輝綠巖甲丁rn.133.7士Ar-Ar吳才來等，0.91996表12.1礦區(qū)構(gòu)造銅陵地區(qū)位于長江中下游地區(qū)多金屬成礦帶的中部，大別-蘇魯造山帶南側(cè)，大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子板塊中部偏北，與大別造山帶相鄰，屬于大別造山帶與揚(yáng)子地塊作用形成的對(duì)沖帶。安慶月山地區(qū)，其骨干構(gòu)造主要有一個(gè)褶皺和三個(gè)斷裂系統(tǒng)：（1）以百子山倒轉(zhuǎn)背斜為代表的軸向NN4NNWC褶皺構(gòu)造系統(tǒng)；（2）以月形山-東馬鞍山斷層為代表的產(chǎn)狀多變的基本順層的層滑斷裂構(gòu)造系統(tǒng)；（3）以代店-陳家竹園斷層和大排山-巴斗山斷層為代表的走向NW向斷裂

9、構(gòu)造系統(tǒng)；（4）以馬山口-胡沖斷層（即安慶礦區(qū)范圍內(nèi)的F1斷層）和鯉魚山-陳家竹園斷層為代表的走向近SN向（包括NN疾NNM向）的斷裂構(gòu)造系統(tǒng)。褶皺與斷裂系統(tǒng)的形成時(shí)代有先后，褶皺構(gòu)造系統(tǒng)和層滑斷裂構(gòu)造系統(tǒng)是在月山巖體侵位以前開始發(fā)育。其它構(gòu)造都為次一級(jí)的構(gòu)造，大多為骨干構(gòu)造的派生成因。下圖為月山地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造及巖層分布圖：安慶月山礦床地質(zhì)構(gòu)造圖圖2Rmwi緊虱?昊照三4M,卜疆力-；：«hMPfl就時(shí)笫能址崩出裝nd巾上WE,*F配t因反器若*程mwr®H-Mirft*AHTjftJ酎逑2.2 礦區(qū)地層長江中下游成礦帶內(nèi)出露的地層有零星分布的前震旦紀(jì)變質(zhì)基底和震旦紀(jì)碎屑巖、

10、白云巖和硅質(zhì)巖，廣泛發(fā)育有寒武紀(jì)至早三疊世的碎屑巖和碳酸鹽巖及侏羅紀(jì)，白堊紀(jì)陸相火山巖夾碎屑巖?！?】從月形山到西馬鞍山的地層走向?yàn)榻鼥|西向，從西馬鞍山至白嶺，地層走漸轉(zhuǎn)為北西一南東向，總體略呈弧形彎曲。這種地層產(chǎn)狀的復(fù)雜變化一方面反映了百子山背斜的影響，另一方面是多種構(gòu)造作用機(jī)制疊加的結(jié)果。2.3 巖漿巖概況月山地區(qū)侵入巖主要是月山巖體（閃長質(zhì)巖體）、總鋪巖體和五橫巖體（閃長玲巖）三個(gè)巖體，具分布和產(chǎn)出特征主要受北東向、近東西向基底斷裂及淺層次剝離斷層控制。月山的的成巖時(shí)間應(yīng)在140-130Ma之間，屬燕山早期末。月山巖體的結(jié)石SHRIM砰齡為133.2±3.7Ma（陳江峰等，20

11、05）,礦物RbSr等時(shí)線年齡為137.6±1.2Ma（李波等，2002）,角閃石40Ar/39Ar年齡為135.6±1.4Ma（陳江峰等，1991）;總鋪巖體的Rb-Sr年齡為143MaKAr年齡為132Ma五橫巖體的K-Ar年齡為129Ma（周濤發(fā)等，1995）。I I閃長巖類I 版長花崗巖類|/|若相界限礦床1/1斷艮1/ d基底斷裂圖.3月山地區(qū)巖漿巖分布概況第二章礦體地質(zhì)特征1 .礦體分布、形態(tài)、及產(chǎn)狀礦床賦存在燕山早期月山閃長巖體北枝的前緣部位，該巖體呈舌狀侵入到上三疊統(tǒng)銅頭尖組紫色粉砂巖和頁巖中。礦區(qū)實(shí)際上主要由三個(gè)相對(duì)獨(dú)立而又有密切成因聯(lián)系的礦床組成，即銅牛

12、井、鐵鋪嶺和劉家凹礦床。它們在空間上彼此相鄰，都分布在月山巖體的北枝與東枝相交匯的部位，與月山巖體有成因上的聯(lián)系。銅牛井礦床受剪切裂隙發(fā)育的構(gòu)造破碎帶控制，由密集的羽毛狀裂隙組成，由于礦體嚴(yán)格受構(gòu)造控制，故礦體產(chǎn)狀和形態(tài)較為穩(wěn)定、規(guī)則，其主礦體有兩個(gè),即1、2號(hào)礦體，兩礦體首尾相連，在其之間有為次一級(jí)構(gòu)造所控制的小礦體。1號(hào)礦體走向60b,傾向NNW,傾角70b80b,礦體長230m,寬89m,延深220m,西部逐漸變薄而尖滅，東部出現(xiàn)分枝復(fù)合。2號(hào)礦體的產(chǎn)狀與1號(hào)相同但局部傾向南，礦體長590m,寬13m,延深270m。西部較復(fù)雜，東部被大理巖阻隔?！?】2 .礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造安慶銅礦床主要有

13、以下幾種礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造：自形-半自形晶結(jié)構(gòu)（圖4-8、4-15）、它形晶結(jié)構(gòu)（圖4-14、圖4-16、圖4-17）、包含結(jié)構(gòu)（圖4-16）、充填結(jié)構(gòu)（圖4-14）、侵蝕結(jié)構(gòu)（圖4-15、圖4-16）、塊狀構(gòu)造（圖4-8）、侵染狀構(gòu)造（圖4-15）、團(tuán)塊狀構(gòu)造（圖4-14）、網(wǎng)脈狀構(gòu)造（圖4-14）、角礫狀構(gòu)造。圖4-8含銅磁鐵礦中磁鐵礦（Mt）與黃銅礦 （Cp）呈浸染狀分布反射鏡下照片圖4-14含倒石槽石CGr砂卡巖中的黃銅礦 圖4-1"含銅磁鐵礦中的黃一銅礦£CpJ及破鐵 （Cp）礴黃鐵礦tPyr）在反射鏡卜照片 礦（Mt）在反時(shí)鏡卜照片圖4-16含鉗砂卡巖磁黃帙蚌（即）交

14、代石楣圖4/7石槽石砂卡巖中的黃蜘沖）及磁黃石（Gr）少最磁趺4.（Mt）及黃鐵礦時(shí)）反鐵砂（.Pyr）反射殿卜'照片射鏡下照片3 .礦物組合特征安慶銅礦區(qū)主要的礦石為，磁鐵礦、含銅磁鐵礦、含銅矽卡巖、含銅閃長巖等。其中金屬礦物12種，脈石礦物21種。礦區(qū)中主要的金屬礦物有黃銅礦、磁鐵礦、磁黃鐵礦、以及黃鐵礦等四種，主要的脈石礦物有透輝石、石榴石、斜長石等3種。4 .圍巖蝕變特征本區(qū)主要的圍巖蝕變?yōu)橥篙x石化、鈉長石化、方柱石化、碳酸鹽化及綠泥石化。透輝石化形成一片較大的蝕變?nèi)?，厚度達(dá)100m.形成本礦床的閃長巖礦床；鈉長石化在下接觸帶之上閃長巖和透輝石化閃長巖之間最發(fā)育，與礦化關(guān)系不密

15、切。方柱石化主要在深部接觸帶附近及大理巖向閃長巖凸出部位的閃長巖中發(fā)育，蝕變強(qiáng)烈則形成方柱石矽卡巖，礦化普遍，黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦多呈細(xì)小粒狀充填于方柱石的晶隙之間。碳酸鹽化在閃長巖和矽卡巖中最常見。另外，在早期階段還可見石榴子石化、綠簾石化、透閃石化、陽起石化。【5】第三章礦床成因討論1.1 成礦物質(zhì)來源成礦流體包括熱液流體和成礦物質(zhì)。月山礦田的熱液流體主要來源于巖漿水，其次為大氣降水；成礦物質(zhì)主要來源于閃長質(zhì)巖漿，巖漿的熔-流分離作用是成礦物質(zhì)獲取的主要機(jī)制。巖漿流體的大規(guī)模出溶作用將大量攜帶銅等成礦元素溶出，形成富含成礦物質(zhì)的成礦流體。月山巖體與銅陵中酸性侵入巖以及蝌蚪山玄武巖具有很

16、相似的配分模式,都具有Nb、Ta負(fù)異常，Ba、Ce、Ti明顯正異常,Y和Yb虧損等特征。這些微量元素特征也說明，月山巖體與區(qū)域內(nèi)巖漿巖具有相同或相似的成因，其初始巖漿源自地幔。1.2 .成礦階段研究區(qū)礦床的成礦作用分為兩期（矽卡巖期和石英-硫化物期）5個(gè)階段：矽卡巖期由早期矽卡巖階段、磁鐵礦階段和脈狀矽卡巖階段組成，形成溫度分別為440C-600c、380-585C和364430C:石英一硫化物期包括石英一硫化物階段（主要礦化階段）和石英一碳酸鹽階段。1.3 成礦作用及過程討論安慶銅礦礦體主要在巖體與大理巖接觸的矽卡巖帶內(nèi)，因此研究矽卡巖的成因?qū)ρ芯堪矐c銅礦床的成因及成礦機(jī)制具有重要的意義。矽

17、卡巖有巖漿成因、交代成因等多種成因模式（Zharikov,1970;邱瑞龍等，1987;林新多，1989;趙斌，1989;吳言昌，1992）。接觸交代成因矽卡巖里的鈣鐵一鈣鋁榴石系列石榴子石多以富集LREIfi線型分布模式為特征。交代成因矽卡巖全巖的RE分布模式主要受到巖體、碳酸鹽地層及流體中的REa量和分配行為控制。然而巖漿成因矽卡巖絕大多數(shù)為富集LREE勺折線型分布模式。安慶銅礦床矽卡巖礦石的REE分布比較均勻，其分布模式在很大范圍內(nèi)基本保持一致，富集LREE但部分矽卡巖La和CW同程度的虧損，與礦石中石榴子石的稀土元素組成特征一致，即受到石榴子石的RE分布模式控制。據(jù)趙斌（1999）研究

18、，這種特征的石榴子石可能是在相對(duì)平衡的條件下巖漿結(jié)晶分異的產(chǎn)物，表明含鈣鐵-鈣鋁榴石矽卡巖是在矽卡巖與巖漿基本達(dá)到反應(yīng)平衡的條件下形成的，屬巖漿成因矽卡巖。含銅磁鐵礦的稀土配分模式與矽卡巖比較相似，說明礦床是由巖漿成因的矽卡巖結(jié)晶分異作用形成。【5】結(jié)論安慶銅礦床位于安徽省懷寧縣月山鎮(zhèn)，在板塊構(gòu)造上位于大別山中生代碰撞造山帶前陸縮短帶江北亞帶安徽省境內(nèi)中南段，長江中下游弧形成礦帶東翼。控制安慶銅礦產(chǎn)出的巖漿巖是月山巖體。月山巖體地表出露形態(tài)呈十字交叉狀，面積約11km2,巖體主要成分為閃長巖，次為石英閃長巖，屬燕山早期（董樹文等，1993;陳江峰等，1991）礦床地球化學(xué)特征明顯顯示了月山礦田巖漿活動(dòng)與銅礦床之間密切的成因聯(lián)系月山礦田的礦體分布極不均勻，絕大部分位于形態(tài)復(fù)雜的巖體東枝南接觸帶；在巖體東枝南帶上礦體產(chǎn)出受接觸帶產(chǎn)狀變化的控制；階梯狀和舌狀接觸帶是安慶銅礦典型的控礦接觸帶類型。致謝：課程設(shè)計(jì)階段得到于文修老師和朱駿老師的傾情關(guān)懷和悉心指導(dǎo),終能在規(guī)定日