长江中下游成矿带铜陵矿集区铜多金属矿床模型.pdf

书书书 ２ ０ ０ ９年４月 Ａ ｐ ｒ ．，２ ０ ０ ９ 矿 床 地 质 Ｍ Ｉ Ｎ Ｅ Ｒ Ａ ＬＤ Ｅ Ｐ Ｏ Ｓ Ｉ Ｔ Ｓ 第２ ８卷 第２期 ２ ８（２） １ ０ ９～１ １ ９ 文章编号 ０ ２ ５ ８  ７ １ ０ ６（２ ０ ０ ９）０ １  ０ １ ０ ９  １ １ 长江中下游成矿带铜陵矿集区铜多金属矿床模型  毛景文１，邵拥军２，谢桂青１，张建东２， 陈毓川３ （１中国地质科学院矿床资源研究所 国土资源部成矿作用和资源评价重点实验室，北京 １ ０ ０ ０ ３ ７； ２中南大学地学与环境工程学院， 湖南 长沙 ４ １ ０ ０ ８ ３；３中国地质科学院，北京 １ ０ ０ ０ ３ ７） 摘 要 通过对长江中下游成矿带的系统考察和对前人资料的阅读和研究， 聚焦铜陵矿集区， 初步提出了一个 可以涵盖不同类型矿床的矿床模型。该模型表达为 在早白垩世高钾钙碱性花岗岩侵位过程中， 通过岩浆的分馏演 化， 在岩体隆起部位及其内外接触带形成斑岩矽卡岩型矿床， 由于广泛发育石炭纪至三叠纪碳酸盐岩， 钙质和镁质 矽卡岩型矿床是最主要的矿床类型。作为斑岩矽卡岩型矿床系统的一部分， 在斑岩矽卡岩铜金钼矿床外围分布有 矽卡岩铜金矿床、 脉状金矿床以及脉状铅锌银矿床。长江中下游地区在三叠纪曾作为大别苏鲁造山带的前陆盆 地， 在后碰撞时期出现了大量滑覆构造和扩容空间， 它们在不整合界面处十分发育。因此， 在成矿过程中不仅形成 了像新桥那样的厚大矿体， 而且在位于不整合界面附近的矽卡岩往往退化蚀变成为具有典型层纹状和曲卷状构造 的退化蚀变岩和矿石， 甚至沿一些层位交代形成了层控矽卡岩型或Ｍ ａ ｎ ｔ ｏ型矿体。此外， 还提出了运用该模型开展 勘查评价的建议。 关键词 地质学； 矿床模型； 斑岩矽卡岩矿床； 铜陵地区； 长江中下游地区 中图分类号Ｐ ６ １ ８． ４ １ 文献标志码Ａ 犕 犻 狀 犲 狉 犪 犾 犱 犲 狆 狅 狊 犻 狋犿 狅 犱 犲 犾 犳 狅 狉狆 狅 狉 狆 犺 狔 狉 狔  狊 犽 犪 狉 狀狆 狅 犾 狔 犿 犲 狋 犪 犾 犾 犻 犮犮 狅 狆 狆 犲 狉犱 犲 狆 狅 狊 犻 狋 狊 犻 狀犜 狅 狀 犵 犾 犻 狀 犵狅 狉 犲犱 犲 狀 狊 犲犱 犻 狊 狋 狉 犻 犮 狋 狅 犳犕 犻 犱 犱 犾 犲  犔 狅 狑 犲 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 Ａ ｕ  Ｍ ｏｏ ｒ ｅ  本文得到国家重点基础研究课题（２ ０ ０ ７ Ｃ Ｂ ４ １ １ ４ ０ ５和２ ０ ０ ７ Ｃ Ｂ ４ １ １ ４ ０ ７） 、 国土资源大调查项目（１ ２ １ ２ ０ １ ０ ６ ３ ４ ０ ０ １） 和国家自然科学重点基金 （４ ０ ４ ３ ４ ０ １ １） 联合资助 第一作者简介 毛景文， 男，１ ９ ５ ６年生， 博士， 教授， 从事矿床地质和地球化学研究。Ｅ ｍ ａ ｉ ｌｊ ｉ ｎ ｇ ｗ ｅ ｎ ｍ ａ ｏ ＠２ ６ ３． ｎ ｅ ｔ 收稿日期 ２ ０ ０ ９  ０ ２  ０ ２； 改回日期 ２ ０ ０ ９  ０ ３  ０ ２。张绮玲编辑。 矿 床 地 质２ ０ ０ ９年 ｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｓ ． Ｂ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｔ ｈ ｅＭ ｉ ｄ ｄ ｌ ｅ  Ｌ ｏ ｗ ｅ ｒＹ ａ ｎ ｇ ｔ ｚ ｅＶ ａ ｌ ｌ ｅ ｙｂ ｅ ｌ ｔｗ ａ ｓａ ｆ ｏ ｒ ｅ ｌ ａ ｎ ｄｂ ａ ｓ ｉ ｎｄ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇｔ ｈ ｅｃ ｏ ｌ ｌ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅＳ ｏ ｕ ｔ ｈＣ ｈ ｉ ｎ ａｍ ａ ｓ ｓ ｉ ｆａ ｎ ｄｔ ｈ ｅＮ ｏ ｒ ｔ ｈＣ ｈ ｉ ｎ ａｃ ｒ ａ ｔ ｏ ｎａ ｎ ｄｓ ｕ ｂ ｓ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｔ ｌ ｙａｄ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎｂ ｅ ｌ ｔｄ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇｔ ｈ ｅｐ ｏ ｓ ｔ  ｃ ｏ ｌ ｌ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎｗ ｉ ｔ ｈａ ｌ ｏ ｔ ｏ ｆ ｄ ｅ ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄｄ ｅ ｔ ａ ｃ ｈ ｍ ｅ ｎ ｔ ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ｓ ， ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ ｌ ｙａ ｌ ｏ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅｄ ｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｉ ｔ ｙｂ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｒ ｙｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｏ ｃ ｃ ｕ ｐ ｉ ｅ ｄａ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ ， ｔ ｈ ｅ ｌ ａ ｒ ｇ ｅｏ ｒ ｅｂ ｏ ｄ ｉ ｅ ｓｍ ｕ ｓ ｔ ｈ ａ ｖ ｅｂ ｅ ｅ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ｅ ｄａ ｌ ｏ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ ， ｓ ｕ ｃ ｈａ ｓ ｔ ｈ ｅｍ ａ ｊ ｏ ｒ ｏ ｒ ｅｂ 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ｕ  Ａ ｕ  Ｆ ｅ  Ｍ ｏ成矿带， 从西向东有鄂东南、 九 瑞、 安庆贵池、 铜陵、 庐枞、 宁芜和宁镇几个大中型 矿集区 （ 图１） 。ＥＷ向和Ｎ Ｎ Ｅ向２组构造在成矿带 内最发育， 明显控制着燕山期岩浆活动和矿床分布， 尤其是两组构造的交汇部位（ 翟裕生等， １ ９ ９ ２） 。长江 中下游成矿带内出露的地层有零星分布的前震旦纪 变质基底和震旦纪碎屑岩、 白云岩和硅质岩， 广泛发 育有寒武纪至早三叠世的碎屑岩和碳酸盐岩及侏罗 纪白垩纪陆相火山岩夹碎屑岩（ 常印佛等， １ ９ ９ １） ， 其 中， 石炭纪、 二叠纪和早三叠世碳酸盐岩是Ｃ ｕ  Ａ ｕ  Ｍ ｏ  Ｆ ｅ多金属矿化最重要的围岩。 在长江中下游地区发育有３种类型的中生代花 岗质岩石（ 周涛发等， ２ ０ ０ ８） ①与Ｃ ｕ  Ａ ｕ  Ｍ ｏ  Ｆ ｅ多 金属矿化有关的高钾钙碱性侵入岩系列， 由辉长岩、 闪长岩、 石英闪长岩和花岗闪长岩等组成， 属于Ｉ型 或磁铁矿型花岗质岩类（ Ｐ ｅ ｉ ｅ ｔ ａ ｌ ．，１ ９ ９ ５；Ｘ ｉ ｅｅ ｔａ ｌ ．， ２ ０ ０ ８；Ｚ ｈ ｏ ｕｅ ｔ ａ ｌ ．，２ ０ ０ ７） ， 最近部分学者称其为埃达 克质岩石（ 张旗等， ２ ０ ０ １） ；②与玢岩铁矿有关的富 钠钙碱性闪长岩类， 包括辉石闪长玢岩、 闪长玢岩及 其相应的喷出岩（ 常印佛等， １ ９ ９ １） ；③ Ａ型花岗岩 类， 包括石英正长岩、 正长岩、 石英二长岩、 碱性花岗 岩及相应的喷出岩（ 唐永成等， １ ９ ９ ８； 范裕等，２ ０ ０ ８） ， 这套岩石与金矿关系密切。 ２ 铜陵地区地质及矿床特征 在铜陵矿集区， 出露的地层主要为志留系至第 四系， 累计厚度大于４５ ０ ０ｍ。区内志留系主要为深 海浅海相的页岩和砂岩； 中下泥盆统缺失， 上泥盆 统五通组砂岩、 细砂岩和粉砂岩； 石炭系黄龙组和船 山组碳酸盐岩； 二叠系至下三叠统发育比较齐全， 除 ０１１ 第２ ８卷 第２期 毛景文等 长江中下游成矿带铜陵矿集区铜多金属矿床模型 图１ 长江中下游成矿带矿床分布图及其成矿时代 （ 据Ｓ ｕ ｎｅ ｔ ａ ｌ ．，２ ０ ０ ３；Ｍ ａ ｏｅ ｔ ａ ｌ ．，２ ０ ０ ６；Ｘ ｉ ｅｅ ｔ ａ ｌ ．，２ ０ ０ ７；Ｌ ｉ ｅ ｔａ ｌ ．，２ ０ ０ ８；谢桂青等，２ ０ ０ ８资料编制而成） ①襄樊广济大断裂；②阳兴常州大断裂；③郯庐大断裂 Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｆｏ ｒ ｅｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｓ ｉ ｎＭ ｉ ｄ ｄ ｌ ｅ  Ｌ ｏ ｗ ｅ ｒＹ ａ ｎ ｇ ｔ ｚ ｅＶ ａ ｌ ｌ ｅ ｙｍ ｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｏ ｇ ｅ ｎ ｉ ｃｂ ｅ ｌ ｔｗ ｉ ｔ ｈｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｅａ ｇ ｅｄ ａ ｔ ａ ①Ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ｆ ａ ｎ  Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｊ ｉ ｆ ａ ｕ ｌ ｔ；②Ｙ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ ｎ ｇ  Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕｆ ａ ｕ ｌ ｔ；③Ｔ ａ ｎ ｌ ｕｆ ａ ｕ ｌ ｔ 下二叠统栖霞组下部及上二叠统龙潭组为海陆交互 相含煤砂页岩外， 其余都为海相灰岩、 泥质灰岩和硅 质岩等； 中三叠统下部马鞍山组主要为泻湖相的含 膏盐白云岩、 白云质灰岩夹少量灰岩等； 上三叠统范 家塘组至第三系大通组， 均为陆相的砾岩、 砂岩、 细 砂岩 和 粉 砂 质 页 岩 （ 常 印 佛 等，１ ９ ９ １； 翟 裕 生 等， １ ９ ９ ２； 唐永成等，１ ９ ９ ８） 。 在燕山期， 铜陵地区岩浆活动强烈， 地表出露的 小岩体约有７ ４个， 多呈中浅成相的小岩株、 岩枝或 岩墙产出， 出露面积１ １ １ｋ ｍ ２。主要为辉石二长闪长 岩、 石英二长岩和花岗闪长岩等， 以铜官山、 狮子山、 舒家店、 新桥头、 凤凰山、 沙滩角为中心组成几个岩 体群。Ｌ Ａ  Ｉ Ｃ Ｐ  ＭＳ和Ｓ ＨＲ Ｉ ＭＰ锆石Ｕ  Ｐ ｂ定年， 表 明这些岩体的形成时代为（ １ ４ ４． ９２． ３）～（１ ３ ７． ５ １． １）Ｍ ａ（ 王彦斌等，２ ０ ０ ４ ａ；２ ０ ０ ４ ｂ；２ ０ ０ ４ ｃ； 徐夕生等， ２ ０ ０ ４； 吴淦国等，２ ０ ０ ８） 。 铜陵矿集区内铜矿床（ 点） 众多， 主要集中于四 大矿田 铜官山矿田、 狮子山矿田、 新桥矿田、 凤凰山 矿田（ 图２） ， 在沙滩角岩体周围也有一系列小型矿 床。主要矿床类型有矽卡岩型、 斑岩型、 沿层交代的 Ｍ ａ ｎ ｔ ｏ型和热液脉状。按照主要成矿元素， 还可以 分为铜矿、 金矿和铅锌矿。区内多数矿床受ＮＮ Ｅ向 与Ｎ Ｅ向、 ＥＷ向等构造的复合部位所控制。但单个 矿床均分布于Ｎ Ｅ向与其他多组方向构造叠加的复 合部位， 例如， 铜官山矿田受ＮＮ Ｅ向构造与Ｎ Ｅ向 褶皱和东西向叠加褶皱、 断裂的共同控制； 狮子山矿 田则位于ＮＮ Ｅ向构造与Ｎ Ｅ向背斜、ＥＷ向叠加褶 皱、 断裂及南北向挤压构造的复合部位； 新桥矿田受 ＮＮ Ｅ向构造与Ｎ Ｅ向褶皱、ＥＷ向绕曲构造的共同 控制（ 刘文灿等， １ ９ ９ ６； 藏文拴等，２ ０ ０ ７） 。 铜官山铜矿田地处铜陵戴家汇ＥＷ向构造岩 浆岩带西端南侧，Ｎ Ｅ向与ＥＷ向构造交汇处， 与矿 １１１ 矿 床 地 质２ ０ ０ ９年 图２ 铜陵矿集区地质和矿产分布略图（ 据毛景文等， ２ ０ ０ ６ ｂ， 由吴淦国等执笔） １第三系泥岩、 砾岩夹玄武岩；２侏罗系白垩系凝灰质砂砾岩、 英安质火山岩；３泥盆系三叠系碳酸盐岩；４志留纪砂岩、 粉砂岩； ５中生代石英二长闪长岩、 花岗闪长岩；６印支期复式向斜、 复式背斜；７燕山早期中小型褶皱；８燕山晚期复式褶皱； ９断裂；１ ０铜矿；１ １铁矿；１ ２铅锌矿；１ ３黄铁矿；１ ４多金属矿 Ｆ ｉ ｇ ． ２ Ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｋ ｅ ｔ ｃ ｈｍ ａ ｐｓ ｈ ｏ ｗ ｉ ｎ ｇｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｆｏ ｒ ｅｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｓ ｉ ｎｔ ｈ ｅＴ ｏ ｎ ｇ ｌ ｉ ｎ ｇｏ ｒ ｅｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｃ ｔ １Ｔ ｅ ｒ ｔ ｉ ａ ｒ ｙｍ ｕ ｄ ｓ ｔ ｏ ｎ ｅ，ｃ ｏ ｎ ｇ ｌ ｏ ｍ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｃ ａ ｌ ａ ｔ ｅ ｄｗ ｉ ｔ ｈｂ ａ ｓ ａ ｌ ｔ；２Ｊ ｕ ｒ ａ ｓ ｓ ｉ ｃ  Ｃ ｒ ｅ ｔ ａ ｃ ｅ ｏ ｕ ｓ ｔ ｕ ｆ ｆ ａ ｃ ｅ ｏ ｕ ｓｓ ａ ｎ ｄ ｙｃ ｏ ｎ ｇ ｌ ｏ ｍ ｅ ｒ ａ ｔ ｅａ ｎ ｄ ａ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｔ ｉ ｃｖ ｏ ｌ ｃ ａ ｎ ｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｋ ｓ；３Ｄ ｅ ｖ ｏ ｎ ｉ ａ ｎ  Ｔ ｒ ｉ ａ ｓ ｓ ｉ ｃｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ａ ｔ ｅｒ ｏ ｃ ｋ ｓ；４Ｓ ｉ ｌ ｌ ｕ ｒ ｉ ａ ｎｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｏ ｎ ｅａ ｎ ｄｓ ｉ ｌ ｔ ｓ ｔ ｏ ｎ ｅ；５Ｍ ｅ ｓ ｏ ｚ ｏ ｉ ｃｄ ｉ ｏ ｒ ｉ ｔ ｅａ ｎ ｄ ｇ ｒ ａ ｎ ｏ ｄ ｉ ｏ ｒ ｉ ｔ ｅ；６Ｉ ｎ ｄ ｏ ｓ ｉ ｎ ｉ ａ ｎｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｌ ｅ  ａ ｎ ｔ ｉ ｃ ｌ ｉ ｎ ｅａ ｎ ｄｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｌ ｅ  ｓ ｙ ｎ ｃ ｌ ｉ ｎ ｅ；７Ｅ ａ ｒ ｌ ｙＹ ａ ｎ ｓ ｈ ａ ｎ ｉ ａ ｎｍ ｉ ｄ ｄ ｌ ｅ  ｓ ｍ ａ ｌ ｌ ｓ ｉ ｚ ｅ ｄｆ ｏ ｌ ｄ； ８Ｌ ａ ｔ ｅ Ｙ ａ ｎ ｓ ｈ ａ ｎ ｉ ａ ｎｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｌ ｅ  ｆ ｏ ｌ ｄ；９Ｆ ａ ｕ ｌ ｔ；Ｍ ｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ ｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｓ１ ０Ｃ ｏ ｐ ｐ ｅ ｒ；１ １Ｉ ｒ ｏ ｎ；１ ２Ｌ ｅ ａ ｄ  ｚ ｉ ｎ ｃ；１ ３Ｐ ｙ ｒ ｉ ｔ ｅ；１ ４Ｐ ｏ ｌ ｙ ｍ ｅ ｔ ａ ｌ ｓ 化关系密切的有铜官山和金口岭２个小岩体。矿田 内以铜官山铜矿床为代表， ８个矿段（ 松树山、 老庙基 山、 小铜官山、 老山、 宝山、 白家山、 笔山和罗家村矿 段） 沿铜官山岩体接触带分布， 围岩为石炭系二叠 系碳酸盐岩。依据矿体产状、 矿化特征、 蚀变类型 等， 矿体分为矽卡岩型矿体、 层状矿体及细脉浸染型 矿体（ 袁小明， ２ ０ ０ ２） 。 在狮子山矿田内发育众多铜矿床， 主要有东狮 子山， 西狮子山、 大团山、 老鸦岭、 冬瓜山和花树坡铜 矿床。矿床主矿体多呈似层状产出。矿体沿接触带 自下而上呈阶梯状排列， 深部为冬瓜山斑岩型和层 控式矽卡岩型矿床（ 常印佛等， １ ９ ９ １） ， 中部为花树 坡、 大团山层间交代式矽卡岩型矿床， 上部为老鸦 岭、 西狮子山等层间交代式矽卡岩型矿床， 浅部有东 狮子山隐爆角砾岩型矿床。在成矿过程中， 气液高 度聚集， 可以见到早期矽卡岩角砾被晚期矽卡岩胶 结的现象（ 图３ ａ） ， 表明经历了多次高温成矿作用。 在冬瓜山斑岩矽卡岩型铜矿中， 于不整合界面处矽 卡岩退化蚀变作用强烈， 由镁质矽卡岩（ 主要由石榴 子石、 透辉石、 硅镁石、 粒硅镁石、 镁橄榄石和金云母 组成） 退化蚀变形成透闪石集合体或透闪石及少量 蛇纹石和绿帘石组合， 金属矿物为黄铁矿、 磁黄铁矿 和黄铜矿， 进一步退化蚀变为滑石、 蛇纹石、 黄铁矿、 磁铁矿和黄铜矿组合， 并具有经过自组织作用形成 的纹层状和曲卷状构造（ｗ ｒ ｉ ｇ ｇ ｌ ｉ ｔ ｅ） （ 图３ ｂ） ， 一种常 见的矽卡岩退化蚀变现象（Ｋｗ ａ ｋｅ ｔａ ｌ ．，１ ９ ８ １） 。在 通常情况下， 在这种纹层状和曲卷状退化蚀变型矿 石中的不透明矿物是磁铁矿， 但是在铜陵地区， 成矿 ２１１ 第２ ８卷 第２期 毛景文等 长江中下游成矿带铜陵矿集区铜多金属矿床模型 过程中硫逸度异乎寻常地高， 因此， 更多发育黄铁 矿、 磁黄铁矿和黄铜矿组合（ 图３ ｂ） 。 新桥铜矿田位于舒家店背斜与大成山背斜、 盛 冲向斜的交汇处。矿体主要赋存在泥盆系五通组石 英砂岩、 砂页岩及石英岩与石炭系黄龙组和船山组 碳酸盐岩不整合界面及与二叠系栖霞组厚层灰岩之 间的层间滑脱面中。出露的岩浆岩多为中酸性岩 株、 岩枝及岩墙， 其中规模较大的为矶头岩株和牛山 岩株。新桥矿床是由产状和矿化类型不尽相同的矿 体及矿石组成， 一类是赋存在二叠系栖霞组底部， 可 能由沉积作用形成的菱铁矿矿体和石炭系黄龙组底 部少量的胶黄铁矿和纹层状矿石组成； 另一类是与 矶头岩体有关的层状、 似层状硫化物矿体、 矽卡岩型 和热液脉型含铜硫化物矿体。似层状、 层状硫化物 矿体是新桥矿床的主矿体， 约占总储量的９ ０％（ 臧文 拴等，２ ０ ０ ４； ２ ０ ０ ７） 。 凤凰山铜矿田内出露的地层主要为下三叠统龙 山组灰岩、 南陵湖组灰岩以及中三叠统月山组白云 质灰岩和白云岩。岩浆岩以白垩纪花岗闪长岩、 石 英二长闪长斑岩为主， 出露有新屋里岩体及一些小 型岩脉。新屋里岩体沿北东向复式向斜的核部侵 位， 呈近等轴状， 出露面积约１ ０ｋ ｍ ２。围绕岩体分布 有凤凰山、 江家冲、 清水塘、 仙人冲、 铁山头和宝山陶 等铜矿床， 构成凤凰山矿田。这些矿床都是矽卡岩 型， 也可见晚阶段的浸染状黄铜矿、 石英黄铁矿脉 及多金属硫化物石英方解石脉叠加在矽卡岩及其 矿体之上（ 邵拥军等， ２ ０ ０ ３） 。 在上述４个矿田及沙角滩矿田， 都显示出在岩 体接触带为矽卡岩斑岩型铜矿， 向外， 存在一系列 脉状金银矿（ 图２） 。正如储国正等（ ２ ０ ０ ０） 指出 在接 触带主要为黄铁矿＋磁黄铁矿＋黄铜矿＋辉铋矿 的中高温矿物组合， 远离接触带发育黄铁矿＋自然 金＋石英的低温矿物组合。在接触带外面的脉状金 银矿床有天马山金矿、 包村金矿、 许桥银矿、 白芒山 金矿等， 最近在铜陵矿集区外围还探明到姚家岭铅 锌银矿（ 蒋其胜等， ２ ０ ０ ８） 。 通过对铜陵矿集区典型矿床的辉钼矿Ｒ ｅ  Ｏ ｓ、 Ｏ ｓ  Ｏ ｓ和云母类的４ ０Ａ ｒ  ３ ９Ａ ｒ系统测年， 获得成矿时 代为（ １ ４ １． ７２． ５）～（１ ３ ６． ９２． ２）Ｍ ａ（ 图１） ， 其 中， Ｓ ｕ ｎ等（２ ０ ０ ３）对龙虎山闪长岩中的辉钼矿和青 阳矽卡岩和石英脉中辉钼矿进行Ｏ ｓ  Ｏ ｓ同位素年龄 测定， 得到（ １ ３ ９． ０ ２０． ３ ４）Ｍ ａ和（１ ３ ６． ４２． ５）～ （ １ ３ ８． １２． ５）Ｍ ａ的数据；毛景文等（２ ０ ０ ４） 和梅燕 雄等（ ２ ０ ０ ５） 对大团山、 南阳山和沙滩角３个矽卡岩 型铜矿的Ｒ ｅ  Ｏ ｓ同位素测年， 获得（ １ ３ ６． ９２． ２）～ （ １ ４ ２． ８１． ６）Ｍ ａ的年龄数据； 蒙义峰等（２ ０ ０ ４ ａ） 测 得冬瓜山和金口岭矿床中辉钼矿的Ｒ ｅ  Ｏ ｓ同位素年 龄分别 为１ ３ ７． ４ Ｍ ａ和１ ３ ６． ８～１ ３ ７． ４ Ｍ ａ； 蒙 义 峰 （ ２ ０ ０ ４ ａ） 和曾普生等（２ ０ ０ ４） 获得铜官山、 老庙基山和 小铜官山矿区的Ａ ｒ  Ａ ｒ年龄分别为（ １ ４ ４． ９０． ４） Ｍ ａ， （１ ５ ０． ２ ５３． ０ ０）Ｍ ａ和（１ ３ ７． ６ ８２． ７ ５）Ｍ ａ。这 些数据与区内花岗质岩体的成岩时代相吻合。在矽 卡岩阶段成矿温度和盐度都比较高， 脉状矿体的成 矿温度和盐度属于中高温和中低盐度（ 唐永成等， １ ９ ９ ８；Ｐ ａ ｎｅ ｔ ａ ｌ ．，１ ９ ９ ９； 肖新建等，２ ０ ０ ２； 徐兆文等， ２ ０ ０ ５） 。硫、 氢氧和铅同位素比较一致地反映出， 无 论是矽卡岩型还是层状矿体以及有关的脉状矿体， 其成矿流体与高钾钙碱性花岗质岩浆密切相关， 早 阶段的成矿流体主要来自岩浆， 晚阶段的流体来自 岩浆流体与大气降水的混合（ 唐永成等， １ ９ ９ ８；Ｐ ａ ｎｅ ｔ ａ ｌ ．，１ ９ ９ ９； 陈邦国等，２ ０ ０ ２； 黄顺生等，２ ０ ０ ３） 。铜同 位素研究表明， 冬瓜山层状铜矿体中的铜来自岩浆， 而非海底喷流沉积的产物（ 黄顺生等， ２ ０ ０ ３） 。 ３ 成矿作用与矿床模型 铜陵矿集区是长江中下游成矿带在１ ４ ０ Ｍ ａ左 右时限成矿的代表性地区， 以Ｃ ｕ  Ｍ ｏ  Ａ ｕ  Ｓ矿化组 合为特点， 有关的岩浆岩是高钾钙碱性花岗岩或具 有埃达克岩石性质的花岗闪长岩等（ 张旗等， ２ ０ ０ １） ， 明显来自于深源， 为壳幔同熔的产物 （ 徐克勤等， １ ９ ８ ２） 。其成岩成矿环境可 能 是 古 太 平 洋 板 块 或 Ｉ ｚ ａ ｎ ａ ｇ ｉ板块向欧亚大陆俯冲过程中， 由于俯冲板片 撕裂， 导致软流圈沿裂开处上涌， 以至于发生壳慢相 互作用， 因而， 从西向东出现５个（ 鄂东南、 九瑞、 安 庆贵池、 铜陵和宁镇） 花岗岩集中区和与之有关的 铜多金属矿化区。 来自深源的Ｉ型（ 或同熔型） 花岗岩可能由俯冲 板片重熔而成， 因而富含铜和铁等元素。在含矿岩 浆上侵到浅部定位的过程中， 如果围岩是泥盆系五 通组和志留系碎屑岩和泥质岩石时， 由于含矿气液 较难逸散， 在岩体隆起部位发育斑岩型矿床。大多 数岩体侵位于二叠纪和三叠纪碳酸盐岩中， 因此钙 质矽卡岩矿化最为普遍； 当石炭纪黄龙组白云岩为 围岩时， 形成镁质矽卡岩。作为长江中下游成矿带 的一个组成部分， 铜陵地区位于大别苏鲁造山带 ３１１ 矿 床 地 质２ ０ ０ ９年 图３ 冬瓜山新桥矿床中地质现象照片及俄罗斯乌拉尔地区志留纪喷流口照片 ａ ．早期矽卡岩被晚期矽卡岩胶结， 形成两次矽卡岩；ｂ ．由透闪石集合体或透闪石及少量蛇纹石和绿帘石， 金属矿物为黄铁矿、 磁黄铁矿和黄 铜矿组合自组织形成曲卷状构造（ｗ ｒ ｉ ｇ ｇ ｌ ｉ ｔ ｅ） ，一种常见的矽卡岩退化蚀变现象；ｃ ．矿体下盘下泥盆统五通组砂岩中细脉和细网脉硫化物 脉， 这些脉旁侧没有明显蚀变， 与海底喷流矿床下部补给带大面积硅化和角砾岩截然不同；ｄ ．沿不整合界面矿体遭受风化而形成铁帽； ｅ ．乌拉尔志留纪块状硫化物矿体中发现的古喷流口， 横截面呈环带构造， 核心是重晶石、 闪锌矿或黄铁矿黄铜矿， 向外是其他硫化物； ｆ ．在矿体内部还见有大量角砾， 主要来自上盘围岩中泥盆统黄龙组白云岩， 这些角砾没有明显蚀变， 由微细粒黄铁矿集合体胶结 Ｆ ｉ ｇ ． ３Ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｓｓ ｈ ｏ ｗ ｉ ｎ ｇｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌｐ ｈ ｅ ｎ ｏ ｍ ｅ ｎ ａｏ ｆ ｔ ｈ ｅＤ ｏ ｎ ｇ ｇ ｕ ａ ｓ ｈ ａ ｎ  Ｘ ｉ ｎ ｑ ｉ ａ ｏｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｓ ｉ ｎｔ ｈ ｅＴ ｏ ｎ ｇ ｌ ｉ ｎ ｇｏ ｒ ｅｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｃ ｔ ａ ｎ ｄ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏｓ ｈ ｏ ｗ ｉ ｎ ｇＳ ｉ ｌ ｕ ｒ ｉ ａ ｎｃ ｈ ｉ ｍ ｎ ｅ ｙｄ ｉ ｓ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｅ ｄ ｉ ｎＵ ｒ ａ ｌ ｓ，Ｒ ｕ ｓ ｓ ｉ ａ ４１１ 第２ ８卷 第２期 毛景文等 长江中下游成矿带铜陵矿集区铜多金属矿床模型 的南缘， 在晚三叠世造山过程中及造山后伸展期间 沿地层间发生错位或错动， 尤其是不整合面之间广 泛出现构造滑脱。因此， 当白垩纪岩浆侵位时大量 成矿流体迅速涌入这些空间， 并交代原岩形成了像 新桥和冬瓜山这样大规模的层状矿体； 同时， 流体沿 地层错动层位广泛交代， 形成层状矽卡岩型矿体或 层控矽卡岩型矿体（ 常印佛等， １ ９ ８ ３） 。由于层控矽 卡岩型矿体出现在石炭纪、 二叠纪和三叠纪碳酸盐 岩层内， 翟裕生等（ １ ９ ９ ２） 称之为多层楼成矿。成矿 不仅发育于矽卡岩阶段， 而且更加广泛出现在退化 蚀变阶段， 常见铜多金属与阳起石透闪石、 绿泥石 和绿帘石（ 由钙质矽卡岩蚀变而成） 或透闪石镁绿 泥石滑石蛇纹石（ 由镁质矽卡岩蚀变而成） 共生。 值得指出的是， 对于这些层状矿体的成因有不同 的认识， 例如， 认为由海底喷流沉积形成（ 即Ｓ Ｅ Ｄ Ｅ Ｘ 型矿床） （ 徐克勤等， １ ９ ７ ８； 顾连兴等，１ ９ ８ ６； 李红阳等， ２ ０ ０ ４； 曾普胜等，２ ０ ０ ５） 。这一认识虽然比较有利于解 释层状矿体之形成， 但主矿体位于不整合界面， 使人 们很难理解在陆表或极浅海环境中为何能够出现海 底喷流成矿系统。研究表明， 若没有足够的静水压 力， 从海底喷气口喷出的气体将直接逸散， 无法形成 矿产。在２ ０ ０ ２年， 德国一艘科考船开展海底调查时， 发现在菲律宾有一条断裂从深海沟延伸至白岛， 沿该 断裂在深海沟正在喷流成矿， 到白岛可见地表热泉， 在热泉下部的浅表位置正在形成浅成低温热液矿床。 到目前为止， 在全球已经发现正在活动和已经死亡的 海底喷流成矿系统达３ ５ ０多处（ Ｓ ｃ ｏ ｔ ｔ，２ ０ ０ ８） ， 绝大多 数位于海沟、 深海槽和洋中脊， 距海平面１５ ０ ０ ～ ３５ ０ ０ ｍ， 例如， 冲绳海槽， 东太平洋中脊北纬２ １ 和巴布亚新 几内亚的Ｍ ａ ｎ ｕ ｓ盆地； 地中海的意大利伊特鲁利亚海 东南部的Ｐ ａ ｌ ｉ ｎ ｕ ｒ ｏ、Ｍ ａ ｒ ｓ ｉ ｌ ｌ ｉ和Ｐ ａ ｎ ａ ｒ ｅ ａ几个热液活动 区位于浅水区， 水深４ ０ ０ ～ ７ ０ ０ｍ。后者中的矿化类似 于深海以火山岩为容岩的块状硫化物矿床与浅表的 岩浆浅成低温热液贵金属矿床之间的过渡性矿床 （Ｇ ｅ ｍｍ ｅ ｌ ｌ ｅ ｔ ａ ｌ ．，２ ０ ０ ８） 。此外， 还必须指出的是， 正确 识别古代同生成矿的典型标志是合理建立矿床模型 的基础。在新桥矿区主矿体是巨厚层的Ｓ  Ａ ｕ  Ｃ ｕ矿 体， 其下伏围岩上泥盆统五通组砂岩中有细脉和细网 脉状硫化物脉（ 图３ ｃ） ， 这些脉旁侧没有明显蚀变， 与 海底喷流矿床下部补给带大面积硅化和角砾岩化以 及远补给带的绿泥石化截然不同。在新桥矿体内部 沿不整合界面附近广泛出现遭受风化的矿石， 形似铁 帽（ 图３ ｄ） ， 部分学者疑为海底热液喷流口， 但是这种 现象与乌拉尔志留纪块状硫化物矿体中发现的古喷 流口（ 图３ ｅ） 完全不同， 后者的外形为一簇柱子集合 体， 类似岩溶洞内的石笋， 横截面呈环带构造， 核心是 重晶石、 闪锌矿或黄铁矿黄铜矿， 向外是其他硫化物。 在新桥矿区矿体内部还见有大量角砾（ 图３ ｆ） ， 角砾主 要为碳酸盐岩， 可能来自上部围岩中石炭统黄龙组白 云岩， 它们没有明显蚀变。将这一特点与微细粒黄铁 矿集合体放在一起思考， 不能不考虑到这很可能是成 矿气流迅速进入一个大空间， 立即减压沉淀成矿所 致， 以至于气流与崩塌的角砾来不及发生水岩反应就 快速凝固。这些显然是后生成矿的基本特征。 至于不整合界面之间广泛发育的黄铁矿层及菱 铁矿层， 可能属于