1、實習報告一安徽銅官山銅礦床簡介一、區域地質背景一、礦床產出的大地構造位置位于安徽省銅陵市東南郊,是我國長江中下游鐵銅成礦帶中聞名的銅礦床之一.銅陵地域位于貴池-馬鞍山隆起帶印支期隆起帶的中部,西以鄭廬斷裂為界別離與 華北地塊和大別地塊毗鄰,南東與江南臺隆相連.南、北雙側別離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狀隆褶帶相隔；東西雙側別離為北東向大型斷裂帶為界,組成一個相對獨立的菱形隆起地塊圖1.銅陵地域成礦第一取決于有利的成礦環境.本成礦區是環太平洋礦帶中國東部成礦域長江中下游成礦帶的一個組成部份.該區深部殼幔具有明顯的層塊結構,處于地慢上隆區, 成礦受長江斷裂帶的帶狀

2、網絡構造系統操縱.圖1下揚子地域構造簡圖據劉文燦等,19961.2、區域地層構造,巖漿巖及變質作用本區位于揚子板塊的東北緣,大別造山帶的前陸褶皺帶上.經歷了活動一穩固一再活動化的漫長構造演變.前震旦紀以砂泥質復理石建造為主的沉積物經受區域變質和構造變形 后組成褶皺基底.晉寧運動后.處于相對穩固時期,以起落振蕩運動為主.形成了巨厚的海相間夾海陸交相互沉積,為本區礦化奠定了沉積根底.印支末期.揚子板塊和華北板塊發生碰撞,大別地塊向南仰沖.本區蓋層受到強烈側向擠壓,形成弧形褶皺系統,使華北板塊和揚 子板塊聯合成統一板塊.嗣后本區在太平洋板塊向歐亞板塊俯沖作用下轉入強烈的板內變形時期.燕山期,構造和巖

3、漿活動活潑,帶來了豐碩的成礦物質.提供了有利的成礦空間.使本區受到了巖漿一熱液的疊加改造作用.由于本區地殼運動進展的特殊性,形成了既有外生又有內生鐵銅硫金等礦產產出的成礦區域.銅官山巖體為石英閃長巖,呈巖株狀侵入于背斜的西北翼.其中見有角閃閃長巖、閃長 斑巖包體,后期有二長巖脈穿切.主巖體形成時刻為150百萬年左右.自巖體中央向外可劃分為中央相、過渡相和邊緣相.由巖體化學分析資料換算的鈣堿拾數CA 58,屬鈣堿性巖套.有如下特點 ： NaZo+二20,NaK, A12o./KZo+NaZo+ 合 eao1.在邊緣相中鉀長石分子增加,表現出富鉀的趨勢.Na/KK.Al 2O3/ (K2O+Na2

4、O+1/2CaO) 1.2 3 4 5 6 7 6 92021 回glgi:./ o 1 1 2 3 4 507011 國m回四國回囪四回回圖4銅官山銅礦地質圖2、礦體特點礦床特點依照礦體的產狀、形態、礦石組合和蝕變類型及礦物標型特點,可劃分為三種 礦化類型圖5.上部礦體：要緊產在石炭一二疊系灰巖與 石英閃長巖的接觸帶周圍.礦體與地層產狀不 一致不整合型.一樣規模不大,有典型的 矽卡巖礦物組合和分帶性,是傳統觀點的矽卡 巖礦床,如筆山、羅家村礦段.要緊礦石類型 有磁鐵礦型、磁黃鐵礦型、黃鐵礦型和矽卡巖 型.礦石構造為塊狀構造、脈狀構造等,具交 代剩余,交代充填、固溶體別離等結構.礦石 中微量元

5、素Zn、Co、Ga含量較高,Ni含量 低.中部礦體；要緊產于中石炭統底部的 白云巖中,呈層狀.層位穩固,水平延伸 可達幾千米.與地層產狀一致整合型礦 體.當位于接觸帶周圍時可與上部礦體相 聯結,組成“人字型礦體.礦石類型有 磁鐵礦-蛇紋石型、磁黃鐵礦-蛇紋石型、黃 鐵礦-蛇紋石型、膠狀黃鐵礦-白云石型.在 礦石中保存了大量的原生沉積構造層紋、 條帶、皺紋、膠狀、莓球、剩余鮑等.鏡下資料說明,在磁鐵礦、磁黃鐵礦中保存有剩余的膠狀黃鐵礦,乃至在黃鐵礦中也可見到膠狀黃鐵礦剩余.此類礦石中的礦物生成順序是： 膠狀黃鐵礦-晶質黃鐵礦-磁黃鐵礦-磁鐵礦-黃銅礦.黃銅礦主假設是后期疊加在初期礦物之上 的,一

6、樣呈似條帶狀、浸染狀、細脈狀,伴有黃鐵礦、石英、方解石等.宏觀和微觀資料說明中部礦體中存在著兩種成因系列的礦物組合：膠狀黃鐵礦-晶質黃鐵礦-磁黃鐵礦-磁鐵礦組合和磁鐵礦-磁黃鐵礦-黃鐵礦、黃銅礦組合.這兩個組合中的磁鐵 礦產狀及物理參數均不相同；氧同位素也略顯不同,但化學成份不同那么不明顯表2.中部礦體中有兩類黃鐵礦標型特點不同表3,說明地層中的黃鐵礦與整合礦體中的黃鐵礦相似,而與巖體中的黃鐵礦有明顯區別.中部礦體圍巖以鎂矽卡巖蝕變成特點,從接觸帶到圍巖蝕變分帶為鎂橄欖石 -金云母-蛇紋石-大理巖,相應的礦化分帶是磁鐵礦 -磁黃鐵礦. 銅礦化是疊加的,遠離接觸帶呈現CuMo-CuPb Zn-F

7、eAu的轉變趨勢.下部礦體：屬熱液石英脈型,以含銅石英網脈為特點, 覺察于老廟基山一175m、一215m 中段的巖體邊緣和底板角頁巖中.脈寬一5cm左右,要緊礦物有黃銅礦及少量輝鋁礦、閃鋅礦、黃鐵礦,偶見白鴇礦. 要緊礦石類型有含銅蝕變閃長巖和含銅石英脈兩種.在黃鐵礦中 富Co、Ni,其Co/Ni1 , S/Se= 15000.近礦蝕變成黑云母化,局部為白云母化、絹云母化 等.上、中、下礦體組成了 “三位一體的礦床組合.它們能夠組合在一路, 也可單獨顯現,其特點不同,但受統一的成礦作用操縱表4.表2兩類磁鐵礦特點簡表特征、層控矽卡巖型沉積變質型矽卡巖型熱液交代型宏觀 標志細粒,具條帶狀構造,剩

8、余鮑狀構造；成 層產出,早于矽卡巖粗粒,具交代結構形態不規那么,受 構造限制物 理 參 數比重 反射率 爆裂溫度磁化率510 C較低,X 10-4500 C4較局,X 10微量兀素(ppm)含 V、Ti 低(41 220, 24220) Be 含 V、Ti 由(54560, 161 340) Be8 18O (%o)表3各類黃鐵礦的標型特點參數 A比重/ / 3、(g/cm )維氏硬度2、(kg/mm)反射 率 (R)熱電系數(mV/C)紅外光 譜/ 1 ,(cm )晶胞參 數 (A)硫原子 系數Co/NiS34S(%.)地層中+(P)+礦 體膠狀 微細 晶 粗晶9001199+(P)一(N+

9、p)424420+中1862一(N+p)422+巖體中 熱液膠 狀一(N) 一(N)418+表4銅官山銅礦體組合特點簡表類型特征上部礦體中部礦體下部礦體控礦因素接觸帶構造層位、巖性限制為主構造和侵入裂隙礦體形態透鏡狀、不規那么狀層狀、似層狀層紋狀、皺紋狀、條帶狀、塊網脈狀、脈狀礦石構造塊狀、脈狀狀細脈浸染狀交代熔蝕、固溶體分草莓狀、變晶、剩余結構、交粒狀和固溶體別離結假個口慎離結構、半自形晶代結構構礦物生成順磁鐵礦一黃鐵礦一磁膠狀黃鐵礦一晶質黃鐵礦一磁黃銅礦一黃鐵礦一閃序黃鐵礦一黃銅礦黃鐵礦一磁鐵礦一黃銅礦鋅礦閃長巖、角頁巖、石圍巖石炭、一疊紀灰巖中石炭世白云巖英巖黑云母化、絹云母化蝕變特征矽

10、卡巖化滑石、蛇紋石化為主石英閃長巖(TGS-1)巖石呈灰黑色,局部有淺銅黃色,中-細粒結構,塊狀構造,有些地址呈脈狀,有黃鐵礦充填在巖石的裂隙中.要緊組成礦物有石英(含量 80%,斜長石(含量 5%,角閃石(含量14%,黃鐵礦(含量1%)等.TGS-1石英閃長巖TGS-2燧石灰巖燧石灰巖TGS-2巖石為灰黑色,細粒結構,塊狀構造.要緊組成礦物為燧石灰巖.硅灰石大理巖TGS-3巖石呈灰白色-灰黑色,細粒結構,塊狀構造.要緊組成礦物為硅灰石含量40%,大理石30%,成份不確信的碳酸鹽黑色,含量30%等.硅灰石,白色,放射狀,硬度高于方解石,玻璃光澤.TGS-4巖石為灰黑色,粗粒結構,塊狀構造,礦石

11、外表有石榴石留下的凹坑.要緊組成礦物 為方解石含量50%,黃鐵礦含量20%,石榴石10%,透輝石15%,不確信礦物5% 等.透輝石,綠色,柱狀,玻璃光澤.TGS-3硅灰石大理巖TGS-4透輝石矽卡巖TGS-5巖石為灰綠色,細粒結構,塊狀構造.要緊組成礦物為透輝石 90%, 石榴石10%等.黃銅礦-磁鐵礦礦石TGS-6礦石為黑色,局部有銅黃色,中-粗粒結構,塊狀構造.要緊組成礦物為黃銅礦含量 4%,磁鐵礦含量95%,大理石1%等.TGS-5透輝石矽卡巖TGS-6黃銅礦-磁鐵礦礦石磁黃鐵礦-黃銅礦礦石TGS-8礦石為灰黃色,細粒結構,塊狀構造.要緊組成礦物黃銅 礦20%,磁黃鐵礦70%,石榴石10

12、%等.黃鐵礦礦石TGS-9礦石呈淺銅黃色,細粒結構,塊狀構造.要緊組成礦物為黃鐵礦,晶 體顆粒大小約1mm-2mm.TGS-8磁黃鐵礦-黃銅礦礦石TGS-9黃鐵礦礦石理.鐵帽TGS-10礦石呈棕紅色,細粒結構,孔洞構造.要緊組成礦物為褐鐵礦.孔洞由造巖礦物不同風化形成的,由原先的硫化物脈上侵到地表風化形成的.孔洞形狀為橢圓狀和棱角狀,孔徑大小為1mm-1cm右,含量約90%4、礦石礦物特點黃鐵礦 淺銅黃色,等軸狀晶體,強金屬光 澤,不透明,無解理,條痕呈綠黑色,斷 口參差狀,硬度高.褐鐵礦 黃褐色,它以含水氧化鐵為要緊成份的天然多礦物混合物,要緊為針鐵礦.半金屬光澤.黃銅礦 銅黃色,帶暗黃或斑

13、狀金青色,金屬光澤,不透明,小刀能劃動,無解TGS-10鐵帽磁鐵礦 鐵黑色,半金屬光澤,不透明,無解理,小刀刻不動,有磁性.磁黃鐵礦 暗古銅黃色,外表有褐色或金青色,金屬光澤,不透明,無解理,小刀刻不 動.三、成礦作用及成因分析銅官山銅礦曾以典型矽卡巖型而著稱.最近幾年來進一步熟悉到復合成礦或層控作用的成礦意義.從成礦的長期性和成礦演化觀點分析,那么不同成因的爭辯有可能統一.成礦演化的全進程分析,礦床的形成能夠分兩期：沉積成巖期和后生疊加期,后者包括矽卡巖化和熱液疊加作用.沉積成巖期：在早石炭世的碎屑巖相沉積轉變成中石炭世碳酸鹽相時,有大量的黃鐵礦的沉積,在相對氧化環境區可能顯現菱鐵礦相乃至鐵

14、的氧化相,繼而為較普遍的白云巖、 灰巖沉積.如此就組成了碎屑巖一黃鐵礦 菱鐵礦十白云石一白云巖一灰巖的組合. 黃鐵礦相沉 積環境是較特殊的, 初期可能相對動亂, 因此形成層紋狀、條帶狀構造.在區域內可能存在 不相聯結的假設千個水下洼地,其中沉積了硫化物,而相對淺水區可能只有白云石沉淀.后生疊加期：燕山期由于本區構造一巖漿活化,造成巖漿的侵人,原始的沉積巖受到了變質作用形成大理巖和角巖,而沉積黃鐵礦蒙受變質而成磁黃鐵礦乃至磁鐵礦,部份的磁鐵礦也可能是由菱鐵礦轉變成的.后期的熱液活動,造成鎂質矽卡巖和鈣矽卡巖,最后是銅礦化的交代充填作用和有關蝕變.由于自上而下的圍巖有著明顯不同,它們的蝕變和礦化類

15、型各不相同.中部礦體因有原始沉積根底 表現明顯的疊加現象也就組成了大型層狀礦體, 延展 較穩固,這是一樣矽卡巖礦床所沒有的.這種礦床命名為“層控矽卡巖礦床是適當的.如 無原始沉積根底,就和上部礦體一樣,相反,假設無熱液疊加,那么僅以硫鐵礦床形式存在如青石山.一、成礦五要素銅的來源 關于銅的來源有如下幾種觀點 ：來自巖漿源；來自石炭紀地層和志留紀地層等.據原始沉積黃鐵礦層中普遍含 Cu,和遠離巖體的礦層 Fe、Cu S三元素呈正相關的特點,說明原始沉積層中已含有少量的銅,但不組成礦石品級. 從數理統計篩分資料說明, 原始銅可占整體銅來源的10溢右.志留紀地層中含 Cu一樣較高,達170ppm,是

16、潛在的礦源層.但從礦區 400多個樣品的光 譜分析資料的對應分析結果說明,礦質來源與志留紀地層不相關,而和巖體和白云巖緊密相關.志留紀地層中也未覺察有元素遷移的跡象,因此,作為礦質來源的可能性較小.從礦化與巖體空間關系,水平分帶性和蝕變特點,巖體的含礦性研究說明,銅質要緊來源于巖體.礦區周圍取得的三個方鉛礦的鉛同位素資料：206Pb/204Pb為一、207Pb/204Pb為、208Pb/204Pb為,為正常鉛,模式年齡接近巖體的年齡,說明礦質與巖體有同源性,從 刀值較低看又具有深源的特點.介質一運輸工具接觸交代礦床形成作用要緊有接觸滲濾交代作用和接觸擴散交代作用 兩種,兩種方式的成礦介質都為來

17、自巖漿的含礦氣水溶液.能量 銅官山為矽卡巖型的礦床, 要緊仍是由接觸滲濾交代作用和接觸擴散作用形成.在接觸擴散交代作用中, 濃度梯度作為擴散組份運移的動力,隨反映厚度的增加和交代進程的停止而減小,因此擴散作用不能形成矽卡巖.在滲濾交代作用中, 溫度梯度和壓力梯度是引發燒液流動的動力,因此熱液能作較長的運移,故有可能形成厚大的交代帶.通道構造操縱含礦溶液的通道,也為成礦提供了有利的空間.銅陵地域發育大量的褶皺、 斷裂和不整合面.這些構造中會形成大量的裂隙和空間直接導通到巖體,巖漿中的含礦氣水熱液就會沿著這些裂隙和空間上升抵到達礦區域.空間 在侵入體與圍巖的接觸帶中,由于接觸帶構造形態不同而對成礦

18、作用有阻礙.巖體凹部往往對成礦有利, 凹部周圍一樣斷裂裂隙發育,礦液唱易集中.接觸帶上的斷裂交織部位、與不同巖型的接觸部位、和初期脈巖和斷裂發育部位等均有利于成礦.圍巖層理、層間破碎帶及構造裂隙有利于礦物質的貯存.褶皺構造中,會在轉折端的彎曲處、褶皺傾伏端機褶皺的方向和性質發生轉變處,會形 成大量的裂隙和虛脫空間,這些都是礦質有利的存儲地址.二、礦質富集作用銅官山銅礦雖在系在接觸變質帶內,但并非為真正接觸變質的產物,而是接觸變質期以 后熱水礦液作用的結果.1 .接觸交代物質遷移：石英閃長巖巖漿結晶后期,在巖漿邊緣有較多被熔融的石灰巖鈣質的參加,打破了巖漿溶液與已結晶晶體之間的平穩關系,鈉長石邊部與鈣質彼此作用造成反帶狀的結構,一樣情形下角閃石也開始向透輝石轉化,而原先的石灰巖部份, 由于有巖漿中分泌的矽質與鎂鐵質的參加,形成石榴石、透輝石矽卡巖.由于物質的彼此遷移,使礦物從頭組合,說明是在巖漿未完全固結的條件下形成的.在此期間尚未覺察有重要的礦化作用.從接觸矽卡巖、透輝石和石榴石散布情形看,礦物結晶是由內向外進展