安庆铜矿床地质特征及其成因分析

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目录前言………………………………………………………………………1第一章地质概况简介……………………………………………………1一，研究区区域背景1.1大地构造背景………………………………………………11.2区域构造……………………………………………………21.3区域地层……………………………………………………31.4区域岩浆岩…………………………………………………3二，矿区地质状况2.1矿区构造……………………………………………………42.2矿区地层……………………………………………………52.3岩浆岩概况…………………………………………………6第二章矿体地质特征……………………………………………………61矿体分布、形态及产状………………………………………72矿石结构构造…………………………………………………73矿物组合特征…………………………………………………94围岩蚀变特征…………………………………………………9第三章矿床成因讨论……………………………………………………91.1成矿物质来源…………………………………………………91.2成矿阶段………………………………………………………91.3成矿作用及过程讨论…………………………………………10结论…………………………………………………………………………10参考文献……………………………………………………………………1111 安庆铜矿床地质特征及其成因分析前言一．本次课程设计的目的旨在使学生通过综合运用各类地质学的基础专业知识，对矿床地质特征进行准确把握，并对矿床成因进行准确的分析，从而了解各类矿床的控矿基本因素。本次课程设计以安徽省安庆市月山地区矽卡岩矿床为例，总结矿区及矿床地质情况，编制相应的地质图件。并要求学生利用矽卡岩矿床理论来综合分析矿床成因，使学生进一步掌握《矿床学》研究的基本方法和技能,提高科学研究分析能力。二．本次课程设计的任务及步骤安排如下:2013年1月2至4日设计开始,收集工作区域的基本地质资料,考查前人本地区的工作情况,总结前人研究成果;2013年1月4至7日由教师扩展讲解矿床研究中的地球化学手段,并根据老师提供的数据进行编图和初步解释,认识控制矿床形成的大地构造背景;2013年1月7至9日完成报告图件的编制及报告文字的说明准备工作2013年1月9至17日完成报告并上交,总结矿床成因和控制因素,完成成果展示PPT。第一章地质概况简介1.1大地构造背景中国东部中生代以来地壳运动频繁，岩浆活动强烈，是不同时期，不同体制构造转换的重要地区。安徽省位于中国的东部，地跨华北地块、扬子地块及大别造山带三个构造单元。以长江复合构造带和铜陵-杭州构造带为代表的NE-SW11 向构造带和NW-SE向构造带,严格控制着区内燕山期岩浆活动和长江中下游成矿带的展布;长江中下游转换构造结内具有结点成矿的规律,不同规模的NE-SW向构造带与NW-SE向构造带的交切处正是区内矿集区和重要矿床的分布位置。【1】（图1）图11.2区域构造区内主要发育为一系列NE,NWW,NNE以及近SN向的断裂，即由近东西向和北东向两组断裂组成的锯齿状断裂带长江深断裂带、NW向的襄樊—广济深断裂以及郯庐断裂。NE向断裂构造体系为区域内主要构造体系，以长江断裂带为主，组成大型袋装网络状构造。它们直接控制了侵入岩体的分布形态,而基底构造特别是近东西向的铜陵—戴家汇深大断裂，则直接控制了本区的岩浆活动及矿床的形成。另外相伴发育有NE向的褶皱，带内推覆构造广泛发育，主要推覆构造有，银屏推覆构造，香泉推覆构造，狸头桥推覆构造。1.3区域地层11 扬子地块具有一盖多底的地壳结构特征。安徽沿江地区和其南面的皖南地区，各自的基底类型分别是董岭式和江南式。盖层中不同时代地层基本齐全。震旦系至下古生界以海相碳酸盐岩和陆源碎屑岩地层为主；缺失早、中泥盆世沉积，上泥盆统陆相碎屑岩沉积；上古生界至下古生界三叠统为海相碳酸盐沉积地层，中三叠统至下、中侏罗统为残海泄湖相含蒸发岩的碳酸盐岩层及其上覆的陆源碎屑岩地层，上侏罗统至下白垩统以发育在断陷盆地中的火山岩堆积为特征，部分地段亦存在下白垩统陆相红色地层，上白垩统至第三系则主要为分布在新断陷盆地中的红色碎屑岩地层。区域内上述不同时代的地层的分布情况不尽相同。1.4区域岩浆岩区内岩浆岩沿长江断裂带呈带状分布，受断裂带控制明显；岩体主要为小岩株、岩墙状,其次为岩床、岩枝及岩脉状。侵入岩体可划分为碱性系列及钙碱性系列,前者由辉石二长闪长岩、二长闪长岩和石英二长岩组成,后者由辉长辉绿岩、石英二长闪长岩和花岗闪长岩组成。岩性大多为中酸性，许多岩体实质上是中酸性岩和基性岩组成的杂岩体，相分带清楚。【2】各个地区都有较晚的火成岩活动叠加。下表为区域内中酸性侵入岩体活动详细年代表。长江中下游地区主要中酸性侵入岩体活动年代表岩体测定对象年龄测年方法资料来源铜官山石英闪长岩角闪石136.9±1.4Ar-ArChenetal，1985锆石144.7±1.3SHRIMP陈江峰等，2005金石岭石英闪长岩黑云母137.3±1.4Ar-Ar周泰禧等，1987天鹅抱蛋闪长岩黑云母136.5±0.9K-Ar周泰禧等，1987西湖石英闪长岩黑云母137.8±2.5Ar-Ar周泰禧等，1987黑云母136.5±1Ar-Ar常印佛等，199111 白芒山辉石二长闪长岩冬瓜山石英二长闪长岩黑云母135.8±1.1Ar-Ar吴才来等，1996胡村花岗闪长岩黑云母139.8±0.8Ar-Ar吴才来等，1996舒家店辉长二长闪长岩黑云母138.2±4.6Ar-Ar吴才来等，1996月山闪长岩锆石133.2±3.7SHRIMP陈江峰等，2005角闪石135.6±1.4Ar-Ar陈江峰等，1991矿物等时线137.6±1.2Rb-Sr李波等，2004大龙山石英正长岩全岩136±5.0Rb-Sr郑永飞等，1997大龙山碱长花岗岩全岩117±4.0Rb-Sr郑永飞等，1997锆石112±6.0SHRIMP陈江峰等，2005湖城涧辉长辉绿岩黑云母133.7±0.9Ar-Ar吴才来等，1996表12.1矿区构造铜陵地区位于长江中下游地区多金属成矿带的中部，大别-苏鲁造山带南侧,大地构造位置处于扬子板块中部偏北，与大别造山带相邻，属于大别造山带与扬子地块作用形成的对冲带。安庆月山地区，其骨干构造主要有一个褶皱和三个断裂11 系统：（1）以百子山倒转背斜为代表的轴向NNE至NNW向褶皱构造系统；（2）以月形山-东马鞍山断层为代表的产状多变的基本顺层的层滑断裂构造系统；（3）以代店-陈家竹园断层和大排山-巴斗山断层为代表的走向NW向断裂构造系统；（4）以马山口-胡冲断层（即安庆矿区范围内的F1断层）和鲤鱼山-陈家竹园断层为代表的走向近SN向（包括NNE至NNW走向）的断裂构造系统。褶皱与断裂系统的形成时代有先后，褶皱构造系统和层滑断裂构造系统是在月山岩体侵位以前开始发育。其它构造都为次一级的构造，大多为骨干构造的派生成因。下图为月山地区地质构造及岩层分布图：图22.2矿区地层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。【3】从月形山到西马鞍山的地层走向为近东西向，从西马鞍山至白岭，地层走渐转为北西－南东向，总体略呈弧形弯曲。这种地层产状的复杂变化一方面反映了百子山背斜的影响，另一方面是多种构造作用机制叠加的结果。11 2.3岩浆岩概况月山地区侵入岩主要是月山岩体（闪长质岩体）、总铺岩体和五横岩体（闪长玢岩）三个岩体，其分布和产出特征主要受北东向、近东西向基底断裂及浅层次剥离断层控制。月山的的成岩时间应在140-130Ma之间，属燕山早期末。月山岩体的锆石SHRIMP年龄为l33.2±3.7Ma(陈江峰等，2005)，矿物Rb－Sr等时线年龄为137.6±1.2Ma（李波等，2002），角闪石40Ar/39Ar年龄为135.6±1.4Ma（陈江峰等，1991）；总铺岩体的Rb-Sr年龄为143Ma，K－Ar年龄为132Ma；五横岩体的K－Ar年龄为129Ma（周涛发等，1995）。图.3月山地区岩浆岩分布概况第二章矿体地质特征1．矿体分布、形态、及产状11 矿床赋存在燕山早期月山闪长岩体北枝的前缘部位,该岩体呈舌状侵入到上三叠统铜头尖组紫色粉砂岩和页岩中。矿区实际上主要由三个相对独立而又有密切成因联系的矿床组成,即铜牛井、铁铺岭和刘家凹矿床。它们在空间上彼此相邻,都分布在月山岩体的北枝与东枝相交汇的部位,与月山岩体有成因上的联系。铜牛井矿床受剪切裂隙发育的构造破碎带控制,由密集的羽毛状裂隙组成,由于矿体严格受构造控制,故矿体产状和形态较为稳定、规则,其主矿体有两个,即1、2号矿体,两矿体首尾相连,在其之间有为次一级构造所控制的小矿体。1号矿体走向60b,倾向NNW,倾角70b~80b,矿体长230m,宽8~9m,延深220m,西部逐渐变薄而尖灭,东部出现分枝复合。2号矿体的产状与1号相同但局部倾向南,矿体长590m,宽13m,延深270m。西部较复杂,东部被大理岩阻隔。【4】2.矿石结构、构造安庆铜矿床主要有以下几种矿石结构构造：自形-半自形晶结构（图4-8、4-15）、它形晶结构（图4-14、图4-16、图4-17）、包含结构（图4-16）、充填结构（图4-14）、侵蚀结构（图4-15、图4-16）、块状构造（图4-8）、侵染状构造（图4-15）、团块状构造（图4-14）、网脉状构造（图4-14）、角砾状构造。11 3.矿物组合特征安庆铜矿区主要的矿石为，磁铁矿、含铜磁铁矿、含铜矽卡岩、含铜闪长岩等。其中金属矿物12种，脉石矿物21种。矿区中主要的金属矿物有黄铜矿、磁铁矿、磁黄铁矿、以及黄铁矿等四种，主要的脉石矿物有透辉石、石榴石、斜长石等3种。4.围岩蚀变特征本区主要的围岩蚀变为透辉石化、钠长石化、方柱石化、碳酸盐化及绿泥石化。透辉石化形成一片较大的蚀变圈，厚度达100m.形成本矿床的闪长岩矿床；钠长石化在下接触带之上闪长岩和透辉石化闪长岩之间最发育，与矿化关系不密切。方柱石化主要在深部接触带附近及大理岩向闪长岩凸出部位的闪长岩中发育，蚀变强烈则形成方柱石矽卡岩，矿化普遍，黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿多呈细小粒状充填于方柱石的晶隙之间。碳酸盐化在闪长岩和矽卡岩中最常见。另外，在早期阶段还可见石榴子石化、绿帘石化、透闪石化、阳起石化。【5】11 第三章矿床成因讨论1.1成矿物质来源成矿流体包括热液流体和成矿物质。月山矿田的热液流体主要来源于岩浆水,其次为大气降水;成矿物质主要来源于闪长质岩浆,岩浆的熔-流分离作用是成矿物质获取的主要机制。岩浆流体的大规模出溶作用将大量携带铜等成矿元素溶出，形成富含成矿物质的成矿流体。月山岩体与铜陵中酸性侵入岩以及蝌蚪山玄武岩具有很相似的配分模式,都具有Nb、Ta负异常,Ba、Ce、Ti明显正异常,Y和Yb亏损等特征。这些微量元素特征也说明,月山岩体与区域内岩浆岩具有相同或相似的成因,其初始岩浆源自地幔。1.2.成矿阶段研究区矿床的成矿作用分为两期（矽卡岩期和石英－硫化物期）5个阶段：矽卡岩期由早期矽卡岩阶段、磁铁矿阶段和脉状矽卡岩阶段组成，形成温度分别为440℃-600℃、380－585℃和364－430℃：石英一硫化物期包括石英一硫化物阶段(主要矿化阶段)和石英一碳酸盐阶段。1.3成矿作用及过程讨论安庆铜矿矿体主要在岩体与大理岩接触的矽卡岩带内，因此研究矽卡岩的成因对研究安庆铜矿床的成因及成矿机制具有重要的意义。矽卡岩有岩浆成因、交代成因等多种成因模式（Zharikov，1970；邱瑞龙等，1987；林新多，1989；赵斌，1989；吴言昌，1992）。接触交代成因矽卡岩里的钙铁一钙铝榴石系列石榴子石多以富集LREE直线型分布模式为特征。交代成因矽卡岩全岩的REE分布模式主要受到岩体、碳酸盐地层及流体中的REE含量和分配行为控制。然而岩浆成因矽卡岩绝大多数为富集LREE的折线型分布模式。安庆铜矿床矽卡岩矿石的REE分布比较均匀，其分布模式在很大范围内基本保持一致，富集LREE，但部分矽卡岩La和Ce不同程度的亏损，与矿石中石榴子石的稀土元素组成特征一致，即受到石榴子石的REE分布模式控制。据赵斌（1999）研究，这种特征的石榴子石可能是在相对平衡的条件下岩浆结晶分异的产物，表明含钙铁-钙铝榴石矽卡岩是在矽卡岩与岩浆基本达到反应平衡的条件下形成的，属岩浆成因矽卡岩。含铜磁铁矿的稀土配分模式与矽卡岩比较相似，说明矿床是由岩浆成因的矽卡岩结晶分异作用形成。【5】11 结论安庆铜矿床位于安徽省怀宁县月山镇,在板块构造上位于大别山中生代碰撞造山带前陆缩短带江北亚带安徽省境内中南段,长江中下游弧形成矿带东翼。控制安庆铜矿产出的岩浆岩是月山岩体。月山岩体地表出露形态呈十字交叉状,面积约11km2,岩体主要成分为闪长岩,次为石英闪长岩,属燕山早期(董树文等,1993;陈江峰等,1991)。矿床地球化学特征明显显示了月山矿田岩浆活动与铜矿床之间密切的成因联系月山矿田的矿体分布极不均匀,绝大部分位于形态复杂的岩体东枝南接触带;在岩体东枝南带上,矿体产出受接触带产状变化的控制;阶梯状和舌状接触带是安庆铜矿典型的控矿接触带类型。致谢：课程设计阶段得到于文修老师和朱骏老师的倾情关怀和悉心指导，终能在规定日期完成此次课程设计，同时要感谢同学在此期间的互爱互助，共同进步。参考文献：【1】宋传中，张华等.长江中下游转换构造结与区域成矿背景。地质学报，2011，85（5）：1【2】陈林杰，吴多元，刘良根.铜陵地区成岩成矿背景探讨。安徽地质，2007，17（1）:1【3】毛景文，邵拥军等。长江中下游成矿带铜陵矿集区铜多金属矿床模型。矿床地质，2009,28（2）:109-119【4】杨学明，杨晓勇等。安庆月山铜钼矿床金的赋存状态与分布规律研究。高校地质学报，1999,5（1）:35【5】许逢明。安徽省安庆铜矿床地质地球化学和三维地质建模。中国地质大学（北京）.2011,5:21-2411