安徽凤凰山铜矿床成矿机制探讨

[摘要]本文就安徽凤凰山铜矿床程艳机制、成矿地质演化和铜矿富集规律等进行了分析探讨，具有较强的意义和价值。

[关键词]凤凰山铜矿床 成矿机制 成矿地质演化 铜矿富集规律

[中图分类号] P611 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-9-62-2

1成岩机制探讨

新屋里岩体是一个由花岗质岩浆多次涌动侵入形成的复式岩体，形成于燕山晚期，主要岩性为石英二长闪长岩和花岗闪长岩。处于边缘相的石英二长闪长岩和中间相的花岗闪长岩呈渐变接触关系。石英二长闪长岩和花岗闪长岩稀土元素配分曲线均为轻稀土富集型，具有很高的一致性，说明2类岩石来源于统一的岩基，是深部岩浆房经多期次侵入作用形成的同源岩浆岩。侵入岩均以富碱（Na2O+K2O > 7% ）、高钾（K2O>2.5%）、贫镁为特征，Na2O/K2O普遍大于1，按Le Maitre（1989）对亚碱性岩的分类方法，新屋里岩体石英二长闪长岩和花岗闪长岩除1个样品落入橄榄玄粗质系列外，其他均为高钾钙碱性系列。新屋里岩体主量元素里特曼指数值为1.623.4，基本上处于1.993.19范围，进一步证明本区侵入岩属于典型的高钾钙碱性岩石。新屋里岩体石英二长闪长岩SiO2：平均含量（61.1%）略高于中国石英闪长岩SiO2平均含量（60.5% ），花岗闪长岩SiO2：平均含量（64.5%）接近中国花岗闪长岩SiO2：平均含量（65.0% ），石英二长闪长岩K2O含量和K2O/（Na2O+K2O）值相对花岗闪长岩略高，但均接近中国石英二长闪长岩和花岗闪长岩平均值，属于硅酸弱过饱和岩石。

Treuil和Joron（1975）研究认为，在La/Sm-La关系图上，部分熔融过程表现为一条斜线，分离结晶过程表现为一条水平线，新屋里岩体岩石样品La/Sm-La投点分散，表明岩浆演化过程不是单一的部分熔融过程或分离结晶过程，而有可能是在岩浆演化过程中发生同化混染作用。花岗岩类Eu呈现负异常是形成时陆壳物质混染的反映，新屋里岩体显示出弱的负Eu异常，也说明侵入岩岩浆属壳慢混合型，原始岩浆来源于上地慢碱性玄武岩浆并有陆壳物质混染。花岗岩类岩石的不同来源在稀土配分曲线模式上的反映是：慢源岩浆具有轻稀土富集、重稀土亏损的右倾曲线特征。新屋里岩体侵入岩配分曲线均为右倾型，轻稀土的分馏程度比重稀土高，（La/Yb）N为8.02--12.5，说明原始岩浆来源于上地慢，但在岩浆不断侵位形成过程中有地壳物质加入，属壳慢混合型。

2凤凰山铜矿床成矿地质演化历史

凤凰山铜矿集区的形成经历了长期而复杂的地质作用过程，具有多期次成矿作用特点，现归纳总结本区成矿地质演化历史如下：

2.1泥盆纪一早三叠世

本区处于扬子板块北缘，属被动陆缘构造环境，垂直振荡和拉张运动活跃，海陆变迁频繁。晚泥盆世末一早石炭世初，包括本区在内的广大地区发生区域性隆起。早石炭世的海侵仅有铜陵一带保持古陆状态。晚石炭世古陆下沉，铜陵地区为水下隆起上的相对坳陷部位，由于属于还原环境而适宜硫化物的生成，并因此形成胶黄铁矿和黄铁矿矿胚层，硫化物沉淀时铜等元素的混入致使矿胚层含有极少量的铜等成矿元素，为燕山期的岩浆热液叠加改造成矿奠定了基础。

2.2中三叠世

扬子板块和华北板块靠拢并发生碰撞，结束了本区古生代以来的海侵、海退演化历史。伴随着板块碰撞，下扬子地区盖层由于受强烈挤压使地层发生褶皱而形成弧形褶皱带，本区盖层受边界条件限制，形成了北东向的“S”状褶皱带。褶皱形成过程中，除形成横向、斜向的伴生断层外，沿岩性差异较大的岩层界面发生顺层剪切滑动，形成多层层间滑脱断层，成为后期热液成矿的有利空间。而且，这种层间滑脱断层也是长江中下游成矿带重要的容矿构造。

2.3早、中侏罗世

包括本区在内的中国东部地区仍处于南北向挤压构造体制下。可能直到晚侏罗世，约148.20±2.13 Ma左右，由于伊佐奈歧板块向欧亚板块之下的俯冲才导致本区的构造环境开始由挤压向伸展转换。

2.4晚侏罗世一早白垩世

伴随着构造环境的转换，本区壳慢相互作用强烈，并发生下地壳或岩石圈地慢拆沉、减薄，导致下地壳和环流上涌地慢部分熔融，从而引发大规模的中酸性岩浆侵入和与之有关的成矿流体活动。这一过程与中国东部发生的大规模岩石圈减薄作用基本是同步的。在伸展构造环境中，成矿流体通过对位于深部的上石炭统原始矿胚层叠加改造形成了层控矽卡岩型矿床，同时在中等深度的岩浆侵入接触构造带形成了矽卡岩型矿床，继而在浅部岩体以及接触带一外接触带的断裂、裂隙构造中形成了热液脉型矿床。

3凤凰山铜矿床铜矿富集规律

3.1从铜陵矿集区内部结构类比凤凰山铜矿床聚类规律

从矿化特征来看，铜陵矿集区并不是所有的铜矿床（包括金矿床）均分布于已知的5个矿田中，而且半数以上的铜矿点分布于已知矿田之外。这也就是说，仅以矿田这一成矿单元表述矿集区的矿化分布和内部结构，还是不够细致的。应用“矿汇”（ ore cluster ）（裴荣富，2001）这一概念则可以较好的弥补以矿田表述矿集区矿化分布特征的欠缺，同时也能够更为细致的刻画矿集区的内部结构。而且通过对矿集区一矿汇的研究，可以补充仅仅根据成矿条件间接推断成矿规律的不足。同时，结合成矿地质条件、同位素地球化学示踪、成矿作用时限、成矿演化以及铜元素地球化学分布特征等，可以深入探讨矿集区的铜矿富集规律，也能在一定程度上为矿产勘查提供找矿靶区定位信息。

矿汇是指矿集区内的矿床（点）在不同部位进一步聚类成的密集单元，是矿化和成矿的客观实际配置。通过统计作图法可以较为准确的确定矿床（点）一矿汇的分布趋向。

矿汇作为矿集区内的次一级成矿单元，其空间分布态势即可体现矿集区的内部结构。从等密度图可以看出，铜矿床（点）密集分布于铜官山、狮子山、新桥、凤凰山一舒家店、沙滩角、焦冲、大吉岭等地，聚类形成7个矿汇。因此，铜陵矿集区具有由多个矿汇组成的多单元结构，显示了铜矿化于不同方位有规律集中的特征。各矿汇的铜矿床（点）密度和配置有所不同。矿汇的密度由低到高大致可以划分为3个等级。