南京九华山铜矿南山矿段地质特征及成因

谢富康

(句容市仙人桥矿业有限公司)



南京九华山铜矿南山矿段地质特征及成因

谢富康

(句容市仙人桥矿业有限公司)

摘要在对南京九华山铜矿南山矿段地质构造特征、矿床地质特征分析的基础上，详细讨论了矿区岩浆岩、矿体围岩及构造对成矿的影响，结果表明：①矿床成因为侵入岩浆岩体与石炭系—二迭系灰岩的接触交代形成的矽卡岩型矿床，矽卡岩为该矿区的主要找矿标志；②区域性断裂控制着岩浆活动及岩浆岩的分布，次一级断层既为导矿构造，又为容矿构造；③靠近岩体的捕虏体与岩浆接触带边部断续矿化，有时整个捕虏体都交代形成相当规模的斑岩型矿体，也为矿区有利的找矿标志。上述结论对于区内找矿工作有一定的参考价值。

关键词地质构造特征矿床地质特征矽卡岩找矿标志斑岩型矿体

九华山铜矿位于江苏省南京市江宁区汤山镇，距南京市大约30 km，距沪宁线及长江航运码头约20 km，矿区有公路与宁沪、宁杭高速公路相通，交通便利。该铜矿位于宁镇褶皱带西南部的汤山—仑山复式背斜面北翼[1]。宁镇地区在印支期—燕山早期形成了复式背、向斜构造，同期形成了SN向的横断裂和EW向的纵断裂。该区由于构造影响，使得岩浆活动非常强，侵入岩以花岗闪长岩为主，其次为石英闪长岩，是铜矿主要的成矿母岩。后期有岩脉穿插于矽卡岩及围岩中，脉岩由花岗闪长(斑)岩或石英闪长(玢)岩组成，多以岩楔或岩墙产出，产状较直立，近SN走向，与成矿关系密切[2]。当岩浆沿断裂侵入石炭系—二迭系地层时，常交代围岩形成矽卡岩矿床。围岩(主要是碳酸盐、页岩)中的次一级羽状断裂、层间滑动及剥离，特别是上下盘有屏蔽层隔断时，成为矿化富集的有利部位，由此决定了该区是以矽卡岩型矿床为主的铜、铁、锌成矿区，区内所见的几个主要矿床(安基山、南山、仙人桥)均产于上述部位中。为进一步指导区内找矿工作，以该矿区南山矿段为例，对其矿床地质特征及矿床成因进行研究。

1矿区地质特征

1.1地层

矿区地层从志留系至第四系均有出露，与成矿有关的地层为泥盆系五通组砂岩-石英砂岩、石炭系金陵组灰岩、高丽山组砂页岩、二迭系栖霞灰岩及孤峰组硅质页岩。

1.2构造

九华山铜矿区处于汤山—仑山复背斜北翼，该部位地层强烈倒转。矿区西部地层多形成褶皱，东部地层产状由倒转逐渐恢复正常。九华山至过江口出现次级复式向、背斜。区域上所有的褶皱均向西抬升，向东倾没。矿区内有1条SN向张性断裂破碎带(即F8)，带内石英岩、灰岩等各类岩石的角砾混杂。F8以东地层强烈倒转，由南山向北经黄土山、雷打山直至乌鸦山南坡，所有地层均倒转而向南倾斜。

(1)F1断层。从地表来看，该断层纵贯全区，坟头群逆掩于五通组之上，矿区东部走向约NE50°，倾角约45°。沿断层带多有角砾岩分布，断层两侧裂隙发育，为地下水活动的重要场所。

(2)F2断层。为逆断层，东部走向SE，西部走向SW，倾角约40°，该断层贯穿矿区，倾向延深超过-300 m。

(3)F3断层。分布于8#～1#勘探线，以2#勘探线为界，东部走向NE80°～SE120°，西部走向SW，倾角35°～50°不等，东部较陡。

(4)F4断层。栖霞组逆掩于龙潭组之上，西部走向近EW微偏向S，东部走向S偏E，东西方向上有起伏，倾角约50°，该断层分布范围广，南山地段、仙人桥均有出露。

(5)F5断层。为前期主断裂，为一逆冲断层，岩浆沿该断裂侵入，上盘有较广泛的破碎带分布。F5断层在矿区走向EW，倾角约55°，走向延伸较长，超过2 km，F1～F4断层均为F5断层派生的次级断裂。

(6)F6断层。位于矿区东侧，是1条张性断裂，形成于成矿前期，成矿后仍有活动，为地下水活动的场所，雨季时会形成地表径流，对矿区地下水影响较大。

(7)F7断层。位于矿区西侧，形成时期、断层性质与F6断层一致，为地下水活动的场所，雨季时会形成地表径流，因其与矿体距离较远，对采区影响比F6断层小。

1.3岩浆岩

矿区岩浆岩主要有2类：①花岗闪长岩、石英闪长岩岩体，岩体总体走向EW，东部转向NE。岩体南部与泥盆系—二叠系地层接触，接触面不规则，常有岩脉插入围岩；北部与二叠系接触，接触面变化较大，产状较陡。②矿区后期脉岩，主要为石英闪长玢岩，分布于岩体边部和围岩中，倾角较陡，局部直立或倒转，沿走向或倾向均有起伏现象，脉岩宽度从数米至十数米不等，斑状结构是其主要特征，斑晶主要由中—更长石、黑云母组成，基质由钠长石组成，呈粗面结构，含鳞片黑云母、角闪石。

2矿体地质特征

2.1矿体形态

矿区矿体众多，但都以小型脉状、条带状为主，铜矿体占大多数，其余为锌、硫、钼和铁矿体。主矿体有3个，均为铜矿：①3#矿体，赋存于石榴石矽卡岩带上部，矿体长大于600 m，向下延深超过200 m，似层状，沿走向、倾向均有波状起伏，偶有分枝和尖灭再现，最大厚度18 m，平均厚约5 m，西部走向NE，东部走向SE，总体倾向S，倾角约40°；②4#矿体，与3#矿体大致平行分布，矿体下盘常见含燧石结核的石榴石矽卡岩，位于成矿岩带中部，矿体为矽卡岩矿物与硫化物，晚期热液蚀变强烈，碎裂结构发育，矿体长约500 m，向下延深超250 m，呈似层状，最大厚度20 m，平均厚7 m，倾向S，倾角约50°，该矿体为区内第一大矿体，全矿2/5的储量赋存于其中；③6#矿体，赋存于透辉石矽卡带中，分布于矿区中部，走向长500 m，埋深超过100 m，走向SE100°，倾向SW，倾角52°。南山铜矿段的矿化集中于上述3个主矿体之中，-20 m以下，铜金属量占总量的83.4%。区内其余小矿体多达百条，多为扁豆状，小透镜状，分布较散，资源储量所占比例较小，仅少部分具开采价值。

2.2矿体物质成分、矿石类型及矿石结构构造

(1)矿石类型及矿物成分。矿区矿石类型是铜-硫-铁型矿石，主要矿物有黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿、闪锌矿，磁黄铁矿、斑铜矿、孔雀石、褐铁矿、方铅矿、自然金等也少有出现。以钙铝石榴石、透辉石为主要脉石，次为绿帘石、阳起石、方解石、绿帘石等。

(2)矿石结构与构造。矿石构造主要有浸染状、脉状、块状、少量条带状构造。矿石结构有自形—半自形晶粒结构、网状结构等。

(3)主要金属元素及伴生有益组分的赋存特点。矿区主要可供工业利用的是Cu，此外，S、Zn、Fe、Mo也具工业价值，Ag、Se也达到综合利用的要求，Au也有一定价值。目前，该矿山选矿主要针对Cu、S、Zn、Fe等4种元素。

3矿体围岩特征

矿区围岩大多有变质作用发生，围岩受岩体侵入的影响而产生热变质作用，形成厚达400 m的接触带。自侵入岩体析出的热液沿断裂交代，使围岩蚀变成矽卡岩(石榴石矽卡岩和透辉石矽卡岩)。区内变质作用特点：中间带以矽卡岩为主，两侧则是含角岩残体的矽卡岩，外围边界以角岩为主，各变质岩带呈对称分布。

(1)蚀变闪长玢岩、石英闪长玢岩带。分布于岩体外缘及岩枝中，浅部蚀变较强，向深部变弱，主要蚀变有透辉石化、绿泥石化、高岭土化、绿帘石化，常伴生有黄铁矿，极少见黄铜矿。

(2)石榴石矽卡岩带(SKg)。分布于-300 m以上，厚50～150 m，矿物成分以石榴石为主，次为少量透辉石、透闪石、方柱石、阳起石等。该带为该矿段的主要含矿带，3/4的Cu、Zn资源量、2/3的Mo、S资源量均产于石榴石矽卡岩带中。

(3)透辉石矽卡岩带(SKd)。分布于石榴石矽卡岩带上下盘，主要由细—微粒透辉石组成，含少量方解石、绿帘石、绿泥石等，常有黄铁矿、黄铜矿化，多沿裂隙充填。该带含有少量的Zn、Cu，局部形成可采矿体。

(4)含角岩残体矽卡岩带(SH)。分布于石榴石矽卡岩带上下盘，中间常有透辉石矽卡岩相隔。该层矽卡岩带以石榴石为主，含少量透辉石、透闪石，其间常有角岩残留体呈层状、团块状产出。该带含矿以Mo、S为主，Cu、Zn含量较低。

(5)角岩带(Hf)。分布于上述各带外围，构成1个连续的外壳，上部为五通组与高丽山组变质角岩，主要为石英岩、绢云母石英角岩、黑云母石英角岩；下部为龙潭组、孤峰组变质角岩，矿物成分复杂，为变质类页岩、钙质页岩等。

矿区矿体绝大多数产于矽卡岩之中，主要产于石榴石矽卡岩中，其次在透辉石矽卡岩中。矽卡岩中黄铁矿化范围较广，但不均匀，石榴石矽卡岩带黄铁矿平均含量4%，主矿体中黄铁矿平均含量约15%。

4矿床成因

4.1成矿条件

(1)物化条件。矽卡岩矿床形成温度900～200 ℃，为气化至热液阶段的产物，是1类特殊的热液矿床，典型的矽卡岩矿物组合形成温度900～500 ℃，金属氧化物形成温度600 ～350 ℃，金属硫化物形成温度450 ～200℃[3]。接触交代过程中，有大量的CO2析出，因此，矽卡岩可能形成于浅—中深成环境。

(2)岩浆条件。矿区内出露的岩浆岩系中—酸性岩体，主要岩石类型为花岗闪长斑岩，石英闪长玢岩多呈岩墙状产出，常切穿花岗闪长斑岩，表明花岗闪长斑岩早于石英闪长玢岩侵入，晚期岩脉有闪长玢岩、煌斑岩等，反映出矿化的多阶段性。矿区与铜矿有关的岩体为花岗闪长斑岩，岩体的斑状、似斑状结构和矽卡岩化发育，岩浆带来的成矿物质与围岩中原始沉积的成矿物质，经一系列的改造，在有利部位富集成矿。

(3)围岩条件。矿区与成矿密切相关的地层为泥盆系五通组石英砂岩、石炭系金陵组灰岩、高丽山组砂页岩、二迭系栖霞灰岩及孤峰组硅质页岩。当围岩为石灰岩时，形成石榴子石矽卡岩，当围岩为硅质页岩或砂岩时，形成透辉石矽卡岩，矿体多富存于石榴子石矽卡岩中。矿区二叠系各地层中成矿元素含量普遍高于其他地层，为矿区的主要含矿地层。

(4)构造控矿条件。构造控制了含矿热液的运移路径，为成矿提供了空间。断层构造薄弱带具备较高的孔隙度，为成矿热液的转移、矿物沉淀提供了场所。在矿区围岩中，层厚较薄、灰岩与砂页岩互层、有较大断裂切穿围岩时，往往有利于成矿热液发生交代作用，亦常有较大规模的矽卡岩矿床形成。矿区内3#矿体受F2断层控制，基本沿F2断层充填交代，其内部可见成矿前的破碎及石榴石和硫化物的碎裂结构,4#矿体受成矿前的F3断层控制，6#矿体与F4断层位置大致吻合。

4.2成矿过程

(1)矽卡岩期。岩体浸入后，在接触带主要形成石榴子石、透辉石等矽卡岩矿物(即早期矽卡岩期)。当温度降低后，接触带内高温含矿气液大量聚集，生成绿帘石、绿泥石、阳起石等晚期矽卡岩矿物。伴随K+、Na+参与生成矽卡岩矿物，气化高温热液由弱酸性向弱碱性渐变，大量Fe2+、Fe3+开始析出，生成磁铁矿，交代早期生成的石榴子石、透辉石等矽卡岩矿物。随着氧化作用的增强，赤铁矿晶出并交代磁铁矿，同时，高温气液中S与赤铁矿发生氧化反应，生成磁铁矿和硫铁矿物，从而形成了磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿物组合(高温氧化物阶段)[4]。

(2)石英、硫化物期。该期主要由高—中温含矿热液作用，生成的矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿等(高—中温石英-硫化物阶段)。随着温度的降低，该阶段生成的金属硫化物主要为方铅矿、闪锌矿、黄铁矿及黄铜矿，方解石等碳酸盐类矿物明显增多(中—低温碳酸盐-硫酸盐阶段)。南山矿段不同的矿物组合具有不同的矿化特征：①绿帘石化、绢云母化、绿泥石化、透闪石化多与铁矿有关；②绿帘石化、碳酸盐化多与铜、锌矿体有关；③石英岩化与辉钼矿化有关。

(3)后期岩浆蚀变作用期。区内后期侵入的闪长玢岩穿插、吞蚀早先成岩的花岗闪长斑岩，成岩期后成矿热液对闪长玢岩岩体蚀变改造，主要生成绢云母、绿泥石等矿物，并伴随有黄铜矿矿物浸染富集。特别是对先期形成的含矿矽卡岩的蚀变改造，使得Cu进一步富集，形成靠近脉岩品位较高的矿体。矿体距侵入岩越远，后期蚀变作用逐渐减弱，矿石品位也逐渐降低。

5结语

对南京九华山铜矿南山矿段地质构造特征、矿床地质特征进行了详细分析，在此基础上对矿体围岩特征、矿床成矿条件以及成矿过程进行了详细探讨，对于区内找矿工作有一定的借鉴价值。

参考文献

[1]黄松，陈德松.南京九华山铜矿伴生金的赋存状态及分布规律[J].矿产与地质，1998(2)：101-105．

[2]刘南.宁镇中段矽卡岩型铜多金属矿床成矿物质来源及找矿方向[D].长沙：中南大学，2010．

[3]袁见齐，朱上庆，翟裕生.矿床学[M].北京：地质出版社，1985．

[4]张守林.矽卡岩型铜矿成矿地质环境、成矿地质特征及找矿标志[J].矿产与地质，2001，15(5)：315-319．

(收稿日期2015-09-16)

谢富康(1967—)，男，工程师，211133 江苏省南京市江宁区汤山街道。