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安徽安庆铜矿床地质地球化学特征及成因分析(陈星霖,200

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安徽 安庆 铜矿 地质 地球化学 特征 成因 分析 陈星霖 200
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中南大学硕士学位论文安徽安庆铜矿床地质地球化学特征及成因分析姓名:陈星霖申请学位级别:硕士专业:矿物学、岩石学、矿床学指导教师:邵拥军;和志军20090521摘要安庆铜矿床位于扬子地块北缘下扬子台坳沿江断褶带中段的月山岩体东枝,是长江中下游铜铁成矿带重要矿床之一。论文结合区域地质背景、矿床地质特征、矿体地质特征等方面的分析,总结了安庆铜矿床的成矿地质条件,微量元素、稀土元素的分布规律。开展了安庆铜矿床成矿地质条件、控矿因素、矿床成因等方面的研究。论文的研究成果与创新主要有以下几点:1、在区域成矿地质背景、矿床地质特征研究的基础上,综合研究了矿体特征、矿石特征,根据矿物共生组合分析,可以将安庆铜矿的成矿作用分为三期五阶段。2、在对岩石特征、岩石化学特征、矿床地球化学特征分析的基础上,认为安庆闪长岩中高温元素W、外V、r、明原始岩浆来源于多方面,且经受了地壳的强烈混染。3、探讨了地层、构造、岩浆岩与成矿关系,认为地层提供了部分成矿物质;构造是成矿重要的因素,控制了岩浆的侵入及其成矿岩体和矿体的形成和就位;燕山期岩浆岩是有利的成矿母岩。4、在综合研究矿床地质特征、地球化学特征以及控矿因素的基础上,认为安庆铜矿床的形成与燕山期中酸性岩浆侵入活动有密切的关系,虽然贯入作用对成矿也有一定的影响,但总体来看,安庆铜矿是以岩浆热液为主的高温矽卡岩矿床。关键词矿体特征,地球化学特征,成矿控制因素,矿床成因,安徽安庆铜矿床of is on of of of EE he as .on of of of to of .By of it is 、r、i is .of is an of of is .on of of to n on is he of 呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名:学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。…名她胳名肇期:必上心硕士学位论文 第一章前言1.1论文选题依据第一章前言安庆一月山地区是长江中下游铁铜成矿带的重要矿田之一,位于安徽南部安庆市附近,有关基础地质和区域成矿分析的研究,经过前人的研究与探索,已积累了丰富的资料,达到了相当的深度,但在某些领域研究程度并不深,有待进一步研究。本论文在前人研究的基础上以安徽安庆铜矿研究中存在的问题为切入点,结合导师973科研项目“安庆矿集区大型矿山深边部找矿方法评价及勘查模型研究”专题,在矿物生成顺序、成矿阶段划分、矿床地球化学、关键控矿因素、矿床成因方面进行深入的研究和探索,在导师的指导下完成论文《安徽安庆铜矿床地质地球化学特征及成因分析》,本次研究合作单位是中国地质科学院矿产资源研究所。1.2研究领域综述1.2.1长江中下游成矿带研究现状长江中下游成矿带位于扬子克拉通北缘,秦岭一大别造山带和华北克拉通之南。南缘为阳兴一常州大断裂,北侧以襄樊一广济大断裂以及郯庐大断裂为界。是中国东部一个重要的u—中矿床以矿集区形式沿江呈近东西一北东向弧形展布,从西向东有鄂东南、九瑞、安庆一贵池、月山、铜陵和宁芜一宁镇等几个大中型矿集区。东西向和北北东向两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,1992)。刘绍濂(1997)对长江中下游成矿带区域构造格局演化进行分析和讨论。常印佛(1991)认为长江中下游中铜、金矿床密集区及其邻区现代地质构造的基本格局早在中生代早期即已基本形成。周涛发(1999)分析和总结了长江中下游铜、金矿产密集区区域成矿的构造、地层、岩浆岩等地质条件,以及成矿流体来源和演化方面进行了深入研究。李文达(1995)通过流体包裹体及成矿物理化学条件研究表明,该区与海西硕士学位论文 第一章前言期海底喷流(热水)沉积有关的成矿流体是一种高温(600。呈酸性(0除石榴子石矽卡岩因石榴子石富集重稀土而导致∑中刚等,1989),闪长岩和含铜磁铁矿(I)的∑(围岩白云质大理岩为另一组。国梁,1992),大理岩和含铜磁铁矿(5它元素的富集系数均小于或等于l。根据元素的亲氧性和八面体择位能,r、使岩浆向硅碱逐渐富集、过渡元素亏损的方向的演变。另外,相对于地幔岩,过渡元素i、r、大洋拉斑玄武岩相比,所有元素明显偏低,而与高铝玄武岩相比,i、些特征表明,本区岩体的原始岩浆来源于上地幔,且经受了地壳混染。亲石元素中集系数大于1;集系数远小于1。a、b/r、i、的富集系数远大于1,其它元素的富集系数皆小于l,且这类元素含量的变化与间不具有相关关系,说明在岩浆分异过程中这类元素的载体矿物不作为早期结晶相分离,或者既使为早期结晶相,其数量也十分有限。微量元素丰度对比表明,本区岩体成岩物质主要来源于上地幔,岩浆结晶分异过程中经历了地壳物质混染(周涛发等,2001)。1.2.3铜矿床的主要类型(1) 与镁铁质.超镁铁质岩有关的铜矿床铜镍硫化物型铜矿床:容矿岩系主要为铁质基性一超基性岩,少部分为科马提岩系,铜镍硫化物建造,席状、透镜状和贯入脉状矿体,岩浆深部熔离或贯入成因,产于不同时代的陆块边缘断裂带,以金川和红旗岭为例。(2) 与长英质岩有关的铜矿床矽卡岩型铜矿床:铜矽卡岩可能是世界上最丰富的矽卡岩类型,它们尤其常见于大洋和大陆环境中与俯冲作用有关的造山带。铜矽卡岩大都与铁矿系列、钙碱性和斑岩深成岩体伴生,其中许多探成岩体含有同源火山岩状细脉、6硕士学位论文 第一章前言脆性碎裂和角砾岩化以及强烈的热液蚀变。所有这些特征表明铜矽卡岩是在较浅的环境中形成的。大多数矽卡岩紧靠岩株接触带产出,相对氧化的矽卡岩的矿物成分主要是钙铁榴石,其他矿物包括透辉石、符山石、硅灰石、阳起石和绿帘石。赤铁矿和磁铁矿普遍见于大多数铜矽卡岩矿床,白云质围岩的存在与块状磁铁矿矿脉是一致的,后者可局部规模开采铁。铜矽卡岩通常是分带的,深成岩体附近产出的是石榴石岩,从接触带向外辉石增多,最后在大理岩接触带附近产出符山石和(或)硅灰石。另外,石榴石可以发生颜色分带,在深成岩体附近为暗红褐色,在远处为绿色和黄色。硫化物矿物成分和金属比值也可相对于源岩深成岩体发生系统分带。一般来说,在深成岩体附近黄铁矿和黄铜矿最富,向外黄铜矿增多,最后在大理岩接触带附近的硅灰石带中产出斑铜矿。在含钙镁橄榄石的铜矽卡岩中,主要铜矿,而不是黄铁矿、黄铜矿。最大的铜矽卡岩与矿化的斑岩铜矿深成岩体伴生。这些矿床的斑岩矿石和矽卡岩矿石合计可以超过10亿吨,其中可从矽卡岩中回收铜超过5百万吨。矿化的深成岩体展示出特有的钾硅酸盐和绢云母蚀变,可以分别与矽卡岩中的进化石榴石一辉石和退化绿帘石一阳起石对比。铜矽卡岩中普遍存在强烈退化蚀变现象,在某些与斑岩有关的矿床中,这种蚀变作用可以破坏掉大部分进化石榴石和辉石。矿化的深成岩体极少发生内矽卡岩蚀变,相反,与铜矽卡岩伴生的无矿岩株则含有丰富的绿帘石一阳起石一绿泥石等内矽卡岩,矽卡岩退化蚀变现象不强烈。某些铜矿床产有粗粒阳起石一黄铜矿一黄铁矿一磁铁矿矿石,但是只有零星的进化石榴石一辉石矽卡岩。这些矿床提供的线索表明,某些铜和铁矽卡岩与具有火山成因和正岩浆亲缘关系的矿床有关(梅纳特,1994)。其他热液型铜矿床:是指除矽卡岩型和斑岩型之外的与花岗质岩浆一热液有关的铜矿床。主要容矿岩石为变质岩和火山岩,矿石建造有铜型、铜一金型、铜(钼)和铜一多金属型,矿体形态主要以脉状为主,矿石在中温热液条件下沉积,各种围岩萃取为矿质的主要来源,产于各类构造一岩浆带,以铜牛井和娘娘山矿床为例。(3) 与火山岩有关的铜矿床海相火山岩型铜矿床:主要容矿岩系为海相拉斑玄武岩一钙碱性中酸性火山岩(有时为钠质火山岩系列——细碧一角斑岩)、蛇绿岩套和双峰式火山岩,矿石7硕士学位论文 第一章前言建造有铜一锌型、铜(金)型、铜一多金属型和铜(钴、钼)型等,块状一层纹状矿石构造是该类矿床的特征之一,矿体形态多为层状、似层状和透镜状,矿石在海底热水沉积系统和补给带(统中形成,矿质来源于热水对海底火山岩一碎屑岩的萃取,成矿环境有扩张的弧后盆地、岛弧火山带及扩张洋盆裂谷带,矿床实例可列举白银厂和阿舍勒。陆相火山岩型铜矿床:容矿岩石主要为陆相中酸性火山岩一花岗质岩及少部分基性火山岩,矿石建造有铜一金型和铜一多金属型等,矿体形态主要为脉状、似层状和不规则状,加热的循环天水为主要成矿流体,按成矿流体性质和氧逸度可划分高氧富硫体系(以明矾石一迪开石化为特征)和低氧贫硫体系(以冰长石化为特征),矿物质来自陆相火山岩的萃取,成矿环境主要是活动大陆边缘的陆相火山岩带,紫金山可作为该类型矿床的实例。(4)与沉积岩有关的铜矿床海相杂色岩型铜矿床:容矿岩系为海相杂色岩系(下部岩系为大陆氧化相,陆源碎屑岩;上部岩系为还原相,泥岩一碳酸盐岩),矿石建造有铜型、铜(钴)型和铜(钼)型,矿体形态为层状和似层状,矿石在中一低温热水条件下形成。矿质来自下部紫红色岩系和基底岩石的萃取,成矿环境属于不同时代的裂谷和裂陷槽,矿床实例有东川和易门。陆相杂色岩型铜矿床:容矿岩系属于陆相杂色岩系,矿石建造包括铜型、铜(铀)型、铜(银)和铜(硒、银)型等,矿体产于紫色岩系(氧化相)与浅色岩系(还原相,含碳屑和黄铁矿)交互带的浅色岩系一侧,矿体形态为典型的矿卷,金属矿物呈现辉铜矿一斑铜矿一黄铜矿一黄铁矿带状分布(从紫色一侧到浅色一侧),矿石形成于地下水淋滤一还原,矿质来自陆相杂色岩系的萃取,中一新生代陆相红盆属于这类矿床的典型成矿环境,以郝家河矿床为例。(5)与变质岩有关的铜矿床变质岩型铜矿床:主要容矿岩为花岗岩、绿片岩和片麻岩,矿石建造为铜型和铜(金)型,脉状产出,矿石由变质热液形成,矿质来源于变质岩本身,活化隆起带为主要成矿环境,矿床实例为东荒峪(芮宗瑶和王龙生,1994;刘洪波,1994;王之,田,1991)。8硕士学位论文 第一章前言1.2.4矽卡岩型矿床的划分近年来的研究在成矿地质环境、成矿物理化学、矿物包裹体、同位素、实验模拟以及矿物相平衡方面有较大的发展。根据矽卡岩矿床产出地质环境,涂光织(1977)划分出四类矽卡岩:(1)花岗岩类与碳酸岩接触带及其附近相互作用形成的;(2)火山热液作用形成的;(3)混合岩化作用形成的:(4)区域变质作用形成的。赵斌(1989)较详细地论述了各类矽卡岩矿床特征。考虑到矽卡岩形成时,沉积岩地层中已有沉积矿层的影响,黄华盛(1985)提出了层控式矽卡岩和层控矽卡岩矿床的概念;有的学者把长江中下游矽卡岩矿床划分为层控.矽卡岩矿床、云英岩.矽卡岩矿床、矿浆.矽卡岩和斑岩.矽卡岩矿床(翟裕生,1 985)。依据矽卡岩矿床矿石成分, T(1982)划分了钨、锡、钼、铜、铅、锌和铁矿床类型,赵斌依据中国特色划分得更加详细,包括一些符合类型,如柿竹园期的工作强调矽卡岩型金矿的意义( D,1989),赵一鸣(1990)把矽卡岩型金矿类型单独描述,无疑矽卡岩金矿床应为独立类型(黄华盛,1994)。1.3研究的主要内容(1).在区域地质背景方面主要从区域地层、区域构造单元划分、区域岩浆岩侵位时代、区域矿产种类等方面进行研究分析。(2).矿床地质特征方面在前人的研究基础上,结合多次野外踏勘,从矿区地层、矿区构造、矿区岩浆岩、围岩蚀变等方面进行研究分析。(3).矿体地质特征方面从不同中段,多剖面观测,对矿体形态、矿体规模、矿体产状、矿化分带方面进行研究分析。(4).在矿石特征方面在总结前人资料的基础上,结合野外勘查,结合光学显微镜,从宏观和微观上进行矿物组成、结构与构造方面研究分析。(5).成矿阶段及成矿作用9硕士学位论文 第一章前言在矿物组成、结构与构造研究的基础上,结合光学显微镜,进行矿物生成顺序、成矿阶段以及成矿作用综合分析。(6).在矿床地球化学特征方面结合样品的测试的数据,利用多种作图软件进行数据的处理,从全岩分析、稀土分析、微量元素、同位素、成矿温度方面进行研究分析。(7).矿床成因在认真总结前人已有资料的基础上,对与成矿有关的重要的地质现象重点调研,结合典型矿体的解剖,进行矿床成因研究。1.4研究思路与方法(1)野外地质调查及取样;(2)典型剖面、典型矿体、典型构造解剖;(3)室内测试及数据处理、图件制作、相片编制;(4)地质综合分析法;(5)运用矿床成因模型;(6)地球化学研究法(微量元素、稀土元素地球化学法、同位素地球化学法);(7)应用统计计法(传统统计法、因子分析法)。1.5完成工作量在总结分析前人已有资料的基础上,开展了地表和井下与成矿有关的地质现象的重点调研,主要工作量如下:(1).野外地质工作:1个月;(2).路线地质调查:10 3).地质观察点:150个;(4).岩矿薄片鉴定:130余件;(5).野外及室内显微照像:400张;(6).稀土元素测试:55件(7).微量元素:60件(8).岩石化学:5件(9).地质绘图:20张1.6主要成果与认识并在前人研究基础上,通过野外和室内综合研究工作,对安庆铜铁矿床的成一章前言矿作用、成矿阶段、成矿机理、矿床地球化学特征以及矿床成因进行全面深入的研究和分析。并完成了以下几项工作:(1)详细分析了地层、构造、岩浆岩以及成矿的关系,总结了成矿的主导控矿因素。(2)对矿区岩体、矽卡岩、矿石、围岩的稀土元素以及微量元素进行分析,总结了成矿的有利位置。(3)对主要矿化类型、控矿构造类型以及各类构造控矿机理进行了分析和总结。(4)在分析矿物共生组合的基础上,划分出成矿作用的阶段、期次,作出矿物生成顺序表。(5)矿床成因、成矿模式硕士学位论文 第二章区域地质背景2.1大地构造位置第二章区域地质背景安庆铜铁矿床地处长江中下游弧形铁铜成矿带的东翼近弧顶处。其大地构造位置处于扬子地台北缘下扬子台坳沿江断裂带中段(图2.1)(地质科学院,1965;周涛发等,2005);地质力学将其划归为淮阳山字型构造体系东翼内侧中段(王治顺等,1987;李四光,1971);地洼学说将其定为华中地洼区下长江地洼列.马鞍山怀宁洼拱(向缉熙等,1988)。八十年代以来,一些板块理论研究者通过研究大别山碰撞造山带形成机理,将该区划为大别山中生代碰撞造山带前陆缩短(底图据翟裕生等,1992年修改)图2江中下游矿带大地构造图(安庆一月山地区构造作用与岩浆活动)卜燕山期中性、中酸性火山岩及次火山岩 2一燕山期中酸性、酸性火山岩3一断层4一燕山期中酸性侵入岩5一花岗岩6嘲(铁)、金矿床和矿床密集区7一滁州一湖州深断裂12硕士学位论文 第二章区域地质背景2.2区域地层安庆一月山地区地层单元隶属于扬子地层区下扬子分区安庆地层小区。区内地层发育较齐全,从前寒武纪至古生代,中生代地层均有出露,总厚度达12000米。前寒武系“董岭群”为变质基底,由片麻岩和片岩组成,原岩是一套基性一中酸性火山岩、火山碎屑岩、粉砂岩及砂岩建造。经角闪岩相变质而成,总厚度达1670米(尚未见底);寒武系到下三叠统为准地台型沉积,岩性主要为海相碳酸盐岩和碎屑岩。中下泥盆统缺失,上泥盆统与中上三叠统构成区内两个沉积事件界面,代表海陆交互相沉积。自三叠系上统到第四系主要为陆相碎屑岩和火山喷发沉积。区内与成矿关系密切的地层主要为石炭系和三叠系碳酸盐岩,据不完全统计,80%以上的矿床赋存在这两个岩性段中。其较高的成矿元素丰度值和有利的岩性组合为本区与中生代岩浆活动有关的成矿作用提供了良好的成矿物质来源和容矿空间。2.3区域构造2.3.1区域构造格局根据80年代资料,特别是大别山碰撞造山带的研究,对本区构造背景的认识提供了新的思路,提出安庆一月山地区位于大别中生代碰撞造山带前陆缩短带江北亚带安徽境内中南段(徐树桐等,1987,董树文,1989,郝杰,1988)。该区中生代变形构造主要受碰撞带前陆带强烈缩短和挤压环境控制,岩浆作用、成矿作用与挤压(2)伸展()机制的过渡构造——断裂构造有关(1)(董树文和邱瑞龙,1 993).研究区是长江中下游成矿带重要矿田之一,除了具有整个成矿带特征之外,亦具有其独特的地质构造格局。根据区内地质体的变质变形,岩浆岩系列和矿化特征的差异可划分为两大构造体系:董岭岩浆底辟滑覆构造体系和月山一百子山冲断系。前者对应着本区西部的盖层变质变形地域和董岭群区域变质岩(基底)以及一套低硅闪长岩一石英二长岩一花岗岩系列(底辟岩浆岩系列);后者相当于区内东部的未变质地域(盖层)和一套富硅的闪长岩系列。两者之间以大鞍山一百子山一龙泉岭断层为界,是中生代印支一燕山期以来地质构造运动作用的产硕士学位论文 第二章区域地质背景物。两大地体主要地质及矿化特征见表2.1(刘亮明,2002)。表2庆月山地区两大构造体系特征对比表董岭底辟滑覆构造体系 月一百子山冲断系位置 研究区西南 研究区东北构 组成 前寒武系变质基底+盖层 盖 层造 变质变韧性变形域,变质地块 脆性变形域,未变质地块层 形环形滑覆构造体系:环形叠加褶皱:构造形式 环形面理和线理; 一系列北东向褶皱及冲断层系环形滑覆断层;糜棱岩低硅富碱系列: 富硅富碱系列:岩 岩性 燕山早期低硅闪长岩和燕山晚期二 高钾闪长岩类及富钠闪长岩类浆 长闪长岩岩 侵位方底辟式上升,主动侵位 沿构造薄弱带被动侵位式矿 化 无工业金属矿床 45~122山期,晚于燕山早期岩体及矿体由东向西,由北而南的一系列逆冲形成机制 岩浆底辟侵体机制运动2.3.2构造演化及其特征安庆月山地区位于长江中下游中生代弧形前陆缩短带东翼狭窄地段,夹持于大别山和江南古陆(刚性地块)之间。中生代期间,华北古陆和扬子古陆强烈碰撞,扬子地块(江南古陆)向北俯冲于华北古陆和大别地块之下,变形盖层在大别山南缘组成长江中下游前陆缩短带,其演化过程自中生代以来可分为两大阶段:即中生代收缩阶段(新生代扩张阶段(中生代收缩阶段是华北古陆与扬子古陆碰撞的结果,在前陆带可划分为褶皱收缩阶段(断裂收缩阶段(前者相当于印支运动,后者相当于燕山运动,在褶皱收缩阶段扬子古陆盖层从震旦系至中三叠统的整个层序全部卷入褶皱。构成前陆带的紧密线性褶皱带。在月山地区形成一系列紧密的北东向褶皱带(董岭斜、百子山背斜及其间的向斜构造)。褶皱作用持续到早中侏罗世,以山前盆地磨拉石相建造的完成为结束标志。紧接其后以冲断层和较大规模的滑脱构造为特征的断裂作用对褶皱14硕士学位论文 第二章区域地质背景带的强烈改造,导致了大规模的岩浆活动及相应的成矿作用。约在晚白垩世,长江中下游转入到地幔隆起的构造动力机制,出现了以扩张断陷盆地(红盆)为特征的伸展构造,长江中下游中生代前陆带被肢解呈碎片,相间着华夏方向(时,被断裂包围的前陆带碎块发生极大旋转,局部重力滑覆到红盆只是那个形成滑覆体。月山地区此时的构造形迹主要表现在褶皱带与红盆之间的边界断裂,如头坡和独秀山断裂,以及褶皱带内先期断裂的复活,不同程度的影响到成矿岩体和矿体的产状。2.4区域岩浆岩区内岩浆岩分布广泛,强烈的构造作用和岩浆活动有着密切的成因联系,伴随着构造作用的不同阶段,岩浆活动经历了发生、侵位、定位的顺次过程。燕山早期的断裂活动和基底韧性剪切带以及伴随发生的上地幔楔的局部隆起,位于上地幔的部分熔融创造了热力环境;燕山晚期由于受到环太平洋构造的影响,长江中下游地区处于裂解状态,深切的扩张构造和区域性的上地幔隆起产生了碱性玄武岩浆(董树文和邱瑞龙,1993)。月山地区岩浆侵入活为主要发生在燕山期,其中闪长岩类岩体如月山岩体、总铺岩体等形成于燕山早期,岗岩和碱性花岗岩体如洪镇岩体和大龙山岩体等的同位素年龄在124~132燕山晚期产物。燕山早期的闪长岩类与铜、铁、钼、金等矿化关系密切(周涛发和岳书仓,1995)。月山地区的岩浆岩特点在某种程度上就是长江中下游中生代岩浆活动的一个缩影。矿区内分布有大、中、小型铜(铁)矿床6处,矿(化)点10余处,其中具有工业价值的矿床集中分布于月山岩体的东支,产于岩体与三叠系地层接触带中或岩体内部。铜矿床主要有两个类型:矽卡岩型铜矿床(如安庆铜矿床)和热液脉型铜(铝)矿床(如铜牛井矿床),构成了一个完整而连续的成矿系统。安庆铜矿床金云母K—徽地质局326地质队,1990)。硕士学位论文 第三章矿区地质特征3.1矿区地质特征3.1.1矿区地理位置第三章矿床地质特征安庆位于长江下游北岸,皖鄂赣三省交界处,是长江下游的第一个城市,沪蓉、东香、安合、合铜黄等高速公路干线、1 O 5、2 O 6、3 l 8三条国道和合九铁路在市境交汇,且有公路与矿区相连,区内水陆交通十分便利,具体位置请详见图3—13.1.2矿区地层图3内16硕士学位论文 第三章矿区地质特征地层发育比较齐全,从前寒武纪至古生代、中生代地层均有出露,已厘定29个地层单位,总厚达12000 m,整个地层序列在长江中下游地区,可对比性较好。本区大鞍山一百子山龙泉岭一线以西的地层均发生程度不等的变质作用,其中前寒武系“董岭群”为变质基底,由片麻岩和片岩组成;该线以东的地层未发生明显的区域动力热变质作用。从寒武系至三叠系下统为准地台型沉积,岩性主要为海相碳酸盐岩和碎屑岩。中下泥盆统缺失,上泥盆统与中上三叠统构成区内两个沉积事件界面,代表了海陆交互相沉积。自三叠系上统至第四系主要为陆相碎屑岩和火山喷发沉积。现根据区域地层资料(根据1:5万洪镇幅区调报告,1975,安徽地质局)简述如下:(1)、前寒武系 该系为一套变质岩系,总厚达1670m(尚未见底),统称为董岭群。按岩性划分为下部片麻岩段及上部片岩段,上下岩段似乎为渐变过渡、整合接触关系。董岭群与上覆寒武系呈不整合接触,构成了本区基底变质岩,主要分布在董岭、半月湖、荆桥等地,组成董岭背斜的核部。董岭群片麻岩段由变质程度较深的浅灰一肉红色长石片麻岩和角闪岩组成,厚度大于1500m。董岭群片岩段主要由浅灰色一肉红色的云母石英片岩构成,顶部见少量灰色千枚岩及黑云母石英板岩,其厚度最大可达279m,董岭群原岩是一套基性、中酸性火山岩,火山碎屑岩、粉砂岩、砂岩等。基性火山岩属大陆拉斑玄武岩系。变质程度最高达角闪岩相。(2)、寒武系该系为一套含磷和硅质结核的碳酸盐沉积,属浅海和滨海相。下部以薄层状白云石大理岩和厚层大理岩为主,中上部以薄层状大理岩为主,局部含硅质条带及硅质、钙质及炭质结核,地层厚约1 75m。(3)、奥陶系 以滨海台地相碳酸盐沉积为主。下统仑山组由白云岩段和灰岩段组成。白云岩段的底部为硅质层,是寒武系与奥陶系的分层标志。石灰岩段为薄一中厚层大理岩夹薄层白云石大理岩,含硅质结核及硅质、泥质条带,本组地层厚度约194m。中统汤山组主要为鲕状大理岩夹薄层板岩,其底部见有钙质页岩夹泥质页岩,含腕足类化石碎片,地层厚度为21—49m。上统汤头组和五峰组。汤头组为瘤状灰岩及钙质页岩,层厚仅2.8—5m。五峰组为黑色碳硅质页岩,层厚2.5“.4m。(4)、志留系是研究区内广泛出露、古生界中最为发育的地层单元。下统高家边组厚达776笔石黑色页岩为主,代表了滨海泻湖相沉积。中统坟头组以碎屑岩为特征,主要包括黄绿色、灰绿色长石石英砂岩、石英17硕士学位论文 第三章矿区地质特征砂岩及粉砂岩等,为浅海陆棚沉积,层厚约115m。所含化石种属主要有:三叶虫、瓣鳃类、腹足类及海百合碎片,本区缺失志留系上统。研究区早古生代地层连续过渡,不同地层单元呈整合接触。(5)、泥盆系本区泥盆系缺失下、中统,仅发育上统五通组。五通组以陆相碎屑岩沉积为主,与下伏地层呈假整合接触。五通组底部为石英砾岩,下部为白色厚层石英岩,上部为灰色薄层状变质粉砂岩、页状细砂岩。地层厚度各处变化较大,一般为29__94m。(6)、石炭系 以滨海台地相碳酸盐沉积为主,厚67—90m。自下而上分为三个统,下统高骊山组局部出露,其下部为浅灰色中厚层钙质砂岩,上部为灰绿色、灰紫色薄层状泥质细粒石英砂岩。与下伏泥盆系呈平行不整合接触。中统黄龙组为碳酸盐沉积,下部灰白色厚层白云岩夹硅质灰岩条带及自云质燧石条带;上部灰白色厚层结晶灰岩局部夹硅质条带及灰质白云岩。底部见浅黄色厚层角砾状灰质白云岩,与下伏地层呈平行不整合接触。上统船山组为灰黑色厚层结晶灰岩,岩性单一。其底部偶见褐黄色薄层含角砾之铁质灰岩及角砾岩,与下伏地层呈假整合接触。(7)、二叠系二叠系划分为上统和下统。下统由滨海一浅海相炭质页岩及燧石结核灰岩组成,上统由海陆交互相含煤碎屑沉积岩系过渡为浅海相的硅质层及硅质结核大理岩。下统由栖霞组和孤峰组组成,上统由龙潭组和大隆组组成,地层总厚约339—418m。下统栖霞组可划分为六个岩段,自下而上依次为底部碎屑岩、臭灰岩、下燧石层,含燧石结核灰岩、上燧石层、厚层状灰岩。所含化石以珊瑚为主。下统孤峰组为硅质岩沉积,主要是硅质页岩、燧石层等。其底部为含胶磷矿结核及锰土之页岩。上统龙潭组为含煤碎屑岩沉积,下部炭质页岩,含砂炭质页岩等;中部陆相石英砂岩、砂质页岩、炭质页岩夹煤四层;上部海相灰黄色页岩。本组见有瓣鳃类、腕足类动物化石及大量植物化石。上统大隆组主要为深灰色薄层硅质岩、硅质页岩、粉砂质页岩及硅质结核灰岩。其下部以硅质灰岩为主,向上过渡为硅质页岩及燧石层,上部粉砂质页岩夹石灰岩透镜体。(8)、三叠系 区内三叠系发育,总厚达2431m。该系下统为浅海陆棚相至滨海台地相沉积,中统由海陆交互相过渡为湖相沉积,上统为陆相沉积且有数层薄煤层。18硕士学位论文 第三章矿区地质特征下统划分为三个组,自下而上为殷坑组、和龙山组和南陵湖组。殷坑组以黄灰色泥质页岩为主,下部夹有薄层状及透镜状钙质泥岩及灰岩。和龙山组以钙质页岩、薄层灰岩为主,下部为钙质页岩与薄层状条带状灰岩互层,向上灰岩增多过渡为薄层状石灰岩夹钙质页岩。南陵湖组以薄一中厚层灰岩为主。三叠系下统含有丰富的菊石。中统亦可分为三部分,即下部东马鞍山组,中部月山组,上部铜头尖组。自下而上由自云岩和膏(盐)沉积过渡为碎屑岩沉积。东马鞍山组为叶片状一薄层状白云质灰岩、厚层状白云岩、含石膏假晶白云质灰岩夹石膏层及重力流碎屑,膏溶角砾岩(相当于以往的膏溶角砾岩,方景爽等,1991)。月山组主要为泥质粉砂岩、白云质泥灰岩、钙质粉砂岩等。铜头尖组为氧化环境中的海陆交替相到湖泊相的巨厚沉积,总厚达1735m,主要以紫红色钙质粉砂岩为主,常夹有细砂岩、砂质页岩、透镜状细砾岩及含铜砂岩透镜体等。中统所含化石以瓣鳃类为主。上统拉犁尖组为陆相含煤沉积。岩性为黄绿、灰绿色砂岩、粉砂岩、砂质页岩及炭质页岩夹薄煤层。植物化石尤以孢子花粉最丰富。本组与下伏铜头尖组岩性渐变,与上伏地层不整合接触。(9)、侏罗系本系为陆相盆地沉积,沉积物以长石石英砂岩、长石砂岩、粉、砂岩、细砂岩、中粒砂岩、砂质页岩,炭质页岩夹煤层为特征,总厚达1434下部(象山群下段)砂砾岩、长石石英砂岩及长石砂岩属于温暖湿润环境下的内陆河、湖、沼泽相沉积;其上部(象山群上段)灰白色砂岩、厚层状长石石英砂岩、紫红色一暗紫色厚层状粉砂岩,显示了湖盆沉积的特征。尚见有瓣鳃类化石。因此,地层相当于侏罗系中下统。(10)、上侏罗一下白垩统火山岩系 自晚侏罗世,由于燕山运动,导致了强烈的岩浆活动并在断陷盆地中堆积了巨厚的陆相火山一沉积碎屑岩系。本区位于庐枞火山盆地及怀宁火山盆地的边缘,因此东南隅及西北角分布有火山岩系。其岩性为一套安粗岩及凝灰岩,计有彭家口组、江镇组及汪公庙组。(11)、上白垩统一古近系为红层盆地,沉积了粗碎屑岩,代表了裂解过程的沉积环境。3.1.3矿区构造安庆一月山地区地处几个大地构造单元的交汇部位,曾先后受区域上大别隆起、江南古陆、沿江断裂坳陷带和郯庐断裂系等不同程度的影响,伸展构造、收19硕士学位论文 第三章矿区地质特征缩构造、岩浆底辟构造体系以及成本区构造格局的复杂景观。基底构造 由过卫片解译(周涛发,1993)并结合区域地质测量结果,确定3—2):枞阳一头坡断裂(庐江一怀宁隐伏断裂(牛集一独秀山断裂(菜子湖一总铺断层(其中枞阳一头坡断裂和牛集一独秀山断裂构成本区亚构造单元(边界,断裂规模(长)超过100 穿越多个深部表现为强烈的柔性挤压变形,在浅部则表现为构造破碎带和正断坳陷;庐江一怀宁隐伏断裂为基底褶皱上隆时形成的深断裂,该断裂控制了由月山岩体、五横岩体、洪镇岩体等组成的“庐江一怀宁岩浆岩带”的分布:近于月山一总铺一独秀山一带(规模不大,在卫星影像和航磁异常上表现明显,该断裂主要控制月山、总铺、大龙山岩体南端在展构造受区域性展构造主要表现为区域性地层缺失或变薄,多层剥离断层及区域性地堑式正向断层。如董岭群的基底剥离断层切穿其上的寒武纪和奥陶纪地层,并导致奥陶纪地层部分缺失,使董岭群与更新的地层直接接触。区域出露的剥离断层包括深、中、浅3个层次:深层次断层发生于前寒武系的董岭群与寒武系、奥陶系之间;中层次剥离断层主要位于上泥盆统的五通组与中石炭统的黄龙
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本文标题:安徽安庆铜矿床地质地球化学特征及成因分析(陈星霖,200
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