宋德朋

(江苏省南京工程高等职业学校 江苏 南京 211135)

1 宁镇地区铜多金属矿床概况

宁镇山脉地处长江中下游成矿带的东段，是江苏省重要的成矿远景地区，区内金属矿产资源丰富，其中铜多金属矿床主要有矽卡岩型、热液型和沉积改造型3种类型。目前已知的铜多金属矿床包括含铜磁铁矿矿床（如朱家边）、含铜硫铁矿矿床（如团山）、含铜铅锌矿床（如宵王村）、铜钼矿床（如猴子石、铜山等）等达40 多处[1]，矿体绝大多数分布在接触界面附近的接触交代变质带或热接触变质带与热液蚀变带。

铜山铜钼矿位于铜山岩体南缘中酸性侵入体与围岩接触带，在该接触带还有石砀山矿段可达小型规模以上。石砀山矿段位于江苏省句容市下蜀镇北部，资源储量规模为小型矿体，属矽卡岩型矿床，以铜为主（1.84%），钼次之（0.254%），埋藏于地表浅部，品位较富，易于开采[2]。矿区周边交通方便，水电资源丰富，原料供应充足，矿山开发条件良好。

石砀山地区地质勘探工作始于1957年，后陆续开展地质监测、探槽和少量的钻探，2006年开展以坑探为主的地质详查工作[3-4]，重点对23勘探线至26勘探线进行坑探，对分布于21线至24线间的1号铜矿体于24线至26线间的4号钼矿体在-100 m中段面进行揭露控制（如图1所示），为矿产资源开发提供基础地质资料。

图1 石砀山矿段地质简图

2 成矿地质背景

矿区位于宁镇山脉隆起褶皱带的西南部，属扬子地台区下扬子地层分区。区内最老地层为下-中元古界埤城群，为一套轻微混合岩化的浅变质岩，构成扬子准地台的基底，寒武系-三叠系为准地台的盖层。矿区除第四系覆盖层外，以海相沉积为主，海陆交互及陆相沉积次之，各系、组之间呈假整合或整合接触，区内褶皱和断裂构造发育，岩浆活动频繁，矿产资源丰富[5]。

2.1 地层

矿区出露自志留系高家边组至三叠系青龙组等宁镇山脉典型地层，其中与成矿关系密切为石炭系黄龙组、船山组、二叠系栖霞组以及孤峰组，各地层由老到新分述如下。

2.1.1 志留系

下统高家边组（S1g）分为3段，下段为硅质、碳质页岩，中段为黄绿色页岩夹少量细砂岩、粉砂岩，上段为细砂岩、粉砂岩夹页岩，其上部为黄绿色页岩、粉砂质页岩夹少许薄层粉砂岩。中上统坟头组（S2f）分为上下两段，下段为细砂岩及粉砂岩夹砂质泥岩，上段为泥质粉砂岩或泥质粉砂岩。

2.1.2 泥盆系

中下统茅山组（D1-2m）主要是紫色细砂岩、粉砂岩；上统五通组（D3w）是一套以石英砂岩为主的陆相沉积地层，其中古泉水库剖面的五通组底部为一层灰白色硅质胶结石英质砾岩，其上为厚层至块状层的硅质石英砂岩，夹石英砾岩或砾砂岩，局部石英岩状砂岩。

2.1.3 石炭系

下统高骊山组（C1g）主体为薄层到中厚层砂岩、粉砂岩，上部为一套杂色页岩，顶部为含铁粉砂岩和杂色页岩夹黄褐色薄层含铁砂岩（铁帽），厚约49 m。中上统黄龙组（C2h）和船山组（C3c）是石料开采的主要层位，厚约50 m，其中黄龙组下部为灰色角砾状灰岩和粗晶灰岩，其上为浅灰色或肉红色块状灰岩，纯度很高，船山组以浅灰至灰白色石灰岩为主，上部为含生物屑丰富的核形石灰岩。

2.1.4 二叠系

下统栖霞组（P1q）可分为4 段，第一段为臭灰岩段（又称梁山段，锤击有臭味），主要为灰黑色含沥青质臭灰岩；第二段为下硅质岩段，主要为黑色薄层状燧石层；第三段称为栖霞组本部灰岩，以深灰、灰黑色灰岩为主；第四段为上硅质岩段，主要为灰黑色硅质页岩（含燧石层）与灰色薄层灰岩互层。下统孤峰组（P1g）主要为泥岩、硅质页岩和燧石岩，含丰富的磷质结核，是重要的含磷矿层位，底部含牙形刺，硅质岩中产菊石和放射虫等化石。上统龙潭组（P2l）是介于孤峰组硅质层和青龙灰岩间的一套以陆源碎屑岩为主的含煤沉积，主要为灰黄色长石砂岩、粉砂岩，夹黑色页岩、泥岩，泥岩中含大量植物根、茎化石。

2.1.5 三叠系

中下统称青龙群，分为上、下青龙组，其中下青龙组（T1x）分为4 段，第一段主要为灰、灰黄、灰黑色泥岩和灰黄色白云质泥灰岩；第二段主要为灰绿、灰黄色钙质泥岩夹薄层泥灰岩；第三段主要是黄灰、灰色薄层泥质灰岩与钙质泥岩互层；第四段主要是灰色中薄层泥质灰岩、灰岩、钙质泥岩夹泥灰岩。上青龙组（T1s）下段为紫红色、灰绿色瘤状灰岩和泥质灰岩夹泥岩，上段为灰色蠕虫状灰岩与纹层状微晶灰岩。

2.2 构造

本区于印支期形成复式背、向斜构造，矿区位于汤山-仑山复式背斜的北翼，背斜构造形成过程中造成东西向纵断裂（主要断裂）和南北向横断裂[6]，可分为成矿前构造与成矿后构造，相对而言，成矿前构造一般规模较大。

2.2.1 断裂构造

F1 纵向逆断层发育于高骊山组杂色页岩和黄龙组灰岩间，表现为两者出露地层有缺失，断层走向与地层走向一致，断层面浅部多向北倾，深部转向南倾，倾角近直立（一般85°左右），局部有石英闪长岩脉穿插，属成矿前的主要断裂构造。F2 纵向逆断层发育于坟头组粉砂岩与五通组石英砂岩间，表现为五通组出露地层缺失底砾岩，推测北侧坟头组为断层上盘，南侧五通组为断层下盘。F3正断层规模较小，断层形成的破碎带宽5 m 左右，断层角砾岩有灰岩、石英砂岩、粉砂质页岩、磁铁矿矿石等，属成矿后的断裂构造。

2.2.2 节理构造

区内节理构造发育，其中以北东10°～25°及北西20°～30°两组节理最为明显，节理面平直光滑，裂缝细小，延伸稳定，推测是由剪切作用形成的剪节理。晚期岩脉多沿这两组剪节理方向侵入。

2.3 岩浆活动

本区岩浆活动主要发生在燕山期，岩体为一套基性-酸性的火山-侵入杂岩。燕山早期有辉长岩、闪长岩、辉绿岩等基性、中性岩体，燕山晚期有安基山杂岩体、伏牛山杂岩体等，均属中、酸性侵入体，岩石类型以石英闪长岩、石英二长岩为主，另有石英闪长斑岩、二长花岗岩，以及白岗岩、伟晶岩、煌斑岩等脉岩。

岩体呈大面积分布于矿段的北部和东部，岩体富Si、K、Na，区内铜、铅、锌等多金属成矿作用与岩体有密切关系。侵入体与围岩接触部位热变质作用和交代作用普遍（与铜钼矿化关系密切的有矽卡岩化、绿帘石化、绿泥石化等热液蚀变现象），形成矽卡岩、大理岩、各类角岩等接触变质岩，其中矽卡岩化是重要的找矿标志。

3 铜-钼矿体特征

石砀山矿段共有5 个铜钼矿体，均为盲矿体，除1号铜矿体和4号钼矿体规模稍大外，其余均为小矿体。如表1所示，矿石工业类型以含铜磁铁矿、含铜磁黄铁矿为主，含铜矽卡岩、含钼矽卡岩和含钼蚀变闪长岩次之，矿石以块状构造、浸染状构造以及团块状、网脉状构造为主。矿石矿物主要为黄铜矿、辉钼矿，另有黄铁矿、磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等矿物，脉石矿物有石英、斜长石、方解石、黑云母、角闪石，以及石榴石、硅灰石、透辉石、透闪石、绿泥石等矿物。

表1 石砀山矿段矿体特征一览表

3.1 铜矿体

1号铜矿体分布于21勘探线到24勘探线之间（见图1），出露于中酸性侵入体与栖霞组接触部位的矽卡岩当中。1 号矿体形态呈弯曲的弓形，矿体走向延伸约100 m，倾向延伸80～295 m 不等，厚度在栖霞灰岩（部分蚀变为大理岩）捕虏体顶部较大，沿着背斜两翼逐渐变薄甚至尖灭。

1 号铜矿体是石砀山矿段的主矿体，占矿段铜资源总量的96.3%。目前，1 号矿体已分别由23 勘探线ZK2301、ZK2302 和24 勘探线ZK9、ZK2、ZK11、ZK5 等钻孔控制。其中，23 线ZK2302 与24 线ZK5 控制矿体倾向，25 线ZK2501 和ZK2502 控制矿体走向，25 线以西地表磁异常反应明显，显示具有较大的找矿空间。

2号铜矿体为小矿体，由25勘探线单工程控制，矿体走向延伸约50 m，倾向延伸约80 m，矿体形态受侵入体与围岩接触带控制，呈透镜状产出。

3.2 钼矿体

4号钼矿体分布于24勘探线到26勘探线间，主要出露于侵入体内部的矽卡岩中，局部产于侵入体与栖霞灰岩接触部位的矽卡岩中。4 号矿体形态呈透镜状，是主要的钼矿体，占矿段钼资源总量的97%，矿体走向延伸约150 m，倾向延伸45～90 m，均未得到完全控制，仍有较大的探矿空间。

其他矿体（3 号和5 号钼矿体）均为小矿体（见表1），分别为19 线、26 线单工程控制，走向延伸约50 m，倾向延伸50～80 m 不等，矿体形态受侵入体与围岩接触带控制，呈透镜状产出。

4 成矿模式分析

在燕山期构造运动强烈影响下，矿区受东西向纵断裂和南北向横断裂影响，引起区域性挤压和拉张，使地壳深部或上地幔深源中酸性岩浆沿构造薄弱部位上侵至近地表处，岩浆上升过程中出现分异，形成石英闪长岩、石英闪长斑岩系列的中酸性超浅成侵入体[7-8]。后期随着多次构造活动，深部分异岩浆沿五通组或栖霞组断裂带再次上侵，形成后期岩脉，中酸性岩浆与栖霞组灰岩接触，在热接触蚀变作用基础上和高温气化热液影响下，经接触交代作用形成矽卡岩[9]。

栖霞组灰岩中含少量泥质和有机质（臭灰岩段），这些物质具有较强的吸附作用，使栖霞组钼、铜、铬、锌等元素含量丰富[10]，岩浆上升过程中重熔或萃取成矿物质，同时后期岩浆多次侵入又从深部带来铜、钼、锌、银、铅等成矿物质，成矿物质融入从岩体析出的原生热水溶液形成含矿热液[11]。含矿热液进入矽卡岩，析出并沉淀成矿物质，或者围岩在矽卡岩化蚀变过程中，成矿物质直接析出沉淀，从而形成矽卡岩型铜钼矿。矽卡岩型铜钼矿成矿模式示意图如图2所示。

图2 矽卡岩型铜钼矿成矿模式示意图

本区成矿活动时期起始于三叠纪末，但主要活动在晚侏罗世至早白垩世，随着多旋回的构造运动，有多期次岩浆喷溢和侵入，成矿作用也具有多期次和多阶段活动的特点。

5 结语

石砀山矿段及其所属的铜山矿区与周围安基山、伏牛山等矿山同为矽卡岩型矿床，具有相似或相同的矿床成因、矿体特征、矿石质量以及开采条件。目前石砀山矿段已探明南、北两个主要矿体资源储量总计306.64 万t，从预测结果看，已查明储量不足预测总资源量的一半，矿区深部仍有较大的找矿潜力。该区主矿体深部延伸较大，目前19线、25线和26线所见钼矿体倾向延深部位尚未控制，如能在深部见到孤峰组下部的铜钼矿体，则更有找矿前景。