(壹)區域成礦地質特征
皖南南華-震旦系被不同層位的區域性不整合所覆蓋,如新元古代青白口期的蠡口群或溪口群。南華組包括休寧組和雷公塢組,厚3000米,主要巖性為礫巖、砂礫巖、砂巖、火山碎屑巖和冰磧泥礫巖。震旦系地層包括藍田組(相當於北部的陡山沱組)和皮元村組,厚400米,主要由碳酸鹽巖、黑色頁巖和矽質巖組成。
本區斷裂構造發育,主要有兩組:北東向和近東西向。在時間上,皖南及其東南華南屬於晉寧期後的邊緣海區,具有多裂谷、弧形、盆系、小地塊的復雜大陸邊緣特征。印支運動造成了三疊紀前沈積蓋層的大規模褶皺和斷裂,形成了壹系列向東北和東北方向延伸的褶皺斷裂帶。燕山運動期間,該區轉為大陸邊緣活動帶,以強烈的差異斷塊運動為主要特征。
本區震旦系為大陸邊緣的伸展斷陷盆地——皖南斷陷盆地。其北邊界為江南深斷裂,斷裂北至巢湖、滁州,為壹大片海水碳酸鹽巖(圖5-39)。德興-烏鎮斷裂是盆地的南界,南面是浙江華凱-臨安碳酸鹽臺地。盆地內斷裂發育,如祁門-三陽坑萬家橋斷裂,均呈東西向分布。盆地水深不大,從幾十米到幾百米不等,藍田組屬於陸架邊緣盆地相(應等,1998)。藍田組地層是該成礦帶中最發育的地層,也是該成礦帶中具有代表性的含礦地層。
圖5-39皖南藍田組古地理圖
(據李,2001)
有些斷層具有明顯的繼承性和長期活動特征。比如祁門-三陽坑萬家橋斷層近東西向。晉寧期至喜馬拉雅期有活動,涉及元谷峪至中生代地層,不僅控制了巖漿的分布,而且控制了地層、巖相的發育和礦物的分布。
區內巖漿巖以花崗巖類為主,侵入時代為晉寧期和燕山期。尚未發現與晉寧晚期蓮花山和白芨山巖體有關的礦床。燕山早期有義縣巖體、太平巖體、逍遙巖體,燕山晚期有黃山巖體、涪陵巖體。這壹時期巖漿活動最為強烈,形成了多期多階段的復式巖體。在這些巖石或接觸帶中僅發現礦化,未發現工業礦體。也就是說,礦床與巖體的關系並不密切。
鉛鋅銀多金屬礦床產於大陸邊緣斷陷帶,屬陸殼型礦化。線性斷裂構造控制了礦床的分布,火山活動不發育,含礦巖系為碎屑巖-碳酸鹽巖。礦床以簡單硫化物為特征,主要成礦元素為銀、金、鉛、鋅、鎢、鐵、錳。礦床橫向分帶明顯,Cu、W→Pb、Zn、Ag→Fe、Mn。這些礦床可與海底噴流鉛鋅礦床(大型,1981)和華南塊狀硫化物礦床(顧聯興等,1997)相比較,具有與海底噴流同生礦床相似的成礦背景和成礦機制。藍田組(銀)鉛鋅多金屬礦床中有燕山晚期侵入體和熱液疊加改造的層狀礦體。
藍田組地層與南華系雷公塢組呈假整合接觸,與上覆的郫源組呈整合接觸。藍田組總厚度為70 ~ 208米。總的來說,東厚西薄。
底部:灰色和灰褐色含錳白雲巖和白雲質灰巖,厚度32 ~ 120m(表5-12)。局部發育鐵錳礦床和矽質巖。含錳碳酸鹽巖相對厚度較大。錳鐵礦床與矽質巖、含錳碳酸鹽巖組合分布在祁門、黟縣、休寧、績溪、寧國壹線,即祁門-三陽坑-萬家橋斷裂沿線,長200多km,寬20-30 km,面積約500km2,而在東至、石臺則轉化為白雲質灰巖、粉砂質板巖(圖5主要礦床特征見表5-13。
表5-12皖南震旦系(藍田組)碳酸錳巖分布
(據李,2001,修改)
圖5-40皖南震旦系礦床及含錳碳酸鹽分布圖
(據李,2001)
1—白雲質灰巖;2-含錳碳酸鹽巖;3-巖相邊界;4-省界;5-各類礦床(點);6—斷裂和數量;7—大概是短層。①祁門三寶(銅)銀鉛鋅多金屬礦床;②易縣西坑銀鉛鋅多金屬礦床;③休寧桂園鐵錳礦床;④休寧大背嶺褐鐵礦床;⑤雞西汝坑鐵錳礦床;⑥雞西逍遙銀多金屬礦床;⑦績溪下(鎢)銀礦床;⑧寧國袁川碧坑鐵錳礦床;⑨寧國小銀山鐵錳礦床:⑩寧國小草含金錳鐵礦床;黃山太平油竹坑鐵錳礦床;易縣鳥缺坪硫鐵礦床:寧國木裏坑鐵錳礦
表5-13皖南震旦系主要礦床地質特征
(據李,2001,修改)
中部:藍田以黑色碳質頁巖為主,富含層狀、分散浸染狀、瘤狀黃鐵礦、夾鈣質泥巖、鈣質板巖。該層上部夾有幾層灰色白雲石灰巖。
上部:灰色條帶狀泥灰巖,含黃鐵礦結核、團塊和條帶,厚度18 ~ 22m。頂部:灰褐色至黑色含錳粉砂質泥巖,局部含碳,厚度約18 ~ 40m,見於十堰段。
(2)祁門三寶鉛鋅礦床
礦床發育於藍田組。自下而上有銅、銀、鉛鋅、鎢鉬、鐵錳三類礦體(點),有規律地分布在藍田組三個層段,即底部含錳碳酸鹽巖(銅、銀、鉛鋅),中部頁巖(鎢、鉬),頂部含錳碎屑巖(鐵、錳)。這種成礦作用不僅在皖南的三寶,而且在浙西南地區,沿著藍田組的固定層位,礦化作用繼續斷續加深,形成了許多硫多金屬和有色金屬礦床(顧連興等,1987)。礦體主要由硫化物板狀和透鏡體組成。礦體厚度多為0.3~20m,橫向規模多在500m以上。鎳鐵錳規模小。層狀礦體底部常可見網狀或脈狀鐵鉛鋅礦體。礦床鉛儲量654.38+0.9萬噸,鋅儲量4890萬噸。
礦體整合在含錳碳酸鹽巖、泥灰巖和碳質頁巖中,基本與圍巖同步褶皺。在空間上,礦體常過渡到含錳矽質巖和含錳泥巖。熱水沈積形成的含錳碳酸鹽巖分布廣泛,面積達數千平方米。礦床(體)沿祁門-三陽坑萬家橋斷裂斷續分布,距斷裂垂直距離幾乎不到20公裏,主要分布在斷裂的西北側(斷裂上盤)。
礦石類型、結構及礦化階段:主要為黃鐵礦-閃鋅礦、黃鐵礦-閃鋅礦-方鉛礦、黃銅礦-黃鐵礦-閃鋅礦-方鉛礦等簡單原生硫化物。金屬礦物包括閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦和黃鐵礦,其次是赤鐵礦、磁鐵礦和白鐵礦。錳礦床中有黃鐵礦、赤鐵礦和水菱鎂礦。脈石礦物包括重晶石、應時、螢石、矽質巖和方解石。主要結構有半自形-異形細粒結構、自形粒狀結構、斷裂結構、間隙結構、膠體結構等。主要結構有塊狀、角狀、帶狀、網狀、浸染狀和層狀。成礦階段分為三個階段,即第壹階段以沈積作用為主,第二階段為同生沈積成巖成礦,第三階段為晚期巖漿再富集。
圍巖蝕變:以矽化為主,其次為碳酸鹽化和透閃石。
礦床成因:根據區域地質和礦床地質,礦床為熱水沈積形成,受斷裂構造控制。赤鐵礦是海洋盆地底部含金屬沈積物中的常見組分,通常被認為是熱液活動的標誌。產於皖南震旦系的多金屬礦床,可以很好地與大型(1981)、屠光池(2000)等熱液沈積礦床進行對比,即鉛鋅礦床往往集中在熱液噴口及其附近(如三寶),並伴有銅、銀。但隨著離噴口距離的增加,形成了壹些鐵錳礦床(如休寧),並伴有重晶石、螢石和矽質巖,是熱水溢流的典型產物。向外,隨著熱水溶液被稀釋,出現熱水沈積和正常海水沈積交替的過渡帶,形成錳暈,即銀、鉛、鋅(銅僅見於三寶)→鐵、錳→錳暈。
從地球化學特征來看,礦體中不同巖石類型的常量元素在Fe/Ti-Al/(Al+Fe+Mn)圖中,矽質巖屬於太平洋隆起兩翼附近的熱水沈積區,黑色頁巖和泥晶灰巖屬於盆地沈積,與陸源物質和生物物質的端員接近。而含錳碳酸鹽巖處於盆地沈積與熱水沈積的過渡帶,表明熱水沈積的疊加特征。用於判斷熱水沈積成因的Ba、Ag、As、Hg等微量元素的富集系數均在8以上,表現出明顯的富集。Ba的最高含量系數為3068×10-6,超過了東太平洋海底熱水作用下Ba的富集值。含錳碳酸鹽巖中錳含量最高為8.49×10-6,高於太平洋洋脊和紅海熱水沈積物中的錳含量,均指示熱水沈積成礦的標誌(應等,2001)。
祁門三茅黃鐵礦硫同位素變化較大,可能揭示了海水和地下熱水兩種來源。成礦溫度分別為250℃和300℃,表明它們是成礦熱水和海水的混合流體。也可與秦嶺熱水沈積形成的長壩鉛鋅礦相比較。
總之,該礦床(及成礦帶中的大部分礦床)是產於震旦紀含錳碳酸鹽裂谷系邊緣的熱液礦床(MVT型)。