铜陵凤凰山铜矿区角砾岩特征及其成因分析_毛政利

　卷(Volume )24,期(Number )1,总(Total )95矿物岩石　

　页(Pages )29-32,2004,3,(M ar ,2004)J M INE RAL PETROL

铜陵凤凰山铜矿区角砾岩特征及其成因分析

毛政利,　杨　斌,　赖健清

中南大学地学与环境工程学院,湖南长沙　410083

【摘　要】　凤凰山铜矿区矿体附近不同类型角砾岩的分形统计分析结果表明,其中角砾状花岗闪长岩的形成以化学作用为主,其颗粒大小分布的分维值达到了1.389,说明其在形成过程中经历了机械破裂过程,其破裂过程中的能量达到中等。角砾状矿石和角砾状大理岩均为水力致裂角砾岩,角砾状矿石的颗粒大小分布的分维值(1.526)大于角砾状大理岩(1.24),指示了角砾状矿石形成时的能量大于角砾状大理岩。【关键词】　角砾岩;成因分析;分形统计;凤凰山中图分类号:P618.41 文献标识码:A 文章编号:1001-6872(2004)01-0029-04

收稿日期:2003-10-11;　改回日期:2004-01-05

基金项目:国家“十五”科技攻关项目(编号:2001BA609A -06)作者简介:毛政利,男,37岁,博士生,矿产普查与勘探专业,研究方向:GIS 与矿床定位预测.

角砾岩是热液成矿良好的通道和容矿构造,而热液角砾岩是角砾岩中的一种特殊类型,是破碎岩石与热液流体作用的产物[1]

,其成岩作用常常伴随

热液成矿作用,构成金属矿床中的一种重要类型[2～4]。因此对角砾岩的研究是矿床地质学家和构造地质学家普遍感兴趣的课题之一,通过对其形成时间和机制的研究进行矿床类型划分和探讨其成因模式。角砾岩在地壳顶部富含流体的部分最常见,以脆性变形为主[5]。前人对角砾岩的研究多集中于定性的描述,野外观测结果难以用碎裂过程的物理理论加以解释,部分原因是尚未有有效的定量描述方法。为此,Je -brak (1997)评述了出现于热液脉型矿床中主要角砾岩化过程,以及如何鉴别其形成的物理和化学机制,每种作用机制均可通过无标量参数加以区分,包括角砾的

形态、大小分布、组构和扩张系统等,其中前两个参数最为重要,因为角砾的形态可以鉴别是化学或是物理机制,颗粒的大小分布是角砾岩化过程中能量输入的函数[1]

。肖龙等(2002)应用分形方法研究了新疆伊梨京希-伊尔曼德金矿区角砾岩的分形特征,认为其与热液流体直接相关的水力致裂角砾岩,角砾岩化的形成作用以物理-机械破碎作用为主,能量中等[6]

。通过对铜陵凤凰山铜矿区角砾岩的分形特征研究,探讨该区

角砾岩的成因。

1　地质背景

凤凰山铜矿床位于铜陵市东南约35km 的凤凰山新屋里盆地。盆地总体构造格架为一复式向斜,其轴向北东,与区域构造线方向基本一致。新屋里复式向斜轴部出露三叠系中、下统,两翼依次出露二叠系、石炭系、泥盆系、志留系。

盆地中心为燕山晚期的新屋里岩体,出露面积近10km 2

,主要由花岗闪长岩和石英二长闪长岩组成,呈岩株产出。一半以上为花岗闪长岩,石英二长闪长岩约占三分之一,分布于岩体中部及边缘。新屋里岩体周围还分布有花岗斑岩、闪长岩、正长斑岩及辉绿玢岩等晚期脉岩。岩体主要与三叠系中、下统灰岩接触,围绕岩体接触带产出有凤凰山、宝山陶、铁山头、仙人冲、清水溏和江家冲多个铜矿床,其中只有凤凰山矿床达到了中型规模。

凤凰山矿床位于新屋里岩体的西部,新屋里向斜的中段靠近轴部之西北翼,三叠系中、下统与花岗闪长岩接触带附近。已揭露的矿体主要受接触带和断裂构造的复合控制,其中主要的控矿断裂为左行张剪性断裂,其走向由北向南依次为北东、北北东、近南北、北北西、北西走向,呈弧形,在剖面上表现为锯齿状。矿体主要呈似板状和透镜状产于新屋里岩体与三叠系灰岩接触带上。

2　角砾岩地质特征

凤凰山铜矿床矿体及其周围的角砾岩类型主要有角砾状花岗闪长岩、角砾状矿石和角砾状大理岩

等。其空间分布如图1,主要特征如下:

角砾状花岗闪长岩　分布于花岗闪长岩体边部,其空间展布与岩体接触带形态及矿体展布方向一致。在靠近矿体部位,角砾状花岗闪长岩中还见有与角砾状矿石相似的角砾成分。这些现象显示角砾状矿石与角砾状花岗闪长岩在形成时间上是接近的。角砾成分以花岗闪长岩为主,发育有绢云母化、黄铁矿化、钾长石化等蚀变,常见黄铁矿细脉,局部有星点状辉钼矿化,角砾中常见有浅色反应边,局部也见有含铜磁铁矿-赤铁矿角砾、赤铁矿-绿泥石角砾和黄铜矿角砾等,大多数角砾粒径在0.5cm ～8cm 之间,其形态多呈次圆状。胶结物以花岗闪长岩为主,多发生强烈的绢云母化和碳酸盐化蚀变,胶结

物中也见有浸染状铜矿化,反映了铜矿化的多阶段

图1　凤凰山铜矿床-110m 中段Ⅰ、Ⅱ号矿体地质

平面略图

1.矿体;

2.角砾状大理岩;

3.角砾状矿石;

4.花岗闪长岩;

5.角砾状花岗闪长岩;

6.大理岩;

7.角砾状花岗闪长岩型矿体;

8.辉绿岩;

9.矿体编号

Fig .1　Simplified geological plain map of Ⅰand Ⅱo re

bo dies at -110m level in Fenghuang shan copper deposit

性。

角砾状矿石　其在空间上常与角砾状花岗闪长岩伴生,位于岩体接触带。角砾成分主要为磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿角砾和黄铜矿-斑铜矿等,也有岩浆岩、矽卡岩和大理岩角砾,其中岩浆岩角砾多发生绢云母化、碳酸盐化或绿泥石化等蚀变,角砾中的矽卡岩矿物,如石榴子石也多被碳酸盐矿物交代。角砾形状多次棱角状和次圆状,粒径大多在0.5cm ～5cm 之间。胶结物多以菱铁矿和方解石等碳酸盐矿物为主,次为黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、石英和石英二长闪长岩。其中石英二长闪长岩发育强烈的绢云母化、黄铁矿化和浸染状黄铜矿化、斑铜矿化。角砾状大理岩　多沿矿体边部靠近大理岩一侧产出。其角砾成分主要为棱角状大理岩,少量磁铁矿,粒径大多在0.7cm ～30cm 之间。胶结物以方解石为主,次为黄铁矿、黄铜矿和石英,菱铁矿较少。在靠近矿体部位,见有矽卡岩化大理岩角砾,胶结物中也常出现铁闪锌矿或铁闪锌矿-黄铁矿集合体。

3　角砾岩分形特征

不同成因的角砾岩具有各自的特征,在以前的角砾岩研究中,大多数只是对各种角砾岩的特征进行定性描述,分形理论的引入为定量研究描述角砾岩的特征提供了有效的理论方法。角砾岩中角砾的形态是主要的研究对象之一,Orford 和Whally [7]研究了沉积岩中颗粒形态的分类方法,其中用得较多

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