论文部分内容阅读
摘要：怀宁盆地是长江中下游地区晚中生代发育的一系列断陷型火山岩盆地中的一个，盆地内的火山岩主体以高钾和相对富碱为特征，属橄榄安粗岩系列。晚期出现玄武质——流纹质双峰式火山岩组合，盆地内火山岩的母岩浆来自富集型地幔的部分熔融，在上升定位过程中受到不同比例地壳物质的混染。盆地内火山岩岩浆活动的时限约120～135Ma之间，火山岩均为早白垩世岩浆活动的产物。怀宁火山岩盆地中生代火山岩与长江中下游地区其它断陷盆地火山岩的喷发时代基本一致，火山岩源区性质也较为一致。本文通过对该区内地质条件的总结，分析该火山岩盆地的找矿前景。
关键词：怀宁盆地；地质条件；找矿前景
中图分类号：P618
文献标志码：A
1.区域地质背景
怀宁盆地是长江中下游地区晚中生代发育的一系列断陷型火山岩盆地中的一个（图1-1），盆地内的火山岩主体以高钾和相对富碱为特征，属橄榄安粗岩系列。晚期出现玄武质-流纹质双峰式火山岩组合，盆地内的火山岩均表现出明显富集Rb、Th、U、K等强不相容元素和轻稀土元素，亏损高场强元素Nb和Ta的地球化学特征，盆地内火山岩的母岩浆来自富集型地幔的部分熔融。在上升定位过程中受到不同比例地壳物质的混染。
怀宁火山岩盆地中彭家口组和江镇组火山岩锆石LA-ICPMS的U-Pb年龄在122Ma～132Ma之间（基于最新的岩浆岩同位素年代学成果），盆地内火山岩岩浆活动的时限约120～135Ma之间，火山岩均为早白垩世岩浆活动的产物。怀宁火山岩盆地中生代火山岩与长江中下游地区其它断陷盆地火山岩的喷发时代基本一致。与本区相邻的庐枞和其东部的宁芜两大火山岩盆地蕴藏着丰富的铜、铁、硫、金等矿产，成为区内重要的蕴矿盆地之一。
2.地质特征
2.1地层
查区地层属下扬子地层分区安庆地层小区，怀宁地区地层除缺失第三系外，前寒武系至第四系发育较全。总厚达11941m，其中火山岩地层厚约1555m。
区域上，盆地出露地层以侏罗-白垩纪地层为主，基底及周边地区出露元古代至中三叠纪岩层。盆地基底（岩）地层为元古代-早三叠纪岩层。东部外围出露最古老的基底岩层为早中元古董岭杂岩（Ph1-2Dc）。上述古老变质岩层共同特征是均为已变质变形的火山-沉积岩系，为重要的矿源层之一。古老变质基底之上为震旦系-中三叠统，其中震旦系-志留系为浅海盆地～开阔台地相复理石、远硅质、远源碳酸盐等非稳定一较稳定型建造，而泥盆系-晚三叠统则为海陆交互相远单陆屑硅质、沥青质碳酸盐、陆屑粘土硅质、远单陆屑硅质碳酸盐、蒸发岩及单陆屑石英砂岩等稳定型建造序列。盆地出露岩层包括中三叠系及侏罗-白垩系。侏罗系大面积分布于查区盆地内及其周边地区，包括磨山组（J1m）、罗岭组（J2l）、彭家口组（J2p），其中彭家口组以火山岩为主。白垩纪沉积继承了侏罗纪格局，早白垩世火山活动较发育，晚白垩世则广泛发育红色碎屑岩系。主要地层包括江镇组（K1j）、汪公庙组（K1w）及杨湾组（K1y）等。白垩系-第三系（K-E），总厚>3000米，為一套河湖相的紫红色砂砾岩（简称“红层”）。与下伏地层为角度不整合接触，第四系：为一套河湖相沉积物或沉积岩。
2.2构造
查区位于淮阳山字型前弧东翼南段，夹持于郯城一庐江大断裂和沿江挤压破碎带的逐渐收敛部位。纵贯查区中部的是东翼弧的第二隆起带-宿松-巢县隆起带（又称宿松-巢县褶断带）分布着前寒武系至中生界侏罗系的地层，该隆起带的北西、南东两侧分别为孔城-潜山拗陷带和沿江拗陷带，其中分布着白垩系至第三系巨厚的红层，隆起带与拗陷带之间则以区域性的大断裂为界。厚的红层，隆起带与拗陷带之间则以区域性的大断裂为界。
2.3岩浆岩
本区岩浆活动强烈，主要活动有两期：印支期和燕山期。岩性可分三类：正长岩类、闪长岩类和花岗岩类。印支期有两次侵入活动。第一次为暗色闪长岩，分布于洪镇附近，呈小岩体产出。第二次为花岗岩，分布于洪镇一带，并伴随有热液型铜、多金属和黄铁矿等矿产的生成。燕山期有两次侵入活动及大规模的火山喷发活动。第一次侵入为闪长岩，分布于月山、总铺、罗岭一带，生成有矽卡岩型铜、铁及多金属矿产，是本区工业铁铜矿床的重要成矿母岩；第二次为钾长花岗岩和二长岩分布于香茗山、韩下屋一带，生成热液型铜、铁、铅、锌等矿产。此外各类脉岩（主要有正长岩、花岗岩、闪长岩、煌斑岩脉等）也很发育，因大规模的火山喷发活动，地表出露有大片火山岩。
3.找矿前景分析
怀宁地区位于著名的长江中下游铜、铁成矿带内。夹持于郯城一庐江断裂带和沿江构造带的渐行收敛部位。区域上由西往东依次有大别山断隆、潜山断盆、枞怀断隆、望江断盆、皖南断隆，地层出露较齐全。褶皱断裂构造发育，火山一岩浆活动强烈，内生矿产较多，是长江中下游成矿带的一个组成部分。本区内生矿产类型有：其一为矽卡岩型，为测区内工业价值最大的一种成矿类型，以铜为主，常常伴生铁，成为铜铁矿；其二为热液型，热液型矿产种类较多，已发现有铜、铁、铅、锌、镍、钴黄、铁矿、黄金等；其三为火山热液型，火山热液型矿产分布在怀宁-香茗山-带的火山岩区，主要有铜、铁、多金属等，但一般矿化较弱。据薛怀民、闫峻等2013年对怀宁盆地火山岩研究显示：区内火山岩的母岩浆来自富集型地幔的部分熔融，在上升定位过程中受到不同比例地壳物质的混染。怀宁火山岩盆地中生代火山岩与长江中下游地区其它断陷盆地火山岩的喷发时代基本一致，火山岩源区性质也较为一致。结合对区内成矿规律认识，本区中浅部的铜多金属矿属中低温热液充填型，大多与岩浆热液关系较为密切，这与庐枞盆地中浅部铜矿成矿规律具一定相似性和可比性。
本区下步重点寻找：①与中酸性岩体有关的热液型铜、铁、铅、锌、黄铁矿、黄金等矿床。②与火山岩有关的火山热液型铜、铁、多金属矿床等。③与深部隐伏岩体有关的斑岩型铜金矿床。
地层条件：区内主要出露中侏罗统罗岭组钙质泥质粉砂岩、长石石英砂岩、石英砂岩等。上侏罗统彭家口组含角砾晶屑岩屑凝灰岩、粗面岩、粗面质晶屑岩屑凝灰岩等。上侏罗统江镇组含玄武粗安岩、粗安岩等。上述均显示区内深部可能存在多个成矿有利层位，且深度不大。
构造条件：区内构造较为发育，主要断层为NE向-NEE向的头坡断裂，该断裂证实为多期岩体的控岩构造，为多期岩体上侵提供通道。其它均为中小型断层。部分断层表现为宽窄不一的破碎带，局部地段被证实为含矿构造。
岩浆岩条件：区内岩浆岩极为发育。多期岩浆活动强烈，早期为深成岩体闪长岩-花岗闪长岩-花岗闪长斑岩系列，晚期形成浅成岩体钾长花岗岩体。
区内成矿地质条件、已发现的矿化特征、分布规律以及邻区近年地质找矿工作取得的新发现、新进展，显示查区不但具有受火山机构及构造控制的热液型铜金多金属矿找矿潜力，更具备受次火山岩、浅成中酸性侵入岩控制的次火山型、岩浆热液型铜金多金属矿找矿潜力，在合适的等条件下，也有可能发现斑岩型铜多金属矿。综上，怀宁火山岩盆地应在中低温热液充填型、斑岩型等铜金多金属矿床及与A型花岗岩有关的磁铁矿-阳起石-磷灰石矿床方向上寻求突破。
关键词：怀宁盆地；地质条件；找矿前景
中图分类号：P618
文献标志码：A
1.区域地质背景
怀宁盆地是长江中下游地区晚中生代发育的一系列断陷型火山岩盆地中的一个（图1-1），盆地内的火山岩主体以高钾和相对富碱为特征，属橄榄安粗岩系列。晚期出现玄武质-流纹质双峰式火山岩组合，盆地内的火山岩均表现出明显富集Rb、Th、U、K等强不相容元素和轻稀土元素，亏损高场强元素Nb和Ta的地球化学特征，盆地内火山岩的母岩浆来自富集型地幔的部分熔融。在上升定位过程中受到不同比例地壳物质的混染。
怀宁火山岩盆地中彭家口组和江镇组火山岩锆石LA-ICPMS的U-Pb年龄在122Ma～132Ma之间（基于最新的岩浆岩同位素年代学成果），盆地内火山岩岩浆活动的时限约120～135Ma之间，火山岩均为早白垩世岩浆活动的产物。怀宁火山岩盆地中生代火山岩与长江中下游地区其它断陷盆地火山岩的喷发时代基本一致。与本区相邻的庐枞和其东部的宁芜两大火山岩盆地蕴藏着丰富的铜、铁、硫、金等矿产，成为区内重要的蕴矿盆地之一。
2.地质特征
2.1地层
查区地层属下扬子地层分区安庆地层小区，怀宁地区地层除缺失第三系外，前寒武系至第四系发育较全。总厚达11941m，其中火山岩地层厚约1555m。
区域上，盆地出露地层以侏罗-白垩纪地层为主，基底及周边地区出露元古代至中三叠纪岩层。盆地基底（岩）地层为元古代-早三叠纪岩层。东部外围出露最古老的基底岩层为早中元古董岭杂岩（Ph1-2Dc）。上述古老变质岩层共同特征是均为已变质变形的火山-沉积岩系，为重要的矿源层之一。古老变质基底之上为震旦系-中三叠统，其中震旦系-志留系为浅海盆地～开阔台地相复理石、远硅质、远源碳酸盐等非稳定一较稳定型建造，而泥盆系-晚三叠统则为海陆交互相远单陆屑硅质、沥青质碳酸盐、陆屑粘土硅质、远单陆屑硅质碳酸盐、蒸发岩及单陆屑石英砂岩等稳定型建造序列。盆地出露岩层包括中三叠系及侏罗-白垩系。侏罗系大面积分布于查区盆地内及其周边地区，包括磨山组（J1m）、罗岭组（J2l）、彭家口组（J2p），其中彭家口组以火山岩为主。白垩纪沉积继承了侏罗纪格局，早白垩世火山活动较发育，晚白垩世则广泛发育红色碎屑岩系。主要地层包括江镇组（K1j）、汪公庙组（K1w）及杨湾组（K1y）等。白垩系-第三系（K-E），总厚>3000米，為一套河湖相的紫红色砂砾岩（简称“红层”）。与下伏地层为角度不整合接触，第四系：为一套河湖相沉积物或沉积岩。
2.2构造
查区位于淮阳山字型前弧东翼南段，夹持于郯城一庐江大断裂和沿江挤压破碎带的逐渐收敛部位。纵贯查区中部的是东翼弧的第二隆起带-宿松-巢县隆起带（又称宿松-巢县褶断带）分布着前寒武系至中生界侏罗系的地层，该隆起带的北西、南东两侧分别为孔城-潜山拗陷带和沿江拗陷带，其中分布着白垩系至第三系巨厚的红层，隆起带与拗陷带之间则以区域性的大断裂为界。厚的红层，隆起带与拗陷带之间则以区域性的大断裂为界。
2.3岩浆岩
本区岩浆活动强烈，主要活动有两期：印支期和燕山期。岩性可分三类：正长岩类、闪长岩类和花岗岩类。印支期有两次侵入活动。第一次为暗色闪长岩，分布于洪镇附近，呈小岩体产出。第二次为花岗岩，分布于洪镇一带，并伴随有热液型铜、多金属和黄铁矿等矿产的生成。燕山期有两次侵入活动及大规模的火山喷发活动。第一次侵入为闪长岩，分布于月山、总铺、罗岭一带，生成有矽卡岩型铜、铁及多金属矿产，是本区工业铁铜矿床的重要成矿母岩；第二次为钾长花岗岩和二长岩分布于香茗山、韩下屋一带，生成热液型铜、铁、铅、锌等矿产。此外各类脉岩（主要有正长岩、花岗岩、闪长岩、煌斑岩脉等）也很发育，因大规模的火山喷发活动，地表出露有大片火山岩。
3.找矿前景分析
怀宁地区位于著名的长江中下游铜、铁成矿带内。夹持于郯城一庐江断裂带和沿江构造带的渐行收敛部位。区域上由西往东依次有大别山断隆、潜山断盆、枞怀断隆、望江断盆、皖南断隆，地层出露较齐全。褶皱断裂构造发育，火山一岩浆活动强烈，内生矿产较多，是长江中下游成矿带的一个组成部分。本区内生矿产类型有：其一为矽卡岩型，为测区内工业价值最大的一种成矿类型，以铜为主，常常伴生铁，成为铜铁矿；其二为热液型，热液型矿产种类较多，已发现有铜、铁、铅、锌、镍、钴黄、铁矿、黄金等；其三为火山热液型，火山热液型矿产分布在怀宁-香茗山-带的火山岩区，主要有铜、铁、多金属等，但一般矿化较弱。据薛怀民、闫峻等2013年对怀宁盆地火山岩研究显示：区内火山岩的母岩浆来自富集型地幔的部分熔融，在上升定位过程中受到不同比例地壳物质的混染。怀宁火山岩盆地中生代火山岩与长江中下游地区其它断陷盆地火山岩的喷发时代基本一致，火山岩源区性质也较为一致。结合对区内成矿规律认识，本区中浅部的铜多金属矿属中低温热液充填型，大多与岩浆热液关系较为密切，这与庐枞盆地中浅部铜矿成矿规律具一定相似性和可比性。
本区下步重点寻找：①与中酸性岩体有关的热液型铜、铁、铅、锌、黄铁矿、黄金等矿床。②与火山岩有关的火山热液型铜、铁、多金属矿床等。③与深部隐伏岩体有关的斑岩型铜金矿床。
地层条件：区内主要出露中侏罗统罗岭组钙质泥质粉砂岩、长石石英砂岩、石英砂岩等。上侏罗统彭家口组含角砾晶屑岩屑凝灰岩、粗面岩、粗面质晶屑岩屑凝灰岩等。上侏罗统江镇组含玄武粗安岩、粗安岩等。上述均显示区内深部可能存在多个成矿有利层位，且深度不大。
构造条件：区内构造较为发育，主要断层为NE向-NEE向的头坡断裂，该断裂证实为多期岩体的控岩构造，为多期岩体上侵提供通道。其它均为中小型断层。部分断层表现为宽窄不一的破碎带，局部地段被证实为含矿构造。
岩浆岩条件：区内岩浆岩极为发育。多期岩浆活动强烈，早期为深成岩体闪长岩-花岗闪长岩-花岗闪长斑岩系列，晚期形成浅成岩体钾长花岗岩体。
区内成矿地质条件、已发现的矿化特征、分布规律以及邻区近年地质找矿工作取得的新发现、新进展，显示查区不但具有受火山机构及构造控制的热液型铜金多金属矿找矿潜力，更具备受次火山岩、浅成中酸性侵入岩控制的次火山型、岩浆热液型铜金多金属矿找矿潜力，在合适的等条件下，也有可能发现斑岩型铜多金属矿。综上，怀宁火山岩盆地应在中低温热液充填型、斑岩型等铜金多金属矿床及与A型花岗岩有关的磁铁矿-阳起石-磷灰石矿床方向上寻求突破。