冬瓜山銅礦是銅陵獅子山礦田最重要的銅礦之壹。銅陵地區大地構造單元屬於揚子準地臺之下的揚子地臺坳陷中段。
二、礦區地質
(1)地層
礦區地表被第四系覆蓋，上泥盆統至中三疊統(D3W-P2D-T1Y-T2D)通過鉆孔揭露。礦田含礦地層眾多，從石炭紀到三疊紀，各層均產出不同規模的工業礦體。冬瓜山礦床的含礦地層為中上石炭統黃龍組、船山組(C2)和下三疊統銀坑組(T1y)。含礦地層的主要巖性特征簡述如下:
1.C2上石炭統黃龍組和船山組
該層是冬瓜山銅礦主礦體的容礦部分，厚59 ~ 73m。巖性特征為:下部為深灰色厚層白雲巖，底部為灰棕色至棕色泥質砂巖膠結的應時細粒巖，厚度為3 ~ 14 cm。中部為淺-深灰色中厚層狀灰巖。上部為灰-淺灰色厚層狀石英巖和深灰色石灰巖，球狀結構。下部為變質後的灰白色白雲石大理巖和白雲石大理巖。中上部的石灰巖變質為糖質大理巖。變質作用強烈的地區分別蝕變成鎂矽卡巖和鈣質矽卡巖。
2.下三疊統銀坑組(T1y)
該組厚度為110 ~ 145 m，下部為藍灰色薄層泥灰巖、淺黃色鈣質頁巖夾薄-中厚層、透鏡狀灰巖，上部為淺棕色-黃褐色鈣質頁巖夾薄-中厚層灰巖。頂部為灰色厚-厚層石灰巖，厚度8 ~ 30m。變質後下部為灰褐色透輝石角閃石和矽質角閃石夾大理巖和透輝石石榴石矽卡巖，底部為黑雲母角閃石夾長英質角閃石。上部為角巖混大理巖，或由矽卡巖、角巖、大理巖組成不等厚夾層；頂部為白色厚-極厚層狀大理巖，在與巖體接觸帶附近常被侵蝕成塊狀矽卡巖。
(2)結構
礦田位於青山背斜的東北部，大同-順安向斜的次級褶皺，銅陵-戴家會東西向構造巖漿巖帶的復合部位(圖2-133)。背斜長22.5km，寬8km，為不對稱短軸褶皺，走向40° ~ 50°，平面上呈“S”形。礦田內部分背斜長約4km，軸面傾向東南，西北翼比東南翼陡。由於後期疊加構造的影響，背斜軸部形態復雜，雙峰或多峰，局部向NW傾斜或反轉，在-400 m高程以下逐漸松弛張開，形態簡單。在背斜軸部和東南正翼，在巖性巖相差異較大的界面上發育塌陷構造和層間斷裂構造，垂向上規模自下而上遞減。層間塌陷構造和斷裂構造是多層成礦的重要控礦構造，特別是具有東西向和北北西向交叉褶皺的疊加復合部位更有利於成礦。
礦田內不同時期發育的斷裂，由東西向、南北向、北北東向和北西向斷裂組成，不同時期和不同方向斷裂的交匯控制了巖漿的侵位和本區巖體的分布。
(3)巖漿巖
礦田巖體出露面積2.5km2，單個巖體最大出露面積0.625km2，巖漿巖體受網格狀構造控制，在不同高程相互溝通，形成長3km、寬約1km的淺-超淺相網格狀脈墻系統。淺部和中深部巖漿主要沿南北向和北北向斷層侵入，產生小巖脈和巖脈。推斷深部為“母子”復合型大巖體。根據Sr、H、O、S同位素組成特征(根據全巖樣分析結果，Sr同位素初始比值為0.7095，δ18O=9.90‰，δD=95.07‰)，推測巖漿來源於地殼深部，屬於殼幔同熔巖漿。K-Ar同位素年齡為147 ~ 160 ma。
侵入巖主要為鈣堿性系列的應時閃長巖和花崗閃長巖，其次為堿性系列的輝石閃長巖和應時閃長巖。晚期巖脈包括閃長斑巖、花崗斑巖、花崗閃長斑巖、煌斑巖和輝綠巖。
鈣堿性侵入巖的SiO2含量為59.01% ~ 61.64%，堿性侵入巖的SiO 2含量為50.81% ~ 57.32%，均超過我國同類巖石的平均含量，Na2O含量大於K2O；。堿度系數[w(Na2O+K2O)/w(FeO+fe2o 3+MnO-MgO)]在1.1 ~ 1.4之間(前者略高於後者)。各巖體中微量元素豐度較高，其中Cu和Au相對較高，Cu在65×10-6以上，最高為355×10-6。Au壹般在(2 ~ 10) × 10-9之間，最高為24×10-9。
本礦田銅、金、硫礦床與巖漿巖關系密切，主要為鈣堿性系列的應時閃長巖、閃長巖和花崗閃長巖，其次為堿性系列的輝石閃長巖和應時閃長巖。圍巖-巖支網格形成的封閉和半封閉構造往往是礦床賦存的空間。
三。礦床地質學
(1)礦體特征
冬瓜山礦床在平面上位於大團山礦床的北部，在剖面上位於大團山的深部。
1.礦體的分布、形態、產狀和規模
該礦床是獅子山礦田C2層中最大的礦床(圖2-134)。主礦體長3000米，寬200～800米，壹般厚30～45米(背斜軸部和巖體側面較厚，最大厚85米)，呈層狀，緩傾斜產出。底板為D3w粉砂質頁巖(變質角閃石)，頂界可達棲霞組下部(P1q)，底界在越梧桐組(D3w)頂部以下。礦體的產狀與圍巖壹致，形態呈馬鞍形，受沿走向的次生隆起影響，呈波狀起伏。傾向東北，傾角6° ~ 20°。礦體埋深-800 ~-900 m，礦床規模大。
圖2-133銅陵獅子山礦田地質示意圖圖2-133銅陵獅子山礦田地質圖
t2t——銅頭尖組；t2y——月山組；t2d——東馬鞍山組；t 1n 2——南嶺湖組上段；T1n1—南嶺湖組下段；t 1h—-和龍山組；T1y—銀坑組；ηδν-輝石二長閃長巖；ηδο-應時二長閃長巖；γδ-花崗閃長巖；γδπ-花崗閃長斑巖；η γ π二長斑巖；m-大理石；SKB——帶狀矽卡巖SKM——塊狀矽卡巖；BrSK——角礫巖筒中的矽卡巖；SKBr——角礫巖矽卡巖；SKCu——含銅矽卡巖；py-黃鐵礦；pr-磁黃鐵礦；gn-鐵帽；青山背斜雙峰褶皺軸；2—小背斜軸和向斜軸；3-破碎帶；4-故障；5-不整合邊界；6-地層界線；7-地層組界線；8—地層剖面的邊界；9—地質界線；10-大理石紋邊界線
2.礦石類型和礦石結構
礦石類型復雜。從礦體底板到頂板大致如下:含銅角閃石型-含銅蛇紋石型-含銅磁黃鐵礦型-含銅黃鐵礦硬石膏型-含銅黃鐵礦型-含銅矽卡巖型，含銅應時二長玢巖型出現在巖體邊緣。含銅蛇紋石巖型穩定分布於礦體底部，沿C2+3底部層位延伸，銅礦化減弱，逐漸變為黃鐵礦層和蛇紋石白雲巖。含銅磁黃鐵礦型、含銅磁鐵礦型、含銅黃鐵礦硬石膏型和含銅黃鐵礦型交替出現或缺少壹種或兩種，分布於礦體中上部。含銅矽卡巖型主要發育在巖體旁，分布在礦體頂部和中部。
圖2-134冬瓜山銅礦冬瓜山銅礦58號勘探線剖面圖
q-四元；t 1n——南嶺湖組；t 1 H3——龍山組上段；t 1h 2——龍山組中段；t 1h 1-龍山組下段；T1y—銀坑組；p2d—-大龍組；p2l——龍潭組；p 1g——谷峰集團；p 1q——棲霞組；C2-黃龍+船山組；d3w 2——吳彤組上段；γδπ-花崗閃長斑巖；ηδο-應時二長閃長巖；η δ ο矽卡巖化應時二長閃長巖；ηδνbr-角礫輝石閃長巖；SKBr——角礫巖矽卡巖；1-破碎帶；2-銅礦體
礦石構造主要為層狀、條帶狀、塊狀、浸染狀和網狀。礦石結構包括膠體、三嵌體、團粒和交代充填。上述礦石類型的分帶和礦石結構表明，該礦床具有外生和內生疊加的特點。
3.礦物成分
礦石礦物組成復雜，金屬礦物主要有黃銅礦、黃銅礦、黃鐵礦和磁鐵礦，其次為糊狀磁鐵礦、膠狀黃鐵礦、白鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、菱鐵礦及少量白鎢礦、黃銅礦、自然金、毒砂、赤鐵礦和輝鉬礦。非金屬礦物主要有石榴石、透輝石、透閃石、蛇紋石、硬石膏、滑石、應時、方解石和白雲石，次要礦物有金雲母、陽起石、橄欖石、矽菱鎂礦、石膏、綠泥石、綠簾石和矽灰石。
礦石主要由銅、硫、鐵組成，並伴有金、銀、硒、碲等金屬和分散元素。礦體平均含銅量為1.01%，中部較富，向西南和東北方向逐漸變貧。靠近巖體是富的，遠離巖體是逐漸窮的。金的平均品位為0.24×10-6，銀的平均品位為8.67×10-6。銅在含銅黃鐵礦硬石膏、含銅黃鐵礦和含銅磁黃鐵礦中富集，在其他類型的礦石中貧乏。金、銀主要集中在礦體中部，含銅黃鐵礦硬石膏型礦石含量最高。
(2)接觸變質和圍巖蝕變
接觸變質作用
接觸交代變質作用和熱接觸變質作用在礦田中非常普遍，以中部最強，在南北方向形成壹個強烈的變質中心，變質程度隨著與周圍巖體的距離而逐漸減弱。在巖體與圍巖接觸帶附近，以接觸交代變質作用為主，遠離接觸帶以熱接觸變質作用為主。巖體與圍巖的接觸帶大致可分為:花崗閃長巖-矽卡巖化花崗閃長巖-內部矽卡巖-塊狀矽卡巖-層狀(條帶狀)矽卡巖-矽卡巖化大理巖(矽卡巖化角巖)-大理巖(角巖)-石灰巖(頁巖)。圍巖因物理化學性質不同，變質礦物也不同。壹般砂巖變質石英巖；白雲石和白雲質大理巖變質為透閃石、橄欖石和矽菱鎂礦夕卡巖；石灰巖變質為大理巖，局部為鈣鐵石榴石矽卡巖；雜質灰巖變質為透輝石和石榴石矽卡巖；泥質頁巖和矽質巖變質為透輝石角巖和矽質角巖，透輝石矽卡巖和矽灰石矽卡巖強烈變質。
2.熱液蝕變
熱液蝕變在礦田中普遍存在，但分帶不明顯。主要蝕變有鉀長石、綠簾石、綠泥石化、碳酸鹽化、矽化、絹雲母化、高嶺土、蛇紋石等。其中鉀長石、綠簾石、絹雲母化和高嶺土主要發育在接觸帶的巖體壹側。與銅金礦化密切相關的蝕變主要有鉀長石、碳酸鹽化、矽化和蛇紋石。
四。礦化
(1)成礦條件和成礦物質的富集
1.沈積地層對銅礦化的控制作用
冬瓜山銅礦床的主要含礦地層C2+3主要從三個方面控制成礦:原始沈積地層的存在、易交代的巖性和有利的巖性組合。原生沈積層主要是夾在黃龍組下部白雲巖段中的13膠態黃鐵礦層，沈積於中石炭世早期海侵時期。膠狀黃鐵礦呈草莓狀，球狀結構，與白雲石交替形成層狀結構。巖石和礦石中微量元素的q-聚類分析表明，同壹鉆孔中膠磷礦和白雲巖* * *組與遠離巖體的無礦地層中白雲巖* * *組的相關系數為90%。表明膠磷礦和白雲石是同時沈積的。礦床中有層狀膠狀黃鐵礦、硬石膏和少量菱鐵礦，無疑是黃鐵礦體的礦石空白層。對於銅礦體，它起著沈澱劑或催化劑的重要作用，促進巖漿期後含銅熱液的交代沈澱，形成重要的銅礦體。碳酸鹽巖是有利的成礦圍巖，該礦區白雲巖、硬石膏等蒸發巖似乎比碳酸鹽巖更有利。D3w-C2+3-P1q巖性組合為砂巖頁巖-白雲巖(硬石膏)-灰巖-頁巖，易交代的碳酸鹽巖夾在頂底板透水性差的砂巖頁巖中，是選擇交代作用形成礦體的成礦層位。
2.巖漿巖對銅礦化的控制作用
雖然該礦床中存在原生膠磷礦，但礦化主要受應時閃長巖的控制。在包村與青山角的深部接觸帶，不僅有C2+3全厚銅礦化，而且上部P1q灰巖和下部D3w上部砂巖頁巖也有部分矽卡巖化和銅礦化。巖體之間的礦體厚度增加，品位最豐富，隨著離開巖體，厚度和品位均下降。硫同位素δ34S值也表現出遞減的分帶性，表明巖漿巖是礦物流體的載體，是主要的成礦控制因素。
3.構造控礦作用
構造條件對礦化和礦體的局部富集起著非常重要的控制作用。礦體主要受背斜軸部、北東向扭轉變形、層間滑脫面和東西向褶皺控制。與背斜形成有關的順層滑脫構造在後期構造疊加後進壹步擴大為儲礦空間。礦床底板D3w和頂板P1q標高三個走向面均為北北東向，礦體南北兩端隆起，反映東西向疊加褶皺。P1q頂板趨勢面軸向撓度大於D3w底板，表明上部地層之間存在差異滑動，層間滑脫面受NE向扭轉復合，形成有利於成礦的塌陷空間。礦體厚度和品位的趨勢等高線約為27°和10°，與北北東向斷裂帶基本壹致，表明礦化和富集受斷裂帶控制。陡峻的斷裂帶、D3w與P1q之間的層間拆離構造、有利的物理化學空間是形成厚度穩定、延伸範圍大的礦體的重要構造控制因素。
綜上所述，冬瓜山礦床的成礦條件是巖漿熱液帶來銅物質，C2+3提供物化空間，硫和少量銅源，北北東向構造應力場是礦液上升的驅動力。北北東向扭轉變形和滑脫面與背斜軸部東西向構造的復合疊加控制了成礦流體的分布和富集。
(2)成礦期和階段的劃分
該礦床礦體的形成可分為沈積成巖階段和巖漿熱液階段，以巖漿熱液階段為主，並進壹步劃分為變質作用、矽卡巖化作用、氧化作用和應時硫化物四個階段。各階段礦物組合和元素組合有明顯差異。
沈積成巖階段。中石炭世早期處於潮坪坳陷環境，巖相變化部分沈積膠磷礦層和硬石膏層。在沈積成礦過程中，由於細菌的參與，形成了球狀和草莓狀結構的黃鐵礦，構成了本區成礦的基本條件。
巖漿熱液期。該區廣泛發育熱變質暈，後續接觸交代和熱液作用在此基礎上疊加。
變質階段:巖漿侵入使圍巖變質，高巖體為主要熱源，形成大規模變質暈。熱梯度取決於巖體的大小和形狀。泥質巖經過熱變質形成角巖，石灰巖形成大理巖，不純白雲巖形成鐵鎂矽酸鹽巖。原生膠磷礦已轉化，其組構為膠-細-粗粒，片層狀-條帶狀-塊狀，成分為膠磷礦-黃鐵礦-磁黃鐵礦-磁鐵礦。
西卡成礦階段:隨著巖漿的冷卻固結和氣、液、熱液的聚集，接觸交代取代了熱液變質作用。熱流體沿斷裂構造、接觸帶、層間拆離構造等運動。當熱流體沿層間與鈣鎂質巖石交代時，可形成層間矽卡巖，黃龍組底部白雲巖段可生成鎂矽卡巖。早期形成的鎂橄欖石和透輝石，如金雲母、蛇紋石和滑石，受後期熱液的影響。隨著溫度的降低和H2O作用的增強，橄欖石轉化為滑石和蛇紋石。熱流體和石灰巖交代作用形成鈣矽卡巖，成分簡單，由石榴石和透輝石組成。層狀矽卡巖的發育程度基本取決於三個條件:含SiO _ 2的高溫熱液改善SiO _ 2的必要來源；孔隙度和滲透率好，易於解釋的巖性；上下兩層都有不透水層，以限制熱液沿透水層的側向流動和圍巖的置換。
氧化階段:該階段為高fo2低fs2的環境，主要指示礦物為磁鐵礦和含水矽酸鹽礦物。磁鐵礦可以形成獨立的自然類型礦石，隨著熱液中K2O的增加，出現金雲母和熱液碳酸鹽礦物，主要是方解石和少量鐵方解石或菱鐵礦。
應時硫化物階段:是成礦活動的主要階段，含礦熱液沿有利的構造部位上升。由於溫度下降、硫的加入和地層水等外界溶液的混合，成礦物質的絡合物不穩定而沈澱。在還原條件下，含銅物質沈澱在磁鐵礦、石榴石等礦物中。礦物結晶順序為輝鉬礦-磁黃鐵礦-黃鐵礦-黃銅礦-閃鋅礦-方鉛礦。其中磁黃鐵礦、黃鐵礦和黃銅礦具有多期性。伴生蝕變礦物主要有應時、方解石、綠泥石、絹雲母、蛇紋石、滑石、金雲母、鉀長石等。硫化物浸染在矽卡巖和硬石膏夾層中，在矽卡巖外形成大量塊狀硫化物礦石。從巖體外部看，磁黃鐵礦-黃鐵礦有相互消長的趨勢，黃銅礦也相應減少；垂直方向自下而上為角閃石(或蝕變應時二長閃長巖)-滑石蛇紋石-磁鐵礦-塊狀硫化物(硬石膏)-石榴石矽卡巖(硬石膏)。黃銅礦化主要分布在滑石蛇紋石至石榴石矽卡巖中，其次為角閃石或蝕變應時二長閃長巖。
(3)成礦物質和含礦流體的來源
根據礦床地球化學特征和穩定同位素，本區銅礦成礦物質主要與巖漿作用有關，主要依據如下:
1.冬瓜山銅礦黃銅礦和應時二長閃長巖及區域黃龍組(C2h)白雲巖的微量元素譜系Q聚類分析表明，黃銅礦與應時二長閃長巖有關，但與東道國白雲巖關系不密切。
2.冬瓜山銅礦床方鉛礦鉛同位素組成較為均勻，206Pb/204Pb在18.032 ~ 18.271之間，207 Pb/204 Pb在15.648 ~ 15.592，208 Pb之間。
3.該區C2h底部沈積的膠狀黃鐵礦層含銅約0.1%，並有少量黃銅礦出現。C2h銅的豐度值為18μg/g，低於區域背景值。
4.根據Cu品位的篩選結果，代表巖漿巖來源的B占90%，代表地層來源的A占10%，即90%的Cu來自巖漿熱液。
就含礦流體來源而言，冬瓜山銅礦應時硫化物期礦物流體包裹體的氫同位素組成特征為應時-86.3‰～-94.3% O，δ18δDH2O+3.4‰～+7.6‰，與Taylor提出的巖漿水數接近，代表了該區的巖漿熱液範圍。礦石中膠狀黃鐵礦和方鉛礦的氫氧同位素分別為-133.2 ‰和-139.1 ‰，H2O的-18為-17.9 ‰和-18.6 ‰，代表沈積期和晚期。因此，認為早期以巖漿水為主要成礦流體，後期有地層水加入。含礦流體為地下水與巖漿水混合的混合循環流體，成礦溶液pH值為4.91 ~ 6.26，早期呈堿性。
圖2-135安徽銅陵獅子山礦田成礦模式。
t2d——東馬鞍山組；t 1n——南嶺湖組；t 1h—-和龍山組；T1y—銀坑組；p2d—-大龍組；p2l——龍潭組；p 1g——谷峰集團；p 1q——棲霞組；C2-黃龍+船山組；d3w 2——吳彤組上段；誌留系；ηδο-γδ-鈣堿性系列；1-角礫巖筒；2—矽卡巖礦化範圍；3-銅(金)礦體；4-鉬礦體；5-銀(金)礦體；6-黃鐵礦礦體；7-細脈浸染型銅礦化；8-含銅應時礦脈；9—成礦元素；10—巖漿氣體和液體；11-地層水和天水；12-成礦流體；13-巖漿房推定；14-沈積黃鐵礦層；15 ——富鉬礦床；①冬瓜山的銅、硫、鐵、金；②大團山銅(金、硫)；③斑巖銅礦化
(4)成礦溫度和壓力
冬瓜山礦床各成礦階段包裹體測溫數據如下:
矽卡巖階段:石榴石的爆發溫度為410 ~ 425℃；氧化階段:應時均化法為350 ~ 400℃，磁鐵礦的爆炸溫度為300 ~ 365℃。黃鐵礦-黃銅礦礦物對的硫化物礦物計算溫度為201 ~ 434℃，磁黃鐵礦-黃銅礦礦物對的計算溫度為190 ~ 372℃。上述測溫結果表明，溫度變化範圍大，說明成礦時間長，熱液階段合理的成礦溫度為400 ~ 200℃。
(5)礦床成因類型
鑒於成礦作用有壹定的沈積物質基礎，成礦作用主要發生在矽卡巖化後的巖漿熱液應時硫化物階段，特別受層位控制，故確定其成因類型為層控矽卡巖型。
㈥成礦模式
按產狀層位，自下而上有冬瓜山、樺樹坡、老鴉嶺、大團山、獅子山、湖村後山、雞冠石礦床。雖然各礦床的產狀層位不同，但都受統壹構造、巖漿巖等因素控制，形成“多位壹體”或“多層”礦田模式(圖2-135)，由熱液脈型、角礫巖筒型、層控矽卡巖型、矽卡巖型組成。冬瓜山礦床是壹個位於“多層建築”模型下部的層控矽卡巖礦床。獅子山礦田的成礦模式具有以下主要特征:
1.礦化主要受同熔鈣堿性中酸性巖石控制，淺部有小巖支和圍巖支，深部有大巖體。
2.該構造在垂直方向上具有明顯的分帶性。從深到淺依次為層間滑脫構造-接觸帶-角礫巖筒-斷裂構造，不同的構造對應控制不同的礦體形態。
3.成礦圍巖主要為C2+3—T1h，不同理化性質的巖石與地層的交界面是有利的容礦層位。
4.礦體主要呈層狀-似層狀，銅是主要成礦元素。各種類型的礦床在元素組合上仍有差異。
5.礦物主要是巖漿作用的產物，含礦流體是巖漿水和地下水的混合成礦流體，含礦流體的驅動力主要是與巖漿侵入有關的熱源。
五、找礦指標
(1)圍巖蝕變跡象:地表發育大理石紋、角質化和矽卡巖化。矽化、鉀長石、滑石和蛇紋石是礦區附近圍巖蝕變的重要標誌。
(2)物化探指標:高重力(9.5×10-5 ~ 12×10-5m/S2)，中等磁力(400 ~ 500 nt)，低電阻率、高活化率等異常，Cu、Ag、Pb高濃度分布。縱向發育程度遠好於橫向Cu原生暈，是層控矽卡巖礦床(冬瓜山)的找礦標誌。
(3)用成礦系列概念和獅子山礦田成礦模式指導找礦。