已解决
（一）简介
20世纪70年代初期以来，庐江沙溪斑岩铜矿床的普查、勘探与研究工作一直得到地矿部、冶金部、有色金属总公司的高度重视，安徽省327地质队在该区进行长期的勘查工作，已圈定中等级品位（Cu≥0.4%）25.85万t，低品级（Cu=0.2%～0.4%）23.10万t（327地质队，1982）。我们在详细分析前人尤其是安徽省地矿局327队地质与钻孔资料的基础上，通过详细野外考察分析，于该区提出了构造屏蔽、背斜核部控矿控岩的理论模式，并根据这个模式在该矿区以南的前人详查区之外的菖蒲山背斜核部地段发现富铜铁帽，3个样品分析结果：铜高品位达1475×10-6，最低品位560×10-6，高者已接近铜的边界品位。通过和中国科学院地球物理所专题组的合作，我们对菖蒲山预测区进行了电法和磁法探测工作，并对沙溪已知矿区9号勘探线进行对比实验研究。结果表明，在菖蒲山地区存在一个与沙溪矿区异常形态近似、强度略大的高极化区。异常体近NNE向分布，纵向长度大于1500m，宽度大于500m，异常埋深距地表100m左右。初步研究结果表明，该异常体规模较大，由硫化物矿化引起。结合全区的地质地球化学的综合研究，认为本异常是由与沙溪矿区相似的埋深较浅的斑岩铜矿所引起的，即在菖蒲山一带存在一个较大规模的斑岩铜矿远景预测区。
（二）区域地质背景及矿床地球化学特征
沙溪-菖蒲山斑岩型铜矿区位于长江中下游铁、铜成矿带中段北缘，郯庐断裂的主干断裂从矿区西侧通过全区，东部濒临庐枞火山岩盆地，矿区位于郯庐断裂带与矾山-铜陵深断裂的复合部位（常印佛等，1991）。矿区地层出露简单，除第四系近代沉积和白垩系红色砂砾岩以外，矿区西北部及东部、东南部分布有上侏罗—下白垩统陆相火山岩。而作为含矿岩体围岩的为中、下侏罗统内陆湖沼相碎屑岩、上泥盆—中、下志留统陆相—滨海相碎屑岩及海湾潟湖相碎屑岩。沙溪斑岩型铜矿体绝大部分产于斑岩岩体中，主要为石英闪长斑岩、细斑闪长斑岩。地理上自北向南将沙溪矿区划分为4个矿段：即棋盘山、铜泉山、狮子山和断龙颈。实际上4个矿段是一个呈北北东向连续分布的整体，受全区NNE向的复式背斜控制。菖蒲山预测区位于断龙颈断裂以南，构造线方向向东稍偏，构成与沙溪矿床相对较独立的矿化区，但两者之间又有密切的成因联系（327地质队，1982；王奎仁等，1993）。全区地质概况见图9-1所示。
根据以上分析，我们有目的地选择沙溪矿区断龙颈以南分布有志留系地层的菖蒲山地区进行野外调查工作，并在地表发现了矿化点和斑岩型铜矿的标志——富铜铁帽。3个地表样品的分析结果为：铜含量在（560～1475）×10-6之间（表9-1），这比沙溪矿床地表矿化点的铜含量高出甚多，其伴生元素如Pb、Zn、Co和矿化剂元素S、F、Cl、As等亦有很高的含量；而且该矿化点正位于全区的主体构造——沙溪—菖蒲山地区主体复背斜核部（图9-2），从而为深部矿体的形成与容矿提供了良好的条件，所以我们认为该点的标志可以作为寻找斑岩型铜矿的找矿标志。
图9-1 皖中庐江沙溪-菖蒲山斑岩型铜矿区地质-岩浆控矿略图
1.第四系沉积物；2.中—新生界红层；3.中生界火山岩；4.中生界碎屑岩；5.古生界碎屑岩；6.闪长岩类；7.浅成相闪长斑岩；8.含矿石英闪长斑岩、黑云母石英闪长斑岩；9.浅成火山岩类；10.侵入角砾岩；11.爆发角砾岩；12.推测背斜轴；13.次级向斜轴；14.断层；15.沙溪矿区位置：（1）棋盘山，（2）凤台山，（3）铜泉山，（4）鼓架山，（5）断龙颈，（6）龙头山；16.菖蒲山成矿预测区位置
图9-2 安徽庐江县沙溪矿区Ⅰ—Ⅰ线实测地质剖面图（据安微省地矿局327地质队）
A.极化率和电阻率曲线；B.安徽沙溪斑岩型铜矿区铜泉山第9勘探线钻孔地质剖面图。1.侏罗系中下统碎屑岩；2.侏罗系下统碎屑岩；3.石英闪长斑岩；4.中斑角闪闪长斑岩；5.侵入角砾岩；6.氧化带界线；7.矿体；8.推断复式背斜轴迹及其派生断裂（NNE向）；9.NNE向断裂
表9-1 菖蒲山一带地表富铜铁帽部分元素的分析结果（wB/10-6）
分析在华东冶金地质研究所中心实验室完成，分析方法为原子吸收法。
（三）地球物理测量及异常分析
1.研究方法
区内地球物理测量研究工作，是在地质、地化研究的基础上进行的。工作区的选择及测线的布置，覆盖了前期地质勘探与地球化学测量工作所发现的异常地段。考虑到测区志留系（S1-2）地层与闪长岩体的接触带都有可能具备斑岩型铜矿化条件，故测线有一定延伸，以利于从正常场至异常区的全面了解。这次工作我们共测得剖面6条（其中一条是针对庐江沙溪矿区已知矿体的实测剖面），测线基本为北西至南东方向，预测区内测量的面积约0.6km2。
根据所研究地区的地质情况，在该区工作中，我们主要选择了激电法和高精度磁法两种方法。电法所选用的仪器是加拿大进口的IPR-8接收机和IPT-1发射机，方法为中间递度法，配合对称四极测深。磁法选用的是加拿大生产的IGS-2型磁力仪，磁测数据进行了日变改正。在本区工作中电法和磁法所使用各种仪器工作稳定，所测数据重复性好，结果可靠，所选仪器和方法，较好地反映了本区地质体的信息。根据从已知到未知，并充分考虑地质条件的特殊性的原则。我们首先选择了沙溪矿区9线作为实验剖面（图9-3）。从所测剖面可见，埋藏矿体和异常对应很好，该异常电法表现为低阻、高极化特征，极化率高达40‰。矿体上方磁法为一负异常。实验剖面西北部因水库阻隔未能测至中沙溪闪长岩体，在中沙溪乡附近测得的磁场为49267.9nT。分析实验剖面，矿体上方磁法为负异常，可能为蚀变作用的反映，电法高极化较为宽缓，可能反映矿体外围的金属硫化物矿化晕有更宽的范围。
2.电法测量结果
在预测区所测的剖面中，1～4线具类似的特征（图9-4）。其极化率值从东部正常的志留系（S1-2）的20‰左右，向西进入异常区突然变为40‰以上，最高接近60‰左右。而进入中沙溪闪长岩体后极化率值迅速降至8‰以下。极化率异常非常明显。且异常大体与区内志留系（S1-2）和中沙溪闪长岩体接触带方向一致，为近北东方向的带状，具体可分为两条带，较西部的带异常值稍高，可能为埋深较浅所致。由测深结果表明，高极化率体顶板埋深不足100m。电阻率因受地形等因素影响变化较大，但仍可见近岩体异常带的低阻反映，同时也反映了预测区高硫化物矿化区和已知矿区相对应的特点。该异常带在略向南东偏转后，尖灭于2～5线之间。异常面积可达0.6km2（图9-5）。
图9-3 实验对比剖面图（据安徽省地矿局327地质队）
1—松散沉积物；2—页岩；3—泥岩；4—泥质粉砂岩；5—粉砂质泥岩；6—褐铁矿化粉砂质泥岩；7—褐铁矿化硅化粉砂质泥岩；8—含褐铁矿化泥质粉砂岩；9—褐铁矿化硅化泥质粉砂岩；10—粉砂岩；11—闪长斑岩；12—采样位置及编号；13—第四系；14—志留系中统；15—燕山期闪长斑岩
图9-4 安徽庐江菖蒲铜矿预测区视电阻率、极化率（ρs、Ms）剖面图
从测深曲线可以看出：预测区1线67号点测深曲线与已知矿体沙溪第9号勘探线56号点测深曲线具有非常一致的对应关系，且预测区的极化率值达49‰，较已知矿体的极化率值40‰高出许多（图9-6）。此外，在非矿化地段，深部的岩石极化率升幅不大（图9-7），表明该方法在本区是非常有效的。
图9-5 安徽庐江菖蒲斑岩型铜矿预测区极化率测量结果平面图
3.磁法测量结果
为了配合电法测量，我们还作了磁法测量验证工作，沿所有的电法测线都作了测量工作，共有6条磁法测量剖面。预测区1～4线，剖面特征相似，磁场为由西向东的倾斜梯级带由北向南，3线在580号点以西为磁场值逐步升高的陡梯级带，向东则平滑，未见变化；4线除曲线在240点见一小的局部异常外，520号点与3线580号点对应；1线在740～880号点有一局部异常，幅值可达100nT;2线460号点有近20nT的扰动变化，600号点形式和3线段580号点对应，5线则反映与前几条线完全不同的特征，是在较高的磁场水平上具有一定的起伏跳动，反映在S1-2地层下很浅部位即为岩体。图9-8是磁测平面图，和区域航磁资料相比具有丰富得多的信息，除梯级带的形态外还可见次级异常，反映了岩脉和小岩体的形态。
图9-6 安徽省庐江县庐江-菖蒲山斑岩型铜矿已知区和预测区激电测探曲线剖面图
上图为l线670号点；下图为沙溪矿区第9勘探线560号点。Ms.极化率；ρs.视电阻率
图9-7 四极对称测深区线图
图9-8 安徽庐江菖蒲山斑岩型铜矿预测区磁法测量平面图
图9-9 沙溪矿区17线剖面图（据安徽省地矿局327地质队资料）
4.菖蒲山预测区构造屏蔽与背斜核部控矿模式
沙溪矿床的矿物组合简单，主要有黄铜矿、黄铁矿、假像磁铁矿、斑铜矿、磁铁矿、辉铜矿、铜蓝、毒砂等；蚀变特征自内向外为：钾长石化带，绢云母化带，青磐岩化带，但分带界线不明显，仅在主要含矿岩体——石英闪长斑岩及黑云母石英闪长斑岩中有较清楚的分带现象。矿区内岩浆岩分布广泛，岩浆作用极为强烈，具有长期持续活动的特点。其组成为一套钙碱系列同源不同阶段的杂岩体。岩浆活动时间上下限比较清楚：火山岩超覆于中下侏罗统象山群之上，岩体则明显侵入象山群中，而在下白垩统红层中有较多火山岩和部分侵入岩砾石。已知含矿岩体石英闪长斑岩同位素年龄为173～123Ma，生成时间相当于晚侏罗—早白垩世，即属于燕山期产物。
董树文（1984）对沙溪矿区进行研究后，提出帚状构造控矿模式：中沙溪岩体向北甩出3支小岩体，中间一支含矿，两翼无矿。这个模式可以给出矿体的分布的特征。但是，从沙溪已有剖面线及钻孔资料分析，沙溪矿床的主要矿体呈倒“U”字形，大部分分布在背斜核部（图9-9），围岩以蚀变高家边组硅化碎屑岩为主，沿核部断续出露的岩体可以看成是背斜核部剥蚀后的露头。两翼部出露的无矿化岩体一般是浅成相的火成岩。在背斜核部，富含挥发性组分的含矿热液在受到顶盖屏蔽情况下富集成矿，而在两翼显然不利于成矿。自印支期以来，郯庐断裂的大幅度左行平移（Xu J.W.,1993）在本区构造格局中亦起到主导作用，在复式背斜的核部东侧形成了一系列羽状，呈NNE—NE展布的张裂隙，这些裂隙是后期的岩浆热液上升的良好的通道，而其背斜核部及其虚脱部位为含矿岩体提供了有利的容岩空间。上述所有的地质、构造条件为全区的斑岩铜矿的形成提供了有利条件。
我们在前人工作的基础上，结合地表实测地层剖面，提出了构造屏蔽、背斜核部控岩控矿模式（图9-10）。应用这个模式可以完满地解释沙溪矿床中矿体的分布，矿层厚度的分布以及两翼岩体无矿的本质原因。根据这个模式有目的地选择断龙颈以南有志留系地层分布发育的菖蒲山地区进行野外调查所发现的富铜铁帽就是该找矿指导思想的体现，理论和实践都有力地证明了这个理论模式在该区对寻找斑岩型铜矿的指导作用。
5.结果讨论
综合地质-地球物理（电法、磁法测量）研究结果，我们可以看到区内激发极化法所圈定的异常具一定规模，异常和相邻的中沙溪矿体有相似的量值，局部高于已知的矿区。40‰～60‰这样高的极化率数值在本区只能反映地下硫化物的特征。异常和已知矿区特征近似为低阻高极化的特点。异常对应的构造部位和已知矿区相当。磁法测得本区磁场强度高于已知矿区（相差100nT左右），可能反映区内盖层较薄。综合以上资料，本区是极有前景的铜矿找矿区。其中1线740～650号点可作为区内较浅部位优先选择的勘探验证地段。
图9-10 菖蒲山斑岩型铜矿床预测区构造-岩浆成矿构想模式图
1.砂岩；2.泥质粉砂岩；3.闪长岩；4.富铜铁帽；5.推测矿体的存在形式
综上所述，菖蒲山预测区是一个有希望的斑岩铜矿远景区，地、物、化的证据都支持构造屏蔽、背斜核部控矿的模式，我们可以看到区内以激发极化法为主所圈定的矿化异常，具有充足的地质-物探依据，并经专家论证。此外，该矿化异常有较大规模，异常和相邻的中沙溪矿体有相近的量值，局部高于已知矿区。且异常和已知矿区特征近似，为低阻高极化异常。异常所对应的构造和已知矿区相当。结合全区地质-构造背景以及所处的大地构造部位分析，我们认为菖蒲山预测区是极有前景的斑岩型铜矿成矿远景区。