安徽省歙縣水竹坑銅礦床地質(zhì)特征及成因探討

胡順利，章 倩

歙縣水竹坑銅礦床，區(qū)域上位于江南造山帶北東段的白際嶺島弧帶內(nèi)基性火山巖帶內(nèi)，產(chǎn)于新元古代西村巖組（Pt3x）的細(xì)碧角斑巖中，該礦床向西與西部黃土坑銅礦相連構(gòu)成同一構(gòu)造巖漿成礦帶。水竹坑銅礦床，位于北西側(cè)水竹坑韌性斷裂帶與南南東側(cè)三陽(yáng)坑脆韌斷裂帶之間混雜巖帶內(nèi)，該礦床為海底噴流銅礦床。通過(guò)對(duì)該礦床地質(zhì)特征的調(diào)查研究，提高了礦床成因認(rèn)識(shí)及掌握了找礦依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

歙縣水竹坑銅礦床，位于安徽東部皖浙相鄰區(qū)的新元古代基地底層中，基底地層為的基性-超基性巖帶中，位于江南造山帶北東段皖南地區(qū)，礦床主體W 位于白際嶺島弧帶內(nèi)。帶南側(cè)為祁門—三陽(yáng)脆韌性斷裂帶，帶北西側(cè)為歙縣—水竹坑韌性斷裂帶，水竹坑銅礦床位于上述脆韌性斷裂帶與韌性斷裂帶所挾持向北東開口的三角區(qū)構(gòu)造混雜巖帶內(nèi)。

水竹坑銅礦床出露地層為新元古代西村巖組（Pt3x）。由片理發(fā)育的細(xì)碧巖、角斑巖、石英角斑巖以及千枚巖、千枚狀板巖，片理千枚巖傾向南東。混雜巖帶內(nèi)青白口紀(jì)早期花崗閃長(zhǎng)巖侵入體廣泛發(fā)育片麻狀構(gòu)造，并呈長(zhǎng)條狀分布。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，一組為北東向逆斷層，另一組為NW 向正斷層或平推斷層，三組裂隙構(gòu)造。其中以143°～153°方向裂隙構(gòu)造與脈巖和礦化關(guān)系密切。

水竹坑銅礦床主要礦體分布于細(xì)碧巖內(nèi)及其附近，及綠泥石英片巖及砂質(zhì)千枚巖中。區(qū)內(nèi)礦體呈脈狀、似層狀、透鏡狀體產(chǎn)出。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)含礦層位為新元古代西村巖組火山巖。與銅礦有關(guān)的主體巖性為細(xì)碧巖、角斑巖、石英角斑巖以及千枚巖、千枚狀板巖，片理化千枚巖走向北東，傾向南東（圖1）。

圖1 歙縣水竹坑銅礦區(qū)地質(zhì)略圖

2.2 礦區(qū)巖漿巖

礦區(qū)巖漿巖主體為新元古代西村巖組與銅礦有關(guān)的西村巖組蛇綠巖套組合，及少量中基性脈巖。

2.2.1 火山巖組合

銅礦產(chǎn)于西村巖組細(xì)碧角斑巖內(nèi)，主要巖石組合為細(xì)碧巖、輝綠巖、角斑巖及石英角斑巖。礦體主體產(chǎn)于球粒細(xì)碧巖和層狀輝綠巖內(nèi)。

2.2.2 火山巖巖石特征

依據(jù)細(xì)碧巖巖石學(xué)特征及其中的硅質(zhì)巖、碧玉巖等地質(zhì)特征，細(xì)碧巖-角斑巖組合為海底噴發(fā)火山巖。

2.2.3 火山巖巖石化學(xué)特征

礦區(qū)細(xì)碧巖其化學(xué)成分特征是高Na、低K。Na2O 在1.3%～3.30%之間，變化范圍較大，CaO/Na2O 值低于2.0。與中國(guó)及世界標(biāo)準(zhǔn)細(xì)碧巖有一定的差別（這與巖石后期蝕變有關(guān)）。

2.2.4 火山巖稀土元素特征

據(jù)地礦部礦床所張光弟等對(duì)水竹坑地區(qū)海相火山巖的研究，其火山巖的稀土元素含量特征：細(xì)碧巖的稀土總量為43ug/g ～68ug/g。呈輕稀土虧損型分布，重稀土較平緩，僅Er略有偏低，無(wú)Eu異常，石英角斑質(zhì)凝灰?guī)r和綠泥石片巖（礦區(qū)），稀土總量分別為223ug/g和86ug/g，稀土曲線呈重稀土Er向下彎曲的弧形，凝灰?guī)r有弱的負(fù)Eu異常，片巖有正Eu異常。

礦區(qū)細(xì)碧巖的稀土元素與現(xiàn)代島弧拉斑玄武巖對(duì)比不是很一致，但與島弧拉斑玄武巖具有相似性。其輕稀土虧損模式代表島弧拉斑玄武巖。

2.3 細(xì)碧巖巖石成因

研究表明細(xì)碧巖巖石化學(xué)成分F（FeO+Fe2O3）、A（Na2O+K2O）、M（MgO）巖石成因三角圖解（圖2）顯示水竹坑及周邊地區(qū)的細(xì)碧巖，成巖成礦時(shí)間相近，他們是成礦火山巖演化漸變的細(xì)碧巖組合。

圖2 FAM（拉斑系列和鈣堿系列）圖解

2.4 礦區(qū)混雜巖

礦區(qū)混雜巖帶內(nèi)發(fā)育青白口紀(jì)早期花崗閃長(zhǎng)巖，侵入體廣泛發(fā)育片麻狀構(gòu)造，并呈長(zhǎng)條狀分布于混雜巖中，并有中生代輝長(zhǎng)玢巖、閃長(zhǎng)玢巖、正長(zhǎng)斑巖脈侵入。

2.5 礦區(qū)構(gòu)造特征

礦區(qū)南側(cè)為祁門—三陽(yáng)脆韌性斷裂帶，北西側(cè)為歙縣—水竹坑韌性斷裂帶，礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育。其中以143°～153°方向裂隙構(gòu)造與脈巖和礦化關(guān)系密切。

2.6 礦區(qū)地球物理、地球化學(xué)特征

2.6.1 地球物理特征

（1）電性特征。礦區(qū)內(nèi)分布的千枚巖、陽(yáng)起石化細(xì)碧巖、綠泥石英云母片巖等。一般巖石的極化率ηs 均在1.5%～2.5%之間，電阻率ρs 為103Ωm ～105Ωm；而銅礦石的＝50%，＝200Ωm。礦體與圍巖的電性差異很明顯。

（2）磁性特征。本區(qū)巖石大多為無(wú)磁或弱磁性，有磁性的主要為矽卡巖、部分細(xì)碧巖和角巖化千枚狀砂巖等。

2.6.2 地球化學(xué)特征

本區(qū)有Cu、Pb、Zn、Ag 的分散流異常；與中－基性火山巖帶有關(guān)的Cr、Ni、Co、V 的組合異常。

礦區(qū)內(nèi)各類巖石的銅的豐度值高于區(qū)域背景值。礦化帶內(nèi)綠泥石片巖銅含量高達(dá)520ug/g。是區(qū)域背景值的5 倍～6 倍。

3 礦床特征

3.1 礦化帶特征

水竹坑礦區(qū)分布兩條礦化帶，一條由綠泥石片巖、糜棱巖、細(xì)碧巖、千枚狀砂巖組成的水竹坑礦化帶，水竹坑礦區(qū)所發(fā)現(xiàn)的工業(yè)礦體均產(chǎn)于此帶內(nèi)；另一條即銅山－大備坑礦化蝕變帶，位于細(xì)碧巖帶的南東側(cè)與千枚巖的接觸帶內(nèi)側(cè)，該蝕變帶中局部有磁鐵礦化、銅礦化、鉛鋅礦化。

3.2 礦體特征

分布于細(xì)碧巖內(nèi)及其附近，綠泥石英片巖及砂質(zhì)千枚巖中。呈脈狀、似層狀、透鏡狀體產(chǎn)出。產(chǎn)狀基本與圍巖片理一致，走向北東，傾向南東，傾角在60°以上（圖1）。

礦區(qū)共圈定出工業(yè)礦體24 個(gè)，長(zhǎng)度16m ～300m，延深14m ～200m，平 均 厚 度0.91m ～7.37m，平 均 品 位 為0.50%～1.77%。產(chǎn)狀與銅礦化帶產(chǎn)狀一致。

礦石組分簡(jiǎn)單，主要礦石類型為綠泥石片巖及綠泥石石英云母片巖型、綠泥石化細(xì)碧巖型和（糜棱巖化）砂質(zhì)千枚巖型礦石。

礦石礦物以黃銅礦、磁黃鐵礦和黃鐵礦為主，少量的閃鋅礦、方鉛礦、斑銅礦、輝銅礦等；脈石礦物為石英、絹云母、綠泥石、方解石等。

礦物結(jié)構(gòu)大多呈不規(guī)則狀結(jié)構(gòu)，次有半自形交代結(jié)構(gòu)，未見(jiàn)有壓碎結(jié)構(gòu)，說(shuō)明成礦作用未受構(gòu)造變形影響。礦石為脈狀及網(wǎng)脈狀構(gòu)造。

3.3 圍巖蝕變特征

具有綠簾石化、陽(yáng)起石化、綠泥石化、絹云母化、硅化、碳酸鹽化等蝕變。

3.4 蛇緣巖套富集Cu、Pb、Zn 元素

銅礦產(chǎn)于西村巖組中，與新元古代蛇綠巖套中的細(xì)碧巖緊密相隨相伴產(chǎn)出。通過(guò)對(duì)西村巖組等地層單位進(jìn)行系統(tǒng)的地球化學(xué)剖面測(cè)量，明顯富集Cu、Pb、Zn、V 等元素，其中Cu 的平均值為98.1×10-6。

3.5 火山熱水噴流沉積型銅礦床

西村巖組中的火山沉積建造由變安山玄武巖、細(xì)碧巖、角斑巖、角礫凝灰?guī)r彼此呈互層夾層產(chǎn)出，這些巖石出露區(qū)具有明顯的高Cu、Au 地化背景。上述資料說(shuō)明西村巖組中的火山巖與銅礦化關(guān)系密切。礦床的主體成因類型為海相火山熱水噴流沉積型銅礦床。銅礦品位居中等—富集。

4 礦床成因

4.1 西村巖組變質(zhì)細(xì)碧巖特征

細(xì)碧巖銅礦床，主要分布江南造山帶白際嶺島弧帶的北西側(cè)，在成因上與海底火山噴發(fā)的細(xì)碧角斑巖密切相關(guān)。含礦層位為新元古代西村巖組，其巖性為蛇綠巖套組合，主要有細(xì)碧巖、球粒玄武巖、層狀輝綠巖、角斑巖及石英角斑巖，其間夾有千枚狀碎屑巖。巖性大致顯示海底噴發(fā)由基性到酸性。且在火山噴發(fā)間歇期間沉積碎屑巖（千枚巖、硅質(zhì)板巖等）。

4.2 變質(zhì)細(xì)碧巖成礦

水竹坑銅礦產(chǎn)于新元古代西村巖組,為蛇綠巖套巖石組合。主要有變質(zhì)細(xì)碧巖、球粒玄武巖層狀輝綠巖、角碧巖及石英角碧巖，其間夾有千枚狀碎屑巖。銅礦化與變質(zhì)細(xì)碧巖密切相關(guān)。其化學(xué)成分具有高Na 低Ca 富水特征，且富集Cr、Pb、Zn、V 等元素。含礦細(xì)碧—角斑巖系中見(jiàn)有硅質(zhì)巖、碧玉巖，具有海相火山熱水噴流—沉積礦床特征。原細(xì)碧角斑巖有沉積巖和海相火山巖雙重性質(zhì)，銅礦化受地層和火山巖控制明顯。

4.3 構(gòu)造及韌性剪切帶成礦

新元古代銅礦床，礦床分布于白際嶺島弧帶與歷口構(gòu)造帶接合部位及祁門—三陽(yáng)斷裂中西段北側(cè)，礦化賦存于西村巖組細(xì)碧巖內(nèi)。為新元古代初始盆地水下火山熱水噴流沉積銅礦床。如水竹坑、大備坑等礦床。

4.4 熱水噴流沉積型礦床

水竹坑銅礦床是在水下海底進(jìn)行，由熱水噴流沉積成礦作用形成。成礦物質(zhì)主要來(lái)源于海底火山熱液和噴氣。安徽東南地區(qū)海相火山熱水噴流沉積型銅礦床，按其成礦方式和賦礦層位，為產(chǎn)于新元古代變質(zhì)細(xì)碧角斑巖中的銅礦床亞類。

4.5 銅礦床成礦規(guī)律

皖南地區(qū)銅金多金屬礦成礦規(guī)律研究，旨在研究成礦地質(zhì)環(huán)境、控礦地質(zhì)因素、成礦地質(zhì)特征及地球化學(xué)背景基礎(chǔ)上進(jìn)行的。總結(jié)的成礦規(guī)律主要是時(shí)空分布規(guī)律，認(rèn)識(shí)應(yīng)用這些規(guī)律，有助于提高礦產(chǎn)預(yù)測(cè)水平和地質(zhì)找礦效果。銅礦床主要分布在白際嶺島弧帶北側(cè)及祁門—三陽(yáng)斷裂南側(cè)。含銅巖系為新元古代西村巖組細(xì)碧角斑巖建造，巖石主要為變細(xì)碧巖、輝綠—細(xì)碧枕狀熔巖、細(xì)碧角斑巖及石英角斑巖。礦化多呈條帶狀（層帶狀）、浸染狀分布。礦化帶受北東向和近東西向韌性剪切帶控制，圍巖蝕變主要為綠泥石化、透閃石化、陽(yáng)起石化、硅化等。

5 結(jié)論

水竹坑銅礦分布于皖南浙西的白際嶺島弧帶內(nèi)，其含銅礦體位于新元古代西村巖組細(xì)碧角斑巖系內(nèi)，巖石主要為細(xì)碧巖、輝綠-細(xì)碧枕狀熔巖、細(xì)碧角斑巖及石英角斑巖。

主要礦石類型為：綠泥石片巖及綠泥石石英云母片巖型、綠泥石化細(xì)碧巖型和（糜棱巖化）砂質(zhì)千枚巖型礦石。

礦石礦物以黃銅礦、磁黃鐵礦和黃鐵礦為主，少量的閃鋅礦、方鉛礦、斑銅礦、輝銅礦、鈦鐵礦、膠狀黃鐵礦、孔雀石、輝鈷礦及白鐵礦等。

銅礦產(chǎn)于新元古代西村巖組的蛇綠巖套巖石組合。其化學(xué)成分具有高Na 低Ca 富水特征，且富集Cr、Pb、Zn、V 等元素。

水竹坑銅礦床為新元古代初始盆地水下火山熱水噴流沉積銅礦床。

礦區(qū)銅礦與西部休寧縣黃土嶺銅礦為同一巖漿成礦帶，其間伏川蛇綠巖中對(duì)晶巖進(jìn)行鋯石SHRIMP U-Pb 測(cè)得年齡為840Ma ～820Ma，作者認(rèn)為上述年齡值，即為新元古代西村巖組水竹坑銅礦（礦區(qū)）的成礦年齡。

本文在編寫過(guò)程中得到汪應(yīng)庚、劉章平等正高級(jí)工程師指導(dǎo)與幫助，在此表示衷心感謝！文中不足之處敬請(qǐng)指正。