上山坞地区地质特征及找矿方向初探

2014-01-17李全海宋吉军

资源环境与工程 2014年5期

关键词：变质岩北东热液

李全海，宋吉军

(浙江省水文地质工程地质大队，浙江宁波 315012)

0 引言

上山坞地区区域上位于扬子准地台与华南褶皱带两个一级大地构造单元的结合部位，属浙东南隆起区丽水—宁波隆起带，新昌—定海断隆，江山—绍兴、丽水—余姚两条深断裂所夹持的三角地带区内。

1 地层

区内主要出露上侏罗统西山头组(J3x)火山岩、陈蔡群(Pt2c)变质岩。

上侏罗统西山头组(J3x)主要分为两个岩性段:J3x1、J3x2，主要分布在芙蓉山破火山口内部。J3x1:上部以浅灰白色流纹质含角砾晶屑玻屑熔结凝灰岩为主;中部以浅灰白色、浅灰紫色流纹质晶屑玻屑熔结凝灰岩夹薄层状紫红色凝灰质粉砂岩为主，为本区重要的含矿层位，有半丘高岭土矿产出;下部以浅灰黄色流纹质含晶屑玻屑熔结凝灰岩为主，主要分布在银坑沟一带。J3x2:上部以浅灰白色流纹质玻屑熔结凝灰岩为主;中部以浅灰紫色流纹质晶屑玻屑熔结凝灰岩夹薄层状紫红色凝灰质粉砂岩为主;下部以浅灰白色流纹质含角砾晶屑玻屑熔结凝灰岩为主。

陈蔡群(Pt2c)变质岩:下部以灰黑色黑云斜长片麻岩为主夹不规则透镜状浅粒岩;中部以灰黑色含石榴夕线黑云斜长片麻岩夹薄层状黑云母片岩为主，是本区较重要的含矿层，主要有铜罗山铅锌银矿;上部为混合岩化的石英二长岩，是本区最重要的含矿层，在边部富集贵金属元素，矿产有潘宅金银矿。

2 构造［1］

区内构造发育，主要有芙蓉山破火山构造及放射状、环状断裂构造，褶皱构造等。

芙蓉山破火山构造是中生代典型的火山构造，在平面上大致呈NE向延伸的椭圆形，长轴长约17．5 km，短轴长约13．5 km，面积约190 km2。其东、南东侧和北侧为陈蔡群变质岩，西侧为江绍断裂带，周边多发育环状和放射状断裂，上山坞地区位于芙蓉山破火山构造的东部边缘环状断裂带(图1)。

受区域大断裂及芙蓉山破火山机构影响，区内断裂构造比较发育，大致可分为北东向(近环状断裂)、北西向(放射状断裂)、近东西向、近南北向等四组断裂。

(1)北东向环状断裂:在陈蔡群与西山头组地层接触带附近主要表现为沿片麻理或斜切片麻理之压扭性断裂，局部有霏细岩、石英霏细斑岩等岩脉充填，此组断裂具多次活动性，其断裂带的宽、长及围岩蚀变、揉皱等均为本区最发育;是区内主要控矿断裂，其中银坑沟含金银多金属矿就发育此组断裂中，产状320°～330°∠80°～82°，代表性断裂有北腰坑—王坞村—新联村断裂、潘宅—新阳—新联村断裂等。

(2)北西向放射状断裂:此组断裂主要发育芙蓉山破火山外环陈蔡群变质岩中，性质为左旋张扭性，走向310°～340°，近直立，多充填安山岩、英安玢岩等脉岩，切割早期的北东向环状断裂，代表性断裂有北腰坑—白岩山断裂、王坞坑—寺基坪断裂，其中半丘高岭土矿与之密切相关。

(3)近东西向断裂:此组断裂不发育，性质表现为张—张扭性，走向270°～280°，近直立，规模较小，充填安山玢岩、花岗斑岩。

(4)近南北向断裂:该组断裂发育较晚，总体走向190°～200°，切割北东向断裂，断裂性质为压扭性，以半丘—塘岭断裂为代表。

图1 上山坞地区地质图Fig.1 Geological map of Shangshanwu area1．上侏罗统西山头组一段;2．上侏罗统西山头组二段;3．陈蔡群;4．混合石英二长岩;5．流纹岩;6．霏细岩;7．石英霏细斑岩;8．安山岩;9．英安玢岩;10．芙蓉山破火山口 ;11．断裂;12．不整合接触;13．片麻理产状;14．铜矿;15．地开石;16．多金属矿;17．萤石矿;18．黄铁矿。

褶皱构造:本区在区域上位于陈宅向斜与岭北背斜之间的变形区域，褶皱构造甚为发育，往往形成强烈的紧密褶皱，使全区陈蔡群岩层(结晶片麻理)呈多方向，且规律性不强。主要有新阳—坞底背斜、王坞坑向斜及潘宅倾伏向斜等。在背斜和向斜之间的过渡转折地带，往往发育一系列的镶嵌斜卧、平卧等紧密褶皱。加之混合作用、北东向环状断裂、北西向的放射状断裂的牵引、破坏的影响，使褶皱的形态、规模、产状等难以推断。就总体构造轮廓，该区发育一系列的线形褶皱，呈北东向展布。

3 成矿类型

区内受构造和变质热液及混合岩化等作用，其成矿模式各异。主要有火山岩成矿类型、变质热液—火山热液叠加改造类型、变质热液—岩浆热液叠加改造类型。

3．1 火山岩成矿类型

火山岩成矿类型属低温火山热液蚀变型，代表矿床为半丘高岭土矿，处于芙蓉山破火山口内侧，严格受环状和放射状断裂控制，出露层位为西山头组一段中部，为一套中酸性流纹质晶屑玻屑熔结凝灰岩夹薄层状紫红色凝灰质粉砂岩。矿体具成层性，单矿体厚1～2 m，产状320°∠15°。围岩蚀变为硅化、绿泥石化、叶腊石化。

3．1．1 地球化学特征

半丘高岭土矿位于芙蓉山破火山口内侧，矿床分布有多个高岭土矿，表明地表存在大范围的蚀变现象，预示深部找矿潜力较好，是寻找Pb、Zn、Ag多金属矿的有利地段(表1、图2)。

表1 上山坞综合异常区各元素平均值Table 1 Average of each element of comprehensive anomalous area of Shangshanwu

3．1．2 矿床成因浅析

矿床成因为燕山晚期晚侏罗世火山喷发后形成芙蓉山破火山，在破火山口边缘发育环状和放射状断裂，低温火山热液促使中酸性的凝灰岩发生强烈的高岭土化蚀变而成，并且火山热液可能携带部分成矿物质(Ag、Au)，形成含矿热液，大气降水的淋滤、加热和环流作用进一步萃取了赋矿围岩中的Ag、Au，使含矿热液的迁移、富集和堆积提供有利场所，从而形成半丘含金银高岭土矿。

图2 上山坞地区化探综合异常图Fig.2 Comprehensive anomalous map of geochemical exploration in Shangshanwu area

3．2 变质热液—火山热液成矿类型

此类型矿床主要集中在陈蔡群变质岩中，经历三个阶段，即矿源层形成阶段、变质热液成矿阶段、后期火山热液叠加改造阶段，以潘宅含金银多金属矿［2］为典型，其矿体(包括矿化体)均赋存于陈蔡群岩性段的北东向和北东东向的压扭性断裂带中，并严格受断裂所控制。矿体在断裂中多呈透镜状、脉状断续产出，并有分叉、复合、尖灭、重现的现象。矿区主要含矿带共9条，分布于银坑沟矿段和黄坞坑矿段，矿体呈透镜状、脉状赋存于含矿断裂带中部或两侧。近矿围岩蚀变以硅化为主体，亦有不强的绢云母化、绿泥石化、萤石矿化、碳酸盐化等，并具不明显的分带现象，显示了蚀变作用的多次性，在北东向断裂，特别是含矿化断裂尤为发育。蚀变类型和产出的先后是:早期(区域变质或混合岩化作用期)以硅化、绿泥石化、绢云母化，局部黄铁矿化等为主;后期(火山活动期)以硅化、绢云母化为主，亦有碳酸盐化、黄铁矿化、萤石矿化等;晚期(岩体侵入或火山期后热液活动期)以硅化、黄铁矿化为主，亦有萤石矿化、碳酸盐化等。铅锌铜以及金银等矿化的形成与硅化、绢云母化、黄铁矿化，局部碳酸盐化、萤石矿化等关系密切，是后期或晚期的产物。

3．2．1 陈蔡群变质岩岩石化学特征［3］

上山坞地区陈蔡群变质岩岩石的化学成分及岩石化学参数列表2，由表2可以看出:

(1)片岩、片麻岩类岩石其化学成分在全区范围内变化不明显，SiO2含量在55% ～67%之间，Al2O3含量为14% ～16%，且 MgO＞CaO，K2O＞Na2O。根据Η．Π谢勉年科系数计算，大致属于碱土铝硅酸盐类。

(2)变粒岩含SiO2多数＞70%，K2O＞Na2O，MgO和CaO含量相差不大，A值多数＞70，应属于铝过饱和、二氧化硅过饱和碱土硅酸盐类。

(3)绿泥石、绿帘石在片麻岩中呈夹层出现，厚度小，变化大，为陈蔡群变质岩中的主要含矿层，在不同地区岩性略有差异。如北部诸暨七湾、石壁脚地区岩石主要为绿帘石，次为石英、透辉石及绿泥石组成;而在南部龙泉乌岙地区则以绿泥石为主。该类岩石含SiO2低，一般＜50，MgO＜CaO，且北部岩石 CaO含量高于南部，而铁含量则相反。反映在Η．Π谢勉年科系数上，北部铁质系数F＜30，南部高达39;北部钙质系数C值多在50以上，而南部C值则在21．10以下。

3．2．2 陈蔡群变质岩微量元素特征

变质岩岩石微量元素区域资料统计列表3。由表3可知:

(1)区内主要成矿元素Cu、Pb、Zn含量，除大理岩、变粒岩中较低外，一般都高于地壳平均含量，尤其在片麻岩中的含量可达维氏值的1．5～2．5倍。表明陈蔡群可能为 Cu、Pb、Zn 的矿源层。此外，Ag、Au、Ni、Mo、W、Sn等元素的含量也普遍高于地壳平均值。

(2)元素丰度具有明显的区域性特征。在南部遂昌、龙泉一带，元素组合复杂，除Cu、Pb、Zn含量较高外，Ag含量多数在 l×10－6上，Au 含量＞0．048 ×10－6(治岭头)，高于地壳克拉克值(维氏)。在北部诸暨七湾一带，元素组合简单，以Zn为主，并具Cd、Sm异常(石壁脚地区绿帘石透辉石岩中Cd含量最高97×10－6)。

表2 浙东南地区陈蔡群变质岩岩石化学成分及岩石化学参数Table 2 Chemical composition of rock and petrochemical parameters of metamorphic rock in Southeastern Zhejiang 单位:×10－2

表3 浙江省陈蔡群变质岩微量元素含量Table 3 Trace element content of metamorphic rock in Zhejiang 单位:×10－6

3．2．3 矿床成因浅析

综合浙东南地区陈蔡群变质岩的岩石地球化学特征及微量元素特征，结合潘宅含金、银多金属矿矿区地质及矿床地质特征，判断此类型矿床成因是:

早期陈蔡群沉积时期，原始沉积环境为海沟，沉积物质主要来源于江南古陆及古岛弧区，陆源碎屑物携带着大量的金属组份进入沉积区;因此，陈蔡群中火山物质的存在，表明陈蔡群原岩沉积时期的海底火山活动，也提供了原始成矿物质来源，陆源和海底火山作用提供的成矿物质，在重力作用或有机质的吸附作用下沉积下来，形成成矿物质的初始富集，即矿源层。

加里东时期区域变质作用，促使沉积岩层(矿源层)中的金属卤化物、硫酸盐及水份活化、汲出，形成金属络合物溶液(即变质热液)，在混合岩化作用下产生微弱的Pb、Zn、Au、Ag等矿化，经过后期强烈的火山作用和火山期后热液作用，继承、叠加、改造，并在温度和压力的作用下，向低压、低化学地带渗透、迁移，最后富集、沉淀下来形成矿床，而多期断裂构造和中酸性岩浆侵位对成矿起主要的控制作用。因此，该矿床为构造活动背景下的产物，属于与变质热液有关的中—低温热液成矿(图3)。

图3 变质热液—火山热液成矿阶段图Fig.3 Mineralization stage of metamorphic hydrothermal fluid and volcanic hydrothermal fluid

4 变质热液—岩浆热液成矿类型

此类型矿床主要赋存在陈蔡群变质岩与西山头火山岩接触部位(主要在上山坞村北西)，以上山坞铜矿为典型，该矿床经历三个阶段，即矿源层形成阶段、变质热液成矿阶段、后期岩浆热液叠加改造阶段。

上山坞铁铜矿受两组北东向断裂控制，北西段为西山头组一段中酸性火山岩与石英闪长斑岩断裂接触部位，南东段为陈蔡群变质岩与石英闪长斑岩断裂接触部位，长约200 m，宽50 m，矿体赋存在岩体中，从北西往南东，表部黄铁矿化由星点状逐渐变为稠密浸染状，靠近与陈蔡群断裂边缘，岩石表部见铜蓝，断裂带内见北东向细脉状铅锌矿化一条，围岩片麻岩见稠密浸染状黄铁矿化(表4)。

表4 上山坞村附近岩石化学元素测试检测表Table 4 Check list of chemical elements of rock in Shangshanwu area单位:×10－6

加里东时期区域变质作用，促使沉积岩层(矿源层)中的金属卤化物、硫酸盐及水份活化、汲出，形成金属络合物溶液(即变质热液)，在混合岩化作用下产生微弱的Pb、Zn、Cu、Fe等矿化，经过后期强烈的火山作用和后期岩浆热液作用，继承、叠加、改造，并在温度和压力的作用下，向低压、低化学地带渗透、迁移，最后富集、沉淀下来形成矿床，该矿床为构造活动背景下的产物，属于与变质热液有关的中—低温岩浆热液成矿。

5 找矿方向讨论

根据本区内断裂特征、围岩蚀变、混合岩化及矿化、矿床分布特征等综合研究，提出找矿靶区。

5．1 变质热液—火山热液叠加改造成矿靶区

主要为北腰坑—王坞坑—新联村一带，区内成矿主要受北东向环状断裂、北西向放射状断裂控制，围岩岩性为灰黑色黑云斜长片麻岩，蚀变主要为硅化、绿泥石化，少量黄铁矿化、萤石矿化、褐铁矿化。区内已知矿床有潘宅含金银多金属矿等。

5．2 变质热液—岩浆热液叠加改造成矿靶区

主要为北腰坑—上山坞一带，西山头组火山碎屑岩和陈蔡群变质的接触部位是成矿有利地段，受北东向断裂控制，接触带两侧发育潜火山岩和脉岩，围岩具硅化、黄铁矿化，局部具铅锌矿化、黄铜矿化。在上山坞村东头见长约200 m，宽50 m的石英闪长斑岩，岩石普遍具黄铁矿化，表部见铜蓝，在断裂带边缘见细脉状铅锌矿，是重点找矿突破方向。