浙江苍南龙船坞铅锌银矿床地质特征及成因分析

2017-03-17于春高原

化工矿产地质 2017年4期

关键词：凝灰岩灰质黄铁矿

于春高原

浙江省第十一地质大队，浙江温州 325006

龙船坞铅锌银矿区位于苍南县城—灵溪镇281°方位，直距30km处，行政隶属苍南县莒溪镇天井村。矿区处于中生代早白垩纪的山门破火山复活区，岩浆活动强烈，构造运动频繁，火山岩极其发育，成矿条件较为有利【1】。

20世纪70～80年代，该区域进行了区域调查、异常查证等工作，圈出了天井银铅锌矿点。2015年矿区进行了普查地质工作，大致查明矿体产状、规模，为一小型银铅锌矿床，具备一定的开采价值。

1 区域地质背景

矿区地处华南褶皱系浙东南隆起区，温州-临海拗陷带，泰顺-青田拗断束之南西段。区域性断裂有温州-镇海北东向大断裂和松阳-平阳北西向大断裂。该区已知矿产丰富，矿种较多。

1.1 地层

区内出露中生界上侏罗统、下白垩统及新生界第四系地层。

上侏罗统高坞组、西山头组、茶湾组和九里坪组分布于山门复活破火山盆地边缘，主要岩性由流纹质晶屑熔结凝灰岩、流纹质晶屑玻屑熔结凝灰岩、流纹斑岩夹凝灰质砂岩、粉砂质泥岩、凝灰质粉砂岩、沉凝灰岩、泥岩等火山碎屑熔岩夹河湖相沉积岩组成，产状围斜内倾，厚度大于2000m。

下白垩统馆头组、朝川组沿山门盆地中心呈北东向展布，主要岩性下部为内陆湖相沉积的一套紫红色砾岩、砂砾岩和青灰、黄绿及灰黑色泥岩、粉砂岩，上部为河湖相紫红色砂砾岩、砂岩和流纹（英安）质碎屑熔岩。

新生界第四系分布在西侧怀溪、山门街坡脚一带，主要为坡积物，由粘土、亚黏土、砂组成，厚度小于5m（图1）。

1.2 构造

1.2.1 断裂构造以北西向断裂构造最发育，由一系列平行断裂组成，自北而南大致可分为：①营前-腾蛟断裂带；②怀溪-朝阳断裂带；③平溪-天井-营溪断裂带。断裂带长12.5～24.5km，宽2～4.5km，走向 300°～320°，倾向北东，倾角 70°～85°，控制着铌铍、铜金、黄铁矿等矿床点的分布。次为东西向天井-朝阳断裂带和北东向桂山-龙井山-石龙断裂带，局部充填辉绿岩及花岗斑岩脉，多为压性、压扭性。

1.2.2 火山构造主要为白云山破火山，形态近圆形，中心位于白云山石英正长斑岩内，出露面积约 225km2。与双尖山破火山、南田火山穹窿、白云山、黄罗山破火山及蒲尖山穹状火山、火山通道等十余个次级火山构造构成北东向火山构造带。

图1 区域地质略图Fig.1 Regional geological sketch

1.3 侵入岩

燕山晚期火山侵入岩发育，大小岩体计27个，受北东向基底构造控制，呈串珠状分布。以岩株、岩枝状产出。岩性主要为闪长岩、石英闪长岩、石英正长斑岩、花岗斑岩、钾长花岗岩等。岩体侵入接触面一般外倾，倾角 60°～70°。围岩蚀变常见角岩化、硅化，与金、铌、钽等金属成矿关系密切。

潜火山岩发育，共有岩体20个，分布于山门复活破火山及双尖山破火山、白云山破火山、南田火山穹窿等火山构造的边缘。岩性以流纹岩、流纹斑岩、霏细斑岩、安山（玢）岩、英安玢岩等中酸性岩为主。与钠长石、明矾石矿等非金属成矿关系密切【2】。

1.4 区域成矿作用

区域发现的矿产种类主要有金银铜多金属、铌、铍矿、辉铋矿、钠长石、明矾石、伊利石、高岭土、黄铁矿等11种矿种，其中大型矿床2处，中型矿床5处，小型矿床12处，矿（床）点38处。山门破火山内主要发育 2个矿田，其一为北东侧双尖山破火山内的龙尾铌、铍、铅锌矿田，其二为中部南田火山穹隆内的山门（金）铜、铅锌、黄铁矿、明矾石矿田。龙船坞矿区属于山门（金）铜、黄铁矿、明矾石矿田，总体呈北西展布，是寻找铜（金）、铅锌矿有利地带。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露地层有上侏罗统西山头组第三段和下白垩统馆头组【3】。上侏罗统西山头组第三段分为3个亚段。

西山头组第三段第一亚段（J3x3-1）：分布于矿区北西部，出露面积较小，其岩性为安山质晶屑玻屑凝灰岩，碎屑凝灰结构，块状构造。成分为长石、石英及暗色矿物组成，厚度大于50m（图 2）。

图2 矿区地质简图Fig.2 Geological sketch of mining area

西山头组第三段第二亚段（J3x3-2）：分布于矿区中部，大面积出露，岩性为流纹质晶屑玻屑凝灰岩，凝灰结构，块状构造。碎屑中岩屑含量较多；晶屑成分主要为长石，少量石英、暗色矿物等；长石中钠长石为主；暗色矿物含量比第一亚段增多。岩石整体颜色较暗。

西山头组第三段第三亚段（J3x3-3）：分布于矿区南部，出露面积占全区绝大部分，岩性为流纹质晶屑玻屑凝灰岩，具凝灰结构，块状构造。碎屑由长石、石英、岩屑及暗色矿物组成，长石中以钾长石居多，岩石总体面貌显示红色特征。

下白垩统馆头组（K1g）：分布于矿区北东及中部，出露范围较小，呈八处孤岛状残留。岩性为灰色粗砂岩、粉砂岩及深灰、灰黑色硅质泥岩、含砾砂岩、泥质粉砂岩等。

2.2 构造

矿区褶皱构造不发育，断裂构造较为发育，主要构造方向为北西向和北东向，北东是矿区主要赋矿构造（图2）。

F1断裂：东自水桶凹南西侧山脊，出露长度约1800m，宽度0.3～20m，倾向总体南东，总体产状：倾向 125°～145°；倾角 73°～80°。矿化带内见构造角砾、构造透镜体或碎裂岩，具方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、绿泥石、硅化、钾长石化等蚀变。岩性主要为凝灰质粉砂岩和流纹质凝灰岩，赋存①号矿化带。

F2断裂：位于F1断裂北侧，出露长度约2000m，宽度0.2～3m，总体产状：倾向300°～340°；倾角56°～80°。矿化带内见构造角砾和碎裂岩，具方铅矿化、闪锌矿化、黄铁矿化、绿泥石化、硅化等蚀变。岩性主要为凝灰质粉砂岩和流纹质凝灰岩，赋存②号矿化带。

F3断裂：位于F2断裂北侧，出露长度约900m宽度0.2～6m。总体产状：倾向285°～322°；倾角58°～85°。矿化带内见构造角砾和碎裂岩，具方铅矿化、闪锌矿化、黄铁矿化、绿泥石化、硅化、绿帘石化和铁锰矿化等蚀变。岩性主要为凝灰质粉砂岩和流纹质凝灰岩，赋存③号矿化带。

F4断裂：位于矿区中部，出露长度约100m，宽0.2～2m，中部被F6切割，产生移动，断距约30m。总体产状：倾向 280°～300°；倾角 70°～80°。矿化带内见构造角砾和碎裂岩，具方铅矿化、闪锌矿化、黄铁矿化、绿泥石化、硅化、绿帘石化和铁锰矿化等蚀变。岩性主要为凝灰质粉砂岩和流纹质凝灰岩。

F5断裂：位于矿区中部，出露长度620m，宽0.3～3m。总体产状：倾向290°～310°；倾角75°～80°。矿化带内见构造角砾和碎裂岩，具方铅矿化、闪锌矿化、黄铁矿化、绿泥石化、硅化、绿帘石化和铁锰矿化等蚀变。岩性主要为凝灰质粉砂岩和流纹质凝灰岩。

F6断裂：出露于矿区北部，总体走向290°～330°，倾向南西，倾角 70°～80°，局部近于直立，为矿区规模最大的断裂，是天井大断裂的一部分。断裂带宽度30～60m之间，延伸长度贯穿整个矿区西东，而且向两端均有延伸到矿区以外。断裂带在地貌表现为狭长深切的大冲沟，带内岩石局部较碎裂，部分地段角砾又被胶结，局部沿断裂构造裂隙充填辉绿玢岩脉。根据断裂带特征判断，构造具有多期次活动的特点，早期表现以压性兼扭性为主，中期见张性，后期具压性兼扭性。

F7断裂：出露于矿区西南部，区内长约1700m，两端向外均延伸至测区外，总体走向280°～300°，倾向南西，倾角 60°～80°，局部近于直立。早期断裂带表现为压性兼扭性，并列成了与其配套的矿化脉体，中期转为张性，在断裂面形成矿化蚀变，早期的矿化脉体转为压性结构面，形成压性构造透镜体，晚期转为压性兼扭性，中期矿化蚀变矿体和围岩一起，被晚期压扭力作用后形成构造透镜体，即为含有矿化脉体的构造透镜体。

F8断裂：出露矿区西侧，区内长度约2500m，宽 10～20cm，总体走向 300°～320°，倾向北西，倾角 70°～80°。断裂带规模较小，早、中期演化不明显，仅见局部的矿化蚀变。白水漈、三洪溪两张性兼扭性应力带形成了系列张性兼扭性裂隙，并伴以小规模的黄铁化为主的矿化蚀变。

F9断裂：出露矿区西侧，区内长度约 560m，宽 5～10cm，总体走向 40°～60°，倾向北西，倾角 65°～70°。断裂带规模较小，早、中期演化不明显，并伴以小规模的黄铁化为主的矿化蚀变。

F10断裂：出露矿区西侧，区内长度约1400m，宽 10～20cm，总体走向 300°～330°，倾向北西，倾角75°～80°断裂带规模较小，早、中期演化不明显，并伴以小规模的黄铁化为主的矿化蚀变。

2.3 侵入岩

矿区内仅见辉绿玢岩，以脉状产于F1断裂带中者居多，分两期侵入。早期规模较大，呈宽数米的脉体，见球状风化特征；晚期呈数厘米至数十厘米之细脉，均显示沿张性破裂面侵入的特征。

岩性呈灰绿色，具斑状结构，基质具辉绿结构，块状构造。斑晶为斜长石，含量5%～8%，大小0.5～3mm。风化后呈黄灰色，往往见到球状风化。脉岩常具黄铁矿化、绿泥石化，局部见铅锌矿化。

根据光谱半定量分析，Pb 70×10-5、Zn 80×10-4、Cu 3×10-5、V 15×10-5、Mn 15×10-4，除 Zn 外，其它元素含量比矿区外 2km 侏罗纪潜流纹岩体（J3λ）的含量分别高出15倍、7倍、3倍和2倍，Zn元素含量在两者之间。

2.4 地球物理特征

矿区的视电阻率总体呈现出北西低东南高的特点，与地层、构造、矿化带、地形、覆盖层厚度等因素有关，尤其与地层关系最为密切。其中K1g2地层电阻率值最低，一般在 600～1300 Ω·m之间；K1g地层电阻率，下部略比上部高，一般在1400～3000 Ω·m之间；而J3x3地层电阻率值相对较高，一般在3000～7000 Ω·m。电阻率表现在岩性上的差异，与露头电性测定结果吻合。本区激电异常带总体呈现低阻高极化现象，可能与矿化蚀变带和构造破碎带有关。

矿区视极化率的背景值都较高，其中在F1破碎带及其附近，极化率背景值相对较低；K1g地层上部极化率背景最高，约在6.00%左右；J3x3地层极化率背景值在5.00%左右；K1g地层下部极化率背景值在4.00%左右。区内激电异常总体呈现出大致平行排列、北东走向、条带状分布特点，这与矿带的北东向构造相一致，矿带主要矿化蚀变带均有明显激电异常反映。测区激电异常可划分成为 5个条带，就异常带的强度和规模大小来看，自测区的东南部往西北部有明显增强趋势。

2.5 化探异常特征

1∶5万地质矿产调查圈定了 S14号水系沉积物，Ag、Pb、Zn、Sn、Mo、Bi、As、Mn 等元素异常，面积约 10km2。1984年物化探分队在 S14异常范围开展1∶1万土壤测量，将S14号异常分解为S14-1、S14-2、S14-3等3个局部异常，矿区内为 S14-1及 S14-2号异常的大部分分布区，其中S14-1异常与矿化关系密切。

S14-1异常：位于龙船坞东侧、银洞、银洞坑一带，总体形态呈椭圆状，长轴呈NE向，长度大于800m，宽 50～450m，面积 0.35km2。异常组份复杂，主要以 Pb、Zn、Ag、Cu、Mo、Sn异常呈同心环状套合为特征。按面积由大到小排列：Pb、Ag、Zn、Sn、Mo，按规模由大到小排列：Ag、Pb、Sn、Cu、Zn、Mo。另外，Pb元素异常往南西延伸可达1km左右，说明Pb、Ag两元素异常规模大。Pb元素异常有3个浓集中心，两主要浓集中心分别位于银洞NE及SW，其平面形态呈椭圆状，长轴方向呈北东向。Ag元素有两浓集中心，与Pb元素相对应。Zn元素有一浓集中心，与前述二元素相对应。其它元素都有与前述元素相对应的浓集中心。

S14-2号异常：位于银洞坑西部，向北、向西均延出区外，异常由铅、锌、银三元素组成。异常区总体走向近东西，平面形态呈不规长方形，东西长1.35km，南北宽0.12～0.6km，面积约0.7km2。区内面积约0.48km2，铅、锌、银三元素含量与S14-1号异常比较相对较低，亦无明显的浓集中心，其找矿意义与S14-1异常相比逊色得多。

3 矿体地质特征

3.1 矿化带特征

矿区主要矿化带呈北东向展布，为北东向构造带所控制，赋存于馆头组（K1g）沉积岩系和西山头组第三段第三亚段（J3x3-3）火山碎屑岩中。其中延伸长度200m以上者有3条，较集中分布于矿区中部南东侧，自南东而北西分别编号为①、②、③号，彼此大致平行，各带宽度0.2～20m，出露标高840～980m。

①号矿化带：发育于F1构造带中，东自水桶凹南西侧山脊，止于龙船坞西侧无名山包，出露标高850～980m。长约680m，宽度0.3～20m，形态呈带状分布，具膨胀缩小现象。倾向总体南东，总体产状：倾向 125°～145°；倾角＜73°～80°。

矿化带内见构造角砾、构造透镜体或碎裂岩，具方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、绿泥石、硅化、钾长石化等蚀变。岩性主要为凝灰质粉砂岩和流纹质凝灰岩。Pb含量0.012%～2.74%，Zn含量0.01%～4.83%，Ag含量0.4～156.3g/t。含量达矿体边界品位以上的样品，其连续真厚度均达不到最小可采厚度1m。

②号矿化带：发育于F2构造带中，分布于①号矿化带北西侧旁，离①带平距10～40m。出露标高840～970m，长约640m，宽度0.2～3m，形态呈带状。总体产状：倾向 300°～340°；倾角 56°～80°。

矿化带内见构造角砾和碎裂岩，具方铅矿化、闪锌矿化、黄铁矿化、绿泥石化、硅化等蚀变。岩性主要为凝灰质粉砂岩和流纹质凝灰岩。Pb含量0.01%～1.44%，Zn含量0.03%～1.20%，Ag含量0.4～74.0g/t。含量达矿体边界品位以上的样品，其连续真厚度均达不到最小可采厚度1m。

③号矿化带：发育于F3构造带中，出露于②矿化带北西侧，离②带平距 30～50m，出露标高870～900m，长约 240m，宽度 0.2～6m，形态呈带状分布。总体产状：285°～322°；倾角 58°～85°。

矿化带内见构造角砾和碎裂岩，具方铅矿化、闪锌矿化、黄铁矿化、绿泥石化、硅化、绿帘石化和铁锰矿化等蚀变。岩性主要为凝灰质粉砂岩和流纹质凝灰岩。Pb含量0.03%～1.28%，Zn含量0.09%～5.17%，Ag含量0.2～28.0g/t。局部富集成工业矿体。

3.2 矿体特征

矿区共圈定 1条工业矿体，产于③号矿化带内。矿体形态呈透镜状，出露标高910m，地表控制长 50m，宽 2m，真厚度 1.66m，产状 322°∠58°。矿体赋存于白垩系下统馆头组（K1g）和侏罗系上统西山头组第三段第三亚段（J3x3-3）地层中，顶底板岩性均是凝灰质粉砂岩夹砂岩、粉砂质泥岩和酸性凝灰岩。

3.3 矿石特征

矿石具半自形—他形粒状结构，脉状、浸染状构造，偶尔见角砾状构造。矿石矿物为闪锌矿、方铅矿，偶见黄铜矿。脉石矿物有长石、石英、黄铁矿、绿泥石等（表1）。

矿石化学成分特征：Pb含量0.2%～1.28%，Zn含量1.12%～5.17%，Ag含量6.8～13.3g/t。矿石呈褐色间夹铅灰色。由于闪锌矿和方铅矿紧密共生，矿石的物理性质视二者共生组合比例的不同而有区别（表2）。

表1 矿石矿物含量一览表Table1 Mineral content of ores

表2 矿石主要成分物理性质一览表Table2 Physical properties of main components of ores

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

通过对区域上铅锌矿点和典型性铅锌矿山成因分析（以黄岩五部铅锌矿为例），五部铅锌矿是在温州—镇海断裂带发生裂陷的总背景下产生的。燕山晚期初始阶段（早白垩世初期），宁溪盆地裂陷，五部断裂东降西升，盆地接受了火山沉积物质。早白垩世晚期，宁溪盆地返回上升，断裂又呈东升西降，此时五部断裂呈现复杂的演变，呈现压扭性与张扭性交替发生，而深部岩浆热液上升和大气水渗入改变了流体原来的盐度、压力、pH、Eh值，使矿质沉淀其中。龙船坞矿区矿体也是受构造控矿，深部热液上升与下渗大气降水提供了物质来源（图3）。

图3 龙船坞铅锌矿成矿作用过程Fig3 Ore-forming process of Longchuanwu lead-zinc deposit

4.2 控矿地质条件

岩性条件：矿体赋存于白垩系下统馆头组（K1g）和侏罗系上统西山头组第三段第三亚段（J3x3-3）地层中，主要岩性分别为凝灰质粉砂岩夹凝灰质砂岩、粉砂质泥岩，流纹质晶屑玻屑凝灰岩、流纹质玻屑晶屑（含角砾）熔结凝灰岩。这些具中薄层状构造沉积岩和酸性火山碎屑岩孔隙度本身较大，又在构造作用下碎裂，渗透性能、连通性能良好，有利于成矿热液富集成矿【4】。

构造条件：矿区位于北东向和北西向构造交合部位，岩石破碎，裂隙发育，为后期成矿热液运移、充填提供有利的空间。

热液条件：基性岩脉侵位过程中，富含Pb、Zn、Ag、Cu等多金属元素之热液沿着裂隙充填成矿。

4.3 成矿作用及矿床成因类型

矿区区域上构造发育，火山作用频繁，主要在温州—镇海断裂带发生裂陷的总背景下产生的，形成了地表白云山火山破火山和南田火山穹窿。当深部热液上升与下渗降水的掺和、对流，有利于矿质的运移、沉淀。上升热液与下降大气水的混合对流，极大的改变了流体原来的盐度、压力、pH值和Eh值，促使矿质沉淀富集成矿【5】（图4）。