寿山火山盆地雕刻用叶蜡石矿成矿地质条件及找矿靶区预测①

陈仁表

(福建省地质测绘院，福州，350011)

寿山石开采历史悠久，以其深厚的历史文化底蕴而享誉全球，为全国十大候选国石之首[注]中国宝玉石协会，1999。。因长期的大量开发，寿山石资源储量日趋匮乏，急需寻找新的矿产地。2015年以来，通过“福州寿山早白垩世火山喷发盆地雕刻用叶蜡石矿成矿预测及找矿靶区优选”[注]福建省地质测绘院，福州寿山早白垩世火山喷发盆地雕刻用叶蜡石矿成矿预测及找矿靶区优选，2016。项目的开展，获得了较丰富的地质资料和找矿信息，结合前人的工作成果[1-8]，总结寿山火山盆地雕刻用叶蜡石成矿地质特征，预测成矿靶区，为今后雕刻用叶蜡石矿产勘查工作提供参考。

1 寿山火山盆地地质特征

寿山火山盆地位于福安—平和北东向火山喷发带(Ⅲ)中段，连江—永泰北东东向断裂带东北部，属Ⅵ级火山构造单元，叠置于晚侏罗世白沙破火山口组合体之上[注]福建省地质调查研究院，1∶25万福州幅区域地质调查报告，2007。。

寿山火山喷发盆地处于福州市晋安区寿山、峨嵋、高岳、溪利一带，平面形态呈北东东向不规则长椭圆状，长轴约25 km、短轴约14 km，出露面积约330 km2。东部及西部分别被白垩纪侵入岩侵位，出露不完整；火山盆地主要由早白垩世小溪组火山岩-火山碎屑沉积岩组成[注]福建省地质测绘院，福州市寿山外围矿区雕刻用叶蜡石矿预查报告，2016。(图1)。

图1 寿山火山盆地地质简图Fig.1 Geological map of Shoushan volcanic basin

1.1 地层

寿山火山盆地由小溪组火山岩-火山碎屑沉积岩组成，根据岩性特征，小溪组进一步分为第一、二、三、四、五个岩性段。

第一段沿盆地边缘分布，岩性为紫-浅灰绿色凝灰质粉砂岩、砂岩、泥岩，夹条带状硅质岩、流纹质晶屑凝灰岩。

第二段仅见于火山喷发盆地东部，岩性为灰绿色粗面玄武岩、安山岩、英安质晶屑凝灰岩等。

第三段广泛分布于盆地中，岩性为灰白色流纹质(含晶屑)凝灰岩、(含角砾)晶屑凝灰岩、(含角砾)晶屑熔结凝灰岩、(球粒)流纹岩，该岩性段为寿山石矿体的贮矿层位。

第四段呈半环状分布于旗山、黄巢山破火山的内部，岩性为深灰色凝灰质粉砂岩、砂岩、沉凝灰岩等。

第五段仅分布于盆地内的旗山、猫头山、黄巢山、乌石山和上县等山顶，岩性为紫灰色流纹质晶屑凝灰岩、(含角砾)晶屑熔结凝灰岩、(球粒)流纹岩、钾长流纹岩等。

火山盆地内侵入岩不发育，地表零星出露小规模早白垩二长花岗岩、花岗斑岩，呈脉状分布。

1.2 断裂构造

区内有北西向、北东向断裂及南北向断裂，主要见有F1～F4、F85条断裂。

虎口—峨嵋山北西向断裂(F1)：出露于区内虎口—峨嵋山一带，断裂走向320°～335°，倾向南西，倾角60°，破碎带宽0.5～5.0 m，延伸约12.0 km，平面上呈平直的直线，为张性断裂。

山秀园北西向断裂(F2)：出露于火山盆地中部山秀园一带，走向325°～350°，倾向南西，倾角80°，断层破碎带中岩石碎裂明显，破碎带宽1.2～8.0 m，延伸大于17.0 km，平面上交错排列呈锯齿状，两侧发育追踪张节理和共轭剪节理，为张扭性断裂。

虎头山北西向断裂(F3)：区内出露于火山盆地的北侧一带，断层走向330°，倾向南西，倾角60°，断层破碎带中岩石碎裂明显，破碎带宽约1.5 m，延伸大于2.4 km，为张性断裂。

台尖山北东向断裂(F4)：出露于火山盆地东北部台尖山一带，总体走向30°，倾向北西，倾角75°，沿断裂为早白垩世二长石英闪长岩充填，平面上呈“S”型，延伸约8.6 km，为张扭性断裂。

红寮—日溪近南北向断裂(F8)：位于寿山火山喷发盆地西缘，走向350°～10°，倾向东，倾角70°，断层破碎带中岩石碎裂明显，平面上呈弧型，沿断裂局部为花岗斑岩脉充填，延伸大于20.5 km，为张扭性断裂。

1.3 火山构造

寿山火山盆地内发育有17个V级火山机构，以复活式破火山为主，次为穹状火山及锥状火山。复活式破火山主要有南边、旗山、黄巢山等3个，穹状火山有猫头山、天牛山、台尖山等3个，锥状火山主要有乌石山、叶洋等2个，还有性质不明的火山喷发中心有笔架山、高山、芙蓉山、峨眉山、粪桶岩、严头顶、大姆山、金山顶、双贵山等9个[注]福建省地质调查研究院，1∶25万福州幅区域地质调查报告，2007。。其中，复活式破火山与寿山石成矿关系密切。寿山火山盆地主要V级火山机构特征如表1所示。

表1 寿山火山盆地主要Ⅴ级火山构造特征

续表1

1.4 火山岩岩石及岩相

寿山火山盆地火山岩岩石类型多、岩相发育。喷发-沉积相的火山碎屑岩(沉凝灰岩)及沉积火山碎屑岩(凝灰质砂岩)主要分布在小溪组第一段中，也常见其呈夹层产出于各火山机构中。喷溢相主要产于小溪组第三段、第五段中，岩性为流纹岩类。空落堆积相分布于小溪组各岩性段中，主要岩性为晶屑凝灰岩、晶屑岩屑凝灰岩、晶屑玻屑凝灰岩、岩屑凝灰岩、玻屑凝灰岩、凝灰岩等。碎屑流堆积相主要分布于小溪组第三段中，岩性单一，为熔结程度不一的熔结凝灰岩。崩落堆积相分布局限，仅见于小溪组第三段中，岩性为集块火山角砾岩。火山通道相分布于各火山机构的中心部位，岩性主要为集块石泡流纹岩、球粒流纹岩、集块角砾晶屑熔结凝灰岩、流纹斑岩等。

2 代表性矿体特征

根据雕刻用叶蜡石主要矿物成分，可分为高岭石(迪开石)型、叶蜡石型和伊利石型。高岭石(迪开石)型代表有都腾观光洞石，叶蜡石型代表有加良山石。区内叶蜡石矿体可分为工业用叶蜡石矿体和雕刻用叶矿石矿体。

2.1 都腾观光洞石

都腾观光洞石产于旗山135°方向约3 000 m处旗山复活式破火山东南侧的环状断裂中，出露小溪组第三段(图2)，岩性为流纹质(角砾)熔结凝灰岩、流纹质晶屑凝灰岩。高山、都腾一带次生石英岩化发育，宽400～800 m，长近4 000 m。

图2 都腾观光洞740 m中段地质图Fig.2 Geological map of the middle section of the 740m Duteng sightseeing cave1—小溪组第三段流纹质角砾晶屑凝灰岩；2—硅化；3—叶蜡石化；4—含雕刻用叶蜡石矿体；5—平硐；6—断层性质及编号

区内圈定5条含雕刻用叶蜡石构造带[注]福建省地质测绘院，福州寿山早白垩世火山喷发盆地雕刻用叶蜡石矿成矿预测及找矿靶区优选，2016。，矿体贮存于构造带中，其中Ⅰ和Ⅱ为主要含雕刻用叶蜡石矿体。

Ⅰ含雕刻用叶蜡石矿体呈脉状环形展布。东段走向65°～75°，倾向北西，倾角50°～70°；西段走向270°～292°，倾向北-北东，倾角70°～78°；延伸约70 m，宽0.5～3.0 m，平均厚1.20 m,雕刻用叶蜡石平均含矿率为5.23%。

Ⅱ含雕刻用叶蜡石矿体呈脉状，与Ⅰ含雕刻用叶蜡石构造带近平行环形展布。东段走向近东西，倾向北，倾角55°～65°；西段走向为290°～312°，倾向北东，倾角60°～75°；延伸约56 m，宽0.5～5.0 m，平均厚 1.40 m, 雕刻用叶蜡石平均含矿率为3.64%。

矿石主要矿物成分为迪开石、高岭石，少量为叶蜡石。矿石呈黄色、黄褐色，质地灵脱、通透、温润、细腻，可作为中高档雕刻石用料。

迪开石呈脉状、角砾状、团块状贮存于含雕刻用叶蜡石构造带中，脉体宽度5～300 mm，单脉长度0.6～22.0 m，迪开石角砾状、团块状大小为10 mm×10 mm×10 mm～5 000 mm×800 mm×1 500 mm。

矿石结构有隐晶状-显微鳞片变晶结构、鳞片-细晶状结构。矿石构造常见的有块状、角砾状、细脉-网脉状构造。

围岩蚀变强烈，主要为叶蜡石化、硅化，叶蜡石化分布于含雕刻用叶蜡石构造带的两侧，硅化分布在叶蜡石化的外侧或上部，空间上具分带性。

2.2 加良山石

加良山石产于峨嵋南边复活式破火口西南侧约1.7 km处(即原峨嵋矿区)，出露小溪组第三段流纹质火山角砾岩、流纹质角砾(晶屑、玻屑)凝灰岩、流纹岩等，峨嵋—月洋发育有次生石英岩化带，带宽为250～850 m。

图3 加良山雕刻用叶蜡石矿区地质简图Fig.3 Geological sketch of Jialiangshan caved pyrophyllite deposit1—下白垩统小溪组第三段地层；2—流纹质角砾晶屑熔结凝灰岩；3—流纹质含角砾晶屑熔结凝灰岩；4—流纹质晶屑熔结凝灰岩；5—花岗斑岩脉；6—构造角砾岩；7—断裂性质及编号；8—硅化；9—叶蜡石化；10—工业用叶蜡石矿体；11—含雕刻用叶蜡石构造带；12—岩性界线；13—地层产状

矿区圈定的含雕刻用叶蜡石构造带6条[注]福建省地质测绘院，福州寿山早白垩世火山喷发盆地雕刻用叶蜡石矿成矿预测及找矿靶区优选，2016。[注]福建省地质测绘院，福建省福州市白水-芙蓉矿区雕刻用叶蜡石矿普查，2018。(图3)。含雕刻用叶蜡石矿体贮存于构造带中，矿体中部分交代彻底质地较细腻、色彩较艳丽、杂质较少的工业用矿石也可以作为雕刻用叶蜡石。Ⅰ含雕刻用叶蜡石构造带走向50°～60°，倾向北西，倾角60°～70°；延伸约560 m，宽2.5～9.5 m，中高档雕刻用叶蜡石平均含矿率为11.42%。Ⅱ含雕刻用叶蜡石构造带走向60°，倾向南东，倾角75°；延伸约330 m，宽0.5～1.7 m ，中高档雕刻用叶蜡石平均含矿率为1.29%。Ⅴ含雕刻用叶蜡石构造带走向280°～290°，倾向南南东，倾角70°～80°；延伸约530 m，宽1.5～21.5 m，中高档雕刻用叶蜡石平均含矿率为1.12%。Ⅵ含雕刻用叶蜡石构造带走向45°，倾向北西，倾角85°；延伸约335 m，宽1.7～11.3 m，中高档雕刻用叶蜡石平均含矿率为9.77%。叶蜡石呈脉状、角砾状、团块状贮存于含雕刻用叶蜡石构造带中，脉体宽3～600 mm，单脉长10～15 000 mm，叶蜡石角砾状、团块状大小为10 mm×10 mm×10 mm～500 mm×120 mm×450 mm。

矿石主要成分为叶蜡石，呈浅黄色、黄绿色，质地灵脱、通透、温润、细腻，可作为中高档雕刻石用料。

矿石结构为隐晶状、鳞片状和叶片状结构；矿石构造为块状、角砾状、脉状构造。

围岩蚀变类型有叶蜡石化、硅化、高岭土化、黄铁矿化、硬水铝石化、明矾石化、绢云母化。围岩蚀变垂直分带明显，自上而下分为简单次生石英岩带→石英-叶蜡石带→叶蜡石-硬水铝石带→明矾石-叶蜡石带→硅化黄铁矿化绢云母化蚀变原岩带[注]福建省地质五队，福建省福州市峨嵋叶蜡石矿区勘探，1975。。

3 成矿地质条件

3.1 地层(岩性)对成矿的控制作用

寿山火山盆地内的叶蜡石矿体均贮存于小溪组第三段地层中。工业叶蜡石矿体呈层状、似层状和脉状与围岩地层产状一致。含雕刻用叶蜡石构造带与围岩产状大角度斜交，但均分布于小溪组第三段分布区。

3.2 火山构造对成矿的控制作用

寿山火山盆地呈北东东向不规则长椭圆状，与所处的区域断裂构造连江—永泰断裂带一致，显示寿山火山盆地的火山活动主要受连江—永泰断裂带控制。北西向断裂与北东东向连江—永泰断裂带的交会部位控制了寿山火山盆地喷发中心的位置。寿山火山盆地内工业用叶蜡石矿体和雕刻用叶蜡石矿体均贮存于破火山机构的周围，与破火山机构的环状、放射状断裂展布空间一致。火山通道、环状、放射状断裂是火山气液活动的有利部位，也是储矿的有利空间，由于火山气液对围岩的交代作用促使成矿物质活化迁移、富集、沉淀而形成矿(化)体。在一个火山机构的不同部位可出现不同的矿种、不同类型的矿床。一般火山机构的环状、放射状断裂多为充填型雕刻用叶蜡石矿体，在环状、放射状断裂周围有利于火山气液对围岩的交代作用，常形成交代型层状、似层状工业用叶蜡石矿体。反映火山构造对成矿的明显控制作用。

3.3 火山热液交代作用对成矿的控制作用

工业用叶蜡石矿及雕刻用叶蜡石矿是火山热液与围岩交代或充填所形成的产物。由于复活式破火山机构下方存在的岩浆房提供了热源条件。在酸性介质条件下，因热能及压力的作用，火山气液上升与酸性(中酸性)火山碎屑岩发生交代作用，形成叶蜡石、高岭石族、伊利石等矿物。因此，火山热液交代作用对工业用叶蜡石矿床和雕刻用叶蜡石矿床形成是必不可少的条件。

4 找矿靶区预测

4.1 找矿标志

(1)早白垩世小溪组第三段火山碎屑岩地段，上部具流纹岩类岩性段地层覆盖。

(2)Ⅴ级火山构造的环状、放射状断裂发育地带，特别是与其他区域性断裂或放射性断裂交叉会合地段。

(3)工业用叶蜡石矿体的位置往往是叶蜡石矿化蚀变的中心，雕刻用叶蜡石矿体分布于其内或外围附近，加良山雕刻用叶蜡石矿体大多分布于工业用叶蜡石矿体中，都腾观光洞寿山石矿体分布于旗山工业用叶蜡石矿体外围约3 500 m。工业用叶蜡石矿体分布地段是寻找雕刻用叶蜡石矿体的有利区域。

(4)次生石英岩化发育地段，特别是叶蜡石化、迪开石化、明矾石化、硅化、黄铁矿化发育的地段或其周围。

(5)古代开采老硐遗迹的附近区域及已找到“独石”的上游地段。

4.2 找矿靶区预测

在旗山雕刻用叶蜡石矿、黄巢山雕刻用叶蜡石矿和南边雕刻用叶蜡石矿成矿远景区内，已有少量地表工程揭露和控制，成矿条件十分有利，与已知矿床找矿模式表达的预测准则吻合度较高，预测依据充分，资源潜力较大，地表可见矿化露头或隐伏(盲)矿体存在可能性很大的地段；面积一般在几平方千米到几十平方千米之间。在工作区内共划分5个雕刻用叶蜡石矿找矿靶区 (表2)。

表2 寿山火山盆地雕刻用叶蜡石矿找矿靶区特征

5 结论

寿山火山盆地叶蜡石矿属火山中低温热液矿床，小溪组第三段火山碎屑岩、Ⅴ级复活式破火山机构及环状放射状断裂、次生石英岩化带分布地带，以及已发现的工业用叶蜡石矿体的地段是雕刻用叶蜡石矿的重要找矿标志；初步圈定的找矿靶区为进一步寻找雕刻用叶蜡石矿勘查工作提供参考。