安徽省歙县水竹坑铜矿床地质特征及成因探讨

胡顺利，章 倩

歙县水竹坑铜矿床，区域上位于江南造山带北东段的白际岭岛弧带内基性火山岩带内，产于新元古代西村岩组（Pt3x）的细碧角斑岩中，该矿床向西与西部黄土坑铜矿相连构成同一构造岩浆成矿带。水竹坑铜矿床，位于北西侧水竹坑韧性断裂带与南南东侧三阳坑脆韧断裂带之间混杂岩带内，该矿床为海底喷流铜矿床。通过对该矿床地质特征的调查研究，提高了矿床成因认识及掌握了找矿依据。

1 区域地质背景

歙县水竹坑铜矿床，位于安徽东部皖浙相邻区的新元古代基地底层中，基底地层为的基性-超基性岩带中，位于江南造山带北东段皖南地区，矿床主体W 位于白际岭岛弧带内。带南侧为祁门—三阳脆韧性断裂带，带北西侧为歙县—水竹坑韧性断裂带，水竹坑铜矿床位于上述脆韧性断裂带与韧性断裂带所挟持向北东开口的三角区构造混杂岩带内。

水竹坑铜矿床出露地层为新元古代西村岩组（Pt3x）。由片理发育的细碧岩、角斑岩、石英角斑岩以及千枚岩、千枚状板岩，片理千枚岩倾向南东。混杂岩带内青白口纪早期花岗闪长岩侵入体广泛发育片麻状构造，并呈长条状分布。区内断裂构造发育，一组为北东向逆断层，另一组为NW 向正断层或平推断层，三组裂隙构造。其中以143°～153°方向裂隙构造与脉岩和矿化关系密切。

水竹坑铜矿床主要矿体分布于细碧岩内及其附近，及绿泥石英片岩及砂质千枚岩中。区内矿体呈脉状、似层状、透镜状体产出。

2 矿区地质特征

2.1 矿区地层

矿区含矿层位为新元古代西村岩组火山岩。与铜矿有关的主体岩性为细碧岩、角斑岩、石英角斑岩以及千枚岩、千枚状板岩，片理化千枚岩走向北东，倾向南东（图1）。

图1 歙县水竹坑铜矿区地质略图

2.2 矿区岩浆岩

矿区岩浆岩主体为新元古代西村岩组与铜矿有关的西村岩组蛇绿岩套组合，及少量中基性脉岩。

2.2.1 火山岩组合

铜矿产于西村岩组细碧角斑岩内，主要岩石组合为细碧岩、辉绿岩、角斑岩及石英角斑岩。矿体主体产于球粒细碧岩和层状辉绿岩内。

2.2.2 火山岩岩石特征

依据细碧岩岩石学特征及其中的硅质岩、碧玉岩等地质特征，细碧岩-角斑岩组合为海底喷发火山岩。

2.2.3 火山岩岩石化学特征

矿区细碧岩其化学成分特征是高Na、低K。Na2O 在1.3%～3.30%之间，变化范围较大，CaO/Na2O 值低于2.0。与中国及世界标准细碧岩有一定的差别（这与岩石后期蚀变有关）。

2.2.4 火山岩稀土元素特征

据地矿部矿床所张光弟等对水竹坑地区海相火山岩的研究，其火山岩的稀土元素含量特征：细碧岩的稀土总量为43ug/g ～68ug/g。呈轻稀土亏损型分布，重稀土较平缓，仅Er略有偏低，无Eu异常，石英角斑质凝灰岩和绿泥石片岩（矿区），稀土总量分别为223ug/g和86ug/g，稀土曲线呈重稀土Er向下弯曲的弧形，凝灰岩有弱的负Eu异常，片岩有正Eu异常。

矿区细碧岩的稀土元素与现代岛弧拉斑玄武岩对比不是很一致，但与岛弧拉斑玄武岩具有相似性。其轻稀土亏损模式代表岛弧拉斑玄武岩。

2.3 细碧岩岩石成因

研究表明细碧岩岩石化学成分F（FeO+Fe2O3）、A（Na2O+K2O）、M（MgO）岩石成因三角图解（图2）显示水竹坑及周边地区的细碧岩，成岩成矿时间相近，他们是成矿火山岩演化渐变的细碧岩组合。

图2 FAM（拉斑系列和钙碱系列）图解

2.4 矿区混杂岩

矿区混杂岩带内发育青白口纪早期花岗闪长岩，侵入体广泛发育片麻状构造，并呈长条状分布于混杂岩中，并有中生代辉长玢岩、闪长玢岩、正长斑岩脉侵入。

2.5 矿区构造特征

矿区南侧为祁门—三阳脆韧性断裂带，北西侧为歙县—水竹坑韧性断裂带，矿区内断裂构造发育。其中以143°～153°方向裂隙构造与脉岩和矿化关系密切。

2.6 矿区地球物理、地球化学特征

2.6.1 地球物理特征

（1）电性特征。矿区内分布的千枚岩、阳起石化细碧岩、绿泥石英云母片岩等。一般岩石的极化率ηs 均在1.5%～2.5%之间，电阻率ρs 为103Ωm ～105Ωm；而铜矿石的＝50%，＝200Ωm。矿体与围岩的电性差异很明显。

（2）磁性特征。本区岩石大多为无磁或弱磁性，有磁性的主要为矽卡岩、部分细碧岩和角岩化千枚状砂岩等。

2.6.2 地球化学特征

本区有Cu、Pb、Zn、Ag 的分散流异常；与中－基性火山岩带有关的Cr、Ni、Co、V 的组合异常。

矿区内各类岩石的铜的丰度值高于区域背景值。矿化带内绿泥石片岩铜含量高达520ug/g。是区域背景值的5 倍～6 倍。

3 矿床特征

3.1 矿化带特征

水竹坑矿区分布两条矿化带，一条由绿泥石片岩、糜棱岩、细碧岩、千枚状砂岩组成的水竹坑矿化带，水竹坑矿区所发现的工业矿体均产于此带内；另一条即铜山－大备坑矿化蚀变带，位于细碧岩带的南东侧与千枚岩的接触带内侧，该蚀变带中局部有磁铁矿化、铜矿化、铅锌矿化。

3.2 矿体特征

分布于细碧岩内及其附近，绿泥石英片岩及砂质千枚岩中。呈脉状、似层状、透镜状体产出。产状基本与围岩片理一致，走向北东，倾向南东，倾角在60°以上（图1）。

矿区共圈定出工业矿体24 个，长度16m ～300m，延深14m ～200m，平 均 厚 度0.91m ～7.37m，平 均 品 位 为0.50%～1.77%。产状与铜矿化带产状一致。

矿石组分简单，主要矿石类型为绿泥石片岩及绿泥石石英云母片岩型、绿泥石化细碧岩型和（糜棱岩化）砂质千枚岩型矿石。

矿石矿物以黄铜矿、磁黄铁矿和黄铁矿为主，少量的闪锌矿、方铅矿、斑铜矿、辉铜矿等；脉石矿物为石英、绢云母、绿泥石、方解石等。

矿物结构大多呈不规则状结构，次有半自形交代结构，未见有压碎结构，说明成矿作用未受构造变形影响。矿石为脉状及网脉状构造。

3.3 围岩蚀变特征

具有绿帘石化、阳起石化、绿泥石化、绢云母化、硅化、碳酸盐化等蚀变。

3.4 蛇缘岩套富集Cu、Pb、Zn 元素

铜矿产于西村岩组中，与新元古代蛇绿岩套中的细碧岩紧密相随相伴产出。通过对西村岩组等地层单位进行系统的地球化学剖面测量，明显富集Cu、Pb、Zn、V 等元素，其中Cu 的平均值为98.1×10-6。

3.5 火山热水喷流沉积型铜矿床

西村岩组中的火山沉积建造由变安山玄武岩、细碧岩、角斑岩、角砾凝灰岩彼此呈互层夹层产出，这些岩石出露区具有明显的高Cu、Au 地化背景。上述资料说明西村岩组中的火山岩与铜矿化关系密切。矿床的主体成因类型为海相火山热水喷流沉积型铜矿床。铜矿品位居中等—富集。

4 矿床成因

4.1 西村岩组变质细碧岩特征

细碧岩铜矿床，主要分布江南造山带白际岭岛弧带的北西侧，在成因上与海底火山喷发的细碧角斑岩密切相关。含矿层位为新元古代西村岩组，其岩性为蛇绿岩套组合，主要有细碧岩、球粒玄武岩、层状辉绿岩、角斑岩及石英角斑岩，其间夹有千枚状碎屑岩。岩性大致显示海底喷发由基性到酸性。且在火山喷发间歇期间沉积碎屑岩（千枚岩、硅质板岩等）。

4.2 变质细碧岩成矿

水竹坑铜矿产于新元古代西村岩组,为蛇绿岩套岩石组合。主要有变质细碧岩、球粒玄武岩层状辉绿岩、角碧岩及石英角碧岩，其间夹有千枚状碎屑岩。铜矿化与变质细碧岩密切相关。其化学成分具有高Na 低Ca 富水特征，且富集Cr、Pb、Zn、V 等元素。含矿细碧—角斑岩系中见有硅质岩、碧玉岩，具有海相火山热水喷流—沉积矿床特征。原细碧角斑岩有沉积岩和海相火山岩双重性质，铜矿化受地层和火山岩控制明显。

4.3 构造及韧性剪切带成矿

新元古代铜矿床，矿床分布于白际岭岛弧带与历口构造带接合部位及祁门—三阳断裂中西段北侧，矿化赋存于西村岩组细碧岩内。为新元古代初始盆地水下火山热水喷流沉积铜矿床。如水竹坑、大备坑等矿床。

4.4 热水喷流沉积型矿床

水竹坑铜矿床是在水下海底进行，由热水喷流沉积成矿作用形成。成矿物质主要来源于海底火山热液和喷气。安徽东南地区海相火山热水喷流沉积型铜矿床，按其成矿方式和赋矿层位，为产于新元古代变质细碧角斑岩中的铜矿床亚类。

4.5 铜矿床成矿规律

皖南地区铜金多金属矿成矿规律研究，旨在研究成矿地质环境、控矿地质因素、成矿地质特征及地球化学背景基础上进行的。总结的成矿规律主要是时空分布规律，认识应用这些规律，有助于提高矿产预测水平和地质找矿效果。铜矿床主要分布在白际岭岛弧带北侧及祁门—三阳断裂南侧。含铜岩系为新元古代西村岩组细碧角斑岩建造，岩石主要为变细碧岩、辉绿—细碧枕状熔岩、细碧角斑岩及石英角斑岩。矿化多呈条带状（层带状）、浸染状分布。矿化带受北东向和近东西向韧性剪切带控制，围岩蚀变主要为绿泥石化、透闪石化、阳起石化、硅化等。

5 结论

水竹坑铜矿分布于皖南浙西的白际岭岛弧带内，其含铜矿体位于新元古代西村岩组细碧角斑岩系内，岩石主要为细碧岩、辉绿-细碧枕状熔岩、细碧角斑岩及石英角斑岩。

主要矿石类型为：绿泥石片岩及绿泥石石英云母片岩型、绿泥石化细碧岩型和（糜棱岩化）砂质千枚岩型矿石。

矿石矿物以黄铜矿、磁黄铁矿和黄铁矿为主，少量的闪锌矿、方铅矿、斑铜矿、辉铜矿、钛铁矿、胶状黄铁矿、孔雀石、辉钴矿及白铁矿等。

铜矿产于新元古代西村岩组的蛇绿岩套岩石组合。其化学成分具有高Na 低Ca 富水特征，且富集Cr、Pb、Zn、V 等元素。

水竹坑铜矿床为新元古代初始盆地水下火山热水喷流沉积铜矿床。

矿区铜矿与西部休宁县黄土岭铜矿为同一岩浆成矿带，其间伏川蛇绿岩中对晶岩进行锆石SHRIMP U-Pb 测得年龄为840Ma ～820Ma，作者认为上述年龄值，即为新元古代西村岩组水竹坑铜矿（矿区）的成矿年龄。

本文在编写过程中得到汪应庚、刘章平等正高级工程师指导与帮助，在此表示衷心感谢！文中不足之处敬请指正。