浙江泰順縣白巖葉臘石礦成因及成礦模式

高 原　于 春　戴剛剛　楊仲可

(浙江省第十一地質大隊， 浙江 溫州 325006)

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浙江泰順縣白巖葉臘石礦成因及成礦模式

高 原于 春戴剛剛楊仲可

(浙江省第十一地質大隊， 浙江 溫州 325006)

摘要：在對浙江泰順縣白巖礦區(qū)葉臘石礦礦床地質特征描述的基礎上，對該區(qū)的螢石礦礦床成因進行了分析，認為該區(qū)屬于火山熱液蝕變交代次生石英巖型礦床，其成礦模式為崩塌堆積型，成礦方式以順層交代蝕變?yōu)橹?，成礦作用與富鋁火山碎屑巖、潛火山巖侵入密切相關。

關鍵詞：葉臘石； 地質特征； 成礦模式； 崩塌堆積

礦區(qū)位于泰順縣龜湖鎮(zhèn)白巖村一帶，龜湖鎮(zhèn)轄區(qū)內資源豐富，擁有一座特大型葉蠟石礦床，已探明儲存量在1億t以上，是世界第二、亞洲第一的“蠟都”，素有“世界蠟都”之譽。

礦區(qū)位于浙東南隆起區(qū)溫州 — 臨海拗陷帶中的泰順 — 青田拗斷束內、溫州 — 鎮(zhèn)海斷裂之西側，直接受白海頂火山構造控制[1]。溫州 — 泰順葉蠟石、伊利石、明礬石、黃鐵礦等成礦區(qū)的南部，系浙東南火山活動帶，自中生代以來該礦區(qū)處于環(huán)西太平洋活動帶邊緣[2]。環(huán)西太平洋活動帶火山活動強烈，形成了巨厚的火山 — 沉積巖體系，導致巖漿侵入作用頻繁?；鹕綐嬙臁嗔褬嬙彀l(fā)育是成礦的有利地質條件。

1區(qū)域地質

區(qū)域出露上侏羅統(tǒng)西山頭組 (J3x)、九里坪組(J3j)及下白堊統(tǒng)館頭組(K1g)地層。區(qū)域斷裂構造主要有北東向和北西向2組，其中：北東向斷裂規(guī)模較大，主要有長蛟 — 東垟及坳底 — 鳳垟斷裂；北西向斷裂零星分布，主要有仙埝 — 李垟斷裂，與北東向斷裂組成白堊系斷陷沉積盆地的邊界。侵入巖主要分布在區(qū)域東部，巖性為燕山晚期良坑單元中細粒二長花崗巖。圍巖蝕變主要有葉蠟石化、絹云母化、硅化、次生石英巖化、高嶺土化、硅化及綠泥石化、黃鐵礦化等[3]。

2礦區(qū)地質特征

2.1地層特征

礦區(qū)出露地層為上侏羅統(tǒng)西山頭組第二巖性段(J3x2)酸性火山碎屑巖夾沉積巖和第四系地層。上侏羅統(tǒng)西山頭組第二巖性段可劃分為5個亞段，地層傾向介于35°~40°，傾角介于15°~20°，自下而上分述如下：

(1)第一亞段(J3x2-1)：巖性以流紋質晶屑玻屑凝灰?guī)r為主，局部夾流紋質(含角礫)玻屑凝灰?guī)r；流紋質晶屑玻屑凝灰?guī)r呈淺灰色，為碎屑凝灰結構，塊狀構造；晶屑以斜長石、石英為主，大小介于0.5～2.0 mm，其質量分數(shù)介于20%～25%，其余為玻屑及少量火山灰，厚度大于60 m；巖石具硅化、葉蠟石化、絹云母化特征。葉蠟石礦體主要賦存于該層中。

(2)第二亞段(J3x2-2)：上部巖性為泥質粉砂巖，呈深灰色，泥質粉砂結構，層狀構造，主要成分為泥質、粉砂，具有較好的分選性，微細層理發(fā)育，產狀為40°∠16°，厚20 m；下部巖性為沉凝灰?guī)r，灰黃色，為沉凝灰結構，層狀構造，主要成分為石英、長石等火山碎屑，其質量分數(shù)介于30%~40%，粒徑小于1 mm，泥質膠結，巖石具有弱絹云母化特征，厚22 m。

(3)第三亞段(J3x2-3)：巖性為淺灰色流紋質晶屑玻屑凝灰?guī)r，晶屑以斜長石、石英為主。巖石具絹云母化特征，厚154 m。

(4)第四亞段(J3x2-4)：上部巖性為淺灰色流紋質玻屑熔結凝灰?guī)r、流紋質晶屑玻屑熔結凝灰?guī)r，塑變結構，塊狀、假流紋構造。主要成分由晶屑(20%)、玻屑(65%)、漿屑(5%~10%)及少量火山灰組成，厚78 m。

(5)第五亞段(J3x2-5)：巖性為淺灰 — 青灰色絹云母化流紋質晶屑玻屑凝灰?guī)r，碎屑晶屑成分以斜長石、石英為主。巖石具強絹云母化、弱黃鐵礦化特征，厚度大于70 m。

第四系(Q4)出露地層分布于礦區(qū)西山村一帶平緩山坡及附近溝谷中。下部為砂黏土夾圍巖角礫；上部崩塌堆積土層由葉蠟石礦碎塊和砂土組成，葉蠟石礦塊呈不規(guī)則棱角狀，大小混雜。一般塊徑規(guī)格介于1 m×3 m～3 m×5 m，部分碎塊小于10 cm×10 cm，分布不均勻，與砂土相伴生，砂土呈淺黃色，松散或壓結狀，弱黏性。

2.2侵入巖特征

礦區(qū)侵入巖僅見花崗斑巖脈，NE走向，寬8~10 m，控制長度為990 m，產狀為320°∠70°，北東、南西兩端延伸至區(qū)外。圍巖具硅化、絹云母化特征。

2.3構造特征

(1)北東向F1斷裂：斜貫礦區(qū)南東部，控制長度為920 m，沿走向略顯弧形展布，南西、北東兩端延伸至區(qū)外，破碎帶寬2~3 m，破碎巖塊呈次棱角狀，斷裂面平直粗糙，產狀介于(315°~325°)∠(70°~75°)。F1斷裂切割J3x2-1～J3x2-5，巖層分布不連續(xù)，上盤下降，下盤上升，屬張扭性斷裂。

(2)北西向F2斷裂：分布于西山村北東方向的溝谷中，北西端止于F1斷裂，南東端延伸至礦區(qū)外，控制長度為400 m，破碎帶寬3~5 m，帶內構造角礫呈次棱角狀，次圓狀，成分為蝕變凝灰?guī)r、流紋巖等，硅質膠結，透鏡體狀破碎巖塊平行破碎帶排列。斷裂面波狀扭曲，產狀介于(50°~60°)∠(69°~78°)。F2斷裂切割J3x2-3～J3x2-5巖層及Ⅲ號葉蠟石礦化帶，上盤上升，下盤下降，屬壓扭性斷裂。

(3)北西向F3斷裂：分布于西山村以西的溝谷中，北西端止于F1斷裂，南東端延伸至礦區(qū)外，控制長度為200 m，破碎帶寬1~3 m，破碎角礫呈不規(guī)則棱角狀，規(guī)格為2 cm×5 cm，個別達10 cm×10 cm，成分主要為蝕變凝灰?guī)r，為硅質膠結，邊側圍巖具硅化、綠泥石化特征，偶見螢石細脈，方解石細脈沿裂隙充填，斷裂面平直粗糙，產狀為50°∠70°，屬張扭性斷裂。

2.4圍巖蝕變特征

礦區(qū)圍巖蝕變主要有葉蠟石化、絹云母化、硅化及黃鐵礦化。

3礦床特征

根據(jù)礦區(qū)葉蠟石礦化學成分與成礦地質特征、目前市場應用情況調查和各礦物成分的質量分數(shù)ω的工業(yè)品位標準圈定2條礦體。主礦體Ⅰ-1的標準為ωAl2O3≥11%，ωFe2O3≤1.0%，ω(K2O+Na2O)≤1.5%；次礦體 Ⅱ-1 的標準為ωAl2O3≥15%，ωFe2O3≤1.0%，ω(K2O+Na2O)≤1.5%，開采厚度大于等于2 m。

3.1Ⅰ-1葉蠟石礦體特征

Ⅰ-1葉蠟石礦體賦存于崩塌堆積型土層中，由大小不等的不規(guī)則狀葉蠟石礦塊組成，由淺坑、鉆探等11個工程控制。

地表礦塊以70 m×80 m范圍計量分析，其基本連續(xù)分布，其中12線南段至4線西部60 m范圍以內為礦塊密集分布區(qū)(圖1)。礦塊呈不規(guī)則棱角狀，一般塊徑大小介于1 m×2 m～3 m×5 m，大者介于8 m×10 m～10 m×15 m，含礦率約30%~50%。16線至12線間礦塊塊徑大小一般為1 m×2 m，偶見3 m×5 m，含礦率約5%~10%。礦塊呈淺灰色，主要化學成分特點是低鐵、低鉀鈉、低鋁，質量中等。在較大礦塊中常見團塊狀或透鏡狀質優(yōu)葉蠟石分布，部分被用作雕刻石。

礦石具變余凝灰結構，顯微鱗片變晶結構，塊狀構造。礦石自然類型主要為葉蠟石 — 石英型、石英 — 葉蠟石型，少量為葉蠟石型。主要礦物成分為葉蠟石、石英，主要化學成分：ωAl2O3介于11.58%~18.43%，平均為15.01%；ωFe2O3介于0.14%~0.36%，平均為0.25%；ω(K2O+Na2O)介于0.04%~0.50%，平均為0.27%。

3.2Ⅱ-1葉蠟石礦體特征

(1)礦床特征。Ⅱ-1葉蠟石礦體分布于小溪嶺北東側山坡，出露標高240～270 m，自西向東由CK1、CK2采坑控制，礦體走向長約350 m，傾向延深50 m，垂厚5.11～6.09 m，產狀為35°∠20°。

礦體賦存于Ⅱ號葉蠟石礦化帶中部，呈似層狀產出，礦體受產狀及地形切割風化剝蝕影響，平面上呈“之”字形，其中，北西段位置高，往南東逐漸降低，分布較穩(wěn)定。頂板巖性為硅化，葉蠟石化蝕變巖；底板巖性為絹云母化、黃鐵礦化、流紋質晶屑玻屑凝灰?guī)r。

(2)礦石特征。葉蠟石礦石呈灰白色、淺綠色，蠟狀光澤具蠟質感，摩氏硬度介于1.5~2.5。礦石主要具顯微鱗片變晶結構、變余凝灰結構；礦石構造為塊狀構造[4]。

圖1　礦區(qū)地質圖

①礦石的礦物成分。礦石的主要礦物成分為葉蠟石、石英，含少量褐鐵礦、絹云母等。巖石中的長石晶屑、長英質玻屑呈顯微鱗片狀集合體均勻分布；絹云母呈細小鱗片狀集合體分布；石英晶屑呈殘余碎屑狀，粒度介于0.2~2.0 mm。

礦石X衍射圖譜及數(shù)據(jù)表明(表1)，葉蠟石為2M型[5-7]。巖樣CK1-X1最強的衍射峰值d(26)為12.53×10-10m，其次依次為d(8)(3.22×10-10m)、d(22)(3.52×10-10m)、d(29)(2.85×10-10m)；巖樣QK12-X1最強的衍射峰值d(9)為13.02×10-10m，其次依次為d(18)(5.12×10-10m)、d(26)(8.25×10-10m)、d(29)(9.88×10-10m)，還有少量弱峰值。

②礦石化學成分。Ⅰ-1礦體由崩塌運移堆積的葉蠟石礦塊組成，主要化學成分為Al2O3和SiO2，其質量分數(shù)變化較大，其中ωAl2O3一般介于11.47%～13.43%，部分介于14.85%～16.32%，少量介于18.26%～20.09%；而ωSiO2一般介于83.22%～87.37%，部分介于80.51%～82.39%，少量介于74.44%～79.93%；ωSiO2與ωAl2O3呈負相關變化。ωK2O、ωNa2O含量低，較為穩(wěn)定，ωK2O介于 0.026%～0.053%。

表1　葉蠟石礦石X衍射分析結果表

備注：X衍射為半定量分析，對礦物含量的分析結果僅供參考；葉臘石X衍射圖譜及數(shù)據(jù)來自于南昌礦產資源監(jiān)督檢測中心，實驗室為部級質檢資質。

Ⅱ-1礦體主要化學成分含量較為穩(wěn)定，其中ωAl2O3介于17.91%～20.63%，ωSiO2介于72.87%～76.93%，ωK2O介于0.87%～1.47%，ωNa2O介于0.11%～0.19%，ωTiO2介于0.12%～0.15%，ωiL介于2.88%～3.69%。

(3)礦石類型。礦石類型按其主要礦物組合，大致分為3類。

① 石英質葉蠟石型：灰白色、微紅色，變余凝灰結構，塊狀構造[8-9]。主要礦物成分為石英(質量分數(shù)大于70%)、少量葉蠟石。礦物的主要化學成分為SiO2和Al2O3，其中ωAl2O3一般介于10%~14%，ωSiO2大于80%。礦石硅質成分高，致密堅硬，主要分布于Ⅰ-1礦體中。

②含石英質葉蠟石型：該類型為礦區(qū)礦石的主要類型。淺灰白色，顯微鱗片變晶結構、變余凝灰結構，塊狀、角礫狀構造。主要礦物成分為石英、葉蠟石，礦物的主要化學成分為SiO2和Al2O3，其中ωAl2O3含量一般介于15%~20%，原巖為流紋質晶屑玻屑凝灰?guī)r。礦石蠟狀光澤，有滑感，主要分布于 Ⅰ-1、Ⅱ-1礦體中。

③葉臘石質葉蠟石型：灰綠色、淡黃色，顯微鱗片變晶結構，塊狀構造，主要礦物成分為葉蠟石，其中葉蠟石質量分數(shù)大于80%，石英質量分數(shù)小于20%，相應的ωSiO2小于70%，ωAl2O3大于23%。原巖為流紋質玻屑凝灰?guī)r。礦石具有較強的蠟狀光澤和滑感，硬度較低，零星分布于Ⅰ-1、Ⅱ-1礦體中。

4成因分析及成礦模式分析

白巖礦區(qū)緊鄰龜湖超大型葉蠟石礦床，由于已有研究表明Ⅱ-1號葉蠟石礦體和龜湖超大型葉蠟石礦床具有相同的火山熱液蝕變交代型礦床成因特征[1]，因此本次重點分析Ⅰ-1號礦體。

(1)物質來源。礦區(qū)Ⅰ-1主礦體由不規(guī)則狀大小混雜的葉蠟石礦塊組成，礦石類型、結構構造及礦物組分與龜湖葉蠟石礦基本一致，泰順縣龜湖葉蠟石礦呈似層狀分布于龜湖鎮(zhèn)西側山坡，出露標高650~785 m，經地質普查及詳查證明為大型火山熱液交代次生石英巖型礦床(圖2)。

圖2　白巖礦區(qū)崩塌堆積型葉臘石礦成礦模式示意圖

(2)構造條件。北東、北西及南北向斷裂，中酸性巖脈、潛火山巖等成礦后期構造、巖漿侵入活動頻繁，經多期次構造疊加，葉臘石礦體自最高山頂仰天湖開始垮塌、崩塌滑動，嚴重破壞龜湖葉蠟石礦原生礦體的完整性。

(3)成礦作用。龜湖超大型葉蠟石礦床成礦后經多期次不同方向的斷裂構造、中酸性巖脈的侵入活動，使原來南東、北西兩側邊緣礦體崩塌破碎向低處運移堆積，崩塌滑行距離為100~800 m。礦區(qū)崩塌堆積型含葉蠟石礦塊土層位于龜湖礦區(qū)北西側低洼溝谷中。

5結語

根據(jù)Ⅰ-1主礦體的分布、物質來源、控礦構造條件、成礦作用等特征，確定礦床成礦模式為崩塌堆積型礦床。

參考文獻

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Analysis of Geological Characteristics and Genesis of Pyrophyllite Ore in Taishun County White Rock Mining Area, Zhejiang Province

GAOYuanYUChunDAIGanggangYANGZhongke

(The 11th Geologic Team of Zhejiang Province, Wenzhou Zhejiang 325006, China)

Abstract:Based on the description of the geological characteristics of pyrophyllite ore deposit white rock in mining area, Taishun, Zhejiang province, the causes of deposit fluorite ore zone is analyzed. It is considered that the region belongs to the volcano hydrothermal alteration and secondary quartz type deposit, and the mineralization model is collapse accumulation. Metallogenic mode is mainly consequent layer replacement; mineralization is closely related with rich aluminum volcano clastic rock and submarine volcanic intrusive rocks.

Key words:pyrophyllite; geological features; metallogenic model; collapse accumulation

文獻標識碼：A

文章編號：1673-1980(2016)01-0004-04

中圖分類號：P611

作者簡介：高原( 1984 — ) ，男，河南泌陽人，工程師，研究方向為礦產地質勘查。

基金項目：浙江省地質勘查基金項目“浙江省泰順縣洋溪 — 外崗地區(qū)銀多金屬礦地質普查”(〔省基〕2012004)

收稿日期：2015-06-11