壽山火山盆地雕刻用葉蠟石礦成礦地質(zhì)條件及找礦靶區(qū)預(yù)測①

陳仁表

(福建省地質(zhì)測繪院，福州，350011)

壽山石開采歷史悠久，以其深厚的歷史文化底蘊而享譽全球，為全國十大候選國石之首[注]中國寶玉石協(xié)會，1999。。因長期的大量開發(fā)，壽山石資源儲量日趨匱乏，急需尋找新的礦產(chǎn)地。2015年以來，通過“福州壽山早白堊世火山噴發(fā)盆地雕刻用葉蠟石礦成礦預(yù)測及找礦靶區(qū)優(yōu)選”[注]福建省地質(zhì)測繪院，福州壽山早白堊世火山噴發(fā)盆地雕刻用葉蠟石礦成礦預(yù)測及找礦靶區(qū)優(yōu)選，2016。項目的開展，獲得了較豐富的地質(zhì)資料和找礦信息，結(jié)合前人的工作成果[1-8]，總結(jié)壽山火山盆地雕刻用葉蠟石成礦地質(zhì)特征，預(yù)測成礦靶區(qū)，為今后雕刻用葉蠟石礦產(chǎn)勘查工作提供參考。

1 壽山火山盆地地質(zhì)特征

壽山火山盆地位于福安—平和北東向火山噴發(fā)帶(Ⅲ)中段，連江—永泰北東東向斷裂帶東北部，屬Ⅵ級火山構(gòu)造單元，疊置于晚侏羅世白沙破火山口組合體之上[注]福建省地質(zhì)調(diào)查研究院，1∶25萬福州幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告，2007。。

壽山火山噴發(fā)盆地處于福州市晉安區(qū)壽山、峨嵋、高岳、溪利一帶，平面形態(tài)呈北東東向不規(guī)則長橢圓狀，長軸約25 km、短軸約14 km，出露面積約330 km2。東部及西部分別被白堊紀(jì)侵入巖侵位，出露不完整；火山盆地主要由早白堊世小溪組火山巖-火山碎屑沉積巖組成[注]福建省地質(zhì)測繪院，福州市壽山外圍礦區(qū)雕刻用葉蠟石礦預(yù)查報告，2016。(圖1)。

圖1 壽山火山盆地地質(zhì)簡圖Fig.1 Geological map of Shoushan volcanic basin

1.1 地層

壽山火山盆地由小溪組火山巖-火山碎屑沉積巖組成，根據(jù)巖性特征，小溪組進一步分為第一、二、三、四、五個巖性段。

第一段沿盆地邊緣分布，巖性為紫-淺灰綠色凝灰質(zhì)粉砂巖、砂巖、泥巖，夾條帶狀硅質(zhì)巖、流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r。

第二段僅見于火山噴發(fā)盆地東部，巖性為灰綠色粗面玄武巖、安山巖、英安質(zhì)晶屑凝灰?guī)r等。

第三段廣泛分布于盆地中，巖性為灰白色流紋質(zhì)(含晶屑)凝灰?guī)r、(含角礫)晶屑凝灰?guī)r、(含角礫)晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r、(球粒)流紋巖，該巖性段為壽山石礦體的貯礦層位。

第四段呈半環(huán)狀分布于旗山、黃巢山破火山的內(nèi)部，巖性為深灰色凝灰質(zhì)粉砂巖、砂巖、沉凝灰?guī)r等。

第五段僅分布于盆地內(nèi)的旗山、貓頭山、黃巢山、烏石山和上縣等山頂，巖性為紫灰色流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、(含角礫)晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r、(球粒)流紋巖、鉀長流紋巖等。

火山盆地內(nèi)侵入巖不發(fā)育，地表零星出露小規(guī)模早白堊二長花崗巖、花崗斑巖，呈脈狀分布。

1.2 斷裂構(gòu)造

區(qū)內(nèi)有北西向、北東向斷裂及南北向斷裂，主要見有F1～F4、F85條斷裂。

虎口—峨嵋山北西向斷裂(F1)：出露于區(qū)內(nèi)虎口—峨嵋山一帶，斷裂走向320°～335°，傾向南西，傾角60°，破碎帶寬0.5～5.0 m，延伸約12.0 km，平面上呈平直的直線，為張性斷裂。

山秀園北西向斷裂(F2)：出露于火山盆地中部山秀園一帶，走向325°～350°，傾向南西，傾角80°，斷層破碎帶中巖石碎裂明顯，破碎帶寬1.2～8.0 m，延伸大于17.0 km，平面上交錯排列呈鋸齒狀，兩側(cè)發(fā)育追蹤張節(jié)理和共軛剪節(jié)理，為張扭性斷裂。

虎頭山北西向斷裂(F3)：區(qū)內(nèi)出露于火山盆地的北側(cè)一帶，斷層走向330°，傾向南西，傾角60°，斷層破碎帶中巖石碎裂明顯，破碎帶寬約1.5 m，延伸大于2.4 km，為張性斷裂。

臺尖山北東向斷裂(F4)：出露于火山盆地東北部臺尖山一帶，總體走向30°，傾向北西，傾角75°，沿斷裂為早白堊世二長石英閃長巖充填，平面上呈“S”型，延伸約8.6 km，為張扭性斷裂。

紅寮—日溪近南北向斷裂(F8)：位于壽山火山噴發(fā)盆地西緣，走向350°～10°，傾向東，傾角70°，斷層破碎帶中巖石碎裂明顯，平面上呈弧型，沿斷裂局部為花崗斑巖脈充填，延伸大于20.5 km，為張扭性斷裂。

1.3 火山構(gòu)造

壽山火山盆地內(nèi)發(fā)育有17個V級火山機構(gòu)，以復(fù)活式破火山為主，次為穹狀火山及錐狀火山。復(fù)活式破火山主要有南邊、旗山、黃巢山等3個，穹狀火山有貓頭山、天牛山、臺尖山等3個，錐狀火山主要有烏石山、葉洋等2個，還有性質(zhì)不明的火山噴發(fā)中心有筆架山、高山、芙蓉山、峨眉山、糞桶巖、嚴(yán)頭頂、大姆山、金山頂、雙貴山等9個[注]福建省地質(zhì)調(diào)查研究院，1∶25萬福州幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告，2007。。其中，復(fù)活式破火山與壽山石成礦關(guān)系密切。壽山火山盆地主要V級火山機構(gòu)特征如表1所示。

表1 壽山火山盆地主要Ⅴ級火山構(gòu)造特征

續(xù)表1

1.4 火山巖巖石及巖相

壽山火山盆地火山巖巖石類型多、巖相發(fā)育。噴發(fā)-沉積相的火山碎屑巖(沉凝灰?guī)r)及沉積火山碎屑巖(凝灰質(zhì)砂巖)主要分布在小溪組第一段中，也常見其呈夾層產(chǎn)出于各火山機構(gòu)中。噴溢相主要產(chǎn)于小溪組第三段、第五段中，巖性為流紋巖類?？章涠逊e相分布于小溪組各巖性段中，主要巖性為晶屑凝灰?guī)r、晶屑巖屑凝灰?guī)r、晶屑玻屑凝灰?guī)r、巖屑凝灰?guī)r、玻屑凝灰?guī)r、凝灰?guī)r等。碎屑流堆積相主要分布于小溪組第三段中，巖性單一，為熔結(jié)程度不一的熔結(jié)凝灰?guī)r。崩落堆積相分布局限，僅見于小溪組第三段中，巖性為集塊火山角礫巖?；鹕酵ǖ老喾植加诟骰鹕綑C構(gòu)的中心部位，巖性主要為集塊石泡流紋巖、球粒流紋巖、集塊角礫晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r、流紋斑巖等。

2 代表性礦體特征

根據(jù)雕刻用葉蠟石主要礦物成分，可分為高嶺石(迪開石)型、葉蠟石型和伊利石型。高嶺石(迪開石)型代表有都騰觀光洞石，葉蠟石型代表有加良山石。區(qū)內(nèi)葉蠟石礦體可分為工業(yè)用葉蠟石礦體和雕刻用葉礦石礦體。

2.1 都騰觀光洞石

都騰觀光洞石產(chǎn)于旗山135°方向約3 000 m處旗山復(fù)活式破火山東南側(cè)的環(huán)狀斷裂中，出露小溪組第三段(圖2)，巖性為流紋質(zhì)(角礫)熔結(jié)凝灰?guī)r、流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r。高山、都騰一帶次生石英巖化發(fā)育，寬400～800 m，長近4 000 m。

圖2 都騰觀光洞740 m中段地質(zhì)圖Fig.2 Geological map of the middle section of the 740m Duteng sightseeing cave1—小溪組第三段流紋質(zhì)角礫晶屑凝灰?guī)r；2—硅化；3—葉蠟石化；4—含雕刻用葉蠟石礦體；5—平硐；6—斷層性質(zhì)及編號

區(qū)內(nèi)圈定5條含雕刻用葉蠟石構(gòu)造帶[注]福建省地質(zhì)測繪院，福州壽山早白堊世火山噴發(fā)盆地雕刻用葉蠟石礦成礦預(yù)測及找礦靶區(qū)優(yōu)選，2016。，礦體貯存于構(gòu)造帶中，其中Ⅰ和Ⅱ為主要含雕刻用葉蠟石礦體。

Ⅰ含雕刻用葉蠟石礦體呈脈狀環(huán)形展布。東段走向65°～75°，傾向北西，傾角50°～70°；西段走向270°～292°，傾向北-北東，傾角70°～78°；延伸約70 m，寬0.5～3.0 m，平均厚1.20 m,雕刻用葉蠟石平均含礦率為5.23%。

Ⅱ含雕刻用葉蠟石礦體呈脈狀，與Ⅰ含雕刻用葉蠟石構(gòu)造帶近平行環(huán)形展布。東段走向近東西，傾向北，傾角55°～65°；西段走向為290°～312°，傾向北東，傾角60°～75°；延伸約56 m，寬0.5～5.0 m，平均厚 1.40 m, 雕刻用葉蠟石平均含礦率為3.64%。

礦石主要礦物成分為迪開石、高嶺石，少量為葉蠟石。礦石呈黃色、黃褐色，質(zhì)地靈脫、通透、溫潤、細膩，可作為中高檔雕刻石用料。

迪開石呈脈狀、角礫狀、團塊狀貯存于含雕刻用葉蠟石構(gòu)造帶中，脈體寬度5～300 mm，單脈長度0.6～22.0 m，迪開石角礫狀、團塊狀大小為10 mm×10 mm×10 mm～5 000 mm×800 mm×1 500 mm。

礦石結(jié)構(gòu)有隱晶狀-顯微鱗片變晶結(jié)構(gòu)、鱗片-細晶狀結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造常見的有塊狀、角礫狀、細脈-網(wǎng)脈狀構(gòu)造。

圍巖蝕變強烈，主要為葉蠟石化、硅化，葉蠟石化分布于含雕刻用葉蠟石構(gòu)造帶的兩側(cè)，硅化分布在葉蠟石化的外側(cè)或上部，空間上具分帶性。

2.2 加良山石

加良山石產(chǎn)于峨嵋南邊復(fù)活式破火口西南側(cè)約1.7 km處(即原峨嵋礦區(qū))，出露小溪組第三段流紋質(zhì)火山角礫巖、流紋質(zhì)角礫(晶屑、玻屑)凝灰?guī)r、流紋巖等，峨嵋—月洋發(fā)育有次生石英巖化帶，帶寬為250～850 m。

圖3 加良山雕刻用葉蠟石礦區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.3 Geological sketch of Jialiangshan caved pyrophyllite deposit1—下白堊統(tǒng)小溪組第三段地層；2—流紋質(zhì)角礫晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r；3—流紋質(zhì)含角礫晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r；4—流紋質(zhì)晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r；5—花崗斑巖脈；6—構(gòu)造角礫巖；7—斷裂性質(zhì)及編號；8—硅化；9—葉蠟石化；10—工業(yè)用葉蠟石礦體；11—含雕刻用葉蠟石構(gòu)造帶；12—巖性界線；13—地層產(chǎn)狀

礦區(qū)圈定的含雕刻用葉蠟石構(gòu)造帶6條[注]福建省地質(zhì)測繪院，福州壽山早白堊世火山噴發(fā)盆地雕刻用葉蠟石礦成礦預(yù)測及找礦靶區(qū)優(yōu)選，2016。[注]福建省地質(zhì)測繪院，福建省福州市白水-芙蓉礦區(qū)雕刻用葉蠟石礦普查，2018。(圖3)。含雕刻用葉蠟石礦體貯存于構(gòu)造帶中，礦體中部分交代徹底質(zhì)地較細膩、色彩較艷麗、雜質(zhì)較少的工業(yè)用礦石也可以作為雕刻用葉蠟石。Ⅰ含雕刻用葉蠟石構(gòu)造帶走向50°～60°，傾向北西，傾角60°～70°；延伸約560 m，寬2.5～9.5 m，中高檔雕刻用葉蠟石平均含礦率為11.42%。Ⅱ含雕刻用葉蠟石構(gòu)造帶走向60°，傾向南東，傾角75°；延伸約330 m，寬0.5～1.7 m ，中高檔雕刻用葉蠟石平均含礦率為1.29%。Ⅴ含雕刻用葉蠟石構(gòu)造帶走向280°～290°，傾向南南東，傾角70°～80°；延伸約530 m，寬1.5～21.5 m，中高檔雕刻用葉蠟石平均含礦率為1.12%。Ⅵ含雕刻用葉蠟石構(gòu)造帶走向45°，傾向北西，傾角85°；延伸約335 m，寬1.7～11.3 m，中高檔雕刻用葉蠟石平均含礦率為9.77%。葉蠟石呈脈狀、角礫狀、團塊狀貯存于含雕刻用葉蠟石構(gòu)造帶中，脈體寬3～600 mm，單脈長10～15 000 mm，葉蠟石角礫狀、團塊狀大小為10 mm×10 mm×10 mm～500 mm×120 mm×450 mm。

礦石主要成分為葉蠟石，呈淺黃色、黃綠色，質(zhì)地靈脫、通透、溫潤、細膩，可作為中高檔雕刻石用料。

礦石結(jié)構(gòu)為隱晶狀、鱗片狀和葉片狀結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造為塊狀、角礫狀、脈狀構(gòu)造。

圍巖蝕變類型有葉蠟石化、硅化、高嶺土化、黃鐵礦化、硬水鋁石化、明礬石化、絹云母化。圍巖蝕變垂直分帶明顯，自上而下分為簡單次生石英巖帶→石英-葉蠟石帶→葉蠟石-硬水鋁石帶→明礬石-葉蠟石帶→硅化黃鐵礦化絹云母化蝕變原巖帶[注]福建省地質(zhì)五隊，福建省福州市峨嵋葉蠟石礦區(qū)勘探，1975。。

3 成礦地質(zhì)條件

3.1 地層(巖性)對成礦的控制作用

壽山火山盆地內(nèi)的葉蠟石礦體均貯存于小溪組第三段地層中。工業(yè)葉蠟石礦體呈層狀、似層狀和脈狀與圍巖地層產(chǎn)狀一致。含雕刻用葉蠟石構(gòu)造帶與圍巖產(chǎn)狀大角度斜交，但均分布于小溪組第三段分布區(qū)。

3.2 火山構(gòu)造對成礦的控制作用

壽山火山盆地呈北東東向不規(guī)則長橢圓狀，與所處的區(qū)域斷裂構(gòu)造連江—永泰斷裂帶一致，顯示壽山火山盆地的火山活動主要受連江—永泰斷裂帶控制。北西向斷裂與北東東向連江—永泰斷裂帶的交會部位控制了壽山火山盆地噴發(fā)中心的位置。壽山火山盆地內(nèi)工業(yè)用葉蠟石礦體和雕刻用葉蠟石礦體均貯存于破火山機構(gòu)的周圍，與破火山機構(gòu)的環(huán)狀、放射狀斷裂展布空間一致。火山通道、環(huán)狀、放射狀斷裂是火山氣液活動的有利部位，也是儲礦的有利空間，由于火山氣液對圍巖的交代作用促使成礦物質(zhì)活化遷移、富集、沉淀而形成礦(化)體。在一個火山機構(gòu)的不同部位可出現(xiàn)不同的礦種、不同類型的礦床。一般火山機構(gòu)的環(huán)狀、放射狀斷裂多為充填型雕刻用葉蠟石礦體，在環(huán)狀、放射狀斷裂周圍有利于火山氣液對圍巖的交代作用，常形成交代型層狀、似層狀工業(yè)用葉蠟石礦體。反映火山構(gòu)造對成礦的明顯控制作用。

3.3 火山熱液交代作用對成礦的控制作用

工業(yè)用葉蠟石礦及雕刻用葉蠟石礦是火山熱液與圍巖交代或充填所形成的產(chǎn)物。由于復(fù)活式破火山機構(gòu)下方存在的巖漿房提供了熱源條件。在酸性介質(zhì)條件下，因熱能及壓力的作用，火山氣液上升與酸性(中酸性)火山碎屑巖發(fā)生交代作用，形成葉蠟石、高嶺石族、伊利石等礦物。因此，火山熱液交代作用對工業(yè)用葉蠟石礦床和雕刻用葉蠟石礦床形成是必不可少的條件。

4 找礦靶區(qū)預(yù)測

4.1 找礦標(biāo)志

(1)早白堊世小溪組第三段火山碎屑巖地段，上部具流紋巖類巖性段地層覆蓋。

(2)Ⅴ級火山構(gòu)造的環(huán)狀、放射狀斷裂發(fā)育地帶，特別是與其他區(qū)域性斷裂或放射性斷裂交叉會合地段。

(3)工業(yè)用葉蠟石礦體的位置往往是葉蠟石礦化蝕變的中心，雕刻用葉蠟石礦體分布于其內(nèi)或外圍附近，加良山雕刻用葉蠟石礦體大多分布于工業(yè)用葉蠟石礦體中，都騰觀光洞壽山石礦體分布于旗山工業(yè)用葉蠟石礦體外圍約3 500 m。工業(yè)用葉蠟石礦體分布地段是尋找雕刻用葉蠟石礦體的有利區(qū)域。

(4)次生石英巖化發(fā)育地段，特別是葉蠟石化、迪開石化、明礬石化、硅化、黃鐵礦化發(fā)育的地段或其周圍。

(5)古代開采老硐遺跡的附近區(qū)域及已找到“獨石”的上游地段。

4.2 找礦靶區(qū)預(yù)測

在旗山雕刻用葉蠟石礦、黃巢山雕刻用葉蠟石礦和南邊雕刻用葉蠟石礦成礦遠景區(qū)內(nèi)，已有少量地表工程揭露和控制，成礦條件十分有利，與已知礦床找礦模式表達的預(yù)測準(zhǔn)則吻合度較高，預(yù)測依據(jù)充分，資源潛力較大，地表可見礦化露頭或隱伏(盲)礦體存在可能性很大的地段；面積一般在幾平方千米到幾十平方千米之間。在工作區(qū)內(nèi)共劃分5個雕刻用葉蠟石礦找礦靶區(qū) (表2)。

表2 壽山火山盆地雕刻用葉蠟石礦找礦靶區(qū)特征

5 結(jié)論

壽山火山盆地葉蠟石礦屬火山中低溫?zé)嵋旱V床，小溪組第三段火山碎屑巖、Ⅴ級復(fù)活式破火山機構(gòu)及環(huán)狀放射狀斷裂、次生石英巖化帶分布地帶，以及已發(fā)現(xiàn)的工業(yè)用葉蠟石礦體的地段是雕刻用葉蠟石礦的重要找礦標(biāo)志；初步圈定的找礦靶區(qū)為進一步尋找雕刻用葉蠟石礦勘查工作提供參考。