与海相细碧－角斑岩建造有关的铜、锌、（金）、硫铁矿矿床成矿亚系列（1a）
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发布时间：2022-05-14 16:37
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时间：2023-10-12 12:43
（一）赋矿建造特征
西裘铜矿床（上图号123，下同）（参见典型矿床一）产于中元古界平水组。该区平水组分布面积36.2km2，呈单斜，北东东走向，倾向北西，岩层厚度大于2100m。火山岩占83.2%。火山岩中细碧岩类约占1/3，角斑岩占2/3；熔岩占40%，火山碎屑岩占60%。主要岩石类型有角斑质角砾凝灰熔岩、玻屑凝灰岩、角砾岩屑玻屑凝灰岩，少量细碧质晶屑凝灰岩。可划分为4个喷发旋回，旋回底部均以细碧岩类组合的出现为标志。其下部有厚度不等的沉积夹层，具水平层理的含钙粉砂质泥质硅质岩；向上为角斑质玻屑凝灰岩组合；顶部具沉积夹层，代表了火山活动间歇期沉积物，如凝灰质砂砾岩，岩屑砂岩、粉砂质硅质岩、泥质硅质岩等。
受区域动力变质作用，平水组岩石具绿片相变质面貌，片理较发育，局部形成绿泥石片岩、绿帘石岩、透闪绿帘石绿泥石岩、石英绢云母岩等。在韧性剪切作用较强地段出现糜棱岩化岩石。第二旋回角斑岩全岩钐－钕等时线年龄为890.6±39.2Ma（浙江省区调队）。第一旋回细碧角斑岩全岩钐－钕等时线年龄值为978.4±44Ma（南京大学）。上述样品的模式年龄分别为1539.2～1540.2Ma,1346～1634Ma。
平水组细碧角斑岩建造的特点如下：
1）细碧玢岩与钙质粉砂质泥质硅质岩呈互层产出，硅质岩水平层理发育。见有似层状、透镜状碧玉岩夹于细碧玢岩中。与碧玉岩互层的沉凝灰岩具良好韵律，曾发现藻类化石（南京大学，1978）。在西裘矿区钻孔中见有鲕状灰岩。表明岩石形成于水动力弱的深水还原环境，具典型的海相沉积特征。
2）潜火山岩有细碧玢岩、钠长斑岩、角斑岩，呈大量脉岩、岩枝或顺层贯入。其集中分布地段疑为古火山穹丘，对矿体有控制作用。
3）组成平水组火山岩的主要造岩矿物为钠长石、钠更长石（An=7～20），具有细碧角斑岩的典型组构特征。
4）在岩石化学成分上（表3-1-1），具富Na2O、H20＋，贫K2O、CaO、MgO，及Na2O/K2O、Na/Na+K高等特点。在AFM图解中，本区火山岩均落在世界各地细碧角斑岩投影点密集区内。按旋回自下而上由拉斑玄武岩系列向碱性玄武岩演化。
表3-1-1 中元古界平水组细碧角斑岩系岩石化学特征表
5）稀土元素特征见表3-1-2。细碧岩类∑REE=79.0×10-6，∑Ce/∑Y=2.25,La/Yb=4.97,La/Sm=1.72,Gd/Yb=1.41，δEu=1.16，δCe=0.82，稀土分布呈右倾平缓型。轻稀土富集，重稀土亏损，Eu呈弱正异常，与幔源型岩石相似。角斑岩类∑REE=110.68×10-6，∑Ce/∑Y=2.65,La/Rb=5.56,La/Sm=2.08,Gd/Rb=1.26，δEu=0.96，δCe=0.83，稀土分布右倾平缓—陡斜型。
表3-1-2 中元古界平水组稀土元素特征表
6）平水组微量元素丰度：据1:5万平水幅丰惠幅区调报告，平水组微量元素丰度值（75个样品的平均值）如表3-1-3所示，其中Cu、Zn、Ag、Au等元素富集（全省平均丰度：Cu16.0×10-6,Zn 66.0×10-6,Ag 0.06×10-6,Au 0.96×10-9）。
表3-1-3 中元古界平水组微量元素含量表
7）平水组角斑岩样品εNd=6,87Sr/86Sr=0.70417。数值与岛弧玄武岩（εNd=7～10,87Sr/86Sr=0.70437）数值相一致，说明平水组的形成环境也属岛弧火山岩 浙江省地质矿产厅，1:5万平水幅、丰惠幅区域地质矿产调查报告，1990。
（二）与平水组同构造期的侵入岩
平水组中分布有晋宁早期的侵入岩，主要为石英闪长岩，少量闪长玢岩和斜长花岗岩，与平水组均为侵入接触，与新元古界骆家门组为沉积接触。
石英闪长岩主要岩体侵位于江－绍断裂带中，普遍遭受区域变质和动力变质作用，片理化发育。桃红岩体K-Ar法年龄为802Ma（周新民，1989），赵婆岙岩体Rb-Sr等时线年龄853～868Ma（祁岖，1986），石英闪长岩、闪长玢岩与斜长花岗岩在岩石化学稀土、微量元素等方面特征，与平水组火山岩具有同源、同成因的特点（表3-1-4）。
表3-1-4 晋宁早期侵入岩与平水组火山岩特征对比表
（三）典型矿床产出特征
西裘铜矿床是迄今省内查明的唯一的细碧角斑岩建造块状硫化物矿床，其主要特征如下 江一平，浙西北地区两种主要铜矿床成矿地质特征及找矿标志，浙江地质科技情报，1994。
1）矿床产于火山岩系第Ⅰ旋回上部的火山－沉积岩中，呈似层状。矿体与顶底岩层整合接触，并有同步褶皱现象。
2）由于矿体部位贴*水组火山岩与晋宁早期石英闪长岩之间的韧性剪切带，围岩均遭受不同程度糜棱岩化、片理化以及重结晶作用，矿层顶底围岩成为石英绢云母片岩、绿泥石片岩、次生石英岩以及糜棱岩化细碧岩、角斑岩。
3）主矿体长1050m，厚0.21～47.95m，平均8.81 m，最大延深大于700m。主矿体厚度变化大，但连续性好。另有18个次要矿层，长20～650m不等，厚0.72～11m。主矿体下盘为单硫矿体，平均厚11.42m，长700m，延深达500m。主矿体平均含Cu1.05%、Zn1.34%、S 15.30%。
矿区平均含Cu1%、Zn1.69%、S14.66%、BaSO46.58%、Ag10.96×10-6、Au 0.49×10-6。
4）矿物组分、结构构造和矿石类型。矿石矿物主要有：黄铁矿（81%）、黄铜矿（9.7%）、闪锌矿（8.8%），以及赤铁矿、磁铁矿、方铅矿、斑铜矿、辉铜矿、镜铁矿。脉石矿物有：石英、绢云母、萤石、重晶石、方解石、碧玉等。
矿石具自形、半自形、他形、压碎等结构，部分有胶状、乳浊状、格子状结构。矿石以条带状、块状、揉皱状构造为特征，以及细脉状、浸染状、角砾状、片状构造。
矿石类型有：块状条带状黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿矿石，稠密浸染状黄铜矿、黄铁矿矿石，单硫黄铁矿石。
5）矿化和蚀变分带。自矿体中心向外，矿石组分呈渐变分带，由闪锌矿、重晶石、黄铜矿、黄铁矿带→黄铜矿、黄铁矿带→黄铁矿带→矿化绢云母石英片岩。碧玉、石英、赤铁矿、磁铁矿分布于矿层边缘的顶部。
蚀变分带具不对称性。顶盘岩石蚀变轻微，为弱绿泥石化。底板岩石蚀变强烈，具筒状蚀变。下盘火山碎屑岩中发育次生石英岩化、黄铁矿化、黄铜矿化筒状蚀变核，过渡为绢云母化、绿泥石化，远离中心则渐次减弱。
地球化学晕，由中心到边部：Co、Ni、Mo、Cu、Au→Zn、Pb、Ag→Ba、As、Sb、Hg递变，Cu/Zn比值减小。
（四）其他矿床组合特点
平水地区为进一步寻找西裘式铜矿，开展了大量勘查评价工作。曾投入较多工作量的六里岙和桃红铜矿点，特点如下：
六里岙铜矿点（124）：矿点围岩为平水组第Ⅰ旋回糜棱岩化角斑质凝灰岩、细碧岩，其中发育千糜岩带，宽60～100m，动力变质期具硅化、绢云母化、黄铁矿化、绿泥石化。成矿期叠加硅化（碧玉化）黄铁矿化、黄铜矿化，矿化呈脉状、透镜状、囊状产于千糜岩中，脉体与千糜岩产状一致或略有斜交，含铜0.37%～4.74%，单脉厚0.4～2.8 m。矿物组分有黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、赤铁矿等呈块状、浸染状、细脉状、条带状矿石。矿脉分布极为分散，延伸10余m。
桃红铜矿点（126）：有3个矿段。桃红矿段产在石英闪长岩－辉长闪长岩的北西向构造角砾岩带中，浸染状、细脉状铜矿化辉长闪长岩构成角砾，单孔见矿20余m。陶家山矿段以第Ⅰ旋回细碧质角砾熔岩、凝灰角砾岩、角斑质角砾凝灰岩、凝灰岩，以及闪长玢岩等为围岩，在构造破碎、片理化带中具分散的浸染状、细脉状矿化，伴有绿泥石化、碧玉化。笋山矿段为第Ⅱ旋回细碧质和角斑质凝灰岩、凝灰角砾岩、角砾凝灰岩等围岩，具强蚀变和片理化，铜矿化呈斑块状、囊状、细脉状、小条带状出现，极为分散，相伴有次生石英岩化、绿泥石化、绿帘石化，矿化沿北东向片理产出。
总之，六里岙铜矿化主要产于千糜岩带中。桃红的陶家山、笋山两矿段主要与浅变质细碧质、角斑质火山角砾岩、角砾凝灰岩蚀变片理化地段有关，部分与闪长玢岩有关，是否可视为块状硫化物矿床下盘根部浸染分散矿化的标志，可加注意。桃红矿段显示受北西向脆性构造控制，可能受到燕山期构造叠加的影响。
本区尚有中岙（117）、何山等金矿，但属于剪切带型矿床，将归入第八成矿系列，在后面叙述。
（五）矿床成矿物化条件和成因机理 《浙江省铜矿成矿地质条件与找矿前景》，胡永和，1993。
据黄有年（1992）的研究成果，西裘块状含铜黄铁矿矿床，成矿温度为200～300℃。成矿阶段硫逸度fS2=-12，氧逸度fo2=-43～－38,pH=4.7～5.2。
黄铁矿、黄铜矿δ34S=-6‰～2.3‰，虽稍偏于负值，但因重晶石δ34S=17.8%。的存在，总体还是接近陨石硫。
矿床铅同位素在Cammon模式图上落在正常铅区（胡永和，1994），206Pb/204Pb-208Pb/204Pb关系图中呈相关性好、斜率大的回归直线。单阶段铅模式年龄（673～863Ma）比较接近于细碧角斑岩的年龄值（890～978Ma）。而黄铜矿的铅模式年龄仅455Ma，表明加里东中晚期韧性剪切活动，有铜矿化的叠加。表明了铅来源于上地幔和下地壳，说明成矿具有多期多来源。
成矿介质来源：据脉石石英和碧玉的氧同位素δ18O在7.82‰～9.51‰之间，其平衡水δ180为－1.14‰～－2.20‰；重晶石中δ180为17.8‰，平衡水为9.91‰，说明介质水接近于岩浆水与海水的混合的热卤水。脉石方解石δ13C为－1.8‰～－2.27‰，与海相碳酸盐δ13C（－3‰～＋2‰）相当，δ180（PDB）为－23.12‰～－26.05‰，说明矿石中
主要来自海水，受火山热液碳混染。总之，成矿介质来源较复杂，可认为是岩浆水与海水混合而成的“热卤水”。
（六）矿床区域成矿模式
1）中元古代扬子古陆与华夏古陆板块敛合，形成岛弧型海相细碧角斑岩岩系。
2）矿床产于基性细碧质岩类向中－中酸性角斑岩类的过渡的喷发间歇期。
3）矿床定位受火山喷发构造的制约，近火口相粗粒级火山碎屑岩、碎屑熔岩，以及频繁的潜火山岩贯入可视为判断古火山机构的标志。
4）矿床呈似层状展布，一般连续性好，但厚度变化大，矿床由多层矿体组成，矿体间有沉积夹层，偶有碧玉、鲕状灰岩透镜体。矿层顶部有硅质泥质岩覆盖。
5）矿床在垂向和横向上，组分、结构构造有一定的分带性。
6）矿床下盘火山碎屑岩、火山熔岩中往往具有网脉状、浸染状矿化。并有普遍的硅化、碳酸盐化、绿泥石化蚀变。
7）平水地区，细碧角斑岩系的分布紧贴江山－绍兴断裂带（两个古陆的碰撞带），沿碰撞带有中酸性侵入岩贯入，并发育韧性剪切变形，以致平水组广泛发育糜棱岩化、片理化和绿片岩相浅变质作用，矿层内的细碎屑岩夹层（柔弱层）发育为千糜岩。剪切带的发育对矿床有富化叠加作用。
综合亚系列1a与1b的成矿特点，图3-1-1表达了平水组细碧角斑岩系中块状硫化物铜矿床，相关的脉状、浸染状铜矿化，以及剪切带中的金矿，双溪坞群中的明矾石、铜、金矿床的产出关系。
图3-1-1 晋宁早期岛弧型火山岩铜、金、明矾石成矿模式
矿床：①西裘铜矿；②桃红铜矿；③中岙金矿；④河上金矿；⑤岩山明矾石及铜金矿；⑥百药山蚀变带
1—新元古界河上镇群；2—中元古界双溪坞群陆相火山岩系；3—中元古界平水组细碧角斑岩系；4—中元古界陈蔡群角闪岩相变质岩；5—晋宁晚期钾长花岗岩；6—晋宁晚期辉绿岩；7—晋宁期石英闪长岩；8—剪切面埋
（七）矿田、矿床地球物理、地球化学模式
1）扬子准地台中元古界平水组和双溪坞群，具有较大的密度，区域显示中等正重力布格异常场，其分布区剩余重力布格异常或垂向二阶导数均呈北东向延展。在平水地区，零等值线相当于平水组分布范围。
2）航磁呈100～200γ正磁场，显示中基性—中酸性火山岩系的特点。
3）区域水系沉积物地球化学异常，主要有Cu、Au、Ag、Zn、Pb、Ba、Sb、Mo。据研究异常中前缘元素为Sb、Ag，近矿前缘元素为Pb、Zn，主成矿元素为Cu、Au，尾部元素为Bi、Sn、Mo。
4）水系重砂矿物组合为金、铅族、铜族。金粒级小且粒数少，伴有辰砂、雄黄。
5）矿床次生晕内带元素（指示矿体）有Cu、Au、Zn、Ag、Co、As、Ba，外带元素有Ag、As、Ba。原生晕岩石测量R型点群分析，相关性在0.5以上的元素有Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Co、Mo、As、Sb、Ba。由地表向深部，Cu/（Ag+As+Sb+Hg）、Cu/Pb、Cu/As、Cu/Zn场为递增。表明矿床内Au、Ag富集在上部，Pb、Zn富集在中上部。
6）矿体自然电位异常强，激电联合剖面在矿体上方有反交点。近场源激电呈低阻、高激化率。电法追寻矿体、矿带效果较好。
