安徽省歙縣水竹坑銅礦床地質特征及成因探討

胡順利，章 倩

歙縣水竹坑銅礦床，區域上位于江南造山帶北東段的白際嶺島弧帶內基性火山巖帶內，產于新元古代西村巖組（Pt3x）的細碧角斑巖中，該礦床向西與西部黃土坑銅礦相連構成同一構造巖漿成礦帶。水竹坑銅礦床，位于北西側水竹坑韌性斷裂帶與南南東側三陽坑脆韌斷裂帶之間混雜巖帶內，該礦床為海底噴流銅礦床。通過對該礦床地質特征的調查研究，提高了礦床成因認識及掌握了找礦依據。

1 區域地質背景

歙縣水竹坑銅礦床，位于安徽東部皖浙相鄰區的新元古代基地底層中，基底地層為的基性-超基性巖帶中，位于江南造山帶北東段皖南地區，礦床主體W 位于白際嶺島弧帶內。帶南側為祁門—三陽脆韌性斷裂帶，帶北西側為歙縣—水竹坑韌性斷裂帶，水竹坑銅礦床位于上述脆韌性斷裂帶與韌性斷裂帶所挾持向北東開口的三角區構造混雜巖帶內。

水竹坑銅礦床出露地層為新元古代西村巖組（Pt3x）。由片理發育的細碧巖、角斑巖、石英角斑巖以及千枚巖、千枚狀板巖，片理千枚巖傾向南東。混雜巖帶內青白口紀早期花崗閃長巖侵入體廣泛發育片麻狀構造，并呈長條狀分布。區內斷裂構造發育，一組為北東向逆斷層，另一組為NW 向正斷層或平推斷層，三組裂隙構造。其中以143°～153°方向裂隙構造與脈巖和礦化關系密切。

水竹坑銅礦床主要礦體分布于細碧巖內及其附近，及綠泥石英片巖及砂質千枚巖中。區內礦體呈脈狀、似層狀、透鏡狀體產出。

2 礦區地質特征

2.1 礦區地層

礦區含礦層位為新元古代西村巖組火山巖。與銅礦有關的主體巖性為細碧巖、角斑巖、石英角斑巖以及千枚巖、千枚狀板巖，片理化千枚巖走向北東，傾向南東（圖1）。

圖1 歙縣水竹坑銅礦區地質略圖

2.2 礦區巖漿巖

礦區巖漿巖主體為新元古代西村巖組與銅礦有關的西村巖組蛇綠巖套組合，及少量中基性脈巖。

2.2.1 火山巖組合

銅礦產于西村巖組細碧角斑巖內，主要巖石組合為細碧巖、輝綠巖、角斑巖及石英角斑巖。礦體主體產于球粒細碧巖和層狀輝綠巖內。

2.2.2 火山巖巖石特征

依據細碧巖巖石學特征及其中的硅質巖、碧玉巖等地質特征，細碧巖-角斑巖組合為海底噴發火山巖。

2.2.3 火山巖巖石化學特征

礦區細碧巖其化學成分特征是高Na、低K。Na2O 在1.3%～3.30%之間，變化范圍較大，CaO/Na2O 值低于2.0。與中國及世界標準細碧巖有一定的差別（這與巖石后期蝕變有關）。

2.2.4 火山巖稀土元素特征

據地礦部礦床所張光弟等對水竹坑地區海相火山巖的研究，其火山巖的稀土元素含量特征：細碧巖的稀土總量為43ug/g ～68ug/g。呈輕稀土虧損型分布，重稀土較平緩，僅Er略有偏低，無Eu異常，石英角斑質凝灰巖和綠泥石片巖（礦區），稀土總量分別為223ug/g和86ug/g，稀土曲線呈重稀土Er向下彎曲的弧形，凝灰巖有弱的負Eu異常，片巖有正Eu異常。

礦區細碧巖的稀土元素與現代島弧拉斑玄武巖對比不是很一致，但與島弧拉斑玄武巖具有相似性。其輕稀土虧損模式代表島弧拉斑玄武巖。

2.3 細碧巖巖石成因

研究表明細碧巖巖石化學成分F（FeO+Fe2O3）、A（Na2O+K2O）、M（MgO）巖石成因三角圖解（圖2）顯示水竹坑及周邊地區的細碧巖，成巖成礦時間相近，他們是成礦火山巖演化漸變的細碧巖組合。

圖2 FAM（拉斑系列和鈣堿系列）圖解

2.4 礦區混雜巖

礦區混雜巖帶內發育青白口紀早期花崗閃長巖，侵入體廣泛發育片麻狀構造，并呈長條狀分布于混雜巖中，并有中生代輝長玢巖、閃長玢巖、正長斑巖脈侵入。

2.5 礦區構造特征

礦區南側為祁門—三陽脆韌性斷裂帶，北西側為歙縣—水竹坑韌性斷裂帶，礦區內斷裂構造發育。其中以143°～153°方向裂隙構造與脈巖和礦化關系密切。

2.6 礦區地球物理、地球化學特征

2.6.1 地球物理特征

（1）電性特征。礦區內分布的千枚巖、陽起石化細碧巖、綠泥石英云母片巖等。一般巖石的極化率ηs 均在1.5%～2.5%之間，電阻率ρs 為103Ωm ～105Ωm；而銅礦石的＝50%，＝200Ωm。礦體與圍巖的電性差異很明顯。

（2）磁性特征。本區巖石大多為無磁或弱磁性，有磁性的主要為矽卡巖、部分細碧巖和角巖化千枚狀砂巖等。

2.6.2 地球化學特征

本區有Cu、Pb、Zn、Ag 的分散流異常；與中－基性火山巖帶有關的Cr、Ni、Co、V 的組合異常。

礦區內各類巖石的銅的豐度值高于區域背景值。礦化帶內綠泥石片巖銅含量高達520ug/g。是區域背景值的5 倍～6 倍。

3 礦床特征

3.1 礦化帶特征

水竹坑礦區分布兩條礦化帶，一條由綠泥石片巖、糜棱巖、細碧巖、千枚狀砂巖組成的水竹坑礦化帶，水竹坑礦區所發現的工業礦體均產于此帶內；另一條即銅山－大備坑礦化蝕變帶，位于細碧巖帶的南東側與千枚巖的接觸帶內側，該蝕變帶中局部有磁鐵礦化、銅礦化、鉛鋅礦化。

3.2 礦體特征

分布于細碧巖內及其附近，綠泥石英片巖及砂質千枚巖中。呈脈狀、似層狀、透鏡狀體產出。產狀基本與圍巖片理一致，走向北東，傾向南東，傾角在60°以上（圖1）。

礦區共圈定出工業礦體24 個，長度16m ～300m，延深14m ～200m，平 均 厚 度0.91m ～7.37m，平 均 品 位 為0.50%～1.77%。產狀與銅礦化帶產狀一致。

礦石組分簡單，主要礦石類型為綠泥石片巖及綠泥石石英云母片巖型、綠泥石化細碧巖型和（糜棱巖化）砂質千枚巖型礦石。

礦石礦物以黃銅礦、磁黃鐵礦和黃鐵礦為主，少量的閃鋅礦、方鉛礦、斑銅礦、輝銅礦等；脈石礦物為石英、絹云母、綠泥石、方解石等。

礦物結構大多呈不規則狀結構，次有半自形交代結構，未見有壓碎結構，說明成礦作用未受構造變形影響。礦石為脈狀及網脈狀構造。

3.3 圍巖蝕變特征

具有綠簾石化、陽起石化、綠泥石化、絹云母化、硅化、碳酸鹽化等蝕變。

3.4 蛇緣巖套富集Cu、Pb、Zn 元素

銅礦產于西村巖組中，與新元古代蛇綠巖套中的細碧巖緊密相隨相伴產出。通過對西村巖組等地層單位進行系統的地球化學剖面測量，明顯富集Cu、Pb、Zn、V 等元素，其中Cu 的平均值為98.1×10-6。

3.5 火山熱水噴流沉積型銅礦床

西村巖組中的火山沉積建造由變安山玄武巖、細碧巖、角斑巖、角礫凝灰巖彼此呈互層夾層產出，這些巖石出露區具有明顯的高Cu、Au 地化背景。上述資料說明西村巖組中的火山巖與銅礦化關系密切。礦床的主體成因類型為海相火山熱水噴流沉積型銅礦床。銅礦品位居中等—富集。

4 礦床成因

4.1 西村巖組變質細碧巖特征

細碧巖銅礦床，主要分布江南造山帶白際嶺島弧帶的北西側，在成因上與海底火山噴發的細碧角斑巖密切相關。含礦層位為新元古代西村巖組，其巖性為蛇綠巖套組合，主要有細碧巖、球粒玄武巖、層狀輝綠巖、角斑巖及石英角斑巖，其間夾有千枚狀碎屑巖。巖性大致顯示海底噴發由基性到酸性。且在火山噴發間歇期間沉積碎屑巖（千枚巖、硅質板巖等）。

4.2 變質細碧巖成礦

水竹坑銅礦產于新元古代西村巖組,為蛇綠巖套巖石組合。主要有變質細碧巖、球粒玄武巖層狀輝綠巖、角碧巖及石英角碧巖，其間夾有千枚狀碎屑巖。銅礦化與變質細碧巖密切相關。其化學成分具有高Na 低Ca 富水特征，且富集Cr、Pb、Zn、V 等元素。含礦細碧—角斑巖系中見有硅質巖、碧玉巖，具有海相火山熱水噴流—沉積礦床特征。原細碧角斑巖有沉積巖和海相火山巖雙重性質，銅礦化受地層和火山巖控制明顯。

4.3 構造及韌性剪切帶成礦

新元古代銅礦床，礦床分布于白際嶺島弧帶與歷口構造帶接合部位及祁門—三陽斷裂中西段北側，礦化賦存于西村巖組細碧巖內。為新元古代初始盆地水下火山熱水噴流沉積銅礦床。如水竹坑、大備坑等礦床。

4.4 熱水噴流沉積型礦床

水竹坑銅礦床是在水下海底進行，由熱水噴流沉積成礦作用形成。成礦物質主要來源于海底火山熱液和噴氣。安徽東南地區海相火山熱水噴流沉積型銅礦床，按其成礦方式和賦礦層位，為產于新元古代變質細碧角斑巖中的銅礦床亞類。

4.5 銅礦床成礦規律

皖南地區銅金多金屬礦成礦規律研究，旨在研究成礦地質環境、控礦地質因素、成礦地質特征及地球化學背景基礎上進行的。總結的成礦規律主要是時空分布規律，認識應用這些規律，有助于提高礦產預測水平和地質找礦效果。銅礦床主要分布在白際嶺島弧帶北側及祁門—三陽斷裂南側。含銅巖系為新元古代西村巖組細碧角斑巖建造，巖石主要為變細碧巖、輝綠—細碧枕狀熔巖、細碧角斑巖及石英角斑巖。礦化多呈條帶狀（層帶狀）、浸染狀分布。礦化帶受北東向和近東西向韌性剪切帶控制，圍巖蝕變主要為綠泥石化、透閃石化、陽起石化、硅化等。

5 結論

水竹坑銅礦分布于皖南浙西的白際嶺島弧帶內，其含銅礦體位于新元古代西村巖組細碧角斑巖系內，巖石主要為細碧巖、輝綠-細碧枕狀熔巖、細碧角斑巖及石英角斑巖。

主要礦石類型為：綠泥石片巖及綠泥石石英云母片巖型、綠泥石化細碧巖型和（糜棱巖化）砂質千枚巖型礦石。

礦石礦物以黃銅礦、磁黃鐵礦和黃鐵礦為主，少量的閃鋅礦、方鉛礦、斑銅礦、輝銅礦、鈦鐵礦、膠狀黃鐵礦、孔雀石、輝鈷礦及白鐵礦等。

銅礦產于新元古代西村巖組的蛇綠巖套巖石組合。其化學成分具有高Na 低Ca 富水特征，且富集Cr、Pb、Zn、V 等元素。

水竹坑銅礦床為新元古代初始盆地水下火山熱水噴流沉積銅礦床。

礦區銅礦與西部休寧縣黃土嶺銅礦為同一巖漿成礦帶，其間伏川蛇綠巖中對晶巖進行鋯石SHRIMP U-Pb 測得年齡為840Ma ～820Ma，作者認為上述年齡值，即為新元古代西村巖組水竹坑銅礦（礦區）的成礦年齡。

本文在編寫過程中得到汪應庚、劉章平等正高級工程師指導與幫助，在此表示衷心感謝！文中不足之處敬請指正。