浙江泰顺县白岩叶腊石矿成因及成矿模式

高 原　于 春　戴刚刚　杨仲可

(浙江省第十一地质大队， 浙江 温州 325006)



浙江泰顺县白岩叶腊石矿成因及成矿模式

高 原于 春戴刚刚杨仲可

(浙江省第十一地质大队， 浙江 温州 325006)

摘要：在对浙江泰顺县白岩矿区叶腊石矿矿床地质特征描述的基础上，对该区的萤石矿矿床成因进行了分析，认为该区属于火山热液蚀变交代次生石英岩型矿床，其成矿模式为崩塌堆积型，成矿方式以顺层交代蚀变为主，成矿作用与富铝火山碎屑岩、潜火山岩侵入密切相关。

关键词：叶腊石； 地质特征； 成矿模式； 崩塌堆积

矿区位于泰顺县龟湖镇白岩村一带，龟湖镇辖区内资源丰富，拥有一座特大型叶蜡石矿床，已探明储存量在1亿t以上，是世界第二、亚洲第一的“蜡都”，素有“世界蜡都”之誉。

矿区位于浙东南隆起区温州 — 临海拗陷带中的泰顺 — 青田拗断束内、温州 — 镇海断裂之西侧，直接受白海顶火山构造控制[1]。温州 — 泰顺叶蜡石、伊利石、明矾石、黄铁矿等成矿区的南部，系浙东南火山活动带，自中生代以来该矿区处于环西太平洋活动带边缘[2]。环西太平洋活动带火山活动强烈，形成了巨厚的火山 — 沉积岩体系，导致岩浆侵入作用频繁。火山构造、断裂构造发育是成矿的有利地质条件。

1区域地质

区域出露上侏罗统西山头组 (J3x)、九里坪组(J3j)及下白垩统馆头组(K1g)地层。区域断裂构造主要有北东向和北西向2组，其中：北东向断裂规模较大，主要有长蛟 — 东垟及坳底 — 凤垟断裂；北西向断裂零星分布，主要有仙埝 — 李垟断裂，与北东向断裂组成白垩系断陷沉积盆地的边界。侵入岩主要分布在区域东部，岩性为燕山晚期良坑单元中细粒二长花岗岩。围岩蚀变主要有叶蜡石化、绢云母化、硅化、次生石英岩化、高岭土化、硅化及绿泥石化、黄铁矿化等[3]。

2矿区地质特征

2.1地层特征

矿区出露地层为上侏罗统西山头组第二岩性段(J3x2)酸性火山碎屑岩夹沉积岩和第四系地层。上侏罗统西山头组第二岩性段可划分为5个亚段，地层倾向介于35°~40°，倾角介于15°~20°，自下而上分述如下：

(1)第一亚段(J3x2-1)：岩性以流纹质晶屑玻屑凝灰岩为主，局部夹流纹质(含角砾)玻屑凝灰岩；流纹质晶屑玻屑凝灰岩呈浅灰色，为碎屑凝灰结构，块状构造；晶屑以斜长石、石英为主，大小介于0.5～2.0 mm，其质量分数介于20%～25%，其余为玻屑及少量火山灰，厚度大于60 m；岩石具硅化、叶蜡石化、绢云母化特征。叶蜡石矿体主要赋存于该层中。

(2)第二亚段(J3x2-2)：上部岩性为泥质粉砂岩，呈深灰色，泥质粉砂结构，层状构造，主要成分为泥质、粉砂，具有较好的分选性，微细层理发育，产状为40°∠16°，厚20 m；下部岩性为沉凝灰岩，灰黄色，为沉凝灰结构，层状构造，主要成分为石英、长石等火山碎屑，其质量分数介于30%~40%，粒径小于1 mm，泥质胶结，岩石具有弱绢云母化特征，厚22 m。

(3)第三亚段(J3x2-3)：岩性为浅灰色流纹质晶屑玻屑凝灰岩，晶屑以斜长石、石英为主。岩石具绢云母化特征，厚154 m。

(4)第四亚段(J3x2-4)：上部岩性为浅灰色流纹质玻屑熔结凝灰岩、流纹质晶屑玻屑熔结凝灰岩，塑变结构，块状、假流纹构造。主要成分由晶屑(20%)、玻屑(65%)、浆屑(5%~10%)及少量火山灰组成，厚78 m。

(5)第五亚段(J3x2-5)：岩性为浅灰 — 青灰色绢云母化流纹质晶屑玻屑凝灰岩，碎屑晶屑成分以斜长石、石英为主。岩石具强绢云母化、弱黄铁矿化特征，厚度大于70 m。

第四系(Q4)出露地层分布于矿区西山村一带平缓山坡及附近沟谷中。下部为砂黏土夹围岩角砾；上部崩塌堆积土层由叶蜡石矿碎块和砂土组成，叶蜡石矿块呈不规则棱角状，大小混杂。一般块径规格介于1 m×3 m～3 m×5 m，部分碎块小于10 cm×10 cm，分布不均匀，与砂土相伴生，砂土呈浅黄色，松散或压结状，弱黏性。

2.2侵入岩特征

矿区侵入岩仅见花岗斑岩脉，NE走向，宽8~10 m，控制长度为990 m，产状为320°∠70°，北东、南西两端延伸至区外。围岩具硅化、绢云母化特征。

2.3构造特征

(1)北东向F1断裂：斜贯矿区南东部，控制长度为920 m，沿走向略显弧形展布，南西、北东两端延伸至区外，破碎带宽2~3 m，破碎岩块呈次棱角状，断裂面平直粗糙，产状介于(315°~325°)∠(70°~75°)。F1断裂切割J3x2-1～J3x2-5，岩层分布不连续，上盘下降，下盘上升，属张扭性断裂。

(2)北西向F2断裂：分布于西山村北东方向的沟谷中，北西端止于F1断裂，南东端延伸至矿区外，控制长度为400 m，破碎带宽3~5 m，带内构造角砾呈次棱角状，次圆状，成分为蚀变凝灰岩、流纹岩等，硅质胶结，透镜体状破碎岩块平行破碎带排列。断裂面波状扭曲，产状介于(50°~60°)∠(69°~78°)。F2断裂切割J3x2-3～J3x2-5岩层及Ⅲ号叶蜡石矿化带，上盘上升，下盘下降，属压扭性断裂。

(3)北西向F3断裂：分布于西山村以西的沟谷中，北西端止于F1断裂，南东端延伸至矿区外，控制长度为200 m，破碎带宽1~3 m，破碎角砾呈不规则棱角状，规格为2 cm×5 cm，个别达10 cm×10 cm，成分主要为蚀变凝灰岩，为硅质胶结，边侧围岩具硅化、绿泥石化特征，偶见萤石细脉，方解石细脉沿裂隙充填，断裂面平直粗糙，产状为50°∠70°，属张扭性断裂。

2.4围岩蚀变特征

矿区围岩蚀变主要有叶蜡石化、绢云母化、硅化及黄铁矿化。

3矿床特征

根据矿区叶蜡石矿化学成分与成矿地质特征、目前市场应用情况调查和各矿物成分的质量分数ω的工业品位标准圈定2条矿体。主矿体Ⅰ-1的标准为ωAl2O3≥11%，ωFe2O3≤1.0%，ω(K2O+Na2O)≤1.5%；次矿体 Ⅱ-1 的标准为ωAl2O3≥15%，ωFe2O3≤1.0%，ω(K2O+Na2O)≤1.5%，开采厚度大于等于2 m。

3.1Ⅰ-1叶蜡石矿体特征

Ⅰ-1叶蜡石矿体赋存于崩塌堆积型土层中，由大小不等的不规则状叶蜡石矿块组成，由浅坑、钻探等11个工程控制。

地表矿块以70 m×80 m范围计量分析，其基本连续分布，其中12线南段至4线西部60 m范围以内为矿块密集分布区(图1)。矿块呈不规则棱角状，一般块径大小介于1 m×2 m～3 m×5 m，大者介于8 m×10 m～10 m×15 m，含矿率约30%~50%。16线至12线间矿块块径大小一般为1 m×2 m，偶见3 m×5 m，含矿率约5%~10%。矿块呈浅灰色，主要化学成分特点是低铁、低钾钠、低铝，质量中等。在较大矿块中常见团块状或透镜状质优叶蜡石分布，部分被用作雕刻石。

矿石具变余凝灰结构，显微鳞片变晶结构，块状构造。矿石自然类型主要为叶蜡石 — 石英型、石英 — 叶蜡石型，少量为叶蜡石型。主要矿物成分为叶蜡石、石英，主要化学成分：ωAl2O3介于11.58%~18.43%，平均为15.01%；ωFe2O3介于0.14%~0.36%，平均为0.25%；ω(K2O+Na2O)介于0.04%~0.50%，平均为0.27%。

3.2Ⅱ-1叶蜡石矿体特征

(1)矿床特征。Ⅱ-1叶蜡石矿体分布于小溪岭北东侧山坡，出露标高240～270 m，自西向东由CK1、CK2采坑控制，矿体走向长约350 m，倾向延深50 m，垂厚5.11～6.09 m，产状为35°∠20°。

矿体赋存于Ⅱ号叶蜡石矿化带中部，呈似层状产出，矿体受产状及地形切割风化剥蚀影响，平面上呈“之”字形，其中，北西段位置高，往南东逐渐降低，分布较稳定。顶板岩性为硅化，叶蜡石化蚀变岩；底板岩性为绢云母化、黄铁矿化、流纹质晶屑玻屑凝灰岩。

(2)矿石特征。叶蜡石矿石呈灰白色、浅绿色，蜡状光泽具蜡质感，摩氏硬度介于1.5~2.5。矿石主要具显微鳞片变晶结构、变余凝灰结构；矿石构造为块状构造[4]。

图1　矿区地质图

①矿石的矿物成分。矿石的主要矿物成分为叶蜡石、石英，含少量褐铁矿、绢云母等。岩石中的长石晶屑、长英质玻屑呈显微鳞片状集合体均匀分布；绢云母呈细小鳞片状集合体分布；石英晶屑呈残余碎屑状，粒度介于0.2~2.0 mm。

矿石X衍射图谱及数据表明(表1)，叶蜡石为2M型[5-7]。岩样CK1-X1最强的衍射峰值d(26)为12.53×10-10m，其次依次为d(8)(3.22×10-10m)、d(22)(3.52×10-10m)、d(29)(2.85×10-10m)；岩样QK12-X1最强的衍射峰值d(9)为13.02×10-10m，其次依次为d(18)(5.12×10-10m)、d(26)(8.25×10-10m)、d(29)(9.88×10-10m)，还有少量弱峰值。

②矿石化学成分。Ⅰ-1矿体由崩塌运移堆积的叶蜡石矿块组成，主要化学成分为Al2O3和SiO2，其质量分数变化较大，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与ωAl2O3呈负相关变化。ωK2O、ωNa2O含量低，较为稳定，ωK2O介于 0.026%～0.053%。

表1　叶蜡石矿石X衍射分析结果表

备注：X衍射为半定量分析，对矿物含量的分析结果仅供参考；叶腊石X衍射图谱及数据来自于南昌矿产资源监督检测中心，实验室为部级质检资质。

Ⅱ-1矿体主要化学成分含量较为稳定，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)矿石类型。矿石类型按其主要矿物组合，大致分为3类。

① 石英质叶蜡石型：灰白色、微红色，变余凝灰结构，块状构造[8-9]。主要矿物成分为石英(质量分数大于70%)、少量叶蜡石。矿物的主要化学成分为SiO2和Al2O3，其中ωAl2O3一般介于10%~14%，ωSiO2大于80%。矿石硅质成分高，致密坚硬，主要分布于Ⅰ-1矿体中。

②含石英质叶蜡石型：该类型为矿区矿石的主要类型。浅灰白色，显微鳞片变晶结构、变余凝灰结构，块状、角砾状构造。主要矿物成分为石英、叶蜡石，矿物的主要化学成分为SiO2和Al2O3，其中ωAl2O3含量一般介于15%~20%，原岩为流纹质晶屑玻屑凝灰岩。矿石蜡状光泽，有滑感，主要分布于 Ⅰ-1、Ⅱ-1矿体中。

③叶腊石质叶蜡石型：灰绿色、淡黄色，显微鳞片变晶结构，块状构造，主要矿物成分为叶蜡石，其中叶蜡石质量分数大于80%，石英质量分数小于20%，相应的ωSiO2小于70%，ωAl2O3大于23%。原岩为流纹质玻屑凝灰岩。矿石具有较强的蜡状光泽和滑感，硬度较低，零星分布于Ⅰ-1、Ⅱ-1矿体中。

4成因分析及成矿模式分析

白岩矿区紧邻龟湖超大型叶蜡石矿床，由于已有研究表明Ⅱ-1号叶蜡石矿体和龟湖超大型叶蜡石矿床具有相同的火山热液蚀变交代型矿床成因特征[1]，因此本次重点分析Ⅰ-1号矿体。

(1)物质来源。矿区Ⅰ-1主矿体由不规则状大小混杂的叶蜡石矿块组成，矿石类型、结构构造及矿物组分与龟湖叶蜡石矿基本一致，泰顺县龟湖叶蜡石矿呈似层状分布于龟湖镇西侧山坡，出露标高650~785 m，经地质普查及详查证明为大型火山热液交代次生石英岩型矿床(图2)。

图2　白岩矿区崩塌堆积型叶腊石矿成矿模式示意图

(2)构造条件。北东、北西及南北向断裂，中酸性岩脉、潜火山岩等成矿后期构造、岩浆侵入活动频繁，经多期次构造叠加，叶腊石矿体自最高山顶仰天湖开始垮塌、崩塌滑动，严重破坏龟湖叶蜡石矿原生矿体的完整性。

(3)成矿作用。龟湖超大型叶蜡石矿床成矿后经多期次不同方向的断裂构造、中酸性岩脉的侵入活动，使原来南东、北西两侧边缘矿体崩塌破碎向低处运移堆积，崩塌滑行距离为100~800 m。矿区崩塌堆积型含叶蜡石矿块土层位于龟湖矿区北西侧低洼沟谷中。

5结语

根据Ⅰ-1主矿体的分布、物质来源、控矿构造条件、成矿作用等特征，确定矿床成矿模式为崩塌堆积型矿床。

参考文献

[1] 朱安庆,张永山,陆祖达,等.浙江省金属非金属矿床成矿系列和成矿区带研究[M].北京:地质出版社,2002:311-313．

[2] 邢光福,杨祝良,薛怀民,等.中国东南大陆中生代火山岩带研究进展和方向[J].地质学刊,1999(4):221-224.

[3] 王国武.浙江中生代酸性、中酸性火山岩中非金属矿床成因类型及应用的探讨[J].中国非金属矿工业导刊,1992(2):1-5.

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[5] 张振禹,汪灵.叶蜡石加热相变特征的X射线粉晶衍射分析[J].硅酸盐学报,1998(5):618-623.

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[7] 杨泰铭,林达,林强.福建省峨嵋叶蜡石矿的主要矿石类型及叶蜡石的多型特征[J].福建地质,1991,10(1):16-21.

[8] 汪灵.中国叶蜡石矿矿石类型研究[J].建材地质,1994(6):8-13.

[9] 汪灵.中国叶蜡石矿及其应用简介[J].地质与勘探,1996(6)：24-27.

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

文献标识码：A

文章编号：1673-1980(2016)01-0004-04

中图分类号：P611

作者简介：高原( 1984 — ) ，男，河南泌阳人，工程师，研究方向为矿产地质勘查。

基金项目：浙江省地质勘查基金项目“浙江省泰顺县洋溪 — 外岗地区银多金属矿地质普查”(〔省基〕2012004)

收稿日期：2015-06-11