闽北花桥—小湖地区成矿规律及矿产预测研究

2015-01-15杜建文

福建地质 2015年1期

杜建文

(福建省地质调查研究院，福州，350013)

花桥—小湖研究区位于闽西北隆起带东缘，受浦城—尤溪北北东向断裂带及浦城—嵩口南北向断裂带影响，处在政和—大埔北东向断裂带和松溪—宁德北西向断裂带交会处西侧。区域构造复杂，地壳活动频繁，先后经历了基底变质、沉积盖层形成、多期次构造改造以及长期多旋回的岩浆活动演化过程，为内生多金属矿床的形成提供了良好的地质环境。

1 区域地质特征

1.1 地层

区内地层较发育，以元古界麻源群、马面山群为主，中生界沉积-火山岩为次。地层多呈北东向、近南北向带状分布，明显受区域性断裂带控制。前人调查研究结果[1-6]表明：元古界马面山群变质岩是研究区内块状硫化物型和构造蚀变岩型铜铅锌银金多金属矿重要矿源层，为区内重要的成矿、含矿层位。尤其是元古界马面山群东岩组，为一套以绿片岩、变粒岩、大理岩为主的古火山-沉积建造，其形成于大陆边缘陆内裂陷槽环境[7]，与区内铅锌铜金银多金属矿成矿关系尤为密切。如水吉铅锌矿[8]以及研究区南侧的东岩铜矿即为此类典型矿床。研究区内侏罗系南园组，为一套陆相碎屑沉积-(中)酸性火山喷发的岩系，地层内部火山机构和次一级构造发育，较有利于为钼铅锌金等矿种成矿提供必备条件。与区内火山-次火山热液型矿床的形成密切相关，如大林坑钼多金属矿[9]、护田金矿点以及研究区以东的政和石屯金矿。除了上述主要控矿地层外，区内元古界麻源群变质岩与金铜铅锌等成矿也较密切，为构造蚀变岩型或岩浆热液交代型铜铅锌金等成矿提供了成矿物质(矿源层)。如院前铜铅锌多金属矿点、石埠铅锌矿点以及区外大金山金矿[10]。

1.2 岩浆岩

区内岩浆-火山活动强烈，呈多期次多阶段的活动特点。晋宁期、加里东期、印支期、燕山早期、燕山晚期均有岩浆活动，总体呈现出强→弱→强→弱的交替变化规律。自晋宁期至印支期，岩浆-火山活动由强到弱；燕山早期岩浆-火山活动再次变强，并在燕山早期-燕山晚期过渡阶段达到活动顶峰，自燕山晚期开始至喜马拉雅山期逐渐减弱，至喜马拉雅山期末岩浆-火山活动趋于停止。区内与岩浆-火山活动有关的矿产主要与晋宁期、燕山早期—燕山晚期过渡阶段形成的火山岩(早期已变质)-侵入岩密切关联，前人研究结果[11，12]也基本与上述结论吻合。区内各期次各阶段岩浆岩岩性特征各不相同，自老到新整体上呈现出由超基性(基性)岩逐渐向中性-中酸性岩演变的规律，这与福建岩浆岩整体演化规律基本一致。其中与金属矿成矿关系密切的主要有晋宁期基性火山岩以及燕山期大规模的中-酸性侵入岩或火山岩。前者主要与铅锌铁铜多金属矿形成密切相关，后者则主要与区内钼钨铅锌金有关，如黄地金多金属矿点[13，14]、井后钼矿、路口钼矿、建阳仑尾钨矿等。

1.3 构造

区内构造以北东向、北北东向及南北向为主，兼受北西向构造影响。主要构造带有洋墩—安国北东向构造带、叶中—溪东南北向构造带、北坑—山埠北西向构造带，上述3组构造分别属于政和—大浦、浦城—永泰、松溪—宁德区域性构造带。构造对区内成矿的作用主要分为2类，一类是直接控制着矿体的定位，形成明显受构造控制的充填交代型多金属矿，构造是该类型矿床(点)形成的最关键控制因素之一，如天堂锰铅锌多金属矿[15]、大林坑钼铅锌多金属矿、黄湾铅锌多金属矿、腊溪铅锌矿点、护田金矿点等；另一类则主要起到导矿(运矿)作用，即在具备其他成矿决定性条件的基础上，对成矿物质的运移具有重要的意义，但不决定成矿体的定位和最终形态，如水吉铅锌矿体。总体上区内矿床(点)多集中分布在构造带附近、构造带交会处及其次级构造部位。构造与区内成矿关系极为密切，不论是直接控制矿体的形成，或对矿体的形成起到辅助促进作用，都直接影响矿体的形成。

1.4 区域地球化学特征

该次调查在测区共圈定1 597个单元素异常，划分了83处综合异常(其中甲类异常6处，乙类异常20处，丙类异常57处)。通过对研究区主要构造层(侵入体)内各元素水系沉积物测量结果进行系统研究，发现元素在不同岩石类型、空间分布及组合方面均有一定规律(图1)。

图1 花桥—小湖地区地层元素变化曲线图Fig.1 Diagram showing the chang curves of the formation element in the Huaqiao-xiaohu county

1.4.1 元素在不同类型岩石中的分布规律

(1)Cu、Zn、Ag元素整体上呈现随地层变新含量逐渐降低的趋势，在马面山群变质岩分布区，此3种元素含量较高，东岩组最高，并形成块状硫化物型铜铅锌多金属矿。早侏罗世梨山组Cu、Pb、Zn、Ag、Mo、W、Bi元素相对富集，下段的中粒石英砂岩中Mo、Pb含量高。

(2)燕山期岩浆岩中Mo、W、Bi元素含量明显较高，其中燕山早期第三阶段第二次侵入的含斑中细粒石英二长岩中Mo、W、Bi含量居各类岩浆岩之首。加里东期中细粒二云母二长花岗岩明显富集Cu、Zn、Ag、Au，Au元素在晋宁期岩浆岩中最高。

1.4.2 元素在空间上的组合与分布规律

研究表明区内主要成矿元素有Cu、Pb、Zn、Mo、W、Au。根据主要成矿元素组合特征及空间展布分为3组，即Cu-Pb-Zn-Ag、W-Mo-(Bi)及Au(Ag)。

(1)Cu-Pb-Zn-Ag等元素在空间上主要呈北东向条带状分布，多与特定地层或重要构造位置吻合。如小湖黄口、花桥陈源及水吉风山林等地，各元素高背景区(异常浓集中心)基本套合，主要与变质岩(特别是东岩组)分布范围密切相关，且多形成较大范围高背景区(或综合异常)；局部可见到Cu-Pb-Zn-Ag元素分布主要受区内北东向断裂影响，其浓集区多分布在多组断裂构造交会处，但分布范围较小，且浓集区连续性较差。

(2)W-Mo-(Bi)元素分布常紧密共生，多呈条带状或线状分布，其高背景区与燕山期侵入岩分布相吻合，其中小松—叶中一带表现最为明显。

(3)Au(Ag)元素分布主要与马面山群变质岩基底或断裂构造二者密切相关，其异常总体呈串珠状或条带状，多分布于变质岩基底之上的火山沉积盆地或其边缘，花岗岩体内Au(Ag)含量明显偏低，具体表现为廻龙—康屯以西、严川—青山以东一带变质基底区明显高背景值，廻龙—康屯、严川—青山之间的花岗岩区则表现为低背景值(或仅有局部零星高值区)。

根据上述主要成矿元素分布规模，可将研究区圈定的83处地球化学测量综合异常划分为4个分区(带)，分别为北西向郑墩—东坪异常带、南北向院前—石埠异常带、南北向苍场—小松异常带和北东向水吉异常带。

1.5 地球物理特征

研究区地磁场总体呈中间高四周低的特点。中部磁场以正异常为主，与侵入岩体分布范围相吻合；东北部磁场强度较低，局部正负异常交替变化强烈，异常梯度变化大；西南部磁场主要以低缓正异常为特征，局部出现负异常。根据磁异常场分布特征划分为西南部水吉—小松低缓正磁场区(Ⅰ)、中部漳墩—苏源—东坪—凤凰强烈变化正磁场区(Ⅱ)和东(北)部花桥—梅口—护田正负交替磁场区(Ⅲ)3个区。其中Ⅰ区北部磁场正负变化相对较大，局部正负交替变化明显；Ⅰ区南部磁场基本平稳，以弱正异常为主。目前发现规模较大的矿床(点)主要集中分布在Ⅰ、Ⅲ区磁场交替变化强烈区域，如水吉铅锌矿、黄地铜多金属矿、井后钼矿、洋墩磷铁矿、大林坑钼矿、路口钼矿、天堂锰铅锌多金属矿等。

2 区域成矿规律

2.1 空间分布规律

研究区经调查发现矿床(点)63处，其中中型矿床1处、小型矿床6处、矿点25处、矿化点31处，矿种主要为铅锌钼钨铁铜金银矿。根据矿床(点)、矿化点空间位置及其分布规律，将研究区划分为3个矿产分布区。

(1)水吉—院前铅锌多金属矿分布区。位于研究区西北部，呈北东向展布，主要为元古代变质岩地层(基底老地层)，矿种较为单一，矿床受地层展布控制明显，同时受后期构造改造叠加影响。矿床成矿类型多为块状硫化物型，也见少量构造蚀变岩型。目前水吉、院前、石埠等地铅锌多金属矿，花桥萤石矿等均位于该分布区。

(2)仓场—小松钼钨铜铅锌多金属矿分布区。位于研究区中西部偏西，呈南北向展布，主要为早元古代变质基底、中生代沉积岩及燕山期侵入岩接触部位，同时处在南北向构造带(逆冲推覆构造)影响范围内，属地质上十分活跃的地带，对内生矿产形成极为有利，区内已发现的矿种有铜钼钨金锰铅锌银等，属多金属矿集中区。区内成矿类型多样，控矿因素有燕山期岩浆活动控矿和构造控矿2类。此外，部分矿床(点)基底地层对成矿也具有重要的作用。分布在该区的矿床(点)主要有黄地金多金属矿、井后钼矿、路口钼矿、浦岭头钼矿、仑尾钨矿、天堂锰铅锌多金属矿、溪东银矿等。

(3)郑墩—东坪磷铁钼金银铅锌多金属矿分布区。位于研究区东部，整体上近南北向展布，由于其内部差异较大，由北往南依次可分为大林坑、郑墩、护田3个亚区。

大林坑钼铅锌银多金属矿亚区：地质背景为元古代变质地层之上发育有受北西向构造控制的中生代火山盆地，盆地内构造发育，主要矿床(点)均位于火山盆地内构造发育部位，主要为钼铅锌银多金属矿。矿床成矿类型主要为火山-次火山热液型。

郑墩磷铁铅锌多金属矿亚区：整体上呈北东向展布，主要矿种为磷铁铅锌多金属矿。主要成矿类型为块状硫化物型、构造蚀变岩型2类。矿产主要有洋墩磷铁矿、黄湾铅锌矿点和陈源铅锌矿化点等。

南部护田金矿亚区：地质背景与大林坑钼铅锌银多金属矿亚区基本相同，不同的是其主要受火山活动之后的北东向构造影响，矿床成因为火山-次火山热液型金矿，发现有护田金矿化点。

2.2 成矿时间演化规律

在不同的地质时期，区内形成的矿产类型不同。随着时间的推移，各时期成矿作用及成矿矿种也显示出一定的演变规律。据此将研究区主要划分为2个成矿时期。

(1)元古代成矿期。该时期是研究区一个重要的成矿期，涉及矿种有铜铅锌铅锌银(金)多金属、硫铁多金属、大理岩、透辉石岩等。成矿主要与海底火山活动有关，矿床(矿体)受地层层位控制，含矿层位为一套浅海相碳酸盐岩、细碎屑岩夹火山岩及火山碎屑岩相建造。区内与成矿有关的主要层位包括东岩组、龙北溪组等。主要分布于研究区东部洋墩、西部水吉一带。矿床成因类型主要为块状硫化物型，但该时期仅形成矿(床)体雏形，矿床经后续各时期岩浆-构造作用改造后最终成形[16]。

(2)侏罗-白垩成矿期。侏罗纪成矿阶段主要集中在晚侏罗世，矿种有铜钨钼铅锌银等，成矿与晚侏罗世中性-中酸性岩浆活动密切相关，与成矿有关的岩浆来源以地壳重熔型为主，形成于挤压构造环境。研究区主要含矿层位为晚侏罗世南园组及同时期侵入岩，如大林坑钼多金属矿床。矿床类型主要有火山-次火山热液型、岩浆热液交代型、构造蚀变岩型等。白垩纪成矿阶段主要矿种有铜铅锌银金钼等。成矿主要与燕山晚期中酸性火山及侵入岩有关。与成矿有关的中酸性岩浆来源以壳幔混源型为主，具双模式特点，形成于拉张构造环境，矿床类型主要为岩浆热液交代型、构造蚀变岩型。

3 成矿类型及找矿标志

通过对区内成矿类型研究分析，可分为块状硫化物型、岩浆热液交代型、构造蚀变岩型和火山-次火山热液型4大成矿类型。

3.1 块状硫化物型

(1)矿产种类。形成矿产以铅锌多金属矿为主，兼有磷铁矿。

(2)控矿因素。该类型也常被称为火山沉积变质-改造型，其成因与海相火山活动有关，受元古界东岩组绿片岩层位控制，成矿主要与海底中基性-酸性火山活动密切相关，燕山期构造岩浆活动为矿床的后期改造富集提供了必要的条件。矿床形成经历火山喷流沉积、区域变质、后期热液叠加改造3个阶段。其中水吉铅锌矿床是该类型矿产的主要代表，在水吉矿田内已发现的风山林、西山、岚西、南岭4处铅锌矿均属于该类型。

(3)找矿标志。元古界东岩组绿片岩产出部位尤其是构造复合部位对成矿有利；矿床(点)均有较好的水系沉积物和土壤地化异常反映，异常可有效缩小找矿靶区；地表可见矿体氧化后形成的规模、强弱不等的铁帽；近矿多见绿帘石化、阳起石化、绿泥石化、钾长石化、硅化、碳酸盐化蚀变；矿体与围岩物性差异较大，有较明显的物探电、磁测量异常反映，可用于深部隐伏矿体的预测。

3.2 岩浆热液交代型

(1)矿产种类。形成矿产以钼钨为主，兼有锌铅多金属矿。

(2)控矿因素。燕山期构造岩浆活动以及其内部及围岩中较为发育的构造裂隙系统是成矿的重要条件。该类型多产于中生代盆地边缘活跃地带，矿床形成具有燕山期多期、多旋回的岩浆活动，频繁的岩浆活动充分分异形成多期次侵入体有利于矿床形成，为矿床形成提供充足的物质基础和必备的热动力条件，且矿体多产于岩体内或附近相对较近距离；围岩以古老岩体或地层为主，尤其是圈闭性好的老变质岩，有利于富集成矿。围岩若为较新岩体，其对矿液的疏导性能差，不利于矿质运移富集，多呈低品位矿或仅为矿化；成矿期(或成矿期前)构造对该类矿床的运移富集具有促进作用，为热液提供了运移通道，使得含矿热液运移到变质岩、老岩体等有利围岩中并富集成矿，同时成矿期的构造本身即可作为含矿构造，形成较富集的矿脉；该类矿体空间上多形成矿化分带现象，矿化中心向外有钼(钨)矿→铜铅锌矿→金矿分带。

(3)找矿标志。水系沉积物测量及土壤测量圈定的面积较大，呈面状的地化异常，以及大范围呈面状展布的蚀变，是良好的找矿标志，可有效缩小找矿靶区。但因异常及蚀变范围相对较大，其对矿体的定位性相对较差。与该类矿有关的蚀变主要有绢英岩化、硅化、绿泥石化、绿帘石化、黄铁矿化以及近矿蚀变强烈钾长石化和黑云母化，该类矿产中心部位以钼(钨)矿化为主，外围发现铅锌铜矿化现象。矿体主要贮存在岩体及其内部裂隙节理内，尤其是复式岩体中相对较老岩体更为有利，岩体内部小型断裂构造具有明显富矿作用，是形成局部富矿的有利部位，可作为寻找富矿的标志。分布岩体周边的裂隙节理发育的古老地层也可作为贮矿有利部位。

3.3 构造蚀变岩型

(1)矿产种类。形成矿产以铅锌为主，兼有铜金银锰。

(2)控矿因素。燕山期构造岩浆活动以及发育的构造系统是成矿的必要条件。该类型矿产区域上受北东向、北北东向及近南北向燕山期构造岩浆带分布，矿体受构造或次级破碎带控制明显；矿区深部或外围存在一个较大的矿源层——主要为元古界马面山群含矿质基底。矿质在燕山期构造岩浆作用下发生活化，并经构造系统运移到有利部位充填交代，富集成矿，矿体的定位多受构造控制明显，构造直接控制着矿体的形态及展布规律。所形成的矿化蚀变以中低温线(带)状为主，蚀变带长轴相对清晰，蚀变或矿化范围相对较小，区内典型代表有天堂锰铅锌多金属矿、黄湾铅锌矿点、江历铅锌矿点等。

(3)找矿标志。区域水系沉积物测量及土壤测量圈定的地化异常可作为有效的间接找矿标志，通过地化异常结合其蚀变分布范围，可有效缩小找矿靶区。与矿化关系密切的主要有硅化、绿泥石化、褐铁矿化蚀变(地表风化)，局部偶见铅锌矿化或孔雀石等，且多与含矿断裂构造带及矿(化)体展布较吻合，可很好地指示矿体的贮存部位。因该类矿产均产于断裂构造中，因此，地化异常和蚀变现象发育的构造复合部位、断裂交会部位及其旁侧可作为找矿重要标志，是找矿有利地段。

3.4 火山-次火山热液型

(1)矿产种类。形成矿产以钼金铜为主，兼有银铅锌矿。

(2)控矿因素。基底地层含矿性是成矿的重要因素之一，矿床下部或其外围附近均有元素丰度较高的古老矿源层；此外中生代火山活动(作用)是形成此类矿床的另一个必要条件。中生代强烈的火山活动促使盆地底部(或周边)古老矿源层中的矿质元素发生迁移，最终形成含矿火山(期后)热液并在火山活动结束后在有利的空间部位汇聚成矿，容矿围岩以中(酸)性火山岩、火山碎屑岩为主。该类矿床多产于政和—大埔北东向断裂带及浦城—宁德北西向断裂带交会部位的火山沉积盆地边缘，矿体受火山岩(次火山岩)及其内部构造系统控制明显。该类含矿火山岩(盆地)多直接位于古老基底之上，底部隐伏或边缘分布一个较为庞大的矿源层——早元古代形成的含矿物质基底。该类矿床的形成具备强烈的火山构造活动，形成一定规模的火山沉积盆地，为矿体的形成提供足够的热源和适宜的贮存空间。该类矿床蚀变以中低温热液蚀变为主，与成矿(矿化)关系密切的蚀变多呈线状、条带状分布，形成的矿体以脉(带)状、似层状为主，如大林坑钼矿、护田金矿以及研究区外围东部的东际金矿。

(3)找矿标志。该类矿产主要产于政和—大埔北东向断裂带及浦城—宁德北西向断裂带交会部位的中生代火山沉积盆地边缘(多内部)，火山活动的区域是矿产主要的找矿范围。该类矿体主要贮存在火山构造部位及火山岩岩性分界面上，矿体边界及形态受火山岩、次火山岩边界及其内部构造控制明显。容矿构造主要为火山作用及其期后形成的产物，因此查明上述地质体的特征，对研究该类矿产具有重要意义；其次，重砂、水系沉积物和土壤测量圈定的地球化学异常是缩小找矿靶区、定位矿(化)体的有效手段。异常多数呈(长)带状，与矿(化)体及控制其展布的构造带方向一致，是找矿有利标志之一；形成的以硅化、黄铁矿化、绢云母化及绿泥石化为主的中-低温围岩蚀变，可作为找矿的一个重要标志，蚀变与地球化学异常形态及位置基本吻合。值得注意的是，在以找金为主的火山岩中黄铁矿存在多期，其中早期普遍存在的黄铁矿与金矿化无明显关系，较之更晚期的脉带状(局部团块状)沿构造裂隙分布的黄铁矿与金矿化关系密切，对找金矿意义较大。

4 找矿预测

4.1 成矿远景区

根据成矿地质背景及总结的成矿规律，笔者初步将研究区划分为4个Ⅴ级成矿远景区，各成矿远景区内目前主要的矿床(点)及主攻矿床类型(表1)。

表1 花桥—小湖成矿远景区及找矿靶区划分Table1 Divede into the metallogenic and prospecting targe area of the Huaqiao-xiaohu county

注：成矿远景区分级及找矿靶区分类标准参照《中国地质调查局矿产远景调查规范(2006年暂行)》

4.2 找矿靶区

预测找矿靶区是在一定的地质构造单元范围内，将各类地质资料和数据(地质、物探、化探、遥感等)转化为成矿信息、标明成矿区(带)，推断具有找矿潜力的地区。参照中国地质调查局矿产远景调查规范(2006年暂行)，根据成矿条件有利程度、预测依据充分程度、资源潜力大小和矿体埋藏深度等因素，优选了区内找矿靶区，并将靶区分为A、B、C 3类。最终在4个成矿远景区内初步划分找矿靶区19处(图2)，其中A类12处、B类5处、C类2处，靶区主攻矿种及寻找主要矿床类型。