福建屏南秋园银矿床地质特征及成因探讨

2018-10-11范云虎

福建地质 2018年3期

范云虎

(中化地质矿山总局福建地质勘查院，福州，350013)

福建屏南秋园银矿位于屏南县西部路下乡，该矿床早期以寻找铁矿为主，后来随着普查、详查工作的开展，发现铁矿体(镜铁矿)中贮存有价值更高的银矿，深部的黄铁矿中银含量也较高，并伴生金矿、钼矿与钨矿，该矿床经过最终勘探工作，银矿储量规模达到中型[注]中化地质矿山总局福建地质勘查院，福建省屏南县秋园矿区西矿段银矿勘探报告，2013。。该该矿床成因以往尚未开展过研究，由于福建省内的银矿大多数与铅锌矿共(伴)生，而矿床中银矿与黄铁矿、镜铁矿相共生，是其独特之处，因此对该矿床的成因值得深入研究和探讨，为寻找同类型矿床提供思路与借鉴。

1 区域地质背景

矿区位于政和—大埔断裂带东北部与闽东火山断坳带交界附近，寿宁—梅林北东向火山喷发带西北侧[1]。区域内出露的基底地层为新元古代马面山(岩)群东岩(岩)组和龙北溪(岩)组，出露的盖层主要为晚侏罗世南园组及早白垩世石帽山群寨下组(图1)，其中龙北溪(岩)组绿片岩为该区的矿源层[2]。

区内岩浆活动强烈，尤其是燕山早期侵入岩相当发育，岩浆侵入活动受区域性构造控制明显，呈北东向展布，岩浆岩以酸性岩类为主，岩浆岩的侵入为区内银多金属矿的形成带来了丰富的含矿热液。区域内断裂构造发育，并具多期次活动的特点，主要有北东向和北西向2组断裂，断裂性质具张扭性，断裂与区内银多金属矿的成矿关系密切，是区内银多金属矿体的主要导矿及储矿构造。区域内主要金属矿产有建瓯北斗铅银矿点、大坑多金属矿化点、罗山钨矿点和半溪小型铅锌矿床，屏南秋园中型银矿床及后保砂铁矿点、建瓯辰山下铅矿化点及际头铜矿化点等，非金属矿产有建瓯林墩滑石矿点、东山水晶矿点、洋面水晶矿点和何岭黄铁矿矿化点等。

图1 屏南秋园银矿区区域地质图Fig.1 Regional geological map of Qiuyuan silver mining in Pingnan County1—早白垩世石帽山群寨下组上段；2—早白垩世石帽山群寨下组下段；3—晚侏罗世南园组第二段；4—新元古代马面山(岩)群龙北溪(岩)组；5—新元古代马面山(岩)群东岩(岩)组；6—燕山晚期中粒正长花岗岩；7— 燕山中期浅肉红色正长花岗岩；8— 燕山中期灰白色中粒二长花岗岩；9—加里东期灰白色细粒二云母正长花岗岩；10—花岗斑岩脉；11—地层产状；12—压性断裂；13—扭性断裂；14—推测断裂；15—银矿床；16—铜矿化点；17—铅银矿点；18—铅锌矿点；19—多金属矿点；20—铅矿点；21—钨矿点；22—黄铁矿点；23—矿区范围

2 矿区地质特征

2.1 地层

区内出露的地层较简单，仅为晚侏罗世南园组第二段，为一套中酸-酸性火山喷出岩系，呈北东向分布于矿区中部，其岩性为浅灰色流纹质晶屑凝灰熔岩、凝灰岩，厚度大于1 000 m(图2)。

图2 屏南秋园银矿西矿段地质简图Fig.2 Geological sketch of the Qiuyuan silver deposit in Pingnan County1—晚侏罗世南园组第二段；2— 燕山中期浅肉红色正长花岗岩；3—辉绿岩脉；4—闪长玢岩脉；5—花岗斑岩脉；6—石英脉；7—银矿体及编号；8—低品位银矿体及编号；9—地质界线；10—断裂及编号；11—硅化；12—磁铁矿化；13—黄铁矿化；14—褐铁矿化；15—镜铁矿化；16—产状

2.2 侵入岩

区内岩浆活动强烈，侵入岩分布广泛，主要为燕山中期肉红色中粗粒正长花岗岩，呈岩基状产出，根据1∶20万建瓯幅区域地质调查报告，该岩体属于旧镇岩体，岩体侵入于晚侏罗世南园组第二段。岩性以中粗粒正长花岗岩为主，少量相变为细粒花岗岩，按查氏化学分类，该岩体属硅酸过饱和过碱性岩石，岩石中微量元素含量较丰富，副矿物种类较多，硫化物出现率较高，以辉钼矿为主，萤石、电气石较常见，黑钨矿少量，稀有、稀土元素含量也较高。该岩体是区内银矿体的主要围岩，岩石一般具不同程度的蚀变，主要为弱绢云母化和绿泥石化，靠近F1、F2断裂带附近见退色蚀变现象，钾质被热液带出。

另外，在岩体内部还见有较多的花岗斑岩脉、闪长玢岩脉、石英脉与辉绿岩脉等后期脉岩分布，脉岩与区内银矿化关系不密切，对区内银矿体也未产生破坏作用。

2.3 构造

区内构造以断裂为主，主要发育有北西向F1、F22条断裂，区内的银矿体均贮存于F2断裂及其次级裂隙中，断裂构造为主要控矿和容矿构造。

F1断裂：贯穿于矿区的东北部，走向北西，倾向北东，倾角较陡，一般为65°～83°。断裂带长约1 200 m，宽一般1～5.0 m，主要呈破碎带、次生石英岩、硅化碎裂岩等形式出现，部分被石英脉充填，断裂带周边次级裂隙发育，并可见银矿化石英脉充填，断裂带内岩石蚀变强烈，普遍具硅化、绢云母化、绿帘石化、绿泥石化，少量镜铁矿化、黄铁矿化与褐铁矿化，断裂性质具张性，是区内构造蚀变矿化带之一。

F2断裂：分布于矿区的中北部，由1条主干断裂和多条次级裂隙组成，主次级断裂间距5～50 m，主干断裂位于西侧，次级裂隙分布于东北侧及南侧。断裂带走向北西，总体倾向南西，倾角陡，一般为74°～85°,断裂面在走向和垂向上均具波状起伏。断裂带长大于1 200 m，宽8～15 m。断裂带内岩石破碎，见构造角砾岩、碎裂岩、次生石英岩等，常见后期石英脉体穿插，石英脉中见晶洞构造。硅化、黄铁矿化、镜铁矿化、绿帘石化、绿泥石化和褐铁矿化蚀变较强，并具多期活动的特点。该断裂具有先压后张的性质，为左行断裂，为后期成矿热液活动提供了通道与空间，为矿区主要的控矿和容矿构造。

2.4 地球化学特征

图3 屏南秋园矿区西矿段银矿土壤测量异常剖析图Fig.3 Soil anomaly profile map of silver deposit in the Qiuyuan western mine of Pingnan County1—晚侏罗世南园组第二段；2—燕山中期浅肉红色正长花岗岩；3—辉绿岩脉；4—闪长玢岩脉；5—花岗斑岩脉；6—石英脉；7—银矿体；8—低品位银矿体；9—地质界线；10—断裂及编号；11—1∶1万土壤测量范围； 12—西矿段勘探区范围

矿区西矿段一带开展了1∶1万土壤测量，圈定了Ag、Pb、Zn、W、Sn、Mo 6种元素异常，元素异常分带性较明显(图3)。Ag、Pb、Zn异常规模均不大，但浓集中心较明显，相互重叠，套合较好，呈不规则状或椭圆状，西北部异常未封闭，这些异常大多分布在W、Sn、Mo元素异常的外围； W、 Sn、Mo元素异常规模较大，浓集中心也互相重叠，套合较好，呈较规则的椭圆状，西北部部分异常未封闭。区内Ag异常分布面积不大，说明银矿体的剥蚀程度较小或银矿体的厚度不大，经后期勘探工作证实了区内银矿体厚度不大。由于银矿体贮存于硅化较强的断裂带中，难以风化剥蚀，在地表表现为正地形，其剥蚀程度不深，仍埋藏于深部。

各元素异常强度极大值分别为Ag 0.57×10-6，Pb 325×10-6，Zn 173×10-6，W 336×10-6，Mo 240×10-6，Sn 53×10-6，经后期槽探工程揭露均见到银矿(化)体。

表1 秋园矿区土壤测量元素相关系数矩阵

图4 秋园矿区聚类分析谱系图Fig.4 Cluster analysis pedigree map of Qiuyuan mining area

通过对化探分析数据作各元素的相关系数矩阵(表1)和聚类分析(图4)。从相关系数矩阵可以看出Ag与Pb、Zn仅有很小的相关性，与其他元素均不相关，说明Ag在成矿上具有相对的独立性，仅与黄铁矿、镜铁矿关系密切，这也是该矿区银矿成矿的特殊性；W、Mo、Sn相关性较好，Pb与Zn之间相关性较好，但与W、Mo、Sn反相关，Ag与W、Mo、Sn也呈反相关关系。从聚类分析图中可以看出6个元素明显分为3组[3]，第一组为W、Mo、Sn组合，反映了区内高温热液成矿的元素组合；第二组为Pb、Zn组合，反映了区内中温热液成矿的元素组合；第三组为Ag元素，为中低温热液成矿元素。区内银矿体中伴生钼矿与钨矿，因此，这些元素的共、伴生关系进一步说明了秋园矿区成矿作用具有多期的特点，W、Mo、Sn异常与Ag、Pb、Zn异常应属于不同期成矿形成的异常。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

图5 秋园矿区银矿121线地质剖面图Fig.5 Geological profile for 121 section line of silver deposit in the Qiuyuan mine1—第四系浮土；2—燕山中期浅肉红色正长花岗岩；3—石英脉；4—银矿体及编号；5—低品位银矿体及编号；6—正长花岗岩；7—断裂及编号

通过勘探工作，在矿区内共圈定工业银矿体21个，其中Ⅱ-2、Ⅱ-6、Ⅱ-6-1、Ⅱ-8和Ⅱ-9为主矿体(图5)。区内银矿体均贮存于F2断裂及其次级裂隙带中，受F2断裂构造控制明显，矿体产状与断裂、裂隙产状基本一致，呈脉状、大脉状、透镜状产出，总体走向北西，倾向南西，倾角一般在60°～86°，矿体沿走向、倾向均具膨大缩小现象，厚度一般为1.00～2.00 m，厚度变化不大，矿石质量较好，其顶、底板岩性一般为花岗岩、流纹质晶屑凝灰熔岩等。Ⅱ-2、Ⅱ-6主要银矿体形态特征、产出规模及品位变化系数简述如下，其他矿体特征如(表2)所示。

表2 秋园矿区主要矿体特征

Ⅱ-2银矿体：位于矿区西北部，呈长脉状分布于F2断裂中。矿体走向北西318°～322°，倾向南西，倾角72°～86°；矿体长度340 m，延伸210 m，矿体真厚度一般1.00～1.50 m，最厚3.71 m，最薄0.82 m，平均真厚度1.49 m，厚度变化系数为46.31%；矿石品位Ag(单工程)最低64.5×10-6，最高237.7×10-6，一般90×10-6～120×10-6，平均品位113.3×10-6，矿体南部及其深部品位较高，向中部、西北部逐渐变低。矿体厚度与品位具有一定的负相关关系。

Ⅱ-6银矿体：位于矿区的西北部，矿体产状南段走向为北西335°～345°，北段转为北西288°～320°，总体倾向南西，倾角72°～86°。矿体长度620 m,延伸206 m，矿体真厚度一般1.00～3.00 m，最厚4.94 m，最薄0.71 m，平均真厚度1.71 m，厚度变化系数为61.99%。矿石品位Ag(单工程)最低76.1×10-6，最高360.5×10-6，一般90×10-6～200×10-6，平均品位157.7×10-6。矿体厚度与品位亦具有一定的负相关性。

3.2 矿石特征

矿石结构以自形、半自形、他形粒状结构为主，鳞片粒状结构为次，并见少量碎裂结构和包含结构等。矿石构造以细脉状、浸染状构造为主，次为团块状构造，并见少量角砾状和块状构造。

矿石中的金属矿物主要有黄铁矿、镜铁矿，次为辉银矿、褐铁矿、麦金斯特里矿、辉钼矿，少量磁铁矿、赤铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、黑钨矿等，银矿物中以辉银矿、麦金斯特里矿为主，少量银金矿，极少自然银；脉石矿物主要有石英、长石、白云母、绢云母，少量绿帘石、绿泥石及方解石等。

辉银矿：灰色，深灰色，微细粒结构，呈星散浸染状充填于黄铁矿、镜铁矿、褐铁矿等矿物颗粒间隙中，常呈自形粒状集合体，粒径为0.01～0.03 mm。

麦金斯特里矿：呈自形板状、他形粒状充填于镜铁矿颗粒间，粒径为0.01～0.25 mm，浅灰色反射色，具双反射，强非均质性，斜消光，干涉色为蓝绿色。

矿石化学成分中主成矿元素Ag含量一般为80×10-6～200×10-6，平均127.8×10-6；伴生有用组分Au含量一般0.20×10-6～0.38×10-6，平均0.29×10-6，Mo含量一般为0.020%～0.035%，平均0.023%，WO3含量一般为0.047%～0.075%，平均0.060%，其他元素S含量为0.33%～4.1%，Pb含量为0.12%～0.22%，Zn含量为0.11%～0.33%，Sn未检测到，因此，S、Pb、Zn、Sn含量甚低，难以综合利用。

按照矿石构造划分，矿石类型可分为细脉状矿石、星散浸染状矿石、小团块浸染状矿石、稠密浸染状矿石、团块状矿石、角砾状矿石、块状矿石，其中，以细脉状矿石和稠密浸染状矿石为主。

3.3 围岩蚀变

矿区围岩蚀变较强烈，主要见有黄铁矿化、镜铁矿化、磁铁矿化、硅化、绢云母化、绿帘石化、绿泥石化、碳酸盐化和高岭土化，此外，局部围岩中还见叶蜡石化、褐铁矿化等。其中与银矿化关系最密切的为黄铁矿化、硅化，次为镜铁矿化、绢云母化、褐铁矿化[4]，褐铁矿由地表硫化物黄铁矿风化而成。

矿区内围岩蚀变主要分布于银矿体及其近矿围岩中，呈线型分布于断裂带的两侧，蚀变分带由中心向外依次为黄铁矿化(镜铁矿化)→硅化→绢云母化→绿泥石化→碳酸盐化。黄铁矿化主要分布于银矿体的中部与深部，而镜铁矿化主要分布于银矿体的浅部，黄铁矿与镜铁矿均为载银矿物。

3.4 成矿阶段划分

区内矿体产于断裂带中，受断裂构造控制明显，地表见褐铁矿化蚀变，因此表明该矿床的成矿期分为热液期与表生期2个矿化期，在热液成矿期可以划分为3个成矿阶段，即早期、中期与晚期蚀变阶段。

早期蚀变阶段：在地下深部高温环境下，形成黄铁矿、辉钼矿、黑钨矿、磁铁矿等金属矿物以及石英等脉石矿物。

中期蚀变阶段：在地下中等深度中温环境下，形成黄铁矿、辉银矿、黄铜矿等硫化物矿物以及石英、绢云母、方解石等脉石矿物。

晚期蚀变阶段：在浅表中、低温较开放的环境下，形成镜铁矿、麦金斯特里矿、黄铁矿等硫化物矿物，以及石英、绿帘石、绿泥石、绢云母、方解石、高岭土等脉石矿物。

4 矿床成因探讨及找矿标志

4.1 成矿物质来源

(1)区内岩浆活动强烈，为成矿提供了丰富的物质来源，含矿溶液是岩浆演化到后期的产物，是主要的含矿介质。把深部龙北溪(岩)组绿片岩中(矿源层)的矿物质Ag、S等溶解出来，沿着断裂构造上升迁移，并在有利的构造部位沉淀下来，富集而成工业银矿体。同时与其构造两侧及其附近的岩石发生相互作用，使围岩发生蚀变。

(2)矿床的成矿热液来源主要为岩浆期后热液和构造动力热液2种。共、伴生的钼矿与钨矿，其热液主要来源于岩浆期后，而载银矿物的黄铁矿与镜铁矿热液则主要来源于后期构造岩浆活动，二者相互叠加，形成该矿床。

4.2 成矿条件

(1)区内北西向F2断裂构造既是导矿构造，又是储矿构造[5]，区内矿体严格受该断裂带的控制。该断裂带具有继承性活动的特点，在力学性质上早期为压扭性，受应力作用形成挤压破碎带。断裂下切深度大，为矿液上升运移提供了通道，在断裂后期继续活动下，其性质多为张性。含矿热液在合适的温度、压力等条件下，沿裂隙充填、交代、沉淀，最终形成矿床。

(2)矿床贮存于燕山中期形成的花岗岩与南园组火山岩中发育的断裂带内，因此，其成矿时代可能始于燕山中期，至燕山晚期结束，后上升剥蚀。

(3)来自龙北溪(岩)组绿片岩中的成矿物质，在构造、岩浆活动提供的热力和动力作用下，使矿源层中的成矿元素Ag、S等被活化、迁移和富集，形成含矿热液。在中、高温环境下，这些含矿热液沿着北西向断裂带向上运移，随着温度、压力的降低，逐渐在构造裂隙中结晶→析出→沉淀，形成大量的石英，并生成绿帘石、绿泥石、绢云母、方解石等热液蚀变矿物及金属硫化物、氧化物等，形成银矿体；区内浅部镜铁矿化普遍存在，显示成矿系统较为开放，因此，初步认为该矿床成因类型属中低温热液充填型脉状银矿床。