福建龙岩中甲锡多金属矿地质特征及成矿模式探讨
2019-04-19林慈銮
林慈銮
(福建省地质调查研究院,福州,350013)
龙岩中甲矿区位于华夏陆块的永安—梅州—惠阳多金属成矿带(Ⅲ级)的南段 ,东邻政和—大埔断裂带,北东向晚中生代花岗岩带上。著名的马坑铁钼矿床位于同一花岗岩带,此外还分布有多个钨锡钼矿点。这些铁、钨锡钼矿均分布在晚侏罗世-早白垩世花岗岩的接触带上,与花岗岩关系密切。中甲锡多金属矿区处于大洋—莒舟花岗岩体东北分支,锡多金属矿化与岩浆作用密切相关,但对矿床成因类型和成矿时代存在争议。张达等[1,2]认为钨锡矿成因与正长花岗岩有关,属高温热液型矿床,认为形成早侏罗世时代;杨祖龙等[3]认为成矿与石英斑岩有关,钨锡矿属斑岩型矿床,认为形成早白垩世时代。针对上述争议,笔者采用野外地质调查和取样化验等方法,对成矿地质特征、岩(矿)石地球化学和U-Pb同位素年代学等方面研究,对主要控矿因素和矿床类型进行探讨,初步建立了成矿模式。
1 区域地质背景
该区为华夏陆块核部,属典型的大陆地壳,经历了新元古代、早古生代、晚古生代和中生代多次构造岩浆作用,使深部形成岩浆,迁移至上地壳,物质出现分异,促使锡元素富集于深部;中生代浅表部还形成推覆构造和其他脆性断裂,为岩浆和成矿活动提供有利的构造空间。
区域出露前泥盆纪、晚泥盆世—中三叠世、晚三叠世—晚白垩世等地层。前者主要岩性为变质石英砂岩,夹少量千枚状粉砂岩、泥岩、板岩等,组成一套韵律层理发育的复理石建造;中者为陆表海沉积的碎屑岩夹灰岩、含煤层组合;后者为北北东向陆相火山沉积盆地,分布酸性火山岩和红色碎屑岩。
区域上出露北北东向花岗岩带,呈长条状,南至马坑铁矿外围,北至漳平永福,长度大于100 km。主要有晚侏罗世二长花岗岩、早白垩世正长花岗岩和花岗斑岩,早白垩世正长花岗岩规模最大。
区域上位于北北东向政和—大埔断裂带的西侧,断裂构造发育,总体呈北东向,是花岗岩的导岩构造,也是锡矿的导矿和控矿构造。经畲至马坑(可能延至中甲矿区)分布有推覆构造,其外来岩系为前泥盆纪浅变质岩,原地岩系为上泥盆统-中三叠统。
该区金属矿产丰富,分布有著名的大型马坑铁钼矿,以及钨、钼、锡、铁等金属矿床(点),成矿作用与中生代酸性岩浆作用有关。
2 矿区地质特征
2.1 地层
区内出露地层为中-晚奥陶世罗峰溪组,是一套陆源浅海相粗碎屑岩建造,主要岩性为灰色、浅灰色变质石英砂岩、变质粉砂岩、变质泥岩等(图1)。该地层常为贮存矿体的地层,Sn、Mo、W等含量呈有规律变化,表现近矿高于远矿,蚀变强者高于弱者,反映热液作用特征。
图1 中甲锡多金属矿区地质图(a)和AA'剖面图(b)(据文献[1]修改)Fig.1 Simplified geological map(a) and AA' geological section map(b) of the Zhongjia tin polymetallic deposit1—中-晚奥陶世罗峰溪组;2—晚侏罗世二长花岗岩;3—早白垩世正长花岗岩;4—花岗斑岩;5—断裂;6—地质界线;7—矿化蚀变分带;8—黄玉化/云英岩化;9—绢英岩化/绿泥石化;10—硅化/黄铁矿化;11—锡矿(化)体;12—钼矿化体;13—钨矿(化)体;14—采样位置及编号
2.2 侵入岩
区内出露主要有晚侏罗世二长花岗岩,早白垩世正长花岗岩及花岗斑岩。前二者形成了复式岩体,后者呈脉状沿不同方向的断层、裂隙分布。前人[4]因花岗斑岩体长石斑晶的强烈硅化而将其归为石英斑岩,经过显微镜下观察发现长石斑晶受硅化成次生石英,因此定为花岗斑岩。花岗斑岩的接触带常具强烈矿化蚀变,表明与锡成矿关系密切。
2.2.1 岩石学特征
晚侏罗世二长花岗岩:岩石为浅灰色中细粒黑云母二长花岗岩,具中细粒花岗结构,块状构造。矿物成分有石英(20%~25%)、钾长石(30%~35%)、斜长石(约40%)和黑云母(约5%),各矿物分布均匀,粒径为0.3~5 mm。
早白垩世正长花岗岩:岩石为浅肉红色(斑状)细粒含黑云母正长花岗岩,斑晶(10%)为板块长石,基质(90%)具细粒花岗结构,块状构造。岩石由石英(约30%)、钾长石(40%~45%)、斜长石(约25%)、黑云母(约3%)等组成,各矿物分布均匀,粒径为0.1~1.5 mm。
花岗斑岩:岩石为浅灰色花岗斑岩,具变余斑状结构、粒状变晶结构、鳞片变晶结构。岩石由斑晶(石英约2%、长石约2%、黑云母约1%)和基质(主要为长英质)组成。斑晶粒径0.5~1 mm,其中石英局部被熔蚀;长石被绢云母、石英、黑云母交代,仅保留假象;黑云母被次生鳞片状黑云母交代,且被铁质浸染。斑晶遭受蚀变十分强烈,长石被次生石英交代,形成状如石英斑晶的假象;基质矿物被次生蚀变矿物石英、绢云母、铁质交代。花岗斑岩体内、外接触带及附近破碎带中有钨、锡、钼矿化,表明其与区内钨、锡、钼成矿关系密切。
锡矿石:呈灰绿色,半自形-他形粒状结构,显微鳞片状结构,浸染状构造、斑杂状构造。岩石遭受强烈的热液蚀变作用,原岩的结构、构造和物质组分全部消失。岩石中矿物全为次生蚀变矿物,蚀变矿物分别有绿泥石(40%)、黄铁矿(5%)、绢云母(52%)、锡石(3%)、辉钼矿(少量)、石英(少量)组成。锡石多数呈稀疏星散状分布,构成矿石的浸染状构造,少部分锡石矿物聚集,构成了斑杂状构造。绿泥石呈显微鳞片状结构,片径0.01~0.1 mm,杂乱排列。绢(水)云母为显微鳞片状结构,杂乱排列。黄铁矿为自形-半自形粒状,呈等轴粒状或不规则状外形,粒径为0.1~1 mm。而锡矿石也是矿化蚀变最强烈的岩石。
2.2.2 地球化学特征
(1)岩石化学分析显示二长花岗岩、正长花岗岩和花岗斑岩的主微量元素成分差异较明显,均具富硅与过铝质花岗岩特征(三种岩性硅铝成分分别为:SiO268.09%、76.67%和75%,A/CNK 1.15、1.12和3.13),前二者相对高钾和富碱(Alk 6.99%、8.44%和3.43%,K2O 4.19%、5.22%和3.08%),为高钾钙碱性花岗岩;花岗斑岩则具富铁和高挥发分。
晚侏罗世二长花岗岩、早白垩世正长花岗岩和花岗斑岩总体具相似的稀土元素配分型式(图2a),轻重稀土显示弱的分馏,呈现左高右低中间下凹的图形。(La/Yb)N为4.65~22.4,具有中等至强的Eu 负异常(δEu 0.02 ~ 0.67)。晚侏罗世二长花岗岩、早白垩世花岗岩的稀土总量(∑REE 308×10-6~358×10-6),明显低于花岗斑岩的稀土总量(∑REE 629×10-6)。岩石总体上表现出Th、U、Pb以及大离子亲石元素(Rb、K和La)的富集,Ba、Sr以及高场强元素(Nb、P 和Ti) 的亏损(图2b)。其中,晚侏罗世二长花岗岩表现为较弱亏损;早白垩世花岗岩和花岗斑岩相似度高,表现为上述元素富集或亏损更为强烈,具高分异花岗岩的特征。此外,花岗斑岩具弱的Ce正异常(δCe 1.19),相对富含亲石元素W,亲铁元素Co、Ni、Sn、Mo,以及亲铜元素Cu、Zn、Ag、Au等(表1)。
图2 稀土元素球粒陨石标准化配分型式图(a)、微量元素原始地幔标准化蛛网图(b)和成矿元素原始地幔标准化蛛网图(c)Fig.2 Chondrite-normalized REE distribution patterns(a), primative mantle-normalized trace elements spider diagram(b) and primative mantle-normalized metallogenic elements spider diagram(c)
表1龙岩中甲锡多金属矿岩石的主量元素、稀土元素和微量元素化学分析结果
Table1Major,rareearthandtraceelementscompositionsofrocksinZhongjiatinpolymetallicdepositinLongyancity
样品号0047-10061-10062-1样品号0047-10061-10062-1岩性二长花岗岩正长花岗岩花岗斑岩岩性二长花岗岩正长花岗岩花岗斑岩SiO268.0976.6775Y31.98047.7TiO20.510.10.07V49.61.31.6Al2O314.8812.512.01Cr7.74.159.9Fe2O30.890.685.12Co6.340.89.59FeO3.240.250.87Ni2.520.944.54MnO0.110.020.06Cu21.35.1284.1MgO1.030.120.08Zn75.548.4103.2CaO2.210.190.08Mo20.115.8613Na2O2.653.120.22W5.463.28126K2O4.195.223.08Bi2.241.330.3P2O50.130.010.06Au0.731.221.36LOI1.310.792.88Sn32.212.432.5Alk6.998.443.43Ag0.0790.0790.285A/CNK1.151.123.13F2 8066065 680TFeO4.04 0.86 5.48 Rb320487325La69.268117Ba85158.836.3Ce126130306Th16.667.556.7Pr161834U3.4114.515.2Nd56.665.5121Nb17.162.393.7Sm10.516.121.9Ta1.478.549.67Eu1.90.280.12Pb3211782.2Gd7.114.310.2Sr320156.37Tb1.432.841.72Zr201128124Dy7.7616.47.4Hf7.25.96.46Ho1.373.081.07∑REE308358629Er4.439.893.39∑LREE280298600Tm0.61.40.48(La/Yb)N12.64.6522.4Yb3.9310.53.75δEu0.670.060.02Lu0.591.560.67δCe0.930.911.19
注:主量元素(%)、稀土元素(10-6)、微量元素(10-6)、Au(10-9)。
高场强元素(HFSE)、稀土元素(REE)以及Y 和Th 等,在蚀变过程中基本不发生改变[7]。上述早白垩世正长花岗岩和花岗斑岩特征与李昌年[8]所得到的成熟弧花岗岩的微量元素特征完全一致,结合稀土元素配分型式特征,物质主要来源于地壳,其中花岗斑岩有较多幔源物质的参与。这种情形完全符合花岗岩产于华夏地块内部,属地壳厚度巨大的板内构造环境的特征。
(2)成矿相关元素分布特征(表2)表明,晚侏罗世二长花岗岩、早白垩世正长花岗岩、花岗斑岩、矿化蚀变岩,以及锡矿石的W、Sn、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn、Ag含量较高,除去Cu有数个点较低(小于30×10-6),其余均高于原始地幔标准值。其中,Cu、Zn、Ag元素的富集程度较低,岩石/原始地幔比值一般为1~100;W、Sn、Mo、Bi、Pb元素的富集程度甚高,岩石/原始地幔比值一般为100~100 000;二长花岗岩、正长花岗岩中的各元素含量较低,构成了元素含量的背景;花岗斑岩的W、Sn、Mo、Bi的含量明显高于其他类型花岗岩,矿化蚀变岩和锡矿体则在W、Sn、Mo、Bi的富集程度方面显著高于其他岩石。
表2龙岩中甲锡多金属矿各类岩(矿)石成矿元素分析结果(×10-6)
Table2ThemetallogenicelementscompositionsofrocksinZhongjiatinpolymetallicdepositinLongyancity(×10-6)
样号岩性CuZnMoWPbSnAgBiGP0046-2锡矿体730.1114.9808.8880.111.9133 5000.631.250062-1花岗斑岩84.05103.2612.7126.282.1732.50.28530.270061-1正长花岗岩5.1248.3915.823.28117.212.420.0791.3GP0041-1正长花岗岩17.3393.9516.628.1728.4715.950.0550.58GP0041-2正长花岗岩20.32114.8126.77.0958.7410.380.3882.89GP0041-3正长花岗岩13.9139.4811.423.7521.34.250.050.520047-1二长花岗岩21.3175.4820.095.4632.0132.170.0792.24GP0040-1矿化蚀变岩173.435.1729.858.520.57160.30.1771.6GP0043-1矿化蚀变岩11.59136.539510.8925.2222.10.1117.06GP0046-1矿化蚀变岩54.7920722.1580.0820.42 0500.518172.4GP0052-1矿化蚀变岩46.85212.572.7546.15215.53 7000.4263.72GP0053-1矿化蚀变岩54.732354.8722.831 2651 3004.0953.69GP0056-1矿化蚀变岩481.2197.629.2513.2334.84240.91.01117.1GP0057-1矿化蚀变岩79.711 129273.811.55507.9243.416.3928.51GP0059-1矿化蚀变岩126.12 72422742.341 489132.410.811 288GP0063-1矿化蚀变岩24.632662 75412.8350.24239.60.33850.88GP0064-1矿化蚀变岩72.752 730234.670.96383.72371.7620.75
2.3 构造
矿区位于龙车背斜的西北翼,地层倾向南西-北西,呈一单斜构造,受政和—大埔断裂带的控制(矿区在该断裂带西侧的构造-花岗岩带内),断裂及裂隙构造发育。区内以密集分布的小规模断裂、裂隙构造为特征,具有北东-北北东向及北西向。
北东-北北东向断裂、裂隙构造:该组断裂、裂隙构造密集分布于全矿区,规模大者延长超过300 m。单条断裂带宽0.2 m至几十米,倾向以南东为主,次为北西,倾角30°~80°,断裂面呈舒缓波状或平直光滑,具压性或压扭性特征。沿该组断裂与裂隙带充填有绿泥石、黄玉、黑钨矿等脉体。与区域规模的北北东向构造相比,矿区内该组的断裂、裂隙构造是次一级的构造,控制着锡、钨、钼矿(化)体的分布。从断裂对矿体分布的控制及断裂力学性质分析,该组构造可能为成矿前构造,在成矿期被活化。
北西向断裂、裂隙构造:该组断裂、裂隙构造长一般几十至几百米,最长超过600 m。单条断裂、裂隙带宽一般为0.2 m至几十米,倾向南西或北西,倾角45°~80°,属区域北西向断裂的次级构造。断裂面粗糙不平,具张性或张扭性特征。沿断裂、裂隙带有花岗斑岩侵入,为成矿前构造。该断裂被北东向断裂、裂隙构造切割,走向上连续性较差。该组断裂、裂隙构造与区内锡、钨、钼关系密切,表现为主要的导矿构造及容矿空间。
上述构造中,有不同的断裂和裂隙复杂的交切关系,体现了多期次活动的特点。在2组断裂、裂隙交会部位常有不规则状锡矿体产出。构造岩以角砾岩为主,其中绿泥石、黄玉、硅化、黄铁矿化构造蚀变多具锡矿化。
此外,推覆构造属成矿前构造,附近见原地岩系,主要为经畲组灰岩-含铁建造。推覆构造面总体分布在海拔0~300 m,相对平缓,也属推覆构造的一部分。出露的地层为外来岩系的浅变质岩,在推覆构造面及相关构造呈隐伏状伏于深部,可能为成矿有利构造部位,是否具有找矿前景,有待进一步研究。
3 矿床地质特征
3.1 矿体规模形态特征
区内矿体规模均较小,按边界品位Sn 0.15%、工业品位Sn≥0.3%,共圈定锡矿体35个。矿体主要贮存于绿泥石-黄玉-硅化-黄铁矿化断裂、裂隙中。矿体呈脉状、囊状、透镜状、扁豆状、鸡窝状、不规则状,沿裂隙密集带及断裂带呈串珠状,倾向呈侧列式。矿体形态、规模、品位在走向与倾向上变化均较大。根据矿体分布的密集程度和矿化情况可划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 、Ⅳ4个矿化带。其中主矿化带为Ⅰ矿化带,长约300 m,宽约160 m,走向NE, 倾向SE。矿化带产状多变,以走向NE、倾向SE为主,NW走向、SW倾向次之。矿体规模小,间距几米至几十米。单矿体最厚12.79 m。
此外,圈定钨矿体若干条,据矿区资料,钨矿体主要走向为NE,倾向SE,长度几十至几百米,单矿体一般长3~5 m,宽0.5~2 m。钼矿化体为可综合利用的有益组分。
3.2 矿石成分
3.2.1 化学成分
锡矿体的锡品位一般为0.5%~2.25%,单样品最高品位达到2.81%;钨矿体(WO3)品位为0.94%~1.16%,单样品最高品位一般为1.33%;钼矿化体的钼品位一般为0.013%~0.058%,平均0.026%[注]福建省第八地质大队,福建省漳平市雷仔林矿区锡(钨)矿资源储量调查报告,2010。。
3.2.2 矿物成分
矿石矿物主要有锡石、黄铁矿、黄铜矿、辉铋矿、辉钼矿、黑钨矿、黝锡矿、磁铁矿、磁黄铁矿、独居石等。脉石矿物主要有石英、黄玉、绢云母、萤石、绿泥石及少量磷灰石、长石、黑云母、石榴石、方解石、高岭石等。
锡石:多为自形晶,具环带构造,呈矩柱状,亦见他形粒状,粒度为0.1~0.5 mm。在黑钨矿黄玉脉及黑钨矿绿泥石脉中,以浸染状、细脉状产出。在显微镜下见有锡石交代包裹黄玉现象,亦有充填在黄玉晶穴中;局部见锡石、黑钨矿呈0.2 mm团块状嵌在黄玉中,并见锡石聚晶中心发育有黑钨矿,而粗晶黑钨矿又呈网脉状穿插细晶锡石。
黑钨矿:自形-半自形晶,板状或板条状,粒状他形晶亦常见。粒度大小不一,一般为1~3 mm,粗晶达10 mm,常以聚晶或连晶形式出现,以细脉状、网脉状或浸染状产出。在显微镜下见有粗晶黑钨矿呈网脉状贯入于细晶的黑钨矿、锡石、独居石中,且独居石晶体中含有细小的黑钨矿包裹体。
辉钼矿:灰白色、白色,具反射多色性,挠性。半自形鳞片状结构,半自形晶,显微镜下呈鳞片状,片径0.02~0.15 mm,一般0.05~0.15 mm,以细脉状、浸染状构造产出。
3.3 矿石结构构造
锡矿石主要结构有自形-半自形晶粒结构、放射柱状结构、微粒集合变晶结构、假像交代结构、碎斑结构及乳滴状结构、反应边结构等。
主要构造有浸染状构造、稀疏浸染状构造、细脉状构造、细脉浸染构造及晶簇构造、角砾构造等。
3.4 矿石类型
矿石类型可划分4种:①斑岩型,锡多金属矿产于石英斑岩体内的裂隙带或角砾岩带中,其中角砾岩带中的角砾具张脆性构造特征,并在角砾岩的裂隙中含锡石及黄铁矿;②锡石-石英型(云英岩型),属气成高温热液成矿阶段的产物,主要矿物成分有石英、黄玉、钠长石,次要矿物有白云母、黑云母、莹石、绿泥石,有少量独居石、黄铁矿等;③锡石-磁铁矿型,主要形成磁铁矿、锡石,可见少量石榴石、透辉石、赤铁矿、绿泥石;④锡石-绿泥石-黄铁矿型,主要矿物有绿泥石、石英、黄铁矿、锡石、辉钼矿。
3.5 矿化蚀变特征
与锡多金属矿化有关的蚀变主要受花岗斑岩体的控制,为面型蚀变。矿床内广泛的面型蚀变在空间上呈规律分布,以花岗斑岩为中心,往外为黄玉、云英岩化→绢英岩化的分带特征。与成矿关系密切的蚀变主要有绿泥石化、硅化、云英岩化、绢英岩化等,其中,产于花岗斑岩内的Sn矿化主要表现为黄玉化、云英岩化,产于罗峰溪组变质石英砂岩内的Sn、W、Mo矿脉主要为绿泥石化和硅化等。
4 讨论
4.1 成矿地质体
野外调查和矿区资料表明,早白垩世花岗斑岩与成矿关系十分密切,空间上紧密相伴,矿化蚀变以花岗斑岩为中心具规律性分带特征。据锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,花岗斑岩中1颗最年轻的岩浆锆石206Pb/238U表面年龄为(137±4)Ma,可能代表了其侵入时代。花岗斑岩(0062-1)的F、轻稀土和各类成矿元素含量最高(F 5 680×10-6,LREE 600×10-6,W 126×10-6,Sn 32.5×10-6,Mo 613×10-6,Au 1.36×10-9,Ag 0.285×10-6),富铁的特征也有利于锡的富集,符合锡的亲铁性特征,佐证了花岗斑岩是锡(钨)成矿地质体。晚侏罗世二长花岗岩和早白垩世正长花岗岩内分布的锡矿矿化蚀变呈裂隙或脉状,明显属另一个构造热事件的产物,其W、Sn、Mo含量低,可排除其为锡矿成矿地质体的可能性。研究表明,早白垩世花岗斑岩(137 Ma)为锡矿的成矿地质体。
4.2 成矿期
中甲锡多金属矿床的形成受花岗斑岩(137 Ma)的控制,大致经历了一个主要成矿期,为斑岩型成矿期。形成斑岩型矿床的中心与边缘的蚀变分带,中心为高温的黄玉云英岩化带,形成锡石和黑钨矿等矿石矿物和石英、黄玉、白云母等脉石矿物,边缘为中温的绢英岩化带,形成锡石、黝锡矿等矿石矿物和石英与绢云母等脉石矿物。
4.3 矿床成因类型
(1)矿体贮存于花岗斑岩及外接触带上,矿石具浸染状、细脉浸染状构造,矿体规模均较小。
(2)矿床具有较明显的以接触带或斑岩体为中心的矿化蚀变分带,高温-中低温蚀变矿物组合排列明显,展示了锡石和黑钨矿及蚀变矿物的分布规律。
(3)矿物共生组合除锡石外,含有较多的黑钨矿、独居石、黄玉等高温蚀变矿物组合,及绿泥石、辉钼矿、黄铁矿等中低温蚀变矿物组合。
(4)矿化蚀变表现为裂隙型蚀变矿化规律,是矿化富集的重要构造形式,在矿体上部围岩中,主要出现密集的绢云母化、硅化。综上所述可知,中甲锡多金属矿床为斑岩型锡多金属矿床[9]。
4.4 成矿机制与成矿模式
该区位于华夏地块的中心部位,新元古代之后已经成为陆壳,加里东-印支期发育大量花岗岩(如宁化岩体,407~403 Ma),晚侏罗世二长花岗岩(146 Ma),早白垩世正长花岗岩(141 Ma)多期次构造岩浆作用,长英质向浅部迁移,使地壳的残余相铁质增高,可能富含黑云母、角闪石等,锡因亲铁而在残余相富集,并形成富集锡元素的源区。李斌等认为,华夏地块的厚度巨大是经过多次部分熔融(长英质抽取)作用,残留相的物质再次深熔的温度显著增高(800~900℃),高度部分熔融(20%~40%)主要与黑云母的分解反应有关。显然这种认识也适合于区内的锡矿成矿作用,即晚侏罗世二长花岗岩、早白垩世正长花岗岩部分熔融后,早白垩世(137 Ma)再次熔融的温度很高,显然需要幔源物质和热能的参与,以及流体相的作用,地壳残余相发生熔融,也使其中的黑云母、角闪石分解,形成富含热液的岩浆熔体,聚集成岩浆房,经过结晶分异形成高分异岩浆[10],在一定条件下出现岩浆与热液分离,形成花岗斑岩及含矿热液,成矿物质在有利部位富集成矿,形成了中甲锡多金属矿床(图3)。
图3 龙岩中甲斑岩型锡多金属矿成矿模式Fig.3 The Metallogenic model of Zhongjia porphyry tin polymetallic deposit in Longyan city1—中-晚奥陶世罗峰溪组;2—早白垩世正长花岗岩;3—花岗斑岩;4—地质界线;5—蚀变分带界线;6—裂隙/岩浆及热液运移方向;7—钨矿(化)体;8—钼矿化体;9—锡矿(化)体;10—黄玉化/云英岩化;11—绢英岩化/硅化;12—绿泥石化/黄铁矿化
早白垩世(137 Ma)成岩成矿过程大体归纳为以下3大阶段。
第一阶段是花岗质熔体形成。随着幔源岩浆底侵作用,下地壳富含锡元素的残余相在更高温度和流体作用下熔融,形成了含矿质的酸性熔体,聚集于岩浆房,经高度结晶分异形成了高分异富的含矿质花岗质岩浆。
第二阶段是含矿热液形成。含矿花岗质熔体向浅部上侵过程中,因温度压力下降,岩浆熔体分异演化,出现物质结晶和形成流体,并使含矿物质向流体迁移,形成含矿热液。
第三阶段为花岗斑岩侵入和成矿。花岗质熔体上侵到浅部定位,冷凝结晶形成花岗(斑)岩的过程中,分异出富硅熔体与富硫、富氟的含矿热液沿构造裂隙侵入,形成斑岩脉。含矿热液沿着构造有利部位迁移和定位,在黄玉化、硅化、云英岩化、绿泥石化等蚀变作用下,锡石、黑钨矿等晶出形成矿体。该期矿化作用形成2个矿化蚀变带,在斑岩体中心形成高温的黄玉云英岩化带,有少量锡石和黑钨矿生成;边缘形成绢英岩化带,主要形成锡石和黝锡矿。
流体包裹体研究表明,矿床流体包裹体类型较多,以气液两相包裹体居多。锡成矿流体含K+较高;F-/Cl-在锡矿中小于1,在辉钼矿中同样小于1,说明成矿溶液中始终含有高Cl-;稳定同位素特征表明,斑岩型矿化阶段的中心部位锡石-氧化物中氧同位素值属岩浆水范围,说明成矿以岩浆热液为主。
值得指出的是,该区早白垩世的正长花岗岩和花岗斑岩皆表现出高分异花岗岩的特征,这种高分异的岩浆作用可能是一种对成矿有利的机制,值得在今后工作中引起重视。
5 结论
(1)花岗斑岩(137 Ma)为锡矿成矿地质体。早白垩世花岗斑岩富铁、富挥发分,各类成矿元素含量高,主要经历了一个斑岩型成矿期,矿化蚀变以花岗斑岩为中心具规律性分带:内带为高温的黄玉云英岩化带,主要为钨锡矿化;外带为中温的绢英岩化带,主要为锡钼矿化。
(2)根据矿体贮存状态、矿物共生组合、矿床蚀变分带和控矿构造形式等特征表明,中甲锡多金属矿床为斑岩型锡多金属矿床。
致谢:成文过程中得到福建省地质调查研究院黄长煌高级工程师的热心指导,审稿专家对论文提出了宝贵的修改意见,在此表示衷心感谢。