福建建阳铜锣形金矿床地质特征及成因探讨

2021-01-24张瑾

福建地质 2020年4期

张瑾

(福建省闽北地质大队,邵武,354000)

建阳铜锣形金矿床位于闽北建阳江墩—顺昌仁寿金多金属成矿带的北部，建阳书坊—江墩金Ⅰ级成矿远景区内(1)福建省地质调查研究院，福建省泰宁—建阳铜铅锌银资源评价报告，2002。，矿区内有已经开发的中窑金矿和近期开展普查的中窑矿段、江敦矿段。通过该矿区普查工作发现，建阳铜锣形金矿床成矿地质条件优良，矿体数量较多，进一步工作有望达到中型规模。通过总结地质特征探讨其成因，对该矿床进一步勘查找矿具有一定的指导意义，并可作为闽北地区寻找同类矿床的借鉴。

1 区域地质概况

矿区位于闽西北隆起带的浦城—顺昌隆起中部，南平—宁化北东东向构造岩浆带北侧,北东向崇安—石城断裂带东南侧[1]。区域内以新元古化变质岩系为主，其中以古元古代麻源岩群大金山岩组及南山岩组分布最广。区内构造以北东向的断裂为主，褶皱不发育。区内侵入岩比较发育,主要为志留纪和侏罗纪时期的侵入岩，局部见有花岗斑岩、石英斑岩等脉体(图1)。

图1 建阳铜锣形金矿区域地质略图Fig.1 Regional geological map of Tongluoxing gold deposit in Jianyang county1—第四系；2—早白垩世下渡组/晚侏罗世长林组;3—早侏罗世梨山组;4—古元古代麻源岩群南山岩组/大金山岩组;5—早白垩世二长花岗岩;6—晚侏罗世正长花岗岩;7—志留纪正长花岗岩 ;8—花岗斑岩脉/石英斑岩脉;9—实/推测性质不明断层;10—实、推测地质界线/不整合地质界线;11—实测逆断层;12—片理产状/层理产状;13—中型石墨矿;14—小型金矿/金矿点;15—砂金矿点/中型铅锌矿;16—1∶20万重砂测量金异常(内齿数目示级别);17—1∶20万水系沉积物金异常;18—铜锣形金矿床矿区范围

区域内古元古代麻源岩群为福建境内金矿床的主要贮矿地层之一(2)福建省地质科学研究所，福建省金矿成矿特征和成矿预测研究，2001。。区域上矿产资源较为丰富，已发现有太阳山、高车小型金矿床,石岭子、饶坝、盖源垅等金矿点,茶布、书坊砂金矿以及大金山中型铅锌矿、岭根墙中型晶质石墨矿等，成矿地质背景优越，具有较好的找矿前景。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区内出露地层主要为古元古代麻源岩群大金山岩组、南山岩组、晚侏罗世长林组、第四纪松散冲积层(3)福建省闽北地质大队，福建省建阳市铜锣形矿区金矿地质普查报告，2015。(图2)。

大金山岩组：变质程度中等，属低角闪岩相,变形程度大,为区内金矿的矿源层，根据不同的岩性组合可分为上、下2个岩性段。上段分布于矿区东部(F1断裂以东)，岩性主要为白云石英片岩、二云片岩、含石墨云母石英片岩、黑云斜长变粒岩等；下段分布于普查区西部(F1断裂以西),岩性为灰色-深灰色斜长角闪片岩、含石墨黑云斜长变粒岩、含石墨角闪斜长变粒岩、含石墨斜长黑云石英片岩。

南山岩组：分布于矿区东南部，主要岩性为灰-深灰色黑云斜长变粒岩、黑云变粒岩，黑云石英片岩。

早罗侏世梨山组：广泛分布在矿区的西南部，岩性主要为砂砾岩长岩石英砂岩，粉砂岩、泥岩夹煤线。

晚侏罗世长林组：分布于矿区北部乌沙垅峰顶一带，岩性主要为紫红色-灰白色凝灰质细砂岩、砂岩夹粉砂质泥岩等，呈不整合覆盖于大金山岩组变质岩之上。

第四系：主要分布于矿区东北部江敦村及金山村附近，为松散的砂质层，亚砂土层、砂砾层等组成。

2.2 构造

矿区构造以断裂为主，褶皱不发育。主要发育北东向断裂，断裂为区域上乌沙垅、马伏—华家山断裂的伴生或派生断裂, 可见长为数百米至数千米，呈多条平行产出，其中F2、F3断裂，控制了矿区中主要矿体的空间展布。断裂一般宽1.0～15 m,局部大于20 m，断裂倾向南东，倾角55°～80°。断裂面呈舒缓波状，带内发育有压碎角砾岩、碎裂岩、碎斑岩岩等，断裂性质以压性和压扭性为主。断裂局部见扁平透镜状构造角砾岩呈定向分布，梳齿状石英细脉贯入，及花岗斑岩和石英斑岩等岩脉沿断裂侵入，显示断裂具有多期次活动的特征。断裂带内及旁侧围岩蚀变较强，常见有硅化、黄铁矿化(褐铁矿化)、绢英岩化、绿泥石化等。

2.3 侵入岩

区内志留纪侵入岩为灰白色似斑状中粒-中细粒二云正长花岗岩，呈椭圆状出露于矿区西北部。晚侏罗世侵入岩为灰白色中细粒黑云二长花岗岩，呈细条状北东向出露于F1断裂北端西北侧。见花岗斑岩、石英斑岩、伟晶岩等小脉岩呈北东向出露。钻孔揭露深部见有花岗斑岩脉、石英斑岩脉顺破碎带底板侵入，无矿化蚀变，未破坏矿体。个别钻孔深部见极少量闪长玢岩脉顺变质岩层间破碎侵入，厚度仅为0.70～2.6 m，未见蚀变现象。

2.4 围岩蚀变

矿区内围岩蚀变现象显著，与断裂变质热液活动关系紧密，以中低温蚀变为主。蚀变一般呈带状发育于断裂破碎带内及两侧，蚀变有硅化、黄铁矿化(褐铁矿化)、绿泥石化、绢英岩化、绢云母化、碳酸盐化、叶蜡石化等。其中粗晶黄铁矿化、硅化与金矿关系最为密切。蚀变强弱与矿体的距离呈正相关，水平分带表现明显，垂向分带不明显。

2.5 土壤地球化学异常特征

矿区经1∶1～1∶2万土壤地球化学金元素测量，以20×10-9为异常下限值共圈定了金异常42个，异常受北东向构造影响，多呈北东向条带状，透镜状、不规则状展布。大多数金元素异常只具有外带-中带，其中HTI、HT2、HT3、HT4、HT5、HT6、HT7、HT8金元素异常具有外、中、内带及浓集中心。这8个金异常，强度高，具明显的浓集中心，异常区长1 100～2 800 m，宽20～200 m，金含量一般为30×10-9～160×10-9，最高大于200×10-9。经地表揭露验证，发现多个金矿体。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

矿区金矿体均贮存北东向压扭性构造破碎蚀变带中，矿体产出严格受断裂构造控制，F2、F3为矿区主要控矿构造(图3)。矿体主要以透镜状、不规则脉状贮存在构造破碎带中，局部见有收缩膨大，并见花岗斑岩沿断裂侵入。矿体空间分布上沿走向、倾向上尖灭再现现象明显，矿体连续性差。

在F2构造蚀变带中圈定8个金矿体，矿体多呈细脉状、透镜状等，局部具膨胀收缩、尖灭再现等特点。其中ⅡAu矿体为F2构造破碎蚀变带内主矿体，贮存标高280～490 m，呈细脉状，走向20°～50°，倾向南东，倾角50°～70°，走向控制长度360 m，控制最大斜深120 m。矿体平均厚1.06 m，平均品位7.66×10-6，矿体品位沿走向和倾向上变化较稳定，含矿岩石为碎裂岩、压碎角砾岩。

在F3构造蚀变带中圈定金矿体11个，矿体多呈不规则脉状、透镜状等，局部具膨胀收缩、尖灭再现等特点。其中ⅠAu矿体、中窑金矿ⅣAu矿体为F3构造破碎蚀变带内主要矿体。

ⅠAu矿体：矿体贮存标高为350～100 m，呈不规则脉状，沿走向矿体有膨胀收缩、尖灭再现现象。矿体走向20°～40°，倾向南东，倾角50°～80°。走向控制长度为800 m，控制最大斜深为90 m，矿体平均厚为1.61 m，厚度变化系数为71.89%；品位变化系数为97.41%，矿体品位沿走向和倾向上变化较稳定。容矿岩石为碎裂岩、压碎角砾岩。

中窑金矿ⅣAu矿体：矿体以脉状形态贮存于F3断裂的破碎带中，总体走向27°～48°，倾向南东，倾角较陡，一般为63°～80°。矿体分布标高为210～503 m，走向控制长度为640 m。矿体真厚度为0.65～3.40 m，平均厚度为2.27 m，最大斜深为237 m，平均品位为5.47×10-6，品位、厚度变化系数分别为66.30%、30.33%。矿体顶底板围岩为碎裂岩化黑云变粒岩。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石结构、构造

矿石主要有他形粒状结构、自形-半自形粒状结构、不规则粒状结构、粒状结构、碎裂结构、包含结构，次为交代假象结构、交代镶边结构，针状结构。

矿石主要有斑点-斑杂状构造、块状构造、不规则脉状、团块状构造、脉状-网脉状构造、浸染状构造、细脉浸染状构造，少数为角砾状构造；表生作用形成蜂窝状、多孔状构造。

3.2.2 矿石的矿物成分与化学成分

区内矿石的矿物成分复杂，金属矿物主要以方铅矿、闪锌矿、自然金、黄铁矿、黄铜矿为主，少量赤铁矿、针铁矿等。非金属矿物中原生矿物有钾长石、斜长石、黑云母、白云母、原生石英等，蚀变矿物有次生石英、绢云母、方解石、绿泥石、磷灰石等。

据矿区岩矿光薄片观察，自然金呈他形细粒贮存于中期粗晶黄铁矿、石英、方解石裂隙中，少量金包裹在晚期粗晶黄铁矿及石英晶体中。

根据区内金矿床的矿物组合、以及矿石结构构造的特征和相互穿插关系，推断出矿区矿物生成顺序(表2)。

表2 建阳铜锣形金矿床矿物生成顺序Table 2 Mineral production sequence of Tongluoxing gold deposit in Jianyang county

据矿石初选样化学全分析结果，矿石中化学成分除主元素外，伴生有益组份主要为Ag，其他元素含量甚微。矿石主要化学成分分析结果(表3)。

表3 建阳铜锣形矿区原矿化学全分析结果

3.2.3 矿石类型

根据矿石氧化程度可划分为氧化矿石和原生矿石；按照矿石自然组合可划分为褐铁矿化-石英-绢云母型矿石与黄铁矿化-石英-绢云母型矿石；按构造划分主要有斑点-斑杂状矿石，块状-不规则脉状-团块状矿石，浸染状-稠密浸染状矿石及脉状-网脉状矿石；按容矿岩石划分主要有压碎角砾岩型和碎裂岩型矿石。

按工业类型划分为硫化物型金矿石及褐铁矿型金矿石，以前者为主，后者为次。

3.2.4 矿床成矿阶段

区内金矿体均贮存一系列的北东向压扭性构造破碎蚀变带中，矿体产出严格受断裂构造控制，地表见褐铁矿化蚀变，因此矿床的成矿期分为热液期与表生期2个矿化阶段。在热液期可分为3个成矿阶段。

早蚀变阶段：该阶段以绢云母化、绿泥石化及细晶黄铁矿化为主，构成矿化蚀变体。

硫化物阶段：该阶段是金成矿主要阶段，以硅化、粗晶黄铁矿化(含量20%～50%)为主，叠加在早期蚀变矿物之上，构成金矿体或矿化体。硫化物阶段晚期见多铜铅锌金属矿化，多呈细脉状充填在黄铁矿、石英裂隙中，偶见交代黄铁矿。

晚蚀变阶段：该阶段黄铁矿化、硅化多组成脉状，穿插前阶段产物。并见该期黄铁矿包含硫化物阶段的黄铁矿及多金属矿物颗粒，为金成矿晚期阶段。

4 矿床成因探讨及找矿标志

4.1 成矿地质条件

(1)该区古元古代麻源岩群大金山岩组变质岩主要岩性为斜长二云片岩、二云斜长变粒岩、含石墨云母石英片岩、黑云斜长变粒岩。大金山组原岩为夹少量(中)基-中酸性火山岩的砂泥质、泥质沉积岩区域变质作用产物，受多次构造变质作用、混合岩化作用，为区内构造蚀变岩型金矿的贮矿围岩，是福建境内金矿的主要贮矿地层之一。

(2)该区处在区域上仁寿—顺昌断裂带北段，该断裂带控制了建阳江墩—顺昌仁寿金多金属成矿带中矿床和矿点分布。断裂性质复杂，规模大，具有长期多旋回活动的特点，继承活动性明显。断裂下切深度大，构造动力强大，为岩浆热液侵入提供了有利的构造条件，是矿液或热液运移的良好通道。受区域性断裂控制的次级断裂破碎带或裂隙带，具多期构造应力叠加的特点，主要经历了先挤压、后引张的构造应力作用，使断裂破碎带内岩石遭受多次破碎，形成了良好的储矿空间。

(3)该区内岩浆活动具有多期次，多阶段，长期活动的特点，其中以加里东期岩浆活动最为强烈。岩浆侵入除直接可从深部和围岩中萃取成矿物质外，岩浆热动力也有利于矿化富集和矿体形成。

4.2 成矿物质来源、迁移、富集

(1)据闽北变质岩含矿性研究报告(4)福建省闽北地质大队，闽北变质岩含矿性研究报告，1989。资料表明，大金山组变质岩是提供成矿物质的主要源岩，这套地层金丰度值较高，平均为2.73×10-9,为地壳岩石金丰度值的数倍，其中大金山组金元素的分布呈现显著的正偏态和明显的正峰态[2]。矿区及其周边地区水系沉积物、金自然重砂及土壤化探金异常特征明显，也可作为佐证，可能是古元古代麻源岩群大金山岩组为铜锣形金矿床提供了部分成矿物质。

(2)区内岩浆侵入活动强烈，加里东期侵入岩发育。这不仅提供了热动力，还促进岩体周围地下水的对流循环和活化转移，本身也带来部份成矿物质，形成富含挥发分和矿化剂的气水热液[3]。在岩浆活动热力和构造动力作用下沿矿区主构造及深部构造运移。由于岩浆热液中富含F、Cl、S、C等各种组分，在运移过程中从矿区底部麻源岩群矿源层大金山岩组中不断萃取和富集金等成矿元素，形成含矿热液。随着温度、压力降低，pH值的变化以及同围岩的交代作用，含矿热液难以运移并不断沉淀于北东向构造中，在有利构造部位矿富集形成金矿体[4]。

(3)另据与铜锣形金矿床成矿条件大致相似的高车金矿床研究资料[5],黄铁矿硫同位素34δ为-11.4‰～9.9‰，也表明成矿物质来自于大金山岩组和岩浆流体。

4.3 成矿模式探讨

(1)该区在中元古代处于浅海环境中，接受了厚层的砂泥质沉积物，并有海底中(基)性火山喷发活动。由火山喷发自上地幔带来的和陆源碎屑沉积带来的金等成矿元素，经微古生物-有机碳的吸附，使分散的金等成矿元素得到初步富集，形成海相-火山沉积建造，即金矿原岩的雏形。

(2)元古代末期区域热动力变质作用使地层强烈褶皱，伴随变质变形作用发生变质分异，为金元素的活化、迁移创造了十分有利的地球物理化学环境。在基底变质岩系形成过程中，在变质热液的作用下，原始地层岩石组分发生重组,金元素也发生再分配,选择向变质程度低(片岩相)的相带富集，构成本区矿源层。

(3)加里东期区域热动力变质和岩浆构造活动，地层受到强烈挤、压、揉、皱，使岩石强烈破碎并形成北东向构造破碎岩带，为含金流体的迁移和沉淀提供了通道和场所。岩浆热液和变质热液使矿源层中的金元素再次活化、运移，或叠加岩浆从深部带来的含金流体，混合成含金热液，在构造岩浆活动的热动力驱动下沿断裂带发生运移，当物理化学条件发生变化，在有利构造部位沉淀、富集成矿[6]，形成破碎带蚀变岩型金矿床。

(4)据有关资料研究(5)福建省金矿成矿特征和成矿预测研究，福建省地质科学研究所，2001。，建阳大金山金矿(现江墩矿段)含金石英脉中的石英样品测试40Ar-39Ar年龄值为(419±6)Ma，推断矿床形成于加里东期。