闽中梅仙铅锌多金属矿床地质特征及找矿前景

陈 晶，李 杭＊，伍佳杰

（1.三明学院建筑工程学院，福建 三明 365004；2.工程材料与结构加固福建省高等学校重点实验室，福建 三明 365004；3.安徽省地质矿产勘查局324地质队，安徽 池州 247000；4.中国地质大学（武汉）工程学院，湖北 武汉 430074）

1 区域地质背景

1.1 地层

区内出露自新太古界至新生界地层。

1.1.1 古元古界

古元古界麻源群为一套中、基性火山岩的深变质岩系和陆源碎屑岩夹碳酸盐岩。

1.1.2 中-新元古界

中-新元古界马面山群呈“变质基底天窗”出露，由下到上可分为龙北溪组和大岭组。下部的龙北溪组为一套低角闪岩相高绿片岩相的火山-沉积岩系，岩性为变粒岩、绿片岩，夹条带状透辉石石英岩与薄层大理岩；大岭组原岩夹有“双峰式”火山岩。

1.1.3 古生界-中新生界

古生界地层大多出露于研究区南部，中新生界地层呈带状散布于研究区内。

1.2 构造

闽中地区大地构造分区属华夏块体[1]（图1），地处政和-大埔深大断裂带东侧，绍广地洼列三明地穹和福州地穹列闽清地洼两个大地构造单元的接触部位，具有地洼-地穹过渡域的大地构造特征[2]。梅仙铅锌多金属矿床位于福建省中部，东南沿海火成岩带西带。

图1 研究区大地构造位置图（据参考文献[1]修改）

1.3 岩浆岩

区域上岩浆作用强烈发育，岩浆岩多沿北东向、北北东向及北东东向呈带状展布，其次呈北东向展布，受断裂构造控制明显，整体与区域的构造线方向一致，为多期次构造岩浆活动形成的产物。岩性主要以酸性和中酸性岩石为主，其中侵入岩以加里东期和燕山期花岗岩类为主，且以燕山期的花岗岩分布最为广泛。

1.4 矿产

区域铅、锌、钼、铜、银、金和钴等矿产丰富，这些矿产在空间上大多呈条矿带和矿集区分布，且各矿床成因不同，成矿作用类型主要包括接触交代型、海底火山喷流块状硫化物型（VMS）、斑岩型、火山-次火山热液型、岩浆热液型、伟晶岩型、构造蚀变岩型和韧脆性剪切带型等。目前已发现的大中型铅锌多金属矿床有尤溪梅仙的丁家山、峰岩、关兜、寨头和下渡（图2），建瓯八外洋，政和夏山和建阳水吉等矿床，另外，除铅锌多金属矿床外区域还分布有尤溪-德化的双旗山金矿、建瓯的东岩铜钴矿和武夷山坪地钼矿等矿床。

图2 梅仙矿区地质简图（据参考文献[9]修改）

2 矿区地质特征

2.1 地层

2.1.1 龙北溪组

龙北溪组地层主要呈北东向出露于龙北溪、后山、余边一线及其西部的建瓯城关、小松一带。龙北溪组地层为一套中细粒长石砂岩-泥灰岩-碳酸盐岩砂泥质岩-硅质岩组合经变质作用后的产物，厚度大于4100m，主要由透辉大理岩、石英云母片岩、石英岩夹有少量变粒岩和透镜状绿帘石片岩组成，底部为呈片状构造的含石墨云母片岩。根据岩性组合和原岩沉积旋回将龙北溪组地层划分为二个岩性段：龙北溪组下段为云母石英片岩夹大理岩、黑云石英片岩、白云岩、绿帘黑云斜长变粒岩和磷矿层，厚度600余米；龙北溪组上段为二云片岩夹石英岩、白云石英片岩和石榴子石-透辉石-绿帘石系列变质岩夹大理岩团块，厚度1200余米，属浅海相泥质、砂质、硅质沉积，沉积韵律明显[3，4]。

2.1.2 东岩组

根据区域已有的地质资料，东岩组地层主要出露于建瓯东岩、尤溪梅仙一带北侧，主要由多组浅色片岩-绿片岩岩性旋回构成。浅色片岩主要包括云母片岩、大理岩、钠长变粒岩等岩石组合；绿片岩主要包括绿泥石、绿帘石、阳起石等绿色矿物，东岩组地层也是梅仙矿田铅锌矿多金属矿床的主要赋矿地层[5]。

根据火山沉积旋回和岩性组合特征东岩组地层自下而上可划分为六个岩性段：第一岩性段出露于梅仙矿田西部的丁家山一带，峰岩矿区内以厚层状大理岩为主，夹绿帘透辉石岩、绿帘石岩及多层铅锌矿层，隐伏于深部，层厚大于100m，与大岭组条带状黑云斜长变粒岩整合接触；第二岩性段出露于梅仙矿田西部的丁家山-关兜一带，下部为一套厚层海相中酸性火山碎屑岩，主要由钠长浅粒岩、钠钾长浅粒岩、绿帘钠长变粒岩和透镜状大理岩组成，层厚大于250m；第三岩性段出露于梅仙盆地的边部，其岩性主要由钠（钾）长变粒岩、绿帘石岩、绿帘透辉石岩、中厚层状大理岩及铅锌矿层组成，铅锌矿体主要赋存在该层位中。第三岩性段中下部由绿帘石岩、绿帘透辉石岩夹层状铅锌矿组成，中上部岩性为大理岩，上部岩性为阳起片岩。层厚约140m；第四岩性段主要出露于梅仙矿田的中部，其岩性主要由一套海相中酸性火山喷发碎屑岩、钠长浅粒岩、阳起钠长变粒岩夹薄层状绿帘阳起片岩、透镜状大理岩及少量的薄层状铅锌矿组成，其顶部界限为一层厚约2m的条带状石英大理岩。该层厚约170m；第五岩性段出露于梅仙矿田东部的峰岩矿区内。其岩性主要由绿帘石岩、透辉石岩、阳起绿帘石岩夹阳起钠长变粒岩、薄层大理岩及层状铅锌银矿组成。层厚约为80m；第六岩性段出露于梅仙矿田东部的峰岩矿区内。以中酸性火山碎屑沉积岩夹薄层-基性火山碎屑沉积岩为主，其岩性主要为钠长变粒岩、阳起钠长变粒岩夹薄层绿帘石岩、透辉绿帘石岩及透镜状铅锌矿层[6，7]。

2.1.3 大岭组

大岭组地层的岩性主要由云母石英片岩、云母片岩、云母（石英）钠长片岩和钠长变粒岩、二长变粒岩等组成，可分为两个沉积旋回，每个沉积旋回由粗变细的依次为变粒岩、二云石英片岩和二云片岩。大岭组下段的岩性主要为长石云母石英片岩和绢云母片岩，大岭组上段的岩性主要为变质石英砂岩、石英岩、千枚状粉砂岩和千枚岩[3，4]。

2.1.4 梨山组

下侏罗统梨山组地层主要为一套内陆盆地沉积岩系。其岩性由灰白色中厚层状中粗粒长石石英砂岩、石英砂砾岩夹细砂岩、粉砂岩及泥质岩组成，其中的泥质岩中含有较多的植物化石[6]。

2.1.5 南园组

上侏罗统南园组地层主要为一套陆相沉积-中酸性火山喷发岩系。其岩性由流纹质、流纹英安质或英安质凝灰熔岩、熔结凝灰岩、流纹岩及凝灰质砂砾岩、砂泥岩组成[6]。

2.1.6 长林组

上侏罗统长林组地层的岩性主要由砂砾岩、凝灰质细砂岩、角闪安山岩、石英砂岩、泥质粉砂岩、安山玄武岩组成，该地层底部有一层角砾岩[4]。

2.2 构造

矿区的褶皱和断裂构造比较发育，构造格局非常的复杂。矿区自东向西依次分布有梅仙向斜、梅仙背斜、谢家山背斜、和铜坑向斜。梅仙复式背斜是主体构造，梅仙复式背斜长约8公里，宽约5.5公里，分别向两端呈双向倾伏[8]。背斜的轴部地层产状比较平缓，主要由龙北溪组地层组成；两翼较轴部的地层产状微陡，主要由大岭组地层组成。该复式背斜实际上是由下湖-根竹园-三港头背斜和岩兜-关兜-丁家山背斜两个次级背斜组成，其内部的褶皱变形比较复杂，叠加褶皱十分发育[8]。矿区的断裂构造主要有北东向、南北向和北西向三组燕山期断裂，以北东向为主，后两组断裂均被北东向断裂切割，北东向断裂对矿体有破坏作用。断裂现象主要表现为矿区内的地层和矿层被截切、错断，局部断裂可见中酸性斑岩脉充填其中。

2.3 岩浆岩

矿区内中酸性岩浆活动比较强烈，且多以受北东向断裂控制的燕山期晚期酸性岩浆的侵入活动为主，岩浆岩整体沿北东方向呈串珠状或带状产出[2]。地表浅部多为呈脉状产出的石英斑岩、黑云母花岗斑岩和花岗斑岩，深部岩体规模较大，其岩性主要为钾长花岗岩、黑云母钾长花岗岩，其中燕山期花岗斑岩对矿体有改造作用。在燕山期花岗斑岩脉体与含矿地层的接触部位常见有铅锌矿化，且岩脉周围的铅锌矿化较好，表明此期岩浆活动对矿区内局部地段成矿元素的迁移富集起到了一定的促进作用[6]。

2.4 围岩蚀变

由于矿区内的构造和岩浆活动比较强烈，导致区内的围岩蚀变分布广泛，并且蚀变的类型多种多样。在铅锌等多金属矿化部位热液蚀变具有范围广、类型多、强度大的特点。矿区内的蚀变类型以方解石化、绢云母化、硅化、透辉石化、绿帘石化和绿泥石化分布范围最为广泛，其次是高岭土化、阳起石化、石英化、透闪石化、碳酸盐化和钾长石化等蚀变现象，萤石化分布范围不大。围岩蚀变大多为不具有明显的分带特征的成矿期后热液蚀变[7]。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

矿区的铅锌多金属矿体多赋存于碳酸岩与花岗岩体的接触部位或赋存于马面山群龙北溪组绿片岩中，尤其是在绿片岩与大理岩的接触部位的矿体规模较大，且显示出明显的层控特征。少数沿角度不整合面或岩体外接触带分布的矿体规模相对较小，此种矿体具有明显的接触交代特征。铅锌多金属矿体形态主要为层状、似层状、透镜状和脉状，矿体的产状平缓，整体连续性较好。另外，最近发现的钼矿体主要产于花岗岩与龙北溪组绿片岩接触部位附近，矿体受断裂裂隙影响较大[10]。

3.2 矿石特征

梅仙矿田铅锌矿多金属矿体中的矿石矿物主要由闪锌矿、方铅矿及磁黄铁矿构成，次要矿物由黄铁矿、黄铜矿和磁铁矿组成，另外还有白钨矿、赤铁矿、硫砷铜矿及少量黝铜矿和银金矿等，矿石矿物中的磁黄铁矿较自形，呈粒状（粒径一般在0.5mm以上），集合体呈条带状、浸染状和块状，磁黄铁矿与变质矿物（如阳起石、绿帘石）相间产出成条带状或被这些变质矿物穿插，因此磁黄铁矿大多为同沉积成因[11]。脉石矿物主要由透辉石、绿帘石组成，其次为石榴子石、石英、透闪石、阳起石、白云石和方解石，磷灰石、钠长石和黑云母等较少。矿石的结构比较复杂，主要有它形粒状结构、包裹结构、定向变形结构、交代结构、固溶体分解结构、重结晶结构和压溶结构等，其中又以交代结构为主要结构类型，部分矿石可见重结晶、压力双晶和变胶状结构。矿石的构造可见团块状、块状、次块状、条带状、脉状、网脉状，亦见纹层状、斑点状、细脉状和揉皱状构造等，其中条带状、脉状、团块状及细脉-浸染状构造最为常见。钼矿体中的矿石矿物主要由辉钼矿与胶辉钼矿组成，其次由黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿与闪锌矿构成，局部可见少量的白钨矿和黄铜矿等。脉石矿物主要为石英、绿帘石和绿泥石等，钾长石、透辉石、阳起石、透闪石和方解石等分布较少。矿石结构主要有它形结构、半自形-自形粒状结构、微细粒结构等。矿石构造主要包括脉状细脉状、薄层状构造和网脉状构造，部分胶辉钼矿为胶状构造，另外可见少量浸染状构造的胶辉钼矿。

4 找矿方向

（1）前人关于梅仙矿田各矿床的成矿物质来源和矿床成因认识不一。如：肖晓牛等[8]认为丁家山和峰岩矿床的硫、铅分别为幔源硫和壳幔混合源铅，丁家山和峰岩铅锌多金属矿床成矿物质主要来自燕山期花岗（斑）岩；石得凤等[4]认为丁家山铅锌矿的成矿物质由燕山期花岗岩和马面山群龙北溪组地层共同提供。所以应加强赋矿地层（如龙北溪组、东岩组）和其它地层（如大岭组地层）的对比研究，重点开展不同地层不同空间位置中岩性、岩相、变质程度及含矿性的变化研究工作。

（2）肖晓牛等[2，10]获得了梅仙矿田花岗岩形成于燕山中期晚侏罗世（158Ma～155Ma）。所以丁家山和峰岩铅锌多金属矿床的找矿工作应重点关注燕山期花岗（斑）岩的矿化情况。

（3）周兵等[2，10，11]认为梅仙矿区花岗岩是板内伸展造山阶段的产物，形成于古太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲消减后的伸展拉张环境；肖娥等[9-11]认为梅仙矿田铅锌多金属矿床是与裂谷火山活动有关的块状硫化物矿床，并经历了后期的热液叠加改造。所以在后期的找矿工作中应注意研究变质作用及后期构造岩浆作用对矿床的改造作用，重点关注层控构造的空间延伸方向。