陳壇壽
(福建省第四地質(zhì)大隊,寧德,352100)
壽寧天池銀多金屬礦位于柘榮—南陽北西向斷裂帶中部,近年來,在此斷裂帶上發(fā)現(xiàn)了柘榮英山、壽寧大安等多處中型銀多金屬礦床,均為典型的火山-次火山熱液型礦床。在成礦地質(zhì)背景、礦區(qū)地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上,分析其成礦地質(zhì)作用、探討礦床成因,對找礦方向進(jìn)行分析。
礦區(qū)地處壽寧—華安火山巖基底隆起帶東北段,柘榮—壽寧南陽北西向斷裂帶中部,壽寧—長樂南北向斷裂帶與柘榮—壽寧南陽北西向斷裂帶的交會部位。區(qū)內(nèi)巖漿活動強(qiáng)烈,位于南山頂燕山晚期第三次侵入花崗巖體東南外接觸帶上,北部緊鄰鐵場—仙峰變質(zhì)巖天窗。區(qū)域上地層主要出露有早震旦世龍北溪組及晚侏羅世南園組,區(qū)內(nèi)具有良好的地質(zhì)成礦背景(圖1)*福建省地礦局地礦處,福建省東部火山巖地區(qū)銀礦找礦方向研究報告,1992。。
圖1 壽寧銀多金屬礦區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 Regional geological map of Shouning silver polymetallic deposit1—早白堊世泰順組上段、下段;2—早白堊世寨下組上段、下段;3—早白堊世黃坑組上段、下段;4—早白堊世小溪組;5—晚侏羅世南園組;6—早震旦世龍北溪組;7—淺肉紅色花崗斑巖;8—肉紅色中粒正長花崗巖;9—地質(zhì)界線;10—角度不整合界線;11—平行不整合界線;12—性質(zhì)不明斷層;13—火山口;14—銀異常帶;15—銀礦;16—鉛鋅礦;17—多金屬礦;18—工作區(qū)位置
區(qū)內(nèi)水系沉積物綜合異常面積3.3 km2,異常區(qū)內(nèi)發(fā)育有北西向斷裂,中酸性侵入巖分布廣泛。異常呈北東向長橢圓狀分布,異常范圍大,形態(tài)完整,單元素異常種類多,且含量高,套疊好,異常強(qiáng)度強(qiáng),濃集中心明顯。異常值A(chǔ)g8平均含量1.571×10-6,最高值6.90×10-6;Pb8平均含量343.8×10-6,最高值848.8×10-6;Au6平均含量8.45×10-9,最高值61.01×10-9*福建省第四地質(zhì)大隊,福建省壽寧縣南陽—福安市吉坑銀多金屬異常區(qū)地球化學(xué)測量報告,2012。。
區(qū)域礦產(chǎn)有壽寧大安銀金礦床、柘榮英山中型銀礦床、柘榮馬坑銀礦床等。其礦床成因類型相似,均為中低溫?zé)嵋航淮豌y礦床。礦體呈細(xì)脈狀,貯存于斷裂破碎帶內(nèi),并嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制。容礦巖石主要為碎裂巖、構(gòu)造角礫巖及蝕變的石英細(xì)脈。圍巖熱液蝕變類型有硅化、黃鐵礦化、絹云母化、綠泥石化、鉀長石化等。礦石為硫化物-銀建造,具團(tuán)塊狀、角礫狀構(gòu)造,均顯示熱液礦床的特征。
區(qū)內(nèi)出露地層巖性較簡單,出露的地層從老至新主要發(fā)育有中新元古代龍北溪組,晚侏羅世南園組第三段、第四段(圖2)。
圖2 壽寧天池礦區(qū)銀多金屬礦地質(zhì)圖Fig.2 Geological map of Tianchi silver polymetallic Mine in Shouning county1—南園組第三段流紋英安質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、晶屑凝灰熔巖等;2—南園組第四段層凝灰?guī)r等;3—燕山晚期第四次侵入石英正長斑巖;4—流紋巖;5—輝綠玢巖;6—蝕變脈及編號;7—銀多金屬礦(化)體及其編號;8—黃鐵絹英巖化帶;9—實(推)測地質(zhì)界線;10—實(推)測斷層及編號;11—流紋質(zhì)晶屑玻屑凝灰?guī)r;12—沉凝灰?guī)r
龍北溪組:主要分布于礦區(qū)北面,巖性有透閃陽起片巖、角閃片麻巖及細(xì)晶花崗片麻巖及少量眼球狀片麻巖等。
南園組第三段:在礦區(qū)中部大面積出露,主要巖性為流紋英安質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、流紋英安質(zhì)晶屑凝灰熔巖,為區(qū)內(nèi)主要的含礦圍巖。
南園組第四段:主要分布于工作區(qū)東、南部,巖性為流紋質(zhì)晶(巖)屑凝灰?guī)r、流紋質(zhì)晶屑玻屑凝灰?guī)r、層凝灰?guī)r等。主要具高嶺土化、水云母化。
區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,以北東-北北東向斷裂構(gòu)造為主,控制著區(qū)內(nèi)主要礦化蝕變帶的分布,為該區(qū)的主要控礦構(gòu)造,其中F1為張性斷裂,總體走向北東45°,傾向北西,傾角67°~79°,長度約500 m,寬度為8~29 m,控制著1號礦化體的分布。其巖性多為構(gòu)造角礫巖、碎裂巖,局部出現(xiàn)糜棱巖,同時流紋巖、閃長玢巖和銀鉛鋅礦化體沿破碎帶充填成脈狀,并遭受再次破碎,顯示了該斷裂受長期多次活動的特征,斷裂帶巖石普遍發(fā)育以絹云母化、硅化、碳酸鹽巖化、黃鐵礦化為主體的成礦構(gòu)造蝕變帶。區(qū)內(nèi)次發(fā)育北西向構(gòu)造,其晚于北東向斷裂構(gòu)造,并切割北東向構(gòu)造,對北東向礦體起著破壞作用;區(qū)內(nèi)還發(fā)育少量近東西向構(gòu)造。
區(qū)內(nèi)侵入巖較發(fā)育,主要有燕山早期第三次侵入含黑云母花崗巖、燕山晚期第四次侵入石英正長斑巖,次火山巖主要有次石英二長斑巖、花崗斑巖,脈巖主要有石英斑巖、流紋巖、閃長玢巖等。其中花崗斑巖體與成礦關(guān)系密切,在地表0線1號礦化體東南側(cè)發(fā)現(xiàn)有花崗斑巖出露,深部在ZK004中花崗斑巖的接觸帶或其附近都發(fā)現(xiàn)明顯的礦化增強(qiáng)現(xiàn)象。另外區(qū)內(nèi)脈巖多為巖漿活動后期所形成的,并充填于斷裂構(gòu)造中,與礦體分布在空間上有密切的關(guān)系,它對銀、鉛、鋅等礦質(zhì)的沉淀和富集起了積極的作用。
區(qū)內(nèi)圍巖蝕變強(qiáng)烈,受北東向斷裂構(gòu)造、巖漿活動控制,呈北東向帶狀展布,長約4 km、寬約1.2 km,且具一定的分帶性。中心以大面積的黃鐵絹英巖化、局部硅化為主,兩側(cè)以碳酸鹽化、絹云母化、絹英巖化為主,再往兩邊以綠泥石化、葉蠟石化、高嶺土化為主。其中黃鐵絹英巖化蝕變呈北東向帶狀展布,其間Ag、Au、Pb等含量普遍高于其他圍巖,與銀多金屬礦關(guān)系比較密切,為區(qū)內(nèi)的主要貯礦圍巖,并在其中發(fā)現(xiàn)了多條礦化體,礦化體一般長50~400 m,寬2~20 m。
圖3 天池礦區(qū)銀多金屬礦土壤異常剖析圖Fig.3 Soil anomaly resolution map of Tianchi silver polymetallic Mine1—上侏羅統(tǒng)南園組第三段;2—燕山晚期第四次侵入花崗斑巖;3—流紋斑巖;4—輝綠玢巖;5—實(推)測斷層及編號;6—Ag異常及編號(×10-6);7—Au異常及編號(×10-9);8—Pb異常及編號(×10-6);9—As異常及編號(×10-6)
區(qū)內(nèi)圈出1∶1萬土壤綜合異常主要由Ag、Au、Pb元素異常組成(圖3),并伴有Zn、Cu、Mo、As、Bi元素異常。該異常形態(tài)完整,規(guī)模較大,組分多,分帶明顯,主元素異常強(qiáng)度強(qiáng),套疊濃集中心明顯。異常呈北東向帶狀分布,面積約1.9 km2。該礦區(qū)西南部以Ag、Au元素異常為主,次為As元素異常,中部以Ag、Cu、Mo元素異常為主,次為Pb、 Bi元素異常,北部以Ag、Pb、Zn元素異常為主[1]。濃度Ag一般0.4×10-6~2.0×10-6,最高15.7×10-6;Au一般20×10-9~80×10-9,最高321×10-9。對主要Ag元素帶內(nèi)異常進(jìn)行槽探揭露,圍巖普遍具硅化、絹云母,伴有黃鐵礦化,局部穿插石英脈,Ag一般含量5×10-6~15×10-6,最高達(dá)707×10-6;在7~8線Ag、Au、As元素套疊濃集中心,發(fā)現(xiàn)銀礦(化)體*福建省第四地大隊,福建省壽寧縣天池礦區(qū)地球化學(xué)普查報告,2012。。
區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)2條黃鐵絹英巖化帶,總體走向北東45°,寬100~300 m,中心以不均勻的硅化、黃鐵礦化為主,兩側(cè)以黃鐵絹英巖化為主。在其間圈出了銀多金屬礦化蝕變脈近30個,主要受北東-北北東向斷裂構(gòu)造控制。在0線處分布于花崗斑巖體的接觸帶或其附近,礦化蝕變脈多沿閃長玢巖、流紋巖等巖脈的上、下盤產(chǎn)出。礦化蝕變帶呈脈狀、細(xì)脈狀,具強(qiáng)硅化、石英細(xì)網(wǎng)脈、稠密狀黃鐵礦化、強(qiáng)褐鐵礦化,局部星點狀鉛鋅礦化。其中1,5,15,16號礦化蝕變脈為區(qū)內(nèi)主要的礦化蝕變脈(圖4)。
圖4 天池礦區(qū)銀多金屬礦7線地質(zhì)剖面圖Fig.4 Diagram showing the geological profile in the No.7 exploration line of Tianchi siver polymetallic deposit1—坡殘積層;2—上侏羅統(tǒng)南園組第三段流紋英安質(zhì)晶屑凝灰熔巖;3—流紋巖;4—輝綠玢巖;5—實、推測地質(zhì)界線;6—斷層及編號;7—銀多金屬礦化體及編號;8—銀多金屬礦體及編號;9—硅化/黃鐵礦化;10—方鉛礦化/閃鋅礦化;11—樣品及編號;12—槽探及編號;13—鉆孔及編號
1號礦化蝕變脈:位于老鼠岡梁西側(cè),15線—8線,地表主要由TC001、TC401等控制,深部由ZK701等控制,沿F1斷裂帶展布,總體走向北東40°~45°,傾向北西,傾角67°~79°,長度約500 m,寬8~29 m,控制標(biāo)高500~780 m。東北端被F4斷裂切割,東南端在0線處與北西向的F3斷裂交會處出現(xiàn)局部膨大現(xiàn)象。礦化蝕變帶貯存于南園組第三段流紋質(zhì)晶玻屑凝灰?guī)r中,主要以硅化、細(xì)脈狀黃鐵礦化為主;脈上圈出銀鉛鋅礦體2個,以隱伏礦體為主,礦體主要成斜列帶狀展布。Ag一般10×10-6~30×10-6,最高707×10-6;Au一般0.1×10-6~0.2×10-6,最高7.8×10-6,Pb最高1.67%,Zn最高2.04%。
5號礦化蝕變脈:位于天池村東側(cè),16線—32線,由TC2001等控制??傮w走向北東40°,傾向南東,傾角75°,長約500 m,寬4~12 m。礦化蝕變脈貯存于南園組第三段流紋質(zhì)晶玻屑凝灰?guī)r中,主要具不均勻的團(tuán)塊狀硅化、黃鐵絹英巖礦化。品位Ag一般5×10-6~10×10-6,最高36.8×10-6;Au最高0.21×10-6,Zn最高0.2%。
15號礦化蝕變脈:位于老鼠岡梁東側(cè),11線—8線,主要以深部控制為主,地表僅于7線、8線處有出露,由TC803、ZK701等控制??傮w走向北東35°~45°,傾向北西,傾角65°~75°,長約400 m,寬4~31.7 m,控制標(biāo)高530~800 m。礦化蝕變脈貯存于南園組第二段流紋質(zhì)晶玻屑凝灰?guī)r中,主要以網(wǎng)脈狀硅化、細(xì)脈狀黃鐵礦化為主,期間穿插有多條流紋巖脈、閃長玢巖脈,脈上圈出銀鉛鋅礦體2個,以隱伏礦體為主,礦體主要成斜列帶狀展布。品位Ag一般10×10-6~50×10-6,最高192×10-6;Au最高1.12×10-6;Pb一般0.2%~1.0%,最高2.89%;Zn一般0.2%~1.0%,最高2.98%。
16號礦化蝕變脈:位于老鼠岡梁東側(cè),11線—8線,主要以深部控制為主,地表僅于7線處由TC704控制,深部由ZK701等控制。總體走向北東35°,傾向北西,傾角65°~73°,長約400 m,寬1.0~25.14 m,控制標(biāo)高460~700 m。礦化蝕變脈貯存于南園組第三段流紋質(zhì)晶玻屑凝灰?guī)r中,主要以網(wǎng)脈狀硅化、細(xì)脈狀黃鐵礦化為主,脈上圈出銀鉛鋅礦體2個,以隱伏礦體為主,礦體主要成斜列帶狀展布。品位Ag一般10×10-6~40×10-6;Au最高0.16×10-6;Pb一般0.2%~0.4%,最高0.63%;Zn一般0.2%~0.5%,最高1.22%。
區(qū)內(nèi)圈出了大小礦體19個,均產(chǎn)于黃鐵絹英巖化蝕變帶中,受斷裂構(gòu)造控制,連續(xù)性差,多數(shù)均為單點控制,其中Ⅰ、ⅩⅨ為主要礦體,以硅化、細(xì)脈稠密狀黃鐵礦化、蜂窩狀褐鐵礦化為主。
Ⅰ號銀鉛鋅礦體:貯存于1號礦化蝕變脈中,沿F1斷裂帶展布,地表由TC001等控制,深部由ZK701等控制??傮w走向北東45°,傾向北西°,傾角67°~79°,延伸約400 m,厚0.8~4.83 m。礦體貯存于南園組第三段流紋質(zhì)晶玻屑凝灰?guī)r中,在0線處分布于花崗斑巖體的接觸帶或其附近,以灰白-暗灰色網(wǎng)脈狀石英脈、硅化、細(xì)脈稠密狀黃鐵礦化、鉛鋅礦化為主,礦體呈脈狀、透鏡狀,沿走向、傾向具舒緩波狀、膨大縮小、尖滅再現(xiàn)特征,在0線構(gòu)造交會部位出現(xiàn)膨大現(xiàn)象。品位Ag 41×10-6~707×10-6,最高7.8×10-6。
ⅩⅨ號銀鉛鋅礦體:貯存于15號礦化蝕變脈中,位于ZK701深部,為隱伏礦體,由ZK701(193.04~198.48 m)控制。礦體貯存于南園組第三段流紋質(zhì)晶玻屑凝灰?guī)r中,以暗灰色硅化、細(xì)粒細(xì)脈浸染狀黃鐵礦化、鉛鋅礦化為主,黃鐵礦和鉛鋅礦沿石英脈兩側(cè)呈條帶狀、浸染團(tuán)塊狀析出,軸夾角40°,視厚度5.44 m。品位Ag 24.4×10-6~56.4×10-6,平均41.67×10-6;Au 0.10×10-6~0.20×10-6,平均0.13×10-6;Pb 0.71%~2.89%,平均1.52%;Zn 0.88%~3.39%,平均2.16%。
4.2.1 礦物組分
據(jù)巖礦鑒定資料,金屬礦石礦物主要有黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦,次為黃銅礦、輝銀礦等。黃鐵礦可劃分為早、晚兩期。早期黃鐵礦呈半自形-自形晶粒狀,粒度較小,0.005~0.15 mm,呈浸染狀或細(xì)脈狀分布;晚期黃鐵礦晶形較好,粒徑較大,0.5~2.0 mm。
4.2.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造
礦石結(jié)構(gòu)主要為粒狀變晶結(jié)構(gòu)及變余結(jié)構(gòu)。
礦石構(gòu)造以細(xì)脈浸染狀構(gòu)造為主,次為星點狀、浸染狀構(gòu)造,脈狀、團(tuán)塊狀構(gòu)造,局部發(fā)育蜂窩狀構(gòu)造。
4.2.3 礦石類型
按礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造不同初步分為浸染狀礦石、細(xì)脈浸染狀礦石、蜂窩狀礦石等。
區(qū)內(nèi)貯礦地層主要為南園組第三段,該地層Au平均含量18.56×10-9,Ag平均含量0.39×10-6,與閩東火山噴發(fā)帶(Au 0.30×10-9,Ag 0.061×10-6)[2]相比較,含量值分別是其的61.87倍、6.39倍,說明Au、Ag等元素在南園組有明顯的富集。根據(jù)綜上所述的地質(zhì)特征,結(jié)合典型中低溫火山-次火山熱液型礦床的特征,該區(qū)銀多金屬礦床成因可歸納如下。
第一階段:在大氣降水、巖漿上侵帶來的熱能和氣液等作用下,與圍巖發(fā)生廣泛的動壓與動熱變質(zhì)作用,形成大面積的硅化、黃鐵絹英巖化、綠泥石化、絹云母化等,為區(qū)內(nèi)銀多金屬礦成礦提供有利的物質(zhì)來源以及貯礦圍巖條件。
第二階段:在巖漿活動后期,流紋斑巖、淺花崗斑巖等次火山巖的侵入作用,帶來大量的熱能以及富含Ag、Cu、Pb、Zn的巖漿水,與大量的大氣降水混合,產(chǎn)生中低溫物化環(huán)境和對流體系,不斷淬取圍巖中的銀等成礦元素。
第三階段:這些富含銀等成礦元素的巖漿水沿斷裂構(gòu)造上升,并在適宜的物理化學(xué)條件下與圍巖發(fā)生充填交代作用,蝕變進(jìn)一步加強(qiáng),形成線狀、帶狀硅化,在構(gòu)造有利部位按Cu、Mo→Ag、Pb、Zn→Ag、Au固結(jié)成礦的先后順序沉淀,即形成礦區(qū)銀多金屬成礦元素的分帶性以及銀多金屬礦體[3]。
礦物組合主要有黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、輝銀礦、次生石英、玉髓、方解石、絹云母等,主要形成于中低溫條件,但北面銅鉬的出現(xiàn),又說明具有高溫條件的特點,也充分說明區(qū)內(nèi)具有多期次熱液活動。他形粒狀結(jié)構(gòu),塊狀、脈狀、浸染狀等構(gòu)造,說明礦床具有熱液交代、充填的特點[4]。
根據(jù)區(qū)域成礦地質(zhì)背景、礦區(qū)地質(zhì)特征、礦體地質(zhì)特征、礦石礦物組合特征、礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、圍巖蝕變、成礦物質(zhì)來源及成礦物理條件特征,認(rèn)為礦床成因為中低溫火山-次火山熱液型銀鉛鋅礦床[5,6],綜上所述特征,壽寧天池礦區(qū)銀多金屬礦理想成礦模式(圖5)。
圖5 壽寧天池礦區(qū)銀多金屬礦理想成礦模式圖Fig.5 Ideal mineralization schematic map of Tianchi silver polymetallic mine in Shouning county1—龍北溪組;2—早侏羅世火山巖;3—上升揮發(fā)分; 4—含Au、Ag絡(luò)合物的環(huán)流熱液;5—構(gòu)造破碎帶;6—硅化/黃鐵礦化;7—與低pH值蝕變有關(guān)的銀礦化;8—銀礦體;9—燕山期侵入體
(1)礦區(qū)位于柘榮—南陽北西向斷裂帶中部,壽寧—長樂南北向斷裂帶與柘榮—南陽北西向斷裂帶的交會部位,斷裂帶上發(fā)育有上坪、英山中型銀礦,馬坑銀礦以及大安銀礦。斷裂構(gòu)造是該區(qū)控制礦體的主導(dǎo)因素,銀多金屬礦體貯存于北東、北北東向張性構(gòu)造斷裂帶中,嚴(yán)格受其控制,因而北東、北北東向張性構(gòu)造斷裂帶,尤其像F1、F3兩組或兩組以上的構(gòu)造交會部位是最主要的找礦標(biāo)志。
(2)化探異常中心地段具有很好的找礦潛力。
(3)沿斷裂破碎帶發(fā)育的硅化、黃鐵絹英巖化、云英巖化、絹云母化、綠泥石化等蝕變是尋找礦體的有效標(biāo)志,蝕變越強(qiáng),礦化越強(qiáng)。
(4)目前礦山工程控制的礦體主要均為團(tuán)塊狀或小透鏡狀礦體,且均以低品位為主,難以成規(guī)模發(fā)育,但在標(biāo)高350~800 m處具有大規(guī)模的礦化蝕變,且沿走向、傾向上均具有一定的延續(xù)性,并在其中也圈出了多個雁列式銀鉛鋅礦體,往深部延伸,控礦構(gòu)造產(chǎn)狀、規(guī)模變化不大。因而,推測礦化體往350 m標(biāo)高以下應(yīng)有延伸,深部具一定的找礦空間,下一步應(yīng)選擇主要的礦化脈,對350 m以下標(biāo)高的礦化體進(jìn)行驗證。
資料來源:于福建省第四地質(zhì)大隊“福建省壽寧縣天池礦區(qū)銀多金屬礦普查”地質(zhì)報告,系集體工作成果。
1 耿文輝.浙江東部火山巖型銀礦床地球化學(xué)特征.地質(zhì)與勘探,1995,31(4).
2 劉可思.福建壽寧大安銀金礦地質(zhì)特征及找礦方向. 福建地質(zhì),2012,31(3).
3 陳毓川,朱裕生.中國礦床成礦模式.北京:地質(zhì)出版社,1993.
4 華錫棠,王勤生.浙東火山巖型銀礦成礦條件及勘查方法.礦產(chǎn)與地質(zhì),1991,5(2).
5 戴清忠.周寧芹溪銀鉛鋅礦床成礦作用與找礦方向.福建地質(zhì),2008,27(2).
6 楊澤強(qiáng).豫南火山巖型銀多金屬礦地質(zhì)特征及成礦規(guī)律.礦產(chǎn)與地質(zhì),2006,20(2).