福建连城中坪矿区铁多金属矿地质特征及成因探讨

方南平

(福建省地质测绘院，福州，350002)

中坪矿区位于福建连城县城南东176°，直距约33.8 km处。矿区地表以铁锰矿为主，深部共生铜、铅、锌等多金属矿床。周边分布众多矿床，如兰桥油浸锰矿、宏宇铅锌矿、吉龙山锰矿等。但前人对该区域的成矿地质特征研究较少，笔者结合矽卡岩型矿床成矿理论的认识，通过对中坪矿区地层、构造、围岩蚀变等分析研究，对其成矿特征及成矿作用进行分析总结，以期为该区矽卡岩型多金属矿床的找矿工作提供借鉴。

1 区域地质概况

中坪矿区处于闽西南坳陷带明溪—武平坳陷东部的连城—上杭复式向斜中段东翼，赖坊—庙前北北东向断裂带南段，连城—上杭Ⅳ级成矿区中部的连城丰图—马家坪Ⅴ级成矿区西北部，晚古生代胡坊—永定隆起的西侧边缘，是闽西南地区矽卡岩型铁多金属矿成矿的有利部位[1]。

区内出露主要地层有泥盆系桃子坑组，石炭系林地组、经畲组，二叠系棲霞组、文笔山组、童子岩组、翠屏山组，侏罗系下渡组。其中经畲组、棲霞组是区内多金属矿的主要贮矿地层。

区内褶皱不明显，属复式向斜翼部的次级小褶皱，轴向近南北或北北西向。主要有兰桥—江畲向斜、冷水坑向斜、珠地—铜坑背斜，其轴向和翼部均受断层破坏或岩浆岩侵入的影响，难以延伸和连续，仅在二叠系断块中保留。区内断裂较发育，与岩浆活动关系密切，既有长期继承，又有新生改造作用，早期和晚期断裂复合叠加。主要为近南北、北东、北西3组。推覆断层及层间小断层、裂隙较发育。

出露侵入岩主要为晚侏罗世浅灰色粗粒二长花岗岩和二叠纪浅肉红色钾长花岗岩。

2 矿区地质特征

2.1 地层

区内地层出露较为简单，由石炭系林地组和经畲组组成(图1)。

林地组：分布在矿区西部、南部大部分地区，岩性以灰白色厚层石英砂砾岩、石英砾岩、含砾粗砂岩、石英砂岩为主，夹少量粉砂岩、泥岩、锰质岩，局部夹炭质泥岩、煤线、火山岩。

经畲组：分布于矿区东南部呈“构造窗”的形式出露，钻孔揭露岩性主要为大理岩、大理岩化灰岩、泥质粉砂岩夹含砾石英砂岩、泥岩、千枚岩、含砾石英砂岩、钙质粉砂岩、灰岩夹粉砂岩、石英细砂岩夹石英角岩、硅化含角砾熔结晶屑凝灰岩、大理岩化灰岩夹铅锌矿化矽卡岩等，岩性较复杂，该组地层为区内铅锌矿的含矿层位。地层总体倾向东及东南，地层厚度大于320 m。

2.2 构造

区内主要有F1和F22条断层。F1为区域性推覆断层，呈近圆形出露在矿区东南部，倾角15°左右，上盘为林地组，下盘为经畲组。F2断层近南北走向，倾向近东，倾角70°～80°，为石炭系林地组内小断裂，性质不明。受推覆断层的影响，上下盘地层层间小断层、裂隙较发育。层间裂隙发育地段铅锌矿化较强，局部富集成矿。

2.3 侵入岩

区内侵入岩主要为晚侏罗世永兴超单元侵入岩体，岩性为浅灰色粗粒二长花岗岩，主要分布在矿区的西北部，局部有石英闪长岩呈岩脉侵入。

3 矿床地质特征

3.1 矿体形态规模

矿区内发现铁锰矿体3个、铅锌矿体2个(图2，3)。

3.1.1 Ⅰ铁锰矿体

分布在矿段的东南部，贮存于经畲组地表，呈透镜状、不规则状，厚度随地形变化较大，断续延伸长大于320 m，出露宽度5～40 m，平均厚度4.80 m，倾向延伸大于50 m，走向北西，倾向北东，倾角与地形坡角一致(20°～30°)，矿体贮存标高+850～+935 m。矿体平均品位：TFe 10.52%，Mn 23.18%，SiO214.50%，P 0.104%。

图1 连城中坪矿区东南矿段锰多金属矿地质图Fig.1 Geological map of the south east oreblock of the Zhongping manganese polymetallic ore in Liancheng county1—林地组；2—经畲组；3—推覆断层及编号；4—性质不明断层及编号；5—地层产状；6—勘探线及编号；7—钻孔编号及孔口标高；8—矿体及编号

图2 连城中坪矿区6线地质剖面图Fig.2 Diagram showing the geological profile in the No.6 exploration line of Zhongping deposit in Liancheng county1—石炭系林地组；2—石炭系经畲组；3—第四系； 4—完工钻孔孔深；5—推覆断层；6—铁锰矿体及编号；7—铅锌矿体及编号；8—铅锌矿化；9—硅化；10—绿泥石化；11—大理石；12—凝灰岩；13—千枚状泥岩；14—透辉石角岩；；

3.1.2 Ⅱ铁锰矿体

贮存于经畲组中，矿体呈似层状产出，矿体走向长约180 m，倾向延伸25～75 m，有3个钻孔控制其厚度，平均厚度11.81 m，贮存标高+825～+890 m。矿体平均品位：TFe 7.40%，Mn 27.83%，SiO212.84%，P 0.100%。

3.1.3 Ⅲ铁锰矿体

贮存在F2断裂带内，分布于矿段北部18～24线。矿体呈脉状产出，产状与断裂带一致，近南北走向，倾向近东，倾角70°～80°，矿体在地表及浅部被氧化。矿体长约190 m，倾向延伸25～40 m，仅有2个老硐控制浅部矿体，厚度分别为4.8 m、1.6 m，平均厚度3.2 m，贮存标高+715～+775 m。矿体平均品位：TFe 10.81%，Mn 30.50%，SiO216.73%，P 0.120%。

3.1.4 Ⅳ铅锌矿体

分布在6线一带，呈似层状、透镜状产于大理岩和矽卡岩带中，容矿岩石为大理岩或矽卡岩。深部有ZK601和ZK604控制，见矿厚度分别为8.50 m和22.94 m，含夹石，贮存标高+660～+770 m。矿体平均品位：Zn 3.38%、Pb 1.77%。

3.1.5 Ⅴ铅锌矿体

分布在20线一带，呈似层状、透镜状产出。为隐伏矿体，主要由ZK2001和ZK2002控制，见矿厚度分别为5.02 m和2.73 m，含夹石，贮存标高+695～+705 m。平均品位：Zn 2.63%、Pb 2.08%。

3.2 矿石特征

矿床有工业价值的矿石主要为软锰矿、褐铁矿、方铅矿、闪锌矿、磁铁矿、黄铁矿。

方铅矿：铅灰色-钢灰色，半自形-他形粒状、不规则粒状，强金属光泽，粒径0.023～1.8 mm，常呈稀疏浸染状和细脉状分布于矿物粒间或呈脉状充填于围岩裂隙中。

闪锌矿：棕褐色，他形粒状，粒径0.023～0.966 mm，常呈稀疏浸染状、不规则斑杂状、脉状充填于围岩裂隙中。

磁铁矿：灰褐色，他形粒状，半金属光泽，粒径0.06～0.21 mm，常见呈团块状集合体产出，主要分布于断裂构造带内。

黄铁矿：铜黄色，他形粒状，强金属光泽，粒径0.012～0.118 mm，常见呈星点状、团块状集合体产出，主要分布于节理裂隙面附近。

脉石矿物主要有绿帘石、石英、方解石、绿泥石。

锰矿矿石结构为隐晶质结构和半自形-自形粒状变晶结构及由隐晶状软锰矿重结晶而成的柱粒状、扇状软锰矿集合体。铅锌矿矿石结构主要为他形粒状、半自形粒状，次为碎裂结构、交代结构。

锰矿矿石构造主要有斑杂状、砂土状、肾(豆)状、胶状、块状、蜂窝状等。铅锌矿矿石构造主要为条带状、浸染状、斑杂-浸染状等。

3.3 蚀变特征

矿区围岩蚀变主要发育于断裂破碎带及矿体的顶底板。主要蚀变见有角岩化、绿帘石化、绿泥石化、黄铁矿化、矽卡岩化、硅化、碳酸岩化、大理岩化，局部见透辉石化、石榴石化等。

4 控矿条件

4.1 构造控矿作用

(1)构造裂隙控矿。断裂构造为风化淋滤型铁锰矿提供了空气、水等风化介质条件及次生富集空间。

(2) 围岩层理、层间破碎带。在接触带附近的有利围岩中，层理发育显著，特别是不同岩性之间的层理剥离、层间破碎带，对矽卡岩型矿床或沉积叠加后期构造热液改造层状-透镜状矿床的形成具有特殊的意义。由于这些构造带的存在，不仅在接触带上，有时在远离侵入体的围岩中也能形成较大的矿体。

4.2 围岩的控矿作用

(1)Ⅰ铁锰矿体的盖层一般为第四系坡残积土，底板为粉砂岩类；Ⅱ、Ⅲ铁锰矿体的围岩主要为粉砂岩、凝灰岩、石英砂岩等；铅锌矿体产于石英砂岩与角岩化粉砂岩之间、透闪石石英角岩与大理岩化灰岩构造角砾岩中、大理岩化灰岩、矽卡岩与石英细砂岩之间、构造角砾岩与含砾石英砂岩之间、构造角砾岩与矽卡岩化灰岩之间、矽卡岩化灰岩与粉砂岩之间、构造角砾岩与粉砂岩之间、碎裂细砂岩与千枚状粉砂质泥岩之间、含角砾晶屑凝灰岩与硅化石英细砂岩之间、石英细砂岩与泥质粉砂岩之间。

(2)不同岩性接触位置，尤其是塑性围岩(如泥岩、角岩、断层泥、断层角砾岩)与脆性围岩(如石灰岩、矽卡岩、石英砂岩)的接触位置，往往是富集成矿的有利位置。经畲组中的Ca成分是成矿的重要介质，具有在接触交代成矿过程使Ca-Si元素发生交代作用并促使矿物质在层间裂隙沉淀形成矿体。

4.3 岩浆岩的控矿作用

(1)矿区钻孔多为浅孔，未揭露到侵入岩体，但从上覆的沉积地层多有角岩化推测深部有岩体侵入。从区域地质条件来看，矿区周边的二长花岗岩属于弱过铝-强过铝花岗岩，分布于矿区西北部，岩石呈灰白-浅肉红色，主要由钾长石、斜长石、石英及少量黑云母组成，具似斑状结构、块状构造，基质具中-细粒花岗结构，局部具云英岩化。

(2)地球化学特征。以中酸性碱偏高，高Rb、Cs、Nb、Ta、Pb、Th、U，低Sr、Ba、Zr、Hf和过渡族金属元素含量为特征；K、Na在成矿过程中可降低硅酸盐熔浆的黏度和熔点，降低铁的氧化物与硫化物的熔点，有利于成矿元素从硅酸盐熔浆中析出、运移和富集。

5 成矿作用

笔者认为该矿区成矿类型为层控矽卡岩型矿床，矿区林地组、经畲组因其不同岩性的差异极易形成层间断裂或层间破碎带。泥岩、泥质粉砂岩明显角岩化，深部有携带矿质的燕山期中酸性岩浆热液侵入。岩体侵位于中、浅部位的含Ca质、Fe质的林地组、经畲组有利部位，岩浆中的挥发组分向岩体的顶部及边部集中，并沿着构造有利部位(断裂、层间裂隙)扩散；随着压力、温度降低，Fe及其他矿物质从岩浆中析出，同时含Ca质围岩与含矿岩浆接触，形成石榴石、透辉石等矽卡岩矿物，使磁铁矿在矽卡岩中得以交代富集成矿；在压力、温度降到更低阶段则形成伴生的铜、铅、锌的硫化物。

6 结论

该矿与福建上杭—连城一带的矿山有类似的成矿地质特征。上部地表多为风化淋滤型铁锰矿，主要为林地组、经畲组、文笔山组中含锰较高的岩石或沉积锰矿经风化、剥蚀和地下水作用就近淋积富集而成。下部常隐伏矽卡岩型或沉积叠加后期构造热液改造层状-透镜状层控型铅锌多金属矿床。

(1)层控构造特征明显。多金属矿体具有层控构造，矿体与石灰岩接触，具强烈的大理岩化、磁铁矿化、矽卡岩化。

(2)具典型的矽卡岩型矿物特征，如绿帘石化、绿泥石化、黄铁矿化、矽卡岩化、硅化、碳酸盐岩化、透辉石化、石榴石化等。

(3)具典型的矽卡岩型矿物组构特征，如矿石多呈细脉、网脉状，沿层面、裂隙面穿插，呈条带状构造、浸染状构造、斑杂-浸染状构造等。

1 福建省地质矿产局.福建省区域地质志.北京：地质出版社，1985.