浅谈闽中裂谷带丁家山铅锌矿区控矿构造

王补峰，王 亮

(1.南京大学地球科学与工程学院, 江苏南京 210093；2.江苏省有色金属华东地质勘查局,江苏南京 210007；3.福建金东矿业股份有限公司, 福建三明市 365101；4.长沙矿山研究院有限责任公司, 湖南长沙 410012)

浅谈闽中裂谷带丁家山铅锌矿区控矿构造

王补峰1，2，3，王 亮4

(1.南京大学地球科学与工程学院, 江苏南京 210093；2.江苏省有色金属华东地质勘查局,江苏南京 210007；3.福建金东矿业股份有限公司, 福建三明市 365101；4.长沙矿山研究院有限责任公司, 湖南长沙 410012)

丁家山控矿构造有断裂、褶皱和不整合接触面。通过对丁家山矿区构造的分析研究，得出丁家山铅锌矿矿床主要受控于北北东向和北西西向的共轭断裂系统，且北东向断裂是宏观上最重要的控矿构造，详细分析了矿区构造演化，并对下一步找矿前景进行了预测。

共轭断裂；控矿构造；构造演化

1 矿区概况

丁家山铅锌矿在大地构造位置上居于华南褶皱系东部,按福建省区域地质志的划分,隶属闽东火山断拗带构造单元,地处政和—大浦深断裂、沙县断裂、顺昌—莆田断裂三条区域性断裂的交汇部位,称为闽中裂谷带的南段。矿区处于南平—尤溪复式向斜东南边缘之次级平缓褶皱梅仙背斜中。出露地层主要为以“基底构造窗”出现的震旦系变质岩地层和以角度不整合出现的侏罗系火山(沉积)岩上覆盖层。

2 矿区构造与矿体分布

矿区位于尤溪县梅仙镇境内,矿区内控矿构造主要有褶皱,断裂和不整合面,可划分为两大构造层,即“基底构造窗”变质构造层和盖层火山构造层。

通过对整个梅仙天窗内的变质岩系老地层产状系统的调查研究,地层产状总体倾角较缓,除个别点位外一般不超过40°,以20°左右居多数；地层在走向上总体以NE向占主导地位,其次为NW向；地层产状有时在较小的范围内变化较大且无规律。梅仙“基底构造窗”内地层主构造方向为北东向,其次为北西向,主要构造面貌为加里东期形成的北东向的宽缓褶皱；根据晋宁期与加里东期主压应力的方向可以判断北西向走向的地层应为晋宁期留下的构造痕迹,证实了研究区晋宁期北东向主压应力的构造活动的存在。

丁家山铅锌矿按矿体赋存层位划分为4个矿体带,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体带赋存于基底含矿层,Ⅳ号矿体带赋存于火山岩盖层。矿段内4个主矿体及小矿体组成一套规模较大的矿体群,长大于900 m,宽约300～500 m,埋深约20～190 m,垂高约30～120 m,总体往北西(或南东)缓倾、往南西侧伏(侧伏角约15°)。成矿空间相对狭窄,矿体分布密集；矿体主要呈似层状,其中富矿体多为扁豆状、透镜状,火山岩中的矿体则呈脉状或不规则透镜状；除火山岩中及不整合面上矿体外,所有矿体产状与地层产状一致,同一条剖面上,北西侧矿体趋于向北西缓倾,南东侧矿体趋于向南东缓倾,中部矿体趋于水平。3—15线与15—27线两地段比较,前者总体趋于水平或向南东微倾,后者总体趋于向北西缓倾。

3 主要控矿构造

通过对闽中裂谷带区域地质背景调查、丁家山矿区地表和井下构造的调查分析,发现丁家山铅锌矿为构造复合控矿,其主要控矿构造为断裂、褶皱和角度不整合接触面。

3.1 褶皱构造

梅仙“基底构造窗”的主构造是梅仙复式背斜,现存的构造形迹主要是加里东期形成的北东—南西向褶皱和断裂构造,但局部尚能见到被改造过的晋宁期变形的北西—南东向构造痕迹。

梅仙复式背斜叠加了加里东运动和海西—印支运动复杂强烈的变形结果,背斜轴向北东50°～65°, 长8 km,宽5.5 km,分别向两端双向倾伏,倾伏角20°～30°,背斜轴部地层产状平缓,倾角5°～15°；两翼产状稍陡,倾角20°～40°。在其两侧发育的次一级背斜岩兜—丁家山—关兜背斜和下湖—三港头—根竹园背斜是重要的控矿构造。区内的许多矿点均多沿北东方向分布在这两个次级背斜的轴部。岩兜—丁家山—关兜背斜轴面产状:35°/NW∠76°,枢纽产状:220°∠20°,褶皱特征:核部为Pt2-3l3,两翼为Pt2-3dl,西北翼为断层切错及盖层覆盖,产状0° ∠30°,东南翼出露完整,丁家山铅锌矿即位于该构造的西南端。

3.2 断裂构造

丁家山铅锌矿区位于NNE向政和—大埔深大断裂、NW向顺昌—莆田断裂和EW向隐伏沙县断裂的交汇部位,区内断裂构造十分发育,主要有NE、NNE、NW及NNW向,因断层多具多期次活动的性质,因此断裂构造的形态、展布特征都十分复杂,同时也为成矿物质的运移提供了通道,并成为矿体的赋存空间。因岩浆侵入、热液活动等作用影响,成矿前及成矿期断裂的断裂面多已消失,但地表及坑道所见的雁列状、羽状绿帘石脉、蛇纹石脉、石英脉以及硫化物脉,均清楚地反映了主断裂存在的迹象。

研究区内控岩控矿特征明显,具多期次活动特征的区域性断裂为北东向断裂,走向多NE30°～60°,倾角80°～85°,成组出现,有时常错断矿体,一般规模不大,延长30m至数百米。断层中见断层角砾岩、断层泥及多期活动断裂面,为具压扭性多期活动的断裂。矿区内F10、F11等NE向断裂先为张性后为压扭性断裂特征。矿区NE向断裂与花岗斑岩(γπ)走向平行、错断矿体,并可见到断层破碎带和角砾岩。

NNE向断裂走向多NNE10°～30°,倾向NW,倾角较陡,规模较大,为区域性断裂。三港头断裂、F1断裂走向延向6～7 km。该组断裂带中可见断层角砾岩、断层泥、糜棱岩、断层擦痕,并可见铅锌矿化。断裂常被岩脉充填,常控制断陷盆地,断块,并为其边界。该组断裂与成矿关系密切,具有先期为扭性,后期为压扭性的特征,为多期活动断裂。

NNW、NW两组断裂,根竹园矿区为主要构造,规模大,延长远,常错动地层,错断NW组矿体,使两侧矿体难以连接,断裂力学性质为压扭性,为成矿后断裂。大岭组(Pt2-3dl)地层和龙北溪组(Pt2-3l3)地层因该断裂而成断裂接触。区内NW—NWW断裂规模小,为次级断裂。一般延长100～200 m,宽数10 m,常为隐伏断裂,地表及钻孔中见到如F14、F16等规模小的断裂,一般为正断层次级断裂。

3.3 角度不整合接触面

不整合面在矿区内分布广泛,上覆地层为侏罗系地层,下覆地层为震旦系地层；不整合面分别向南东和北西倾伏,南东较缓,小于15°,北西较陡,大于20°。不整合面不仅是岩性不连续界面、构造层界面及构造弱面,还是水文地质界面及地球化学界面,是卸载沉淀有利场所和热液运移汇聚的重要通道。勘查资料及综合研究表明,震旦系和佚罗系地层之间的角度不整合面具有重要的控矿作用,侏罗系地层呈角度不整合覆在震旦系地层上。从勘探线剖面图及不整合面上矿体的就位部位分析,当不整合面大于30°,且与下伏地层层面呈较大角度斜交时,则在不整合面两侧,尤其是不整合面之上的50～200 m范围有利于形成透镜状或脉状矿体,在与下覆地层界面附近侏罗系地层内也有少量裂隙充填的铅锌矿体。

4 构造演化

闽中及其周边地区至少发生了四期以上的构造变形,即晋宁早期、晋宁晚期、加里东期、印支—燕山期。本次研究在综合分析区域资料和前人研究成果的基础上,结合梅仙地区的岩浆活动、变形变质特征、构造运动特征等,认为控矿构造实际经历了两个阶段,早期压扭运动阶段及晚期拉张阶段。早期阶段实际上是成矿前构造,晚期拉张阶段才是真正的成矿期。北东向构造表现为左旋剪切,而北西西向断裂表现为右旋,且两断裂又相互切割,因此该断裂实际上是在一个统一的构造应力场下形成的一组共轭断裂系统。

断裂大致形成于中晚侏罗世,恰好与Izanagi板块向北西向欧亚板块俯冲时期一致,俯冲作用造成了东南大陆形成大量的北东-北北东向及相应的北西西向构造。晚侏罗世—早白垩世,俯冲作用造成的压性构造由于应力松驰,在先存断裂上形成一些张性破裂面,并被后来的岩脉和矿体所填。因此控制后期构造岩浆热液型矿床的构造主要为呈网格分布的共轭断裂系统。

加里东期:主压应力方向转为北西—南东向,在地壳侧向挤压体制下,发生挠曲变形—纵弯褶皱作用。形成了一系列北东向轴向30°,左右枢纽倾伏,轴面陡立的宽缓等厚褶皱,并横跨叠加于晋宁期褶皱之上。大褶皱的不同部位,“S”、“Z”、“M”形等从属褶皱亦十分发育。

燕山期:燕山运动分为早、晚两个亚构造旋回。燕山早期构造旋回是区内岩浆活动的极盛期,晚侏罗世大规模的中酸—酸性岩浆侵入,形成总体呈北东向分布的花岗岩带,并导致其围岩发生强烈的热接触变质作用；构造变动十分强烈,在地壳浅—表部构造层次以北西—南东向最大主压应力为特征的地壳侧向挤压体制下,发生强烈的挠曲—剪切变形,挠曲变形使侏罗系地层形成了一系列北东—北北东向宽缓—开阔的纵弯褶皱；脆性剪切变形较强烈,形成一系列北东向压剪性逆断层,断层常由于后期的再次活动而导致其力学性质的转化。燕山晚期构造旋回构造活动主要表现为脆性断裂及小规模的岩浆活动。断层活动以利用老断层面重新活动为主；岩浆活动表现为酸性岩浆沿北东向断裂侵入,形成本地区沿北东向展布的花岗斑岩岩墙。

5 结 论

(1)丁家山铅锌矿断裂、褶皱和角度不整合接触面复合控矿,但矿体主要受控于北北东向和北西西向断裂,该断裂在一个统一的构造应力场下形成的一组共轭断裂系统,断裂的交汇部位为主要的运矿和储矿构造,可作为矿区及外围也可作为井下微观进一步找矿的构造标志。

(2)沿角度不整合面顺岩层倾伏的矿区南部应进一步追索可能尖灭再现的矿体。

(3)侏罗系地层内有寻找小型裂隙充填矿体的可能。

[1]福建省地质矿产局.中华人民共国地质矿产部地质专报一区域地质第4号福建省区域地质志[M].北京:地质出版社, 1985.

[2]陈小华.福建省丁家山铅锌矿床地质特征及成因[J].福建地质,2000,19(2):57-65.

[3]龚孔成,车 申,张光梁,等.福建省尤溪县丁家山铅锌矿成矿规律及深部找矿研究[J].有色金属(矿山部分),2013,65 (4):37-42.

[4]汪群峰.福建建瓯八外洋铅锌矿矿床地质特征—控矿条件及成因研究[D].北京:中国地质大学,2006:58-64.

[5]福建省尤溪县梅仙丁家山铅锌矿普查地质报告[R].南京:华东地质勘查局八○○七队,1995,9.

[6]饶岩山,张立公.福建梅仙丁家山铅锌(银)矿磁异常特征及其找矿意义[J].江苏地质,1997,21(1):12-17.

[7]余心起.闽中地区构造演化特征及其控矿作用研究[R].北京:中国地质大学(北京),2006.

[8]张祥信.闽中地区新元古代马面山群的形成及构造变形演化研究[D].北京:中国地质大学(北京),2006.

2015-04-01)

王补峰(1980-)，男，江苏南京人，工程师，主要从事矿产地质勘查与开发管理工作，Email:309889103＠qq. com。