福建政和上山岗金银矿床控矿构造研究

2016-12-07 07:49王建超
地质找矿论丛 2016年3期
关键词:政和山岗金银

王建超

(福建东鑫矿业技术股份有限公司,福州 350001)



福建政和上山岗金银矿床控矿构造研究

王建超

(福建东鑫矿业技术股份有限公司,福州 350001)

福建政和上山岗金银矿位于政和—大埔深大断裂带东侧的东坑火山盆地中,为受断裂控制的火山-次火山热液型金银矿床。通过对矿区地质构造的研究,认为矿区断裂发育,主要有NE向、NW向、近EW向和近SN向4组,均为控岩-控矿构造,为矿区内重要的找矿标志。其中,NE向和近SN向断裂为主要的控矿和容矿构造,NW向和近EW向断裂为主要的控岩构造,常切割破坏矿体。金银矿体(脉)的产出严格受火山盆地中的断裂控制,与赋矿围岩的具体岩性关系不明显;矿体(脉)的大小与所在断裂的规模密切相关。矿区外围及深部与主干断裂平行的次级断裂可作为矿区进一步找矿的有利构造。

上山岗金银矿;控矿构造;断裂构造;成矿规律;福建省

0 引言

上山岗金银矿位于福建省政和县南部的上山岗一带,区域上属于闽浙金成矿带(该成矿带上的晚侏罗世火山岩中广泛分布有中小型金矿)[1],是受断裂控制的火山-次火山热液型金银矿床。区域金属矿产主要分布于政和—大埔深大断裂带与中生代东坑火山盆地的交汇地带及其周边地区。从1962年至今,上山岗所在区域开展过大量的区域地质调查及矿产地质勘查工作。1981—1986年,福建省地矿局闽北队完成1∶5万比例尺政和幅、后山幅和川石幅区域地质调查工作,圈定一批物化探异常,发现多处多金属矿化点,确定上山岗地区处于黄金重砂异常和水系沉积物多金属元素异常的重叠范围内,并对上山岗金矿点进行了地表踏查;1998—1999年,中国冶金地质勘查局二局地矿院开展了上山岗金银矿普查,圈定金银矿体16个;2003—2004年,福州东鑫矿业公司对上山岗西区开展了金银矿地质详查;2010— 2014年,福州东鑫矿业公司完成上山岗矿区深部详查,全区累计查明矿石量80.51×104t(不含2004年前采空量4.72×104t),金金属量2 606 kg,银62.50 t。上山岗地区地质研究主要集中在区域地质、矿床地质特征方面,对矿区控岩-控矿构造方面的研究较少。本文在总结前人工作基础上,通过分析上山岗金银矿区构造地质特征及控矿构造,划分不同构造类型,讨论上山岗金银矿成矿规律与矿区构造之间的关系,深化对区域内该类矿床成矿机制的认识,为矿区外围及深部的找矿工作提供一些参考。

1 区域地质概况

上山岗金银矿区域上位于政和—大埔NE向深大断裂带北段东侧的东坑火山盆地南部,处于建瓯盖林—政和锦屏NE向火山基底隆起带的轴部[2](图1)。

图1 上山岗金银矿区域地质图(据注释①修编)Fig.1 Regional geological map of Shangshangang gold-silver deposit1.白垩系;2.侏罗系;3.元古宇;4.花岗岩;5.石英闪长岩;6.二长花岗斑岩;7.二长斑岩;8.正长岩;9.超基性岩;10.断裂;11.火山基底隐伏隆起带;12.古(推测)火山口;13.金(银)矿床(点);14.多金属矿床(点)

区内出露地层简单,以NNE向政和—大埔深大断裂带为界,断裂以西主要为中-新元古界马面山群龙北溪组变质岩,断裂以东则以中生界下白垩统石帽山群火山碎屑岩为主,两带间的狭长地带(长6~7 km,宽1~3 km)分布有中生界下侏罗统梨山组和上侏罗统南园群火山碎屑岩。区域中断裂构造发育,以NE向断裂为主,NW向断裂次之,因断裂的破坏,区域性褶皱不甚清晰[3]。区域主体构造为政和—大埔NNE向深大断裂带、盖林—锦屏NE向火山基底隆起带和东坑火山盆地。沿断裂带常见绢云母化、黄铁矿化、硅化,部分断裂被后期岩脉充填。断裂为区内重要的控岩-控矿构造。区域岩浆岩多沿NE向、NW向断裂带分布,主要岩性有花岗岩、二长花岗斑岩、石英闪长岩、正长斑岩、二长斑岩、超基性岩等。花岗岩、二长花岗斑岩和石英闪长岩多呈岩株状,正长斑岩、二长斑岩和超基性岩多呈岩脉状。沿岩株或岩脉的内外接触带伴有硅化、绿泥石化、黄铁矿化等蚀变,局部见铅锌矿化。

上山岗金银矿所在区域为福建省的重要矿集区之一,按赋矿地层可将区域内金属矿产分为两大系列:①夕卡岩型(或岩浆期后热液叠加改造层控型)富铅锌(铁)矿床,如政和铁山、夏山、湖屯等中小型富铅锌矿床,赋存于中-新元古界变质岩中;②火山-次火山热液型金、银(铜、铅、锌)多金属矿床,如政和的马仑头、锦屏、东际、上山岗,建瓯的渡潭、星溪、瓯头厂、温洋、王厝等中小型金银多金属矿床,赋存于中生代火山岩中[2,4-8]。

2 矿床地质特征

上山岗金银矿矿床主体位于NW向断裂带F0的上盘(北东盘),NE向断裂带F9的下盘(南东盘)①(图2)。东侧以SN向断裂F8和NE向断裂F23为界,构成总体走向NE、长约2.9 km、宽1.0~1.5 km、赋存标高为1 050~450 m(450 m为目前已知矿体最低标高)、面积约3.5 km2的金银矿化集中区(包括现采区和勘查区)。矿床总体向北东抬升,矿体埋藏深度较浅(1 000~800 m标高),地表可见大小矿(化)脉散布;矿脉向SW侧伏,个别矿体为隐伏矿体(如21号矿体南西段),矿化集中分布于主要的断裂中。

图2 上山岗金银矿区构造及矿体分布图(据注释①修编)Fig.2 The map of structure and orebody distribution in Shangshangang gold-silverproperty1.白垩系石帽山群寨下组上段;2.白垩系石帽山群寨下组下段;3.白垩系石帽山群黄坑组上段;4.白垩系石帽山群黄坑组下段;5.上侏罗统南园群小溪组;6.流纹斑岩;7.石英正长斑岩;8.正长斑岩;9.辉绿岩脉;10.石英脉(矿化);11.断裂及编号;12.不整合地质界线;13.金矿脉编号

2.1 矿体特征

矿体(脉)严格受断裂控制,一般呈不规则脉状,有尖灭再现及分支复合现象。沿走向常被成矿后发育的断裂和无矿的次火山岩脉错断或破坏,错距一般5~10 m,局部可达20~30 m。矿体(脉)走向主要为NE向和近SN向,个别近EW向,倾向NW或近EW向,局部反倾;倾角一般60°~70°,局部缓至45°或陡至80°。此外,矿体(脉)有侧伏现象,一般整体往SW侧伏,其中的单条矿脉大多略往NE向侧伏,少数矿脉则略往SW向侧伏。单矿脉走向延伸一般30~100 m,个别长度>300 m;倾向延深30~150 m,个别>300 m。矿体(脉)厚度一般0.3~1.2 m,局部厚达5~6 m(9-5号矿脉)。矿体多为小规模薄脉型。

2.2 矿石特征

矿石矿物(金银的载体矿物)主要为黄铁矿,少量方铅矿、闪锌矿、黄铜矿;脉石矿物主要为石英、长石、绢云母、高岭石,次为萤石、绿泥石、方解石、文石、锰方解石等。矿床浅部矿石主要有用组分Au一般为0.5×10-6~8.0×10-6,Ag一般为30×10-6~300×10-6;伴生有用组分Pb一般为0.1%~1.0%,Zn为0.2%~1.5%,Cu约为0.1%;有害组分As及有机碳含量很低(低于检测限)。

图3 上山岗金银矿区金银矿石照片Fig.3 The photos of several typical ores in Shangshangang gold-silver deposita.矿石采自1号矿体(脉)940 m中段外矿堆;b.矿石采自9号矿体(脉)930 m中段外矿堆;c.矿石采自10号矿体(脉)620 m中段外矿堆;d.矿石采自21号矿体(脉)520 m中段沿脉

矿床深部矿石中各有用组分含量均明显降低,尤其是伴生Ag,Pb,Zn的品位降幅较大,一般Au为0.5×10-6~4.0×10-6,Ag为10×10-6~80×10-6,Pb为0.06%~0.30%,Zn为0.10%~0.36%,Cu小于0.1%。

矿石矿物主要呈半自形-他形粒状结构,脉石矿物主要呈自形-半自形晶粒结构。矿石构造多样,主要有块状、浸染状、角砾状、团块状、细网脉状等(图3)。

根据矿石结构及相互穿插关系,将矿体(脉)的矿物生成顺序划分为4个阶段:①石英-钾长石阶段:主要生成石英、钾长石及少量硫化物,金银矿化微弱,常破碎为角砾;②早石英-硫化物阶段:主要生成石英-黄铁矿、少量方铅矿、闪锌矿等硫化物及萤石,金银矿化较强,硫化物结晶程度相对较低,常呈细粒块状集合体;③晚石英-多金属硫化物阶段:主要生成黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等硫化物及石英、萤石、绿泥石、绢云母等脉石矿物,相对早石英-硫化物期金银矿化要弱,硫化物结晶程度相对高,常呈粗粒脉状和块状集合体;④石英-碳酸盐阶段:主要生成石英(玉髓、蛋白石)、方解石、文石、锰方解石、萤石、高岭石等脉石矿物及少量硫化物,其中碳酸盐类矿物结晶粗大,金银矿化弱;但在9-5号矿脉(断层泥)见较多硫化物石英细脉与片理化粗晶质碳酸盐脉紧密共生,金、银品位也较高,这可能与早期矿化有关。

3 控矿构造

3.1 矿区构造特征

断裂活动形成的破碎带往往成为岩浆及其晚期含矿热液上升的通道,也能为成矿物质沉淀、聚集提供理想的赋存空间;因此,断裂的空间特点在一定程度上决定着矿体的形态、产状和空间位置[9]。上山岗矿区断裂构造发育,断裂的级序分明。断裂主要分为NE向、NW向、近EW向及近SN向4组,均为控岩、控矿构造(图2)。①NE向断裂带:最为发育,规模较大,为盖林—锦屏火山基底隆起带的组成部分,多为压扭性,F9为主干断裂,两侧次级的平行断裂发育,分布范围长达3.5 km,宽1.5 km,为上山岗矿床最重要的控矿及容矿构造,也是活动最早、活动时间最长、最发育的断裂带;②近SN向断裂带:为矿区主要的容矿构造,成矿活动稍晚于NE向断裂带,主要位于矿区东部,多为张扭性断裂,如F8,F1等;③NW向断裂带:为区域性菲子坑断裂(F0)的组成部分,密集的断裂多被岩脉充填,系矿区最重要的控岩构造,已知岩脉大多为成矿期后脉岩,常切割、破坏矿体;在矿区北部和西部的个别小矿体和零星矿化受其控制,说明NW向断裂也有一定的控矿性;④近EW向断裂带:常由断裂和裂隙构成上百米宽的断裂带,并被SN向和NE向断裂切割,应属成矿前的断裂;但其中又有若干断裂切割SN向矿脉,并充填有含矿石英脉,表明近EW向断裂在成矿晚期仍有活动。

表1 上山岗金银矿区主要断裂特征Table 1 The main fault characteristics of Shangshangang gold-silver deposit

注:据注释①修编。

矿区主要断裂及其特征见表1。

3.2 控矿构造特征

上山岗金银矿体(脉)严格受断裂构造控制,绝大部分成规模的工业矿体均受区内主干断裂的控制,与矿体围岩的岩性无明显的关系。矿体(脉)的大小与所在断裂的规模密切相关,其产状与断裂基本一致。矿体(脉)的产出主要受NE向断裂控制,次为近SN向断裂,个别近EW向断裂中亦见工业矿化。矿区内矿(化)体众多,但具一定规模的工业矿体仅有5个(1号、9号、10号、20号和21号矿体),另有12个小矿(化)体由于规模小、品位低或已采空、遭破坏等原因不具开采价值。

3.2.1 NE向断裂

NE向断裂是矿区最重要的控矿构造。NE向断裂中岩石蚀变普遍且强烈,蚀变类型主要有硅化、绿泥石化等,并伴有黄铁矿化、黄铜矿化及铅锌矿化,矿化强度与蚀变强度呈正消长关系。受NE向断裂控制的矿体主要有2号、4号、9号、10号、11号、18号、20号、21号等,倾向NW,局部反倾,倾角一般60°~70°,局部缓至45°或陡至80°。其中,9号、10号、20号、21号为具有一定规模的工业矿体。

(1)9号矿体。位于矿区的中部,主要受F9断裂的控制。F9断裂是上山岗矿区最主要的导矿和容矿构造,断裂在矿区内的长度约3 500 m,宽一般几米至十几米,走向30°~50°,倾向NW,倾角60°~85°。断裂中普遍蚀变矿化,共赋存有8条矿脉,累计长度1 388 m,厚度一般0.8~3.0 m,最厚达6.5 m,最大延深240 m。矿石中金属矿物为黄铁矿、氧化的铁锰质硫化物,黄铁矿大都氧化成褐铁矿;脉石矿物为石英,石英脉在断裂带内被挤压成碎裂团块(角砾)状、碎裂石英细脉。矿体总体走向46°,倾角80°,宽1 m。围岩为流纹质角砾晶屑凝灰熔岩,靠近矿脉上盘岩石较为破碎,可见褐铁矿化、高岭土化蚀变,偶见少量铅锌矿化,下盘断裂面较平整。

(2)10号矿体。位于采矿区南东部,受F10断裂控制。F10断裂为F9断裂带的次级平行断裂,是矿区主要的容矿构造。F10断裂长约1 500 m,宽0.5~2.0 m,走向10°~70°,倾向NW,倾角40°~70°。其中,含矿断裂带长约700 m,厚0.3~2 m,最大延深350 m。10号矿体赋存于破碎蚀变带内,灰色,为黄铁矿化、铅锌矿化、硅化(长英质细脉)蚀变岩。矿石中金属矿物为黄铁矿、铅锌矿。黄铁矿呈浅黄色,细脉状、浸染状分布;铅锌矿呈细脉状,脉宽5~10 mm。脉石矿物为石英,呈乳白色细脉状。矿体宽0.6 m,顶板产状为310°∠72°。

图4 上山岗金银矿区21号矿体(脉)地质剖面图Fig.4 Geological section of ore body 21 in Shangshangang gold-silver deposit1.白垩系石帽山群黄坑组下段;2.晶屑凝灰熔岩;3.正长斑岩;4.石英脉(矿化);5.金矿体及编号;6.工程及编号;7.坑内钻

(3)20号矿体。位于矿区的中部,受F20断裂的控制。F20断裂亦为F9断裂下盘的主要次级平行断裂,断裂长度3 000 m,宽0.5~3.0 m,走向10°~70°,倾向NW,倾角50°~70°。F20断裂中赋存有6条矿脉,累计长660 m,厚0.60~1.80 m,最大延深190 m。现已基本采空(仅保留少量矿柱)。

(4)21号矿体。位于采矿区南部,受F21断裂的控制,为目前矿区已知赋存标高最低(至450 m)的矿体(脉)。F21断裂向北似与F10断裂相连接,其南段沿走向延至矿区外围的详查区,深部则沿倾向延伸至采矿区深部详查区(580 m标高以下)。断裂走向10°~30°,倾向W,倾角60°~70°(图4),已控制累计长度>800 m,宽0.8~2.8 m。矿体的控制长度为400 m,厚0.4~3.0 m,延深280 m。与矿区其他矿体(脉)比较,21号矿体含银总体较低。矿体赋存于黄铜-黄铁-铅锌矿化石英脉中,黄铜矿多呈团块状,黄铁矿、铅锌矿多呈细脉或细网脉状产出,细脉产状与顶板断裂面平行。矿体下盘为破碎蚀变带,带内岩石破碎强烈,具较强的碳酸盐化和绿泥石化。矿体宽1.5 m,矿体的顶板产状为285°∠60°。

3.2.2 近SN向断裂

近SN向断裂的控矿作用仅次于NE向断裂,其成矿时间亦稍晚于NE向断裂。近SN向断裂控制的矿体有1号、7号、8号、19号等,矿体倾向E或W,倾角一般60°~80°。如位于矿区东部的1号矿体,受F1断裂的控制,F1断裂长约1 300 m,宽一般1~3 m,走向350°~10°,倾向W,倾角60°~70°;断裂的中段切错NE向的F2断裂。断裂中含矿带长约500 m,共有4条矿脉,累计长达400 m,厚0.50~1.10 m,最大延深130 m。1号矿体赋存于硅化黄铁矿化铅锌矿化蚀变岩中,顶板的断裂面较为完整,产状为357°∠62°,矿体宽0.5 m;矿石的金属矿物为黄铁矿、铅锌矿,黄铁矿呈黄白色,细粒状、浸染状分布,铅锌矿多呈细脉、细网脉状分布;脉石矿物为石英,呈细脉状、碎裂团块状分布。

3.2.3 近EW向断裂

属成矿前构造,但在部分近EW向断裂中充填了矿化的石英脉,说明其在成矿期仍有活动。近EW向的F3断裂控制着3号矿体,断裂长约500 m,走向80°~110°,倾向N,倾角80°。

3.2.4 NW向断裂

NW向断裂主要表现出控岩的特点,常见NW向断裂切割、破坏矿体,但在矿区边部的一些小矿体和零星矿化也有受NW向断裂控制的现象,反映其具有一定的控矿特性。

综上所述,矿区内NE向断裂和近SN向断裂是主要的控矿断裂构造,后者成矿活动稍晚于前者。两个方向的断裂都可能具有更大的切割深度,对矿区深部找矿具有良好的指示作用,尤其对受F21控制的21号矿体(脉)最为重要,该矿体(脉)为矿区内已知的赋存标高最低(450 m)的矿体(脉)。但深部的矿石中各种有用组分含量均有明显降低,其中伴生银、铅、锌的品位降幅较大。

4 结论

(1)矿区的构造以断裂为主,且级序分明。主要有NE向、NW向、近EW向及近SN向4组,其中NE向、近SN向断裂为主要的控矿及储矿构造,NW向、近EW向断裂则以控岩为主要特点。

(2)金银矿体(脉)严格受断裂的控制,与矿体围岩的岩性无明显关系,矿体多呈不规则脉状,有尖灭再现及分支复合现象。矿体(脉)的大小与所在断裂的规模密切相关。矿体(脉)的产出主要受NE向断裂的控制,其次为近SN向断裂,个别近EW向和NW向断裂中亦见矿体(矿化)。

(3)矿区外围和深部与主干断裂平行的次级断裂可作为进一步找矿的靶区。当破碎带出现石英脉或方解石脉时,往往预示其下部或延伸部位可能存在矿体(矿化);当破碎带硅化强烈时往往形成山脊,可作为重要的找矿标志,据此追索和圈定矿化体;在探矿过程中遇到NW向岩体较多时,预示附近可能存在被其切断的矿脉。

(4)据21号矿体目前所控制深度(450 m)的矿物组合特点,矿体应属于次火山热液金银矿床成矿模式[2]中的铅锌铜贱金属带,预测深部会出现磁黄铁矿-黄铁矿-毒砂矿物组合,不具工业意义。这对矿区其他矿体的深部探矿具有一定的指示意义。

致谢:本文撰写过程中,福建东鑫矿业技术股份有限公司柯学进高级工程师在立题方面予以指导,严卸平、王波涛两位工程师对插图提出了建议;中国科学院广州地球化学研究所曹永华硕士对文章撰写提出了意见和建议,在此一并表示感谢!

注释:

① 福建东鑫矿业技术股份有限公司. 福建省政和县上山岗矿区采矿区金银矿资源储量核实暨深部详查报告. 福州:福建东鑫矿业技术股份有限公司,2014.

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The research on the ore-controlling structure of Shangshangang gold-silver deposit in Zhenghe, Fujian

WANG Jianchao

(FujianDongxinMiningTechnologyCompanyLimited,Fuzhou350001,China)

Shangshangang gold-silver deposit is located in Dongkeng volcanic basin in east side of Zhenghe-Dapu giant deep fault zone. It is a volcanic-sub-volcanic hydrothermal gold deposit controlled by fault. Four sets of fault trending NE, NW, roughly EW and roughly SN are developed in the area and control the rock-forming and ore-forming processes. They are the most important prospecting marks. The ore is mainly controlled and hosted by the NE and SN faults. The NW and nearly EW faults are important dyke-controlling structures, often cut and destroy ore bodies. The gold-silver ore bodies are strictly controlled by the faults in the volcanic basin having nothing to do with lithology of the surrounding rocks. The size of the ore body is closely related to the fault size. Surroundings of the deposit and sub-faults parallel to the main fault are potential for further exploration.

Shangshangang gold-silver deposit; ore-controlling structure; fault structure; metallogenic regularity;Fujian province

2015-07-06; 改回日期: 2015-10-20; 责任编辑: 赵庆

王建超(1988—),男,助理工程师,学士,2013年毕业于福州大学资源勘查工程专业,从事地质矿产勘查工作。通信地址:福建省福州市闽侯县上街镇科技东路1号,福建东鑫矿业技术股份有限公司;邮政编码:350001;E-mail:eibsmile@163.com

10. 6053/j. issn.1001-1412. 2016. 03. 007

P613;P618.51

A

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